Klasifikacija izvora svjetlosti. Dio 1. Žarulje sa žarnom niti i halogene žarulje

Razlikuju se tri glavne metode proizvodnje svjetlosti: toplinsko zračenje, plinsko pražnjenje pri niskom i visokom tlaku.

Toplinsko zračenje... Zagrijavanje žice pri prolasku električne struje na najvišu moguću temperaturu. Za to je najprikladniji element volfram s najvišim talištem među metalima (3683 K). Primjer: Žarulje sa žarnom niti i halogene žarulje sa žarnom niti.

Plinsko pražnjenje... U zatvorenoj staklenoj posudi ispunjenoj inertnim plinovima, parama metala i elementima rijetke zemlje, dovođenjem napona dolazi do lučnog pražnjenja. Rezultirajuća luminiscencija plinovitih punila daje željenu boju svjetlosti.

Primjer: živina, metalna kloridna i natrijeva žarulja.

Luminescentni proces... Pod djelovanjem električnog pražnjenja, živine pare upumpane u staklenu cijev počinju emitirati nevidljive ultraljubičaste zrake koje se, padajući na fosfor nataložen na unutarnjoj površini stakla, pretvaraju u vidljivu svjetlost. Primjer: fluorescentne svjetiljke, kompaktne fluorescentne svjetiljke, svjetleće diode (LED).Različite vrste svjetiljki razlikuju se u parametrima kao što su svjetlosna učinkovitost, spektralne karakteristike (npr. reprodukcija boja), električne karakteristike (radni napon, potrošnja energije), karakteristike dizajna (dimenzije), vijek trajanja i cijena.

Klasifikacija izvora svjetlosti

Žarulje sa žarnom niti

Žarulje sa žarnom niti tipični su emiteri topline. U njihovoj zatvorenoj tikvici, ispunjenoj vakuumom ili inertnim plinom, volframova zavojnica se pod djelovanjem električne struje zagrijava na visoku temperaturu (oko 2600-3000 K), pri čemu dolazi do oslobađanja topline i svjetlosti. Većina ovog zračenja je u infracrvenom području.

Glavne vrste žarulja sa žarnom niti su svjetiljke opće namjene, svjetiljke posebne namjene, ukrasne svjetiljke i reflektorske svjetiljke.

Svjetlosna učinkovitost žarulja sa žarnom niti u rasponu od 25 do 1000 W je približno 9 do 19 lm / W za svjetiljke s prosječnim vijekom trajanja od 1000 sati. Većina žarulja sa žarnom niti namijenjena je za unutarnju i vanjsku rasvjetu u mrežama izmjenične struje nazivnog napona 220 V, 127 V i frekvencije 50 Hz.

Žarulje sa žarnom niti razlikuju se po snazi ​​i vrsti žarulje. Žarulje sa žarnom niti se proizvode u klasičnom sfernom obliku, kao iu manjim dimenzijama sa žaruljom oblika "Gljiva" i "Svijeća". Prozirne lampe emitiraju prekrasnu, bogatu svjetlost, a premaz za raspršivanje svjetla osigurava ravnomjernu raspodjelu svjetlosti i eliminira efekt blještanja.Proizvode se žarulje prilagođene oscilacijama mrežnog napona, predviđene za povećani napon (230-240 V) (kada se mrežni napon poveća za 10%, životni vijek običnih žarulja smanjuje se 3 puta), što im omogućuje da zadrže svoj tehničke karakteristike duže. Trajanje gorenja žarulja sa žarnom niti pri normalnom naponu nije manje od 1000 sati, za svjetiljke s naponom od 127-135 V - 2500 sati, za MO svjetiljke - 700 sati.

Glavne karakteristike žarulja sa žarnom niti:

1. Proizvedeno u širokom asortimanu, za različite snage i napone i različite tipove, prilagođene specifičnim uvjetima uporabe

2. Izravno povezivanje s mrežom bez dodatnih uređaja

3. Mogućnost servisiranja (iako s oštrim promjenama karakteristika) čak i sa značajnim odstupanjima mrežnog napona od nominalnog

4. Blago (oko 15%) smanjenje svjetlosnog toka do kraja životnog vijeka

5. Gotovo potpuna neovisnost o uvjetima okoline (sve do mogućnosti rada uronjenog u vodu), uključujući temperaturu

6. Kompaktnost

Nedostaci žarulja sa žarnom niti: niska svjetlosna učinkovitost, prevladavanje žuto-crvenog dijela spektra u spektru emisije, ograničen vijek trajanja, velika ovisnost karakteristika žarulja sa žarnom niti o naponu napajanja (budući da s porastom napona temperatura žarulje raste žarna nit se podiže i kao rezultat toga svjetlost postaje bjelja, svjetlosni tok se brzo povećava i blago usporava svjetlosna učinkovitost, životni vijek se naglo smanjuje).

Spektar žarulje sa žarnom niti:

Glavne karakteristike žarulje sa žarnom niti su nazivne vrijednosti napona, snage, svjetlosnog toka, životnog vijeka i ukupnih dimenzija.

Najčešći tipovi podnožja žarulja sa žarnom niti: E — s navojem, Bs — s jednom iglom, Bd s dvije igle.

