Электрические источники света, их конструкции и параметры

Электрическими источниками света являются лампы накаливания и га-зоразрядные (люминесцентные, низкого и высокого давления).

Важнейшими характеристиками ламп являются: • номинальное напряжение;

• потребляемая мощность;

• световой поток (мощность видимого излучения, измеряемая в люменах); • средний срок службы.

Экономичность лампы оценивают световой отдачей — значением свето-вого потока, приходящегося на единицу мощности лампы (лм/Вт). Для ламп накаливания световая отдача составляет 7—19 лм/Вт, для люминесцентных — 40—80 лм/Вт.

Лампанакаливания была изобретена А.Н. Лодыгиным в 1873 г. До сих пор нет устройства с подобным спектром излучения. По этой причине на-блюдается широкое применение ламп накаливания. Принцип действия ламп накаливания основан на вышеописанном тепловом излучении. Использование

ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ 78

этого принципа обуславливает основные недостатки ламп накаливания, а имен-но:

- низкий КПД (около 2 %), так как подавляющая часть потребляемой электроэнергии этими лампами преобразуется не в световую, а в тепловую энергию;

- низкий срок службы, который в среднем составляет около 1000 часов, ограничиваемый сроком службы спирали, которая работает при больших тем-пературах. Срок службы ламп накаливания снижается при воздействии на них вибраций, частых включениях и выключениях, не вертикальном положении.

Кроме того, свет ламп накаливания отличается от естественного преобла-данием лучей желто-красной части спектра, что искажает естественную рас-цветку предметов.

Несмотря на указанные недостатки, в настоящее время лампы накалива-ния находят все еще широкое распространение в связи с их простотой в экс-плуатации, надежностью, компактностью и низкой стоимостью.

Лампы накаливания могут быть вакуумными и газонаполненными. Большой популярностью в настоящее время пользуется разновидность

ламп накаливания — галогенные лампы, срок службы которых достигает примерно 2000 часов и которые характеризуются высоким значением светоот-дачи. Это происходит за счет того, что в состав газового заполнения колбы га-логенной лампы накаливания добавляется йод, который при определенных ус-ловиях обеспечивает обратный перенос испарившихся частиц вольфрама спи-рали со стенок колбы лампы на тело накала.

Газоразрядныелампы отличаются более высокой светоотдачей, так как в них электрическая энергия преобразуется в энергию оптического излучения за счет электрического разряда в газах или парах металлов.

Люминесцентная лампа представляет собой запаянную с обоих концов стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем люминофора. Из лампы откачан воздух, и она заполнена инертным газом арго-ном при очень низком давлении. В лампу помещена капля ртути, которая при нагревании превращается в ртутные пары. Вольфрамовые электроды лампы, как правило, имеют вид спирали. Параллельно спирали располагаются два же-стких никелевых электрода, каждый из которых соединен с одним из концов спирали. При подаче на электроды напряжения в газовой среде лампы возника-ет электрический тлеющий разряд, в частности между жесткими электродами и спиралью, который дальше распространяется на всю полость лампы.

В цилиндрическом баллоне такой лампы идет электрический разряд в па-рах ртути. Возбужденные атомы ртути испускают мощные потоки электромаг-нитного излучения, основная энергия которого лежит в ультрафиолетовой час-ти спектра. Поглощая это излучение, атомы люминофора испускают свет в ви-димой части спектра и в достаточной степени воспроизводят спектр дневного света.

ОСНОВЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ 79

Газоразрядные лампы работают со специальными пускорегулирующими аппаратами и подразделяются на люминесцентные лампы низкого и высокого давления.

Люминесцентные лампы меньше расходуют электроэнергии, срок их службы в 5 раз больше по сравнению с лампами накаливания. Однако лампы дневного света не вытеснили лампы накаливания, имеющие существенные не-достатки. Создаваемый холодным свечением дискомфорт усугубляется стробо-скопическим эффектом (мерцание ламп). Кроме того, пусковое устройство обо-рудования светильников производит шумы различной частоты, которые вызы-вают повышенную утомляемость организма. Дроссельная пускорегулирующая аппаратура обеспечивает возможность питания ламп дневного света от источ-ников электротока частотой 50 Гц.

Одно из решений, устраняющих недостатки как ламп накаливания, так и люминесцентных ламп, — применение электронных пускорегулирующих уст-ройств (ЭПРУ). Оно обеспечивает работу лампы дневного света со свечением частотой 30-40 кГц, что позволяет создавать энергоэкономичные системы внут-реннего освещения. Сокращение расхода электроэнергии происходит в резуль-тате значительного повышения напряжения питания люминесцентных ламп при помощи ЭПРУ. Так, ЭПРУ обеспечивая частоту 30—40 кГц, обусловливает потребление лампой всего 9 Вт электрической мощности вместо 60 Вт, нужных для развития равной по величине светоотдачи ламп накаливания. Срок службы лампы возрастает до 8000 часов.