ההבדל בין תאורה טבעית למלאכותית. מקורות אור מלאכותיים ויעילותם

• אנרגיה חשמלית;
• אנרגיית אור;
• אנרגיית תרמית;
• האנרגיה של קשרים כימיים שנמצאת במזון ובדלק, כל אחד מסוגי האנרגיה הללו היה פעם אנרגיה סולארית!

לפיכך, החשובה ביותר - האנרגיה העיקרית לחיים על פני כדור הארץ - היא אנרגיית השמש.

מקורות אור מלאכותיים

הקידמה הטכנולוגית המודרנית התקדמה רחוק מאוד. האנושות הצליחה ליצור אנרגיה מלאכותית של אור וחום, שנכנסה בחוזקה לחייו של האדם ובלעדיה האנושות כבר לא יכולה להתקיים. כיום בעולם המודרני יש שפע של מקורות מלאכותיים שונים של אור וחום.

מקורות אור מלאכותיים הם מכשירים טכניים בעיצובים שונים ובשיטות שונות להמרת אנרגיה, שמטרתם העיקרית היא השגת קרינת אור. מקורות אור משתמשים בעיקר בחשמל, אך לעיתים משתמשים גם באנרגיה כימית ובשיטות אחרות להפקת אור.

מקור האור הראשון ששימש אנשים בפעילותם היה אש של שריפה. עם חלוף הזמן והניסיון ההולך וגובר בשריפת חומרים דליקים שונים, אנשים גילו שניתן לקבל יותר אור על ידי שריפת כל עץ שרף, שרפים טבעיים ושמנים ושעווה. מנקודת מבט של תכונות כימיות, חומרים כאלה מכילים אחוז גדול יותר של פחמן לפי מסה, ובעת שריפה חלקיקי פחמן מפויחים מתחממים מאוד בלהבה ופולטים אור. בהמשך, עם התפתחות טכנולוגיות עיבוד מתכות, פיתוח שיטות להצתה מהירה בעזרת צור, הן אפשרו ליצור ולשפר משמעותית את מקורות האור העצמאיים הראשונים שניתן להתקין בכל עמדה מרחבית, לשאת ולהטעין מחדש. עם דלק. וגם התקדמות מסוימת בעיבוד שמן, שעווה, שומנים ושמנים וכמה שרפים טבעיים אפשרה לבודד את שברי הדלק הדרושים: שעווה מזוקקת, פרפין, סטארין, פלמיטין, נפט וכו'. מקורות כאלה היו, קודם כל. , נרות, לפידים, שמן, ומאוחר יותר מנורות שמן ופנסים. מנקודת מבט של אוטונומיה ונוחות, מקורות אור המשתמשים באנרגיה של שריפת דלקים נוחים מאוד, אך מנקודת מבט של בטיחות אש, פליטת תוצרי בעירה לא מלאה מהווה סכנה ידועה כמקור הצתה, והיסטוריה מכיר הרבה מאוד דוגמאות לשריפות גדולות שנגרמו מנורות שמן ופנסים, נרות וכו'.

פנסי גז

התקדמות ופיתוח נוסף של ידע בתחום הכימיה, הפיזיקה ומדעי החומרים אפשרו לאנשים להשתמש גם בגזים דליקים שונים, אשר פולטים יותר אור במהלך הבעירה. נוחות מיוחדת של תאורת גז הייתה שהתאפשרה להאיר שטחים נרחבים בערים, בניינים וכו', בשל העובדה שניתן היה להעביר גזים בצורה נוחה ומהירה מאוד ממחסן מרכזי באמצעות שרוולים מגומיים, או צינורות פלדה או נחושת. כמו כן קל לנתק את זרימת הגז מהמבער פשוט על ידי סיבוב הברז.

הגז החשוב ביותר לארגון תאורת הגז העירונית היה מה שנקרא "גז תאורה", שהופק על ידי פירוליזה של השומן של בעלי חיים ימיים, ומאוחר יותר הופק בכמויות גדולות מפחם במהלך הקוקינג של האחרון במפעלי תאורת גז. . אחד המרכיבים החשובים ביותר של גז תאורה, שנתן את כמות האור הגדולה ביותר, היה בנזן, שהתגלה בגז תאורה על ידי מ.פאראדיי. גז נוסף שמצא שימוש משמעותי בתעשיית תאורת הגז היה אצטילן, אך בשל נטייתו המשמעותית להתלקח בטמפרטורות נמוכות יחסית ומגבלות הצתה בריכוז גבוה, הוא לא מצא שימוש נרחב בתאורת רחוב והיה בשימוש בכרייה ובאופניים "קרביד". "מנורות. סיבה נוספת שהקשתה על השימוש באצטילן בתחום תאורת הגז הייתה עלותו הגבוהה במיוחד בהשוואה לגז תאורה. במקביל להתפתחות השימוש במגוון רחב של דלקים במקורות אור כימיים, שופר עיצובם ושיטת הבעירה הרווחית ביותר וכן העיצוב והחומרים להגברת תפוקת האור והספק. כדי להחליף פתילות קצרות מועד מחומרים צמחיים, הם החלו להשתמש בהספגה של פתיליות ירקות עם חומצה בורית וסיבי אסבסט, ועם גילוי המינרל מונזיט, הם גילו את תכונתו המדהימה לזהור בבהירות רבה בעת חימום ולתרום ל- שלמות הבעירה של גז התאורה. על מנת להגביר את בטיחות השימוש, החלו לגדר את הלהבה הפועלת ברשתות מתכת וכובעי זכוכית.

הופעת מקורות האור החשמליים

התקדמות נוספת בתחום ההמצאה והתכנון של מקורות אור הייתה קשורה במידה רבה לגילוי החשמל והמצאת מקורות הזרם. בשלב זה של התקדמות מדעית וטכנולוגית, התברר למדי כי יש צורך להעלות את הטמפרטורה של האזור הפולט אור על מנת להגביר את בהירות מקורות האור. אם, במקרה של שימוש בתגובות בעירה של דלקים שונים באוויר, הטמפרטורה של מוצרי הבעירה מגיעה ל-1500-2300 מעלות צלזיוס, אז בעת שימוש בחשמל, עדיין ניתן להעלות את הטמפרטורה באופן משמעותי. כאשר מתחממים באמצעות זרם חשמלי, חומרים מוליכים שונים בעלי נקודת התכה גבוהה פולטים אור נראה ויכולים לשמש מקורות אור בעוצמה משתנה. חומרים כאלה הוצעו: גרפיט, פלטינה, טונגסטן, מוליבדן, רניום וסגסוגותיהם. כדי להגביר את העמידות של מקורות האור החשמליים, החלו להכניס את גופי העבודה שלהם לתוך גלילי זכוכית מיוחדים, מפונים או מלאים בגזים אינרטיים או לא פעילים. בבחירת חומר עבודה, מעצבי המנורות הונחה על ידי טמפרטורת הפעולה המקסימלית של הסליל המחומם, וההעדפה העיקרית ניתנה לפחמן ומאוחר יותר לטונגסטן. טונגסטן וסגסוגותיו עם רניום הם עדיין החומרים הנפוצים ביותר לייצור מנורות ליבון חשמליות, שכן בתנאים הטובים ביותר ניתן לחמם אותם לטמפרטורות של 2800-3200 מעלות צלזיוס. במקביל לעבודה על מנורות ליבון, בעידן הגילוי והשימוש בחשמל, החלה והתפתחה באופן משמעותי גם עבודה על מקור האור בקשת החשמלית ועל מקורות אור המבוססים על פריקת זוהר.

מקורות אור בקשת חשמלית אפשרו להשיג שטפי אור עצומים, ומקורות אור המבוססים על פריקת זוהר אפשרו להגיע ליעילות גבוהה בצורה יוצאת דופן. נכון להיום, מקורות האור המתקדמים ביותר המבוססים על קשת חשמלית הם מנורות קריפטון, קסנון וכספית, ומבוססים על פריקת זוהר בגזים אינרטיים עם אדי כספית ואחרים.

סוגי מקורות אור

ניתן להשתמש בצורות שונות של אנרגיה להפקת אור, ובעניין זה נרצה להדגיש את הסוגים העיקריים של מקורות האור.

• חשמלי: חימום חשמלי של גופי ליבון או פלזמה.חום ג'ול, זרמי מערבולת, זרימות אלקטרונים או יונים;
• גרעיני: ריקבון איזוטופים או ביקוע גרעיני;
• כימיקלים: שריפה של דלקים וחימום של מוצרי בעירה או גופי ליבון;
• תרמו-לומינסצנטי: הפיכת חום לאור במוליכים למחצה.
• טריבולומינסצנטי: טרנספורמציה של השפעות מכניות לאור.
• אור ביולוגי: מקורות אור חיידקיים בחיות בר.

גורמים מסוכנים של מקורות אור

מקורות אור של עיצוב מסוים מלווים לעתים קרובות מאוד בנוכחות של גורמים מסוכנים, שהעיקריים שבהם הם:

• להבה פתוחה;
• קרינת אור בהיר מסוכנת לאיברי הראייה ולאזורים הפתוחים של העור;
• קרינה תרמית ונוכחות של משטחי עבודה חמים שעלולים להוביל לכוויות;
• קרינת אור בעוצמה גבוהה העלולה להוביל לשריפה, כוויות ופציעה - קרינה מלייזרים, מנורות קשת וכו';
• גזים או נוזלים דליקים;
• מתח אספקה ​​גבוה;
• רדיואקטיבי.

