Description des principaux types d'ampoules
Il est impossible d'imaginer la vie moderne sans lumière électrique vive. C'est un confort pour la vision et une grande sensation de bien-être. Les lampes sont utilisées à la maison, dans l'industrie, sous terre, sous l'eau et dans l'espace. En plus de 100 ans de développement, différents types d'ampoules sont apparus, qui fonctionnent sur la base de nombreux effets physiques.
Ampoules à incandescence
Les avantages des ampoules modernes sont les suivants
- Construction simple et faible prix des matériaux utilisés, ce qui assure leur faible coût dans la production de masse ;
- La possibilité de créer des produits pour différentes tensions de fonctionnement - de quelques volts à des centaines de volts ;
- Le spectre solide de la luminescence, semblable au spectre du soleil - c'est le spectre du rayonnement thermique et visible du métal, chauffé à la luminescence, le nom des lampes à incandescence y est lié ;
- Les lampes à incandescence remplies de gaz, y compris les halogènes, ont une durée de vie de 2 à 3 000 à plusieurs dizaines de milliers d'heures ;
- La gradation, c'est-à-dire l'atténuation, se fait par des moyens assez simples : rhéostats, thyristors et gradateurs à triac.
La durée de vie nominale de 1 000 heures pour les ampoules LON - ampoules à usage général - a été établie en 1930 par un accord des principaux fabricants mondiaux de l'époque. Les contrevenants à ce délai étaient, et sont toujours, punis par des sanctions internationales.
Le plus simple classification des ampoules électriques:
- LON - lampes à usage général, utilisées partout dans la maison et dans l'industrie ;
- Ampoules halogènes - des substances halogènes sont ajoutées au gaz inerte ;
- ampoules à incandescence pour l'éclairage local, caractérisées par leur basse tension de fonctionnement sûre de 12, 24, 36 ou 48 V, leur filament court et leur résistance aux contraintes mécaniques.
Découvrez comment les lampes à filament sont produites dans la vidéo.
Plus d'un siècle d'existence histoire des ampoules à incandescence a montré qu'ils peuvent être utilisés dans tous les domaines de l'activité humaine - de l'éclairage domestique à l'éclairage spécial :
- dans les transports - dans les voitures, les trains, les bateaux, les avions ;
- dans la production - pour l'éclairage des locaux, pour la production d'une chaleur absolument propre sans aucun polluant - en médecine, dans l'industrie pour la production de dispositifs semi-conducteurs, dans l'élevage de bétail et de volaille - pour le chauffage des jeunes animaux, etc.
Dispositifs à halogène
Ces sources de lumière artificielle comprennent lampes à incandescence remplies de gaz. Dans ces appareils, des substances halogènes telles que l'iode, le brome, le chlore, etc. sont ajoutées au gaz inerte qui remplit l'ampoule. Un filament incandescent fait s'évaporer le métal qu'il contient et se dépose sur le côté de l'ampoule. En faisant cela :
- l'épaisseur du filament est réduite ;
- Le métal sur le verre de l'ampoule réduit sa transparence - le flux lumineux diminue.
Les atomes métalliques évaporés lient les substances halogènes en "oxydes". Au contact du métal incandescent du corps du filament, ils se désintègrent et le métal se dépose à la surface du filament. En conséquence, la durée de vie du dispositif est multipliée par 3 ou 4 et la "blancheur" de la luminescence augmente.
À l'intérieur d'une ampoule de verre en forme de poire, la petite ampoule halogène se trouve sur l'armature d'une lampe à incandescence normale.
G pour verre, U pour "verre", 5.3 pour la distance entre les axes des broches en millimètres.
