الفرق بين الإضاءة الطبيعية والاصطناعية. مصادر الضوء الاصطناعي وفعاليتها

• الطاقة الكهربائية؛
• الطاقة الضوئية؛
• طاقة حرارية؛
• طاقة الروابط الكيميائية الموجودة في الغذاء والوقود ، كل نوع من هذه الأنواع من الطاقة كان في يوم من الأيام طاقة شمسية!

وبالتالي ، فإن الطاقة الشمسية هي أهم طاقة للحياة على الأرض.

مصادر الضوء الاصطناعي

التقدم التكنولوجي الحديث قد خطى بعيدا جدا. كانت البشرية قادرة على خلق طاقة اصطناعية من الضوء والحرارة ، والتي دخلت بقوة في حياة الإنسان والتي بدونها لا يمكن للبشرية أن توجد. يوجد اليوم في العالم الحديث وفرة من المصادر الاصطناعية المختلفة للضوء والحرارة.

مصادر الضوء الاصطناعي هي أجهزة تقنية ذات تصميمات مختلفة وطرق مختلفة لتحويل الطاقة ، والغرض الرئيسي منها الحصول على إشعاع ضوئي. تستخدم مصادر الضوء الكهرباء بشكل أساسي ، ولكن يتم أيضًا استخدام الطاقة الكيميائية وطرق أخرى لتوليد الضوء في بعض الأحيان.

المصدر الأول للضوء الذي يستخدمه الناس في أنشطتهم هو نار النار. مع مرور الوقت وزيادة الخبرة في حرق مختلف المواد القابلة للاحتراق ، وجد الناس أنه يمكن الحصول على مزيد من الضوء عن طريق حرق أي أخشاب راتنجية وراتنجات طبيعية وزيوت وشموع. من وجهة نظر الخصائص الكيميائية ، تحتوي هذه المواد على نسبة أكبر من الكربون بالكتلة ، وعند الاحتراق ، تصبح جزيئات الكربون السخامية شديدة السخونة في اللهب وتنبعث منها الضوء. في وقت لاحق ، مع تطور تقنيات معالجة المعادن ، وتطوير طرق للاشتعال السريع بمساعدة الصوان ، جعلوا من الممكن إنشاء وتحسين مصادر الضوء المستقلة الأولى التي يمكن تثبيتها في أي موضع مكاني ، وحملها وإعادة شحنها بالوقود. وأيضًا تقدم معين في معالجة الزيوت والشموع والدهون والزيوت وبعض الراتنجات الطبيعية ، مما جعل من الممكن عزل أجزاء الوقود اللازمة: الشمع المكرر ، البارافين ، الإستيارين ، البالميتين ، الكيروسين ، إلخ. كانت هذه المصادر أولاً وقبل كل شيء والشموع والمصابيح والزيت والمصابيح والفوانيس الزيتية لاحقًا. من وجهة نظر الاستقلالية والراحة ، تعتبر مصادر الضوء التي تستخدم طاقة الوقود المحترق ملائمة للغاية ، ولكن من وجهة نظر السلامة من الحرائق ، تمثل انبعاثات منتجات الاحتراق غير الكامل خطرًا معروفًا كمصدر للاشتعال والتاريخ يعرف الكثير من الأمثلة عن الحرائق الكبيرة التي تسببها مصابيح الزيت والفوانيس والشموع وما إلى ذلك.

فوانيس الغاز

سمح المزيد من التقدم وتطوير المعرفة في مجال الكيمياء والفيزياء وعلوم المواد للناس باستخدام غازات قابلة للاحتراق ، والتي تعطي مزيدًا من الضوء أثناء الاحتراق. كانت إحدى المزايا الخاصة لإضاءة الغاز أنه أصبح من الممكن إضاءة مناطق كبيرة في المدن والمباني وما إلى ذلك ، نظرًا لحقيقة أن الغازات يمكن توصيلها بسهولة وسرعة من مخزن مركزي باستخدام أكمام مطاطية أو أنابيب فولاذية أو نحاسية ، بالإضافة إلى أنه من السهل قطع تدفق الغاز من الموقد ببساطة عن طريق تدوير محبس الحنفية.

كان أهم غاز لتنظيم إضاءة الغاز في المناطق الحضرية هو ما يسمى بـ "غاز الإضاءة" ، الذي ينتج عن الانحلال الحراري لدهن الحيوانات البحرية ، ثم يتم إنتاجه لاحقًا بكميات كبيرة من الفحم أثناء فحم الكوك الأخير في محطات الإنارة بالغاز. . كان البنزين أحد أهم مكونات غاز الإنارة ، والذي أعطى أكبر قدر من الضوء ، وهو البنزين ، الذي اكتشفه م. فاراداي في غاز الإنارة. غاز آخر وجد استخدامًا كبيرًا في صناعة الإضاءة بالغاز هو الأسيتيلين ، ولكن بسبب ميله الكبير إلى الاشتعال في درجات حرارة منخفضة نسبيًا وحدود اشتعال عالية التركيز ، لم يجد استخدامًا واسعًا في إنارة الشوارع وكان يستخدم في التعدين والدراجات "كربيد" "المصابيح. سبب آخر جعل من الصعب استخدام الأسيتيلين في مجال إضاءة الغاز هو تكلفته العالية بشكل استثنائي مقارنة بغاز الإضاءة. بالتوازي مع تطوير استخدام مجموعة متنوعة من أنواع الوقود في مصادر الضوء الكيميائي ، تم تحسين تصميمها وطريقة الاحتراق الأكثر ربحية ، بالإضافة إلى التصميم والمواد اللازمة لتعزيز ناتج الضوء والطاقة. لاستبدال الفتائل قصيرة العمر من المواد النباتية ، بدأوا في استخدام تشريب الفتائل النباتية بحمض البوريك ، وألياف الأسبستوس ، ومع اكتشاف معدن المونازيت ، اكتشفوا خصائصه الرائعة للتوهج بشكل مشرق للغاية عند تسخينه والمساهمة في اكتمال احتراق غاز الإضاءة. من أجل زيادة سلامة الاستخدام ، بدأ اللهب العامل في التسييج بشبكات معدنية وأغطية زجاجية.

ظهور مصادر الضوء الكهربائي

ارتبط التقدم الإضافي في مجال الاختراع وتصميم مصادر الضوء إلى حد كبير باكتشاف الكهرباء واختراع المصادر الحالية. في هذه المرحلة من التقدم العلمي والتكنولوجي ، أصبح من الواضح تمامًا أنه من الضروري زيادة درجة حرارة المنطقة التي ينبعث منها الضوء من أجل زيادة سطوع مصادر الضوء. في حالة استخدام تفاعلات الاحتراق لأنواع مختلفة من الوقود في الهواء ، إذا كانت درجة حرارة منتجات الاحتراق تصل إلى 1500-2300 درجة مئوية ، فعند استخدام الكهرباء ، لا يزال من الممكن زيادة درجة الحرارة بشكل كبير. عند تسخينها بواسطة تيار كهربائي ، فإن العديد من المواد الموصلة ذات نقطة الانصهار العالية تبعث ضوءًا مرئيًا ويمكن أن تكون بمثابة مصادر ضوء متفاوتة الشدة. تم اقتراح هذه المواد: الجرافيت والبلاتين والتنغستن والموليبدينوم والرينيوم وسبائكها. لزيادة متانة مصادر الضوء الكهربائية ، بدأت أجسامهم العاملة في وضع أسطوانات زجاجية خاصة ، أو تفريغها أو ملؤها بغازات خاملة أو غير نشطة. عند اختيار مادة العمل ، استرشد مصممو المصباح بأقصى درجة حرارة تشغيل للملف المسخن ، وتم إعطاء الأفضلية الرئيسية للكربون ثم التنغستن لاحقًا. لا يزال التنجستن وسبائكه مع الرينيوم أكثر المواد المستخدمة على نطاق واسع لتصنيع المصابيح الكهربائية المتوهجة ، حيث يمكن تسخينها في أفضل الظروف إلى درجات حرارة تتراوح بين 2800 و 3200 درجة مئوية. بالتوازي مع العمل على المصابيح المتوهجة ، في عصر اكتشاف واستخدام الكهرباء ، بدأ العمل أيضًا وتم تطويره بشكل كبير على مصدر الضوء بالقوس الكهربائي ومصادر الضوء بناءً على تفريغ الوهج.

جعلت مصادر الضوء بالقوس الكهربائي من الممكن الحصول على تدفقات ضخمة للضوء ، ومصادر الضوء القائمة على تفريغ الوهج جعلت من الممكن تحقيق كفاءة عالية بشكل غير عادي. حاليًا ، أكثر مصادر الضوء تقدمًا القائمة على القوس الكهربائي هي مصابيح الكريبتون والزينون والزئبق ، وتستند إلى تفريغ الوهج في الغازات الخاملة مع بخار الزئبق وغيرها.

أنواع مصادر الضوء

يمكن استخدام أشكال مختلفة من الطاقة لإنتاج الضوء ، وفي هذا الصدد ، نود أن نسلط الضوء على الأنواع الرئيسية لمصادر الضوء.

• الكهرباء: التسخين الكهربائي للأجسام المتوهجة أو البلازمية ، حرارة الجول ، التيارات الدوامية ، تدفقات الإلكترون أو الأيونات ؛
• نووي: اضمحلال النظائر أو الانشطار النووي ؛
• المواد الكيميائية: احتراق الوقود وتسخين منتجات الاحتراق أو الأجسام المتوهجة ؛
• اللمعان الحراري: تحويل الحرارة إلى ضوء في أشباه الموصلات.
• توهج ثلاثي: تحويل التأثيرات الميكانيكية إلى ضوء.
• تلألؤ بيولوجي: المصادر البكتيرية للضوء في الحياة البرية.

العوامل الخطيرة لمصادر الضوء

غالبًا ما تكون مصادر الضوء لتصميم معين مصحوبة بوجود عوامل خطيرة ، أهمها:

• اللهب المكشوف؛
• يعتبر إشعاع الضوء الساطع خطيرًا على أجهزة الرؤية ومناطق الجلد المفتوحة ؛
• الإشعاع الحراري ووجود أسطح عمل ساخنة يمكن أن تؤدي إلى الحروق ؛
• إشعاع ضوئي عالي الكثافة يمكن أن يؤدي إلى حريق وحروق وإصابات - إشعاع من الليزر ومصابيح القوس وما إلى ذلك ؛
• الغازات أو السوائل القابلة للاشتعال ؛
• جهد إمداد عالي
• النشاط الإشعاعي.

