Типы источников света, конструкция, принцип работы, характеристики, схемы включения.

Галогенные лампы

Это усовершенствованные лампы накаливания. Достоинством галогенных ламп является неизменно яркий свет, прекрасная передача цвета и возможность создания разнообразных световых оттенков. Благодаря добавлению в колбу газов фтора, брома, хлора, йода, уменьшающих количество испарения вольфрама, срок службы лампы увеличился до 2000-5000 часов. Использование специальных фильтров, нанесенных на кварцевое стекло, «останавливает» ультрафиолет, что оберегает освещаемые вещи от выгорания. Дихроичные отражатели отводят тепловое излучение за пределы освещаемой площади. Яркость освещения регулируется с помощью большого ассортимента диаметров отражателей.

Линейные галогенные лампы с нитью накала в форме спирали и прозрачной кварцевой трубкой. Эти двухцокольные лампы используются для освещения широких поверхностей. Благодаря применению упрочненных держателей, нити накала обладают высокой устойчивостью к механическим воздействиям. Для ламп мощностью до 500 Вт позиция свечения произвольная, мощностью свыше 500 Вт — только горизонтальная, с допустимым отклонением в 4°. Лампы совмещают в себе высокую светоотдачу, «живой» белый блеск, отличный коэффициент цветопередачи, постоянный световой поток в течение всего срока службы, мгновенное перезажигание, возможности регулировки яркости.

Галогенные лампы со стеклянным отражателем и цветным защитным стеклом. Цветное стекло добавляет световому пучку определенный оттенок. Предназначены для декоративного освещения.

Галогенные лампы с параболическим стеклянным отражателем, покрытым металлическим алюминиевым слоем. Предназначены для создания световых акцентов. Слегка рифленая поверхность переднего стекла хорошо подчеркивает эффект «искрящегося» света и защищает горелку от загрязнения и пыли, а также от соприкосновения с руками человека. Применяется в акцентном освещении, в освещении общественных и жилых помещений, уличной подсветке (при использовании на улице лампа должна быть защищена от попадания влаги).

Галогенные лампы с двойной колбой работают от сетевого напряжения, имеют резьбовой цокол. Лампы характеризуются стабильной светоотдачей и отличной цветопередачей (Ra=100). Лампы могут работать с регулятором яркости. Применяются для освещения жилых и общественных помещений.

Лампы накаливания со временем теряют яркость. Современные галогенные лампы не имеют этого недостатка благодаря добавлению в газ-наполнитель галогенных элементов. Галогенные лампы имеют яркий насыщенный и ровный свет, спектральный состав которого значительно отличается от спектрального состава света обычной лампы накаливания и приближен к спектру солнечного света. Благодаря этому прекрасно передаются цвета мебели и интерьера в теплой и нейтральной гамме, а также цвет лица человека. * Исследования проведены автором.

Преимущества галогенных ламп:

• высокая светоотдача;
• стабильно яркий свет на протяжении срока службы;
• долгий срок службы;
• миниатюрная конструкция;
• возможность регулирования светового потока;
• высокий уровень безопасности, особенно в условиях повышенной влажности (низковольтные лампы).

Недостатки галогенных ламп:

• до стеклянной поверхности лампы лучше не дотрагиваться голыми руками, так как на ней остаются жирные пятна, что может привести к оплавлению в этом месте стекла колбы. Лампу необходимо брать, используя кусок чистой ткани, а если колба чем-то испачкана, то нужно протереть ее медицинским спиртом;
• галогенные лампы очень чувствительны к скачкам напряжения сети, поэтому их следует включать через стабилизатор напряжения, а низковольтные — через трансформатор;
• температура колбы может достигать 500 °С, поэтому при установке ламп следует соблюдать нормы противопожарной безопасности (например обеспечить достаточное расстояние между поверхностью перекрытия и подвесным потолком).

Люминесцентная лампа

Это газоразрядный источник света низкого давления. Его световой поток определяется свечением люминофора под воздействием ультрафиолетового излучения, которое возникает вследствие электрического разряда. По мнению специалистов, в соотношении «цена и качество» люминесцентные лампы являются наиболее эффективными и востребованными именно в сфере коммерческой недвижимости.

Изнутри стенка колбы покрыта смесью люминесцентных порошков, которая называется люминофор. Лампы с трех полосным люминофором более экономичны, поскольку световая отдача у них составляет до 104 Лм/Вт, но обладают худшей цветопередачей (Ra=80), а лампы с пятиполосным люминофором имеют отличную цветопередачу (Ra=90-98) при меньшей световой отдаче (до 88 Лм/Вт). Существует два способа поджига люминесцентных ламп — электромагнитным и электронным балластом. Тип балласта влияет на зажигание ламп, а также на мерцание в работе и срок службы поджигающих электродов. При поджиге люминесцентных ламп с электромагнитным балластом происходит до 30% потерь электроэнергии. Основным отличием люминесцентного светильника с электронным балластом от такого же светильника с электромагнитным балластом, помимо энергосбережения, веса и объема, является частота мерцания: Лампы с электронным балластом работают с высокой частотой мерцания около 42 000 Гц в секунду, тогда как лампы с электромагнитным балластом работают с частотой 100 Гц в секунду, что при длительном использовании вызывает усталость глаз.

