Opis głównych typów żarówek
Nie można sobie wyobrazić współczesnego życia bez jasnego światła elektrycznego. Jest to komfort dla wzroku i wspaniałe samopoczucie. Lampy są stosowane w domu, w przemyśle, pod ziemią, pod wodą i w przestrzeni kosmicznej. W ciągu ponad 100 lat rozwoju pojawiły się różne rodzaje żarówek, których działanie opiera się na wielu efektach fizycznych.
Żarówki żarowe
Zalety nowoczesnych żarówek to
- Prosta konstrukcja i niska cena użytych materiałów, co zapewnia ich niski koszt w produkcji masowej;
- Możliwość tworzenia produktów dla różnych napięć roboczych - od kilku do kilkuset woltów;
- stałe widmo luminescencji, podobne do widma słonecznego - jest to widmo promieniowania cieplnego i widzialnego metalu, rozgrzanego do luminescencji, z czym związana jest nazwa żarówek
- Lampy żarowe wypełnione gazem, w tym halogenowe, mają trwałość od 2-3 tysięcy do kilkudziesięciu tysięcy godzin;
- Ściemnianie, czyli dimmerowanie, odbywa się za pomocą dość prostych środków - reostatów, tyrystorów i ściemniaczy triakowych.
Znamionowy okres trwałości 1000 godzin dla żarówek LON - żarówek ogólnego zastosowania - został ustalony w 1930 r. na mocy porozumienia największych ówczesnych producentów na świecie. Osoby naruszające ten termin były i nadal są karane sankcjami międzynarodowymi.
Najprostsze klasyfikacja żarówek:
- LON - lampy ogólnego przeznaczenia, stosowane wszędzie w domu i w przemyśle;
- Żarówki halogenowe - do gazu obojętnego dodawane są substancje halogenowe;
- Żarówki do oświetlenia miejscowego, charakteryzujące się bezpiecznym niskim napięciem roboczym 12, 24, 36 lub 48 V, krótkim żarnikiem i odpornością na naprężenia mechaniczne.
Dowiedz się, jak powstają żarówki, oglądając film
Ponad sto lat historia żarówek żarowych pokazało, że można je stosować w każdej dziedzinie działalności człowieka - od oświetlenia domowego po oświetlenie specjalne:
- w transporcie - w samochodach, pociągach, statkach, samolotach;
- w produkcji - do oświetlania pomieszczeń, do wytwarzania absolutnie czystego ciepła bez żadnych zanieczyszczeń - w medycynie, przemyśle do produkcji urządzeń półprzewodnikowych, w hodowli bydła i drobiu - do ogrzewania młodych zwierząt itp.
Urządzenia halogenowe
Do takich źródeł światła sztucznego należą lampy żarowe wypełnione gazem. W nich substancje halogenowe, takie jak jod, brom, chlor itp. są dodawane do gazu obojętnego, który wypełnia bańkę. Żarzący się żarnik powoduje parowanie metalu w żarniku i osadzanie się go na boku żarówki. W ten sposób:
- zmniejsza się grubość włókna;
- Metal na szkle żarówki zmniejsza jej przezroczystość - zmniejsza się strumień świetlny.
Odparowane atomy metalu wiążą substancje halogenowe w "tlenki". W zetknięciu z żarzącym się metalem korpusu żarnika rozpadają się, a metal osadza się na powierzchni żarnika. W rezultacie żywotność urządzenia zwiększa się 3 do 4 razy, a "biel" luminescencji wzrasta.
Wewnątrz szklanej bańki w kształcie gruszki mała żarówka halogenowa znajduje się na trzonku zwykłej żarówki.
G oznacza szkło, U oznacza "szkło", 5,3 oznacza odległość między osiami sworzni w milimetrach.
