Меню

Используются источники света в виде. Искусственные источники света

Смеситель

Фотосъемка. Универсальный самоучитель Кораблев Дмитрий

ИСКУССТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА

ИСКУССТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА

К искусственным источникам света, которые активно применяются в фотографии, относятся: электрические лампы накаливания (нормальные осветительные лампы и предназначенные для съемок фотолампы), люминесцентные лампы (используются редко), вспышки.

Действие электрических ламп накаливания основано на том, что вольфрамовая нить, помещенная в безвоздушную или наполненную инертным газом стеклянную колбу, под действием электрического тока раскаляется и излучает свет.

Светоотдача повышается с увеличением мощности ламп. Но и здесь есть небольшие нюансы. Например, 100 ламп по 10 ватт потребляют такую же мощность, как одна лампа в 1000 ватт, но так как их светоотдача мала, они дадут световой поток почти втрое меньший, чем одна лампа в 1000 ватт. Хотя для нужд фотосъемки, о чем будет рассказано далее, первый вариант предпочтительнее.

Также надо не забывать, что по мере эксплуатации лампы ее светоотдача постепенно уменьшается, иногда на четверть от первоначальной величины. Колебания напряжения электрической сети влияет на спектральный состав светового потока. Например, повышение нормального напряжений сети на 10 процентов увеличивает светоотдачу лампы почти в полтора раза, при этом цветовая температура излучения возрастает. Падение напряжения на 16 процентов вдвое уменьшает светоотдачу, а цветовая температура падает.

Люминесцентные лампы как фотографические источники света используются мало, так как очень сложно подобрать для них сбалансированную по цветовой температуре пленку или светофильтр.

Про вспышки уже говорилось, что их свет можно отнести к естественному освещению, но закон обратных квадратов и зависимость освещенности от мощности действует и для них.

Из книги Макияж [Краткая энциклопедия] автора Колпакова Анастасия Витальевна

Искусственные ресницы Современные технологии позволяют сделать взгляд неотразимым. Этого можно достичь наращиванием ресниц. Искусственные ресницы стали актуальными в последнее время, несмотря на то, что процедура довольно дорогая и трудоемкая.Существует несколько

Из книги Большая энциклопедия техники автора Коллектив авторов

Источники света Источники света – это какие-либо объекты, которые излучают электромагнитную энергию в видимой части спектра.История создания источников светаК первому искусственному источнику света можно отнести огонь, добытый и сохраненный первобытным человеком.

Из книги Тайны драгоценных камней автора Старцев Руслан Владимирович

Искусственные рубины Уже было сказано о том, что давно люди пытались получать драгоценные камни сами. Но только с получением обширных знаний по физике и химии это в конце концов оказалось возможно.Еще в 1837 году некий Марк Годен - французский химик - поставил и успешно

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ГА) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ВО) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ИМ) автора БСЭ

БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ИС) автора БСЭ

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ИС) автора БСЭ

Из книги Катастрофы тела [Влияние звезд, деформация черепа, великаны, карлики, толстяки, волосатики, уродцы...] автора Кудряшов Виктор Евгеньевич

Искусственные карлики Первые попытки искусственного создания карликов имели место на закате Римской Империи. Когда они оказались удачными, тут же возник целый промысел, специализирующийся на производстве и продаже искусственных карликов. Среди римского плебса агенты

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ЗУ) автора БСЭ

Из книги Фотосъемка. Универсальный самоучитель автора Кораблев Дмитрий

«ЕСТЕСТВЕННЫЕ» ИСТОЧНИКИ ИСКУССТВЕННОГО СВЕТА К «естественным» искусственным источникам света относятся любые бытовые и промышленные источники света: обычное электрическое освещение помещений, свет керосиновой лампы, автомобильных фар, огонь костра, спички, свечи,

Из книги Энциклопедический словарь крылатых слов и выражений автора Серов Вадим Васильевич

Света, больше света! см. Больше света!

Из книги Промальп в ответах на вопросы автора Гофштейн Александр Ильич

3.9. Искусственные точки закрепления веревок (искусственные точки опоры - ИТО) Если нет возможности надежно закрепить несущую и (или) страховочную веревку (точки закрепления отсутствуют вовсе или их надежность сомнительна), а использование локальных петель по каким-либо

Из книги Цифровая фотография без Photoshop автора Газаров Артур Юрьевич

Из книги Ягодники. Руководство по разведению крыжовника и смородины автора Рытов Михаил В.

9.4.1. Искусственные формы крыжовника Формы, в которых искусственно выращивается крыжовник, могут быть подразделены на три разряда кронистые с низким, средним и высоким штамбом, почему они называются также штамбовыми, шпалерные или стенковые и шнуровые. Кроме этих

  • 4. Организация обучения, проверки знаний и инструктаж по вопросам охраны труда.
  • 5. Травматизм школьников, профессиональные заболевания, причины травматизма и общие мероприятия по предупреждению травматизма.
  • 6. Несчастные случаи. Их классификация, расследование и учет.
  • 7. Государственные надзор и общественный контроль за состоянием охраны труда в учреждениях образования.
  • 8. Ответственность работников школы за нарушение законодательства о труде и правил по охране труда
  • 9. Санитарно-гигиенические требования к помещениям учреждений образования. Учебные, учебно-производственные и учебно-спортивные помещения.
  • 11. Естественное и искусственное освещение. Общие требования, предъявляемые к освещенности помещений. Факторы, влияющие на уровень естественного освещения.
  • 14. Воздушно-тепловой режим в учебных помещениях и факторы влияющие на нормализацию его параметров.
  • 15. Микроклиматические условия в учебных помещениях и способы поддержания их оптимальных условий. Приборы и методы определения микроклиматических параметров.
  • 16. Санитарно-гигиеническое воспитание учащихся. Ответственность за соблюдение санитарных правил и норм.
  • 17. Электробезопасность. Действие электрического тока на организм человека: виды электротравм, электрические удары.
  • 18. Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током. Основные причины поражения.
  • 19. Основные способы и средства защиты человека от поражения электрическим током (защитное заземление, зануление, защитное отключение).
  • 20. Характеристика и конструктивные элементы защитного заземляющего и зануляющего устройства. Индивидуальные меры защиты человека от действия электрического тока.
  • 21. Оказание первой доврачебной помощи человеку, пораженному электрическим током.
  • 22. Цель и задачи пожарной охраны. Организационно-технические мероприятия по обеспечению пожарной безопасности в школе. Обучение вопросам пожарной безопасности.
  • 23. Требования пожарной безопасности при проведении внеклассных и внешкольных мероприятий и эксплуатации детских оздоровительно-образовательных лагерей.
  • 24. Основные причины возникновения пожаров. Опасные и вредные факторы, возникающие при пожаре. Действия работников учреждений образования в случае возникновения пожара.
  • 25. Общие требования к обеспечению пожарной эвакуации школьников. План эвакуации людей и имущества на случай возникновения пожара. Требования к путям эвакуации и эвакуационным выходам.
  • 26. Первичные средства пожаротушения. Их нормы, технические характеристики и способы использования (применения).
  • 27. Обеспечение безопасности детей в повседневной жизни: правила безопасности поведения на дорогах и обеспечение безопасности в транспорте.
  • 28. Соблюдение мер пожарной безопасности при возникновении пожара и правила поведения на воде во время купаний.
  • 29. Основные требования безопасности при организации и проведении внеклассных и внешкольных мероприятий, общественно полезного труда, экскурсий и походов.
  • 30. Особенности обеспечения безопасности детей младшего школьного возраста в дошкольных учебных заведениях. Обязанности и ответственность работников учебных заведений за безопасность детей.
  • 12. Искусственные источники света и их эффективность. Требования, предъявляемые к использованию искусственных источников света.