Светодиодные лампы

Светодиодные источники света – это полупроводниковые приборы, состоящие их двух полупроводников, соединенных между собой. При прохождении тока, один из материалов получает излишек электронов, а другой – недостаток их. Электроны начинают переходить на вакантные места, генерируя тем самым свет и тепло. Сегодня светодиоды являются лидерами в автомобильной, авиационной технике и светосигнальной аппаратуре. Кроме того, они характеризуются высоким потенциальным сроком службы и возможностью настройки. Тем не менее, светодиодные источники света имеют и свои недостатки: эффективность и срок службы зависят от температуры соединения.

Люминесцентные лампы в виде кольца

Благодаря своей форме применяются в широком диапазоне осветительных приборов. Из-за малых габаритов трубки эту лампу можно использовать в максимально плоских светильниках. Она применяется для освещения общественных и жилых помещений.

Преимущества люминесцентных ламп:

• по сравнению с лампами накаливания обеспечивает такой же световой поток, но потребляют в 4-5 раз меньше энергии;
• имеют низкую температуру колбы;
• повышенный срок службы;

Недостатки люминесцентных ламп:

• снижает световой поток при повышенных температурах;
• содержание ртути (хотя и в очень малых количествах, 40-60 мг). Эта доза безвредна, однако постоянная подверженность пагубному воздействию может нанести вред здоровью;
• люминесцентные лампы не приспособлены к работе при температуре воздуха ниже 15-20 °С.

Виды искусственного освещения. Классификация

Основные виды искусственного освещения, различаемые по расположению и предназначению источников света:

1) Общее. В помещениях любого типа (жилые, офисные, производственные) этот вид освещения предполагает наличие светильников в верхней зоне или на потолке. При организации общего вида свет должен равномерно распределяться по всей площади помещения. Для небольшой жилой комнаты это может быть люстра или потолочный светильник. В офисе или производственном помещении обычно используется система светильников.

2) Местное. Этот вид освещения предназначен для выделения определенных зон путем расположения источников света непосредственно на выделенном участке помещения. Для местного освещения жилья применяют следующие виды светильников: напольные, настенные, подвесные, настольные, встраиваемые. В производственных или офисных помещениях используют специальные светильники, направляющие свет непосредственно на рабочее место.

3) Комбинированное. Предполагает одновременное использование общего и местного видов искусственного освещения. Эффективно для всех типов помещений: жилых, офисных, общественных и производственных.

Компактные (энергосберегающие) люминесцентные лампы

Они вырабатывают свет по тому же принципу, что и обычные люминесцентные, только на гораздо меньшей площади, и являются компактной альтернативой люминесцентным лампам-трубкам.

Преимущества компактных ламп по сравнению с лампами накаливания:

• до 80% меньшее потребление тока при том же количестве света;
• у люминесцентных ламп: срок службы в 6-15 раз больше по сравнению с обычными лампами накаливания и составляет, соответственно, 6000-15 000 часов в зависимости от типа;
• люминесцентных ламп: меньшие потери на обслуживании за счет длительного времени службы;люминесцентных ламп: возможность выбора цвета свечения.

Газоразрядные лампы высокого давления

Особенностями газоразрядных ламп, по словам специалистов, является их высокая светоотдача и длительный срок службы в широком диапазоне температур окружающей среды. В нашем климатическом поясе для архитектурного (наружного) освещения предпочтительней использовать именно газоразрядные лампы, поскольку они отлично работают при минусовой температуре. Применение газоразрядных ламп рекомендуется только с защитным стеклом, качественными комплектующими и квалифицированной сборкой схемы, иначе они небезопасны для домашнего использования. Так, например, взрыв лампы или короткое замыкание в цепи может привести к пожару. Также следует отметить, что газоразрядные лампы светят в полную силу не сразу, а по истечении 2 — 7 минут.

В группу газоразрядных ламп входят металлогалогенные, натриевые и ртутные лампы.

Металлогалогенные лампы

Это ртутные лампы высокого давления, в которых используются добавки из йодидов металлов, в том числе редкоземельных, а также сложные соединения цезия и галогенида олова. Все эти добавки значительно улучшают световую отдачу и характеристики цветопередачи ламп при ртутном разряде. Все металлогалогенные лампы дают белый свет с различной цветовой температурой. Их особенность состоит в хорошем уровне цветопередачи. Любые предметы и растения под ними смотрятся абсолютно естественно. По словам специалистов, металлогалогенные лампы широко используются в освещении объектов коммерческой недвижимости, а также выставок, служебных помещений, гостиниц и ресторанов, для подсветки рекламных щитов и витрин, освещения спортивных сооружений и стадионов, для архитектурной подсветки зданий и сооружений. * Исследования проведены автором.

Достоинства металлогалогенных ламп:

• высокая световая отдача (60 — 110 лм/Вт);
• большой срок службы (до 10000 часов);
• компактные размеры;

Недостатки металлогалогенных ламп:

• не подходят для плавной регулировки;
• долгое зажигание и перезажигание.

Натриевые лампы

Они принадлежат к числу наиболее эффективных источников видимого излучения: они обладают самой высокой световой отдачей среди газоразрядных ламп, экономны и имеют длительный срок службы. Обычно лампы излучают характерный желтый цвет, но если в состав зажигающего вещества входит ксенон, они дают яркий белый свет. Натриевые лампы бывают высокого (излучают свет теплого желтого цвета, подходящий для освещения больших парков, дорог и площадей) и низкого давления (идеально подходят для уличного освещения).

