Gaismas avotu klasifikācija. 1. daļa. Kvēlspuldzes un halogēna spuldzes

Izšķir trīs galvenās gaismas ražošanas metodes: termiskais starojums, gāzes izlāde zemā un augstā spiedienā.

Siltuma starojums... Vada uzsildīšana, nododot elektrisko strāvu līdz augstākai iespējamai temperatūrai. Šim nolūkam vislabāk piemērots volframa elements ar augstāko kušanas temperatūru starp metāliem (3683 K). Piemērs: kvēlspuldzes un halogēna kvēlspuldzes.

Gāzes izlāde... Slēgtā stikla traukā, kas pildīts ar inertām gāzēm, metāla tvaikiem un retzemju elementiem, pieliekot spriegumu, rodas loka izlāde. Iegūtā gāzveida pildvielu luminiscence dod vēlamo gaismas krāsu.

Piemērs: dzīvsudraba, metāla hlorīda un nātrija lampas.

Luminiscences process... Stikla caurulē iesūknētie dzīvsudraba tvaiki elektriskās izlādes ietekmē sāk izstarot neredzamus ultravioletos starus, kas, nokrītot uz stikla iekšējās virsmas nogulsnētā fosfora, pārvēršas redzamā gaismā. Piemērs: dienasgaismas spuldzes, kompaktās dienasgaismas spuldzes, gaismas diodes (LED).Dažādu veidu lampas atšķiras pēc tādiem parametriem kā gaismas efektivitāte, spektrālie raksturlielumi (piemēram, krāsu atveide), elektriskie raksturlielumi (darba spriegums, jaudas patēriņš), konstrukcijas raksturlielumi (izmēri), kalpošanas laiks un cena.

Gaismas avota klasifikācija

Kvēlspuldzes

Kvēlspuldzes ir tipiskas siltuma izstarotājas. To noslēgtā kolbā, kas piepildīta ar vakuumu vai inertu gāzi, volframa spole elektriskās strāvas iedarbībā tiek uzkarsēta līdz augstai temperatūrai (apmēram 2600-3000 K), kā rezultātā izdalās siltums un gaisma. Lielākā daļa šī starojuma atrodas infrasarkanajā diapazonā.

Galvenie kvēlspuldžu veidi ir vispārējas nozīmes spuldzes, speciālās lampas, dekoratīvās lampas un atstarojošās lampas.

Kvēlspuldžu gaismas efektivitāte diapazonā no 25 līdz 1000 W ir aptuveni 9 līdz 19 lm / W lampām, kuru vidējais kalpošanas laiks ir 1000 stundas. Lielākā daļa kvēlspuldžu ir paredzētas iekštelpu un āra apgaismojumam maiņstrāvas tīklos ar nominālo spriegumu 220 V, 127 V un frekvenci 50 Hz.

Kvēlspuldzes atšķiras pēc jaudas un spuldzes veida. Kvēlspuldzes tiek ražotas klasiskā sfēriskā formā, kā arī mazākos izmēros ar "Sēnes" un "Sveces" formas spuldzi. Caurspīdīgās lampas izstaro skaistu, bagātīgu gaismu, un gaismu izkliedējošais pārklājums nodrošina vienmērīgu gaismas sadalījumu un novērš atspīdumu efektu.Tiek ražotas spuldzes, kas pielāgotas tīkla sprieguma svārstībām, paredzētas paaugstinātam spriegumam (230-240 V) (tīkla spriegumam palielinoties par 10%, parasto lampu kalpošanas laiks tiek samazināts 3 reizes), kas ļauj tām saglabāt savu. tehniskie parametri ilgāki. Kvēlspuldžu degšanas ilgums pie parastā sprieguma nav mazāks par 1000 stundām, lampām ar spriegumu 127-135 V — 2500 stundas, MO lampām — 700 stundas.

Kvēlspuldžu galvenās īpašības:

1. Ražots plašā diapazonā, dažādām jaudām un spriegumiem un dažādiem veidiem, pielāgots konkrētiem lietošanas apstākļiem

2. Tiešs savienojums ar tīklu bez papildu ierīcēm

3. Apkalpojamība (lai gan ar krasi mainīgām īpašībām) pat ar ievērojamām tīkla sprieguma novirzēm no nominālā

4. Neliels (apmēram 15%) gaismas plūsmas samazinājums līdz kalpošanas laika beigām

5. Gandrīz pilnīga neatkarība no vides apstākļiem (līdz spējai strādāt iegremdējot ūdenī), ieskaitot temperatūru

6. Kompaktums

Kvēlspuldžu trūkumi: zema gaismas efektivitāte, spektra dzeltensarkanās daļas pārsvars emisijas spektrā, ierobežots kalpošanas laiks, liela kvēlspuldžu raksturlielumu atkarība no barošanas sprieguma (jo, palielinoties spriegumam, temperatūra kvēldiegs paceļas, kā rezultātā gaisma kļūst baltāka, gaismas plūsma strauji palielinās un nedaudz palēnina gaismas efektivitāti, ievērojami samazinās kalpošanas laiks).

Kvēlspuldžu spektrs:

Kvēlspuldžu galvenie raksturlielumi ir sprieguma, jaudas, gaismas plūsmas, kalpošanas laika un kopējo izmēru nominālās vērtības.

Visizplatītākie kvēlspuldžu vāciņu veidi: E — vītņots, Bs — viena tapa, Bd divu tapu tapa.

Kvēlspuldžu apzīmējums: ar G-gāzi pildīta monospirāle (argons); B — dubultā spole ar argona pildījumu; BK — ar kriptonu pildīta bispirāle; MT — matēts; 125-135, 220-230, 230-240 sprieguma diapazons voltos; 25-500 - nominālā jauda vatos; 1 — 12 — bāzes modeļa atšķirīgā iezīme.

