Różnica między oświetleniem naturalnym a sztucznym. Sztuczne źródła światła i ich efektywność

  • Energia elektryczna;
  • energia świetlna;
  • energia cieplna;
  • energia wiązań chemicznych, która znajduje się w żywności i paliwie, każdy z tych rodzajów energii był kiedyś energią słoneczną!

Tak więc najważniejsza – główna energia dla życia na ziemi – to energia słoneczna.

sztuczne źródła światła

Współczesny postęp technologiczny posunął się bardzo daleko. Ludzkość była w stanie stworzyć sztuczną energię światła i ciepła, która mocno wkroczyła w życie człowieka i bez której ludzkość nie może już istnieć. Dziś we współczesnym świecie istnieje mnóstwo różnych sztucznych źródeł światła i ciepła.

Sztuczne źródła światła to urządzenia techniczne o różnej konstrukcji i różnych metodach przetwarzania energii, których głównym celem jest uzyskanie promieniowania świetlnego. Źródła światła wykorzystują głównie energię elektryczną, ale czasami stosuje się również energię chemiczną i inne metody generowania światła.

Pierwszym źródłem światła używanym przez ludzi w ich działalności był ogień ognia. Wraz z upływem czasu i rosnącym doświadczeniem w spalaniu różnych materiałów palnych ludzie odkryli, że więcej światła można uzyskać spalając dowolne drewno żywiczne, żywice naturalne oraz oleje i woski. Z punktu widzenia właściwości chemicznych takie materiały zawierają większy procent masowy węgla, a podczas spalania cząstki sadzy bardzo się nagrzewają w płomieniu i emitują światło. Później, wraz z rozwojem technologii obróbki metali, opracowaniem metod szybkiego rozpalania za pomocą krzemienia, umożliwiły one stworzenie i znaczne udoskonalenie pierwszych niezależnych źródeł światła, które można było instalować w dowolnej pozycji przestrzennej, przenosić i ładować z paliwem. A także pewien postęp w przetwórstwie ropy naftowej, wosków, tłuszczów i olejów oraz niektórych żywic naturalnych umożliwił wyodrębnienie niezbędnych frakcji paliwowych: wosku rafinowanego, parafiny, stearyny, palmityny, nafty itp. Takimi źródłami były przede wszystkim , świece, pochodnie, olej, a później lampy naftowe i latarnie. Z punktu widzenia autonomii i wygody źródła światła wykorzystujące energię spalania paliw są bardzo wygodne, ale z punktu widzenia bezpieczeństwa pożarowego emisja produktów niecałkowitego spalania stanowi znane zagrożenie jako źródło zapłonu, a historia zna bardzo wiele przykładów wielkich pożarów powodowanych przez lampy naftowe i latarnie, świece itp.

latarnie gazowe

Dalszy postęp i rozwój wiedzy z zakresu chemii, fizyki i materiałoznawstwa pozwolił ludziom na wykorzystanie także różnych gazów palnych, które podczas spalania wydzielają więcej światła. Szczególnym udogodnieniem oświetlenia gazowego było to, że stało się możliwe oświetlanie dużych powierzchni w miastach, budynkach itp., dzięki temu, że gazy można było bardzo wygodnie i szybko dostarczać z centralnego magazynu za pomocą gumowanych tulei lub rurociągów stalowych lub miedzianych, a także łatwo odciąć dopływ gazu z palnika, po prostu przekręcając kurek.

Najważniejszym gazem do organizacji miejskiego oświetlenia gazowego był tzw. „gaz oświetleniowy”, wytwarzany przez pirolizę tłuszczu zwierząt morskich, a nieco później produkowany w dużych ilościach z węgla podczas koksowania tego ostatniego w zakładach oświetlenia gazowego . Jednym z najważniejszych składników gazu oświetleniowego, który dawał najwięcej światła, był benzen, odkryty w gazie oświetleniowym przez M. Faradaya. Innym gazem, który znalazł znaczące zastosowanie w oświetleniu gazowym, był acetylen, ale ze względu na znaczną skłonność do zapłonu w stosunkowo niskich temperaturach i wysokich granicach stężeń zapłonu, nie znalazł szerokiego zastosowania w oświetleniu ulicznym i był używany w górnictwie i rowerach " Lampy. Kolejnym powodem utrudniającym stosowanie acetylenu w oświetleniu gazowym był jego wyjątkowo wysoki koszt w porównaniu z gazem oświetleniowym. Równolegle z rozwojem wykorzystania szerokiej gamy paliw w chemicznych źródłach światła udoskonalono ich konstrukcję i najbardziej opłacalny sposób spalania, a także konstrukcję i materiały zwiększające wydajność świetlną i moc. Aby zastąpić knoty krótkotrwałe z materiałów roślinnych, zaczęto impregnować knoty roślinne kwasem borowym i włóknami azbestu, a wraz z odkryciem minerału monacytu odkryli jego niezwykłą właściwość świecenia bardzo jasno po podgrzaniu i przyczyniania się do kompletność spalania gazu zapalającego. W celu zwiększenia bezpieczeństwa użytkowania płomień roboczy zaczęto ogradzać metalowymi siatkami i szklanymi nakładkami.

Pojawienie się elektrycznych źródeł światła

Dalszy postęp w dziedzinie wynalazczości i projektowania źródeł światła był w dużej mierze związany z odkryciem elektryczności i wynalezieniem źródeł prądu. Na tym etapie postępu naukowo-technicznego stało się dość oczywiste, że konieczne jest podwyższenie temperatury obszaru emitującego światło w celu zwiększenia jasności źródeł światła. Jeżeli w przypadku stosowania reakcji spalania różnych paliw w powietrzu temperatura produktów spalania osiąga 1500-2300 ° C, to przy użyciu energii elektrycznej można jeszcze znacznie zwiększyć temperaturę. Po podgrzaniu prądem elektrycznym różne materiały przewodzące o wysokiej temperaturze topnienia emitują światło widzialne i mogą służyć jako źródła światła o różnym natężeniu. Zaproponowano takie materiały jak: grafit, platyna, wolfram, molibden, ren i ich stopy. Aby zwiększyć trwałość elektrycznych źródeł światła, ich korpusy robocze zaczęto umieszczać w specjalnych szklanych cylindrach, opróżnianych lub napełnianych gazami obojętnymi lub nieaktywnymi. Przy wyborze materiału roboczego projektanci lamp kierowali się maksymalną temperaturą pracy nagrzanej cewki, a główną preferencją był węgiel, a później wolfram. Wolfram i jego stopy z renem są nadal najczęściej stosowanymi materiałami do produkcji żarówek elektrycznych, ponieważ w najlepszych warunkach można je podgrzać do temperatur 2800-3200 ° C. Równolegle z pracami nad żarówkami, w dobie odkrycia i wykorzystania elektryczności, rozpoczęto i znacznie rozwinięto prace nad łukowym źródłem światła oraz źródłami światła opartymi na wyładowaniu jarzeniowym.