Достоинства натриевых ламп:

• высокий уровень светоотдачи (до 130 лм/Вт);
• длительный срок службы (до 12 000 часов);
• энергетическая экономичность;

Недостатки натриевых ламп:

• плохая цветопередача (Ra = 20);
• долгое зажигание и перезажигание (до 10 минут).

Газоразрядные натриевые лампы применяются для освещения улиц, а также промышленных помещений, где основными условиями являются экономность и яркость, а требования к светопередаче несущественны.

Лампы накаливания

Вольфрамовая спираль в колбе разогревается под действием электрического тока. Для сокращения скорости распыления вольфрама и соответственно увеличения срока службы лампы колба наполняется инертным газом. По принципу действия лампа накаливания относится к тепловым источникам света, т. е. значительная доля потребляемой энергии расходуется на тепловое и инфракрасное излучение.

Типичная для ламп накаливания световая отдача 10–15 лм/Вт, а срок службы редко превышает 2000 часов. Достоинства этих ламп: низкая цена и качество света (Тцв=2700, Ra=100). Сплошной спектр качественно воспроизводит цвета окружающих предметов. Лампы накаливания постепенно вытесняются разрядными источниками света и светодиодными лампами.

Ртутная лампа

Её работа основывается на использовании излучения электрического разряда в парах ртути. Лампы данного типа отличаются высокой светоотдачей при сравнительно небольших габаритах, они имеют длительный срок службы. 40% излучения приходится на ультрафиолетовую область спектра. Для увеличения светоотдачи ультрафиолетовое излучение преобразуют в видимый свет с помощью люминофора, которым покрыта колба лампы. Эти лампы позволяют значительно снижать затраты при установке, эксплуатации и техническом обслуживании в следующих областях применения: дорожное освещение, освещение ландшафтов.

Ртутная лампа высокого давления содержит пары ртути, парциальное давление которых во время работы достигает 105 Па. Такие лампы обладают высокой надежностью, хорошей цветопередачей, позволяют снизить затраты на установку и техническое обслуживание. Применяются для внутреннего и наружного освещения коммерческих и производственных объектов, для декоративного и охранного освещения. Ртутно-вольфрамовая лампа — лампа, внутри которой в одной и той же колбе находятся разрядная трубка ртутной лампы высокого давления и спираль лампы накаливания, соединенные последовательно. Колба может быть покрыта люминофором. Вольфрамовая спираль служит дополнительным источником света в красной области света и одновременно выполняет функцию балластного давления для ртутной горелки. Благодаря этому устройству улучшается передача цвета и отпадает необходимость использования дополнительного дросселя.

Преимущества ртутных газоразрядных ламп:

• широкий диапазон мощностей;
• достаточный уровень световой отдачи (30-60 лм/Вт);
• большой срок службы (до 12 000 часов);
• ртутно — вольфрамовые лампы не требуют пускорегулирующего аппарата;
• компактные размеры;

Недостатки ртутных газоразрядных ламп:

• плохая цветопередача;
• долгое зажигание и перезажигание (до 5 -10 минут).

По мнению большинства специалистов, будущее освещения — за лампами и светильниками на светодиодах . На данный момент они еще не так востребованы на рынке, как люминесцентные лампы или лампы накаливания, и в основном применяются в архитектурном, ландшафтном и декоративном освещении, Особое внимание хотелось уделить светодиодам, продуцирующим большой световой поток, как правило, эти светодиоды с мощностью от 1 Вт до 15 Вт. Данные источники света имеют достаточно большую светоотдачу, приближающуюся уже к значению светоотдачи газоразрядных ламп, большой срок службы, компактные размеры и достаточно большую яркость. Все эти свойства открывают новые возможности применения светодиодов, как для общего, так и для прожекторного освещения. Благодаря отсутствию тела накала светодиоды отличаются высоким КПД и большим сроком службы (80 000 — 100 000 часов).

Преимущества светодиодов:

• низкое энергопотребление — не более 10% от потребления при использовании ламп накаливания; — долгий срок службы — до 100 000 часов;
• высокий ресурс прочности — ударная и вибрационная устойчивость;
• чистота и разнообразие цветов, направленность излучения;
• регулируемая интенсивность;
• низкое рабочее напряжение;
• экологическая и противопожарная безопасность. Они не содержат в своем составе ртути и почти не нагреваются.

Теперь видна четкая картина перспективы светодиодов и их явные преимущества перед другими источниками света. Производство светодиодов в последние годы опережают все самые оптимистические прогнозы на 20 -30%. Большинство экспертов сходятся во мнении, что через 7 — 10 лет светодиоды захватят все основные позиции на рынке света.

Автор Романовский А.Н. из компании ФОКУС.

Характеристика основных источников света

• Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
• Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

По этой ссылке вы сможете найти много готовых рефератов по физике:

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Введение:

Мы живем в мире света и образов, которые он создает. Солнечный свет был началом жизни и колыбелью человека на Земле. Человеческое сознание стало определяться его образным мышлением. Естественный свет, рожденный солнцем, создал для нас огромный мир ощущений и дал нам возможность определить наше отношение к окружающему нас миру, и искусственный свет стал началом человеческой цивилизации. Сегодня электрический свет определяет качество нашей жизни и комфорт человека. Плохой свет, как и плохие очки, может вызвать усталость, раздражительность, плохое настроение и другие неприятные последствия. Искусство освещения пытается постичь миллионы людей, обустроить их дома и рабочие места. Принимая во внимание улучшение светового комфорта и уюта в вашем собственном доме или квартире, полезно иметь хотя бы самую основную информацию о технологиях освещения и правилах рационального освещения.