ألمع ممثلي مصادر الضوء الاصطناعي

شعلة

الشعلة هي نوع من وحدات الإنارة القادرة على توفير ضوء مكثف طويل الأمد في الهواء الطلق في جميع الظروف الجوية.

أبسط شكل من أشكال الشعلة هو حزمة من لحاء البتولا أو المشاعل المصنوعة من أنواع الأشجار الراتنجية ، ومجموعة من القش ، وما إلى ذلك. ويتمثل التحسين الإضافي في استخدام درجات مختلفة من الراتينج ، والشمع ، وما إلى ذلك من المواد القابلة للاحتراق. تعمل هذه المواد أحيانًا كطلاء بسيط لنواة الشعلة.

في بداية القرن العشرين ، بدأ استخدام المشاعل الكهربائية ذات البطاريات. في حياة الفلاحين ، يمكن للمرء أيضًا أن يلتقي بأكثر أشكال المشاعل بدائية. لطالما استخدمت المشاعل لأغراض نفعية ودينية. تم استخدامها عند إضاءة الأسماك ، وأثناء العبور الليلي عبر غابة كثيفة ، وعند استكشاف الكهوف ، وللإضاءة - باختصار ، في الحالات التي يكون فيها استخدام الفوانيس غير مريح.

تستخدم المشاعل الحديثة لإضافة الرومانسية إلى مختلف الاحتفالات. كقاعدة عامة ، فهي مصنوعة من الخيزران ولها خرطوشة زيت معدني سائل كمصدر للنيران. يصنع عادة في الصين ، لكن هناك استثناءات. يشارك المصممون الأوروبيون المشهورون أيضًا في إنتاج المشاعل.

مصباح الزيت

مصباح الزيت هو مصباح يحرق الزيت. يشبه مبدأ التشغيل مبدأ تشغيل مصباح الكيروسين: يُسكب الزيت في حاوية معينة ، ويتم إنزال الفتيل هناك - حبل يتكون من ألياف نباتية أو صناعية ، وفقًا لخاصية التأثير الشعري يرتفع الزيت. النهاية الثانية للفتيل ، المثبتة فوق الزيت ، مشتعلة ، والزيت المتصاعد على طول الفتيل يحترق.

تم استخدام مصباح الزيت منذ العصور القديمة. في العصور القديمة ، كانت المصابيح الزيتية تصنع من الطين أو من النحاس. في الحكاية الخيالية العربية "علاء الدين" من مجموعة "ألف ليلة وليلة" ، يعيش جني في مصباح نحاسي.

مصباح الكيروسين

مصباح الكيروسين - مصباح يعتمد على احتراق الكيروسين - منتج تقطير الزيت. مبدأ تشغيل المصباح هو نفسه تقريبًا مبدأ تشغيل مصباح الزيت: يُسكب الكيروسين في الحاوية ، وينخفض ​​الفتيل. يتم تثبيت الطرف الآخر من الفتيل بواسطة آلية رفع في موقد مصمم بطريقة يتسرب الهواء من الأسفل. على عكس مصباح الزيت ، فإن فتيل الكيروسين له فتيل من الخيزران. يتم تثبيت زجاج المصباح أعلى الموقد - لتوفير الجر ، وكذلك لحماية اللهب من الرياح.

بعد إدخال الإضاءة الكهربائية على نطاق واسع وفقًا لخطة GOELRO ، تُستخدم مصابيح الكيروسين بشكل أساسي في المناطق النائية الروسية ، حيث غالبًا ما تنقطع الكهرباء ، وكذلك من قبل المقيمين في الصيف والسياح.

مصباح وهاج

المصباح المتوهج هو مصدر ضوء كهربائي ، وجسمه المضيء هو ما يسمى بجسم الفتيل. حاليًا ، يتم استخدام التنغستن والسبائك التي تعتمد عليها بشكل حصري تقريبًا كمواد لتصنيع HP. في نهاية القرن التاسع عشر - النصف الأول من القرن العشرين. تم تصنيع TN من مادة أكثر بأسعار معقولة وسهلة المعالجة - ألياف الكربون. .

مبدأ التشغيل. يستخدم المصباح المتوهج تأثير تسخين موصل عندما يتدفق تيار كهربائي خلاله. ترتفع درجة حرارة خيوط التنغستن بشكل حاد بعد تشغيل التيار. يصدر الفتيل إشعاعًا حراريًا كهرومغناطيسيًا وفقًا لقانون بلانك. دالة بلانك لها حد أقصى يعتمد موضعه على مقياس الطول الموجي على درجة الحرارة. يتحول هذا الحد الأقصى مع زيادة درجة الحرارة نحو أطوال موجية أقصر. للحصول على إشعاع مرئي ، من الضروري أن تكون درجة الحرارة في حدود عدة آلاف من الدرجات ، من الناحية المثالية 5770 كلفن. كلما انخفضت درجة الحرارة ، انخفضت نسبة الضوء المرئي ، وظهر الإشعاع أكثر احمرارًا.

يتحول جزء من الطاقة الكهربائية التي يستهلكها المصباح المتوهج إلى إشعاع ، ويتم فقد جزء نتيجة لعمليات التوصيل الحراري والحمل الحراري. يقع جزء صغير فقط من الإشعاع في منطقة الضوء المرئي ، والجزء الأكبر موجود في الأشعة تحت الحمراء. لزيادة كفاءة المصباح والحصول على الحد الأقصى من الضوء "الأبيض" ، من الضروري زيادة درجة حرارة الشعيرة ، والتي بدورها تكون محدودة بخصائص مادة الفتيل - نقطة الانصهار. درجة الحرارة المثالية البالغة 5770 كلفن غير قابلة للتحقيق ، لأنه عند هذه الدرجة تذوب أي مادة معروفة ، وتتحلل وتتوقف عن توصيل الكهرباء.

في الهواء العادي في مثل هذه درجات الحرارة ، يتحول التنجستن على الفور إلى أكسيد. لهذا السبب ، يتم وضع HP في دورق يتم ضخ الغازات الجوية منه أثناء تصنيع LN. الأخطر على LN هو الأكسجين وبخار الماء ، حيث يتأكسد HP بسرعة. تم صنع أول LNs عن طريق الفراغ ؛ في الوقت الحاضر ، يتم تصنيع المصابيح منخفضة الطاقة فقط في لمبة مفرغة. تمتلئ قوارير LNs الأكثر قوة بالغاز. يؤدي الضغط المتزايد في دورق المصابيح المملوءة بالغاز إلى تقليل معدل تدمير HP بسبب الرش بشكل حاد. لا يتم تغطية قوارير LNs المملوءة بالغاز بسرعة بطبقة داكنة من مادة HP التي تم رشها ، ويمكن زيادة درجة حرارة الأخير مقارنةً بـ LNs الفراغي. هذا الأخير يجعل من الممكن زيادة الكفاءة وتغيير طيف الانبعاث إلى حد ما.

الكفاءة والمتانة. يتم تحويل كل الطاقة الموردة للمصباح تقريبًا إلى إشعاع بالتوصيل الحراري ويكون الحمل الحراري صغيرًا. لكن بالنسبة للعين البشرية ، يتوفر فقط نطاق صغير من الأطوال الموجية لهذا الإشعاع. يقع الجزء الرئيسي من الإشعاع في نطاق الأشعة تحت الحمراء غير المرئي ويُنظر إليه على أنه حرارة. تصل كفاءة المصابيح المتوهجة إلى قيمتها القصوى 15٪ عند درجة حرارة حوالي 3400 كلفن. عند درجات حرارة يمكن تحقيقها عمليًا تبلغ 2700 كلفن ، تبلغ الكفاءة 5٪.

مع ارتفاع درجة الحرارة ، تزداد كفاءة المصباح المتوهج ، ولكن في نفس الوقت تقل متانته بشكل كبير. عند درجة حرارة الفتيل 2700 كلفن ، يبلغ عمر المصباح حوالي 1000 ساعة ، وعند 3400 كلفن فقط لبضع ساعات. كما هو مبين في الشكل على اليمين ، عند زيادة الجهد بنسبة 20٪ ، يتضاعف السطوع. في نفس الوقت ، يتم تقليل العمر الافتراضي بنسبة 95٪.

يرجع العمر المحدود للمصباح المتوهج ، بدرجة أقل ، إلى تبخر مادة الفتيل أثناء التشغيل ، وإلى حد أكبر ، عدم التجانس الذي ينشأ في الفتيل. يؤدي التبخر غير المتكافئ لمادة الفتيل إلى ظهور مناطق رقيقة ذات مقاومة كهربائية متزايدة ، مما يؤدي بدوره إلى تسخين وتبخر أكبر للمادة في مثل هذه الأماكن. عندما يصبح أحد هذه القيود رقيقًا لدرجة أن مادة الفتيل عند تلك النقطة تذوب أو تتبخر تمامًا ، ينقطع التيار ويفشل المصباح.

يحدث الجزء السائد من تآكل الفتيل عندما يتم تنشيط المصباح فجأة ، وبالتالي ، من الممكن زيادة عمر خدمته بشكل كبير باستخدام أنواع مختلفة من المبتدئين الناعمة. تتميز خيوط التنغستن بمقاومة باردة أعلى مرتين فقط من تلك الموجودة في الألومنيوم. عندما يحترق المصباح ، غالبًا ما يحدث أن تحترق الأسلاك النحاسية التي تربط جهات الاتصال الأساسية بحوامل اللولب. لذلك ، يستهلك المصباح التقليدي بقدرة 60 وات أكثر من 700 واط في وقت التشغيل ، ويستهلك المصباح بقدرة 100 وات أكثر من كيلو وات. مع ارتفاع درجة حرارة اللولب ، تزداد مقاومته ، وتنخفض القوة إلى القيمة الاسمية. .

لتخفيف قوة الذروة ، يمكن استخدام الثرمستورات ذات المقاومة السقوط بشدة أثناء تسخينها ، ويمكن استخدام الصابورة التفاعلية في شكل سعة أو محاثة. يزداد الجهد على المصباح مع ارتفاع درجة حرارة اللولب ويمكن استخدامه لتحويل الصابورة باستخدام الأتمتة. بدون إيقاف تشغيل الصابورة ، يمكن أن يفقد المصباح من 5 إلى 20٪ من الطاقة ، وهو ما يمكن أن يكون مفيدًا أيضًا لزيادة الموارد.