    К основным типам электрических ламп и осветительных устройств относятся:

    1. Лампы накаливания: в такой лампе электрический ток протекает через тонкую металлическую нить и нагревает ее, в результате чего нить испускает электромагнитное излучение. Стеклянная колба, заполненная инертным газом, предотвращает быстрое разрушение нити вследствие окисления кислородом воздуха. Преимуществом ламп накаливания является то, что лампы этого типа могут производиться для широкого диапазона напряжений – от нескольких вольт до нескольких сот вольт. В силу низкой эффективности («светового КПД», учитывающего только энергию излучения в видимом диапазоне) ламп накаливания эти устройства во многих применениях постепенно вытесняются люминесцентными лампами, газоразрядными лампами высокой интенсивности, светодиодами и другими источниками света.

    2. Газоразрядные лампы: этот термин охватывает несколько видов ламп, в которых источником света является электрический разряд в газовой среде. Основу конструкции такой лампы составляют два электрода, разделенные газом. Как правило, в таких лампах используется какой-либо инертный газ (аргон, неон, криптон, ксенон) или смесь таких газов. Помимо инертных газов, газоразрядные лампы в большинстве случаев содержат и другие вещества, например, ртуть, натрий и/или галогениды металлов. Конкретные виды газоразрядных ламп часто называются по используемым в них веществах – неоновые, аргоновые, ксеноновые, криптоновые, натриевые, ртутные и металлогалогенные. К наиболее распространенным разновидностям газоразрядных ламп относятся:

    Люминесцентные лампы;

    Металлогалогенные лампы;

    Натриевые лампы высокого давления;

    Натриевые лампы низкого давления.

    Газ, заполняющий газоразрядную лампу, должен быть ионизирован под действием электрического напряжения, чтобы приобрести необходимую электропроводность. Как правило, для запуска газоразрядной лампы («зажигания» разряда) требуется более высокое напряжение, чем для поддержания разряда. Для этого используется специальные «стартеры» или другие зажигающие устройства. Кроме того, для нормальной работы лампы необходима балластная нагрузка, обеспечивающая стабильность электрических характеристик лампы. Стартер в сочетании с балластом образуют пускорегулирующий аппарат (ПРА). Газоразрядные лампы характеризуются длительным сроком службы и высоким «световым КПД». Недостатки этого типа ламп включают относительную сложность их производства и необходимость дополнительных электронных устройств для их стабильной работы.

    Серные лампы: серная лампа представляет собой высокоэффективное осветительное устройство полного спектра без электродов, в котором источником света служит плазма серы, нагреваемая микроволновым излучением. Время разогрева серной лампы значительно меньше, чем у большинства типов газоразрядных ламп, за исключением люминесцентных, даже при низких температурах окружающей среды. Световой поток серной лампы достигает 80% максимальной величины в течение 20 с после включения; лампа может быть перезапущена примерно через пять минут после отключения электроэнергии;

    Светодиоды, в т.ч. органические: светодиод представляет собой полупроводниковый диод, излучающий некогерентный свет в узком спектральном диапазоне. Одним из преимуществ светодиодного освещения является его высокая эффективность (световой поток в видимом диапазоне на единицу потребленной электроэнергии). Светодиод, в котором эмиссионный (излучающий) слой состоит из органических соединений, называется органическим светодиодом (OLED). Органические светодиоды легче, чем традиционные, а преимуществом полимерных светодиодов является их гибкость. Коммерческое применение обоих указанных типов светодиодов уже начато, однако их использование в промышленности пока ограничено.

    Наиболее эффективным электрическим источником света является натриевая лампа низкого давления. Она испускает практически монохромный (оранжевый) свет, сильно искажающий зрительное восприятие цветов. По этой причине данный тип ламп используется, главным образом, для наружного освещения. «Световое загрязнение», создаваемое натриевыми лампами низкого давления, может быть легко отфильтровано в отличие от света других источников с широким или непрерывным спектром.

    13. Санитарные нормы, предъявляемые к освещенности учебных помещений. Приборы и методы определения (измерения) освещенности в школьных кабинетах и лабораториях. Коэффициент естественной освещенности и его определение.

    Все учебные помещения должны иметь ЕО. Наилучшими видами ЕО в учебных являются боковое левостороннее. При глубине помещения более 6м необходимо устройство правостороннего подсвета. Направление основного светового потока справа, спереди и сзади недопустимо, т.к. уровень ЕО на рабочих поверхностях парт снижается в 3-4 раза.

    Стекла окон следует ежедневно протирать влажным способом с внутренней стороны и мыть снаружи не менее 3-4 раз в год и со стороны помещений не менее1-2 раз в месяц. Нормирование ЕО осуществляется по СниП.

    Для окраски парт рекомендуется зеленая гамма цветов, а также цвет натуральной древесины с Q (коэф. отражения) 0,45. Для классной доски - темно зеленый или коричневый цвет с Q=0,1 - 0,2. Стекла, потолки, полы, оборудование учебных помещений должны иметь матовую поверхность во избежание образования бликов. Поверхности интерьера учебных помещений следует окрашивать в теплые тона, потолок и верхние части стен окрашивают в белый цвет. Нельзя помещать растения на подоконники.

    ИО обеспечивается люминесцентными лампами (ЛБ, ЛЕ) или лампами накаливания. На помещение площадью 50м2 должно быть установлено 12 действующих люминесцентных светильников. Классная доска освещается двумя установленными параллельно ей светильниками (на 0,3м выше верхнего края доски и на 0,6 в сторону класса перед доской). Общая электромощность на класс в этом случае составляет 1040Вт.

    При освещении лампами накаливания помещения площадью 50м2 должно быть установлено 7-8 действующих световых точек общей мощностью 2400Вт.

    Светильники в учебном помещении располагают двумя рядами параллельно линии окон при расстоянии от внутренней и наружной стен 1,5м, от классной доски 1,2м, от задней стены 1,6м; расстояние между светильниками в рядах 2,65м.

    Светильники очищают не реже одного раза в месяц (запрещается привлекать учащихся к очистке осветительной арматуры).

    Учебные помещения школ должны иметь естественное освещение. Без естественного освещения допускается проектировать: снарядные, умывальные, душевые, уборные при гимнастическом зале; душевые и уборные персонала; кладовые и складские помещения (кроме помещений для хранения легковоспламеняющихся жидкостей), радиоузлы; кинофотолаборатории; книгохранилища; бойлерные, насосные водопровода и канализации; камеры вентиляционные и кондиционирования воздуха; узлы управления и другие помещения для установки и управления инженерным и технологическим оборудованием зданий; помещения для хранения дезсредств. В учебных помещениях следует проектировать боковое левостороннее освещение. При двустороннем освещении, которое проектируется при глубине учебных помещений более 6 м, обязательно устройство правостороннего подсвета, высота которого должна быть не менее 2,2 м от потолка. При этом не следует допускать направление основного светового потока впереди и сзади от учащихся. В учебно-производственных мастерских, актовых и спортивных залах также может применяться двустороннее боковое естественное освещение и комбинированное (верхнее и боковое).

    Следует использовать следующие цвета красок:

    Для стен учебных помещений - светлые тона желтого, бежевого, розового, зеленого, голубого;

    Для мебели (парты, столы, шкафы) - цвета натурального дерева или светло-зеленый;

    Для классных досок - темно-зеленый, темно-коричневый;

    Для дверей, оконных рам - белый.

    Для максимального использования дневного света и равномерного освещения учебных помещений рекомендуется:

    Сажать деревья не ближе 15 м, кустарник - не ближе 5 м от здания;

    Не закрашивать оконные стекла;

    Не расставлять на подоконниках цветы. Их следует размещать в переносных цветочницах высотой 65 - 70 см от пола или подвесных кашпо в простенках окон;

    Очистку и мытье стекол проводить 2 раза в год (осенью и весной).

    Минимальное значение КЕО нормируется для наиболее удаленных от окон точек помещения при одностороннем боковом освещении. Определяют освещенность в жилых помещениях на полу или высоте 0,8 м от пола. Одновременно измеряют освещенность рассеянным светом под открытым небом. КЕО рассчитывают по выше приведенной формуле и сопоставляют с нормативными значениями.