Улучшение светового комфорта дома и на работе создает у человека не только настроение, но и позволяет долго сохранять работоспособность; и правильный дизайн освещения и правильно подобранные цвета окружающей среды определяют внутреннее состояние и помогают поддерживать здоровье. Мы, конечно, не должны забывать, что здоровый образ жизни мы ассоциируем с яркой и приятной на вид окружающей средой, которая создает запас прочности для нас во всех наших начинаниях в жизни.

Разработка ламповых технологий

Электрический свет является международным в своем месте рождения. В его открытии и создании приняли участие выдающиеся ученые и изобретатели из многих стран мира. Первый этап в разработке электрических источников света благодаря открытиям и изобретениям Деви, Вольты, Петрова, Мольена, Габеля, Адамаса, Шпренгеля, Ладыгина, Яблочкова, Дедриксона и других был завершен в 1879 году. Эдисон создал лампу накаливания в знакомая нам конструктивная форма. Первые публичные установки электроосвещения появились в конце 19 века в Западной Европе, Америке и России. Электрическая «свеча Яблочкова» произвела сенсацию в Париже и получила название «Русский свет».

Конкуренция ламп накаливания возникла с развитием поколения газоразрядных ламп в 30-х годах нашего века: люминесцентных и ртутных ламп, которые имеют два выдающихся преимущества: в несколько раз большую энергоэффективность и длительность эксплуатации. Несмотря на высокую стоимость, необходимость использования специальных механизмов управления (PRA) для их включения и работы и многие другие недостатки, эти лампы стали быстро вытеснять лампы накаливания, и это в первую очередь сказалось на областях промышленного и уличного освещения.

С 50-х годов люминесцентные лампы заняли прочное положение в освещении общественных зданий (аудиторий и аудиторий, офисов, больниц и т. д.). В конце 60-х годов к газоразрядным лампам был добавлен новый класс металлогалогенные лампы, которые, сохраняя преимущества ртутных ламп высокого давления (DRL), отличаются более высокой энергоэффективностью и цветопередачей.

Эти лампы наиболее широко использовались в первую очередь при освещении спортивных сооружений (для удовлетворения требований телевизионных трансляций). Вершиной в разработке энергосберегающих ламп следует считать натриевые лампы высокого давления с желто-золотым светом. Одна такая лампа мощностью 400 Вт заменяет лампу DRL мощностью 1000 Вт и 10 ламп накаливания по 300 Вт каждая. Из-за недостаточной цветопередачи эти лампы в основном используются в уличном освещении. Расширить область

Применение газоразрядных ламп в жилых и общественных зданиях. В 70-х годах были разработаны компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), в том числе с той же основой, что и лампы накаливания. Ввинчивая такую ​​лампу в обычную лампу, вы можете уменьшить ее мощность в 5-6 раз (например, КЛЛ мощностью 13 Вт заменит лампу накаливания мощностью 75 Вт). В те же годы галогенные лампы освещали экспозиции на выставках и в музеях, отличаясь от обычных своей исключительной компактностью, в 1,5-2 раза большей эффективностью и сроком службы. Наиболее эффективные и безопасные лампы рассчитаны на напряжение 12 В, хотя при питании от сети они требуют установки понижающих трансформаторов. Сегодня зеркальные галогенные лампы накаливания стали эффективным и престижным источником света для освещения офисов, банков, ресторанов, магазинов и других помещений.

Современная история источников света поражает с точки зрения продолжительности работы «вечных» ламп с новым принципом действия (рис. 1.2). Это так называемый компактными безэлектродная высокочастотные люминесцентные лампы в QL типа с мощностью 85 Вт и сроком службы 60 тысяч часов, которые не уступают по другим характеристикам лучших разрядных ламп. Представленные Philips в начале 90-х годов , эти лампы все чаще используются, особенно в Северной Европе. Совсем недавно они использовались для модернизации освещения большого класса в Финляндии. Авторы проекта утверждают, что следующая замена ламп будет проведена в 2025 году.

Различные типы источников света

Лампы накаливания

В соответствии с особенностями устройства и принципом работы лампы накаливания, используемые для освещения, можно разделить на 2 большие группы: обычные лампы (обычные лампы в традиционном дизайне) и галогенные лампы накаливания, которые посвящены следующему разделу.

Расположение светильников в принципе осталось таким же, как и предложенное Эдисоном. Чтобы повысить температуру тела накаливания и уменьшить его скорость распыления (это основные способы повысить световую отдачу и срок службы ламп накаливания), вместо углеродной нити накаливания современные лампы используют спираль или би-спираль (спираль). вольфрамовой проволокой и в подавляющем большинстве типов ламп инертным газом: аргоном или криптоном. Также появился класс ламп с зеркальным отражателем лампы. Лампы очень чувствительны к колебаниям напряжения в сети: перенапряжение резко сокращает срок службы, а недостаточное напряжение приводит к непропорционально большой потере светового потока (хотя срок службы увеличивается). Нормальная работа светильников обеспечивается при колебаниях напряжения не более 5%. Для сетей с постоянным перенапряжением в России выпускаются лампы с маркировкой 230-240 В. Лампы накаливания одинаково хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе.

Почти для всех типов ламп средний срок службы составляет 1000 часов. В реальных условиях он может быть короче в зависимости от условий эксплуатации и конструкции светильника. При работе в среднем 8 часов в день лампа обычно живет 3-5 месяцев.