Lampes fluorescentes
Dans un tube de verre à paroi mince contenant un gaz inerte et de la vapeur de mercure, on place aux extrémités des électrodes chauffées qui, une fois chauffées, émettent des électrons qui excitent les atomes de gaz et de mercure. Une impulsion de tension de quelques centaines de volts appliquée aux électrodes crée une décharge électrique dans le gaz. Alimentés par l'énergie de la source de tension, les atomes de gaz et de vapeur métallique excités commencent à émettre de la lumière ultraviolette. Le rayonnement UV, qui a une énergie élevée, frappe le phosphore sur la surface interne de l'ampoule. Sous l'influence du rayonnement, les atomes du phosphore reçoivent une énergie supplémentaire et émettent de la lumière. Ainsi, en lampe fluorescente le rayonnement UV invisible est converti en lumière visible.
Il faut beaucoup moins d'énergie pour produire ce flux de lumière que pour chauffer un métal à son point d'incandescence.
Les lampes tubulaires sont marquées de la lettre T et d'un chiffre qui équivaut à 1/8e de pouce. I.e. Le tube de type T8 est de 8/8" ou 25,4 mm, arrondi à 25 mm.
Ampoules LED
La base d'un système moderne Ampoule LED sont des LEDs super lumineuses. La source de lumière est le processus de recombinaison des porteurs de charge électrique dans les métaux semi-conducteurs de type p et n - électrons et "trous".
La couleur de la luminescence dépend du matériau semi-conducteur et de son dopage. La teinte blanche est obtenue en convertissant la lumière bleue d'une LED en un phosphore jaune, qui est déposé sur le cristal. En modifiant l'épaisseur du phosphore et sa composition, on obtient n'importe quelle nuance de lueur blanche.
Sources lumineuses à décharge gazeuse (GDL).
Phénomène physique utilisé pour produire de la lumière dans Décharge de gaz Le premier type de source de rayonnement est une décharge électrique lorsqu'on fait passer un courant à travers un gaz d'une certaine composition. Ce type de décharge est appelé décharge lumineuse.
Une décharge ne peut commencer que lorsque le gaz est forcé de s'ioniser.. Pour ce faire, une haute tension est appliquée au gaz dans l'espace entre les électrodes. Elle est généralement d'un peu plus de cent volts. La décharge provoque une rupture de l'espace entre les électrodes et le courant circulant dans le gaz augmente considérablement. Un nuage de plasma incandescent se forme. Sa couleur dépend de la composition du gaz dans le flacon. Par exemple, le néon est rouge, l'argon est lilas, le xénon est bleuâtre et l'hélium est rouge orangé.
Pour intensifier le processus de luminescence, on ajoute à l'air ou au gaz inerte du tube un métal, le mercure, dont la vapeur dégage un rayonnement ultraviolet. Celle-ci est réémise par le phosphore.
Lampe à arc au mercure (EAF)
Sur la base de ce phénomène physique, les lampes du type DRL, DNaTMFL. Ces sources de lumière artificielle appartiennent à la grande catégorie des lampes à décharge, la sous-catégorie des lampes à décharge en arc.
Les abréviations se réfèrent à :
- DRL - lampe fluorescente à arc de mercure ou lampe à décharge à arc de mercure ;
- DNaT - lampe à arc tubulaire au sodium ;
- MGL - Lampe aux halogénures métalliques.
Une GFL possède un tube à décharge monté à l'intérieur de l'ampoule. On l'appelle une torche. La lumière dans une GFL est émise par un cordon ou un nuage de plasma produit par une décharge en arc dans le gaz du brûleur.
Utilisé pour l'éclairage de grandes surfaces. Par exemple, les halls d'usine, les rues, les places, les parkings, etc.
Lampes DNAT
Une ampoule tubulaire avec un culot fileté Edison E40, utilisée dans les lampes à haute puissance. Tube de décharge - le brûleur est visible dans l'ampoule. Sur le verre de l'ampoule, près de la base, des spécifications minimales sont imprimées de manière indélébile.
Dans la production industrielle, les ampoules ont une puissance comprise entre 50 et 1 000 watts, mais certains fabricants produisent des ampoules de 2, voire 4 kilowatts.