הנציגים הבהירים ביותר של מקורות אור מלאכותיים

לפיד

לפיד הוא סוג של גוף תאורה המסוגל לספק אור חזק לאורך זמן בחוץ בכל מזג אוויר.

הצורה הפשוטה ביותר של לפיד היא צרור של קליפת ליבנה או לפידים העשויים ממיני עצים שרף, צרור קש וכו'. שיפור נוסף הוא השימוש בדרגות שונות של שרף, שעווה וכו' חומרים דליקים. לפעמים חומרים אלה משמשים כציפוי פשוט לליבת הלפיד.

בתחילת המאה ה-20 נכנסו לשימוש לפידים חשמליים עם סוללות. בחיי האיכרים אפשר היה לפגוש גם את הצורות הפרימיטיביות ביותר של לפידים. לפידים תמיד שימשו למטרות תועלתניות ודתיות כאחד. הם שימשו בעת הארת דגים, במהלך חציית לילה ביער עבות, בעת חקר מערות, להארות - במילה אחת, במקרים בהם לא נוח להשתמש בפנסים.

לפידים מודרניים משמשים להוספת רומנטיקה לטקסים שונים. ככלל, הם עשויים מבמבוק ויש להם מחסנית שמן מינרלי נוזלי כמקור אש. מיוצר בדרך כלל בסין, אבל יש יוצאים מן הכלל. גם מעצבים אירופאים ידועים עוסקים בייצור לפידים.

מנורת שמן

מנורת שמן היא מנורה ששורפת שמן. עקרון הפעולה דומה לעקרון הפעולה של מנורת נפט: שמן נשפך למיכל מסוים, שם מורידים פתיל - חבל המורכב מסיבים צמחיים או מלאכותיים, שלאורכו, לפי תכונת האפקט הנימים. , השמן עולה. הקצה השני של הפתילה, הקבוע מעל השמן, מועלה באש, והשמן, העולה לאורך הפתילה, נשרף.

מנורת השמן הייתה בשימוש מאז ימי קדם. בימי קדם, מנורות שמן עוצבו מחימר, או עשויות מנחושת. באגדה הערבית "אלדין" מתוך האוסף "אלף לילה ולילה", חי ג'יני במנורת נחושת.

מנורת נפט

מנורת נפט - מנורה המבוססת על בעירה של נפט - תוצר של זיקוק נפט. עקרון הפעולה של המנורה זהה בערך לזה של מנורת שמן: נפט מוזג לתוך המיכל, הפתיל מונמך. הקצה השני של הפתיל מהודק על ידי מנגנון הרמה במבער שתוכנן בצורה כזו שאוויר זולג מלמטה. בניגוד למנורת שמן, לפתיל נפט יש פתיל נצרים. זכוכית מנורה מותקנת על גבי המבער - כדי לספק מתיחה, כמו גם כדי להגן על הלהבה מהרוח.

לאחר ההקדמה הנרחבת של תאורה חשמלית על פי תוכנית GOELRO, נעשה שימוש במנורות נפט בעיקר באזור האאוטבק הרוסי, שבו החשמל מנותק לעתים קרובות, כמו גם על ידי תושבי קיץ ותיירים.

מנורת ליבון

מנורת ליבון היא מקור אור חשמלי, שגופו הזוהר הוא מה שנקרא גוף נימה. נכון לעכשיו, טונגסטן וסגסוגות המבוססות עליו משמשים כמעט אך ורק כחומר לייצור HP. בסוף ה- XIX - המחצית הראשונה של המאה ה- XX. TN היה עשוי מחומר זול יותר וקל לעיבוד - סיבי פחמן. .

עקרון הפעולה. מנורת ליבון משתמשת באפקט של חימום מוליך כאשר זרם חשמלי זורם דרכו. הטמפרטורה של חוט הטונגסטן עולה בחדות לאחר הפעלת הזרם. החוט פולט קרינה תרמית אלקטרומגנטית בהתאם לחוק פלאנק. לפונקציית פלאנק יש מקסימום שמיקומו בסולם אורך הגל תלוי בטמפרטורה. מקסימום זה משתנה עם עליית הטמפרטורה לעבר אורכי גל קצרים יותר. כדי להשיג קרינה גלויה, יש צורך שהטמפרטורה תהיה בסדר גודל של כמה אלפי מעלות, באופן אידיאלי 5770 K. ככל שהטמפרטורה נמוכה יותר, כך שיעור האור הנראה נמוך יותר והקרינה נראית אדומה יותר.

חלק מהאנרגיה החשמלית הנצרכת על ידי מנורת הליבון הופכת לקרינה, חלק הולך לאיבוד כתוצאה מתהליכי הולכת חום והסעה. רק חלק קטן מהקרינה נמצא באזור האור הנראה, עיקר הקרינה נמצא בקרינה האינפרא-אדום. כדי להגביר את היעילות של המנורה ולהשיג את האור ה"לבן" המקסימלי, יש צורך להגביר את טמפרטורת החוט, אשר בתורה מוגבלת על ידי המאפיינים של חומר הנימה - נקודת ההיתוך. הטמפרטורה האידיאלית של 5770 K אינה ניתנת להשגה, מכיוון שבטמפרטורה זו כל חומר ידוע נמס, מתפרק ומפסיק להוליך חשמל.

באוויר רגיל בטמפרטורות כאלה, טונגסטן יהפוך מיד לתחמוצת. מסיבה זו, HP מוכנסת לבקבוק, שממנו נשאבים גזים אטמוספריים במהלך ייצור LN. המסוכנים ביותר עבור LN הם חמצן ואדי מים, באטמוספירה שבה HP מתחמצן במהירות. ה-LN הראשונים יוצרו באמצעות ואקום; נכון לעכשיו, רק מנורות בעלות הספק נמוך מיוצרות בנורה שפונתה. הבקבוקים של LNs חזקים יותר מלאים בגז. הלחץ המוגבר בבקבוק של מנורות מלאות גז מפחית בחדות את קצב ההרס של HP עקב ריסוס. הצלוחיות של LNs מלאות גז אינן מכוסות כל כך מהר בציפוי כהה של חומר ה-HP המרוסס, וניתן להעלות את הטמפרטורה של האחרון בהשוואה ל-LNs ואקום. זה האחרון מאפשר להגביר את היעילות ולשנות במידת מה את ספקטרום הפליטה.

יעילות ועמידות. כמעט כל האנרגיה המסופקת למנורה מומרת לקרינת הולכת חום וההסעה קטנה. עם זאת, עבור העין האנושית, רק טווח קטן של אורכי גל של קרינה זו זמין. החלק העיקרי של הקרינה נמצא בטווח האינפרא אדום הבלתי נראה ונתפס כחום. היעילות של מנורות ליבון מגיעה לערכה המקסימלי של 15% בטמפרטורה של כ-3400 K. בטמפרטורות ניתנות להשגה של 2700 K, היעילות היא 5%.

ככל שהטמפרטורה עולה, היעילות של מנורת הליבון עולה, אך במקביל עמידותה פוחתת באופן משמעותי. בטמפרטורת נימה של 2700 K, חיי המנורה הם בערך 1000 שעות, ב-3400 K שעות בודדות בלבד. כפי שמוצג באיור מימין, כאשר המתח גדל ב-20%, הבהירות מוכפלת. במקביל, משך החיים מצטמצם ב-95%.

אורך החיים המוגבל של מנורת ליבון נובע, במידה פחותה, מההתאדות של חומר החוט במהלך הפעולה, ובמידה רבה יותר, מאי-הומוגניות הנובעת בלהט. אידוי לא אחיד של חומר הלהט מוביל להופעת אזורים דקים עם התנגדות חשמלית מוגברת, מה שמביא בתורו לחימום ולאידוי של החומר במקומות כאלה. כאשר אחד מההתכווצויות הללו הופך כל כך דק עד שחומר הנימה באותה נקודה נמס או מתאדה לחלוטין, הזרם נקטע והמנורה נכשלת.

החלק העיקרי של בלאי החוט מתרחש כאשר המנורה מופעלת לפתע, לכן ניתן להגדיל באופן משמעותי את חיי השירות שלה באמצעות סוגים שונים של סטרטרים רכים. לחוט טונגסטן יש התנגדות קרה הגבוהה רק פי 2 מזו של אלומיניום. כאשר מנורה נשרפת, קורה לעתים קרובות שחוטי הנחושת המחברים את מגעי הבסיס למחזיקי הספירלה נשרפים. אז, מנורה רגילה של 60 וואט צורכת יותר מ-700 וואט בזמן ההפעלה, ומנורה של 100 וואט צורכת יותר מקילווואט. כשהספירלה מתחממת, ההתנגדות שלה גדלה, והכוח יורד לערך הנומינלי. .