    Среднее значение КЕО нормируется в помещениях с верхним комбинированным освещением. В помещении определяют освещенность в 5 точках на высоте 1,5 м над полом и одновременно определяют освещенность под открытым небом (с защитой от прямых солнечных лучей). Затем рассчитывают КЕО для каждой точки.

    Среднее значение КЕО рассчитывают по формуле:

    где: KEO1, КЕО2... КЕО5 - значение КЕО в различных точках; n - количество точек измерения.

    "

    Для создания искусственного освещения применяют лампы накаливания и газоразрядные источники света. Первые характеризуются простотой конструкции, удобством в эксплуатации. В электрическую сеть они включаются без каких либо дополнительных устройств. Однако им присущи такие серьезные недостатки как невысокая светоотдача (7 – 20 лм/Вт), низкий КПД (около 7%), спектральный состав излучения значительно отличается от естественного света (в нем преобладают желтые и красные цвета излучения). Тем не менее в настоящее время они еще широко применяются для освещения производственных помещений в основном следующих типов: вакуумные (ЛНВ), рефлекторные (ЛНР – часть колбы покрыта зеркальным слоем), газонаполненные биспиральные (НБК), а также галогенные лампы – лампы накаливания с иодным циклом. Наличие в стеклянной колбе паров иода позволяет повысить температуру нити накаливания без опасности ее перегорания и световую отдачу лампы. Поскольку пары вольфрама, испаряющиеся с нити накаливания, соединяются с иодом и вновь оседают на вольфрамовую спираль (нить накаливания) препятствуя ее распылению, то это позволило не только увеличить световую отдачу таких ламп (до 40 лм/Вт), но и увеличить их срок службы до 3 тыс. часов. При этом спектр излучения таких ламп более близок к естественному.

    Среди газоразрядных ламп, используемых для производственного освещения, можно выделить следующие их разновидности: люминисцентные лампы низкого давления (ЛЛ), дуговые люминисцентные лампы высокого давления (ДРЛ), рефлекторные лампы с отражающим слоем (ДРЛР) и специальные.Основным преимуществом газоразрядных ламп является их относительно высокий КПД (примерно в 3 раза выше чем у ламп накаливания), более значительный срок службы (до 8 – 12 тыс.часов), большая светоотдача (40лм/Вт), спектр излучения близок к естественному, причем, подбирая соответствующим образом состав люминофора можно получить световой поток с любым желаемым световым спектром. Эта особенность газоразрядных ламп используют в различных типах ламп, например, выпускаются лампы дневного света (ЛД), лампы дневного света с улучшенной цветопередачей (ЛЛД), лампы белого цвета (ЛБ), лампы холодного белого цвета (ЛХБ) и др.

    В настоящее время разработаны и уже внедряются в производство компактные люминисцентные лампы, конструктивной особенностью которых является их способность вворачиваться в обычный патрон как лампа накаливания. Постепенно газоразрядные лампы могут вытеснить лампы накаливания, поскольку количество выпускаемых газоразрядных ламп неуклонно возрастает, а доля ламп накаливания снижается (Л.17).

    К недостаткам газоразрядных ламп следует отнести прежде всего пульсацию светового потока (ухудшающую условия зрительной работы и которая может быть даже причиной травматизма вследствие стробоскопического эффекта), необходимость применения специальных пусковых устройств, помехи радиоприему, для устранения которых также нужны специальные устройства и др. Сущность стробоскопического эффекта состоит в том, что при совпадении частоты пульсации светового потока и частоты вращения обрабатываемых деталей, вращающихся рабочих органов машин, механизмов, создается искаженное зрительное восприятие их направления и скорости движения (нередко такие детали, рабочие органы машин кажутся неподвижными, что и чревато опасностью травматизма).


    Как правило, все источники света размещаются в специальной осветительной аппаратуре, основное назначение которой состоит в повышении эффективности освещения путем создания равномерного светового потока над освещаемой поверхностью. Источник света вместе с осветительной аппаратурой называют осветительным прибором, или светильником. Светильники часто используют и для предохранения источника света от механических повреждений, от воздействий факторов окружающей среды и для эстетического оформления помещений.

    4.4.3. Методы расчета естественного и искусственного освещения .

    При расчете естественного освещения основной задачей является определение количества и необходимой площади световых проемов (окон), Л.13.

    Суммарная площадь F световых проемов при боковом освещении определяется по формуле:

    F = Fп Eн kз fо / 100 r1 tо, м 2 ,

    при верхнем освещении – по формуле:

    F = Fп Eн kз fф / 100 r 2 tф, м 2 ,

    где Fп - площадь помещения, м 2 ;

    Eн - нормированное значение КЕО, табл.2;

    kз - коэффициент, учитывающий затенение окон;

    fо, fф - световые характеристики окон и фонарей;

    r 1 r 2,- коээфициенты, учитывающие отражение света при боковом

    и верхнем освещении;

    tо - общий коэффициент светопропускания, табл.3.

    При выбранной площади одного стандартного светового проема Fо общее их количество будет равно N = F / Fо.

    В качестве илюстрации в табл.2 и 3 приведены некоторые значения коэффициентов КЕО и коэффициентов светопропускания.

    Значения коэффициента естественной освещенности (КЕО) табл 2..

    Характеристики Наименьший размер Разряд К Е О при

    зрительной работы объекта различения зрительной ____________________________

    мм работы вехнем комбин. боковом

    освещении освещении

    _______________________________________________________________________________

    Выполняемая работа:

    наивысшей точности менее 0,15 1 10 3,5

    очень высокой точн. 0,15 …..0,3 П 7 2,5

    высокой точности 0,3…….0,5 Ш 5 2

    средней точности 0,5…….1 1У 4 1,5

    малой точности 1…….5 У 3 1

    (переработка с-х

    продукции)

    Значения коэффициентов светопропускания tо Табл.3

    ______________________________________________________________________________________________________________________

    Помещения Остекление Деревянные переплеты Стальные переплеты

    _____________________________________________

    одинарные двойные одинарные двойные

    _______________________________________________________________________________

    Со значит. выделениями

    пыли вертикальное 0,4 0,25 0,5 0,30

    то же, дыма и копоти наклонное 0,3 0,20 0,4 0,25

    С незначительными вы-

    делениями пыли вертикальное 0,5 0,35 0,6 0,4

    То же, дыма и копоти наклонное 0,4 0,25 0,5 0,3

    _______________________________________________________________________________

    Все другие необходимые для расчета коэффициенты приведены в СНиПах и методических пособиях.

    При расчете искусственного освещения широко используются точечный метод, метод расчета по коэффициенту использования светового потока и метод расчета по удельной осветительной мощности. В качестве примера рассмотрим методику расчета общего равномерного освещения горизонтальной поверхности по коэффициенту использования светового потока. Этот метод позволяет наиболее полным образом учесть световой поток источников света и световой поток, отраженный от стен и других поверхностей помещения.

    Необходимый световой поток Ф лампы находят по формуле:

    Ф = 100 Ен Fп k z / N fо, лм,

    где Ен - нормативное значение освещенности, лк;

    Fп - площадь помещения, кв.м.;

    k - коэффициент запаса,учитывающий загрязнение воздуха;

    z - коэффициент неравномерности светового потока (1,1 – 1,15);

    fо - коэффициент использования светового потока (определяется по таблицам на основании предварительно вычисленного коэффициента формы освещаемого помещения Кф = а в / (а + в) h, где а и в – длина и ширина помещения, м., h – высота подвеса светильника над освещаемой поверхностью, м.).

    По вычисленному значению светового потока подбирают ближайшую стандартную лампу, определяют ее мощность и, зная необходимое количество таких ламп, рассчитывают требуемую электрическую мощность для организации производственного освещения.

