До атегорія: Електромонтажні роботи
Електричні джерела світла
Основним елементом освітлювальної електроустановки є джерело світла - лампа, що перетворює електричну енергію в світлову (світлове випромінювання). Розрізняють лампи по потужності, напрузі, світлового потоку, конструктивним виконанням, розмірами, газовому наповненню, світловідбиваючої і светопропускающей здатності балонів і т. Д. Найбільш поширені лампи розжарювання і газорозрядні. У перших лампах тіло розжарення нагрівається проходять через нього електричним струмом (теплові), по-друге - світінням газів або парів металів при пропущенні через них електричного струму (газорозрядні).
Масовим джерелом світла продовжують залишатися лампи розжарювання, які мають вади - низьку економічність і відносно малий термін служби. Працюючі на принципі теплового випромінювання, вони мають КПР перетворення електроенергії в видиме світло, що не перевищує 4%, решта витрачається на теплові втрати і невидимі випромінювання.
У лампах розжарювання (рис. 2, а) тілом напруження є шляхом утворення, свита в спіраль і нагрівається до високої температури електричним струмом, при цьому в залежності від конструкції спіралі лампи виготовляють моноспіральнимі і біспіральні. Лампи випускають вакуумними (з викачаним повітрям з колби) і газонаповненими. Більш економічні лампи, балони яких наповнені інертним газом (криптоном, аргоном в суміші з азотом, ксеноном, в середовищі яких вольфрамова нитка не окислюється).
Економічність лампи визначається не тільки світловий віддачею, але і температурою вольфрамової нитки, згорнутої в спіраль. Чим коротше і більшого діаметру нитка, тим вище температура її нагрівання, а отже, і економічність, тому біспіральние лампи економічніше ламп з простою спіраллю. При тривалій роботі лампи нитка розжарення, поступово випаровуючись, зменшується в діаметрі, поки не перегорить. Чим нитки, тим більше світла випромінює лампа, але і термін її служби скорочується, тому робоча температура нагріву нитки, при якій відбувається перетворення електричної енергії в енергію видимих випромінювань, 2600 - 2700 ° С (температура плавлення вольфраму 3200 - 3400 ° С).
Заповнення колби лампи інертним газом дозволяє підвищити робочу температуру нитки, оскільки газ, перебуваючи під тиском, перешкоджає її випаровуванню. На ккд ламп впливає вид газового наповнювача. У більшості ламп колба заповнена сумішшю аргону з азотом. При заповненні колб криптоном і ксеноном (більш важкими газами) підвищується світлова віддача ламп (більше 8%), наприклад, світловіддача криптоновой лампи потужністю 40 Вт на напругу 220 В вище звичайної лампи тієї ж потужності на 13%. Ще більшу світловіддачу мають галогенні лампи розжарювання (лампи з йодним циклом), у яких шляхом утворення працює в парах йоду. Йодний цикл являє собою безперервний процес відновлення парами йоду вольфрамової нитки і підвищення температури розжарення. Светоотдача зростає з потужністю ламп, наприклад, для ламп на 220 В потужністю 15 Вт вона становить 7 лк / Вт, а потужністю 1500 Вт - 19,3 лк / Вт.
Мал. 1. Електричні джерела світла: а - лампа розжарювання, б - люмінесцентна лампа низького тиску, в - дугова ртутна лампа високого тиску; 1 - цоколь, 2 - скляна ніжка, 3 - нитка розжарення, 4 - скляна колба, 5 - електрод, 6,7 - скляна і кварцова трубки. 8 - шар люмінофора вище температура нагріву
Крім економічності лампа характеризується терміном її служби, що залежать від стабільності номінальної напруги, механічних впливів (поштовхи, струси), температури навколишнього середовища і т. Д. Термін служби лампи визначається середнім числом годин горіння (зазвичай 1000) для партії ламп (перегоряння окремих ламп може відбуватися по випадковим причин).
Основний тип ламп - лампи загального призначення, які виготовляють на напругу 127 і 220 В потужністю від 15 до 1500 Вт. Випускають і спеціальні лампи - дзеркальні, з дифузним шаром, прожекторні, місцевого освітлення і ін. Які тут не розглядаються. Лампи мають буквене позначення. В (вакуумна), Г (газо наповнених - моноспіральная аргонове), БК (біспіральні кріптоновая). Для ламп з светорассеивающими колбами додають літерні позначення - МТ (матова), МЛ (молочна), О (опалова), для ламп місцевого освітлення - МО (місцеве освітлення), Д (дифузно відображає покриття колби), 3 (дзеркальне покриття колби).