כדי להחליק את שיא ההספק, ניתן להשתמש בתרמיסטורים עם התנגדות נפילה חזקה כשהם מתחממים, נטל תגובתי בצורת קיבול או השראות. המתח על המנורה גדל ככל שהספירלה מתחממת וניתן להשתמש בו כדי לסלף את הנטל עם אוטומטיים. מבלי לכבות את הנטל, המנורה יכולה לאבד מ-5 עד 20% מהכוח, מה שיכול גם להועיל להגדלת המשאב.

יתרונות וחסרונות של מנורות ליבון.

יתרונות

• זול;
• גדלים קטנים;
• חוסר התועלת של נטלים;
• כשהם מופעלים, הם נדלקים כמעט מיד;
• היעדר רכיבים רעילים וכתוצאה מכך היעדר צורך בתשתית לאיסוף וסילוק;
• היכולת לעבוד על זרם ישיר וחילופין כאחד;
• האפשרות לייצור מנורות למגוון מתחים;
• חוסר הבהוב וזמזום בעת הפעלה על זרם חילופין;
• ספקטרום פליטה מתמשך;
• התנגדות לדחף אלקטרומגנטי;
• היכולת להשתמש בבקרות בהירות;
• פעולה רגילה בטמפרטורות סביבה נמוכות.

פגמים

• תפוקת אור נמוכה;
• חיי שירות קצרים יחסית;
• תלות חדה של יעילות האור וחיי השירות במתח;
• טמפרטורת הצבע נמצאת רק בטווח של 2300 - 2900 קילו, מה שנותן לאור גוון צהבהב;
• מנורות ליבון מהוות סכנת שריפה. 30 דקות לאחר הדלקת מנורות הליבון, הטמפרטורה של המשטח החיצוני מגיעה לערכים הבאים, בהתאם להספק: 40 W - 145 מעלות צלזיוס, 75 W - 250 מעלות צלזיוס, 100 W - 290 מעלות צלזיוס, 200 W - 330 °C. כאשר המנורות באות במגע עם חומרי טקסטיל, הנורה שלהן מתחממת עוד יותר. קש הנוגע במשטח של מנורת 60 W מתלקח לאחר כ-67 דקות.

רְשׁוּת

מנורות ליבון משומשות אינן מכילות חומרים מזיקים לסביבה וניתן להשליך אותן כפסולת ביתית רגילה. ההגבלה היחידה היא איסור על מיחזורם יחד עם מוצרי זכוכית.

תאורת לד

תאורת לד היא אחד התחומים המבטיחים של טכנולוגיות תאורה מלאכותית המבוססת על שימוש בלדים כמקור אור. השימוש במנורות לד בתאורה כבר תופס 6% מהשוק. התפתחות תאורת הלד קשורה ישירות לאבולוציה הטכנולוגית של הלד. פותחו מה שנקרא סופר-בהיר לדים, שתוכננו במיוחד עבור תאורה מלאכותית.

יתרונות

בהשוואה למנורות ליבון קונבנציונליות, לנורות LED יש יתרונות רבים:

• להשתמש בחשמל בצורה חסכונית בהשוואה למנורות ליבון מסורתיות. לדוגמה, מערכות תאורת רחוב LED עם ספק כוח תהודה יכולות להפיק 132 לומן לוואט, לעומת 150 לומן לוואט עבור מנורות פריקת גז נתרן. או נגד 15 לומן לוואט למנורת ליבון רגילה ונגד 80-100 לומן לוואט למנורות פלורסנט כספית;
• חיי השירות ארוכים פי 30 בהשוואה ל-LN;
• היכולת להשיג מאפיינים ספקטרליים שונים, ללא אובדן במסנני אור;
• בטיחות השימוש;
• מידה קטנה;
• חוסר אדי כספית;
• ללא קרינה אולטרה סגולה וקרינה אינפרא אדומה נמוכה;
• פיזור חום קל;
• בקרב היצרנים, מקורות אור LED הם הנחשבים לכיוון הפונקציונלי והמבטיח ביותר הן מבחינת יעילות אנרגטית, עלות ויישום מעשי.

פגמים

• מחיר גבוה. יחס המחיר/לומן של נוריות LED superbright גדול פי 50 עד 100 מזה של מנורת ליבון קונבנציונלית;
• המתח הוא סטנדרטי בהחלט עבור כל סוג של מנורה, LED צריך זרם הפעלה מדורג. בשל כך, מופיעים רכיבים אלקטרוניים נוספים, הנקראים מקורות זרם. נסיבות אלו משפיעות על עלות מערכת התאורה כולה. במקרה הפשוט ביותר, כאשר הזרם נמוך, ניתן לחבר את ה-LED למקור מתח קבוע, אך באמצעות נגד;
• כאשר הם מופעלים על ידי זרם פועם בתדר תעשייתי, הם מהבהבים חזק יותר מאשר מנורת פלורסנט, שבתורה מהבהבת חזק יותר מאשר מנורת ליבון;
• יכול לפלוט הפרעות לטווח קצר ורעש חשמלי, אשר מזוהה על ידי השוואה ניסיונית עם סוגים אחרים של מנורות עם אוסילוסקופ.

יישום

בשל הצריכה היעילה של חשמל ופשטות העיצוב, הוא משמש במכשירי תאורה ידניים - פנסים.

הוא משמש גם בהנדסת תאורה ליצירת תאורה מעוצבת בפרויקטים מיוחדים של עיצוב מודרני. האמינות של מקורות אור LED מאפשרת להשתמש בהם במקומות שקשה להגיע אליהם להחלפה תכופה.

מנורת פלורסנט קומפקטית

מנורת פלורסנט קומפקטית - מנורת פלורסנט קטנה יותר מנורת נורה ופחות רגישה לנזק מכני. לעתים קרובות נמצא מיועד להתקנה בשקע סטנדרטי עבור מנורות ליבון. לעתים קרובות מנורות פלורסנט קומפקטיות נקראות מנורות חיסכון באנרגיה, וזה לא לגמרי מדויק, שכן יש מנורות חיסכון באנרגיה המבוססות על עקרונות פיזיים אחרים, כגון נוריות LED.

סימון וטמפרטורת צבע

הקוד בן שלוש הספרות על אריזת המנורה מכיל בדרך כלל מידע לגבי איכות האור.

הספרה הראשונה היא אינדקס עיבוד הצבע ב-1 × 10 Ra.

הספרות השנייה והשלישית מציינים את טמפרטורת הצבע של המנורה.

לפיכך, הסימון "827" מציין מדד עיבוד צבע של 80 Ra, וטמפרטורת צבע של 2700 K. .

בהשוואה למנורות ליבון, יש להן חיי שירות ארוכים. עם זאת, התלות של חיי השירות בתנודות מתח ברשת החשמל מובילה לעובדה שברוסיה זה יכול להיות שווה או אפילו פחות מחיי השירות של מנורות ליבון. זה מתגבר בחלקו על ידי שימוש במייצב מתח ומסנני רשת. הסיבות העיקריות שמפחיתות את חיי המנורה הן חוסר היציבות של המתח ברשת, הדלקה וכיבוי תכופים של המנורה.

פיתוחים חדשים אפשרו להשתמש במנורה חסכונית באנרגיה בשילוב עם מכשירים להפחתת / הגדלת תאורה. אף אחד מהדימרים שפותחו בעבר אינו מתאים לעמעום מנורות פלורסנט - במקרה זה יש להשתמש בבלסט אלקטרוני מיוחד עם יכולת שליטה.

הודות לשימוש בנטל אלקטרוני, יש להם מאפיינים משופרים בהשוואה למנורות פלורסנט מסורתיות - הפעלה מהירה יותר, ללא הבהוב וזמזום. יש גם מנורות עם מערכת התנעה רכה. מערכת ההפעלה הרכה מגבירה בהדרגה את עוצמת האור כשהיא מופעלת למשך 1-2 שניות: זה מאריך את חיי המנורה, אך עדיין לא מונע את ההשפעה של "עיוורון אור זמני".

יחד עם זאת, מנורות פלורסנט קומפקטיות נחותות מנורות LED במספר דרכים.

יתרונות

• יעילות אור גבוהה, בעוצמה שווה, שטף האור של CFL גבוה פי 4-6 מזה של LN, החוסך חשמל ב-75-85%;
• חיי שירות ארוכים;
• היכולת ליצור מנורות עם טמפרטורות צבע שונות;
• החימום של הגוף והנורה נמוך בהרבה מזה של מנורת ליבון.

פגמים

• ספקטרום פליטה: מנורת ליבון רציפה של 60 וואט ומנורת פלורסנט קומפקטית של 11 וואט ליניארית, ספקטרום פליטת הקו עלול לגרום לעיוות צבע;
• למרות העובדה שהשימוש ב-CFL אכן תורם לחיסכון בחשמל, חוויית השימוש ההמוני בחיי היומיום גילה מספר בעיות, שהעיקרית שבהן היא חיי שירות קצרים בתנאים אמיתיים של שימוש ביתי;
• השימוש במתגים מוארים בשימוש נרחב מוביל להצתה תקופתית, אחת לכמה שניות, לטווח קצר של המנורות, מה שמוביל לכשל מהיר של המנורה. חסרון זה, למעט חריגים נדירים, לרוב אינו מדווח על ידי היצרנים בהוראות ההפעלה. כדי לבטל את האפקט הזה, יש צורך לחבר קבל עם קיבולת של 0.33-0.68 microfarad למתח של לפחות 400V למעגל החשמל במקביל למנורה;
• הספקטרום של מנורה כזו הוא ליניארי. זה מוביל לא רק לשחזור צבע שגוי, אלא גם לעייפות מוגברת בעיניים. ;
• סילוק: CFLs מכילים 3-5 מ"ג כספית, חומר רעיל מדרגת הסיכון הראשונה. נורת מנורה שבורה או פגומה משחררת אדי כספית, שעלולים לגרום להרעלת כספית. לעתים קרובות, צרכנים בודדים אינם שמים לב לבעיה של מיחזור מנורות פלורסנט ברוסיה, ויצרנים נוטים להתרחק מהבעיה.