Łukowe źródła światła umożliwiły uzyskanie kolosalnych strumieni świetlnych, a źródła światła oparte na wyładowaniu jarzeniowym pozwoliły osiągnąć niezwykle wysoką wydajność. Obecnie najbardziej zaawansowanymi źródłami światła opartymi na łuku elektrycznym są lampy kryptonowe, ksenonowe i rtęciowe oraz oparte na wyładowaniu jarzeniowym w gazach obojętnych z parami rtęci i innych.

Rodzaje źródeł światła

Do wytwarzania światła można wykorzystać różne formy energii i w związku z tym chcielibyśmy zwrócić uwagę na główne rodzaje źródeł światła.

  • Elektryczne: Elektryczne ogrzewanie ciał żarowych lub plazmowych Ciepło Joule'a, prądy wirowe, przepływy elektronów lub jonów;
  • Jądrowe: rozpad izotopów lub rozszczepienie jądrowe;
  • Chemiczne: spalanie paliw i podgrzewanie produktów spalania lub żarzących się ciał;
  • Termoluminescencyjny: Konwersja ciepła na światło w półprzewodnikach.
  • Tryboluminescencyjny: przekształcanie wpływów mechanicznych w światło.
  • Bioluminescencyjne: Bakteryjne źródła światła w dzikiej przyrodzie.

Niebezpieczne czynniki źródeł światła

Źródło światła o określonej konstrukcji bardzo często towarzyszy obecności niebezpiecznych czynników, z których głównymi są:

  • otwarty ogień;
  • Jasne promieniowanie świetlne jest niebezpieczne dla narządów wzroku i otwartych obszarów skóry;
  • Promieniowanie cieplne i obecność gorących powierzchni roboczych, które mogą prowadzić do oparzeń;
  • Promieniowanie świetlne o dużej intensywności, które może prowadzić do pożaru, oparzeń i obrażeń - promieniowanie laserowe, lampy łukowe itp.;
  • Palne gazy lub ciecze;
  • Wysokie napięcie zasilania;
  • Radioaktywność.

Najjaśniejsi przedstawiciele sztucznych źródeł światła

Latarka

Latarka to rodzaj oprawy, która zapewnia długotrwałe, intensywne światło na zewnątrz przy każdej pogodzie.

Najprostszą formą pochodni jest wiązka kory brzozowej lub pochodnie wykonane z żywicznych gatunków drzew, wiązka słomy itp. Dalszym udoskonaleniem jest stosowanie różnych gatunków żywic, wosków itp. substancji palnych. Czasami substancje te służą jako zwykła powłoka rdzenia palnika.

Na początku XX wieku zaczęto używać elektrycznych latarek na baterie. W życiu chłopskim można było spotkać także najbardziej prymitywne formy pochodni. Pochodnie zawsze były używane zarówno do celów użytkowych, jak i religijnych. Używano ich przy oświetlaniu ryb, podczas nocnych przepraw przez gęsty las, przy eksploracji jaskiń, do iluminacji - jednym słowem tam, gdzie korzystanie z lampionów jest niewygodne.

Nowoczesne pochodnie służą do dodawania romansu różnym ceremoniom. Z reguły są one wykonane z bambusa i jako źródło ognia posiadają nabój z płynnym olejem mineralnym. Zwykle produkowane w Chinach, ale są wyjątki. W produkcję pochodni zaangażowani są również znani europejscy projektanci.

lampa naftowa

Lampa naftowa to lampa, która spala olej. Zasada działania jest podobna do zasady działania lampy naftowej: olej wlewa się do określonego pojemnika, tam opuszcza się knot - linę składającą się z włókien roślinnych lub sztucznych, wzdłuż której zgodnie z właściwością efektu kapilarnego , olej podnosi się. Drugi koniec knota, przymocowany nad olejem, zostaje podpalony, a olej, unoszący się wzdłuż knota, pali się.

Lampa naftowa była używana od czasów starożytnych. W starożytności lampy naftowe wyrabiano z gliny lub miedzi. W arabskiej bajce „Aladyn” ze zbioru „Baśni tysiąca i jednej nocy” w miedzianej lampie mieszka dżin.

Lampa naftowa

Lampa naftowa - lampa oparta na spalaniu nafty - produktu destylacji ropy naftowej. Zasada działania lampy jest w przybliżeniu taka sama jak lampy naftowej: nafta jest wlewana do pojemnika, knot jest opuszczany. Drugi koniec knota zaciskany jest mechanizmem podnoszącym w palniku zaprojektowanym w taki sposób, aby powietrze uciekało od spodu. W przeciwieństwie do lampy naftowej, knot naftowy ma wiklinowy knot. Szkło lampy jest zainstalowane na górze palnika - aby zapewnić przyczepność, a także chronić płomień przed wiatrem.

Po powszechnym wprowadzeniu oświetlenia elektrycznego zgodnie z planem GOELRO, lampy naftowe są używane głównie na rosyjskim odludziu, gdzie często odcina się prąd, a także przez letnich mieszkańców i turystów.

żarówka

Żarówka jest elektrycznym źródłem światła, którego świecącym ciałem jest tak zwany żarnik. Obecnie wolfram i stopy na jego bazie są wykorzystywane prawie wyłącznie jako materiał do produkcji HP. Pod koniec XIX - pierwsza połowa XX wieku. HP został wykonany z tańszego i łatwego w obróbce materiału - włókna węglowego. .

