Classificació de les fonts de llum. Part 1. Llums incandescents i làmpades halògenes

Es distingeixen tres mètodes principals de producció de llum: radiació tèrmica, descàrrega de gas a baixa i alta pressió.

Radiació tèrmica... Escalfament del cable en fer passar el corrent elèctric a la temperatura més alta possible. L'element de tungstè amb el punt de fusió més alt entre els metalls (3683 K) és el més adequat per a això. Exemple: bombetes incandescents i bombetes incandescents halògenes.

Descàrrega de gas... En un recipient de vidre tancat ple de gasos inerts, vapors metàl·lics i elements de terres rares, es produeix una descàrrega d'arc quan s'aplica tensió. La luminescència resultant dels farcits gasosos dóna el color de llum desitjat.

Exemple: làmpades de mercuri, clorur metàl·lic i sodi.

Procés luminiscent... Sota l'acció d'una descàrrega elèctrica, el vapor de mercuri bombejat al tub de vidre comença a emetre raigs ultraviolats invisibles que, caient sobre el fòsfor dipositat a la superfície interna del vidre, es converteixen en llum visible. Exemple: làmpades fluorescents, làmpades fluorescents compactes, díodes emissors de llum (LED).Els diferents tipus de làmpades es diferencien en paràmetres com ara l'eficiència lluminosa, les característiques espectrals (per exemple, la reproducció del color), les característiques elèctriques (tensió de funcionament, consum d'energia), les característiques de disseny (dimensions), la vida útil i el preu.

Classificació de la font de llum

Làmpades incandescents

Les làmpades incandescents són emissores de calor típics. En el seu matràs segellat, ple d'un gas al buit o inert, la bobina de tungstè s'escalfa a una temperatura elevada (uns 2600-3000 K) sota l'acció d'un corrent elèctric, com a resultat del qual s'alliberen calor i llum. La major part d'aquesta radiació es troba en el rang infraroig.

Els principals tipus de làmpades incandescents són les làmpades d'ús general, les làmpades especials, les làmpades decoratives i les làmpades reflectores.

L'eficiència lluminosa de les làmpades incandescents en el rang de 25 a 1000 W és d'aproximadament 9 a 19 lm / W per a làmpades amb una vida útil mitjana de 1000 hores. La majoria de làmpades incandescents estan destinades a la il·luminació interior i exterior en xarxes de corrent altern amb una tensió nominal de 220 V, 127 V i una freqüència de 50 Hz.

Les làmpades incandescents difereixen en potència i tipus de bombeta. Les làmpades incandescents es produeixen en la forma clàssica esfèrica, així com en mides més petites amb una bombeta de les formes "Bolet" i "Candle". Les làmpades transparents emeten una llum bella i rica, i el recobriment difusor de la llum garanteix una distribució uniforme de la llum i elimina l'efecte de l'enlluernament.Es produeixen làmpades adaptades a les fluctuacions de tensió de la xarxa, dissenyades per augmentar la tensió (230-240 V) (quan la tensió de la xarxa augmenta un 10%, la vida útil de les làmpades normals es redueix 3 vegades), cosa que els permet mantenir la seva característiques tècniques més llargues. La durada de la crema de llums incandescents a tensió normal no és inferior a 1000 hores, per a làmpades amb una tensió de 127-135 V - 2500 hores, per a làmpades MO - 700 hores.

Les principals característiques de les làmpades incandescents:

1. Fabricat en una àmplia gamma, per a diferents potències i voltatges i diferents tipus, adaptats a condicions específiques d'ús

2. Connexió directa a la xarxa sense dispositius addicionals

3. Facilitat de servei (tot i que amb característiques molt canviants) fins i tot amb desviacions significatives de la tensió de xarxa respecte a la nominal

4. Reducció lleugera (aproximadament un 15%) del flux lluminós fins al final de la vida útil

5. Independència gairebé total de les condicions ambientals (fins a la capacitat de treballar submergit a l'aigua), inclosa la temperatura

6. Compacitat

Desavantatges de les làmpades incandescents: baixa eficiència lluminosa, predomini de la part groc-vermella de l'espectre en l'espectre d'emissió, vida útil limitada, alta dependència de les característiques de les làmpades incandescents de la tensió d'alimentació (ja que a mesura que augmenta la tensió, la temperatura de el filament augmenta i, com a resultat, la llum es torna més blanca, el flux lluminós augmenta ràpidament i redueix lleugerament l'eficiència de la llum, la vida útil es redueix dràsticament).

Espectre d'una làmpada incandescent:

Les característiques principals d'una làmpada incandescent són els valors nominals de tensió, potència, flux lluminós, vida útil i dimensions globals.

Els tipus més comuns de tapes de llum de filament: E - roscat, Bs - pin d'un sol pin, Bd pin de dos pins.

Designació de les làmpades incandescents: monobobina plena de gas G (argó); B - doble bobina amb farciment d'argó; BK: bispiral ple de criptó; MT - mat; rang de tensió 125-135, 220-230, 230-240 en volts; 25-500 — potència nominal en watts; 1 — 12 — característica distintiva del model base.