החל מ-1 בינואר 2011, בהתאם לטיוטת החוק הפדרלי "על חיסכון באנרגיה" ברוסיה, יוכנס איסור מוחלט על זרימת מנורות ליבון בעלות הספק מעל 100 וואט. .

ל-CFL עם נורת ספירלה יש יישום לא אחיד של הזרחן. הוא מיושם כך שהשכבה שלו בצד הצינור הפונה לבסיס עבה יותר מאשר בצד הצינור המכוון לכיוון האזור המואר. זה משיג את הכיווניות של הקרינה. .

דגמים מסוימים של מנורות משתמשים בקריפטון רדיואקטיבי - 85.

CFL נחשב לענף ללא מוצא של פיתוח מקורות אור. כיום, רוב מדינות אירופה נוטות להשתמש במקורות אור LED.

בשל המקרים התכופים של כשל של CFLs הרבה לפני פקיעת המועדים שהובטחו על ידי היצרנים, החלו הצרכנים לקרוא להכנסת תנאי אחריות מיוחדים למוצרי CFL, המתאימים ליצרנים המוצהרים לצורכי שיווק.

בהקשר להצהרות ה"שליליות" על מנורות חיסכון באנרגיה, החלטנו לבחון אותן מקרוב ולנסות להביא לפחות בהירות בנושא זה.

קודם כל, אנו רוצים לציין שבספרות טכנית מקצועית מנורות כאלה נקראות מנורות פלורסנט קומפקטיות, ברוסית - מנורות פלורסנט קומפקטיות, ושנית הן נקראות מנורות חיסכון באנרגיה.

הפגיעה האפשרית בבריאותם של CFLs הקשורה ליצירת ספקטרום שונה של אור, הבהוב, "חשמל מלוכלך", קרינה אלקטרומגנטית, סוגיית ההשלכה הבלתי פתורה וכו', נדונה זה מכבר. עם זאת, לא נממש את הראיות בנושאים אלו, כי. אנחנו לא יכולים לעסוק במחקר מקצועי ואיננו מומחים בתחום זה, אנחנו רק רוצים לאסוף, ללמוד ולנתח חומרים שהוצגו על ידי מומחים באינטרנט.

תאורה טבעית או טבעית היא מהסוג המתקבל ממקורות אור טבעיים. הבידוד הטבעי הפנימי של החדר נוצר עקב אנרגיית הקרינה המכוונת של השמש, זרמי האור המפוזרים באטמוספירה, חודרים לחדר דרך פתחי האור, והאור המוחזר מהמשטחים.

תאורה מלאכותית מתקבלת באמצעות מקורות מיוחדים של קרינת אור, כלומר: מנורות ליבון, מנורות פלורסנט או הלוגן. מקורות אור מלאכותיים, כמו גם טבעיים, יכולים לתת אור ישיר, מפוזר ומוחזר.

מוזרויות

לבידוד טבעי יש תכונה חשובה הקשורה לשינוי ברמת הארה על פני פרק זמן קצר. השינויים הם אקראיים. אין בכוחו של אדם לשנות את כוחו של שטף האור, הוא יכול לתקן אותו רק באמצעים מסוימים. מכיוון שמקור האור הטבעי ממוקם בערך באותו מרחק מכל האובייקטים המוארים, תאורה כזו יכולה להיות כללית רק במונחים של לוקליזציה.

השיטה המלאכותית, בניגוד לזו הטבעית, בהתאם למרחק ולכיוון מקור האור, מאפשרת לבצע לוקליזציה כללית ומקומית. תאורה מקומית עם גרסה כללית נותנת גרסה משולבת. באמצעות מקורות מלאכותיים מושגים מחווני האור הדרושים לתנאי עבודה ומנוחה מסוימים.

יתרונות וחסרונות של שני סוגי תאורה

קרני אור מפוזרות ואחידות ממקור טבעי הן הנוחות ביותר לעין האנושית ומספקות תפיסת צבע לא מעוותת. יחד עם זאת, לקרני השמש הישירות יש בהירות מסנוורת ואינן מקובלות במקומות עבודה ובבית. ירידה ברמת הארה בשמים מעוננים או בשעות הערב, כלומר. הפיזור הלא אחיד שלו אינו מאפשר להגביל את עצמו למקור אור טבעי. בתקופה שבה משך שעות האור ארוך מספיק, מושג חיסכון משמעותי בצריכת האנרגיה, אך יחד עם זאת, החדר מתחמם יתר על המידה.

החיסרון העיקרי של תאורה מלאכותית קשור לתפיסת צבע מעוותת במקצת ולעומס חזק למדי על מערכת הראייה הנובעת ממיקרופולציה של זרמי אור. באמצעות תאורת ספוט פנימית, שבה הבהוב של המנורות מפוצה הדדית ומבחינת מאפייניה הקרובה ביותר לאור שמש מפוזר, ניתן למזער את עומס העיניים. כמו כן, אור ספוט יכול להאיר אזור נפרד בחלל ומאפשר לך לטפל במשאבי אנרגיה בצורה חסכונית. תאורה מלאכותית דורשת מקור אנרגיה, בניגוד לתאורה טבעית, אך לתאורה כזו יש איכות וחוזק קבועים של שטף האור, אותם ניתן לבחור לפי שיקול דעתכם.

יישום

השימוש בסוג תאורה אחד בלבד ברוב המקרים אינו הגיוני ואינו עונה על צרכיו של אדם בשמירה על בריאותו. לפיכך, היעדר מוחלט של בידוד טבעי בהתאם לתקני הגנת העבודה מסווג כגורם מזיק. דירה ללא אור טבעי אפילו קשה לדמיין. מקורות אור מלאכותי מאפשרים למקסם את הפרמטרים הנוחים של תאורה ומשמשים גם בעיצוב החדר. נברשות משמשות לרוב לתאורה כללית של חלל מגורים. פמוטים או מנורות רצפה נהדרות להדגשת אזור מקומי. הודות לאהיל או לתקרה, האור ממקורות כאלה הוא רך ומפוזר. נכס זה מאפשר שימוש נרחב במנורות כאלה לא רק למטרה מעשית של תאורה, אלא גם כדי להדגיש כל אלמנט בפנים. בנוסף, מקורות אור מלאכותיים מודרניים הם כל כך מגוונים ויפים שהם עצמם מקשטים בצורה מושלמת את הפנים.

דוגמה למקור אור הקשור למחלקה הראשונה. מנורת ליבון לשימוש כללי בנורה שקופה

דוגמה למקור אור השייך למחלקה השנייה. מנורת נתרן קשת בנורה שקופה

דוגמה למקור אור הקשור למחלקה השלישית. מנורה מסוג מעורב בבקבוק מצופה בזרחן

דוגמה למקור אור הקשור למחלקה הרביעית. מנורת לד בצורת מנורת ליבון לשימוש כללי

סיווג מקורות אור

אין ולו ענף אחד במשק הלאומי שבו לא משתמשים בתאורה מלאכותית. תחילת התפתחותה של תעשיית מקור האור הונחה במאה ה-19. הסיבה לכך הייתה המצאת מנורות קשת ומנורות ליבון.

גוף שפולט אור כתוצאה מהמרת אנרגיה נקרא מקור אור. כמעט כל סוגי מקורות האור המיוצרים כיום הם חשמליים. משמעות הדבר היא שזרם חשמלי משמש כאנרגיה העיקרית המושקעת ליצירת קרינת אור. מקורות אור הם מכשירים עם פליטת אור לא רק בחלק הגלוי של הספקטרום (אורך גל 380 - 780 ננומטר), אלא גם באזורי האולטרה סגול (10 - 380 ננומטר) והאינפרא אדום (780 - 10 6 ננומטר) של הספקטרום.

ישנם את סוגי מקורות האור הבאים: תרמי, פלורסנט ו-LED.

מקורות קרינה תרמית הם הנפוצים ביותר. הקרינה בהם מופיעה עקב חימום החוט לטמפרטורה שבה מופיעה לא רק קרינה תרמית בספקטרום האינפרא אדום, אלא גם נצפית קרינה גלויה.

מקורות קרינה זוהרים מסוגלים לפלוט אור ללא קשר למצב גופם המקרין. הזוהר בהם מתעורר באמצעות המרת סוגים שונים של אנרגיה ישירות לקרינה אופטית.

בהתבסס על ההבדלים לעיל, מקורות האור מחולקים לארבעה מחלקות.

תֶרמִי

זה כולל את כל הסוגים, כולל הלוגן, כמו גם תנורי אינפרא אדום חשמליים וקשתות פחמן.