Lampy fluorescencyjne
W cienkościennej rurce szklanej z gazem obojętnym i parami rtęci na końcach umieszcza się rozgrzane elektrody, które po podgrzaniu emitują elektrony wzbudzające atomy gazu i rtęci. Impuls napięciowy o wartości kilkuset woltów przyłożony do elektrod powoduje wyładowanie elektryczne w gazie. Dzięki energii źródła napięcia wzbudzone atomy gazu i pary metalu zaczynają emitować światło ultrafioletowe. Promieniowanie UV o wysokiej energii uderza w luminofor znajdujący się na wewnętrznej powierzchni bańki. Pod wpływem promieniowania atomy luminoforu otrzymują dodatkową energię i emitują światło. Tak więc w lampa fluorescencyjna Niewidoczne promieniowanie UV jest przekształcane w światło widzialne.
Do wytworzenia tego strumienia światła potrzeba znacznie mniej energii niż do podgrzania metalu do temperatury żarzenia.
Lampy rurowe są oznaczone literą T i liczbą odpowiadającą 1/8 cala. Tzn. Rura typu T8 ma średnicę 8/8" lub 25,4 mm, zaokrągloną do 25 mm.
Żarówki LED
Podstawa nowoczesnego Żarówka LED to superjasne diody LED. Źródłem światła jest proces rekombinacji nośników ładunku elektrycznego w metalach półprzewodnikowych typu p i n - elektronów i "dziur".
Kolor luminescencji zależy od materiału półprzewodnikowego i jego domieszkowania. Biały odcień uzyskuje się przez przekształcenie niebieskiego światła diody LED w żółty luminofor, którym pokryty jest kryształ. Zmieniając grubość luminoforu i jego skład, uzyskuje się dowolny odcień białej poświaty.
Gazowe wyładowcze źródła światła (GDL).
Zjawisko fizyczne wykorzystywane do wytwarzania światła w Odprowadzanie gazów Pierwszym rodzajem źródła promieniowania jest wyładowanie elektryczne, gdy przez gaz o określonym składzie przepływa prąd. Ten rodzaj wyładowania nazywany jest wyładowaniem jarzeniowym.
Wyładowanie może się rozpocząć tylko wtedy, gdy gaz jest zmuszony do jonizacji. W tym celu do gazu znajdującego się w szczelinie między elektrodami przykłada się wysokie napięcie. Zazwyczaj jest to nieco ponad sto woltów. Wyładowanie powoduje przerwanie przestrzeni między elektrodami i gwałtowny wzrost natężenia prądu płynącego przez gaz. Tworzy się świecący obłok plazmy. Jego kolor zależy od składu gazu w kolbie. Na przykład neon świeci na czerwono, argon - na liliowo, ksenon - na niebiesko, a hel - na pomarańczowo-czerwono.
Aby zintensyfikować proces luminescencji, do powietrza lub gazu szlachetnego w probówce dodaje się metal - rtęć, której pary emitują promieniowanie ultrafioletowe. Jest ona emitowana przez luminofor.
Łukowa lampa rtęciowa (EAF)
W oparciu o to zjawisko fizyczne lampy typu DRL, DNaT, MFL. Te sztuczne źródła światła należą do dużej kategorii lamp wyładowczych, podkategorii wyładowań łukowych.
Skróty odnoszą się do:
- DRL - łukowa rtęciowa lampa fluorescencyjna lub łukowa rtęciowa lampa wyładowcza;
- DNaT - sodowa rurowa lampa łukowa;
- MGL - Lampa metalohalogenkowa.
GFL ma rurkę wyładowczą zamontowaną wewnątrz bańki. Nazywa się ją latarką. Światło w GFL jest emitowane przez sznur lub chmurę plazmową wytwarzaną przez wyładowanie łukowe w gazie palnika.
Służy do oświetlania dużych powierzchni. Np. hale fabryczne, ulice, place, parkingi itp.
Lampy DNAT
Żarówka rurkowa z trzonkiem gwintowym Edisona E40, stosowana w lampach o dużej mocy. Rurka wylotowa - palnik jest widoczny w żarówce. Na szkle żarówki, w pobliżu podstawy, są wydrukowane w trwały sposób minimalne specyfikacje.
W produkcji przemysłowej żarówki mają moc od 50 do 1 000 W, ale niektórzy producenci wytwarzają nawet żarówki o mocy 2, a nawet 4 kilowatów.