Zasada działania. Żarówka wykorzystuje efekt ogrzewania przewodnika, gdy przepływa przez niego prąd elektryczny. Temperatura żarnika wolframowego gwałtownie wzrasta po włączeniu prądu. Filament emituje elektromagnetyczne promieniowanie cieplne zgodnie z prawem Plancka. Funkcja Plancka ma maksimum, którego położenie na skali długości fali zależy od temperatury. To maksimum przesuwa się wraz ze wzrostem temperatury w kierunku krótszych długości fal. Aby uzyskać promieniowanie widzialne, konieczna jest temperatura rzędu kilku tysięcy stopni, najlepiej 5770 K. Im niższa temperatura, tym mniejszy udział światła widzialnego i tym bardziej czerwone pojawia się promieniowanie.

Część energii elektrycznej zużywanej przez żarówkę zamienia się w promieniowanie, część jest tracona w wyniku procesów przewodzenia ciepła i konwekcji. Tylko niewielka część promieniowania znajduje się w obszarze światła widzialnego, większość znajduje się w promieniowaniu podczerwonym. Aby zwiększyć wydajność lampy i uzyskać maksymalnie „białe” światło, konieczne jest zwiększenie temperatury żarnika, co z kolei jest ograniczone właściwościami materiału żarnika – temperaturą topnienia. Idealna temperatura 5770 K jest nieosiągalna, ponieważ w tej temperaturze jakikolwiek znany materiał topi się, rozkłada i przestaje przewodzić prąd.

W zwykłym powietrzu w takich temperaturach wolfram natychmiast zamieniłby się w tlenek. Z tego powodu HP umieszcza się w kolbie, z której podczas produkcji LN wypompowuje się gazy atmosferyczne. Najbardziej niebezpieczne dla LN są tlen i para wodna, w atmosferze których HP szybko się utlenia. Pierwsze LN zostały wykonane próżniowo; obecnie w ewakuowanej bańce produkowane są tylko lampy małej mocy. Kolby mocniejszych LN są wypełnione gazem. Zwiększone ciśnienie w kolbie lamp wypełnionych gazem gwałtownie zmniejsza szybkość niszczenia HP w wyniku rozpylania. Kolby wypełnionych gazem LN nie pokrywają się tak szybko ciemną powłoką rozpylonego materiału HP, a temperatura tego ostatniego może być podwyższona w porównaniu z próżniowymi LN. Ta ostatnia umożliwia zwiększenie wydajności i nieznaczną zmianę widma emisji.

wydajność i trwałość. Prawie cała energia dostarczana do lampy jest zamieniana na promieniowanie cieplne, a konwekcja jest niewielka. Jednak dla ludzkiego oka dostępny jest tylko niewielki zakres długości fal tego promieniowania. Główna część promieniowania leży w niewidzialnym zakresie podczerwieni i jest odbierana jako ciepło. Sprawność żarówek osiąga maksymalną wartość 15% w temperaturze około 3400 K. Przy praktycznie osiągalnych temperaturach 2700 K sprawność wynosi 5%.

Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta wydajność żarówki, ale jednocześnie znacznie zmniejsza się jej trwałość. Przy temperaturze żarnika 2700 K żywotność lampy wynosi około 1000 godzin, przy 3400 K tylko kilka godzin. Jak pokazano na rysunku po prawej stronie, gdy napięcie wzrasta o 20%, jasność podwaja się. Jednocześnie żywotność zmniejsza się o 95%.

Ograniczona żywotność żarówki wynika w mniejszym stopniu z parowania materiału żarnika podczas pracy, aw większym stopniu z niejednorodności żarnika. Nierównomierne odparowanie materiału filamentowego prowadzi do pojawiania się cienkich obszarów o zwiększonej rezystancji elektrycznej, co z kolei prowadzi do jeszcze większego nagrzewania i parowania materiału w takich miejscach. Kiedy jedno z tych przewężeń staje się tak cienkie, że materiał żarnika w tym miejscu topi się lub całkowicie odparowuje, prąd zostaje przerwany i lampa ulega awarii.

Przeważająca część zużycia żarnika występuje przy nagłym zasileniu lampy, dlatego można znacznie wydłużyć jej żywotność stosując różnego rodzaju softstarty. Włókno wolframowe ma rezystywność na zimno, która jest tylko 2 razy wyższa niż aluminium. Kiedy lampa się przepala, często zdarza się, że przepalają się miedziane druty łączące styki podstawy ze spiralnymi uchwytami. Tak więc konwencjonalna lampa 60-watowa zużywa ponad 700 watów w momencie włączenia, a lampa 100-watowa zużywa ponad kilowat. W miarę nagrzewania się spirali jej rezystancja wzrasta, a moc spada do wartości nominalnej. .

Do wygładzenia mocy szczytowej, termistorów o silnie spadającej rezystancji w miarę nagrzewania się, można zastosować statecznik reaktywny w postaci pojemności lub indukcyjności. Napięcie na lampie wzrasta wraz z nagrzewaniem się spirali i może służyć do bocznikowania statecznika za pomocą automatyki. Bez wyłączania statecznika lampa może stracić od 5 do 20% mocy, co również może być korzystne dla zwiększenia zasobów.

Zalety i wady żarówek.

Zalety

  • niska cena;
  • małe rozmiary;
  • bezużyteczność stateczników;
  • po włączeniu zapalają się niemal natychmiast;
  • brak toksycznych składników, a co za tym idzie brak potrzeby posiadania infrastruktury do zbierania i usuwania;
  • zdolność do pracy zarówno na prądzie stałym, jak i przemiennym;
  • możliwość wykonania lamp na różne napięcia;
  • brak migotania i brzęczenia podczas pracy na prąd przemienny;
  • ciągłe widmo emisyjne;
  • odporność na impuls elektromagnetyczny;
  • możliwość korzystania z regulacji jasności;
  • normalna praca w niskich temperaturach otoczenia.

Wady

  • słaby strumień świetlny;
  • stosunkowo krótki okres użytkowania;
  • ostra zależność skuteczności świetlnej i żywotności od napięcia;
  • temperatura barwowa mieści się tylko w przedziale 2300 - 2900 k, co nadaje światłu żółtawy odcień;
  • Żarówki stanowią zagrożenie pożarowe. 30 minut po włączeniu żarówek temperatura zewnętrznej powierzchni osiąga w zależności od mocy następujące wartości: 40 W - 145°C, 75 W - 250°C, 100 W - 290°C, 200 W - 330 °C Gdy lampy stykają się z materiałami tekstylnymi, ich żarówka nagrzewa się jeszcze bardziej. Słomka dotykająca powierzchni lampy o mocy 60 W zapala się po około 67 minutach.

