Электрические источники света
По способу генерирования света все электрические источники делятся на : 1) температурные; 2) люминесцентные (холодного свечения).
К первой группе относятся лампы накаливания, в том числе галогенные, ко второй - газоразрядные лампы, в том числе люминесцентные.
Основными характеристиками источников света являются следующие номинальные величины: напряжение, мощность, световой поток, световая отдача и средняя продолжительность работы (горения).
Световая отдача g лампы определяется отношением ее излучаемого светового потока ФЛ к потребляемой электрической мощности РЛ
Единица измерения световой отдачи - лм/Вт.
Лампы накаливания (ЛН) состоят из цоколя и стеклянной колбы, внутри которых расположена вольфрамовая нить накала
Лампы накаливания общего назначения выпускаются в диапазоне мощности 15¸1500 Вт на напряжение 127 и 220 В. Лампы подразделяются на вакуумные (В) мощностью15,25 Вт и газонаполненные (Б,Г) мощностью от 40 до 1000 Вт.
Газонаполненные лампы (Б,Г) после откачки воздуха заполняются аргоном с добавлением 12...16% азота. Буква Б обозначает биспиральное исполнение элемента свечения.
Светоотдача с криптоновым наполнением на 10...20% больше лампы с аргоновым наполнением. Стоимость криптона выше стоимости аргона, поэтому лампы с криптоновым наполнением (БК) дороже ламп с аргоновым наполнением (Б,Г).
Вакуумирование ламп вызвано тем, что вольфрамовая нить накаливания нагревается до температуры 2000...25000 К, т.е. до температуры, при которой вольфрам окисляется в присутствии кислорода.
Лампы мощностью 40 Вт и более наполняются газом, который уменьшает интенсивность распыления нити накаливания даже при более высоких температурах. Вольфрамовая нить накаливания может сворачиваться в спираль, биспираль (Б) и другие формы.
Большинство ламп накаливания изготавливают из прозрачного стекла. Для создания более рассеянного света выпускают лампы с баллонами из матированного, опалового или молочного стекла. Светоотдача их меньше, чем ламп с прозрачным баллоном.
Лампы в светорассеивающих колбах имеют следующую буквенную индексацию: МТ - матированная; МЛ - молочная; О - опаловая.
Широко распространены лампы местного освещения на напряжение 12, 24 и 36 В мощностью до 100 Вт.
Световая отдача ламп основной серии лежит в пределах 7¸19 лм/Вт, Средняя продолжительность горения ЛН при номинальном напряжении определяется в 1000 часов. Срок службы их сокращается в условиях повышенного напряжения и увеличивается при работе в условиях пониженного напряжения.
В настоящее время выпускаются лампы на напряжение в определенных пределах, например, 215...225, 220...230, 230...240 В. Лампы на 230...240, 235...245 В применяют на лестничных площадках, в коридорах для дежурного освещения, т.к. ночью и днем может быть повышенное напряжение. Но их нецелесообразно применять при стабильном напряжении 220В из-за значительного уменьшения их светового потока.
Простота схем включения делает лампы накаливания надежными источниками света в светильниках местного освещения, в осветительных установках аварийного освещения и некоторых других случаях..
Люминесцентные лампы (ЛЛ) относятся к газоразрядным лампам, видимое излучение в которых происходит под действием электрического разряда в газах и парах металлов.
Люминесцентные лампы состоят из трубки с электродами на ее концах. На внутреннюю поверхность стеклянной трубки нанесен тонкий слой люминофора. Каждый электрод состоит из вольфрамовой нити накала и двух никелевых усов. От электродов выведены наружу два контакта. Колба лампы заполнена аргоном под небольшим давлением. Для создания ртутных паров в нее введена небольшая капелька ртути.
Трубчатые ЛЛ низкого давления отличаются от ЛН по всем характеристикам.