    Расчет освещения по методу удельной осветительной мощности основан на использовании нормативного значения удельной осветительной мощности для конкретного производственного помещения (по данным СНиП).

    Последовательность расчета рассмотрим на примере расчета освещения коровника для привязного содержания коров. По санитарно-гигиеническим нормативам для такого помещения величина удельной осветительной мощности Руд = 4 Вт/кв.м. Пусть площадь Sк коровника размерами 12 х 70 м равна 840 кв.м. Тогда необходимая осветительная мощность электрического освещения коровника будет равна Рк = Руд Sк = 4 х 840 =3360 Вт. Выбрав желаемую мощность одной лампы нетрудно найти их количество. Допустим, на складе имеются лампы мощностью Рл = 100 Вт. В этом случае необходимое количество таких ламп найдем путем деления общей осветительной мощностина мощность одной лампы, т.е. N = Рк: Рл = 3360: 100 = 33,6 штук. Округляем количество ламп до 34 и двумя параллельными рядами по 17 ламп в каждом реализуем результаты расчета освещения коровника.

    Указанный метод расчета является упрощенным, однако, в производственных условиях его можно использовать не только для расчета искусственного освещения, но и для оперативного контроля соблюдения санитарно-гигиенических нормативов освещенности на рабочих местах.

    Контроль освещения производственных помещений осуществляют при помощи объективных люксметров, в частности люксметров типа Ю-16, Ю-116, Ю – 117. Во всех указанных приборах используются фотоэлектрические преобразователи (фотодатчики – фотоэлементы, фотодиоды, фототранзисторы) и обычные электроизмерительные приборы (гальванометры, микроамперметры, милливольтметры).

    Принцип работы люксметра основан на явлении фотоэлектрического эффекта, при котором световой поток направленный на фотодатчик, преобразуется в электрический ток, величина которого пропорциональна световому потоку. При протекании такого тока через подвижную катушку измерительного прибора (гальванометра, микроамперметра), стрелка прибора, связанная с подвижной катушкой, отклоняется на соответствующий угол шкалы прибора, проградуированной в люксах.

    Искусственное освещение может быть общим (все производственные помещения освещаются однотипными светильниками, равномерно расположенными над освещаемой поверхностью и снабженными лампами одинаковой мощности) и комбинированным (к общему освещению добавляется местное освещение работах мест светильниками, находящимися у аппарата, станка, приборов и т.д.). Использование только местного освещения недопустимо, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомляет глаза, замедляет процесс работы и может послужить причиной несчастных случаев аварий.

    По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее , дежурное , аварийное .

    Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы людей и движения транспорта.

    Дежурное освещение включается во вне рабочее время.

    Аварийное освещение предусматривается для обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения.

    В современных многопролетных одноэтажных зданиях без световых фонарей с одним боковым остеклением в дневное время суток применяют одновременно естественное и искусственное освещение (совмещенное освещение). Важно, чтобы оба вида освещения гармонировали одно с другим. Осветительные приборы составляют самую многочисленную группу электроприборов в каждом доме. Источники света являются важным элементом быта.

    Источники искусственного освещения. Их достоинства и недостатки

    Все современные лампы можно классифицировать по трем основным признакам: это тип цоколя, способ получения света и напряжение, от которого они работают. Начнем с самого главного - способа получения светового потока. Именно от него в полной мере зависит способность лампы потреблять определенное количество электрической энергии. Рассмотрим подробнее некоторые особенности этих ламп освещения.

    Лампы накаливания

    Лампы накаливания (рис. 1) относятся к классу тепловых источников света. Несмотря на внедрение более технологичных видов ламп, остаются одними из самых массовых и дешевых источников света, особенно в бытовом секторе.

    Действие этих ламп основано на нагревании спирали проходящим через нее током до температуры 3000 градусов. Колбы ламп мощностью от 40 Вт и более наполнены инертными газами - аргоном или криптоном. Бытовые лампы бывают мощностью 25 - 150 Ватт. Лампы мощностью до 60 Ватт с уменьшенным цоколем называются миньонами. Проверить исправность лампы можно тестером, спираль должна иметь определенное сопротивление. У светильника с лампой накаливания возможно всего две неисправности: 1. Перегорелалампа 2. Отсутствует контакт в электропроводке, в результате чего на цоколь не подается напряжение.

    Достоинства : Просты по конструкции, надежны, не имеют дополнительных устройств при включении, практически не зависят от температуры окружающей среды, мгновенно зажигаются.

    Недостатки : Имеют не очень большой срок службы, около 1000 часов.

    Лампы люминесцентные

    Люминесцентные лампы (рис. 2) относятся к газоразрядным лампам низкого давления. Могут быть различной формы: прямые, трубчатые, фигурные и компактные (КЛЛ). Диаметр трубки не связан с мощностью лампы, которая может достигать до 200 Вт. Трубчатые лампы имеют двухштырьковые типы цоколей в зависимости от расстояния между штырьками: G-13 (расстояние - 13 мм) для ламп диаметром 40 мм и 26 мм и G-5 (расстояние - 5 мм) для ламп диаметром 16 мм.

    Компактная люминисцентная лампа (КЛЛ) (рис. 3) - люминесцентная лампа, которая имеет изогнутую форму колбы, что позволяет разместить ее в светильнике небольших размеров. Такие лампы могут иметь встроенный электронный дроссель (ЭПРА), могут быть разной формы и разной длины. Применяются либо в специальных типах светильников либо для замены ламп накаливания в обычных типах светильников (лампы мощностью до 20Вт, которые вкручиваются в резьбовой патрон или через адаптер).

    Люминесцентные лампы требуют работы специального устройства - пускорегулирующего аппарата (дросселя). Большинство зарубежных ламп могут работать как с обычными (с дросселем), так и с электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА). Но некоторые из них предназначены только для одного вида ПРА.

    Светильники с ЭПРА имеют следующие преимущества: лампа не мерцает, лучше зажигается, не шумит (шум от дросселя), легче по весу, экономит электроэнергию (потери мощности в ЭПРА намного ниже, чем в ПРА).

    Меняя виды люминофора, можно изменять цветовые характеристики ламп. Буквы, входящие в наименование люминисцентных ламп, означают:

    Л - люминесцентная, Б - белая, ТБ - тепло-белая, Д - дневная, Ц - с улучшенной цветопередачей. Цифры 18, 20, 36, 40, 65, 80 обозначают номинальную мощность в ваттах. Например, ЛДЦ-18 - лампа люминесцентная, дневная, с улучшенной цветопередачей, мощностью 18 Вт.

    Светильник с люминесцентными лампами работает следующим образом (рис. 4) - трубчатая лампа заполнена аргоном и парами ртути. Стартер необходим для пуска лампы, нужно на короткое время прогреть электроды, ток, текущий через дроссель и стартер значительно увеличивается, нагревает биметаллическую пластину стартера, электроды лампы прогреваются, контакт стартера размыкается, ток в цепи уменьшается, на дросселе образуется кратковременное большое напряжение, его накопленной энергии хватает на то, чтобы пробить газ в колбе лампы. Далее ток идет через дроссель и лампу, при этом 110 Вольт падает на дросселе, а 110 Вольт на лампе. Пары ртути с помощью люминофора создают свечение, воспринимаемое глазом человека. Дроссель почти не потребляет энергию, энергию, которую он берет при намагничивании, он почти полностью возвращает при размагничивании, при этом бесполезно загружаются провода, чтобы разгрузить сеть используется конденсатор С. Обмен энергией происходит не между сетью и дросселем, а между дросселем и конденсатором. Наличие конденсатора понижает КПД лампы, без него КПД 50-60%, с ним - 95%. Конденсатор, который подключен параллельно стартеру, используется для защиты от радиопомех.

    Неисправность люминесцентного светильника может заключаться в нарушении электрического контакта в схеме светильника или в выходе из строя одного из элементов светильника. Надежность контактов проверяется визуальным осмотром и проверкой тестером.

