Источники света

Основные световые величины.

Основными световыми величинами являются:

• световой поток;

• освещенность;

• сила света.

Окружающие нас предметы излучают в пространство лучистую энергию, представляющую собой распространяющиеся в пространстве электромагнитные колебания.

Мощность излучения лучистой энергии оценивается по световому ощущению, производимому на глаз человека, называется световым потоком.

Единицей измерения светового потока (Ф) служит – люмен (лм).

Единица силы света в системе СИ принята – кандела (кд).

Единицей освещенности (Е) – люкс (лк).

Световой поток Ф, приходящийся на единицу освещаемой поверхности S, называется ее освещенностью: Е= Ф/S.

Освещенность поверхности, на каждый 1 м² которой падает световой поток равный 1 лм, будет равна 1 лк.

Разнообразные источники света по способу преобразования электроэнергии в световое излучение разделяются на две основные группы:

ü тепловые (лампы накаливания);

ü и газоразрядные (люминесцентные, ртутные).

Действие ламп накаливания основано на тепловом излучении.

Лампа накаливания – малоэкономичный источник, так как только 12 % всей энергии, выделяемой в ее нити электрическим током, преобразуется в световую энергию.

Температура плавления вольфрама (около 3400 °С) позволяет раскалить нить до 2500...2700°С при условии предохранения ее от сгорания.

Работа ламп накаливания общего назначения 1000…1200 ч.

Люминесцентные лампы представляют собой стеклянную герметически закрытую трубку, внутренняя поверхность которой покрыта слоем люминофора – искусственно приготовленного химического вещества, в котором под действием внешних факторов (электрического разряда) возникает свечение (люминесценция). Люминофоры под воздействием ультрафиолетовых лучей электрического разряда излучают свет в спектре видимого излучения.

Внутри трубки 4 в стеклянных ножках 2 укреплены биспиральные электроды 3 из вольфрама, соединенные с двухштырьковым цоколем 1, служащим для присоединения лампы к электрической сети посредством специальных патронов.

Для обеспечения возможности предварительного подогрева электродов и облегчения начала разряда они выполняются в виде двойной или тройной спирали из вольфрамовой проволоки, покрытой слоем окиси щелочноземельных металлов (бария, кальция).

Из лампы откачивают воздух и заполняют минимальным количеством инертного газа (аргона) с каплей ртути. Давление газа устанавливается в пределах нескольких паскалей. При подаче напряжения или импульса повышенного напряжения на предварительно подогретые электроды в лампе начинается разряд в парах ртути, и она начинает излучать потоки света. Напряжение питания к лампе подается через штыревые контакты, расположенные в цоколе.

В зависимости от цвета излучаемого лампой светового потока различают лампы дневного (ЛД), белого (ЛБ), холодно-белого (ЛХБ) и тепло-белого (ЛТБ) света.

Срок нормальной службы люминесцентных ламп около 5000 ч при условии нечастых включений, стабильности напряжения питания и обеспечения оптимальной окружающей температуры.

Люминесцентные лампы могут включаться в электрическую сеть по стартерной или бесстартерной схемам зажигания.

При включении ламп по стартерной схеме зажигания (рис. 4.16) в качестве стартера служит газоразрядная неоновая лампа с двумя (подвижным и неподвижным) электродами.

В современных осветительных электроустановках промышленных предприятий широкое применение находят дуговые ртутные лампы (ДРЛ) высокого давления.

Эти лампы выпускаются с двумя и четырьмя электродами.

Основными элементами четырехэлектродной дуговой ртутной лампы (рис. 4.6) являются резьбовой цоколь 1, колба 3 и кварцевая горелка 6. Внутри горелки находятся дозированная капля ртути и газ аргон, в конце горелки впаяны активированные основной 5 и дополнительный 7 электроды из вольфрама. Внутренняя поверхность колбы покрыта люминофором 8.

При подаче напряжения к электродам лампы происходит электрический разряд в парах ртути высокого давления, сопровождаемый интенсивным излучением света.

ДРЛ с цоколем диаметром 40 мм² выпускаются мощностью 250...1000 Вт.

Газоразрядные ртутные лампы высокого и сверхвысокого давлений используются в качестве мощных источников света.

Источником лучистой энергии в этих лампах является электрический разряд между электродами. Их колбы выполняются из кварца, способного выдерживать значительные давления при высоких температурах (300...900 °С). Эти лампы взрывоопасны в рабочем и нерабочем состояниях.

ДРЛ в основном применяются для наружного освещения и освещения высоких производственных помещений при отсутствии требования правильной цветопередачи. Они выпускаются типов ДРЛ80, ДРЛ125 и др.

Газоразрядные источники света (люминесцентные лампы и ДРЛ) значительно экономичнее ламп накаливания, так как у них в несколько раз выше светоотдача и срок службы.