L'application principale est éclairage des ruesRoutes, autoroutes, métros, parkings. En d'autres termes. les lieux où les gens séjournent pour une courte période. La raison en est la composition spectrale étroite de la lumière jaune-orange.. Brûleur en verre de quartz ou en céramique transparente. Flacon extérieur en verre borosilicate résistant mécaniquement et thermiquement. La flasque :
- stabilise la température du brûleur, réduisant ainsi les pertes de chaleur ;
- Filtre l'excès de rayons UV, nocifs pour l'environnement et les humains.
Halogénure métallique (MHL)
Un des types de lampes à décharge. Elles sont également appelées DRI - lampes à arc au mercure avec additifs rayonnants. La construction est similaire à celle de DRI. La différence réside dans l'ajout d'halogénures de sodium, d'indium et de thallium dans la cavité de la torche.
Les LFM sont caractérisées par des niveaux élevés de rendu des couleurs Ra, alias CRI, atteignant jusqu'à 90. En même temps, l'efficacité lumineuse de ces lampes est augmentée à 70-95 Lm/W. La durée de vie n'est pas inférieure à 8-10 mille heures. Une variante est DRIZ, qui a une couche de miroir appliquée sur l'intérieur de l'ampoule. Cela permet de diriger le flux lumineux d'un côté en tournant une douille spéciale.
Dispositifs à infrarouge
Ces types sont Le principal inconvénient des ampoules à incandescence, le niveau élevé de rayonnement thermique, a été transformé en avantage. Le courant est choisi de manière à ce que l'émission de lumière soit moindre. Il chauffe le filament à une température proche de la lueur rouge. Le flux principal de son énergie est le rayonnement infrarouge. On l'appelle à juste titre le rayonnement thermique. Ils ressemblent à ceci.
Lampes à paraffine
Lampe à paraffine. Le réservoir de paraffine (à droite) comporte une mèche immergée dans le combustible liquide. Un verre de protection crée un volume fermé avec une température d'air accrue. L'air froid est aspiré par le bas, dans la zone du réservoir circulaire ; l'air chaud s'échappe dans la zone du crochet et de la boucle.
Sources de lumière ultraviolette
Le principal phénomène physique dans de ces de ces sources de "lumière" est une décharge électrique dans un gaz. Le rayonnement ultraviolet généré n'est pas consommé par conversion en lumière dans le phosphore, mais traverse le matériau de l'ampoule, en verre violet spécial. Extérieurement, l'ampoule ressemble à un tube noir. À des fins médicales, ils sont utilisés pour désinfecter les hôpitaux, les outils, les vêtements, mais aussi les appartements et les bureaux.
Caractéristiques des lampes
Les comparaisons entre différents types de lampes se font en comparant leurs caractéristiques. Les caractéristiques sont réparties en grands groupes :
Caractéristiques électriques
Il s'agit notamment de la tension de fonctionnement et de la puissance en watts. La tension de fonctionnement, unité V (volts), est la tension nominale à laquelle la lampe de fonctionnement consomme sa puissance nominale, W (watts), à partir du secteur ou de l'alimentation électrique. La lampe fournit un flux lumineux, Lm (lumens) avec les caractéristiques nominales.
Normalement, la tension et la puissance nominales (de fonctionnement) sont indiquées par des marques sur le dessus de l'ampoule et sur le côté du culot.
Paramètres d'éclairage
Les principaux paramètres d'éclairage :
- Flux lumineux. Cette caractéristique est mesurée en lumen (lm). L'essence du concept est le nombre d'unités de lumière tombant sur une unité de surface éclairée.
- Efficacité lumineuse. Unité de mesure Lm/W. L'essence du concept est la quantité de lumière ou le flux lumineux en lm, qui est reçu d'une lampe lorsqu'elle consomme une puissance de 1 W (watt), soit Lm/W.