Лампы имеют низкую световую отдачу от 7 до 17 лм / Вт. Этот показатель увеличивается с увеличением мощности лампы и уменьшением напряжения, для которого она предназначена. Например, лампа мощностью 40 Вт на 220 В имеет световую отдачу около 10 лм / Вт, а лампа на 100 Вт до 14 лм / Вт. Лампы одинаковой мощности на 127 и 220 В отличаются световым потоком на 1012%. Лучшую энергосберегающую лампу можно отличить по белому излучению.

Лампы накаливания являются традиционным источником света в жилых и общественных зданиях. Они создают уникальную атмосферу комфорта и комфорта и используются во всех случаях, когда это необходимо для проектных условий. Функционально они очень эффективны при освещении картин и других экспонатов, не устойчивых к свету. Их низкий срок службы и световая эффективность не так важны в помещениях с кратковременным пребыванием людей и при низких стандартных значениях освещенности.

Галогенные лампы

В принципе, эти лампы разработаны так же, как и другие лампы накаливания. Основное отличие состоит в том, что внутренний объем лампы заполнен парами йода или брома, то есть галогенными элементами, что отражено в названии ламп. Химическая способность этих элементов использовалась для непрерывного «сбора» испаренных вольфрамовых частиц, осажденных на колбу (реакция окисления), и возвращения их «домой» в вольфрамовую катушку (реакция восстановления). Этот «цикл галоген-вольфрам» увеличивает температуру и срок службы корпуса нити накала и, в конечном итоге, увеличивает световую отдачу и срок службы лампы в 1,5-2 раза. Другое важное отличие состоит в том, что колба изготовлена ​​не из обычного стекла, а из кварцевого стекла, которое более устойчиво к высоким температурам и химическим взаимодействиям. За счет этого размер галогенных ламп можно уменьшить в несколько раз по сравнению с обычными лампами одинаковой мощности.

Устройство зеркальных галогенных ламп отличается тем, что зеркальный отражатель вместе с основанием приклеен к колбе лампы. Зеркальное покрытие выполняется путем распыления химически чистого алюминия (непрозрачного покрытия) или специального полупрозрачного покрытия на стеклянный отражатель. Лампы с полупрозрачным (интерференционным) покрытием практически не нагревают освещаемую поверхность, поскольку ИК-излучение передается отражателем «назад». Некоторые типы ламп также имеют фильтры, которые блокируют ультрафиолетовые лучи.

Наряду с лампами, предназначенными для прямого подключения к сети с напряжением 220, 127 или 110 В, очень широко используются лампы низкого напряжения, обычно 12 В. Как и все лампы накаливания, галогенные лампы резко реагируют на изменения напряжения в сети. Увеличение напряжения на 5-6% может привести к почти двукратному сокращению срока службы. Энергоэффективность в 1,5-2 раза выше, чем у других ламп накаливания.

Срок службы большинства ламп составляет 2000 часов, то есть в 2 раза больше, чем у обычных ламп накаливания. Некоторые типы зеркальных ламп доступны с 3000 и 4000 часов жизни.

Энергоэффективность в 1,5-2 раза выше, чем у других ламп накаливания. Световая мощность трубчатых ламп варьируется от 14 лм / Вт (при 60 Вт) до 25 лм / Вт (при 2000 Вт). Для других ламп световая эффективность варьируется от 14 до 17 лм / Вт при сетевом напряжении и почти до 20 лм / Вт для маломощных низковольтных ламп.

Лампы на сетевое напряжение с цилиндрической или свечной лампой успешно заменяют обычные лампы во всех областях их применения, и особенно там, где требуются небольшие размеры для размещения в ограниченном пространстве или в скрытом месте. Зеркальные светильники, особенно для низкого напряжения, практически незаменимы в технике акцентного освещения для выставок, музеев, витрин, ресторанов, жилых помещений и т. д.

Флюоресцентные лампы

Для потребителей удобнее проводить его по форме ламп: прямые трубчатые, вьющиеся и компактные люминесцентные лампы (КЛЛ). Принцип действия заключается в использовании электролюминесценции (свечение паров металла и газа, когда через них проходит электрический ток) и фотолюминесценции (свечение люминофорного вещества, когда оно облучается другим, например, невидимым ультрафиолетовым светом). В люминесцентной лампе электрический разряд происходит при низком давлении ртути и некоторых инертных газов; Электролюминесценция характеризуется очень слабым видимым и сильным ультрафиолетовым излучением. Световой поток лампы создается в основном за счет фотолюминесценции преобразования УФ-излучения в видимый свет через слой люминофора, покрывающий стенки трубчатой ​​стеклянной колбы изнутри.

Таким образом, лампа является своего рода преобразователем невидимого света в видимый свет. Энергоэффективность является основным преимуществом люминесцентных ламп. Их световая отдача, в зависимости от цвета, качества цветопередачи, мощности и типа балласта, варьируется от 50 до 90 лм / Вт. Лампы малой мощности и высокого качества цветопередачи наименее экономичны.

Поскольку лампа не предназначена для прямого подключения к сети, при ее маркировке значение напряжения на лампе не указывается. Лампы, включенные в балласт, обычно рассчитаны на питание от сети переменного тока. Для питания постоянного тока требуются специальные балласты.

Лампы имеют длительный срок службы до 15 000 часов. Некоторые производители ссылаются на экономичный срок службы, который может быть вдвое меньше, чтобы оптимизировать расходы на освещение. Срок службы, указанный в технической документации, значительно меньше срока службы лампы до полного выхода из строя. Частое включение сокращает срок службы лампы.

