Источники искусственного освещения
Содержание
1. Введение ……………………………………………………………………………………. 2
2. Развитие технологий ламп …………………………………………………. 3
3. Различные виды источников света:
1) лампы накаливания ………………………………………………………………….. 6
2) галогенные лампы …………………………………………………………………… 7
3) люминесцентные лампы …………………………………………………………. 8
4) компактные люминесцентные лампы …………………………………….. 9
5) разрядные лампы высокого давления ………………………............... 10
6) оптоволокно ……………………………………………………………………………… 12
4. Заключение ……………………………………………………………………………… 18
5. Основные понятия и определения, применяемые в светотехнике ……………………………………………. 19
6. Список используемой литературы ………………………………….. 22
7. Приложение ……………………………………………………………………………. 23
Введение
Мы живём в мире света и созданных им изображений. Солнечный свет был
началом жизни и колыбелью Человека на Земле. Сознание человека стало
определяться его образным мышлением. Природный свет, рождённый солнцем,
создал для нас огромный мир ощущений и дал нам возможность определить своё
отношение к окружающему нас миру, а свет искусственный стал началом
человеческой цивилизации. Сегодня электрический свет определяет качество
нашей жизни и комфортность состояния человека. Плохой свет, как и плохие
очки, может стать причиной усталости, раздражительности, плохого настроения
и других неприятных последствий. Искусство освещения пытаются постичь
миллионы людей, обустраивая своё жилище и рабочее место. Принимаясь за
улучшение светового комфорта и уюта в собственном доме или квартире,
полезно иметь хотя бы самые элементарные сведения о светотехнике и правилах
рационального освещения.
Улучшение светового комфорта в домашних условиях и на работе создаёт
человеку не только настроение, но и позволяет длительное время сохранять
работоспособность; а правильный световой дизайн и хорошо подобранная
цветовая гамма окружающей обстановки определяют внутреннее состояние и
помогают сохранить здоровье. Следует, конечно, не забывать, что здоровый
образ жизни мы связываем со светлой и приятной глазу окружающей
обстановкой, которая создаёт нам запас прочности во всех наших начинаниях в
жизни.
Развитие технологии ламп
Электрический свет интернационален по месту своего рождения. В его
открытии и создании участвовали выдающиеся учёные и изобретатели из многих
стран мира. Первый этап разработки электрических источников света благодаря
открытиям и изобретениям Деви, Вольта, Петрова, Мольена, Габела, Адамаса,
Шпренгеля, Ладыгина, Яблочкова, Дедриксона и других завершился в 1879г.
Созданием Эдисоном лампы накаливания в привычном для нас конструктивном
виде. Первые публичные установки электрического освещения появились в конце
19 века в странах Западной Европы, в Америке и России. Электрическая «свеча
Яблочкова» произвела сенсацию в Париже и была названа «русским светом»
(рис.1.1).
Конкуренция ламп накаливания появилась с разработкой поколения разрядных
ламп в 30-х годах нашего столетия: люминесцентных и ртутных ламп,
обладающих двумя выдающимися преимуществами: в несколько раз высокой
энергоэкономичностью и продолжительностью работы. Несмотря на большую
стоимость, необходимость применения для их включения и работы специальных
пускорегулирующих аппаратов (ПРА) и многие другие недостатки, эти лампы
стали быстро вытеснять лампы накаливания, и в первую очередь это коснулось
областей промышленного и уличного освещения. С 50-х годов люминесцентные
лампы стали занимать прочные позиции в освещении помещений общественных
зданий (классы и аудитории, офисы, больницы и др.). В конце 60-х разрядные
лампы пополнились новым классом – металлогалогенными лампами, которые,
сохраняя преимущества ртутных ламп высокого давления (ДРЛ), отличаются
более высокими показателями энергоэкономичности и цветопередачи.