مزايا وعيوب المصابيح المتوهجة.

مزايا

• تكلفة منخفضة؛
• أحجام صغيرة
• عدم جدوى كوابح.
• عند تشغيلها ، تضيء على الفور تقريبًا ؛
• عدم وجود مكونات سامة ، ونتيجة لذلك ، غياب الحاجة إلى بنية تحتية للجمع والتخلص ؛
• القدرة على العمل على كل من التيار المباشر والمتناوب ؛
• إمكانية تصنيع المصابيح لمجموعة متنوعة من الفولتية ؛
• قلة الوميض والطنين عند العمل على التيار المتردد ؛
• طيف الانبعاث المستمر
• مقاومة النبضات الكهرومغناطيسية.
• القدرة على استخدام ضوابط السطوع ؛
• التشغيل العادي في درجات حرارة منخفضة.

عيوب

• انتاج ضوء منخفض
• عمر خدمة قصير نسبيًا ؛
• الاعتماد الحاد على الكفاءة المضيئة وعمر الخدمة على الجهد ؛
• تقع درجة حرارة اللون فقط في حدود 2300-2900 كلفن ، مما يعطي الضوء لونًا مصفرًا ؛
• المصابيح المتوهجة من مخاطر الحريق. بعد 30 دقيقة من تشغيل المصابيح المتوهجة ، تصل درجة حرارة السطح الخارجي إلى القيم التالية ، اعتمادًا على الطاقة: 40 واط - 145 درجة مئوية ، 75 واط - 250 درجة مئوية ، 100 واط - 290 درجة مئوية ، 200 واط - 330 درجة مئوية. عندما تتلامس المصابيح مع المواد النسيجية ، ترتفع درجة حرارة المصباح بشكل أكبر. يلامس القش سطح مصباح بقدرة 60 وات ويضيء بعد حوالي 67 دقيقة.

تصرف

لا تحتوي المصابيح المتوهجة المستخدمة على مواد ضارة بالبيئة ويمكن التخلص منها كنفايات منزلية عادية. القيد الوحيد هو حظر إعادة تدويرها مع المنتجات الزجاجية.

إضاءة LED

تعد إضاءة LED أحد المجالات الواعدة لتقنيات الإضاءة الاصطناعية القائمة على استخدام مصابيح LED كمصدر للضوء. يشغل استخدام مصابيح LED في الإضاءة بالفعل 6٪ من السوق. يرتبط تطوير إضاءة LED ارتباطًا مباشرًا بالتطور التكنولوجي لمصابيح LED. تم تطوير ما يسمى بمصابيح LED فائقة السطوع ، والمصممة خصيصًا للإضاءة الاصطناعية.

مزايا

بالمقارنة مع المصابيح المتوهجة التقليدية ، تتمتع مصابيح LED بالعديد من المزايا:

• استخدام الكهرباء اقتصاديًا مقارنة بالمصابيح المتوهجة التقليدية. على سبيل المثال ، يمكن أن تنتج أنظمة إضاءة الشوارع LED المزودة بمصدر طاقة طنين 132 شمعة لكل واط ، مقابل 150 شمعة لكل واط لمصابيح تفريغ غاز الصوديوم. أو مقابل 15 لومن لكل وات للمصباح المتوهج العادي ومقابل 80-100 لومن لكل وات لمصابيح الفلورسنت الزئبقية ؛
• عمر الخدمة أطول بـ 30 مرة مقارنة بـ LN ؛
• القدرة على الحصول على خصائص طيفية مختلفة ، دون فقدان مرشحات الضوء ؛
• سلامة الاستخدام
• حجم صغير
• نقص بخار الزئبق
• لا الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء منخفضة ؛
• تبديد طفيف للحرارة
• من بين الشركات المصنعة ، تعتبر مصادر ضوء LED هي الاتجاه الأكثر وظيفية والواعدة من حيث كفاءة الطاقة والتكلفة والتطبيق العملي.

عيوب

• غالي السعر. نسبة السعر / التجويف لمصابيح LED فائقة السطوع أكبر من 50 إلى 100 مرة من تلك الخاصة بالمصباح المتوهج التقليدي ؛
• الجهد موحد بشكل صارم لكل نوع من أنواع المصابيح ، يحتاج LED إلى تيار تشغيل مقنن. وبسبب هذا ، تظهر مكونات إلكترونية إضافية تسمى المصادر الحالية. يؤثر هذا الظرف على تكلفة نظام الإضاءة ككل. في أبسط الحالات ، عندما يكون التيار منخفضًا ، من الممكن توصيل LED بمصدر جهد ثابت ، ولكن باستخدام المقاوم ؛
• عندما يتم تشغيلها بواسطة تيار نابض للتردد الصناعي ، فإنها تومض بقوة أكبر من المصباح الفلوري ، والذي بدوره يومض بقوة أكبر من المصباح المتوهج ؛
• يمكن أن ينبعث منها تداخل قصير المدى وضوضاء كهربائية ، يتم الكشف عنها من خلال المقارنة التجريبية مع أنواع أخرى من المصابيح باستخدام راسم الذبذبات.

طلب

نظرًا للاستهلاك الفعال للكهرباء وبساطة التصميم ، يتم استخدامه في أجهزة الإضاءة المحمولة باليد - المصابيح الكاشفة.

كما أنها تستخدم في هندسة الإضاءة لإنشاء إضاءة مصممة في مشاريع التصميم الحديثة الخاصة. تسمح موثوقية مصادر ضوء LED باستخدامها في الأماكن التي يصعب الوصول إليها للاستبدال المتكرر.

مصباح الفلورسنت المدمجة

مصباح الفلورسنت المدمج - مصباح فلورسنت أصغر من المصباح وأقل حساسية للضرر الميكانيكي. غالبًا ما توجد مصممة للتركيب في مقبس قياسي للمصابيح المتوهجة. غالبًا ما تسمى مصابيح الفلورسنت المدمجة المصابيح الموفرة للطاقة ، وهي ليست دقيقة تمامًا ، نظرًا لوجود مصابيح موفرة للطاقة تعتمد على مبادئ فيزيائية أخرى ، مثل مصابيح LED.

الوسم ودرجة حرارة اللون

عادةً ما يحتوي الرمز المكون من ثلاثة أرقام الموجود على عبوة المصباح على معلومات تتعلق بجودة الضوء.

الرقم الأول هو مؤشر تجسيد اللون في 1 × 10 Ra.

يشير الرقمان الثاني والثالث إلى درجة حرارة لون المصباح.

وهكذا ، فإن العلامة "827" تشير إلى مؤشر تجسيد اللون 80 Ra ، ودرجة حرارة اللون 2700 K.

بالمقارنة مع المصابيح المتوهجة ، فهي تتمتع بعمر خدمة طويل. ومع ذلك ، فإن اعتماد عمر الخدمة على تقلبات الجهد في التيار الكهربائي يؤدي إلى حقيقة أنه في روسيا يمكن أن يكون مساوياً أو حتى أقل من عمر خدمة المصابيح المتوهجة. يتم التغلب على هذا جزئيًا عن طريق استخدام مثبتات الجهد ومرشحات الشبكة. الأسباب الرئيسية التي تقلل من عمر المصباح هي عدم استقرار الجهد في الشبكة ، والتشغيل المتكرر للمصباح وإيقاف تشغيله.

جعلت التطورات الجديدة من الممكن استخدام مصباح موفر للطاقة مع أجهزة لتقليل / زيادة الإضاءة. لا يوجد أي من المخفتات المطورة مسبقًا مناسبًا لتعتيم مصابيح الفلورسنت - في هذه الحالة ، يجب استخدام كوابح إلكترونية خاصة مع إمكانية التحكم.

بفضل استخدام الصابورة الإلكترونية ، فقد تم تحسين خصائصها مقارنة بمصابيح الفلورسنت التقليدية - تشغيل أسرع ، وعدم وجود وميض وأزيز. هناك أيضًا مصابيح بنظام بدء التشغيل الناعم. يعمل نظام التشغيل الناعم على زيادة شدة الضوء تدريجياً عند تشغيله لمدة 1-2 ثانية: وهذا يطيل من عمر المصباح ، ولكنه لا يتجنب تأثير "عمى الضوء المؤقت".

في الوقت نفسه ، تكون مصابيح الفلورسنت المدمجة أدنى من مصابيح LED بعدة طرق.

مزايا

• كفاءة الإضاءة العالية ، مع الطاقة المتساوية ، التدفق الضوئي لـ CFL أعلى بـ 4-6 مرات من LN ، مما يوفر الكهرباء بنسبة 75-85٪ ؛
• عمر خدمة طويل
• القدرة على إنشاء مصابيح ذات درجات حرارة ألوان مختلفة ؛
• تسخين الجسم والمصباح أقل بكثير من تسخين المصباح المتوهج.

عيوب

• طيف الانبعاث: مصباح متوهج بقدرة 60 وات ومصباح فلورسنت مدمج خطي 11 وات ، قد يتسبب طيف انبعاث الخط في تشويه الألوان ؛
• على الرغم من حقيقة أن استخدام المصابيح الفلورية المتضامة يساهم في توفير الكهرباء ، فقد كشفت تجربة الاستخدام الجماعي في الحياة اليومية عن عدد من المشكلات ، أهمها فترة خدمة قصيرة في الظروف الحقيقية للاستخدام المنزلي ؛
• يؤدي استخدام المفاتيح المضيئة المستخدمة على نطاق واسع إلى اشتعال دوري ، مرة كل بضع ثوانٍ ، قصير المدى للمصابيح ، مما يؤدي إلى تعطل سريع للمصباح. عادة لا يتم الإبلاغ عن هذا القصور ، مع استثناءات نادرة ، من قبل الشركات المصنعة في تعليمات التشغيل. للقضاء على هذا التأثير ، من الضروري توصيل مكثف بسعة 0.33-0.68 ميكروفاراد بجهد لا يقل عن 400 فولت في دائرة الطاقة بالتوازي مع المصباح ؛
• طيف هذا المصباح خطي. وهذا لا يؤدي فقط إلى التكاثر غير الصحيح للألوان ، بل يؤدي أيضًا إلى زيادة إجهاد العين. ؛
• التخلص: تحتوي المصابيح الفلورية المتضامة على 3-5 ملغ من الزئبق ، وهي مادة سامة من فئة الخطر الأولى. تطلق لمبة المصباح المكسورة أو التالفة بخار الزئبق الذي يمكن أن يسبب التسمم بالزئبق. في كثير من الأحيان ، لا يهتم المستهلكون الفرديون بمشكلة إعادة تدوير مصابيح الفلورسنت في روسيا ، ويميل المصنعون إلى الابتعاد عن المشكلة.