Люминесцентные лампы являются наиболее популярным источником света для создания общего освещения в общественных зданиях: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, текстильной и электронной промышленности и т. д. настоятельно рекомендуется использовать их в жилых помещениях: для освещение рабочих поверхностей на кухне, общее или местное (рядом с зеркалом) освещение в коридоре и ванной комнате. Не рекомендуется использовать лампы в высоких помещениях, при температуре воздуха ниже 5 ° C и в сложных условиях эксплуатации.

Компактные люминесцентные лампы

Главной особенностью устройства компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) является формирование газоразрядной трубки различными способами, что обеспечило бы резкое уменьшение длины лампы. Кроме того, большинство маломощных ламп, предназначенных для замены ламп накаливания, сконструированы таким образом, что их можно вкручивать в резьбовой держатель непосредственно или через переходник. Также производятся светильники: с внешней светорассеивающей оболочкой или отражателем. Чувствительность к колебаниям напряжения такая же, как и у других люминесцентных ламп. Кратковременные колебания напряжения в сети допускаются в пределах ± 5-7%, хотя КПД ламп сохраняется даже при больших колебаниях напряжения.

Срок службы большинства ламп составляет 10 000 часов, то есть в 10 раз выше, чем у ламп накаливания. При среднем времени работы 8 часов в день замена ламп требуется один раз в 3-4 года.

Лампы со встроенными балластами не требуют каких-либо дополнительных устройств для своей работы. Остальные лампы могут работать с механизмом дистанционного управления или механизмом управления, встроенным в адаптер для стандартного резьбового держателя.

Энергоэффективность является одним из основных преимуществ КЛЛ по сравнению с лампами накаливания. Световая эффективность ламп составляет от 40 до 80 лм / Вт, увеличиваясь с увеличением мощности и ухудшением качества цвета. КЛЛ мощностью 5, 7, 11, 15 и 20 Вт заменяются без уменьшения освещенности лампами накаливания мощностью 25, 40, 60, 75 и 100 Вт.

КЛЛ сочетают в себе лучшие свойства ламп накаливания и обычных люминесцентных ламп и постепенно вытесняют эти источники из традиционных применений в жилых и общественных зданиях. Их использование было успешным в освещении прилегающих территорий и в целях экстренной эвакуации. В некоторых странах программы энергосбережения реализуются на государственном уровне и основаны на замене ламп накаливания на КЛЛ.

Газоразрядные лампы высокого давления

Газоразрядные лампы высокого давления, используемые для освещения, можно разделить на три группы: дуговые ртутные флуоресцентные (DRL), металлогалогенные (MGL) и натриевые лампы высокого давления (NLVD).

Основные элементы устройства всех ламп одинаковы. В горелке , изготовленная из прочного тугоплавкого химически стойкого прозрачного материала в присутствии газов и паров металлов, тлеющий разряд электролюминесценции появляется. Горелка ламп ДРЛ и МГЛ выполнена из кварца, а НЛВД из специальной керамики поликора. Горелки содержат воспламеняющийся газ аргон или ксенон и пары металлов под высоким давлением: ртуть (для ДХО), ртуть и смесь галогенидов некоторых металлов (для МГЛ отсюда и название этих ламп), ртуть и пары натрия (для НЛВД) , Разряд происходит под действием напряжения, приложенного к электродам горелки. Некоторые лампы имеют вспомогательный электрод для более легкого зажигания. Горелка расположена внутри внешней колбы, обычно прозрачной для MGL и NLVD, или покрыта изнутри слоем люминофора (для улучшения цветопередачи) для ДХО. Малогабаритные лампы MGL и NLVD также производятся без внешней лампы (в основном для установки в прожекторах).

Лампы могут иметь очень высокую мощность, достигая 1000 и 2000 Вт. Для внутреннего освещения относительно небольших помещений представляют интерес MGL и NLVD мощностью 35 и 70 Вт и DRL мощностью 50,80 и 125 Вт.

Лампы ДХО наименее чувствительны к колебаниям напряжения. Когда сетевое напряжение изменяется на 10-15% вверх или вниз, рабочая лампа реагирует соответствующим увеличением или потерей светового потока на 25-30%. При напряжении менее 80% лампа питания может не загореться и погаснуть при включении.

Срок службы большинства ламп составляет 10 000-15 000 часов. Некоторые производители заявляют, что срок службы некоторых типов NLVD составляет 20 000 часов.

Лампы ДРЛ имеют наименьшую световую эффективность среди рассмотренных газоразрядных ламп: 40-60 лм / Вт, наивысшую НЛВД до 120 лм / Вт. Лампы MGL занимают промежуточное положение: их световая эффективность колеблется от 60 до 100 лм / Вт. Световой поток ламп увеличивается с увеличением мощности.

Традиционное применение ламп ДРЛ: освещение открытых площадок, промышленных, сельскохозяйственных и складских помещений. Везде, где это связано с необходимостью значительной экономии энергии, эти лампы постепенно заменяются NLVD (освещение городов, крупных строительных площадок, высокопроизводительных цехов и т. д.). Основные области применения MGL: открытые и закрытые спортивные сооружения, некоторые помещения типа холлов в общественных зданиях, высокие производственные помещения с высокими требованиями к цветопередаче. Лампы всех типов, малой мощности, могут быть успешно использованы для освещения местности, гаража, а также для аварийного освещения. MGL и NLVD с улучшенной цветопередачей мощностью до 70-100 Вт начинают вытеснять лампы накаливания и люминесцентные лампы из своих применений в общественных и жилых зданиях. Все виды светильников успешно используются для наружного освещения и светового оформления городов (фасадов зданий, фонтанов, памятников, зеленых насаждений и т. д.)