Sprzedaż

Zużyte żarówki nie zawierają substancji szkodliwych dla środowiska i mogą być utylizowane jako zwykłe odpady domowe. Jedynym ograniczeniem jest zakaz ich recyklingu wraz z wyrobami szklanymi.

oświetlenie LED

Oświetlenie LED jest jednym z obiecujących obszarów technologii sztucznego oświetlenia opartych na wykorzystaniu diod LED jako źródła światła. Wykorzystanie lamp LED w oświetleniu zajmuje już 6% rynku. Rozwój oświetlenia LED jest bezpośrednio związany z ewolucją technologiczną LED. Opracowano tak zwane super jasne diody LED, specjalnie zaprojektowane do sztucznego oświetlenia.

Zalety

W porównaniu z konwencjonalnymi żarówkami diody LED mają wiele zalet:

  • oszczędniej zużywać energię elektryczną w porównaniu z tradycyjnymi żarówkami. Na przykład systemy oświetlenia ulicznego LED z zasilaczem rezonansowym mogą wytwarzać 132 lumenów na wat, w porównaniu do 150 lumenów na wat w przypadku lamp sodowych. Lub w stosunku do 15 lumenów na wat dla zwykłej żarówki i 80-100 lumenów na wat dla świetlówek rtęciowych;
  • żywotność jest 30 razy dłuższa w porównaniu do LN;
  • możliwość uzyskania różnych charakterystyk widmowych, bez strat w filtrach świetlnych;
  • bezpieczeństwo użytkowania;
  • mały rozmiar;
  • brak oparów rtęci;
  • brak promieniowania ultrafioletowego i niskiego promieniowania podczerwonego;
  • niewielkie rozpraszanie ciepła;
  • wśród producentów to właśnie źródła światła LED uznawane są za najbardziej funkcjonalny i obiecujący kierunek zarówno pod względem energooszczędności, kosztów jak i praktycznego zastosowania.

Wady

  • wysoka cena. Stosunek ceny do lumenów superjasnych diod LED jest od 50 do 100 razy większy niż w przypadku konwencjonalnej żarówki;
  • napięcie jest ściśle znormalizowane dla każdego typu lampy, dioda LED potrzebuje znamionowego prądu roboczego. Z tego powodu pojawiają się dodatkowe elementy elektroniczne, zwane źródłami prądu. Ta okoliczność wpływa na koszt systemu oświetleniowego jako całości. W najprostszym przypadku, gdy prąd jest niski, możliwe jest podłączenie diody LED do źródła stałego napięcia, ale za pomocą rezystora;
  • zasilane prądem pulsującym o częstotliwości przemysłowej migoczą silniej niż świetlówka, która z kolei migocze silniej niż żarówka;
  • może emitować krótkotrwałe zakłócenia i szum elektryczny, który jest wykrywany przez eksperymentalne porównanie z innymi typami lamp za pomocą oscyloskopu.

Aplikacja

Ze względu na efektywne zużycie energii elektrycznej oraz prostotę konstrukcji znajduje zastosowanie w ręcznych urządzeniach oświetleniowych - latarkach.

Jest również stosowany w inżynierii oświetleniowej do tworzenia designerskiego oświetlenia w specjalnych nowoczesnych projektach. Niezawodność źródeł światła LED pozwala na stosowanie ich w trudno dostępnych miejscach w celu częstej wymiany.

Kompaktowa lampa fluorescencyjna

Kompaktowa świetlówka - świetlówka, która jest mniejsza od żarówki i mniej wrażliwa na uszkodzenia mechaniczne. Często spotykane przeznaczone do montażu w standardowym gnieździe do lamp żarowych. Często kompaktowe lampy fluorescencyjne nazywane są lampami energooszczędnymi, co nie jest do końca trafne, ponieważ istnieją lampy energooszczędne oparte na innych zasadach fizycznych, takie jak diody LED.

Znakowanie i temperatura barwowa

Trzycyfrowy kod na opakowaniu lampy zazwyczaj zawiera informacje dotyczące jakości światła.

Pierwsza cyfra to wskaźnik oddawania barw w skali 1 × 10 Ra.

Druga i trzecia cyfra wskazują temperaturę barwową lampy.

Zatem oznaczenie „827” wskazuje na współczynnik oddawania barw 80 Ra i temperaturę barwową 2700 K. .

W porównaniu do lamp żarowych mają długą żywotność. Jednak zależność żywotności od wahań napięcia w sieci prowadzi do tego, że w Rosji może być równa lub nawet mniejsza niż żywotność żarówek. Można to częściowo przezwyciężyć dzięki zastosowaniu stabilizatorów napięcia i filtrów sieciowych. Głównymi przyczynami skracającymi żywotność lampy są niestabilność napięcia w sieci, częste włączanie i wyłączanie lampy.

Nowe rozwiązania umożliwiły zastosowanie energooszczędnej lampy w połączeniu z urządzeniami do zmniejszania / zwiększania oświetlenia. Żaden z wcześniej opracowanych ściemniaczy nie nadaje się do ściemniania świetlówek - w takim przypadku należy zastosować specjalne stateczniki elektroniczne z możliwością sterowania.

Dzięki zastosowaniu statecznika elektronicznego mają ulepszone właściwości w porównaniu do tradycyjnych świetlówek - szybsze włączanie, brak migotania i brzęczenia. Istnieją również lampy z systemem miękkiego startu. System miękkiego startu stopniowo zwiększa intensywność światła po włączeniu na 1-2 sekundy: przedłuża to żywotność lampy, ale nadal nie pozwala uniknąć efektu „chwilowego oślepienia światła”.

Jednocześnie świetlówki kompaktowe są pod wieloma względami gorsze od lamp LED.

Zalety

  • wysoka skuteczność świetlna, przy równej mocy, strumień świetlny CFL jest 4-6 razy większy niż LN, co pozwala zaoszczędzić energię elektryczną o 75-85%;
  • długa żywotność;
  • możliwość tworzenia lamp o różnych temperaturach barwowych;
  • ogrzewanie korpusu i żarówki jest znacznie niższe niż w przypadku żarówki.