Główną aplikacją jest oświetlenie uliczneDrogi, autostrady, metro, parkingi. Innymi słowy. miejsca, w których ludzie przebywają przez krótki czas. Powodem tego jest wąski skład widmowy światła żółto-pomarańczowego. Palnik wykonany ze szkła kwarcowego lub przezroczystej ceramiki. Kolba zewnętrzna wykonana z odpornego mechanicznie i termicznie szkła borokrzemianowego. Kolba:
- stabilizuje temperaturę palnika, zmniejszając straty ciepła;
- Filtruje nadmiar promieniowania UV, szkodliwego dla środowiska i ludzi.
Halogenki metali (MHL)
Jeden z typów lamp wyładowczych. Nazywa się je również DRI - rtęciowymi lampami łukowymi z dodatkami promieniującymi. Konstrukcja jest podobna do DRI. Różnica polega na dodaniu halogenków sodu, indu i talu we wnęce palnika.
MFL charakteryzują się wysokimi poziomami renderowanie kolorów Ra, czyli CRI, osiąga wartość do 90. Jednocześnie skuteczność świetlna tych lamp wzrosła do 70-95 lm/W. Okres eksploatacji wynosi nie mniej niż 8-10 tys. godzin. Odmianą jest DRIZ, która ma lustrzaną warstwę nałożoną na wewnętrzną stronę żarówki. Umożliwia to skierowanie strumienia światła w jedną stronę poprzez przekręcenie specjalnego gniazda.
Urządzenia na podczerwień
Te typy to Główna wada żarówek - wysoki poziom promieniowania cieplnego - została przekształcona w zaletę. Natężenie prądu jest tak dobrane, aby emisja światła była mniejsza. Rozgrzewa żarnik do temperatury zbliżonej do czerwonego żarzenia. Głównym źródłem jego energii jest promieniowanie podczerwone. Słusznie nazywa się je promieniowaniem cieplnym. Wyglądają one następująco.
Lampy parafinowe
Lampa parafinowa. W zbiorniku parafinowym (po prawej) znajduje się knot zanurzony w ciekłym paliwie. Szyba ochronna tworzy zamkniętą objętość o podwyższonej temperaturze powietrza. Zimne powietrze jest zasysane w dolnej części, w obszarze okrągłego zbiornika; ciepłe powietrze wydostaje się w obszarze wieszaka z haczykami.
Źródła światła ultrafioletowego
Główne zjawisko fizyczne w z tych Jednym z takich źródeł "światła" jest wyładowanie elektryczne w gazie. Wytworzone promieniowanie ultrafioletowe nie jest zużywane w procesie konwersji na światło w luminoforze, lecz przechodzi przez materiał bańki, wykonane ze specjalnego szkła fioletowego. Zewnętrznie żarówka wygląda jak czarna rurka. Do celów medycznych stosuje się je do dezynfekcji szpitali, narzędzi, odzieży, a także w mieszkaniach, biurach.
Właściwości lamp
Porównania pomiędzy różnymi typami lamp dokonuje się poprzez porównanie ich charakterystyk. Charakterystyki są podzielone na duże grupy:
Charakterystyka elektryczna
Obejmują one napięcie robocze i moc. Napięcie robocze, jednostka V (wolty), to napięcie znamionowe, przy którym lampa robocza pobiera z sieci lub źródła zasilania moc znamionową, W (waty). Lampa zapewnia strumień świetlny, Lm (lumeny), o charakterystyce znamionowej.
Zazwyczaj napięcie znamionowe (robocze) i moc są oznaczone na górnej części żarówki i z boku cokołu.
Parametry oświetlenia
Główne parametry oświetlenia:
- Strumień świetlny. Cecha ta jest mierzona w lumenach (lm). Istotą tego pojęcia jest liczba jednostek światła padającego na jednostkę oświetlanej powierzchni.
- Skuteczność świetlna. Jednostka miary Lm/W. Istotą tego pojęcia jest ilość światła lub strumienia świetlnego w lm, którą otrzymuje lampa przy poborze mocy z sieci 1 W (wat), czyli Lm/W.