פלורסנט

אלה כוללים את סוגי הנורות החשמליות הבאות: מנורות קשת, מנורות שונות של פריקת זוהר, מנורות בלחץ נמוך, מנורות קשת, מנורות פריקה פעימות ותדר גבוה, לרבות כאלה שבהן מוסיפים אדי מתכת או מורחים ציפוי זרחני על הנורה.

קרינה מעורבת

סוגים אלה של מנורות תאורה משתמשות בו זמנית בקרינה תרמית ופלורסנט. קשתות בעוצמה גבוהה הן דוגמה.

לד

מקורות אור LED כוללים את כל סוגי המנורות והתקני תאורה באמצעות דיודות פולטות אור.

בנוסף, ישנם סימנים נוספים לפיהם מסווגות מנורות (לפי היקף, עיצוב ומאפיינים טכנולוגיים וכדומה).

פרמטרים בסיסיים של מקורות אור

תכונות האור, החשמל והתפעול של מקורות אור חשמליים מתאפיינים במספר פרמטרים. השוואה בין הפרמטרים של מספר מקורות אור, לשימושם באזור יישום מסוים, מאפשרת לך לבחור את המתאים ביותר. השוואת הפרמטרים של עותקים בודדים של אותו מקור אור, תוך שימת לב למקום וזמן הייצור, ניתן לשפוט את האיכות והרמה הטכנולוגית של הייצור שלהם.

אנו מפרטים את המאפיינים החשמליים העיקריים של מנורות ובאופן כללי של כל מקורות האור:

מתח מדורג- המתח בו פועלת המנורה במצב החסכוני ביותר ועבורו היא חושבה לפעולתה הרגילה. עבור מנורת ליבון, המתח הנקוב שווה למתח של ספק הרשת. מתח זה מצוין U l.n ונמדד בוולט. למנורות פריקה אין פרמטר כזה, שכן המתח של פער הפריקה נקבע על פי המאפיינים של הנטל המשמש לייצובו.

כוח מדורג פ l.n - הערך המחושב המאפיין את הכוח הנצרך על ידי מנורת ליבון כאשר היא מופעלת במתח נקוב. עבור מנורות פריקת גז, במעגל שבו כלולים נטלים, ההספק המדורג נחשב לפרמטר העיקרי. בהתבסס על ערכו, באמצעות ניסויים, נקבעים הפרמטרים החשמליים הנותרים של המנורות. יש לקחת בחשבון שכדי לקבוע את הכוח הנצרך מהרשת, יש צורך להוסיף את כוח המנורה והנטל.

זרם מנורה מדורג אני l.n - הזרם הנצרך על ידי המנורה במתח נקוב והספק נקוב.

סוג הזרם- משתנה או קבוע. פרמטר זה סטנדרטי רק עבור מנורות פריקת גז. זה משפיע על פרמטרים אחרים (מלבד אלה שהוזכרו קודם) המשתנים עם סוג הזרם, וזה חל על מנורות הפועלות רק על זרם ישיר או רק על זרם חילופין.

פרמטרי האור העיקריים של מקורות האור הם:

זרם חלשהנפלטת מהמנורה. כדי למדוד את שטף האור של מנורת ליבון, היא מופעלת במתח נקוב. עבור מנורות פריקת גז, המדידה מתבצעת כאשר היא פועלת בהספק נקוב. שטף האור מסומן באות F (פי לטינית). יחידת שטף האור היא לומן (lm).

כוחו של האור.עבור סוגים מסוימים, במקום שטף האור, הפרמטרים הם עוצמת האור הכדורית הממוצעת או בהירות החוט. עבור מנורות כאלה, הם פרמטרי התאורה העיקריים. סמלים משומשים לעוצמת האור I v, אני vΘ , עבור בהירות - ל, יחידות המידה שלהם הן קנדלה (cd) וקנדלה למ"ר (cd / m 2), בהתאמה.

יעילות האור של המנורה, הוא היחס בין שטף האור של המנורה להספק שלה

יחידת תפוקת אור- יחידת מדידה של פרמטר לומן לוואט (Lm / W). בעזרת פרמטר זה ניתן להעריך את יעילות השימוש במקורות אור במתקני תאורה. עם זאת, פרמטר נוסף משמש כמאפיין של מנורות מקרינות - ערך החזרת שטף הקרינה.

יציבות שטף זוהר- אחוז מכמות הפחתת שטף האור בתום חיי המנורה לשטף האור הראשוני.

הפרמטרים התפעוליים של מקורות האור כוללים פרמטרים המאפיינים את יעילות המקור בתנאי הפעלה מסוימים:

חיי שירות מלאיםτ סה"כ - משך השריפה בשעות של מקור האור, מופעל בתנאים נומינליים, עד לכישלון מוחלט (שריפת מנורת ליבון, אי הדלקה עבור רוב מנורות פריקת הגז).

חיים שימושייםτ p הוא משך הבעירה בשעות של מקור האור, המופעל בתנאים נומינליים, עד ששטף האור פוחת לרמה שבה המשך פעולתו הופכת ללא משתלמת מבחינה כלכלית.

חיי שירות ממוצעיםτ הוא פרמטר ההפעלה העיקרי של המנורה. הוא מייצג את הממוצע האריתמטי של משך החיים הכולל של קבוצות מנורות (לפחות עשר) בתנאי ששטף האור הממוצע של המנורות של הקבוצה עד לזמן החיים הממוצע נשאר בתוך משך החיים השימושי, כלומר, באור נתון יציבות השטף. פרמטר זה חשוב במיוחד עבור מנורות ליבון, שכן עלייה ביעילות האור שלהן, בהשוואה לשאר הדברים, מובילה להפחתה בחיי השירות. מכיוון שהקביעה הניסיונית של חיי השירות מובילה לכשל של המנורות שנבדקו, פרמטר זה נקבע על מספר מסוים של מנורות עם מידת הסתברות נתונה המחושבת על פי חוקי הסטטיסטיקה המתמטית.

עמידות דינאמית- פרמטר המאפיין את חיי השירות של מנורות ליבון בתנאים של רטט ורעידות. מנורות עם אורך החיים הדינמי הנדרש חייבות לעמוד במספר מסוים של מחזורי בדיקה בטווח תדרים מוגדר.

כדי להבהיר את הביצועים של מנורות, בנוסף למושג חיי השירות הממוצעים, נעשה שימוש בקונספט של חיי שירות באחריות, הקובע את זמן השריפה המינימלי של כל המנורות באצווה. מושג זה זוכה לעתים למשמעות מסחרית, בהתחשב בתקופת האחריות כזמן שבו כל מנורה צריכה להידלק.

משך הצריבה המצומצם יחסית של מקורות אור, במיוחד מנורות ליבון, קובע את הדרישה להחלפה שלהם, אשר ניתן להשיג רק אם הפרמטרים של מנורות בודדות ניתנים לשחזור.

כדי להבטיח את היעילות של מתקן התאורה, חשובים הן שטף האור הראשוני של המנורה והן התלות של דעיכתה בזמן ההפעלה. עם הגדלת משך הפעולה של מתקן התאורה, תפקידן של עלויות ההון בעלות אנרגיית האור יורד. מכאן נובע שמתקני תאורה עם מספר קטן של שעות בעירה בשנה צריכים להתבצע באמצעות מנורות ליבון זולות יותר, ולהפך, במתקני תאורה תעשייתיים שבהם זמן הבעירה הוא 3000 שעות ומעלה, רציונלי להשתמש במקורות פריקת גז שהם יותר. יקרות מנורות ליבון.אור עם יעילות זוהרת גבוהה. העלות של יחידת אנרגיית אור נקבעת גם על פי תעריף החשמל. בתעריפים נמוכים, השימוש במנורות בעלות יעילות זוהרת נמוכה יחסית וחיי שירות מוגברים במתקני תאורה מוצדק.

מקור האור הראשון ששימש אנשים בפעילותם היה אש של שריפה. עם הזמן, אנשים גילו שניתן לקבל יותר אור על ידי שריפת עצים שרף, שרפים טבעיים, שמנים ושעווה. מנקודת מבט של תכונות כימיות, חומרים כאלה מכילים אחוז גבוה יותר של פחמן, ובעת שריפה חלקיקי הפחמן מתחממים מאוד בלהבה ופולטים אור. נר מהזמן הקדום לוסינה

פנסי גז גז תאורה שהופק משומן של בעלי חיים ימיים (לווייתנים, דולפינים) שימש כדלק, מאוחר יותר נעשה שימוש בבנזן. הרעיון להשתמש בגז לתאורת רחוב היה שייך למלך העתידי ג'ורג' הרביעי, ובאותה תקופה עדיין הנסיך מוויילס. פנס הגז הראשון הודלק בבית מגוריו, בית קרלטון. שנתיים לאחר מכן - ב-1807 - הופיעו מנורות גז בקניון פאל, שהפך לרחוב הראשון בעולם עם תאורת גז. באותו זמן יצא גז נדלק מהקצה הפתוח של צינור הגז. עד מהרה, כדי להגן על המבער, נבנה אהיל מתכת עם מספר חורים. עד 1819, 288 מיילים של צינורות גז הונחו בלונדון, שסיפקו גז ל-51,000 פנסים. במהלך עשר השנים הבאות, רוב הרחובות המרכזיים של הערים האנגליות הגדולות כבר היו מוארים בגז.