Wady

  • widmo emisyjne: żarówka ciągła 60 W i świetlówka kompaktowa liniowa 11 W, liniowe widmo emisji może powodować zniekształcenia barw;
  • pomimo faktu, że stosowanie świetlówek kompaktowych przyczynia się do oszczędności energii elektrycznej, doświadczenie masowego stosowania w życiu codziennym ujawniło szereg problemów, z których głównym jest krótki okres użytkowania w rzeczywistych warunkach użytkowania domowego;
  • stosowanie powszechnie stosowanych podświetlanych włączników prowadzi do okresowego, co kilka sekund, krótkotrwałego zapłonu lamp, co prowadzi do szybkiej awarii lampy. Ta wada, z rzadkimi wyjątkami, zwykle nie jest zgłaszana przez producentów w instrukcjach obsługi. Aby wyeliminować ten efekt, konieczne jest podłączenie równolegle do lampy kondensatora o pojemności 0,33-0,68 mikrofaradów na napięcie co najmniej 400 V;
  • widmo takiej lampy jest liniowe. Prowadzi to nie tylko do nieprawidłowego odwzorowania kolorów, ale także do zwiększonego zmęczenia oczu. ;
  • utylizacja: świetlówki kompaktowe zawierają 3-5 mg rtęci, substancji trującej I klasy zagrożenia. Pęknięta lub uszkodzona żarówka emituje opary rtęci, które mogą powodować zatrucie rtęcią. Często indywidualni konsumenci nie zwracają uwagi na problem recyklingu świetlówek w Rosji, a producenci mają tendencję do odchodzenia od problemu.

Od 1 stycznia 2011 r., zgodnie z projektem ustawy federalnej „O oszczędzaniu energii” w Rosji, zostanie wprowadzony całkowity zakaz obrotu żarówkami o mocy powyżej 100 W. .

Świetlówka CFL z żarówką spiralną ma nierówne nałożenie luminoforu. Nakłada się go tak, aby jego warstwa po stronie tuby zwróconej w stronę podstawy była grubsza niż po stronie tuby skierowanej w stronę oświetlanego obszaru. Osiąga to kierunkowość promieniowania. .

Niektóre modele lamp wykorzystują radioaktywny krypton - 85.

CFL jest uważana za ślepą uliczkę rozwoju źródeł światła. Obecnie większość krajów europejskich stosuje źródła światła LED.

Ze względu na częste awarie świetlówek kompaktowych na długo przed upływem obiecanych przez producentów terminów, konsumenci zaczęli domagać się wprowadzenia w celach marketingowych specjalnych warunków gwarancji na produkty CFL, współmiernych do deklarowanych przez producentów.

W związku z „negatywnymi” wypowiedziami na temat lamp energooszczędnych postanowiliśmy przyjrzeć się im bliżej i spróbować choć trochę rozjaśnić tę kwestię.

Przede wszystkim chcemy zauważyć, że w fachowej literaturze technicznej takie lampy nazywane są świetlówkami kompaktowymi, w języku rosyjskim - świetlówkami kompaktowymi, a po drugie nazywane są lampami energooszczędnymi.

Od dawna toczy się dyskusja na temat możliwej szkodliwości dla zdrowia świetlówek kompaktowych, związanej z generowaniem innego widma światła, migotaniem, „brudną elektrycznością”, promieniowaniem elektromagnetycznym, nierozwiązaną kwestią utylizacji itp. Nie będziemy jednak konkretyzować dowodów w tych kwestiach, ponieważ. nie możemy zajmować się profesjonalnymi badaniami i nie jesteśmy ekspertami w tej dziedzinie, chcemy tylko zbierać, studiować i analizować materiały prezentowane przez ekspertów w Internecie.

Oświetlenie naturalne lub naturalne to takie, które uzyskuje się z naturalnych źródeł światła. Wewnętrzne naturalne nasłonecznienie pomieszczenia powstaje dzięki ukierunkowanej energii promieniowania słonecznego, strumieniom światła rozproszonym w atmosferze, wnikającym do pomieszczenia przez otwory świetlne oraz światłu odbitemu od powierzchni.

Sztuczne oświetlenie uzyskuje się za pomocą specjalnych źródeł promieniowania świetlnego, a mianowicie: żarówek, świetlówek lub lamp halogenowych. Sztuczne źródła światła, jak również naturalne, mogą dawać światło bezpośrednie, rozproszone i odbite.

Osobliwości

Naturalne nasłonecznienie ma ważną właściwość związaną ze zmianą poziomu oświetlenia w krótkim okresie czasu. Zmiany są losowe. Zmiana mocy strumienia świetlnego nie leży w mocy człowieka, może go skorygować tylko w określony sposób. Ponieważ źródło naturalnego światła znajduje się w przybliżeniu w tej samej odległości od wszystkich oświetlanych obiektów, takie oświetlenie może być jedynie ogólne pod względem lokalizacji.

Metoda sztuczna, w przeciwieństwie do naturalnej, w zależności od odległości i kierunku źródła światła, pozwala na dokonanie lokalizacji ogólnej i lokalnej. Oświetlenie lokalne z wariantem ogólnym daje wariant łączony. Za pomocą sztucznych źródeł uzyskuje się wskaźniki światła niezbędne do określonych warunków pracy i odpoczynku.

Plusy i minusy dwóch rodzajów oświetlenia

Rozproszone i jednolite wiązki światła naturalnego pochodzenia są najbardziej komfortowe dla ludzkiego oka i zapewniają niezakłócone postrzeganie kolorów. Jednocześnie bezpośrednie promienie słoneczne mają oślepiającą jasność i są niedopuszczalne w miejscach pracy iw domu. Spadek poziomu oświetlenia przy zachmurzonym niebie lub wieczorem tj. jego nierównomierny rozkład nie pozwala ograniczyć się do naturalnego źródła światła. W okresie, w którym godziny dzienne są wystarczająco długie, uzyskuje się znaczne oszczędności w zużyciu energii, ale jednocześnie dochodzi do przegrzania pomieszczenia.

