Электрические источники света
Основным элементом осветительной электроустановки является источник света — лампа, преобразующая электрическую энергию в световую (световое излучение). Различают лампы по мощности, напряжению, световому потоку, конструктивному исполнению, размерам, газовому наполнению, светоотражающей и светопропускающей способности баллонов и т. д. Наиболее распространены лампы накаливания и газоразрядные. В первых лампах тело накала нагревается проходящим через него электрическим током (тепловые), во вторых — свечением газов или паров металлов при пропускании через них электрического тока (газоразрядные).
Массовым источником света продолжают оставаться лампы накаливания, имеющие недостатки — низкую экономичность и относительно малый срок службы. Работающие на принципе теплового излучения, они имеют кпд преобразования электроэнергии в видимый свет, не превышающий 4%, остальная часть расходуется на тепловые потери и невидимые излучения.
В лампах накаливания (рис. 2, а) телом накала является вольфрамовая нить, свитая в спираль и нагреваемая до высокой температуры электрическим током, при этом в зависимости от конструкции спирали лампы изготовляют моноспиральными и биспиральными. Лампы выпускают вакуумными (с выкачанным воздухом из колбы) и газонаполненными. Более экономичны лампы, баллоны которых наполнены инертным газом (криптоном, аргоном в смеси с азотом, ксеноном, в среде которых вольфрамовая нить не окисляется).
Экономичность лампы определяется не только световой отдачей, но и температурой вольфрамовой нити, свернутой в спираль. Чем короче и большего диаметра нить, тем выше температура ее нагрева, а следовательно, и экономичность, поэтому биспиральные лампы экономичнее ламп с простой спиралью. При продолжительной работе лампы нить накала, постепенно испаряясь, уменьшается в диаметре, пока не перегорит. Чем нити, тем больше света излучает лампа, но и срок ее службы сокращается, поэтому рабочая температура нагрева нити, при которой происходит преобразование электрической энергии в энергию видимых излучений, 2600 — 2700 °С (температура плавления вольфрама 3200 — 3400 °С).
Заполнение колбы лампы инертным газом позволяет повысить рабочую температуру нити, поскольку газ, находясь под давлением, препятствует ее испарению. На кпд ламп влияет вид газового наполнителя. У большинства ламп колба заполнена смесью аргона с азотом. При заполнении колб криптоном и ксеноном (более тяжелыми газами) повышается световая отдача ламп (более 8%), например, светоотдача криптоновой лампы мощностью 40 Вт на напряжение 220 В выше обычной лампы той же мощности на 13%. Еще большую светоотдачу имеют галогенные лампы накаливания (лампы с йодным циклом), у которых вольфрамовая нить работает в парах йода. Йодный цикл представляет собой непрерывный процесс восстановления парами йода вольфрамовой нити и повышение температуры накала. Светоотдача растет с мощностью ламп, например, для ламп на 220 В мощностью 15 Вт она составляет 7 лк/Вт, а мощностью 1500 Вт — 19,3 лк/Вт.
Кроме экономичности лампа характеризуется сроком ее службы, зависящим от стабильности номинального напряжения, механических воздействий (толчки, сотрясения), температуры окружающей среды и т. д. Срок службы лампы определяется средним числом часов горения (обычно 1000) для партии ламп (перегорание отдельных ламп может происходить по случайным причинам).
Основной тип ламп — лампы общего назначения, которые изготовляют на напряжение 127 и 220 В мощностью от 15 до 1500 Вт. Выпускают и специальные лампы — зеркальные, с диффузным отражающим слоем, прожекторные, местного освещения и др., которые здесь не рассматриваются. Лампы имеют буквенное обозначение : В (вакуумная), Г (газонаполненная — моноспиральная аргоновая), БК (биспиральная криптоновая). Для ламп со светорассеивающими колбами добавляют буквенные обозначения — МТ (матированная), МЛ (молочная), О (опаловая), для ламп местного освещения — МО (местное освещение), Д (диффузно отражающее покрытие колбы), 3 (зеркальное покрытие колбы).
При нестабильном или постоянно повышенном напряжении сети рекомендуется применять лампы с маркировкой на куполе стеклянной колбы 230—240 и 235 — 245 В, а при стабильном напряжении сети (127 и 220 В)— лампы с маркировкой 125-135, 215-225 и 220-230 В.