اعتبارًا من 1 يناير 2011 ، وفقًا لمشروع القانون الفيدرالي "حول توفير الطاقة" في روسيا ، سيتم فرض حظر كامل على تداول المصابيح المتوهجة بقوة تزيد عن 100 وات. .

اللمبة الفلورية المتضامة ذات اللمبة الحلزونية لها استخدام متفاوت للفوسفور. يتم تطبيقه بحيث تكون طبقته على جانب الأنبوب المواجه للقاعدة أكثر سمكًا من جانب الأنبوب الموجه نحو المنطقة المضيئة. هذا يحقق اتجاهية الإشعاع. .

بعض نماذج المصابيح تستخدم الكريبتون المشع - 85.

يعتبر CFL فرعًا مسدودًا لتطوير مصادر الضوء. اليوم ، تميل معظم الدول الأوروبية إلى استخدام مصادر ضوء LED.

نظرًا للحالات المتكررة لفشل المصابيح الفلورية المتضامة قبل وقت طويل من انتهاء المواعيد النهائية التي وعدت بها الشركات المصنعة ، بدأ المستهلكون في المطالبة بإدخال شروط ضمان خاصة لمنتجات CFL ، بما يتناسب مع الشركات المصنعة المعلنة لأغراض التسويق.

فيما يتعلق بالتصريحات "السلبية" حول المصابيح الموفرة للطاقة ، قررنا إلقاء نظرة فاحصة عليها ومحاولة توفير بعض الوضوح على الأقل حول هذه المسألة.

بادئ ذي بدء ، نود أن نلاحظ أنه في الأدبيات الفنية المهنية ، تسمى هذه المصابيح مصابيح الفلورسنت المدمجة ، باللغة الروسية - مصابيح الفلورسنت المدمجة ، وثانيًا تسمى مصابيح توفير الطاقة.

لطالما نوقش الضرر المحتمل لصحة المصابيح الفلورية المتضامة المرتبط بتوليد طيف مختلف من الضوء ، والوميض ، و "الكهرباء القذرة" ، والإشعاع الكهرومغناطيسي ، ومسألة التخلص غير المحسومة ، وما إلى ذلك. ومع ذلك ، فإننا لن نجعل الأدلة على هذه القضايا ملموسة ، لأن. لا يمكننا الانخراط في بحث احترافي ولسنا خبراء في هذا المجال ، نريد فقط جمع ودراسة وتحليل المواد المقدمة من قبل الخبراء على الإنترنت.

الإضاءة الطبيعية أو الطبيعية هي النوع الذي يتم الحصول عليه من مصادر الضوء الطبيعي. يتم إنشاء التشمس الداخلي الطبيعي للغرفة بسبب الطاقة المشعة الموجهة للشمس ، وتيارات الضوء المنتشرة في الغلاف الجوي ، والتي تخترق الغرفة من خلال فتحات الضوء ، والضوء المنعكس من الأسطح.

يتم الحصول على الإضاءة الاصطناعية باستخدام مصادر خاصة للإشعاع الضوئي ، وهي: المصابيح المتوهجة ، ومصابيح الفلورسنت أو مصابيح الهالوجين. يمكن لمصادر الضوء الاصطناعي ، وكذلك الطبيعية ، أن تعطي الضوء المباشر والمنتشر والانعكاس.

الخصائص

التشمس الطبيعي له خاصية مهمة مرتبطة بتغيير مستوى الإضاءة خلال فترة زمنية قصيرة. التغييرات عشوائية. ليس من سلطة الشخص تغيير قوة التدفق الضوئي ، يمكنه فقط تصحيحها بوسائل معينة. نظرًا لأن مصدر الضوء الطبيعي يقع تقريبًا على نفس المسافة من جميع الكائنات المضيئة ، فلا يمكن أن تكون هذه الإضاءة عامة إلا من حيث التوطين.

تتيح لك الطريقة الاصطناعية ، على عكس الطريقة الطبيعية ، اعتمادًا على مسافة واتجاه مصدر الضوء ، إجراء توطين عام ومحلي. تعطي الإضاءة المحلية مع المتغير العام متغيرًا مدمجًا. عن طريق المصادر الاصطناعية ، يتم تحقيق مؤشرات الإضاءة اللازمة لبعض ظروف العمل والراحة.

إيجابيات وسلبيات نوعين من الإضاءة

تعتبر أشعة الضوء المنتشرة والموحدة ذات الأصل الطبيعي هي الأكثر راحة للعين البشرية وتوفر إدراكًا غير مشوه للألوان. في الوقت نفسه ، فإن أشعة الشمس المباشرة لها سطوع يعمي العمى وهي غير مقبولة في أماكن العمل والمنزل. انخفاض مستوى الإضاءة في السماء الملبدة بالغيوم أو في المساء ، أي. توزيعه غير المتكافئ لا يجعل من الممكن حصر نفسه في مصدر ضوء طبيعي. خلال الفترة التي تكون فيها مدة ساعات النهار طويلة بما فيه الكفاية ، يتم تحقيق وفورات كبيرة في استهلاك الطاقة ، ولكن في نفس الوقت ، ترتفع درجة حرارة الغرفة.

يرتبط العيب الرئيسي للإضاءة الاصطناعية بإدراك الألوان المشوه إلى حد ما والحمل القوي إلى حد ما على النظام المرئي الناتج عن النبضات الدقيقة لتدفقات الضوء. باستخدام الإضاءة الموضعية الداخلية ، حيث يتم تعويض وميض المصابيح بشكل متبادل ، ومن حيث خصائصه ، يكون الأقرب إلى ضوء الشمس المنتشر ، يمكن تقليل إجهاد العين إلى الحد الأدنى. أيضًا ، يمكن للضوء الموضعي أن يضيء منطقة منفصلة في الفضاء ويسمح لك بمعالجة موارد الطاقة بشكل اقتصادي. تتطلب الإضاءة الاصطناعية مصدرًا للطاقة ، على عكس الإضاءة الطبيعية ، لكن هذه الإضاءة تتمتع بجودة ثابتة وقوة التدفق الضوئي ، والتي يمكن اختيارها وفقًا لتقديرك.

طلب

استخدام نوع واحد فقط من الإضاءة في معظم الحالات غير عقلاني ولا يلبي احتياجات الشخص في الحفاظ على صحته. وبالتالي ، فإن الغياب التام للتشمس الطبيعي وفقًا لمعايير حماية العمل يصنف على أنه عامل ضار. يصعب تخيل شقة بدون ضوء طبيعي. تسمح لك مصادر الضوء الاصطناعي بتعظيم معايير الإضاءة المريحة وتستخدم أيضًا في تصميم الغرفة. غالبًا ما تستخدم الثريات للإضاءة العامة لمساحة المعيشة. الشمعدانات أو المصابيح الأرضية رائعة لتسليط الضوء على المنطقة المحلية. بفضل غطاء المصباح أو السقف ، يكون الضوء المنبعث من هذه المصادر ناعمًا ومنتشرًا. تتيح هذه الخاصية استخدام هذه المصابيح على نطاق واسع ليس فقط للأغراض العملية للإضاءة ، ولكن أيضًا لتسليط الضوء على أي عنصر داخلي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مصادر الإضاءة الاصطناعية الحديثة متنوعة جدًا وجميلة لدرجة أنها هي نفسها تزين الداخل بشكل مثالي.

مثال على مصدر ضوء متعلق بالدرجة الأولى. مصباح وهاج للاستعمال العام في لمبة شفافة

مثال على مصدر ضوء ينتمي إلى الفئة الثانية. مصباح قوس الصوديوم في لمبة شفافة

مثال على مصدر ضوء متعلق بالفئة الثالثة. مصباح من النوع المختلط في دورق مطلي بالفوسفور

مثال على مصدر ضوء متعلق بالفئة الرابعة. مصباح LED على شكل مصباح وهاج للاستخدام العام

تصنيف مصادر الضوء

لا يوجد فرع واحد للاقتصاد الوطني لا تستخدم فيه الإضاءة الاصطناعية. تم وضع بداية تطوير صناعة مصادر الضوء في القرن التاسع عشر. كان السبب في ذلك هو اختراع المصابيح القوسية والمصابيح المتوهجة.

الجسم الذي ينبعث منه ضوء نتيجة تحويل الطاقة يسمى مصدر الضوء. تقريبًا جميع أنواع مصادر الضوء المنتجة حاليًا هي كهربائية. هذا يعني أن التيار الكهربائي يستخدم كطاقة أولية تُنفق لتوليد إشعاع ضوئي. مصادر الضوء عبارة عن أجهزة ذات انبعاث ضوئي ليس فقط في الجزء المرئي من الطيف (الطول الموجي 380-780 نانومتر) ، ولكن أيضًا في مناطق الأشعة فوق البنفسجية (10-380 نانومتر) والأشعة تحت الحمراء (780-10 6 نانومتر) من الطيف.

هناك الأنواع التالية من مصادر الضوء: الحرارية ، الفلورية و LED.

مصادر الإشعاع الحراري هي الأكثر شيوعًا. يظهر الإشعاع الموجود فيها بسبب تسخين الشعيرة إلى درجة حرارة لا يظهر فيها الإشعاع الحراري فقط في طيف الأشعة تحت الحمراء ، ولكن يتم أيضًا ملاحظة الإشعاع المرئي.

مصادر الإشعاع الإنارة قادرة على إصدار الضوء بغض النظر عن حالة الجسم المشع. ينشأ التوهج فيها من خلال تحويل أنواع مختلفة من الطاقة مباشرة إلى إشعاع ضوئي.

بناءً على الاختلافات المذكورة أعلاه ، يتم تقسيم مصادر الضوء إلى أربع فئات.

حراري

وهذا يشمل جميع الأنواع بما في ذلك الهالوجين وكذلك السخانات الكهربائية بالأشعة تحت الحمراء والأقواس الكربونية.

فلوري

وتشمل هذه الأنواع التالية من المصابيح الكهربائية: مصابيح القوس ، ومصابيح التفريغ المتوهجة المختلفة ، ومصابيح الضغط المنخفض ، ومصابيح القوس ، ومصابيح التفريغ النبضي وعالي التردد ، بما في ذلك تلك التي يُضاف فيها بخار معدني أو يتم وضع طلاء الفوسفور على اللمبة.