Per exemple: B 230-240-40-1, MO 36-100

També es produeix un gran nombre d'altres tipus de làmpades incandescents: làmpades de mines, per al metro, per a semàfors, projecció, per a fotografia, miniatura i miniatura, commutació, mirall (làmpades-làmpades amb mirall o capes reflectants difuses a la bombeta) i altres.

Làmpades halògenes incandescents

Les làmpades halògenes incandescents són comparables en estructura i funció a les làmpades incandescents. Però contenen petites addicions d'halògens (brom, clor, fluor, iode) o els seus compostos en el gas auxiliar. Amb l'ajuda d'aquests additius en un determinat rang de temperatura, és possible eliminar gairebé completament l'enfosquiment del bulb (causat per l'evaporació dels àtoms de tungstè) i la disminució resultant del flux lluminós. Per tant, la mida de la bombeta en les làmpades halògenes incandescents es pot reduir significativament, com a resultat de la qual cosa, d'una banda, es pot augmentar la pressió del gas d'ompliment i, d'altra banda, es pot fer servir cars inerts. gasos criptó i xenó com a gasos d'ompliment.

Cicle tungstè-halògen.

Les característiques principals d'una làmpada incandescent - eficiència lluminosa i vida útil - estan determinades principalment per la temperatura de la bobina: com més alta sigui la temperatura de la bobina, més gran serà la sortida de llum, però més curta serà la vida útil. La reducció de la vida útil és conseqüència de l'augment ràpid de la taxa d'evaporació del tungstè amb l'augment de la temperatura, que condueix, d'una banda, a l'enfosquiment de la bombeta i, d'altra banda, a la crema de la bobina.

L'ennegriment de la bombeta es pot prevenir de manera eficaç mitjançant l'ús d'un additiu halògen al gas d'ompliment, que durant el cicle de tungstè-halogen evita que el tungstè ja vaporitzat s'assenti a les parets de la bombeta. El tungstè vaporitzat de la bobina durant el funcionament de la làmpada entra a l'interval de temperatura (T1 1400 K) com a resultat de la difusió o la convecció i s'hi torna a descompondre.

Part del tungstè es restaura de nou al llarg de l'espiral, però en un lloc nou. Per tant, el cicle normal de tungstè-halògen només provoca la prevenció de l'enfosquiment de la bombeta, però no augmenta la vida útil, que acabarà com a resultat de la ruptura de la bobina a les "cel·les calentes" resultants.

Les làmpades halògenes incandescents es distingeixen per la seva compacitat especial, una llum significativament més blanca, una reproducció cromàtica millorada i una doble vida útil.

Les làmpades halògenes incandescents estan disponibles fins a 20 kW.

Avui, els fabricants ofereixen una gran selecció de làmpades halògenes, per a tots els gustos i per a diferents finalitats.Hi ha làmpades amb una potència de 5-150 W per a una tensió reduïda de 12-24 V, així com una potència de 25-250 W (amb una sola tapa amb endolls estàndard E14 i E27) i 100-500 W (doble - amb tapa) dissenyat per a tensió de xarxa 220-230 V. Podeu utilitzar làmpades halògenes amb reflectors de vidre externs amb un recobriment d'interferència especial: transmet radiació infraroja, creant així un feix "fred". Les làmpades amb un reflector d'alumini extern formen feixos de llum "profunds" (amb un angle de dispersió de 30-100) i "amples" (amb un angle de dispersió de fins a 600).

Aquests són els principals avantatges de les làmpades halògenes en comparació amb les làmpades incandescents convencionals:

- Major eficiència lumínica: en alguns casos augmenta fins a 25 lm / W, que és 2 vegades més gran que la de les làmpades incandescents;

- gran durabilitat: la seva vida útil és de 2 a 4 vegades més gran que la de les làmpades incandescents;

- dimensions reduïdes - per a làmpades halògenes de baixa tensió (12 V, 100 W), el diàmetre de la bombeta és 5 vegades més petit que el de les làmpades incandescents de la mateixa potència;

— un espectre de radiació més ric — les làmpades halògenes tenen una llum "més blanca" que les làmpades incandescents (a causa de la temperatura de calefacció més alta - 30.000 K enfront de 28.000 K per a una làmpada convencional);

- ajustabilitat del flux lluminós, i a tensió reduïda el flux lluminós conserva suficient "blancura".

Els dos primers punts parlen dels avantatges econòmics evidents de les làmpades halògenes: si s'instal·la aquesta font de llum en lloc d'una làmpada incandescent tradicional, però amb els mateixos paràmetres d'emissió, el consum d'energia del punt de llum es reduirà en una mitjana de 20 punts. -40%. Tanmateix, aquest no és l'únic avantatge de les làmpades halògenes.La seva petita mida, gairebé en miniatura, permet la creació d'aparells d'il·luminació completament nous, per exemple, l'anomenada il·luminació d'accent: un sistema reflector especialment dissenyat permet un augment del flux de llum que ofereix als dissenyadors opcions addicionals en el disseny de l'habitació. .