Оптоволокно

Волоконно-оптические технологии освещения существуют уже несколько десятилетий, но до сих пор считаются экзотическими. Между тем, использование оптического волокна позволяет легко и элегантно решить сотни технических проблем, возникающих при разработке проектов освещения, и во многих случаях это единственно возможное решение.

И это совсем не удивительно, если учесть удивительную природу волоконно-оптической технологии освещения, которая позволяет вам манипулировать светом, похожим на джин из бутылки: направлять его в гибкий световод, направлять его через стены, сквозь землю и воду огибая углы и избегая препятствий, а при необходимости извлекать в необходимых количествах и использовать по назначению. Физический феномен множественного полного внутреннего отражения помогает «командовать» светом. Конструктивной основой гибких оптических волокон являются стеклянные оптические волокна, которые изготавливаются со специальными добавками, обеспечивающими их устойчивость к воздействию грибков, плесени и водорослей, а также добавками против вредного воздействия ультрафиолетового излучения. Волокно состоит из мягкого сердечника и твердой оболочки.

Различные материалы преломляют свет по-разному, что заставляет работать физику полного внутреннего отражения: ядро ​​должно иметь более высокий показатель преломления, чем оболочка. Стекловолокно уже давно используется в телекоммуникациях для высокоскоростной передачи данных. Большие надежды теперь возлагаются на полимерные волокна (POF пластмассовое оптическое волокно), которые составляют примерно половину цены на стекло. Пластик не подходит для создания высокоскоростных линий передачи данных, но вполне подходит для расстояний порядка нескольких десятков метров. Поэтому предполагается, что полимерное волокно станет основой для следующей революции в домашних сетях создания умного дома нового поколения.

Сеть на основе POF соединит все системы управления и обслуживания дома с мультимедийным хранилищем аудиовизуальной и любой другой информации. Если такой проект окажется успешным, цена на полимерное волокно, естественно, упадет, что, среди прочего, приведет к износу волоконно-оптических систем освещения, основным недостатком которых по-прежнему остается относительно высокая стоимость. Однако это будущее, и настоящее должно признать тот факт, что сегодня пластмассовое волокно широко используется в освещении, оставляя стекло далеко позади с точки зрения продаж.

Волокна бывают разных диаметров, и чем тоньше волокно, тем легче его согнуть, поэтому использование оптического волокна (оптоволоконного кабеля), объединяющего несколько волокон, более практично, чем использование одного волокна большего диаметра. Для механической защиты волокон в волокне используется пластиковая оболочка, аналогичная изоляции обычного кабеля (ПВХ, меголон и т. д.).

В случае значительных механических нагрузок используется двойная оболочка. Световоды бывают двух типов торцевое и боковое свечение. Волоконно-оптические кабели с торцевым свечением работают по классической схеме пропускания света с минимальными потерями в заданной точке пространства. Принцип действия кабелей с боковым свечением, напротив, основан на «побочном эффекте» свечения оптического волокна, который возникает из-за потерь при внутреннем отражении, когда часть света проходит (это происходит, когда волокно согнуты, когда угол падения лучей меньше предельного и, фактически, внутреннее отражение не становится. Световоды бокового свечения используют те же волокна, что и кабели торцевого света, только они специально скручены или переплетены используя прозрачную гибкую оболочку, и свет становится четко видимым, создавая боковое свечение вдоль световода.

Как работает оптоволоконное освещение? Свет поступает из проектора в один конец оптического волокна, доставляется в нужную точку пространства, распространяясь внутри волокна из-за явления полного внутреннего отражения, и свободно излучается другим концом оптического волокна.

Эффективно ли оптоволоконное освещение? КПД волоконно-оптической системы освещения не превышает 15-20%.

На первый взгляд обычное освещение значительно эффективнее: типичная световая отдача обычных светильников составляет 50-70%.

Однако следует иметь в виду, что традиционные осветительные установки характеризуются большими потерями света, когда часть испускаемого света теряется в космосе или даже приводит к нежелательному (паразитному) освещению. В то же время общая эффективность установки с учетом так называемого использования светового потока может быть значительно ниже, и 15%, обеспечиваемые волоконно-оптической системой, становятся вполне конкурентным результатом.

Экономично ли использовать волокно? Ответ на этот вопрос сильно зависит от конфигурации вашей системы. Когда один проектор используется для питания большого количества относительно коротких оптических волокон, использование оптических волокон может обеспечить значительную экономию.

Легко ли работать с оптоволокном? Сегодня работать с волоконно-оптическими системами, возможно, даже проще, чем с обычным электрическим освещением.

Оптоволокно безопасно? Оптические волокна не проводят электричество, а количество выделяемого ими тепла незначительно.

Волоконно-оптические волокна могут находиться в непосредственном контакте с водой и любыми строительными материалами. Оптические волокна не проводят ультрафиолетовое и инфракрасное излучение.

Насколько долговечны оптоволоконные системы? Производители как полимера, так и стекловолокна заявляют о среднем сроке службы более 20 лет.