Označavanje žarulja sa žarnom niti: jednostruka zavojnica punjena G-plinom (argon); B — dvostruka zavojnica s punjenjem argonom; BK — bispirala ispunjena kriptonom; MT — mat; 125-135, 220-230, 230-240-raspon napona u voltima; 25-500 — nazivna snaga u vatima; 1 — 12 — posebnost osnovnog modela.

Na primjer: B 230-240-40-1, MO 36-100

Proizvodi se i veliki broj drugih vrsta žarulja sa žarnom niti: rudničke, za podzemnu željeznicu, za semafore, projekcijske, za fotografiju, minijaturne i minijaturne, sklopne, zrcalne (svjetiljke-svjetiljke s ogledalom ili difuzno reflektirajućim slojevima u žarulji) i drugi.

Halogene žarulje sa žarnom niti

Halogene žarulje sa žarnom niti usporedive su po strukturi i funkciji sa žaruljama sa žarnom niti. Ali sadrže manje dodatke halogena (brom, klor, fluor, jod) ili njihovih spojeva u pomoćnom plinu. Uz pomoć ovih dodataka u određenom temperaturnom rasponu moguće je gotovo u potpunosti eliminirati tamnjenje žarulje (uzrokovano isparavanjem atoma volframa) i posljedično smanjenje svjetlosnog toka. Stoga se veličina žarulje u halogenim žaruljama sa žarnom niti može značajno smanjiti, zbog čega se, s jedne strane, može povećati tlak u plinu za punjenje, a s druge strane, postaje moguće koristiti skupe inertne plinovi kripton i ksenon kao plinovi za punjenje.

Ciklus volfram-halogen.

Glavne karakteristike žarulje sa žarnom niti - svjetlosna učinkovitost i životni vijek - uglavnom su određene temperaturom svitka: što je viša temperatura svitka, to je veći izlaz svjetla, ali je životni vijek kraći. Smanjenje vijeka trajanja je posljedica brzog povećanja brzine isparavanja volframa s povećanjem temperature, što dovodi, s jedne strane, do zatamnjenja žarulje, a s druge strane, do izgaranja svitka.

Pocrnjenje žarulje može se učinkovito spriječiti upotrebom halogenog dodatka plinu za punjenje, koji tijekom ciklusa volfram-halogen sprječava taloženje već isparenog volframa na stijenkama žarulje. Volfram isparen iz zavojnice tijekom rada lampe ulazi u temperaturno područje (T1 1400 K) kao rezultat difuzije ili konvekcije i tamo se ponovno razgrađuje.

Dio volframa ponovno se obnavlja duž spirale, ali na novom mjestu. Dakle, normalni ciklus volfram-halogen rezultira samo sprječavanjem tamnjenja žarulje, ali ne i produljenjem životnog vijeka, koji će završiti kao rezultat pucanja svitka na nastalim "vrućim ćelijama".

Halogene žarulje sa žarnom niti odlikuju se posebnom kompaktnošću, znatno bjeljom svjetlošću, poboljšanim prikazom boja i dvostrukim vijekom trajanja.

Dostupne su halogene žarulje sa žarnom niti do 20 kW.

Danas proizvođači nude veliki izbor halogenih svjetiljki - za svačiji ukus i za različite namjene.Postoje žarulje snage 5-150 W za smanjeni napon od 12-24 V, kao i snage 25-250 W (s jednim podnožjem sa standardnim grlima E14 i E27) i 100-500 W (dvostruke - s poklopcem) dizajniran za mrežni napon 220-230 V. Možete koristiti halogene svjetiljke s vanjskim staklenim reflektorima s posebnim interferencijskim premazom — prenosi infracrveno zračenje, stvarajući tako «hladnu» zraku. Svjetiljke s vanjskim aluminijskim reflektorom formiraju "duboke" (s kutom raspršenja od 30-100) i "široke" (s kutom raspršenja do 600) svjetlosne zrake.

Evo glavnih prednosti halogenih žarulja u usporedbi s konvencionalnim žaruljama sa žarnom niti:

- veća svjetlosna učinkovitost - u nekim slučajevima povećava se na 25 lm / W, što je 2 puta više od žarulja sa žarnom niti;

- velika izdržljivost - vijek trajanja im je 2-4 puta veći od vijeka trajanja žarulja sa žarnom niti;

-male dimenzije -za niskonaponske halogene žarulje (12 V, 100 W) promjer žarulje je 5 puta manji nego kod žarulja sa žarnom niti iste snage;

— bogatiji spektar zračenja — halogene žarulje imaju "bjelje" svjetlo od žarulja sa žarnom niti (zbog više temperature zagrijavanja — 30 000 K naspram 28 000 K za konvencionalnu žarulju);

- prilagodljivost svjetlosnog toka, a pri smanjenom naponu svjetlosni tok zadržava dovoljnu "bjelinu".

Prve dvije točke govore o očiglednim ekonomskim prednostima halogenih žarulja: ako se takav izvor svjetla ugradi umjesto tradicionalne žarulje sa žarnom niti, ali s istim parametrima emisije, potrošnja energije svjetlosne točke smanjit će se u prosjeku za 20 -40%. No, to nije jedina prednost halogenih žarulja.Njihova mala veličina, gotovo minijaturna, omogućuje stvaranje potpuno novih rasvjetnih tijela, na primjer, takozvane akcentne rasvjete — posebno dizajniran sustav reflektora omogućuje toliko povećanje protoka svjetlosti da dizajnerima daje dodatne mogućnosti u dizajnu prostorije. .