Газоразрядные источники света отличаются от тепловых высоким кпд и световой отдачей, большим сроком службы и цветностью излучения. Однако если лампы накаливания можно непосредственно включать в сеть напряжением, равным рабочему напряжению лампы, то газоразрядные лампы — только с помощью специального прибора — пускорегулирующего аппарата (ПРА), в котором теряется 20—30% электроэнергии. Осветительные установки с газоразрядными лампами сложнее установок с лампами накаливания как в монтаже, так и в эксплуатации. Все же из-за высокой световой отдачи и спектрального состава, близкого к составу естественного освещения, газоразрядные лампы часто вытесняют лампы накаливания. Если световой кпд ламп накаливания составляет от 1,6 до 3%, то газоразрядных ламп — 7 %, а световая отдача — соответственно для мощных ламп накаливания 20 лм/Вт (со снижением до 7 лм/Вт для ламп мощностью до 60 Вт), для газоразрядных ламп более 40 лм/Вт.
Газоразрядные лампы имеют следующие особенности: – требуется некоторое время (от 5 с до 3—10 мин) для их зажигания; – загораются и гаснут в сети переменного тока 100 раз в секунду; – возможен стробоскопический эффект (вращающиеся предметы кажутся неподвижными либо вращающимися в обратную сторону), устраняемый специальными мерами, предусмотренными в схемах проекта; – создают (лампы, включенные в электрическую сеть) помехи радиоприему, снижаемые конденсаторами и другими мерами, предусматриваемыми в схемах; – возникают дополнительные потери электроэнергии (из-за применения ПРА).
Газоразрядные источники света разделяют на люминесцентные лампы низкого давления (J1J1) и люминесцентные дуговые ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью (ДРЛ). Кроме того, выпускают дуговые ксеноновые трубчатые лампы ДКсТ, ртутные с йодитами ДРИ и натриевые трубчатые ДНаТ.
Люминесцентная лампа ЛЛ (рис. 1,б) представляет собой цилиндрическую стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким равномерным слоем особого состава — люминофором, способным в определенных условиях светиться. На концах трубки находятся вольфрамовые биспиральные электроды, концы которых присоединены к четырем штырькам. Внутри лампа заполнена смесью паров ртути и инертного газа (аргон или смесь аргона с криптоном с дозированной каплей ртути). При включении в электрическую сеть в лампе образуются пары ртути и возникает свет, близкий к дневному. Получение светового потока необходимой цветности достигается выбором люминофора. Люминесцентные лампы по цветности излучения могут быть белые ЛБ, холодно-белые ЛХБ, тепло-белые ЛТБ, дневные ЛД и дневные улучшенной цветности ЛДЦ.
Люминесцентные лампы низкого давления в 2,5 —3 раза экономичней ламп накаливания. Их изготовляют на напряжение 127 В мощностью 15 и 20 Вт, на напряжение 220 В — мощностью 30, 40, 65 и 80 Вт. Светоотдача этих ламп примерно в 4—5 раз выше, чем у ламп накаливания.
Срок службы — не менее 12000 ч. Световой поток лампы к концу срока службы снижается до 60%.
Лампа ДРЛ (рис. 1, в) представляет собой ртутно-кварцевую лампу с резьбовым цоколем, заключенную в баллон из термостойкого стекла, покрытый люминофором, и состоящую из колбы, выполненной из кварцевого стекла, в которую впаяны электроды. Внутри кварцевой лампы содержатся пары ртути, а пространство между колбой и баллоном заполняется инертным газом. Действие лампы основано на излучении света при электрическом разряде в парах ртути, находящихся под высоким давлением. Лампы ДРЛ в 2,5 раза экономичней ламп накаливания той же мощности. Их изготовляют на напряжение 220 В мощностью 80, 125, 250 400, 700 и 1000 Вт. Светоотдача этих ламп составляет от 40 до 55 лм/Вт, срок службы — 7000 ч. Световой поток лампы к концу срока службы снижается до 30%. Лампы зажигаются и горят при напряжении не ниже 85% номинального, и их горение почти не зависит от температуры окружающей среды. В электрическую сеть лампы ДРЛ включают с помощью ПРА.
Выпускают лампы ДРЛ дву
Электромонтажные работы - Электрические источники света
Остались вопросы по теме - "Электрические источники света", задайте их на