Główna wada sztucznego oświetlenia wiąże się z nieco zaburzonym postrzeganiem barw i dość dużym obciążeniem układu wzrokowego wynikającym z mikropulsacji strumieni świetlnych. Zastosowanie oświetlenia punktowego we wnętrzach, w którym migotanie lamp jest wzajemnie kompensowane i pod względem właściwości jest najbliższe rozproszonemu światłu słonecznemu, pozwala zminimalizować zmęczenie oczu. Ponadto światło punktowe może oświetlić wydzieloną strefę w przestrzeni i pozwala oszczędnie traktować zasoby energii. Sztuczne oświetlenie wymaga źródła energii, w przeciwieństwie do oświetlenia naturalnego, ale takie oświetlenie ma stałą jakość i moc strumienia świetlnego, które można dobrać według własnego uznania.

Aplikacja

Stosowanie tylko jednego rodzaju oświetlenia w większości przypadków jest nieracjonalne i nie odpowiada potrzebom człowieka w utrzymaniu jego zdrowia. Tym samym całkowity brak naturalnego nasłonecznienia zgodnie z normami ochrony pracy jest klasyfikowany jako czynnik szkodliwy. Trudno sobie nawet wyobrazić mieszkanie bez naturalnego światła. Źródła światła sztucznego pozwalają zmaksymalizować komfortowe parametry oświetlenia i znajdują również zastosowanie przy projektowaniu pomieszczenia. Żyrandole najczęściej wykorzystywane są do oświetlenia ogólnego pomieszczeń mieszkalnych. Kinkiety lub lampy podłogowe świetnie nadają się do podkreślenia okolicy. Dzięki kloszowi lub sufitowi światło z takich źródeł jest miękkie i rozproszone. Właściwość ta pozwala na szerokie zastosowanie takich lamp nie tylko do praktycznego oświetlenia, ale również do podkreślenia dowolnego elementu wnętrza. Ponadto nowoczesne sztuczne źródła światła są tak różnorodne i ładne, że same doskonale zdobią wnętrze.

Przykład źródła światła związanego z pierwszą klasą. Lampa żarowa ogólnego zastosowania w przeźroczystej bańce
Przykład źródła światła należącego do drugiej klasy. Łukowa lampa sodowa w przezroczystej bańce
Przykład źródła światła związanego z trzecią klasą. Lampa typu mieszanego w kolbie pokrytej luminoforem
Przykład źródła światła związanego z czwartą klasą. Lampa LED w formie żarówki do ogólnego użytku

Klasyfikacja źródeł światła

Nie ma gałęzi gospodarki narodowej, w której nie stosuje się sztucznego oświetlenia. Początek rozwoju przemysłu źródeł światła przypada na XIX wiek. Powodem tego było wynalezienie lamp łukowych i żarówek.

Ciało, które emituje światło w wyniku przemiany energii, nazywamy źródłem światła. Prawie wszystkie rodzaje obecnie produkowanych źródeł światła są elektryczne. Oznacza to, że prąd elektryczny jest wykorzystywany jako energia pierwotna zużywana do wytworzenia promieniowania świetlnego. Źródła światła to urządzenia emitujące światło nie tylko w widzialnej części widma (długość fali 380 - 780 nm), ale także w zakresie ultrafioletu (10 - 380 nm) i podczerwieni (780 - 10 6 nm).

Istnieją następujące rodzaje źródeł światła: termiczne, fluorescencyjne i LED.

Źródła promieniowania cieplnego są najpowszechniejsze. Promieniowanie w nich powstaje w wyniku nagrzania żarnika do temperatury, w której nie tylko pojawia się promieniowanie cieplne w widmie podczerwonym, ale obserwuje się również promieniowanie widzialne.

Źródła promieniowania luminescencyjnego są w stanie emitować światło niezależnie od stanu ciała promieniującego. Blask w nich powstaje poprzez zamianę różnych rodzajów energii bezpośrednio w promieniowanie optyczne.

Na podstawie powyższych różnic źródła światła dzieli się na cztery klasy.

Termiczny

Obejmuje to wszystkie rodzaje, w tym halogenowe, a także elektryczne promienniki podczerwieni i łuki węglowe.

Fluorescencyjny

Należą do nich następujące rodzaje lamp elektrycznych: lampy łukowe, różne lampy wyładowcze, lampy niskociśnieniowe, lampy łukowe, lampy wyładowcze impulsowe i lampy wyładowcze wysokiej częstotliwości, w tym lampy wyładowcze, w których dodaje się opary metali lub na żarówkę nakłada się powłokę luminoforową.

promieniowanie mieszane

Tego typu lampy oświetleniowe wykorzystują jednocześnie promieniowanie cieplne i fluorescencyjne. Przykładem są łuki o wysokiej intensywności.

PROWADZONY

Źródła światła LED to wszelkiego rodzaju lampy i urządzenia oświetleniowe wykorzystujące diody elektroluminescencyjne.

Ponadto istnieją inne znaki, według których klasyfikowane są lampy (według zakresu, cech konstrukcyjnych i technologicznych itp.).

Podstawowe parametry źródeł światła

Właściwości świetlne, elektryczne i użytkowe elektrycznych źródeł światła charakteryzują się szeregiem parametrów. Porównanie parametrów kilku źródeł światła, pod kątem ich zastosowania w określonym obszarze zastosowania, pozwala wybrać najbardziej odpowiednie. Porównując parametry poszczególnych egzemplarzy tego samego źródła światła, zwracając uwagę na miejsce i czas powstania, można ocenić jakość i poziom technologiczny ich wykonania.

Wymieniamy główne charakterystyki elektryczne lamp i ogólnie wszystkich źródeł światła:

Napięcie znamionowe- napięcie, przy którym lampa pracuje w trybie najbardziej ekonomicznym i dla którego została obliczona dla normalnej pracy. W przypadku żarówki napięcie znamionowe jest równe napięciu sieci zasilającej. To napięcie jest wskazane u l.n. i jest mierzony w woltach. Lampy wyładowcze nie mają takiego parametru, ponieważ napięcie szczeliny wyładowczej zależy od charakterystyki statecznika użytego do jej stabilizacji.

Moc znamionowa P l.n - obliczona wartość charakteryzująca moc pobieraną przez żarówkę, gdy jest włączona przy napięciu znamionowym. W przypadku lamp wyładowczych, w których obwodzie znajdują się stateczniki, moc znamionowa jest uważana za główny parametr. Na podstawie jego wartości w drodze eksperymentów określa się pozostałe parametry elektryczne lamp. Należy wziąć pod uwagę, że aby określić moc pobieraną z sieci, należy dodać moc lampy i statecznika.