    Работоспособность лампы или пускорегулирующей аппаратуры проверяется путем последовательной замены всех элементов на заведомо исправные.

    Типовые неисправности светильников с люминесцентными лампами

    Неисправность

    Способ устранения

    Срабатывает защита при включении светильника

    1. Пробой компенсирующего конденсатора (от радиопомех) на входе светильника.

    2. Замыкание в цепи за автоматом.

    1. Заменить конденсатор.

    2. Проверить напряжение на контактах патронов и стартера.

    3. Заменить лампу на исправную.

    4. Проверить целостность спиралей лампы.

    Лампа не зажигается.

    На патроне светильника со стороны питающей сети нет напряжения, низкое напряжение сети.

    Проверить индикатором или тестером наличие и значение напряжения питания.

    Лампа не зажигается, на концах лампы нет свечения.

    1. Плохой контакт между штырьками лампы и контактами патрона или между штырьками стартера и контактами держателя стартера.

    2. Неисправность лампы, обрыв или перегорание спиралей.

    3. Неисправность стартера - стартер не замыкает цепь накала электродов лампы.

    4. Неисправность в электрической схеме светильника.

    5. Неисправен дроссель.

    1. Пошевелить в стороны лампу и стартер.

    2. Установить заведомо исправную лампу.

    3. Если отсутствует свечение в стартере, заменить стартер.

    4. Проверить все соединения в электрической схеме.

    5. Если обрыва проводов, нарушения контактных соединений и ошибок в электрической схеме не обнаружено, то, неисправен дроссель.

    Лампа не зажигается, концы лампы светятся.

    Неисправен стартер.

    Заменить стартер.

    Лампа мигает, но не зажигается, имеется свечение на одном конце.

    1. Ошибки в электрической схеме.

    2. Замыкание в электрической цепи или патроне, которое может закорачивать лампу.

    3. Замыкание выводов электродов лампы.

    1. Лампы вынуть и вставить, поменять местами концы. Если светится ранее несветящийся электрод, то лампа исправна.

    2. Если свечение отсутствует на том же конце лампы, проверить, есть ли замыкание в патроне со стороны несветящегося электрода.

    3. Если замыкание не обнаружено, проверить схему соединений.

    4. Заменить лампу

    Лампа не мигает и не зажигается, свечение имеется на обоих концах электродов.

    1. Ошибка в электрической схеме.

    2. Неисправность стартера (пробой конденсатора для подавления радиопомех или залипание контактов стартера).

    Заменить стартер.

    Лампа мигает и не зажигается

    1. Неисправен стартер.

    2. Ошибки в электрической схеме.

    3. Низкое напряжение сети.

    1. Проверить тестером напряжение сети.

    2. Заменить стартер.

    3. Заменить лампу.

    При включении лампы на ее концах наблюдается оранжевое свечение, через некоторое время свечение исчезает и лампа не зажигается.

    Неисправна лампа, в лампу попал воздух

    Необходимо заменить лампу

    Лампа попеременно зажигается и гаснет

    Неисправность лампы

    1. Необходимо заменить лампу.

    2. Если мигание продолжается, то заменить стартер.

    При включении лампы перегорают спирали ее электродов.

    1. Неисправность дросселя (нарушена изоляция или межвитковое замыкание в обмотке).

    2. В электрической схеме имеется замыкание на корпус.

    1. Проверить электрическую схему.

    2. Проверить изоляцию проводов.

    3. Проверить в электрической схеме замыкание на корпус светильника

    Лампа зажигается, но через несколько часов работы появляется почернение ее концов.

    1. Замыкание на корпус светильника в электрической схеме.

    2. Неисправность дросселя.

    1. Проверить замыкание на корпус, проверить изоляцию проводки.

    2. Тестером проверить величину пускового и рабочего тока, если эти величины превосходят нормальные значения, заменить дроссель.

    Лампа зажигается, при ее горении начинается вращение разрядного шнура и проявляются перемещающиеся спиральные и змеевидные полосы

    1. Неисправна лампа.

    2. Сильные колебания напряжения сети.

    3. Плохой контакт в соединениях.

    4. Лампа охватывает магнитные силовые линии рассеяния дросселя.

    1. Необходимо заменить лампу.

    2. Проверить напряжение сети.

    3. Проверить контактные соединения.

    4. Заменить дроссель.

    Достоинства : По сравнению с лампами накаливания экономичнее и долговечнее, обладают хорошей светопередачей. Срок службы до 10000 часов у импортных ламп и до 5000-8000 часов у отечественных. Удобно использовать там, где лампа включена много часов.

    Недостатки : При температуре ниже 5 градусов тяжело зажигаются и могут гореть более тускло.

    Газоразрядные лампы ДРЛ

    Лампы ДРЛ (дуговые ртутные с люминофором (Рис. 5,6), это разрядные лампы высокого давления. Благодаря дополнительным электродам и резисторам, размещенным в колбе, лампа не нуждается в зажигающем устройстве, включается в сеть с индуктивным ПРА и зажигается непосредственно от напряжения 220 Вольт, конденсатор необходим для уменьшения силы тока.

    После включения лампы она зажигается, световой поток, создаваемый лампой, постепенно увеличивается, процесс разгорания длится 7 - 10 минут. При исчезновении напряжения лампа гаснет. Горячую лампу зажечь невозможно, необходимо ее полное остывание, после выключения ее можно повторно зажечь лишь через 10-15 минут. Бывают мощностью от 80 до 250 Ватт.

    Ремонт светильников с лампами ДРЛ заключается в выявлении вышедшего из строя элемента и замене его на заведомо исправный.

    Достоинства : значительно экономичнее ламп накаливания, нечувствительны к изменениям температуры, поэтому их удобно использовать при освещении на улице, срок службы до 15000 часов.

    Недостатки : низкая цветопередача, пульсация светового потока, чувствительность к колебаниям напряжения в сети.

    Галогенные лампы

    Галогенные лампы накаливания (рис. 7) относятся к классу тепловых источников света, световое излучение которых является следствием нагрева спирали лампы проходящим через него током. Наполнена газовой смесью, в состав которой входят галогены (обычно йод или бром). Это придает свету яркость, насыщенность, и их можно применять в точечных источниках света.

    Лучше применять лампы известных фирм - галогенные лампы излучают ультрафиолетовые лучи, что вредно для глаз. В лампах известных фирм есть специальное, не пропускающее ультрафиолет покрытие.

    При возникновении неисправности измерить напряжение на цоколе светильника, если напряжение в норме - заменить лампу. Если напряжения на цоколе светильника нет - неисправность в трансформаторе или в контактной части электротехнической арматуры.

    Достоинства : Срок службы 1500-2000 часов, обладают стабильностью светового потока в течении всего срока службы, меньшие размеры колбы по сравнению с лампами накаливания. При одинаковой с лампой накаливания мощности световая отдача в 1,5-2 раза больше.

    Недостатки : Нежелательны изменения напряжения сети, при снижении напряжения уменьшается температура спирали и снижается срок службы лампы.

    Энергосберегающие лампы

    Энергосберегающие лампы (рис. 8) предназначены для эксплуатации в осветительных приборах жилых, офисных, коммерческих, административных и промышленных помещений, в декоративных осветительных установках.

    Их можно использовать в любом светильнике в качестве заменителя ламп накаливания. Энергосберегающие лампы представляют собой разновидность газоразрядных ламп низкого давления, а именно компактных люминесцентных ламп (КЛЛ).

    Мощность энергосберегающих ламп примерно в пять раз меньше, чем у ламп накаливания. Поэтому рекомендуется выбирать мощность энергосберегающих ламп исходя из соотношения 1:5 к лампам накаливания.

    Основными параметрами таких ламп являются цветовая температура, размер цоколя и коэффициент цветопередачи. Цветовая температура определяет цвет свечения энергосберегающей лампы. Выражается по шкале Кельвина. Чем ниже температура, тем цвет свечения ближе к красному.