إشعاع مختلط

تستخدم هذه الأنواع من مصابيح الإضاءة الإشعاع الحراري والفلوري في نفس الوقت. الأقواس عالية الكثافة مثال على ذلك.

قاد

تشمل مصادر ضوء LED جميع أنواع المصابيح وأجهزة الإضاءة التي تستخدم الثنائيات الباعثة للضوء.

بالإضافة إلى ذلك ، هناك علامات أخرى يتم من خلالها تصنيف المصابيح (حسب النطاق والتصميم والميزات التكنولوجية وما شابه ذلك).

المعلمات الأساسية لمصادر الضوء

تتميز الخواص الضوئية والكهربائية والتشغيلية لمصادر الضوء الكهربائي بعدد من المعلمات. تتيح لك مقارنة معلمات العديد من مصادر الضوء ، لاستخدامها في منطقة معينة من التطبيق ، اختيار أنسبها. بمقارنة معلمات النسخ الفردية لنفس مصدر الضوء ، مع الانتباه إلى مكان ووقت التصنيع ، يمكن للمرء أن يحكم على الجودة والمستوى التكنولوجي لإنتاجها.

ندرج الخصائص الكهربائية الرئيسية للمصابيح ، وبشكل عام ، لجميع مصادر الضوء:

الفولطية- الجهد الذي يعمل به المصباح في الوضع الأكثر اقتصادا والذي تم حسابه من أجل تشغيله العادي. بالنسبة للمصباح المتوهج ، فإن الجهد المقنن يساوي جهد مصدر التيار الكهربائي. يشار إلى هذا الجهد يو l.n. ويقاس بالفولت. لا تحتوي مصابيح التفريغ على مثل هذه المعلمة ، حيث يتم تحديد جهد فجوة التفريغ من خلال خصائص الصابورة المستخدمة لتثبيتها.

القوة المصنفة ص l.n - القيمة المحسوبة التي تميز الطاقة التي يستهلكها المصباح المتوهج عند تشغيله بالجهد المقنن. بالنسبة لمصابيح تفريغ الغاز ، في الدائرة التي يتم تضمين كوابح فيها ، تعتبر الطاقة المقدرة هي المعلمة الرئيسية. بناءً على قيمتها ، من خلال التجارب ، يتم تحديد المعلمات الكهربائية المتبقية للمصابيح. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه من أجل تحديد الطاقة المستهلكة من الشبكة ، من الضروري إضافة قوة المصباح والصابورة.

تيار المصباح المقدر أنا l.n - التيار الذي يستهلكه المصباح بالجهد المقنن والطاقة المقدرة.

نوع التيار- متغير أو ثابت. هذه المعلمة موحدة فقط لمصابيح تفريغ الغاز. إنه يؤثر على المعلمات الأخرى (إلى جانب تلك المذكورة سابقًا) التي تتغير مع نوع التيار ، وهذا ينطبق على المصابيح التي تعمل فقط على التيار المباشر أو فقط على التيار المتردد.

معلمات الضوء الرئيسية لمصادر الضوء هي:

تدفق الضوءالمنبعثة من المصباح. لقياس التدفق الضوئي للمصباح المتوهج ، يتم تشغيله بالجهد المقنن. بالنسبة لمصابيح تفريغ الغاز ، يتم القياس عندما تعمل بالطاقة المقدرة. يشار إلى التدفق الضوئي بالحرف F (لاتيني فاي). وحدة التدفق الضوئي هي لومن (lm).

قوة الضوء.بالنسبة لبعض الأنواع ، بدلاً من التدفق الضوئي ، تكون المعلمات هي متوسط ​​كثافة الإضاءة الكروية أو سطوع الشعيرة. بالنسبة لمثل هذه المصابيح ، فهي معلمات الإضاءة الرئيسية. الرموز المستخدمة لشدة الإضاءة رابعا, أنا الخامسΘ للسطوع - إل، وحدات القياس الخاصة بهم هي Candela (cd) و candela لكل متر مربع (cd / m 2) ، على التوالي.

الفعالية المضيئة للمصباح، هي نسبة التدفق الضوئي للمصباح إلى قوته

وحدة خرج الضوء- وحدة قياس المعلمة لومن لكل واط (Lm / W). باستخدام هذه المعلمة ، يمكنك تقييم فعالية استخدام مصادر الإضاءة في تركيبات الإضاءة. ومع ذلك ، يتم استخدام معلمة أخرى كخاصية لمصابيح التشعيع - قيمة عودة تدفق الإشعاع.

استقرار التدفق الضوئي- النسبة المئوية لمقدار تقليل التدفق الضوئي في نهاية عمر المصباح إلى التدفق الضوئي الأولي.

تتضمن المعلمات التشغيلية لمصادر الضوء المعلمات التي تميز كفاءة المصدر في ظل ظروف تشغيل معينة:

عمر خدمة كاملτ إجمالي - مدة الاحتراق بالساعات من مصدر الضوء ، الذي يتم تشغيله في ظل ظروف اسمية ، حتى عطل كامل (احتراق المصباح المتوهج ، عدم الإشعال لمعظم مصابيح تفريغ الغاز).

العمر الإنتاجيτ p هي مدة الاحتراق في ساعات من مصدر الضوء ، الذي يتم تشغيله في ظل ظروف اسمية ، حتى ينخفض ​​التدفق الضوئي إلى المستوى الذي يصبح فيه تشغيله الإضافي غير مربح اقتصاديًا.

متوسط ​​عمر الخدمةτ هي معلمة التشغيل الرئيسية للمصباح. يمثل المتوسط ​​الحسابي للأعمار الإجمالية لمجموعات المصباح (عشرة على الأقل) بشرط أن يظل متوسط ​​التدفق الضوئي لمصابيح المجموعة بحلول الوقت الذي يتم فيه الوصول إلى متوسط ​​العمر ضمن العمر الافتراضي ، أي عند إضاءة معينة استقرار التدفق. هذه المعلمة مهمة بشكل خاص للمصابيح المتوهجة ، لأن زيادة كفاءتها المضيئة ، مع تساوي الأشياء الأخرى ، تؤدي إلى تقليل عمر الخدمة. نظرًا لأن التحديد التجريبي لعمر الخدمة يؤدي إلى فشل المصابيح المختبرة ، يتم تحديد هذه المعلمة على عدد معين من المصابيح بدرجة احتمالية معينة محسوبة وفقًا لقوانين الإحصاء الرياضي.

المتانة الديناميكية- معلمة تميز العمر التشغيلي للمصابيح المتوهجة في ظل ظروف الاهتزاز والاهتزاز. يجب أن تتحمل المصابيح ذات العمر الديناميكي المطلوب عددًا معينًا من دورات الاختبار عبر نطاق تردد محدد.

لتوضيح أداء المصابيح ، بالإضافة إلى مفهوم متوسط ​​عمر الخدمة ، يتم استخدام مفهوم مدة خدمة الضمان ، والتي تحدد الحد الأدنى لوقت الاحتراق لجميع المصابيح دفعة واحدة. يُعطى هذا المفهوم أحيانًا معنى تجاريًا ، مع الأخذ في الاعتبار فترة الضمان على أنها الوقت الذي يجب أن يحترق خلاله أي مصباح.

تحدد المدة المحدودة نسبيًا لحرق مصادر الضوء ، خاصة المصابيح المتوهجة ، متطلبات قابليتها للتبادل ، والتي لا يمكن تحقيقها إلا إذا كانت معلمات المصابيح الفردية قابلة للتكرار.

لضمان كفاءة تركيب الإضاءة ، يعد كل من التدفق الضوئي الأولي للمصباح واعتماد اضمحلاله على وقت التشغيل أمرًا مهمًا. مع زيادة مدة تشغيل تركيبات الإضاءة ، يتناقص دور التكاليف الرأسمالية في تكلفة الطاقة الضوئية. ويترتب على ذلك أن تركيبات الإضاءة التي تحتوي على عدد قليل من ساعات الاحتراق في السنة يجب أن تتم باستخدام مصابيح متوهجة أرخص ، وعلى العكس من ذلك ، في تركيبات الإضاءة الصناعية حيث يكون وقت الاحتراق 3000 ساعة أو أكثر ، فمن المنطقي استخدام مصادر تفريغ الغاز الأكثر باهظة الثمن من المصابيح المتوهجة ، ضوء ذو كفاءة إضاءة عالية. يتم تحديد تكلفة وحدة الطاقة الضوئية أيضًا من خلال تعريفة الكهرباء. في الرسوم الجمركية المنخفضة ، يكون استخدام المصابيح ذات كفاءة الإضاءة المنخفضة نسبيًا وعمر الخدمة المتزايد في تركيبات الإضاءة له ما يبرره.

المصدر الأول للضوء الذي يستخدمه الناس في أنشطتهم هو نار النار. بمرور الوقت ، اكتشف الناس أنه يمكن الحصول على المزيد من الضوء عن طريق حرق الأخشاب الراتنجية والراتنجات الطبيعية والزيوت والشموع. من وجهة نظر الخصائص الكيميائية ، تحتوي هذه المواد على نسبة عالية من الكربون ، وعند الاحتراق ، تصبح جزيئات الكربون شديدة السخونة في اللهب وتنبعث منها الضوء. شمعة الزمن القديم لوسينا

فوانيس الغاز تم استخدام غاز الإضاءة الذي تم الحصول عليه من دهن الحيوانات البحرية (الحيتان والدلافين) كوقود ، فيما بعد تم استخدام البنزين. تعود فكرة استخدام الغاز لإضاءة الشوارع إلى الملك المستقبلي جورج الرابع ، وفي ذلك الوقت كان لا يزال أمير ويلز. أضاء أول فانوس غاز في منزله ، كارلتون هاوس. بعد ذلك بعامين - في عام 1807 - ظهرت مصابيح الغاز في Pall Mall ، الذي أصبح أول شارع في العالم بإضاءة تعمل بالغاز. في ذلك الوقت ، كان الغاز المشتعل يخرج من الطرف المفتوح لأنبوب الغاز. قريباً ، لحماية الموقد ، تم بناء عاكس الضوء المعدني بعدة ثقوب. بحلول عام 1819 ، تم مد 288 ميلاً من أنابيب الغاز في لندن ، لتزويد 51000 فانوس بالغاز. على مدى السنوات العشر التالية ، أضاءت الغاز بالفعل معظم الشوارع المركزية في أكبر المدن الإنجليزية.