Наиболее широко эти лампы стали применяться сначала в освещении спортивных
сооружений (для обеспечения требований ТВ - трансляций). Вершиной в
разработке энергоэкономичных ламп следует считать натриевые лампы высокого
давления с жёлто – золотистым светом. Одна такая лампа мощностью 400 Вт
заменяет лампу ДРЛ мощностью 1000 Вт и 10 ламп накаливания по 300 Вт
каждая. Из–за недостаточной цветопередачи эти лампы в первую очередь
применяются в уличном освещении. Для расширения области
применения разрядных ламп в жилых и общественных зданиях в 70-х годах были
разработаны компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), в том числе с таким же
цоколем, как и у лампы накаливания. Ввернув такую лампу в обычный
светильник, можно снизить его мощность в 5-6 раз (например, КЛЛ мощностью
13 Вт заменит лампу накаливания мощностью 75 Вт). В те же годы для
подсветки экспозиций на выставках и в музеях появились галогенные лампы,
отличающиеся от обычных исключительной компактностью, в 1,5-2 раза большими
экономичностью и сроком службы. Наиболее эффективны и безопасны лампы,
рассчитанные на напряжение 12 В, хотя при сетевом напряжении они и требуют
установки понижающих трансформаторов. Сегодня зеркальные галогенные лампы
накаливания стали эффективным и престижным источником света в освещении
офисов, банков, ресторанов, магазинов и др. помещений.
Современную историю источников света удивительные по продолжительности
работы «вечные» лампы с новым принципом действия (рис.1.2). Это так
называемые компактные безэлектродные высокочастотные люминесцентные лампы
типа QL мощностью 85 Вт и сроком службы 60 тыс. часов, не уступающие по
другим характеристикам лучшим разрядным лампам. Представленные в начале 90-
х годов фирмой Philips, эти лампы находят всё большее применение, особенно
в странах северной Европы. Совсем недавно они были использованы при
модернизации освещения большой учебной аудитории в Финляндию. Авторы
проекта утверждают, что очередная замена ламп будет проведена в 2025 году.
----------------------------------------------------------------------------
-------
1879г.- изобретение лампы накаливания
1924г.- изобретение автомобильной фары ближнего/дальнего света
1933г.- внедрение ртутной лампы высокого давления
1938г.- внедрение люминесцентной лампы
1949г.- создание лампы накаливания «мягкого белого» цвета
1954г.- внедрение кварцевой лампы накаливания
1958г.- внедрение галогенной лампы
1962г.- изобретение натриевой лампы высокого давления 1965г.-
внедрение металлогалогенной лампы
1973г.- внедрение люминесцентных ламп пониженной мощности
1974г.- внедрение эллипсоидного отражателя
1975г.- внедрение зеркальных ламп с фацетным отражателем
1982г.- внедрение металлогалогенной лампы низкой мощности
1987г.- внедрение люминесцентной лампы Biax в 40 ватт
1989г.- внедрение лампы (Halogen-IR™ PAR)
1991г.- внедрение лампы (ConstantColor™ Presise)
1992г.- внедрение компактной люминесцентной лампы (Biax™Compact)
1994г.- изобретение безэлектродной люминесцентной лампы (Genura)
1995г.- выпуск компактной люминесцентной винтовой лампы (Heliax)
Различные виды источников света
Лампы накаливания
По особенностям устройства и принципа действия лампы накаливания,
применяемые для целей освещения можно разбить на 2 большие группы: общего
применения (обычные лампы в традиционном исполнении) и галогенные лампы
накаливания, которым посвящён следующий раздел.
Устройство ламп, в принципе осталось таким же, как предложил Эдисон. Для
повышения температуры тела накала и снижения его скорости распыления (это
основные способы увеличения световой отдачи и срока службы ламп
накаливания) вместо угольной нити в современных лампах используется
спиральная или биспиральная (спираль из спирали) вольфрамовая проволока и в
подавляющем большинстве типов ламп вместо вакуума применяется инертный газ:
аргон или криптон. Появился также класс ламп с зеркальным отражателем, т.е.
лампы светильники. Лампы очень чувствительны к колебаниям напряжения в
сети: при перенапряжении резко снижается срок службы, а недостаточное
напряжение ведёт к непропорционально большой потере светового потока (хотя
срок службы при этом возрастает). Нормальная работа ламп обеспечивается при
колебаниях напряжения не более чем на 5 %. Для сетей с постоянным
перенапряжением в России выпускаются лампы с маркировкой 230-240В. Лампы
накаливания одинаково хорошо работают на переменном и постоянном токе.