    Энергосберегающие лампы имеют различные цвета свечения - белый теплый свет, холодный белый, дневной свет. Рекомендуется выбирать нужный цвет, исходя из интерьера квартиры или дома и особенностей зрения людей, которые там находятся. Холодный белый свет имеет обозначение 6400К. Такое освещение ярко-белое и лучше подходит для офисных помещений. Естественный белый свет имеет обозначение обозначением 4200К и близок к естественому освещению. Такой цвет может подойти для детской комнаты и гостинной. Белый теплый свет - немного желтоватый и имеет обозначение 2700К. Он наиболее близок к лампе накаливания, лучше подходит для отдыха, может использоваться на кухне и в спальне. Большинство людей для квартиры выбирает теплый цвет.

    Если в энергосберегающей лампе появляются мерцания, то это говорит о неисправности устройства, лампа либо слабо вкручена, либо неисправна и подлежит замене.

    Достоинства : Служат в 8 раз дольше, чем обычные лампы накаливания, на 80% меньше потребляют электроэнергии, дают в 5 раз больше света при равном потреблении энергии, могут работать в постоянном режиме в местах, где требуется освещение на протяжении всех суток, менее чувствительны к тряске и вибрациям, слабо нагреваются, не гудят и не мерцают.

    Недостатки : Медленно разогреваются (около двух минут), нельзя использовать в открытых уличных светильниках (не работают при температуре ниже 15 градусов С), нельзя использовать с регуляторами освещенности (диммерами) и датчиками движения.

    Светодиодные лампы.

    Светодиодные лампы (рис. 9) являются еще одним источником света нового поколения.

    В качестве источника света в таких лампах служат светодиоды. Светодиод излучает свет при прохождении через него электрического тока.

    Светодиодные лампы основного освещения состоят из: рассеивателя, светодиода или набора светодиодов, корпуса, радиатора охлаждения, блока питания, цоколя. Большое значение имеет радиатор охлаждения, так как светодиоды и блок питания греются. Если радиатор маленький или некачественно сделан, то такие лампы быстрее выходят из строя (обычно выходит из строя блок питания). Блок питания преобразует переменное напряжение 220В в постоянный ток для питания светодиодов.

    Выпускаются под патроны GU5.3, GU10, E14, E27. Предлагаются лампы мягкого теплого света (2600-3500К), нейтрального белого (3700-4200К) и холодного белого (5500-6500K). Есть светодиодные лампы с управляемой яркостью (с помощью диммера для ламп накаливания), но они стоят дороже.

    Достоинства : Экономичность (затраты на электроэнергию по сравнению с лампами накаливания меньше в 10 раз), большой срок службы (20000 часов и выше), при производстве используютя безопасные компоненты (не содержат ртути), устойчивы к скачкам напряжения, не требуют разогрева (в отличие от энергосберегающих ламп).

    Недостатки : Довольно высокая цена, светодиоды постепенно теряют яркость, не могут работать при температуре выше 100 градусов С (жарочные шкафы и т.д.).

    Введение

    1. Виды искусственного освещения

    2 Функциональное назначение искусственного освещения

    3 Источники искусственного освещения. Лампы накаливания

    3.1.Типы ламп накаливания

    3.2. Конструкция лампы накаливания

    3.3. Преимущества и недостатки ламп накаливания

    4. Газоразрядные лампы. Общая характеристика. Область применения. Виды

    4.1. Натриевая газоразрядная лампа

    4.2. Люминесцентная лампа

    4.3. Ртутная газоразрядная лампа

    Список литературы

    Введение

    Назначение искусственного освещения - создать благоприятные условия видимости, сохранить хорошее самочувствие человека и уменьшить утомляемость глаз. При искусственном освещении все предметы выглядят иначе, чем при дневном свете. Это происходит потому, что изменяется положение, спектральный состав и интенсивность источников излучения.

    История искусственного освещения началась тогда, когда человек стал использовать огонь. Костер, факел и лучина стали первыми искусственными источниками света. Затем появились масляные лампы и свечи. В начале XIX века научились выделять газ и очищенные нефтепродукты, появилась керосиновая лампа, которая используется по сегодняшний день.

    При зажигании фитиля возникает светящееся пламя. Пламя испускает свет только тогда, когда твердое тело нагревается этим пламенем. Не горение порождает свет, а лишь вещества, доведенные до раскаленного состояния, излучают свет. В пламени свет излучают раскаленные частички сажи. В этом можно убедиться, если поместить стекло над пламенем свечи или керосиновой лампы.

    На улицах Москвы и Петербурга осветительные масляные фонари появилось в 30-х годах XVIII века. Затем масло заменили спиртово-скипидарной смесью. Позднее, в качестве горючего вещества, стали использовать керосин и, наконец, светильный газ, который получали искусственным путем. Световая отдача таких источников была очень мала из-за низкой цветовой температуры пламени. Она не превышала 2000К.

    По цветовой температуре искусственный свет сильно отличается от дневного, и это различие давно было замечено по изменению цвета предметов при переходе от дневного к вечернему искусственному освещению. В первую очередь было замечено изменение цвета одежды. В ХХ веке с широким распространением электрического освещения изменение цвета при переходе к искусственному освещению уменьшилось, но не исчезло.

    Сегодня редкий человек знает о заводах, производивших светильный газ. Газ получали при нагревании каменного угля в ретортах. Реторты - это большие металлические или глиняные полые сосуды, которые наполняли углем и нагревали в печи. Выделившийся газ очищали и собирали в сооружениях для хранения светильного газа - газгольдерах.

    Более ста лет назад, в 1838 году, «Общество освещения газом Санкт-Петербурга» построило первый газовый завод. К концу XIX века почти во всех крупных городах России появились газгольдеры. Газом освещали улицы, железнодорожные станции, предприятия, театры и жилые дома. В Киеве инженером А.Е.Струве газовое освещение было устроено в 1872году.

    Создание электрогенераторов постоянного тока с приводом от паровой машины позволило широко использовать возможности электричества. В первую очередь изобретатели позаботились об источниках света и обратили внимание на свойства электрической дуги, которую впервые наблюдал Василий Владимирович Петров в 1802 году. Ослепительно яркий свет позволял надеяться, что люди смогут отказаться от свечей, лучины, керосиновой лампы и даже газовых фонарей.

    В дуговых светильниках приходилось постоянно пододвигать поставленные «носами» друг к другу электроды - они достаточно быстро выгорали. Сначала их сдвигали вручную, затем появились десятки регуляторов, самым простым из которых был регулятор Аршро. Светильник состоял из неподвижного положительного электрода, закрепленного на кронштейне, и подвижного отрицательного, соединенного с регулятором. Регулятор состоял из катушки и блока с грузом.

    При включении светильника через катушку протекал ток, сердечник втягивался в катушку и отводил отрицательный электрод от положительного. Дуга поджигалась автоматически. При уменьшении тока втягивающее усилие катушки уменьшалось и отрицательный электрод поднимался под действием груза. Широкого распространения эта и другие системы не получили из-за низкой надежности.

    В 1875 году Павел Николаевич Яблочков предложил надежное и простое решение. Он расположил угольные электроды параллельно, разделив их изолирующим слоем. Изобретение имело колоссальный успех, и «свеча Яблочкова» или «Русский свет» нашел широкое распространение в Европе.

    Искусственное освещение предусматривается в помещениях, в которых недостаточно естественного света, или для освещения помещения в часы суток, когда естественная освещенность отсутствует.

    1. Виды искусственного освещения

    Искусственное освещение может быть общим (все производственные помещения освещаются однотипными светильниками, равномерно расположенными над освещаемой поверхностью и снабженными лампами одинаковой мощности) и комбинированным (к общему освещению добавляется местное освещение работах мест светильниками, находящимися у аппарата, станка, приборов и т. д.). Использование только местного освещения недопустимо, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомляет глаза, замедляет процесс работы и может послужить причиной несчастных случаев аварий.