Световая отдача - 75 лм/Вт. Средняя продолжительность работы (горения) всех типов ЛЛ не менее 12000 часов, т.е. значительно больше, чем ЛН. Световая отдача и КПД ЛЛ также в несколько раз выше, чем ЛН.
По цветности излучения трубчатые ЛЛ низкого давления делятся на : ЛБ - лампы белого цвета; ЛХБ - холодно-белого цвета; ЛТБ - лампы тепло-белого цвета; ЛД - дневного цвета; ЛДЦ - дневного цвета для правильной цветопередачи.
ЛЛ предназначены для работы при температуре окружающего воздуха от + 5 до + 50° С. При температуре меньше +10° С лампы не зажигаются. Для зажигания и горения ламп необходимо включение последовательно с ними пускорегулирующих аппаратов (ПРА). ПРА разделяются на индуктивные (И), емкостные (Е) и компенсированные (К), на аппараты с параллельным, пониженным (П) и особо низким (ПП) уровнем шума.
Прямые ЛЛ выпускаются мощностью: 4; 6; 8; 15; 20; 30; 40; 65; 80; 150 Вт. В сети напряжением 127 и 220 В применяются ЛЛ от 15 до 80 Вт. ЛЛ мощностью 30, 40, 65, 80 Вт могут работать только в сети напряжением 220 В, они же наиболее распространены в люминесцентном освещении. А в настоящее время уже применяются лампы с мощностью 18, 36 и 58 Вт. При маркировке ламп мощность указывают цифрой, например, ЛЛ мощностью 40 Вт: ЛБ 40, ЛТБ 40, ЛДЦ 40, ЛХБ 40. ЛЛ бывают : U - образные - 8¸80 Вт; W - образные - 30 Вт; кольцевые - 20¸40 Вт.
К недостаткам люминесцентного освещения относятся: возможность стробоскопического эффекта; длительность процесса зажигания (несколько секунд); низкий коэффициент мощности; более высокие затраты по сравнению с затратами на освещение ЛН; резкое сокращение срока службы ламп при частых включениях.
Однако, несмотря на эти недостатки, люминесцентное освещение нашло широкое применение, т.к. ЛЛ при меньшем расходе электроэнергии обеспечивают большую светоотдачу.
Лампы ДРЛ - четырехэлектродные дуговые лампы высокого давления с люминофорным покрытием на колбе, выполняются в пределах мощностей 80¸2000 Вт и имеют световую отдачу 40¸60 лм/Вт.
Срок службы до 12000 часов, к концу срока службы световой поток снижается до 70% начального. ДРЛ включаются через одноламповые индуктивные ПРА, потери мощности в которых составляют около 10%.
Лампы 2000 Вт включаются на линейное напряжение системы 380/220 В, остальные - на 220 В.
Преимуществом ДРЛ по сравнению с ЛЛ является их компактность при высокой единичной мощности. Существенный недостаток - плохая цветопередача их излучения, позволяющая применять лампы ДРЛ только при отсутствии каких-либо требований к различению цветов, а также значительные пульсации светового потока.
Процесс разгорания ламп после включения длится 5-7 минут.
При температуре от -10 до + 25° С и выше лампы не утрачивают своих качеств.
Лампы ДКсТ - дуговые ксеноновые трубчатые лампы с воздушным охлаждением. Работают без ПРА, но зажигаются с помощью специального пускового устройства.
Мощность - 5;10; 20 и 50 кВт.
Световая отдача - 20¸45 лм/Вт.
Срок службы - 300¸750 часов, но при стабилизации напряжения может достигать и 3000 часов.
Лампы 5 кВт включаются на 220 В попарно-последовательно, лампы 10 кВ - в сеть 220 В; более мощные - 380 В.
Область применения ограничена вредным для людей избытком в их спектре ультрафиолетовых лучей. Этот недостаток устранен в лампах в колбе из легированного кварца (ДКсТЛ).
Пульсации светового потока у ламп ДКсТ особенно велики. Температура окружающей среды влияния не оказывает.