Le flux lumineux est l'ensemble de l'énergie électromagnétique visible et invisible émise par une source de lumière artificielle.
L'efficacité lumineuse est le rendement énergétique ou le facteur d'efficacité d'une source lumineuse. - facteur d'efficacité.
Paramètres opérationnels
Le principal paramètre de ce groupe est la durée de vie. Cette durée de vie varie pour les lampes de différents types. Les ampoules normales ont une durée de vie de 1 000 heures. Pour les lampes fluorescentes, elle varie de 3 000 à 5 000 heures à 12 000 à 15 000 heures. Elle dépend du fabricant, du type de lampe, de son ECG - Le type de lampe, son ECG et le nombre de démarrages/arrêts. Pour les lampes fluorescentes classiques, le nombre d'allumages et d'extinctions correspond à peu près au nombre d'heures de fonctionnement nominal de la lampe.
Les lampes LED ont la plus longue durée de vie. Les fabricants déclarent une durée de vie de 15 - 20 à 100 mille heures. Avec 3 à 6 heures de fonctionnement par jour, cela représente quelques années de fonctionnement. Au cours de ces années, la lampe deviendra obsolète. Ou bien il se dégrade avec une perte de 30 à 50 % de la luminosité, et souvent avec un changement de la teinte de la lueur ou du spectre d'émission.
Type et taille de la base
Le but de la base dans une lampe :
- Fournir une connexion fiable entre l'élément émetteur de lumière de la lampe et les circuits primaires d'alimentation électrique, généralement le secteur primaire de l'immeuble ;
- maintenir le modèle de lampe dans une position spécifique dans le plafond du luminaire et éviter qu'il ne touche le plafond, par exemple les appliques ou les lustres ;
- veiller à ce qu'une lampe grillée puisse être remplacée rapidement et par une nouvelle, etc.
Fréquemment utilisé :
- fileté Les culots Edison, identifiés par la lettre E et un numéro donnant le diamètre extérieur du filetage en millimètres, il varie de E5 pour les micro-petites lampes à E40 pour les lampes les plus puissantes, principalement pour l'éclairage industriel.
- broche Les socles à broches sont désignés par la lettre G, qui signifie verre, car les broches sont "soudées" directement dans l'ampoule de verre. Les chiffres figurant dans le marquage du socle correspondent à la distance en millimètres entre les axes des broches ;
- baïonnette ou broche - Le nom vient du mot français "baguette" ou baïonnette, caractérisée par le fait qu'elle ne tombe pas de la cartouche lorsqu'elle vibre, utilisée sur des véhicules - voitures, avions, navires et bateaux, trains et tramways, etc. L'un d'entre eux s'appelle Swann plinth - d'après le nom de l'inventeur.
Les principaux types de bases - Plinthes Edison, plinthes Schwan's, plinthes à baïonnette, également appelées plinthes à plots.
Les bases de baïonnettes ont la lettre latine B comme premier élément du marquage.
Forme de l'ampoule
La forme des ampoules des appareils d'éclairage est déterminée non seulement par son essence technique, mais parfois aussi par son origine. Par exemple, les ampoules А, С, SA и CF - dérivé : d'une poire, d'une bougie pour un lustre ou une applique. La lettre C de l'abréviation provient, par exemple, du mot latin "candela", traduit par "bougie". CA - "bougie dans le vent", et CF - "bougie tordue".
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Les sources électriques modernes de lumière artificielle sont étonnamment polyvalentes. Pour chaque type de luminaire, vous pouvez choisir parmi plusieurs types d'ampoules différentes en termes de prix et d'efficacité énergétique. Vous pouvez par exemple choisir des sources lumineuses LED ou LON "bougie" ou "chandelle dans le vent" pour vos appliques ou lustres. Pour les luminaires rétro, choisissez une ampoule Edison ou une LED moderne "bleuet".