15. Источники света и осветительные приборы.

1. О природе света.

2. Источники света.

3. Значение освещения.

4. Нормы освещения.

5. Основные светотехнические величины.

6. Характеристика источников света.

7. Конструкции и типы светильников.

1. Свет имеет двоякую природу и представляет собой поток корпускул, испускаемых светящимися телами. По корпускулярной теории различный вид корпускул производит различное световое ощущение.

С другой стороны свет –это электромагнитные волны. Световая волна - это распространение в пространстве электромагнитного поля. Электромагнитная волна характеризуется частотой колебания напряженности электрического и магнитного полей, следовательно, такая частота характеризует также и световую волну. К световому излучению относятся лишь такие электромагнитные волны, частота которых лежит в интервале 4*10 - 7,5 10 Гц. Свет одной определенной частоты называется монохроматическими.

Таким образом, свет имеет двойственную природу: это электромагнитные волны и поток частиц (корпускул-фотонов): фотоны обладают энергией, которая зависит только от частоты световой волны.

2. Источники света можно разделить на естественные и искусственные. Из естественных источников света главное значение имеет для нас Солнце, так как свет, излучаемый Солнцем, является первоисточником большинства энергетических запасов, которыми располагает человечество в настоящее время. Солнечный свет является источником жизни для всех живых организмов на Земле - растений, животных, человека.

Искусственные источники света, которыми человечество овладевало по мере своего развития и с которыми каждый из нас до сих пор встречается (костры, спички, свечи, керосиновые и электрические лампы), как и Солнце, всегда горячие.

Все названные выше источники света испускают свет в нагретом состоянии, поэтому они называются тепловыми источниками света.

Наряду с тепловыми источниками в настоящее время все шире и шире начинают проникать в технику и быт новые виды источников света, в которых используется свечение газов под действием проходящих через них электрических токов.

Температура газа в таких лампах при свечении почти не меняется, поэтому их называют иногда источниками "холодного света". Кроме того, в некоторых из них можно получить свет, одинаковый по своему составу с солнечным светом. Такие лампы получили название ламп дневного света.

Источники света по способу возбуждения молекул и атомов подразделяются на:

Температурные (тепловые)- когда излучение света происходит в результате нагревания тела до высокой температуры.

Люминесцентные (холодного свечения). Тела излучают свет при облучении их светом (фотолюминесцентные), рентгеновскими лучами, катодными лучами, радиоактивным излучением, при окислительно-восстановительных процессах (хемилюминесцентные).

Одним из условий высокопроизводительного труда является хорошая освещенность рабочего места и пространства. Но в подземных выработках естественное освещение вообще отсутствует, а на открытых работах полноценное естественное освещение возможно только в дневное время. Применение правильно выбранного освещения позволяет обеспечить запланированный технологический процесс ведения работ, повышает производительность труда, способствует предупреждению травматизма и повреждению оборудования.

ЛЛ –люминесцентная трубчатая , ЛН -накаливания, КГ -кварцевая галогенная, ДРЛ -дуговая ртутная, ДНаТ -дуговая натриевая трубчата, EUТ - люминесцентная энергосберегающая с цоколем Е-27

Рисунок 1 - Общий вид некоторых источников света

Хорошее освещение в подземных выработках позволяет своевременно установить деформации кровли, стенок выработок, крепления, различные неисправности механизмов, машин, транспортных средств, электрических сетей, приборов и другого горно-шахтного оборудования, предотвратить несчастные случаи при обслуживании механизмов и машин.

Кроме того, освещение оказывает и положительное психофизическое воздействие на активность человека, повышает его реакцию на сигналы окружающей среды и обусловливает способность быстро различать движущиеся предметы, например, транспортное средство, падающий кусок горной породы, деформацию крепления и др.

Для искусственного освещения применяют стационарные и переносные светильники с газоразрядными лампами и лампами накаливания. Для стационарных осветительных установок питающее напряжение не должно превышать: на поверхности - 380 В, в подземных выработках - 220 В. Для осветительных установок очистных выработок, а также светильников местного освещения, встроенных в горные машины, напряжения не должно превышать 127 В, а для ручных сетевых светильников - 36 В, для подготовительных выработок и забоев- не более 40 В.

Устройство осветительных установок поверхности необходимо выполнять в соответствии с требованиями ПУЭ, а в подземных горных выработках - в соответствии с требованиями ЕПБ.

4. Нормы освещенности являются обязательными и нормируют минимальную освещенность, которая должна быть обеспечена в наименее освещенной точке рабочей поверхности. Произвольное нарушение норм недопустимо.

При выборе освещенности наряду с назначением помещения и характеристикой зрительного процесса должны учитываться условия естественного освещения помещения.

В подземных горных выработках и в забоях освещение должно быть достаточным, равномерным и не создавать бликов.

Достаточность освещения определяется величиной освещенности. Нормы освещения не должны быть менее величины, установленных нормами и правилами (табл.1).