ارتبط التقدم الإضافي في مجال الاختراع وتصميم مصادر الضوء إلى حد كبير باكتشاف الكهرباء واختراع المصادر الحالية. عند تسخينها بواسطة تيار كهربائي ، فإن العديد من المواد الموصلة ذات نقطة الانصهار العالية تبعث ضوءًا مرئيًا ويمكن أن تكون بمثابة مصادر ضوء متفاوتة الشدة. تم اقتراح هذه المواد: الجرافيت (خيوط الكربون) والبلاتين والتنغستن والموليبدينوم والرينيوم وسبائكها. المصابيح الكهربائية المتوهجة المصابيح الكهربائية المتوهجة

في السنوات Lodygin يخلق مصباحه المتوهج الأول. في خريف عام 1873 ، أضاءت مصابيح Lodygin في أحد شوارع سانت بطرسبرغ. كتب أحد معاصري المخترع في وقت لاحق عن هذا الحدث الهام: "أعجبت الجماهير بهذه الإضاءة ، هذه النار من السماء ... كان Lodygin أول من أخذ المصباح المتوهج من مكتب الفيزياء إلى الشارع" واعتبر عام تم إنشاء المصباح الكهربائي المتوهج. تم ترتيب المصابيح الأولى من Lodygin ببساطة. تبدو مثل المصابيح الكهربائية الحديثة. كان الغلاف الخارجي عبارة عن كرة زجاجية ، تم إدخال قضيبين نحاسيين متصلين بمصدر تيار (من خلال إطار معدني). بين القضبان ، تم تقوية قضيب الفحم أو مثلث الفحم. عندما يمر تيار كهربائي عبر هذا الموصل ، فإن الفحم ، بسبب مقاومته العالية ، يسخن ويتوهج. في البداية ، لم يضخ A.N. Lodygin الهواء من مصابيحه. وضع قضيبًا كربونيًا سميكًا إلى حد ما في المصباح الزجاجي للمصباح وأغلق المصباح بإحكام. في الوقت نفسه ، كما يعتقد المخترع ، سيتم استخدام كل أكسجين الهواء المتبقي داخل الأسطوانة بسرعة لأكسدة الفحم (أي لاحتراقه) ، وبعد ذلك ، عندما لا يتبقى أكسجين في المصباح ، فإن قضيب الكربون سيعمل بالفعل بشكل صحيح دون احتراق ودون أن ينكسر. ومع ذلك ، فقد أظهرت الاختبارات أن هذه المصابيح لا تزال قصيرة العمر. احترقوا لمدة 30 دقيقة. لذلك ، في وقت لاحق بدأ ضخ الهواء من المصابيح. تتكون شمعة Yablochkov من قضيبين من الكربون ، يحدث بينهما تفريغ القوس. مصباح لوجين

ظهرت شموع Yablochkov للبيع وبدأت تتباعد بكميات كبيرة ، كل شمعة تكلف حوالي 20 كوبيل وتحترق لمدة ساعة ونصف ؛ بعد هذا الوقت ، يجب إدخال شمعة جديدة في الفانوس. في وقت لاحق ، تم اختراع الفوانيس مع الاستبدال التلقائي للشموع.كوبيل في فبراير 1877 ، أضاءت المحلات التجارية العصرية في متحف اللوفر بالضوء الكهربائي. ثم اندلعت شموع يابلوشكوف في الساحة أمام دار الأوبرا. أخيرًا ، في مايو 1877 ، أضاءوا لأول مرة أحد أجمل الطرق في العاصمة ، شارع Avenue de lOpera. توافد سكان العاصمة الفرنسية ، الذين اعتادوا على الإضاءة الغازية الخافتة للشوارع والساحات ، في بداية الشفق لمشاهدة أكاليل الكرات البيضاء غير اللامعة المثبتة على أعمدة معدنية عالية. وعندما تومض جميع الفوانيس دفعة واحدة بضوء ساطع وممتع ، كان الجمهور مسرورًا. لم يكن أقل إثارة للإعجاب هو إضاءة ميدان سباق الخيل الباريسي الضخم المغطى. تم إضاءة مسار الجري بواسطة 20 مصباح قوسي مع عاكسات ، ومقاعد المتفرجين بـ 120 شمعة كهربائية Yablochkov ، تقع في صفين من ميدان سباق الخيل اللوفر.

ملف تنجستن يوضع في دورق يتم تسخين الهواء منه بواسطة تيار كهربائي. على مدار أكثر من 120 عامًا من تاريخ المصابيح المتوهجة ، تم إنشاء مجموعة كبيرة ومتنوعة منها من المصابيح المصغرة للمصباح اليدوي إلى مصابيح الإسقاط نصف كيلووات. تبدو فعالية الإضاءة Lm / W النموذجية لـ LN غير مقنعة للغاية على خلفية الإنجازات القياسية لأنواع المصابيح الأخرى. LN هي سخانات إلى حد أكبر من أجهزة الإنارة: لا تتحول حصة الأسد من الكهرباء التي تزود الفتيل إلى ضوء ، بل إلى حرارة. وكقاعدة عامة ، لا يتجاوز عمر خدمة LN 1000 ساعة ، والتي ، وفقًا لمعايير الوقت ، قليل. ما الذي يجعل الناس يشترون (15 مليارًا سنويًا!) مصادر ضوء غير فعالة وقصيرة العمر؟ بالإضافة إلى قوة العادة والسعر الأولي المنخفض للغاية ، والسبب في ذلك هو وجود مجموعة كبيرة من أنواع مختلفة من قوارير الزجاج LN. المصابيح المتوهجة الحديثة

تيار كهربائي يمر عبر ملف تنجستن) يسخن إلى درجة حرارة عالية. عند تسخينه ، يبدأ التنغستن في التوهج. ومع ذلك ، نظرًا لارتفاع درجة حرارة التشغيل ، تتبخر ذرات التنجستن باستمرار من سطح خيوط التنجستن وتترسب (تكثف) على الأسطح الأكثر برودة للمصباح الزجاجي ، مما يحد من عمر المصباح. في مصباح الهالوجين ، يدخل اليود المحيط بالتنغستن في تركيبة كيميائية مع ذرات التنجستن المتبخرة ، مما يمنع الأخير من الترسب على المصباح. وبالتالي تتركز ذرات التنغستن إما على اللولب نفسه أو بالقرب منه. نتيجة لذلك ، تعود ذرات التنجستن إلى الحلزون ، مما يجعل من الممكن زيادة درجة حرارة العمل للولب (للحصول على ضوء أكثر إشراقًا) ، وإطالة عمر المصباح. اليود مع ذرات التنجستن مصابيح الهالوجين المتوهجة مصابيح الهالوجين IRC (تعني IRC طلاء الأشعة تحت الحمراء). يتم وضع طلاء خاص على لمبات هذه المصابيح ، والذي ينقل الضوء المرئي ، لكنه يؤخر الأشعة تحت الحمراء (الحرارية) ويعكسها مرة أخرى إلى اللولب. نتيجة لذلك ، يتم تقليل فقد الحرارة ، ونتيجة لذلك ، تزداد كفاءة المصباح. مع حرارة الأشعة تحت الحمراء ، يتم تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 45٪ ومضاعفة العمر الافتراضي (مقارنة بمصباح الهالوجين التقليدي)

مصادر ضوء تفريغ الغاز أو مصابيح الضوء البارد يعتمد تشغيل هذه المصابيح على حقيقة أن الغازات ، ومعظمها خاملة ، وأبخرة من معادن مختلفة تنبعث منها الضوء عندما يمر تيار كهربائي من خلالها. هذه الطريقة في انبعاث الضوء تسمى التلألؤ الكهربائي ، وفي هذه الحالة يتوهج كل غاز أو بخار بلونه الخاص. لذلك ، إلى جانب الإضاءة ، يتم استخدامها للإعلان والإشارة.

مصابيح الفلورسنت ذات الضغط المنخفض (LL) هي عبارة عن أنبوب أسطواني به أقطاب كهربائية يُضخ فيها بخار الزئبق. تحت تأثير التفريغ الكهربائي ، يصدر بخار الزئبق أشعة فوق بنفسجية ، والتي بدورها تتسبب في إصدار الفوسفور المترسب على جدران الأنبوب للضوء المرئي. توفر LLs ضوءًا ناعمًا وموحدًا ، ولكن من الصعب التحكم في توزيع الضوء في الفضاء بسبب السطح الإشعاعي الكبير.واحدة من المزايا الرئيسية لل LLs هي المتانة (عمر الخدمة يصل إلى ساعات). نظرًا لفعاليتها من حيث التكلفة والمتانة ، أصبحت LLs أكثر مصادر الإضاءة شيوعًا في مكاتب الشركات. في البلدان ذات المناخ المعتدل ، تستخدم LLs على نطاق واسع في الإضاءة الخارجية للمدن. في المناطق الباردة ، يتم إعاقة انتشارها بسبب سقوط تدفق الضوء في درجات الحرارة المنخفضة. إذا قمت "بلف" أنبوب LL في شكل حلزوني ، فإننا نحصل على مصباح فلورسنت مضغوط CFL. المصابيح الفلورية هي مصابيح فلورية موفرة للطاقة

يتمثل العيب الرئيسي في الجيل الجديد من المصابيح في أنها تحتوي على بخار الزئبق ، حوالي 3-5 ملغ من مادة كل منها. ينتمي الزئبق إلى فئة الخطر الأولى (مادة كيميائية شديدة الخطورة). لم يتم التفكير في نظام إعادة تدوير المصابيح الموفرة للطاقة في بلدنا. لا توجد عمليا أي مؤسسات في الدولة يمكنها التخلص بشكل صحيح من هذه المنتجات. اعتاد الناس على التخلص من المصابيح المستعملة مع النفايات المنزلية العادية. في هذه الحالة ، هذا غير مسموح به. يمكن لمركبات الزئبق العضوية ، التي تتشكل بعد إطلاق المادة الكيميائية في البيئة مع هطول الأمطار ، أن تحدث أكبر ضرر. يمكن أن يؤدي التعامل بإهمال مع المصابيح الموفرة للطاقة إلى التسمم بالزئبق. على سبيل المثال ، إذا كسرت مصباحًا كهربائيًا واحدًا عن طريق الخطأ ، فإن الزيادة في الحد الأقصى المسموح به من تركيز الزئبق في الهواء ستصل إلى 160 مرة. ونتيجة لذلك ، يتأثر الجهاز العصبي والكبد والكلى والجهاز الهضمي. إذا كسرت لمبة المصباح الموفر للطاقة عن طريق الخطأ ، فقم بتهوية الغرفة على الفور وبشكل كامل. بالإضافة إلى ذلك ، تنتج مصابيح الإضاءة من الجيل الجديد إشعاعًا أكثر كثافة من المصابيح التقليدية. وفقًا للجمعية البريطانية لأطباء الأمراض الجلدية ، يمكن أن يؤثر هذا في المقام الأول على الأشخاص الذين يعانون من زيادة حساسية الجلد تجاه الحساسية للضوء. وفقًا للعلماء ، فإن استخدام المصابيح الموفرة للطاقة يمكن أن يضر بشخص مصاب بأمراض جلدية ويؤدي إلى سرطان الجلد ، وكذلك يسبب الصداع النصفي والدوخة لدى المصابين بالصرع.