Piemēram: B 230-240-40-1, MO 36-100

Tiek ražots arī liels skaits citu veidu kvēlspuldžu: raktuves, metro, luksoforiem, projekcijas, fotografēšanai, miniatūras un miniatūras, komutācijas, spogulis (lampas-lampas ar spoguli vai difūziem atstarojošiem slāņiem spuldzē) un citi.

Halogēna kvēlspuldzes

Kvēlspuldžu halogēna spuldzes pēc uzbūves un funkcijas ir salīdzināmas ar kvēlspuldzēm. Bet tie satur nelielas halogēnu (broma, hlora, fluora, joda) vai to savienojumu piedevas palīggāzē. Ar šo piedevu palīdzību noteiktā temperatūras diapazonā ir iespējams gandrīz pilnībā novērst spuldzes tumšumu (ko izraisa volframa atomu iztvaikošana) un no tā izrietošo gaismas plūsmas samazināšanos. Līdz ar to var ievērojami samazināt spuldzes izmēru kvēlspuldzēs, kā rezultātā, no vienas puses, var palielināt spiedienu uzpildes gāzē, bet, no otras puses, kļūst iespējams izmantot dārgu inertu. kriptona un ksenona gāzes kā uzpildes gāzes.

Volframa-halogēna cikls.

Kvēlspuldzes galvenos raksturlielumus - gaismas efektivitāti un kalpošanas laiku - galvenokārt nosaka spoles temperatūra: jo augstāka ir spoles temperatūra, jo lielāka gaismas atdeve, bet īsāks kalpošanas laiks. Kalpošanas laika samazināšanās ir strauji pieaugoša volframa iztvaikošanas ātruma sekas, paaugstinoties temperatūrai, kas, no vienas puses, noved pie spuldzes tumšuma un, no otras puses, pie spoles izdegšanas.

Spuldzes melnēšanu var efektīvi novērst, uzpildes gāzei izmantojot halogēna piedevu, kas volframa-halogēna cikla laikā neļauj jau iztvaicētajam volframam nosēsties uz spuldzes sieniņām. Lampas darbības laikā no spoles iztvaicētais volframs difūzijas vai konvekcijas rezultātā nonāk temperatūras diapazonā (T1 1400 K) un tur atkal sadalās.

Daļa volframa atkal tiek atjaunota pa spirāli, bet jaunā vietā. Tādējādi parastais volframa-halogēna cikla rezultāts ir tikai spuldzes aptumšošanas novēršana, bet ne kalpošanas laika pagarināšana, kas beigsies spoles plīsuma rezultātā uz iegūtajām "karstajām šūnām".

Halogēnās kvēlspuldzes izceļas ar savu īpašo kompaktumu, ievērojami baltāku gaismu, uzlabotu krāsu atveidi un dubultu kalpošanas laiku.

Ir pieejamas halogēna kvēlspuldzes ar jaudu līdz 20 kW.

Mūsdienās ražotāji piedāvā milzīgu halogēnu spuldžu izvēli — katrai gaumei un dažādiem mērķiem.Ir lampas ar jaudu 5-150 W samazinātam spriegumam 12-24 V, kā arī jaudu 25-250 W (ar vienu vāciņu ar standarta E14 un E27 ligzdām) un 100-500 W (dubultā - ar vāciņu) paredzēts tīkla spriegumam 220-230 V. Var izmantot halogēna lampas ar ārējiem stikla reflektoriem ar speciālu interferences pārklājumu — tas pārraida infrasarkano starojumu, tādējādi veidojot «auksto» staru. Lampas ar ārējo alumīnija reflektoru veido "dziļus" (ar izkliedes leņķi 30-100) un "platus" (ar izkliedes leņķi līdz 600) gaismas starus.

Šeit ir galvenās halogēna spuldžu priekšrocības salīdzinājumā ar parastajām kvēlspuldzēm:

- augstāka gaismas efektivitāte - dažos gadījumos tā palielinās līdz 25 lm / W, kas ir 2 reizes lielāka nekā kvēlspuldzēm;

- liela izturība - to kalpošanas laiks ir 2-4 reizes lielāks nekā kvēlspuldzēm;

-mazi izmēri -zemsprieguma halogēna lampām (12 V, 100 W) spuldzes diametrs ir 5 reizes mazāks nekā tādas pašas jaudas kvēlspuldzēm;

— bagātāks starojuma spektrs — halogēna lampām ir "baltāka" gaisma nekā kvēlspuldzēm (augstākas sildīšanas temperatūras dēļ — 30 000 K pret 28 000 K parastajai lampai);

- gaismas plūsmas regulējamība, un pie pazemināta sprieguma gaismas plūsma saglabā pietiekamu "baltumu".

Pirmie divi punkti runā par acīmredzamām halogēna spuldžu ekonomiskajām priekšrocībām: ja šāds gaismas avots tiek uzstādīts tradicionālās kvēlspuldzes vietā, bet ar vienādiem emisijas parametriem, gaismas punkta enerģijas patēriņš samazināsies vidēji par 20 -40%. Tomēr šī nav vienīgā halogēnu lampu priekšrocība.To mazie izmēri, gandrīz miniatūrie, ļauj izveidot pilnīgi jaunus apgaismes ķermeņus, piemēram, tā saukto akcentu apgaismojumu — īpaši izstrādāta atstarotāju sistēma ļauj tik palielināt gaismas plūsmu, kas dod dizaineriem papildu iespējas telpas noformēšanā. .