התקדמות נוספת בתחום ההמצאה והתכנון של מקורות אור הייתה קשורה במידה רבה לגילוי החשמל והמצאת מקורות הזרם. כאשר מתחממים באמצעות זרם חשמלי, חומרים מוליכים שונים בעלי נקודת התכה גבוהה פולטים אור נראה ויכולים לשמש מקורות אור בעוצמה משתנה. חומרים כאלה הוצעו: גרפיט (חוט פחמן), פלטינה, טונגסטן, מוליבדן, רניום וסגסוגותיהם. מנורות ליבון חשמליות מנורות ליבון חשמליות

בשנים לודיגין יוצר את מנורת הליבון הראשונה שלו. בסתיו 1873 נדלקות הנורות של לודיגין באחד מרחובות סנט פטרסבורג. בן דורו של הממציא כתב מאוחר יותר על אירוע משמעותי זה: "המוני אנשים התפעלו מהתאורה הזו, האש הזו מהשמיים... לודיגין היה הראשון שהוציא מנורת ליבון ממשרד הפיזיקה לרחוב" וחשבו על שנה נוצרה מנורת הליבון החשמלית. הנורות הראשונות של לודיגין היו מסודרות בפשטות. הם נראים כמו נורות מודרניות. המעטפת החיצונית הייתה כדור זכוכית, שלתוכו הוכנסו שני מוטות נחושת המחוברים למקור זרם (דרך מסגרת מתכת). בין המוטות חוזק מוט פחם או משולש פחם. כאשר הועבר זרם חשמלי דרך מוליך כזה, הפחם, בשל התנגדותו הגבוהה, התחמם וזוהר. בתחילה, א.נ. לודיגין לא שאב אוויר מהמנורות שלו. הוא הניח מוט פחמן עבה למדי בנורת הזכוכית של המנורה ואטם היטב, הרמטית, את הנורה. במקביל, כפי שהממציא האמין, כל החמצן של האוויר שנותר בתוך הגליל ינוצל במהירות לחמצון הפחם (כלומר, לשריפתו), ולאחר מכן, כאשר לא נשאר חמצן במנורה , מוט הפחמן כבר ישרת כמו שצריך בלי להישרף ובלי להישבר. עם זאת, בדיקות הראו כי מנורות כאלה הן עדיין קצרות מועד. הם בערו במשך כ-30 דקות. לכן, מאוחר יותר החלו לשאוב את האוויר מהמנורות. נר יבלוצ'קוב מורכב מ-2 מוטות פחמן, שביניהם מתרחשת פריקת קשת. מנורה לודיגין

הנרות של יבלוצ'קוב הופיעו במכירה והחלו להתפצל בכמויות אדירות, כל נר עלה כ-20 קופיקות ונשרף במשך שעה וחצי; לאחר זמן זה, היה צורך להכניס נר חדש לתוך הפנס. לאחר מכן, הומצאו פנסים עם החלפה אוטומטית של נרות קופיקות בפברואר 1877, החנויות האופנתיות של הלובר הוארו באור חשמלי. אז התלקחו הנרות של יבלוצ'קוב בכיכר שלפני בית האופרה. לבסוף, במאי 1877, הם האירו לראשונה את אחד מצירי התנועה היפים של הבירה, אווניו דה לאופרה. תושבי הבירה הצרפתית, המורגלים בתאורת הגז העמומה של רחובות וכיכרות, בתחילת הדמדומים נהרו להתפעל מזרים של כדורים לבנים מט המורכבים על מוטות מתכת גבוהים. וכאשר כל הפנסים הבהבו בבת אחת באור בהיר ונעים, הקהל היה מאושר. לא פחות מעוררת הערצה הייתה התאורה של ההיפודרום הענק הפריזאי המקורה. מסלול הריצה שלו היה מואר ב-20 מנורות קשת עם מחזירי אור, והמושבים לצופים ב-120 נרות חשמליים של יבלוצ'קוב, הממוקמים בשתי שורות של היפודרום הלובר.

סליל טונגסטן המונח בבקבוק שממנו נשאב אוויר מחומם באמצעות זרם חשמלי. במהלך יותר מ-120 שנות ההיסטוריה של מנורות ליבון, נוצר מגוון עצום מהן, מנורות מיניאטוריות לפנס ועד מנורות מקרן של חצי קילוואט. יעילות האור Lm/W האופיינית ל-LN נראית מאוד לא משכנעת על רקע הישגי השיא של סוגים אחרים של מנורות. LN הם מחממים במידה רבה יותר מאשר תאורים: חלק הארי מהחשמל המספק את החוט הופך לא לאור, אלא לחום. חיי השירות של LN, ככלל, אינם עולים על 1000 שעות, וזה, לפי סטנדרטים של זמן, מאוד קטן. מה גורם לאנשים לקנות (15 מיליארד בשנה!) מקורות אור כל כך לא יעילים וקצרי חיים? בנוסף לכוח ההרגל ולמחיר ההתחלתי הנמוך במיוחד, הסיבה לכך היא שיש מבחר עצום של סוגים שונים של צלוחיות זכוכית LN. מנורות ליבון מודרניות

זרם חשמלי העובר דרך סליל טונגסטן) מחמם אותו לטמפרטורה גבוהה. כאשר מחומם, טונגסטן מתחיל לזהור. עם זאת, בשל טמפרטורת ההפעלה הגבוהה, אטומי טונגסטן מתאדים ללא הרף מפני השטח של חוט הטונגסטן ומתמקמים (מתעבים) על המשטחים הקרים יותר של נורת הזכוכית, מה שמגביל את חיי המנורה. במנורת הלוגן, היוד המקיף את הטונגסטן נכנס לשילוב כימי עם אטומי הטונגסטן המתאדים, ומונע מהאחרונים להתמקם על הנורה. אטומי הטונגסטן מרוכזים אם כן על הסליל עצמו או בקרבתו. כתוצאה מכך אטומי הטונגסטן חוזרים לספירלה, מה שמאפשר להעלות את טמפרטורת העבודה של הספירלה (לקבלת אור בהיר יותר), ולהאריך את חיי המנורה יוד עם אטומי טונגסטן מנורות ליבון הלוגן מנורות הלוגן IRC (IRC מייצג ציפוי אינפרא אדום). על הנורות של מנורות כאלה מוחל ציפוי מיוחד, המעביר אור נראה, אך מעכב קרינה אינפרא אדומה (תרמית) ומחזיר אותה לספירלה. בשל כך, איבוד החום מצטמצם, וכתוצאה מכך, יעילות המנורה מוגברת. עם חום אינפרא אדום, צריכת האנרגיה מופחתת ב-45% ומשך החיים מוכפל (בהשוואה למנורת הלוגן רגילה)

מקורות אור עם פריקת גז או מנורות אור קר פעולתן של מנורות כאלה מבוססת על העובדה שגזים, לרוב אינרטיים, ואדים של מתכות שונות פולטים אור כאשר זרם חשמלי עובר דרכם. שיטה זו של פליטת אור נקראת אלקטרולומינצנציה.במקרה זה, כל גז או אד זוהר בצבע משלו. לכן, יחד עם התאורה, הם משמשים לפרסום ולאיתות.

מנורות פלורסנט (LL) מנורות פריקה בלחץ נמוך הן צינור גלילי עם אלקטרודות, שאליו נשאבים אדי כספית. תחת פעולת פריקה חשמלית, אדי כספית פולטים קרניים אולטרה סגולות, אשר, בתורן, גורמות לזרחן המופקד על דפנות הצינור לפלוט אור נראה. LLs מספקים אור רך ואחיד, אך קשה לשלוט בפיזור האור בחלל בגלל משטח הקרינה הגדול אחד היתרונות העיקריים של LLs הוא עמידות (חיי שירות עד שעות). בשל עלות-תועלת ועמידותם, LLs הפכו למקורות האור הנפוצים ביותר במשרדי תאגידים. במדינות עם אקלים מתון, LLs נמצאים בשימוש נרחב בתאורת חוץ של ערים. באזורים קרים, התפשטותם מעוכבת על ידי נפילת שטף האור בטמפרטורות נמוכות. אם "מסובבים" את צינור ה-LL לספירלה, נקבל מנורת פלורסנט קומפקטית CFL. מנורות פלורסנט הן מנורות פלורסנט חסכוניות

הפגם העיקרי של מנורות הדור החדש הוא שהן מכילות אדי כספית, כ-3-5 מ"ג של חומר כל אחת. כספית שייכת למחלקת המפגעים הראשונה (חומר כימי מסוכן ביותר). המערכת למחזור מנורות חסכוניות בארצנו לא נבחנה. אין כמעט מפעלים בארץ שיכלו להיפטר כראוי מהמוצרים הללו. אנשים רגילים לזרוק מנורות משומשות יחד עם פסולת ביתית רגילה. במקרה זה, זה אסור. תרכובות כספית אורגניות, שנוצרות לאחר שחרור הכימיקל לסביבה יחד עם משקעים, עלולות לגרום לנזק הגדול ביותר. טיפול רשלני במנורות חיסכון באנרגיה עלול להוביל להרעלת כספית. לדוגמה, אם בטעות נשברת רק נורה אחת, עודף הריכוז המרבי המותר של כספית באוויר יגיע פי 160. כתוצאה מכך נפגעים מערכת העצבים, הכבד, הכליות ומערכת העיכול של האדם. אם נשברת בטעות את הנורה של מנורה חסכונית, אוורר את החדר באופן מיידי ויסודי. בנוסף, נורות מהדור החדש מייצרות קרינה חזקה יותר מאלו הקונבנציונליות. לפי איגוד רופאי העור הבריטי, זה יכול להשפיע בעיקר על אנשים עם רגישות מוגברת של העור לרגישות לאור. לדברי מדענים, השימוש במנורות חסכוניות עלול להזיק לאדם הסובל ממחלות עור ולהוביל לסרטן העור, וכן לגרום למיגרנות וסחרחורות אצל אנשים עם אפילפסיה.