    2. Функциональное назначение искусственного освещения

    По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее , дежурное , аварийное .

    Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы людей и движения транспорта.

    Дежурное освещение включается во вне рабочее время.

    Аварийное освещение предусматривается для обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения.

    В современных многопролетных одноэтажных зданиях без световых фонарей с одним боковым остеклением в дневное время суток применяют одновременно естественное и искусственное освещение (совмещенное освещение). Важно, чтобы оба вида освещения гармонировали одно с другим. Для искусственного освещения в этом случае целесообразно использовать люминесцентные лампы.

    3. Источники искусственного освещения . Лампы накаливания.

    В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света применяют лампы накаливания, галогенные и газоразрядные.

    Лампа нака ливания -- электрический источник света, светящимся телом которого служит так называемое тело накала (тело накал- проводник, нагреваемый протеканием электрического тока до высокой температуры). В качестве материала для изготовления тела накала в настоящее время применяется практически исключительно вольфрам и сплавы на его основе. В конце XIX - первой половине XX в. Тело накала изготавливалось из более доступного и простого в обработке материала -- углеродного волокна.

    3.1. Типы ламп накаливания

    Промышленность выпускает различные типы ламп накаливания:

    вакуумные , газонаполненные (наполнитель смесь аргона и азота), биспиральные , с криптоновым наполнением .

    3.2. Конструкция лампы накала

    Рис.1 Лампа накаливания

    Конструкция современной лампы. На схеме: 1 - колба; 2 - полость колбы (вакуумированная или наполненная газом); 3 - тело накала; 4, 5 - электроды (токовые вводы); 6 - крючки-держатели тела накала; 7 - ножка лампы; 8 - внешнее звено токоввода, предохранитель; 9 - корпус цоколя; 10 - изолятор цоколя (стекло); 11 - контакт донышка цоколя.

    Конструкции лампы накала весьма разнообразны и зависят от назначения конкретного вида ламп. Однако общими для всех ламп накала являются следующие элементы: тело накала, колба, токовводы. В зависимости от особенностей конкретного типа лампы могут применяться держатели тела накала различной конструкции; лампы могут изготавливаться бесцокольными или с цоколями различных типов, иметь дополнительную внешнюю колбу и иные дополнительные конструктивные элементы.

    3.3. Преимущества и недостатки ламп накаливания

    Преимущества:

    Малая стоимость

    Небольшие размеры

    Ненужность пускорегулирующей аппаратуры

    При включении они зажигаются практически мгновенно

    Отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации

    Возможность работы как на постоянном токе (любой полярности), так и на переменном

    Возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)

    Отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе

    Непрерывный спектр излучения

    Устойчивость к электромагнитному импульсу

    Возможность использования регуляторов яркости

    Нормальная работа при низкой температуре окружающей среды

    Недостатки:

    Низкая световая отдача

    Относительно малый срок службы

    Резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения

    Цветовая температура лежит только в пределах 2300--2900 K, что придаёт свету желтоватый оттенок

    Лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 40 Вт -- 145°C, 75 Вт -- 250°C, 100 Вт -- 290°C, 200 Вт -- 330°C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается еще сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут.

    Световой коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности потребляемой от электрической сети, весьма мал и не превышает 4%

    4. Газоразрядные лампы . Общая характеристика. Область применения. Виды.

    В последнее время принято называть газоразрядные лампы разрядными лампами. Подразделяются на разрядные лампы высокого и низкого давления. Подавляющее большинство разрядных ламп работают в парах ртути. Обладают высокой эффективностью преобразования электрической энергии в световую. Эффективность измеряется отношении люмен/Ватт.

    Разрядные источники света (газоразрядные лампы) постепенно вытесняют привычные ранее лампы накаливания, однако недостатками остаются линейчатый спектр излучения, утомляемость от мерцания света, шум пускорегулирующей аппаратуры (ПРА), вредность паров ртути в случае попадания в помещение при разрушении колбы, невозможность мгновенного перезажигания для ламп высокого давления.

    В условиях продолжающегося роста цен на энергоносители и удорожания осветительной арматуры, ламп и комплектующих все более насущной становится потребность во внедрении технологий, позволяющих сократить непроизводственные затраты.

    Общая характеристика газоразрядных ламп

    Срок службы от 3000 часов до 20000.

    Эффективность от 40 до 150 лм/Вт.

    Цвет излучения: тепло-белый (3000 K) или нейтрально-белый (4200 K)

    Цветопередача: хорошая (3000 K: Ra>80) , отличная (4200 K: Ra>90)

    Компактные размеры излучающей дуги, позволяют создавать световые пучки высокой интенсивности

    Области применения газоразрядных ламп.

    Магазины и витрины, офисы и общественные места

    Декоративное наружное освещение: освещение зданий и пешеходных зон

    Художественное освещение театров, кино и эстрады (профессиональное световое оборудование)

    Виды газоразрядных ламп.

    Наибольшей эффективностью, на сегодняшний день, обладают лампы разрядные в парах натрия . Кроме этого вида разрядных ламп широко распространены люминесцентные лампы (разрядные лампы низкого давления), металлогалогенные лампы , дуговые ртутные люминесцентные лампы . Меньше распространены лампы в парах ксенон а .

    4.1. Натриевая газоразрядная лампа

    Натриевая газоразрядная лампа (НЛ) - электрический источник света, светящимся телом которого служит газовый разряд в парах натрия. Поэтому преобладающим в спектре таких ламп является резонансное излучение натрия; лампы дают яркий оранжево-жёлтый свет. Эта специфическая особенность НЛ (монохроматичность излучения) вызывает при освещении ими неудовлетворительное качество цветопередачи. Из-за особенностей спектра НЛ применяются в основном для уличного освещения, утилитарного, архитектурного и декоративного. Применение НЛ для освещения производственных и общественных зданий крайне ограничено и обуславливается, как правило, требованиями эстетического характера.

    В зависимости от величины парциального давления паров натрия лампы подразделяют на натриевые лампы низкого давления (НЛНД) и натриевые лампы высокого давления (НЛВД)

    Исторически первыми из натриевых ламп были созданы натриевые лампы низкого давления (НЛНД) . В 1930-х гг. этот вид источников света стал широко распространяться в Европе. В СССР велись эксперименты по освоению производства НЛНД, существовали даже модели, выпускавшиеся серийно, однако внедрение их в практику общего освещения прервалось из-за освоения более технологичных ламп ДРЛ, которые, в свою очередь, стали вытесняться НЛВД.

    НЛНД отличаются рядом особенностей, существенно затрудняющих как их производство, так и эксплуатацию. Во-первых, пары натрия при высокой температуре дуги весьма агрессивно воздействуют на стекло колбы, разрушая его. Из-за этого горелки НЛНД обычно выполняются из боросиликатных стёкол. Во-вторых, эффективность НЛНД сильно зависит от температуры окружающей среды. Для обеспечения приемлемого температурного режима горелки последняя помещается во внешнюю стеклянную колбу, играющую роль «термоса».

    Создание натриевых ламп высокого давления (НЛВД) потребовало иного решения проблемы защиты материала горелки от воздействия паров натрия: была разработана технология изготовления трубчатых горелок из оксида алюминия Al2O3. Такая керамическая горелка из термически и химически устойчивого и хорошо пропускающего свет материала помещается во внешнюю колбу из термостойкого стекла. Полость внешней колбы вакуумируется и тщательно дегазируется. Последнее необходимо для поддержания нормального температурного режима работы горелки и защиты ниобиевых токовых вводов от воздействия атмосферных газов.

    Горелка НЛВД наполняется буферным газом, в качестве которого служат газовые смеси различного состава, а также в них дозируется амальгама натрия (сплав с ртутью). Существуют НЛВД «с улучшенными экологическими свойствами» -- безртутные.

