Источники искусствен. света, принцип действия, их преимущества, недостатки

Используется в промышленных условиях, в т.ч. в строительстве, 2 источника искусственного света: лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Лампы накаливания (ЛН) – тепловые источники света; видимое излучение создаётся в результате нагрева электрическим током вольфрамовой нити.

Применяются вакуумные (НВ – накаливания вакуумные), газонаполненные биспиральные НБК, рефлекторные НР, в которых часть колбы покрыта отражающим зеркальным слоем и поэтому используется как лампы-светильники, галогенные НГ и кварцевые галогенные КГ.

Галогенные более компактны, имеют высокую термостойкость, механическую прочность из-за кварцевой колбы, повышенную светоотдачу. Внутри имеется галогенное (йодное) покрытие, которое взаимодействует с парами вольфрама, образуются его галогениды, которые оседают на вольфрамовую нить накала и её восстанавливают, т.е. срок службы увеличивается. Применяется в системах общего освещения, прожекторах, в автомобильных фарах, в качестве аэродромных огней, в кино-, фотосъёмочной аппаратуре.

Срок службы ЛН 2,5 тыс, НГ  Спектр света ЛН – жёлтый, красный (раздражающий), у НГ – ближе к естественному. Светоотдача ЛН  20 лм/вт, для НГ 40 лм/вт.

Преимущества ламп накаливания:

1. простое изготовление, низкая стоимость;

2. удобство в эксплуат из-за отсутствия дополнит пусковых устройств;

3 мгновенный выход на оптимальный режим эксплуатации;

4. можно эксплуатировать при различных т-рах атмосферного в-ха;

5. надёжность при нарушениях параметров э/тока [допускается напряжение 210 – 230 в];

6. способны работать при переменном и постоянном токе;

7. допускается регулировать светоотдачу, используя доп. устройство.

Недостатки ламп накаливания:

1. создаваемый свет отличается от естественного;

2. низкий КПД (60 лм/вт, у газоразрядных – 110 лм/вт);

3 слепящее действие (>2000 ^оС, может быть заболевание глаз);

4. пожароопасные (по истечении 30 мин у лампы в 40 вт т-ра колбы имеет температуру 145^оС, 100 вт – 290^оС, 150 – 200 вт – 330^оС)

Газоразрядные: за счёт электрического разряда инертные газы (или пары ртути, натрия, др. металлов) светятся, внутренние стенки колб имеют люминесцентное покрытие, что позволяет создавать различный по окраске световой поток.Лампы газоразрядные высокого давления (ДРЛ, ДКсТ, ДКсШ, ДНаТ) используют для освещения открытых площадок, автомагистралей, улиц, производственных цехов.

В настоящее время, несмотря на высокую стоимость, широкое применение получают светодиодные лампы, принцип действия которых основан на свечении полупроводникового кристаллического в-ва под действием э/тока. По сравнению с г/разрядными имеют более высокий срок службы (до 100 тыс часов - в 100 раз больше по сравнению с лампами накаливания, высокий КПД - свыше 90%, обеспечивают значительный световой поток при меньших затратах э/энергии, не требуется высокое напряжение, не влияют низкие т-ры (высокие противопоказаны как ко всем п/проводникам), безопасная утилизация из-за отсутствия паров ртути. Они имеют и недостатки: специфичный узкий спектр излучения, малый угол излучения, при плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости.

Преимущества газоразрядных ламп:

1. более высокая светоотдача – до 110 лм/вт;

2.относительно низкая яркость, что благоприятно для восприятия;

3. большой срок службы − до 12 тыс часов т.е. в 3- 4 раза больше, чем у ЛН;

4. световой поток можно получить любого спектра, выбирая соответственно определённые смеси инертных газов, паров металлов, люминофоры;

5. создаваемый свет близок к естественному.

Недостатки газоразрядных ламп:

1. пульсация светового потока, что в отдельных случаях может привести к искажению зрительного восприятия (возникает стробоскопический эффект);

2. необходимость применения специальных пусковых приспособлений (стартёров, дросселей), создаётся шум при их неисправности;

3. инертность, длительный период выхода на оптимальный режим работы, особенно при низких температурах окружающей среды;

4. малая единичная мощность при больших размерах;

5. создаются радиопомехи; для их исключения требуется применять специальные устройства;

6. требуются специальные способы утилизации;

7. деградация люминофора в процессе эксплуатации.

 В качестве люминофора обычно применяют галофосфат кальция активированный сурьмой и марганцем. Цветность зависит от кон-ции марганца, которая может быть в пределах 0,3 – 1,2% при постоянной кон-ции сурьмы ~ 1,0% по массе.

 

Газоразрядные лампы высокого давления (0,2 - 0,4 МПа, т.е. 2 - 4 кгс/см²) применяют наиболее часто следующих марок:

ДРЛ – дуговые ртутные лампы высокого давления;

ДРИ − дуговые ртутные лампы с иодидом металла (редкоземельные Ме – скандия, индия, натрия, называют также металлогалоидные с излучающей добавкой);

ДНаТ – дуговые натриевые трубчатые;

ДКсТ, ДКсШ – дуговые, ксеноновые, трубчатые и шаровые.

Люминесцентные газоразрядные лампы низкого давления используются в административно-производственных помещениях, имеются различные марки:

ЛБ − люминесцентные лампы белого света;

ЛД – люминесцентные лампы дневного света;

ЛДЦ – люминесцентные лампы дневного света с улучшенной цветопередачей;

ЛТБ − люминесцентные лампы тёплого белого света;

ЛХБ − люминесцентные лампы холодного белог о света;

ЛБЦТ − люминесцентные лампы белого света с улучшенной цветопередачей трёхполосные и т.д.