לדים התקנים פולטי אור מוליכים למחצה נוריות LED נקראות מקורות האור של העתיד. המאפיינים שהושגו של נוריות LED - יעילות אור עד 25 Lm/W, חיי שירות של שעונים - כבר סיפקו מנהיגות בציוד תאורה, טכנולוגיית רכב ותעופה. מקורות אור לד נמצאים על סף פלישה לשוק התאורה הכללי, ונצטרך לשרוד את הפלישה הזו בשנים הקרובות.

עקרון הפעולה של נוריות שונה מהותית מעקרון הפעולה של מנורת ליבון קונבנציונלית, הזרם אינו עובר דרך החוט, אלא דרך שבב מוליכים למחצה. לכן מנורות LED דורשות זרם קבוע כדי לפעול. נורות לד אדומות, ירוקות וצהובות כבר מזמן בשימוש, למשל, במסכים ובטלוויזיות. עם התפתחות הטכנולוגיה, התאפשר לייצר גם לדים כחולים (דיודות פולטות אור בכחול). בתחילה, נעשה שימוש בשילוב של נוריות LED אדומות, ירוקות וכחולות ליצירת זוהר לבן. אבל, הודות להתקדמות הטכנולוגית המהירה בפיתוח נוריות, כעת ניתן להשיג צבע לבן עם LED 1. לשם כך, הנורית הכחולה מצופה בהרכב פלורסנט צהבהב, הצבע המתקבל יהיה עם גוון קר בגלל זרימת האור הכחול הגדולה (בדומה למצב עם מנורות פלורסנט לאור יום). נוריות, בניגוד למנורות סטנדרטיות, אינן נותנות אור מפוזר, אלא אור כיווני, כמו מחזירי אור, אך יחד עם זאת, זווית אלומת האור צרה מזו של מנורות הלוגן. כדי להגדיל אותו, נעשה שימוש בעדשות שונות ומסכי דיפוזיה. ניתן לקבל זווית של 120 מעלות בשימוש בלדים ללא בית, כמו כאשר הם מורכבים ישירות על הלוח ללא עדשות.

יתרונות השימוש בלד: ללדים יש עוצמת אור גבוהה Lm/W, בעוד מנורות סטנדרטיות בעלות יעילות אור של 7-12 Lm/W. יחד עם זאת, צריכת האנרגיה נשארת נמוכה למדי (40-100mW), ולכן נדרשות רק כמה מנורות לתאורה. מנורות LED המיוצרות על ידי חברת פולמן הגרמנית (פולמן) צורכות רק 1W חשמל עם תפוקת אור גבוהה. נוריות LED כמעט לא פולטות חום. עם זאת, עבור מנורות בעלות הספק גבוה, משתמשים בגוף קירור, אך החום משתחרר ומופץ על פני שטח מוגבל מאוד. ללדים יש אורך חיים של אלפי שעות, ולאחר זמן זה, הם עדיין יפעלו, למרות שהם יתנו פחות מ-50% מהאור המקורי. זה מתאים ל-11 שנים של שימוש רצוף בנורה. שחזור צבע מדויק עקב היעדר קרינת UV. עמיד בפני רעידות. אפשרות להשתמש בכבל ארוך יותר עם DC או AC 50Hz. נוריות משמשות יותר ויותר במנורות, הן משמשות כמקור אור, ולא רק כתאורה דקורטיבית. דוגמאות ליישום: בחוץ, חדר אמבטיה, מטבח, מסדרון, סלון.

כתוצאה מהמשבר העולמי, בעיית חיסכון האנרגיה הפכה לדחופה עוד יותר בכל העולם. בהקשר זה, מאז 1 בספטמבר 2009, 27 מדינות האיחוד האירופי כבר אסרו על מכירת מנורות ליבון בהספק של 100 וואט ומעלה. וכבר בשנת 2011 באירופה מתוכנן להנהיג אמברגו על מכירת נורות ה-60 וואט הפופולריות ביותר בקרב הקונים. עד סוף 2012, מתוכנן לנטוש לחלוטין מנורות ליבון. הקונגרס האמריקני העביר חקיקה לביטול הדרגתי של נורות ליבון ב-2013. על פי חוקים אלו, תושבי האיחוד האירופי וארה"ב יעברו לחלוטין למקורות אור חסכוניים באנרגיה - מנורות פלורסנט ולדים. באוקראינה, על פי צו ממשלתי, צפויה הפסקת הייצור והמכירה של מנורות ליבון כבר ב-2013.

בכמה תגובות כימיות המשחררות אנרגיה, חלק מהאנרגיה הזו מושקעת ישירות על פליטת אור. מקור האור נשאר קר (יש לו טמפרטורת סביבה). תופעה זו נקראת כימילומינסנציה. כמעט כולכם בוודאי מכירים את זה. בקיץ ביער ניתן לראות בלילה חרק גחליליות. "פנס" ירוק קטן "בוער" על גופו. לא תשרוף את האצבעות מלכידת גחלילית. לנקודה זוהרת על גבו יש כמעט אותה טמפרטורה כמו האוויר שמסביב. לאורגניזמים חיים אחרים יש גם תכונה זוהרת: חיידקים, חרקים, דגים רבים שחיים בעומק רב. פיסות עץ נרקבות זוהרות לעתים קרובות בחושך. כימילומינסנציה

דרכי פליטת אור 1. קרינה תרמית - קרינת אור על ידי להבת אש, השמש, לפיד עץ, נר, מנורות ליבון חשמליות (מנורת לודיגין, נר יבלוצ'קוב, מנורות גז, מנורות הלוגן) 2. אלקטרולומינצנציה - מנורות פלורסנט, מנורות פלורסנט, צינורות פרסום. 3. Cathodoluminescence - זוהר מסך הטלוויזיה, אוסילוסקופים 4. Chemiluminescence - זוהר של גחליליות, עצים נרקבים, דגים. 5. קרינה של מוליכים למחצה כאשר מועבר דרכם זרם - מנורות לד

אנו תמיד ובכל מקום מוקפים באור, מכיוון שהוא חלק בלתי נפרד מהחיים. אש, השמש, הירח או מנורת שולחן כולם נכנסים לקטגוריה זו. כעת המשימה שלנו תהיה לשקול מקורות אור טבעיים ומלאכותיים.

בעבר, לאנשים לא היו שעונים מעוררים חכמים וטלפונים סלולריים שעוזרים לנו לקום כשצריך. פונקציה זו בוצעה על ידי השמש. זה עלה - אנשים מתחילים לעבוד, הכפר - הולכים לנוח. אבל, עם הזמן, למדנו איך לייצר מקורות אור מלאכותיים, נדבר עליהם במאמר ביתר פירוט. אתה צריך להתחיל עם הרעיון החשוב ביותר.

אוֹר

במובן כללי, זהו גל (אלקטרומגנטי) הנקלט על ידי איברי הראייה האנושיים. אבל עדיין יש מסגרות שאדם רואה (מ-380 עד 780 ננומטר). לפני כן, למרות שאיננו רואים אותו, העור שלנו תופס אותו (כוויות שמש), לאחר מסגרת זו מגיעה קרינת אינפרא אדומה, חלק מהאורגניזמים החיים רואים אותה, והיא נתפסת על ידי בני האדם כחום.

עכשיו בואו ננתח את השאלה הזו: מדוע האור מגיע בצבעים שונים? הכל תלוי באורך הגל, למשל, סגול נוצר מקרן של 380 ננומטר, ירוק הוא 500 ננומטר, ואדום הוא 625. באופן כללי, ישנם 7 צבעי יסוד שאנו יכולים לראות במהלך תופעה כמו קשת בענן. אבל רבים, במיוחד מקורות אור מלאכותיים, פולטים גלים לבנים. גם אם אתה לוקח נורה שתלויה בחדר שלך, בסבירות של 90 אחוז, היא מאירה באור לבן. אז, זה מתקבל על ידי ערבוב כל צבעי היסוד:

• אָדוֹם.
• תפוז.
• צהוב.
• ירוק.
• כְּחוֹל.
• כְּחוֹל.
• סָגוֹל.

קל מאוד לזכור אותם, רבים משתמשים בשורות כאלה: כל צייד רוצה לדעת היכן יושב הפסיון. והאותיות הראשונות של כל מילה מציינות את הצבע, אגב, בקשת בענן הן ממוקמות בדיוק בסדר הזה. לאחר שעסקנו במושג עצמו, אנו מציעים לעבור לשאלה "ומלאכותית". ננתח כל סוג בפירוט.