Почти для всех типов ламп средний срок службы составляет 1000 ч. В
реальных условиях он может быть меньшим в зависимости от условий
эксплуатации и конструктивного исполнения светильника. При работе в среднем
8 ч в день лампа живёт обычно 3-5 месяцев.
Лампы имеют невысокую световую отдачу от 7 до 17 лм/Вт. Этот показатель
растёт при увеличении мощности лампы и снижении напряжения, на которое она
рассчитана. Например, лампа мощностью 40 Вт 220В имеет световую отдачу
около 10 лм/Вт, а 100-ваттная – до 14 лм/Вт. Лампы одинаковой мощности на
127 и 220 В отличаются по световому потоку на 10-12%. Отличить лучшую по
энергоэкономичности лампу можно по её белому излучению.
Лампы накаливания – традиционный источник света в помещениях жилых и
общественных зданий. Они создают неповторимую обстановку праздничности или
уюта и применяются во всех случаях, когда это необходимо по условиям
дизайна. В функциональном отношении они очень эффективны при освещении
картин и других нестойких к воздействию света экспонатов. Их невысокий срок
службы и световая отдача бывают не столь важны в помещениях с
кратковременным пребыванием людей и при низких нормированных значениях
освещённости.
Галогенные лампы
По принципу действия эти лампы устроены так же, как и другие лампы
накаливания. Главное отличие состоит в том, что внутренний объём лампы
заполнен парами йода или брома – т.е. галогенных элементов, что и отражено
в названии ламп. Использована химическая способность этих элементов
непрерывно «собирать» осевшие на колбе испарившиеся частицы вольфрама
(реакция окисления) и возвращать их «домой» на вольфрамовую спираль
(реакция восстановления). Этот «галогенно-вольфрамовый цикл» позволяет
увеличить температуру и продолжительность жизни тела накала и, в конечном
счёте, повысить в 1,5-2 раза световую отдачу и срок службы ламп. Другое
важное отличие состоит в том, что колба выполнена не из обычного, а из
кварцевого стекла, более устойчивого к высокой температуре и химическим
взаимодействиям. Благодаря этому размеры галогенных ламп можно уменьшить в
несколько раз по сравнению с обычными лампами такой же мощности. Устройство
зеркальных галогенных ламп отличается тем, что зеркальный отражатель вместе
с цоколем приклеен к колбе лампы. Зеркальное покрытие выполняется путём
напыления на стеклянный отражатель химически чистого алюминия (непрозрачное покрытие) или специального полупрозрачного покрытия. Лампы с
полупрозрачным (интерференционным) покрытием почти не нагревают освещаемую
поверхность, т.к. ИК излучение пропускается отражателем «назад». Некоторые
типы ламп имеют также фильтры, не пропускающие УФ лучи.
Наряду с лампами, рассчитанными для непосредственного включения в сеть с
напряжением 220,127 или 110 В, очень широкое применение находят лампы
низкого напряжения обычно на 12 В. Как и все лампы накаливания, галогенные
лампы резко реагируют на изменение напряжения в сети. Увеличенное на 5-6%
напряжение может привести к почти двукратному сокращению срока службы.
Энергоэкономичность в 1,5-2 раза выше, чем у других ламп накаливания.
Большинство ламп имеют срок службы 2000 ч, т.е. в 2 раза больший, чем
обычные лампы накаливания. Некоторые типы зеркальных ламп выпускаются со
сроком службы 3000 и 4000 ч.
Энергоэкономичность в 1,5-2 раза выше, чем у других ламп накаливания.
Световая отдача трубчатых ламп находится в пределах от 14 лм/Вт (при
мощности 60 Вт) до 25 лм/Вт (при мощности 2000 Вт). У остальных ламп
световая отдача составляет от 14 до 17 лм/Вт при сетевом напряжении и почти
до 20 лм/Вт для маломощных ламп низкого напряжения.
Лампы на сетевое напряжение с цилиндрической или свечеобразной колбой с
успехом заменяют обычные лампы во всех сферах их применения и особенно там,
где требуются небольшие габариты по условиям размещения в стеснённых
объёмах или скрытого расположения. Зеркальные лампы, особенно на низкое
напряжение, практически незаменимы в технике акцентированного освещения
выставок, музеев, витрин, ресторанов, жилых помещений и др.