مصابيح LED أجهزة انبعاث ضوء أشباه الموصلات تسمى مصابيح LED بمصادر الضوء في المستقبل. الخصائص المحققة لمصابيح LED - كفاءة الإضاءة حتى 25 لومن / وات ، عمر خدمة المشاهدة - قدمت بالفعل الريادة في معدات الإضاءة ، وتكنولوجيا السيارات والطيران. مصادر ضوء LED على وشك غزو سوق الإضاءة العامة ، وسيتعين علينا النجاة من هذا الغزو في السنوات القادمة.

يختلف مبدأ تشغيل مصابيح LED اختلافًا جوهريًا عن مبدأ تشغيل المصباح المتوهج التقليدي ، فالتيار لا يمر عبر الفتيل ، ولكن من خلال شريحة أشباه الموصلات. هذا هو السبب في أن مصابيح LED تتطلب تيارًا ثابتًا للعمل. لطالما استخدمت المصابيح الحمراء والخضراء والصفراء ، على سبيل المثال ، في الشاشات وأجهزة التلفزيون. مع تطور التكنولوجيا ، أصبح من الممكن أيضًا إنتاج مصابيح LED زرقاء (الثنائيات الباعثة للضوء باللون الأزرق). في البداية ، تم استخدام مزيج من المصابيح الحمراء والخضراء والزرقاء لإنشاء توهج أبيض. ولكن بفضل التقدم التكنولوجي السريع في تطوير مصابيح LED ، يمكن الآن تحقيق اللون الأبيض باستخدام 1 LED. للقيام بذلك ، يتم طلاء LED الأزرق بتركيبة فلورية صفراء ، وسيكون اللون الناتج مع لون بارد بسبب التدفق الكبير للضوء الأزرق (على غرار حالة مصابيح الفلورسنت في ضوء النهار). على عكس المصابيح القياسية ، لا تعطي مصابيح LED ضوءًا منتشرًا ، ولكن ضوءًا اتجاهيًا ، مثل العاكسات ، ولكن في نفس الوقت ، تكون زاوية شعاع الضوء أضيق من مصابيح الهالوجين. ولزيادتها ، يتم استخدام عدسات وشاشات مختلفة. يمكن الحصول على زاوية 120 درجة عند استخدام مصابيح LED بدون غلاف ، كما هو الحال عندما يتم تركيبها مباشرة على اللوحة بدون عدسات.

مزايا استخدام مصابيح LED: تتميز مصابيح LED بكفاءة إنارة عالية Lm / W ، بينما تتمتع المصابيح القياسية بكفاءة إنارة تبلغ 7-12 Lm / W. في الوقت نفسه ، يظل استهلاك الطاقة منخفضًا جدًا (40-100 ميجاوات) ، لذلك لا يلزم سوى عدد قليل من المصابيح للإضاءة. تستهلك مصابيح LED التي تصنعها شركة Paulmann الألمانية (Paulmann) 1 واط فقط من الكهرباء مع ناتج إضاءة عالٍ. لا تصدر المصابيح أي حرارة تقريبًا. ومع ذلك ، بالنسبة للمصابيح عالية الطاقة ، يتم استخدام المشتتات الحرارية ، ولكن يتم إطلاق الحرارة وتوزيعها على مساحة محدودة للغاية. تتمتع مصابيح LED بعمر افتراضي يصل إلى آلاف الساعات ، وبعد ذلك الوقت ، ستظل تعمل ، على الرغم من أنها ستوفر أقل من 50٪ من الضوء الأصلي. هذا يتوافق مع 11 عامًا من الاستخدام المتواصل للمصباح الكهربائي. إعادة إنتاج دقيقة للألوان بسبب عدم وجود الأشعة فوق البنفسجية. مقاومة للاهتزاز. إمكانية استخدام كابل أطول مع تيار مستمر أو تيار متردد 50 هرتز. يتم استخدام مصابيح LED بشكل متزايد في المصابيح ، فهي تعمل كمصدر للضوء وليس فقط كإضاءة زخرفية. أمثلة التطبيق: في الهواء الطلق ، الحمام ، المطبخ ، المدخل ، غرفة المعيشة.

نتيجة للأزمة العالمية ، أصبحت مشكلة الحفاظ على الطاقة أكثر إلحاحًا في جميع أنحاء العالم. في هذا الصدد ، منذ 1 سبتمبر 2009 ، حظرت 27 دولة في الاتحاد الأوروبي بالفعل بيع المصابيح المتوهجة بقوة 100 واط أو أكثر. وبالفعل في عام 2011 في أوروبا ، من المخطط فرض حظر على بيع المصابيح الكهربائية 60 واط الأكثر شعبية بين المشترين. بحلول نهاية عام 2012 ، من المخطط التخلي تمامًا عن المصابيح المتوهجة. أقر الكونجرس الأمريكي قانونًا للتخلص التدريجي من المصابيح المتوهجة في عام 2013. وفقًا لهذه القوانين ، سيتحول سكان الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة تمامًا إلى مصادر الإضاءة الموفرة للطاقة - مصابيح الفلورسنت ومصابيح LED. في أوكرانيا ، وفقًا لمرسوم حكومي ، من المتوقع وقف إنتاج وبيع المصابيح المتوهجة في وقت مبكر من عام 2013.

في بعض التفاعلات الكيميائية التي تطلق الطاقة ، يتم إنفاق جزء من هذه الطاقة بشكل مباشر على انبعاث الضوء. يظل مصدر الضوء باردًا (له درجة حرارة محيطة). هذه الظاهرة تسمى التلألؤ الكيميائي. ربما جميعكم تقريبًا على دراية بها. في الصيف في الغابة ، يمكنك رؤية حشرة اليراع في الليل. ضوء أخضر صغير "يحترق" على جسده. لن تحرق أصابعك من خلال اصطياد يراعة. بقعة مضيئة على ظهرها لها نفس درجة حرارة الهواء المحيط تقريبًا. تمتلك الكائنات الحية الأخرى أيضًا خاصية التوهج: البكتيريا والحشرات والعديد من الأسماك التي تعيش في أعماق كبيرة. غالبًا ما تتوهج قطع الخشب المتعفنة في الظلام. تلألؤ كيميائي

طرق انبعاث الضوء 1. الإشعاع الحراري - إشعاع الضوء بواسطة لهب نار ، الشمس ، مصباح خشبي ، شمعة ، مصابيح كهربائية متوهجة (مصباح Lodygin ، شمعة Yablochkov ، مصابيح الغاز ، مصابيح الهالوجين) 2. الإشعاع الكهربائي - مصابيح الفلورسنت ، مصابيح الفلورسنت وأنابيب الإعلان. 3. التلألؤ الكاثوليكي - وهج شاشة التلفزيون ، راسمات الذبذبات 4. اللمعان الكيميائي - وهج اليراعات والأشجار المتعفنة والأسماك. 5. إشعاع أشباه الموصلات عند مرور التيار من خلالها - مصابيح LED

نحن دائمًا وفي كل مكان محاطون بالنور ، فهو جزء لا يتجزأ من الحياة. تقع النار أو الشمس أو القمر أو مصباح الطاولة في هذه الفئة. الآن ستكون مهمتنا النظر في مصادر الضوء الطبيعية والاصطناعية.

في السابق ، لم يكن لدى الناس منبهات وهواتف خلوية ذكية تساعدنا على النهوض عندما نحتاج إلى ذلك. تم تنفيذ هذه الوظيفة بواسطة الشمس. لقد نهض - الناس بدأوا العمل ، القرية - اذهبوا للراحة. لكن ، بمرور الوقت ، تعلمنا كيفية إنتاج مصادر الضوء الاصطناعي ، وسنتحدث عنها في المقالة بمزيد من التفصيل. عليك أن تبدأ بالمفهوم الأكثر أهمية.

ضوء

بشكل عام ، إنها موجة (كهرومغناطيسية) تدركها أعضاء الرؤية البشرية. ولكن لا تزال هناك إطارات يراها الشخص (من 380 إلى 780 نانومتر). قبل ذلك ، على الرغم من أننا لا نراها ، فإن بشرتنا تدركها (حروق الشمس) ، وبعد هذا الإطار تأتي الأشعة تحت الحمراء ، تراه بعض الكائنات الحية ، وينظر إليها البشر على أنها حرارة.

الآن دعنا نحلل هذا السؤال: لماذا يأتي الضوء بألوان مختلفة؟ كل هذا يتوقف على الطول الموجي ، على سبيل المثال ، يتكون اللون الأرجواني من شعاع من 380 نانومتر ، والأخضر 500 نانومتر ، والأحمر 625. بشكل عام ، هناك 7 ألوان أساسية يمكننا ملاحظتها أثناء ظاهرة مثل قوس قزح. لكن العديد من مصادر الضوء ، خاصةً الاصطناعية منها ، تنبعث منها موجات بيضاء. حتى إذا كنت تأخذ مصباحًا معلقًا في غرفتك ، مع احتمال 90 في المائة ، فإنه يضيء بالضوء الأبيض. لذلك يتم الحصول عليها عن طريق مزج جميع الألوان الأساسية:

• أحمر.
• البرتقالي.
• أصفر.
• أخضر.
• أزرق.
• أزرق.
• البنفسجي.

من السهل جدًا تذكرها ، يستخدم الكثير منها سطورًا مثل هذه: كل صياد يريد أن يعرف مكان جلوس الدراج. وبالمناسبة ، تشير الأحرف الأولى من كل كلمة إلى اللون ، في قوس قزح ، وهي موجودة بهذا الترتيب بالضبط. بعد أن تعاملنا مع المفهوم نفسه ، نقترح الانتقال إلى السؤال "والمصطنع". سنقوم بتحليل كل نوع بالتفصيل.