    4.2. Люминесцентная лампа

    Люминесцентная лампа -- газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не превышает нескольких процентов.

    Люминесцентные лампы широко применяются для общего освещения, при этом их световая отдача в несколько раз больше, чем у ламп накаливания того же назначения. Срок службы люминесцентных ламп может до 20 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу коммутаций, в противном случае быстро выходят из строя. Наиболее распространённой разновидностью подобных источников является ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора.

    Люминесцентные лампы -- наиболее распространённый и экономичный источник света для создания рассеянного освещения в помещениях общественных зданий: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, предприятиях. С появлением современных компактных люминесцентных ламп, предназначенных для установки в обычные патроны E27 или E14 вместо ламп накаливания, они стали завоёвывать популярность и в быту. Применение электронных пускорегулирующих устройств (балластов) вместо традиционных электромагнитных позволяет улучшить характеристики люминесцентных ламп -- избавиться от мерцания и гула, ещё больше увеличить экономичность, повысить компактность.

    4.3. Ртутная газоразрядная лампа

    Ртутные г азоразрядные лампы представляют собой электрический источник света, в котором для генерации оптического излучения используется газовый разряд в парах ртути. Для наименования всех видов таких источников света в отечественной светотехнике используется термин "разрядная лампа", включенный в состав Международного светотехнического словаря, утверждённого Международной комиссией по освещению.

    В зависимости от давления наполнения различают разрядные лампы низкого давления (РЛНД),разрядные лампы высокого давления (РЛВД) и разрядные лампы сверхвысокого давления (РЛСВД).

    К разрядным лампам низкого давления относят ртутные лампы с величиной парциального давления паров ртути в установившемся режиме менее 100 Па. Для разрядных ламп низкого давления эта величина составляет порядка 100 кПа, а для разрядных ламп сверхвысокого давления - 1 МПа и более.

    Для общего освещения цехов, улиц, промышленных предприятий и других объектов, не предъявляющих высоких требований к качеству цветопередачи, применяются разрядные лампы высокого давления типа ДРЛ.

    ДРЛ (Дуговая Ртутная Люминофорная) - принятое в отечественной светотехнике обозначение РЛВД, в которых для исправления цветности светового потока, направленного на улучшение цветопередачи, используется излучение люминофора, нанесённого на внутреннюю поверхность колбы.

    Устройство лампы ДРЛ

    Первые лампы ДРЛ изготовлялись двухэлектродными. Для зажигания таких ламп требовался источник высоковольтных импульсов. В качестве него применялось устройство ПУРЛ-220 (Пусковое Устройство Ртутных Ламп на напряжение 220 В). Электроника тех времен не позволяла создать достаточно надёжных зажигающих устройств, а в состав ПУРЛ входил газовый разрядник, имевший срок службы меньший, чем у самой лампы. Поэтому в 1970-х гг. промышленность постепенно прекратила выпуск двухэлектродных ламп. На смену им пришли четырёхэлектродные, не требующие внешних зажигающих устройств.

    Для согласования электрических параметров лампы и источника электропитания практически все виды РЛ, имеющие падающую внешнюю вольт-амперную характеристику, нуждаются в использования пускорегулирующего аппарата, в качестве которого в большинстве случаев используется дроссель, включенный последовательно с лампой.

    Рис.1 Ртутная лампа высокого давления.

    Четырёхэлектродная лампа ДРЛ состоит из внешней стеклянной колбы (1), снабжённой резьбовым цоколем (2). На ножке лампы смонтирована установленная на геометрической оси внешней колбы кварцевая горелка (разрядная трубка) (3), наполненная аргоном с добавкой ртути. Четырёхэлектродные лампы имеют основные электроды (4) и расположенные рядом с ними вспомогательные(зажигающие) электроды (5). Каждый зажигающий электрод соединён с находящимся в противоположном конце разрядной трубки основным электродом через токоограничвающее сопротивление (6). Вспомогательные электроды облегчают зажигание лампы и делают её работу в период пуска более стабильной.

    В последнее время ряд зарубежных фирм изготавливает трёхэлектродныелампы ДРЛ, оснащённые только одним зажигающим электродом. Эта конструкция отличается только большей технологичностью в производстве, не имея никаких иных преимуществ перед четырёхэлектродными.

    Принцип действия

    Горелка лампы изготавливается из тугоплавкого и химически стойкого прозрачного материала (кварцевого стекла или специальной керамики) и наполняется строго дозированными порциями инертных газов. Кроме того, в горелку вводится металлическая ртуть, которая в холодной лампе имеет вид компактного шарика или оседает в виде налёта на стенках колбы и (или) электродах. Светящимся телом РЛВД является столб дугового электрического разряда.

    Процесс зажигания лампы, оснащённой зажигающими электродами, выглядит следующим образом. При подаче на лампу питающего напряжения между близко расположенными основным и зажигающим электродом возникает тлеющий разряд, чему способствует малое расстояние между ними, которое существенно меньше расстояния между основными электродами, следовательно, ниже и напряжение пробоя этого промежутка. Возникновение в полости разрядной трубки достаточно большого числа носителей заряда (свободных электронов и положительных ионов) способствует пробою промежутка между основными электродами и зажиганию между ними тлеющего разряда, который практически мгновенно переходит в дуговой.

    Стабилизация электрических и световых параметров лампы наступает через 10 - 15 минут после включения. В течение этого времени ток лампы существенно превосходит номинальный и ограничивается только сопротивлением пускорегулирующего аппарата. Продолжительность пускового режима сильно зависит от температуры окружающей среды - чем холоднее, тем дольше будет разгораться лампа.

    Электрический разряд в горелке ртутной дуговой лампы создаёт видимое излучение голубого или фиолетового (а не белого как принято считать) цвета, а также мощное ультрафиолетовое излучение. Последнее возбуждает свечение люминофора, нанесённого на внутренней стенке внешней колбы лампы. Красноватое свечение люминофора, смешиваясь с бело-зеленоватым излучением горелки, даёт яркий свет, близкий к белому.

    Изменение напряжения питающей сети в большую или меньшую сторону вызывает соответствующее изменение светового потока. Отклонение питающего напряжения на 10 - 15% допустимо и сопровождается изменением светового потока лампы на 25 - 30%. При уменьшении напряжения питания менее 80% номинального лампа может не зажечься, а горящая - погаснуть.

    При горении лампа сильно нагревается. Это требует использования в световых приборах с дуговыми ртутными лампами термостойких проводов, предъявляет серьёзные требования к качеству контактов патронов. Поскольку давление в горелке горячей лампы существенно возрастает, увеличивается и напряжение её пробоя. Величина напряжения питающей сети оказывается недостаточной для зажигания горячей лампы. Поэтому перед повторным зажиганием лампа должна остыть. Этот эффект является существенным недостатком дуговых ртутных ламп высокого давления, поскольку даже весьма кратковременный перерыв электропитания гасит их, а для повторного зажигания требуется длительная пауза на остывание.

    Традиционные области применения ламп ДРЛ

    Освещение открытых территорий, производственных, сельскохозяйственных и складских помещений. Везде, где это связано с необходимостью большой экономии электроэнергии, эти лампы постепенно вытесняются НЛВД (освещение городов, больших строительных площадок, высоких производственных цехов и др.).

    Список литературы 1. Безопасность жизнедеятельности. Конспект лекций. Ч. 2/ П.Г. Белов, А.Ф. Козьяков. С.В. Белов и др.; Под ред. С.В. Белова. - М.: ВАСОТ. 1993.2. Безопасность жизнедеятельности/ Н.Г. Занько. Г.А. Корсаков, К. Р. Малаян и др. Под ред. О.Н. Русака. - С.-П.: Изд-во Петербургской лесотехнической академии, 1996.3. Справочная книга по светотехнике / Под ред. Ю.Б. Айзенберга. М.: Энергоатомиздат, 1995.