Znamionowy prąd lampy I l.n - prąd pobierany przez lampę przy napięciu znamionowym i mocy znamionowej.

Rodzaj prądu- zmienna lub stała. Ten parametr jest znormalizowany tylko dla lamp wyładowczych. Ma to wpływ na inne parametry (poza wcześniej wymienionymi), które zmieniają się wraz z rodzajem prądu, a dotyczy to lamp pracujących tylko na prąd stały lub tylko na prąd zmienny.

Główne parametry świetlne źródeł światła to:

Lekki przepływ emitowane przez lampę. Aby zmierzyć strumień świetlny żarówki, włącza się ją przy napięciu znamionowym. W przypadku lamp wyładowczych pomiar jest wykonywany podczas pracy z mocą znamionową. Strumień świetlny jest oznaczony literą F (łac. phi). Jednostką strumienia świetlnego jest lumen (lm).

Moc światła. Dla niektórych typów zamiast strumienia świetlnego parametrami są średnie sferyczne światłość lub jasność żarnika. W przypadku takich lamp są to główne parametry świetlne. Stosowane symbole natężenia światła Iv, I wΘ , dla jasności - Ł, ich jednostkami miary są odpowiednio kandela (cd) i kandela na metr kwadratowy (cd / m2).

Skuteczność świetlna lampy, to stosunek strumienia świetlnego lampy do jej mocy

Jednostka strumienia świetlnego- jednostka miary parametru lumeny na wat (Lm / W). Za pomocą tego parametru można ocenić efektywność wykorzystania źródeł światła w instalacjach oświetleniowych. Jednak inny parametr jest używany jako charakterystyka lamp naświetlających - wartość powrotu strumienia promieniowania.

Stabilność strumienia świetlnego- procentowa wielkość redukcji strumienia świetlnego pod koniec żywotności lampy do początkowego strumienia świetlnego.

Parametry eksploatacyjne źródeł światła obejmują parametry charakteryzujące sprawność źródła w określonych warunkach pracy:

Pełna żywotnośćτ ogółem - czas świecenia w godzinach źródła światła, załączonego w warunkach nominalnych, aż do całkowitej awarii (przepalenie żarówki, brak zapłonu większości lamp wyładowczych).

Użyteczne życieτ p to czas palenia się w godzinach źródła światła, załączonego w warunkach nominalnych, do momentu obniżenia strumienia świetlnego do poziomu, przy którym jego dalsza eksploatacja staje się ekonomicznie nieopłacalna.

Średnia żywotnośćτ to główny parametr pracy lampy. Przedstawia średnią arytmetyczną z całkowitych okresów eksploatacji grup lamp (co najmniej dziesięciu), pod warunkiem że średni strumień świetlny lamp z grupy do czasu osiągnięcia średniego okresu eksploatacji mieści się w okresie użytkowania, tj. stabilność strumienia. Ten parametr jest szczególnie ważny w przypadku żarówek, ponieważ wzrost ich skuteczności świetlnej przy niezmiennych innych parametrach prowadzi do skrócenia żywotności. Ponieważ eksperymentalne wyznaczenie żywotności prowadzi do awarii badanych lamp, parametr ten wyznacza się na pewnej liczbie lamp z zadanym stopniem prawdopodobieństwa obliczonym zgodnie z prawami statystyki matematycznej.

Trwałość dynamiczna- parametr charakteryzujący żywotność żarówek w warunkach wibracji i wstrząsów. Lampy o wymaganej trwałości dynamicznej muszą wytrzymać określoną liczbę cykli testowych w określonym zakresie częstotliwości.

Aby wyjaśnić działanie lamp, oprócz pojęcia średniej żywotności, stosuje się pojęcie żywotności gwarancyjnej, która określa minimalny czas palenia wszystkich lamp w partii. Pojęciu temu nadano czasem znaczenie komercyjne, uznając okres gwarancji za czas, w którym jakakolwiek lampa powinna się palić.

Stosunkowo ograniczony czas palenia się źródeł światła, zwłaszcza żarówek, stawia wymóg ich wymienności, co można osiągnąć tylko wtedy, gdy parametry poszczególnych lamp są powtarzalne.

Dla zapewnienia sprawności instalacji oświetleniowej ważny jest zarówno początkowy strumień świetlny lampy, jak i zależność jego zaniku od czasu pracy. Wraz ze wzrostem czasu eksploatacji instalacji oświetleniowej maleje rola nakładów kapitałowych w koszcie energii świetlnej. Wynika z tego, że instalacje oświetleniowe o małej liczbie godzin świecenia w ciągu roku powinny być wykonywane przy użyciu tańszych żarówek i odwrotnie, w przemysłowych instalacjach oświetleniowych, w których czas świecenia wynosi 3000 godzin lub więcej, racjonalne jest stosowanie gazowych źródeł wyładowczych, które są bardziej droższe niż żarówki, światło o wysokiej skuteczności świetlnej. Koszt jednostki energii świetlnej jest również określany przez taryfę energii elektrycznej. Przy niskich taryfach uzasadnione jest stosowanie w instalacjach oświetleniowych lamp o stosunkowo niskiej skuteczności świetlnej i zwiększonej żywotności.










Pierwszym źródłem światła używanym przez ludzi w ich działalności był ogień ognia. Z biegiem czasu ludzie odkryli, że więcej światła można uzyskać spalając drewno żywiczne, żywice naturalne, oleje i woski. Z punktu widzenia właściwości chemicznych takie materiały zawierają wyższy procent węgla, a podczas spalania cząsteczki węgla bardzo się nagrzewają w płomieniu i emitują światło. Świeca Czasy starożytne Lucina


Latarnie gazowe Jako paliwo wykorzystywano gaz świetlny uzyskiwany z tłuszczu zwierząt morskich (wieloryby, delfiny), później benzen. Pomysł wykorzystania gazu do oświetlenia ulicznego należał do przyszłego króla Jerzego IV, a wówczas jeszcze księcia Walii. W jego rezydencji, Carlton House, zapalono pierwszą latarnię gazową. Dwa lata później – w 1807 roku – na Pall Mall pojawiły się lampy gazowe, które stały się pierwszą ulicą na świecie z oświetleniem gazowym. W tym czasie z otwartego końca rury gazowej wydobywał się zapalony gaz. Wkrótce, aby chronić palnik, zbudowano metalowy klosz z kilkoma otworami. Do 1819 roku w Londynie położono 288 mil rur gazowych, zaopatrując w gaz 51 000 latarni. W ciągu następnych dziesięciu lat większość centralnych ulic największych angielskich miast była już oświetlona gazem.