Таблица 1 - Некоторые нормы освещенности.

Объект и место работы	Минимальная освещенность, лк
Забои подготовительных выработок Основные откаточные выработки Восстающие выработки с лестницами для передвижения людей Разнарядки Подземные медицинские пункты Карьеры Цеха обогатительных фабрик Аварийное освещение Учебный кабинет Мастерские ремонтные Операционная (мед)	15 5 3 10 100 1 50 - 150 2 200 - 400 150-300 1000-1500

Равномерность освещения достигается определенным порядком расположения светильников.

5. К основным светотехническим величинам относятся: световой поток, сила света, яркость, освещенность.

Световой поток Ф представляет собой мощность лучистой энергии, оцениваемой по световому ощущению, производимому ею на глаз человека. Единицей измерения служит люмен (лм).

Сила света I определяется как плотность светового потока в пространстве или угловая плотность. Единица измерения силы - кандела (кд).

Освещенность Е определяется как поверхностная плотность падающего светового потока. Единица измерения освещенности - люкс (1лк=1лм/кв.м)

Е = Ф/S

где S - площадь освещаемой поверхности.

Светимость М - поверхностная плотность излучаемого светового потока. Единица измерения - лм/м.

Яркость В - отношение силы света, излучаемого поверхностью, к величине этой поверхности. Единицей измерения яркости является кандела на квадратный метр (кд/кв.м ).

За нормальную для человеческого глаза принимают яркость примерно 10 (кд/кв.м ).

6. Характеристика источников света По способу генерируемого излучения электрические источники света делят на температурные (тепловые) и люминесцентные. К первым относятся лампы накаливания, ко вторым газоразрядные лампы.

Основные параметры ламп: номинальная мощность, напряжение, световой поток, средняя продолжительность горения и световая отдача.

ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ. По конструкции лампа накаливания представляет собой запаянную стеклянную колбу с наружным металлическим цоколем, Внутри колбы помещена вольфрамовая нить, выполненная в виде спирали или биспирали (биспираль сокращает тепловые потери и увеличивает светоотдачу). При небольшой мощности лампы могут быть вакуумными ( тип НВ мощностью от 15 до 40 Вт),а при больших мощностях лампу наполняют аргоном с добавлением 12-16 % азота (тип НБ и НГ, от 60 до 1000 Вт).

Несмотря на различные усовершенствования ламп, видимое излучение составляет 10-12%, тепловые потери 14-22%, а невидимые излучения-- 68-74%.

ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ЛАМПЫ. Такие лампы относятся к экономичным источникам света, работа которых основана на принципе светового излучения газов или паров металла под действием проходящего через них электрического тока. Для повышения светоотдачи внутреннюю поверхность стекла ламп покрывают особыми светящимися составами - люминофорами, которые представляют собой соли различных кислот или их смеси. Люминофоры способны преобразовать невидимые ультрафиолетовые излучения в видимые излучения, а применяя комбинированный состав люминофоров, можно получить любую цветность лампы.

Распространение получили две группы ламп: низкого давления - люминесцентные и высокого - ртутные и ксеноновые. Первые еще называют холодными, а вторые- горячими. Люминесцентные трубчатые лампы с дуговым разрядом в парах ртути по цветистости излучения выпускают пяти видов в зависимости от цвета: белого (ЛБ), холодного-белого(ЛХБ), тепло-белого (ЛТБ), дневного (ЛД) и дневного с корректировкой цветоощущения для правильной цветопередачи (ЛДЦ). Средняя продолжительность горения этих ламп-- не менее 10000 ч.

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ лампы выпускают в виде заполненных аргоном и па рами ртути стеклянных трубок. С двух сторон на трубке установлены металлические цоколи с контактами для подключения к сети. На каждой стороне трубки находятся по два контакта, которые внутри трубки соединены между собой спиралью из вольфрама, выполняющей роль электрода. При подаче напряжения между электродами возникает дуговой разряд, и лампа начинает излучать видимый свет. Зажигание лампы происходит при нагреве электродов до 800-1000 градусов Цельсия или при подаче на них повышенного напряжения.

ДУГОВЫЕ РТУТНЫЕ лампы (ДРЛ). Применяются при напряжении до 220 В, мощности от 80 Вт до 1 кВт, имеют светоотдачу 50 лм/Вт и срок службы до 11000 часов.

Достоинства: большой срок службы и высокая светоотдача.

Недостатки: требуется пусковое устройство, содержит ртуть, нельзя применять на малой высоте (не менее 6м).

ДУГОВЫЕ РТУТНЫЕ МЕТАЛЛОГАЛОИДНЫЕ лампы (ДРИ). В ртутный разряд вводят различного рода добавки, ,например, йодиды натрия, таллия и индия. Введение добавок создает хорошую цветность излучения при световой отдаче до 90 лм/Вт. Выпускаются на мощность до 2 кВт, на напряжение 250 или 380 В со сроком службы до 4500 часов.

Достоинства: высокая светоотдача, большая мощность.