Strumień świetlny to cała widzialna i niewidzialna energia elektromagnetyczna emitowana przez sztuczne źródło światła.
Skuteczność świetlna to wydajność energetyczna lub współczynnik wydajności źródła światła. - współczynnik efektywności.
Parametry operacyjne
Głównym parametrem w tej grupie jest trwałość użytkowa. Dla lamp różnych typów okres ten jest różny. Trwałość zwykłych żarówek wynosi 1000 godzin. W przypadku świetlówek wynosi on od 3 000 do 5 000 do 12 000-15 000 godzin. Zależy to od producenta, typu lampy, jej EKG - Typ lampy, jej EKG i liczba uruchomień/zatrzymań. W przypadku konwencjonalnych lamp fluorescencyjnych liczba włączeń i wyłączeń odpowiada w przybliżeniu liczbie znamionowych godzin pracy lampy.
Lampy LED mają najdłuższą żywotność. Producenci deklarują trwałość od 15 - 20 do 100 000 godzin. Przy 3 do 6 godzin pracy dziennie to kilka lat eksploatacji. W ciągu tych lat lampa stanie się przestarzała. Albo ulegnie degradacji z utratą 30-50% jasności, a często także ze zmianą odcienia świecenia lub widma emisyjnego.
Typ i rozmiar podstawy
Przeznaczenie podstawy w lampie:
- Zapewnienie niezawodnego połączenia między elementem emitującym światło lampy a podstawowymi obwodami zasilającymi, zwykle podstawową siecią prądu przemiennego w budynku;
- Projekt lampy powinien być umieszczony w określonym miejscu w plafonie i nie powinien dotykać plafonu, np. w przypadku kinkietów lub żyrandoli;
- zapewnić możliwość szybkiej wymiany przepalonej lampy i zastąpienia jej nową itd.
Często używane:
- gwintowana trzonki Edisona, oznaczone literą E i liczbą określającą zewnętrzną średnicę gwintu w milimetrach, od E5 dla mikrolampek do E40 dla najmocniejszych lamp, głównie do oświetlenia przemysłowego
- pin Podstawy trzpieni są oznaczone literą G, która oznacza szkło, ponieważ trzpienie są "przyspawane" bezpośrednio do bańki szklanej. Liczby w oznaczeniu podstawy odnoszą się do odległości w milimetrach między osiami trzpieni;
- bagnet lub sworzeń - Nazwa pochodzi od francuskiego słowa "baguette", czyli bagnet, charakteryzujący się tym, że nie wypada z naboju podczas drgań, stosowany w pojazdach - samochodach, samolotach, statkach i okrętach, pociągach i tramwajach itp. Jedną z nazw jest cokół Swanna - od nazwiska wynalazcy.
Główne rodzaje podstaw - Cokoły Edisona, cokoły Schwana, cokoły bagnetowe, zwane też kołkowymi.
Podstawy bagnetów mają łacińską literę B jako pierwszy element oznaczenia.
Kształt żarówki
Kształt żarówek w oprawach oświetleniowych wynika nie tylko z ich istoty technicznej, ale czasami jest także związany z ich pochodzeniem. Na przykład żarówki А, С, SA и CF - pochodne: od gruszki, od świeczki do żyrandola lub kinkietu. Litera C w skrócie pochodzi na przykład od łacińskiego słowa "candela", które tłumaczy się jako "świeca". CA - "świeca na wietrze", oraz CF - "zakręcona świeca".
Polecamy serię tematycznych filmów wideo do ilustracji.
Współczesne elektryczne źródła światła sztucznego są niezwykle wszechstronne. Dla każdego typu oprawy oświetleniowej można wybrać kilka różnych typów żarówek pod względem ceny i efektywności energetycznej. Do lamp ściennych lub żyrandoli można na przykład wybrać źródła światła LED lub LON typu "świeca" lub "świeca na wietrze". W przypadku opraw w stylu retro należy wybrać żarówkę Edisona lub nowoczesną żarówkę LED typu "chaber".