מקורות אור

בתקופתנו אין ולו ענף אחד במשק שלא ישתמש במקורות אור מלאכותיים בייצורו. מתי אדם התחיל לייצר לראשונה? זה היה עוד במאה התשע-עשרה, והסיבה להתפתחות התעשייה הייתה המצאת מנורות קשת ומנורות ליבון.

מקורות אור טבעיים ומלאכותיים הם גופים המסוגלים לפלוט אור, או ליתר דיוק, להמיר אנרגיה אחת לאחרת. לדוגמה, זרם חשמלי לתוך גל אלקטרומגנטי. מקור אור מלאכותי הפועל על עיקרון זה הוא נורה חשמלית, הנפוצה כל כך בחיי היומיום.

אמרנו בסעיף האחרון שלא כל האור נתפס על ידי איברי הראייה שלנו, אבל בכל זאת, מקור האור הוא העצם הפולט גלים בלתי נראים לעינינו.

מִיוּן

נתחיל בעובדה שכולם מחולקים לשתי כיתות גדולות:

• מקורות אור מלאכותיים (מנורות, מבערים, נרות וכדומה).
• טבעי (אור השמש, הירח, זוהר הכוכבים וכו').

כל כיתה, בתורה, מחולקת לקבוצות ותתי קבוצות. נתחיל עם הראשון, המקורות המלאכותיים מבחינים:

• תֶרמִי.
• זוֹרֵחַ.
• לד.

נשקול סיווג מפורט יותר להלן. השיעור השני כולל את הדברים הבאים:

• שמש.
• גז בין כוכבי והכוכבים עצמם.
• פריקות אטמוספריות.
• ביולוגית.

מקורות אור טבעיים

כל העצמים הפולטים אור ממקור טבעי הם מקורות טבעיים. במקרה זה, פליטת האור יכולה להיות גם תכונה ראשונית וגם משנית. אם נשווה בין מקורות אור טבעיים ומלאכותיים, שדוגמאות מהם כבר שקלנו, אז ההבדל העיקרי ביניהם טמון בעובדה שהאחרונים פולטים אור הנראה לעין שלנו הודות לאדם, או ליתר דיוק, ייצור.

קודם כל, מה שעולה בדעתו של כולם, המקור הטבעי הוא השמש, שהיא מקור האור והחום לכל כדור הארץ שלנו. כמו כן מקורות טבעיים הם כוכבים ושביטים, פריקות חשמליות (לדוגמה, ברק בזמן סופת רעמים), זוהר של אורגניזמים חיים, תהליך זה נקרא גם ביואורגניזציה (דוגמה היא גחליליות, כמה אורגניזמים מימיים שחיים על הקרקעית וכו' ). מקורות אור טבעיים ממלאים תפקיד חשוב מאוד הן עבור בני האדם והן עבור אורגניזמים חיים אחרים.

סוגי מקורות אור מלאכותיים

למה אנחנו צריכים אותם? תארו לעצמכם איך החיים שלנו ישתנו ללא המנורות הרגילות, מנורות הלילה ומכשירים דומים. מהי מטרת האור המלאכותי? ביצירת סביבה נוחה ותנאי נראות לאדם, ובכך לשמור על בריאות ורווחה, הפחתת עייפות של איברי הראייה.

ניתן לחלק את מקורות האור המלאכותי לשתי קבוצות נרחבות למדי:

• נפוצים.
• מְשׁוּלָב.

לדוגמה, לגבי הקבוצה הראשונה, כל אזורי הייצור תמיד מוארים מאותו סוג של מנורות, הממוקמות באותו מרחק אחת מהשנייה והספק של המנורות זהה. אם אנחנו מדברים על הקבוצה השנייה, אז מתווספות עוד כמה מנורות לעיל, אשר מדגישות ביתר שאת כל משטח עבודה, למשל, שולחן או מכונה. מקורות נוספים אלה נקראים תאורה מקומית. יחד עם זאת, אם נעשה שימוש בתאורה מקומית בלבד הדבר ישפיע מאוד על העייפות, והתוצאה תהיה ירידה ביעילות, בנוסף יתכנו תאונות ותאונות עבודה.

תאורת עבודה, שירות וחרום

אם נשקול את הסיווג של מקורות מלאכותיים במונחים של מטרה פונקציונלית, נוכל להבחין בין הקבוצות הבאות:

• עובד;
• חוֹבָה;
• חירום.

עכשיו קצת יותר על כל סוג. תאורת עבודה זמינה בכל מקום בו יש צורך להשאיר אנשים בעבודה או להאיר את השביל לתנועה מתקרבת. המעמד השני של תאורה מתחיל לתפקד לאחר שעות העבודה. הקבוצה האחרונה דרושה לשמירה על הייצור במקרה של השבתה של מקור האור הראשי (הפועל), היא מינימלית, אך יכולה להחליף זמנית את התאורה העובדת.

מנורת ליבון

כיום משתמשים בסוגים הבאים של מנורות ליבון להארת אזורי ייצור:

• הלוגן.
• פריקת גז.

ומהי בכלל מנורת ליבון? הדבר הראשון שכדאי לשים לב אליו הוא שמדובר במקור חשמלי, ואנו רואים אור הודות לגוף חם הנקרא גוף נימה. מוקדם יותר (במאה התשע-עשרה), גוף החום נוצר מחומר כמו טונגסטן, או מסגסוגת המבוססת עליו. כעת הוא עשוי מסיבי פחמן סבירים יותר.

סוגים, יתרונות וחסרונות

כעת מפעלים תעשייתיים מייצרים מספר רב של מנורות ליבון שונות, ביניהן הפופולריות ביותר הן:

• לִשְׁאוֹב.
• מנורות עם מילוי קריפטון.
• ביספירל.
• מלא בתערובת של גזי ארגון וחנקן.

כעת נסתכל על השאלה האחרונה, הנוגעת כלומר ליתרונות ולחסרונות. יתרונות: הם זולים לייצור, הם קטנים בגודלם, אם אתה מדליק אותם, אתה לא צריך לחכות עד שהוא יתלקח, רכיבים רעילים לא משמשים בייצור מנורות ליבון, הם עובדים גם ישירות וגם זרם חילופין, ניתן להשתמש בדימר, עבודה טובה ללא הפרעה גם בטמפרטורות נמוכות מאוד. למרות מספר כה גדול של יתרונות, עדיין יש חסרונות: הם לא זורחים בבהירות רבה, לאור יש גוון צהבהב, הם מתחממים מאוד במהלך הפעולה, מה שמוביל לפעמים לשריפות במגע עם חומר טקסטיל.

מנורת פריקה

כולן מחולקות למנורות בלחץ גבוה ונמוך, רובן פועלות על אדי כספית. הם הם שהחליפו מנורות ליבון, אליהם אנו כל כך רגילים, אבל יש להן פשוט מסה של מינוסים, שאחד מהם כבר אמרנו, כלומר האפשרות של הרעלת כספית, אנחנו יכולים לכלול גם רעש, הבהוב, מה שמוביל ל עייפות מהירה יותר, ספקטרום קרינה ליניארי וכן הלאה.

מנורות כאלה יכולות לשרת אותנו עד עשרים אלף שעות, כמובן, אם הנורה שלמה, והאור הנפלט ממנה הוא לבן חם או נייטרלי.

השימוש במקורות אור מלאכותיים נפוץ למדי, למשל, מנורות פריקה משמשות לעתים קרובות מאוד עד היום בחנויות או במשרדים, בתאורה דקורטיבית או אומנותית, אגב, גם ציוד תאורה מקצועי לא יכול היה בלי מנורת פריקה.

עכשיו הייצור של מנורות פריקת גז נפוץ מאוד, אשר כרוך במספר רב של סוגים, נשקול את אחד הפופולריים ביותר כרגע.

נורת פלורסנט

כפי שכבר צוין, זהו אחד מסוגי מנורות פריקת הגז. ראוי לציין כי הם משמשים לעתים קרובות עבור מקור האור העיקרי, מנורות פלורסנט הן הרבה יותר חזקות מנורות ליבון ובמקביל הן צורכות את אותה אנרגיה. מכיוון שכבר התחלנו להשוות עם מנורות ליבון, גם העובדה הבאה תתאים - חיי השירות של מנורות פלורסנט יכולים לעלות על פי עשרים מהחיים של מנורות ליבון.

באשר לזנים שלהם, הם משתמשים לעתים קרובות בצינור הדומה, ובפנים יש אדי כספית. זהו מקור אור חסכוני מאוד הנפוץ במקומות ציבוריים (בתי ספר, בתי חולים, משרדים וכדומה).

מקורות אור, טבעיים ומלאכותיים, שדוגמאות שלהם שקלנו, פשוט נחוצים לבני אדם ויצורים חיים אחרים של הפלנטה שלנו. מקורות טבעיים אינם נותנים לנו ללכת לאיבוד בזמן, בעוד שמקורות מלאכותיים דואגים לבריאות ולרווחה שלנו במפעלים, ומפחיתים את אחוז התאונות והתאונות.