Волоконно-оптическая система освещения. Три основные части системы это проектор, световод и оптические насадки. Проектор это не просто коробка с лампой, а довольно сложное устройство, которое помимо источника света со встроенным отражателем может содержать источник питания, балласты, экран, оптический порт, систему охлаждения с вентилятором, а также устройствами для создания спецэффектов: электродвигателем с диском или барабаном для установки цветных фильтров или перфорированных экранов, синхронизаторами, устройствами управления DMX и т. д.

В зависимости от используемых источников света проектор может быть галогенным, газоразрядным или светодиодным.

Галогенные проекторы оснащены дихроичными галогенными лампами, обычно 50,75 и 100 Вт. Галогенные проекторы могут быть анимированными, с контролем изменения цвета (включая протокол DMX512, используемый в профессиональном освещении сцены), а также адаптированными для создания специальных эффектов (например, «звездное небо»). Газоразрядные проекторы оснащены металлогалогенными лампами, обычно 70 или 150 Вт, редко 250 и 400 Вт. Дополнительные опции такие же, как у их галогеновых аналогов.

В светодиодных осветителях используются полупроводниковые приборы светодиоды в качестве источника света.

Проектор активный элемент волоконно-оптической системы освещения требует особого обращения при монтаже и обслуживании. Во-первых, как правило, это единственное устройство, для питания которого требуется световое напряжение, поэтому подключение проектора должно выполняться квалифицированным электриком с соответствующим разрешением. Во-вторых, правильное размещение проектора очень важно. По возможности его следует размещать вблизи концов оптических волокон это значительно снизит стоимость системы. Обеспечьте доступ к проектору для чистки и замены лампы. Наконец, вентиляция является очень важным аспектом. Для систем из полимерного волокна убедитесь, что температура вокруг оптического порта не превышает 30 ° C, поэтому в помещении, где должен быть установлен проектор, должно быть достаточно воздуха. Если проектор установлен в герметичную коробку (например, в земле), обеспечьте принудительную вентиляцию.

Оптоволоконный жгут является уникальной частью системы, состоящей из группы волокон и оптических волокон различных типоразмеров и длин. Пучок световода, а точнее конец, подключенный к проектору, обрабатывается особым образом и вставляется в соединительное устройство оптический порт.

Оголенный световодный пучок используется в декоративных целях: вывески, таблички, звездное небо и другие установки с большим количеством световых точек. Пучок световодов из плакированных волокон и торцевых световодов используется как для декоративных целей, так и для освещения предметов. Боковые световоды используются в декоративных целях в качестве замены неоновых трубок с уникальной способностью менять цвет. Стеклянные световоды используются в промышленных проектах при высоких температурах окружающей среды, а также в тех случаях, когда требуется четкая цветопередача.

Оптические насадки, используемые для перераспределения светового потока, выходящего из волоконно-оптического световода в космосе, очень разнообразны и похожи на миниатюрные лампы разных типов. Навесное оборудование является фиксированным, поворотным, угловым («наклонный свет») с регулируемым по ширине световым лучом и чисто декоративным. Часто возникает необходимость в разработке пользовательских приложений для решения конкретной задачи.

Заключение

Свет является наиболее важным изобразительным средством управления формой объектов: он может усиливать свою выразительность и разрушать ее. Для лучшего определения формы вам нужно выбрать предпочтительное направление падения света; при равномерном освещении объемного элемента со всех сторон он может выглядеть плоским. Необходимый эффект моделирования может быть достигнут с правильно выбранной комбинацией общего рассеянного или отраженного освещения с прямым направленным светом; при освещении объектов с глубоким, выраженным рельефом чаще всего преобладающую роль должен играть мягкий рассеянный или отраженный свет (этот случай также относится к освещению лица человека).

При использовании направленных светильников необходимо тщательно проверять возможность образования нежелательных падающих теней, которые могут нарушить форму как освещаемых, так и близлежащих объектов, а также интерьера в целом. Благодаря целенаправленному использованию падающих теней можно создавать световые изображения и различные световые ритмы на плоскостях комнаты, обогащая форму и пластичность интерьера.

Черный и синий визуально уменьшают размер объекта, а белый и красный увеличивают его.

Обеспечение комфорта светлых тонов при сбалансированном освещении является серьезной проблемой в дизайне интерьера для работы или отдыха. Основные компоненты светового комфорта включают в себя: достаточный уровень освещенности для выполнения данной визуальной работы; снижение уровня прямых и отраженных бликов; баланс яркости и цвета пола, потолка, стен, а также зоны визуальной работы; привязан к цветовой отделке, цветовой тон искусственного освещения; повышенная цветопередача, свойства источников света и низкая пульсация освещения на рабочем месте.

При оформлении интерьера следует учитывать следующие особенности и рекомендации, касающиеся мер по снижению вредного воздействия света на материалы и изделия:

• наименее стойкими к свету являются фотографии, рукописи и документы; живопись (акварель, темпера или пастель) и графика; гобелены, кружева и одежда; коллекции марок или насекомых;
• для таких продуктов уровни освещения в соответствии со стандартами освещения музея не должны превышать 50 люкс;
• лампы накаливания обладают наименее разрушительными свойствами, естественный свет, особенно прямой солнечный свет, имеет наибольшее;
• ультрафиолетовое излучение оказывает наибольшее влияние на выцветание, а инфракрасное излучение оказывает наибольшее влияние на высыхание и деформацию;
• наиболее ценные и светостойкие продукты предпочтительнее размещать в задней части комнаты или в местах без естественного освещения.