مصادر الضوء

في عصرنا ، لا يوجد فرع واحد للاقتصاد لا يستخدم مصادر الضوء الاصطناعي في إنتاجه. متى بدأ الإنسان التصنيع لأول مرة؟ كان ذلك في القرن التاسع عشر ، وكان سبب تطور الصناعة هو اختراع القوس والمصابيح المتوهجة.

مصادر الضوء الطبيعية والاصطناعية هي أجسام قادرة على إصدار الضوء ، أو بالأحرى تحويل طاقة إلى أخرى. على سبيل المثال ، تيار كهربائي في موجة كهرومغناطيسية. مصدر الضوء الاصطناعي الذي يعمل وفقًا لهذا المبدأ هو المصباح الكهربائي ، وهو أمر شائع جدًا في الحياة اليومية.

قلنا في القسم الأخير أنه لا يتم إدراك كل الضوء من قبل أعضاء الرؤية لدينا ، ولكن مع ذلك ، فإن مصدر الضوء هو الشيء الذي يصدر موجات غير مرئية لأعيننا.

تصنيف

لنبدأ بحقيقة أنهم جميعًا مقسمون إلى فئتين كبيرتين:

• مصادر الضوء الاصطناعي (المصابيح ، والشعلات ، والشموع ، وما إلى ذلك).
• طبيعي (ضوء الشمس ، القمر ، إشراق النجوم ، إلخ).

كل فئة ، بدورها ، تنقسم إلى مجموعات ومجموعات فرعية. لنبدأ بالمصادر الأولى ، المصطنعة تميز:

• حراري.
• الانارة.
• قاد.

سننظر في تصنيف أكثر تفصيلاً أدناه. يشمل الفصل الثاني ما يلي:

• شمس.
• الغاز بين النجوم والنجوم نفسها.
• تصريفات الغلاف الجوي.
• تلألؤ بيولوجي.

مصادر الضوء الطبيعي

جميع الأشياء التي ينبعث منها ضوء من أصل طبيعي هي مصادر طبيعية. في هذه الحالة ، يمكن أن يكون انبعاث الضوء خاصية أساسية وثانوية. إذا قارنا بين مصادر الضوء الطبيعية والاصطناعية ، والأمثلة التي أخذناها في الاعتبار بالفعل ، فإن الاختلاف الرئيسي بينهما يكمن في حقيقة أن هذا الأخير يصدر ضوءًا مرئيًا لأعيننا بفضل شخص ما ، أو بالأحرى إنتاجه.

بادئ ذي بدء ، ما يتبادر إلى ذهن الجميع ، المصدر الطبيعي هو الشمس ، وهي مصدر الضوء والحرارة لكوكبنا بأكمله. المصادر الطبيعية أيضًا هي النجوم والمذنبات ، والتفريغ الكهربائي (على سبيل المثال ، البرق أثناء عاصفة رعدية) ، وهج الكائنات الحية ، وتسمى هذه العملية أيضًا التلألؤ الحيوي (مثال على ذلك اليراعات ، وبعض الكائنات المائية التي تعيش في القاع ، وما إلى ذلك) ). تلعب مصادر الضوء الطبيعي دورًا مهمًا جدًا لكل من البشر والكائنات الحية الأخرى.

أنواع مصادر الضوء الصناعي

لماذا نحتاجهم؟ تخيل كيف ستتغير حياتنا بدون المصابيح المعتادة والمصابيح الليلية والأجهزة المماثلة. ما هو الغرض من الضوء الصناعي؟ في خلق بيئة مواتية وظروف الرؤية للإنسان ، وبالتالي الحفاظ على الصحة والرفاهية ، والحد من إجهاد أعضاء الرؤية.

يمكن تقسيم مصادر الضوء الاصطناعي إلى مجموعتين واسعتين إلى حد ما:

• شائعة.
• مجموع.

على سبيل المثال ، بالنسبة للمجموعة الأولى ، تضاء جميع مناطق الإنتاج دائمًا بنفس النوع من المصابيح ، والتي تقع على نفس المسافة من بعضها البعض وتكون قوة المصابيح واحدة. إذا تحدثنا عن المجموعة الثانية ، فسيتم إضافة عدد قليل من المصابيح إلى ما سبق ، مما يبرز بقوة أي سطح عمل ، على سبيل المثال ، طاولة أو جهاز. تسمى هذه المصادر الإضافية الإضاءة المحلية. في الوقت نفسه ، إذا تم استخدام الإضاءة المحلية فقط ، فسيؤثر ذلك بشكل كبير على التعب ، وستكون النتيجة انخفاضًا في الكفاءة ، بالإضافة إلى احتمال وقوع حوادث وحوادث في العمل.

إضاءة العمل والواجب والطوارئ

إذا أخذنا في الاعتبار تصنيف المصادر الاصطناعية من حيث الغرض الوظيفي ، فيمكننا التمييز بين المجموعات التالية:

• عمل؛
• واجب؛
• طارئ.

الآن المزيد عن كل نوع. تتوفر إضاءة العمل حيثما كان ذلك ضروريًا لإبقاء الأشخاص يعملون أو لإضاءة مسار حركة المرور القادمة. تبدأ الفئة الثانية من الإضاءة في العمل بعد ساعات العمل. هناك حاجة إلى المجموعة الأخيرة للحفاظ على الإنتاج في حالة إيقاف تشغيل مصدر الضوء الرئيسي (العامل) ، فهو ضئيل للغاية ، ولكن يمكن أن يحل محل إضاءة العمل مؤقتًا.

مصباح وهاج

في الوقت الحاضر ، تستخدم الأنواع التالية من المصابيح المتوهجة لإضاءة مناطق الإنتاج:

• الهالوجين.
• تفريغ الغاز.

وما هو المصباح المتوهج على أي حال؟ أول شيء يجب الانتباه إليه هو أنه مصدر كهربائي ، ونرى الضوء بفضل جسم ساخن يسمى جسم الفتيل. في وقت سابق (في القرن التاسع عشر) ، كان جسم الحرارة مصنوعًا من مادة مثل التنجستن ، أو من سبيكة تعتمد عليها. الآن مصنوع من ألياف الكربون بأسعار معقولة.

أنواع ومزايا وعيوب

تنتج المؤسسات الصناعية الآن عددًا كبيرًا من المصابيح المتوهجة المختلفة ، من بينها الأكثر شيوعًا:

• مكنسة.
• مصابيح بحشو الكريبتون.
• بيسبيرال.
• مليئة بمزيج من غازات الأرجون والنيتروجين.

الآن دعونا نلقي نظرة على السؤال الأخير ، الذي يتعلق بالمزايا والعيوب. الإيجابيات: إنها غير مكلفة في التصنيع ، فهي صغيرة الحجم ، إذا قمت بتشغيلها ، فلا داعي للانتظار حتى تشتعل ، لا تستخدم المكونات السامة في إنتاج المصابيح المتوهجة ، فهي تعمل على كل من المباشر و التيار المتردد ، يمكن استخدام باهتة ، والعمل الجيد دون انقطاع حتى في درجات حرارة منخفضة للغاية. على الرغم من هذا العدد الكبير من المزايا ، لا تزال هناك عيوب: فهي لا تتألق بشكل ساطع للغاية ، والضوء ذو صبغة صفراء ، ويسخن جدًا أثناء التشغيل ، مما يؤدي أحيانًا إلى نشوب حرائق عند ملامسته لمواد النسيج.

مصباح التفريغ

تنقسم جميعها إلى مصابيح الضغط العالي والمنخفض ، ومعظمها يعمل على بخار الزئبق. لقد كانوا هم الذين استبدلوا المصابيح المتوهجة ، التي اعتدنا عليها كثيرًا ، لكن لديهم ببساطة كتلة من السلبيات ، أحدها سبق أن قلناه ، وهو احتمال التسمم بالزئبق ، ويمكننا أيضًا تضمين الضوضاء والوميض الذي يؤدي إلى تعب أسرع ، طيف إشعاع خطي وما إلى ذلك.

يمكن أن تخدمنا هذه المصابيح ما يصل إلى عشرين ألف ساعة ، بالطبع ، إذا كانت اللمبة سليمة ، والضوء المنبعث منها إما أبيض دافئ أو أبيض محايد.

يعد استخدام مصادر الإضاءة الاصطناعية أمرًا شائعًا جدًا ، على سبيل المثال ، غالبًا ما تستخدم مصابيح التفريغ حتى يومنا هذا في المتاجر أو المكاتب ، في الإضاءة الزخرفية أو الفنية ، وبالمناسبة ، لا يمكن لمعدات الإضاءة الاحترافية الاستغناء عن مصباح التفريغ.

الآن أصبح إنتاج مصابيح تفريغ الغاز أمرًا شائعًا للغاية ، مما يستلزم عددًا كبيرًا من الأنواع ، وسنعتبر أحد أكثر المصابيح شيوعًا في الوقت الحالي.

مصباح الفلورسنت

كما ذكرنا سابقًا ، هذا أحد أنواع مصابيح تفريغ الغاز. تجدر الإشارة إلى أنها تستخدم غالبًا لمصدر الضوء الرئيسي ، ومصابيح الفلورسنت أقوى بكثير من المصابيح المتوهجة وفي نفس الوقت تستهلك نفس الطاقة. نظرًا لأننا بدأنا بالفعل مقارنة مع المصابيح المتوهجة ، فإن الحقيقة التالية ستكون مناسبة أيضًا - يمكن أن يتجاوز عمر خدمة المصابيح الفلورية عشرين ضعف عمر المصابيح المتوهجة.

بالنسبة لأصنافهم ، غالبًا ما يستخدمون أنبوبًا مشابهًا ، ويوجد بداخله أبخرة زئبقية. هذا مصدر ضوء اقتصادي للغاية شائع في الأماكن العامة (المدارس والمستشفيات والمكاتب وما إلى ذلك).

مصادر الضوء ، الطبيعية والاصطناعية ، أمثلة عليها ، هي ببساطة ضرورية للبشر والكائنات الحية الأخرى على كوكبنا. لا تسمح لنا المصادر الطبيعية بالضياع في الوقت المناسب ، بينما تهتم المصادر الاصطناعية بصحتنا ورفاهيتنا في المؤسسات ، مما يقلل من نسبة الحوادث والحوادث.