Электрические источники света – подборка статей

Освещение и светотехника сами по себе являются требовательными областями, объединяющими эстетические, технические критерии и критерии безопасности в одно целое, воздействующее на глаза человека. Технология освещения разрабатывалась на протяжении многих десятилетий и достигла универсального разнообразия.

 Электрические источники света - подборка статей

В 1879 году Томас Алва Эдисон впервые включил электрическую лампочку из углеродного волокна, произведя революцию в технологии освещения. С тех пор электрические источники света претерпели огромное развитие.

Сами лампочки, использующие так называемый эффект накаливания согласно теории излучения черного тела (горячая нить) при высокой температуре, постепенно совершенствовались.

Их разработка шла от используемого прямого и скрученного вольфрамового волокна до галогенового цикла в кварцевой колбе, что позволяет волокну перегреваться, обеспечивает лучшую цветопередачу и экономит половину энергии.

В обычных лампах накаливания электрический ток, проходящий через нить накаливания лампы, нагревал нить накала за счет джоулева тепла до высокой температуры, и нить накала светится как черное тело с соответствующей температурой.

В оригинальной конструкции лампы Эдисона использовалось углеродное волокно, полученное в результате обугливания бамбуковой нити. Его помещали в вакуумную стеклянную колбу для предотвращения окисления и горения волокна.

Углеродное волокно нельзя было нагреть до слишком высокой температуры, поэтому первые лампочки имели КПД преобразования энергии всего 0,5%. Использование вольфрамового волокна позволило повысить КПД примерно до 1 %.

В современных обычных лампочках в качестве нити накала используется двойная вольфрамовая спираль, а колба заполнена инертным газом аргоном.

Такая конструкция позволила повысить температуру волокна примерно до Т = 2800 К, повысить КПД до 3% и получить более благоприятный спектр излучения с лучшей цветопередачей. При более высоких температурах нить накала быстро испаряется, что приводит к ее обрыву и порче колбы.

Галогенный цикл используется в специальных так называемых галогенных лампах: колба содержит внутренний элемент, обычно йод. Атомы вольфрама, испарившиеся из волокна, перемещаются к стенке колбы, где температура ниже (около 1000 К), где образуется галогенид вольфрама (обычно йодид).

Затем молекулы галогенида вольфрама диффундируют обратно к волокну, где они разлагаются при более высоких температурах волокна. При этом атомы вольфрама снова оседают на волокне, а свободные атомы диффундируют к стенке колбы, где они снова готовы к следующему циклу регенерации.

Таким образом, испаренный вольфрам возвращается в нить накала, что позволяет повысить температуру вольфрамовой спирали до Т = 3200 К, а в некоторых специальных студийных лампах с коротким сроком службы до Т = 3400 К.

Это повышает эффективность преобразование энергии в видимый свет с КПД до 6% и дальнейшее улучшение цветопередачи, поскольку спектр излучения больше похож на солнечный свет.

Помимо ламп накаливания со временем появились еще более экономичные газоразрядные источники света (дуговые ртутные лампы, металлогалоенные лампы, натриевые лампы, люминесцентные лампы, газовые лазеры), основанные на принципе переходов электронов между энергетическими уровнями в разрядах газов и паров металлов.

Для различных целей применялись тлеющие и дуговые разряды высокого и низкого давления, во многих случаях излучение трансформировалось люминофорами. Также долгое время очень перспективной технологией считались волоконно-оптические световые системы.

Затем были разработаны специальные источники излучения, основанные на принципах теории твердого тела (полупроводниковые лазеры, светодиоды, светодиодные ленты, светодиодные панели).

Сегодня компании по всему миру производят сотни типов электрических источников электромагнитного излучения, предназначенных для различных технических применений, от общего освещения, проектирования, репрографии, медицины, сельского хозяйства, сигнализации и управления до самых специальных применений, таких как рентгеновские лучи, лазеры, газоразрядные лампы высокого и низкого давления.

Лампы накаливания:

Почему так часто перегорают лампы накаливания

Как выбрать качественную лампу накаливания

Как рассчитать температуру нити лампы накаливания в номинальном режиме

Эдисон их бы не узнал. Какой путь прошли лампочки с момента их появления

Галогенные лампы накаливания:

Виды галогенных ламп и их особенности

Освещение на 12 вольт в доме – в чем достоинства и недостатки?

Чем отличается блок питания для светодиодных ламп и электронный трансформатор для галогенных ламп

В конце 90-х годов XX века в быту появились компактные люминесцентные лампы с электронными баластами и цоколями Е14 и Е27 для прямой замены ламп накаливания.

Технология люминесцентного освещения к тому времени насчитывала уже не один десяток лет. Но до этого времени применялись, в основном, люминесцентные лампы линейной формы преимущественно в промышленных и административных помещениях.

Развитие электроники позволило создать универсальный компактный источник люминесцентного освещения. Такие лампы в быту называли “энергосберегающими”, так как они потребляли примерно в 3,5 – 4 раза меньше электрической энергии, чем лампы накаливания с аналогичным световым потоком.

До появления светодиодных источников света считалось, что именно компактные люминесцентные лампы смогут полностью вытеснить лампы накаливания из бытового освещения.

На протяжение первых 10 лет XXI века ассортимент компактных люминесцентных ламп постоянно расширялся во всех возможных направлениях, но затем их количество резко пошло на спад.

Люминесцентные лампы:

В последние годы светодиоды становятся все более популярными в различных осветительных приборах. К их существенным техническим преимуществам относятся:

  • минимальная потребляемая мощность;
  • минимальные габариты, это по сути точечные источники;
  • низкая температура рабочей поверхности;
  • малая зависимость параметров от температуры окружающей среды;
  • хороший КПД,
  • чрезвычайно долгий срок службы, значительно превышающий срок службы настоящих лампочек;
  • низкое рабочее напряжение;
  • хорошая виброустойчивость;
  • не выделяют УФ-излучение;
  • минимальное снижение светового потока в течение срока службы;
  • их световой поток можно регулировать.

Последние тенденции в источниках света:

  • постоянное повышение эксплуатационной надежности и эффективности преобразования электроэнергии в свет, особенно в случае светодиодных источников;

  • общее стремление уменьшить габариты источников света, если только они не подлежат жесткой стандартизации, с целью создания оптимальных условий для производителей светильников с точки зрения улучшения оптических свойств светильников и с точки зрения материалов;
  • постоянное давление на повышение экологичности выпускаемых источников света, как с точки зрения производителя, так и потребителя (полная перерабатываемость);
  • продолжение электронизации практически всех областей светотехники, от пускорегулирующих аппаратов до комплексного интеллектуального управления освещением в зданиях с помощью компьютерной техники в зависимости от требуемых условий и с целью достижения комфортности освещения и одновременной экономии электроэнергии;
  • рост спроса на интеллектуальные источники света;
  • постоянное расширение ассортимента светодиодных источников света.

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве».

 

Оцените статью
Строительство и ремонт
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Электрические источники света – подборка статей
Идеи новогоднего уличного освещения