При нестабільному або постійно підвищеній напрузі мережі рекомендується застосовувати лампи з маркуванням на куполі скляної колби 230-240 і 235 - 245 В, а при стабільному напрузі мережі (127 і 220 В) - лампи з маркуванням 125-135, 215-225 і 220- 230 В.
Газорозрядні джерела світла відрізняються від теплових високим ККД та світловою віддачею, великим терміном служби і кольоровістю випромінювання. Однак якщо лампи розжарювання можна безпосередньо включати в мережу напругою, рівним робочій напрузі лампи, то газорозрядні лампи - тільки за допомогою спеціального приладу - пускорегулюючий апарату (ПРА), в якому втрачається 20-30% електроенергії. Освітлювальні установки з газорозрядними лампами складніше установок з лампами розжарювання як в монтажі, так і в експлуатації. Все ж через високу світловий віддачі і спектрального складу, близького до складу природного освітлення, газорозрядні лампи часто витісняють лампи розжарювання. Якщо світловий ККД ламп розжарювання становить від 1,6 до 3%, то газорозрядних ламп - 7%, а світлова віддача - відповідно для потужних ламп розжарювання 20 лм / Вт (зі зниженням до 7 лм / Вт для ламп потужністю до 60 Вт), для газорозрядних ламп більше 40 лм / Вт.
Газорозрядні лампи мають наступні особливості: - потрібен якийсь час (від 5 с до 3-10 хв) для їх запалювання; - спалахують і гаснуть в мережі змінного струму 100 раз в секунду; - можливий стробоскопічний ефект (обертові предмети здаються нерухомими або обертовими в зворотну сторону), усувається спеціальними заходами, передбаченими в схемах проекту; - створюють (лампи, включені в електричну мережу) перешкоди радіоприйому, знижує конденсаторами та іншими заходами, які передбачаються в схемах; - виникають додаткові втрати електроенергії (через застосування ПРА).
Газорозрядні джерела світла поділяють на люмінесцентні лампи низького тиску (J1J1) і люмінесцентні дугові ртутні лампи високого тиску з виправленою кольоровістю (ДРЛ). Крім того, випускають дугові ксенонові трубчасті лампи ДКсТ, ртутні з йодит ДРИ і натрієві трубчасті ДНаТ.
Люмінесцентна лампа ЛЛ (рис. 1, б) являє собою циліндричну скляну трубку, внутрішня поверхня якої покрита тонким рівномірним шаром особливого складу - люмінофором, здатним в певних умовах світитися. На кінцях трубки знаходяться вольфрамові біспіральние електроди, кінці яких приєднані до чотирьох штирькам. Усередині лампа заповнена сумішшю парів ртуті та інертного газу (аргон або суміш аргону з криптоном з дозованим краплею ртуті). При включенні в електричну мережу в лампі утворюються пари ртуті і виникає світло, близький до денного. Отримання світлового потоку необхідної кольоровості досягається вибором люмінофора. Люмінесцентні лампи по кольоровості випромінювання можуть бути білі ЛБ, холодно-білі ЛХБ, тепло-білі ЛТБ, денні ЛД і денні поліпшеною кольоровості ЛДЦ.
Люмінесцентні лампи низького тиску в 2,5 -3 рази економічніше ламп розжарювання. Їх виготовляють на напругу 127 В потужністю 15 і 20 Вт, на напругу 220 В - потужністю 30, 40, 65 і 80 Вт. Светоотдача цих ламп приблизно в 4-5 разів вище, ніж у ламп розжарювання.
Лампа ДРЛ (рис. 1, в) являє собою ртутно-кварцову лампу з нарізним цоколем, укладену в балон з термостійкого скла, покритий люмінофором, і складається з колби, виконаної з кварцового скла, в яку упаяні електроди. Усередині кварцової лампи містять пари ртуті, а простір між колбою і балоном заповнюється інертним газом. Дія лампи засноване на випромінюванні світла при електричному розряді в парах ртуті, що знаходяться під високим тиском. Лампи ДРЛ в 2,5 рази економічніше ламп розжарювання тієї ж потужності. Їх виготовляють на напругу 220 В потужністю 80, 125, 250 400, 700 і 1000 Вт. Светоотдача цих ламп становить від 40 до 55 лм / Вт, термін служби - 7000 год. Світловий потік лампи до кінця терміну служби знижується до 30%. Лампи запалюються і горять при напрузі не нижче 85% номінального, і їх горіння майже не залежить від температури навколишнього середовища. В електричну мережу лампи ДРЛ включають за допомогою ПРА.
Випускають лампи ДРЛ дво