Dalszy postęp w dziedzinie wynalazczości i projektowania źródeł światła był w dużej mierze związany z odkryciem elektryczności i wynalezieniem źródeł prądu. Po podgrzaniu prądem elektrycznym różne materiały przewodzące o wysokiej temperaturze topnienia emitują światło widzialne i mogą służyć jako źródła światła o różnym natężeniu. Zaproponowano takie materiały jak: grafit (włókno węglowe), platyna, wolfram, molibden, ren i ich stopy. Żarówki elektryczne Żarówki elektryczne


W latach Lodygin tworzy swoją pierwszą żarówkę. Jesienią 1873 roku na jednej z ulic Petersburga zapalają się żarówki Lodygina. Współczesny wynalazcy pisał później o tym znaczącym wydarzeniu: „Tłumy ludzi podziwiały to oświetlenie, ten ogień z nieba… Lodygin jako pierwszy wyniósł żarówkę z gabinetu fizyki na ulicę” i rozważa roku powstała elektryczna żarówka. Pierwsze żarówki Lodygin były po prostu ułożone. Wyglądają jak nowoczesne żarówki. Zewnętrzną powłokę stanowiła szklana kula, do której wsunięto (przez metalową ramkę) dwa miedziane pręty połączone ze źródłem prądu. Pomiędzy prętami wzmocniono pręt węglowy lub trójkąt węglowy. Podczas przepuszczania prądu elektrycznego przez taki przewodnik węgiel, ze względu na swoją dużą rezystancję, nagrzewał się i żarzył. Początkowo A.N. Lodygin nie wypompowywał powietrza ze swoich lamp. W szklanej bańce lampy umieścił dość gruby pręt węglowy i szczelnie, hermetycznie zamknął bańkę. Jednocześnie, jak sądził wynalazca, cały tlen z powietrza pozostałego w cylindrze zostałby szybko zużyty do utlenienia węgla (tj. do jego spalenia), a następnie, gdy w lampie zabrakłoby tlenu , karbonowy pręt służyłby już prawidłowo bez przepalenia i bez zepsucia. Jednak testy wykazały, że takie lampy są nadal krótkotrwałe. Płonęły przez około 30 minut. Dlatego później zaczęto wypompowywać powietrze z lamp. Świeca Yablochkov Składa się z 2 prętów węglowych, pomiędzy którymi następuje wyładowanie łukowe. Lampa Lodygin


Świece Jabłoczkowa pojawiły się w sprzedaży i zaczęły się rozchodzić w ogromnych ilościach, każda świeca kosztowała około 20 kopiejek i paliła się przez 1,5 godziny; po tym czasie trzeba było włożyć do latarni nową świecę. Następnie wynaleziono latarnie z automatyczną wymianą świec kopiejek W lutym 1877 r. modne sklepy Luwru zostały oświetlone światłem elektrycznym. Wtedy na placu przed operą zapłonęły świece Jabłoczkowa. Wreszcie w maju 1877 roku po raz pierwszy oświetlili jedną z najpiękniejszych arterii stolicy, Avenue de lOpera. Mieszkańcy francuskiej stolicy, przyzwyczajeni do przyćmionego, gazowego oświetlenia ulic i placów, na początku zmierzchu tłumnie gromadzili się, by podziwiać girlandy z matowobiałych kul osadzonych na wysokich metalowych słupach. A kiedy wszystkie latarnie rozbłysły na raz jasnym i przyjemnym światłem, publiczność była zachwycona. Nie mniej godne podziwu było oświetlenie ogromnego paryskiego krytego hipodromu. Jego bieżnię oświetlało 20 lamp łukowych z reflektorami, a miejsca siedzące dla widzów 120 świec elektrycznych Jabłoczkowa, rozmieszczonych w dwóch rzędach Hipodromu w Luwrze.


Wężownica wolframowa umieszczona w kolbie, z której wypompowywane jest powietrze, jest ogrzewana prądem elektrycznym. W ponad 120-letniej historii żarówek powstała ich ogromna różnorodność, od miniaturowych lampek do latarki po półkilowatowe lampy do projektorów. Skuteczność świetlna Lm/W typowa dla LN wygląda bardzo nieprzekonująco na tle rekordowych osiągnięć innych typów lamp. LN są grzejnikami w większym stopniu niż oświetlacze: lwia część energii elektrycznej zasilającej żarnik zamienia się nie w światło, ale w ciepło.Żywotność LN z reguły nie przekracza 1000 godzin, co według standardów czasowych jest bardzo mały. Co sprawia, że ​​ludzie kupują (15 miliardów rocznie!) tak nieefektywne i krótkotrwałe źródła światła? Oprócz siły przyzwyczajenia i wyjątkowo niskiej ceny początkowej, powodem tego jest ogromny wybór różnych typów szklanych kolb LN. Nowoczesne żarówki


Prąd elektryczny przepływający przez cewkę wolframową) podgrzewa ją do wysokiej temperatury. Po podgrzaniu wolfram zaczyna świecić. Jednak ze względu na wysoką temperaturę pracy atomy wolframu stale odparowują z powierzchni żarnika wolframowego i osadzają się (kondensują) na chłodniejszych powierzchniach szklanej bańki, ograniczając żywotność lampy. W lampie halogenowej jod otaczający wolfram wchodzi w reakcję chemiczną z odparowanymi atomami wolframu, zapobiegając osadzaniu się tych ostatnich na bańce. Atomy wolframu są zatem skoncentrowane albo na samej helisie, albo w jej pobliżu. Dzięki temu atomy wolframu wracają do spirali, co umożliwia zwiększenie temperatury pracy spirali (uzyskanie jaśniejszego światła) oraz wydłużenie żywotności lampy Jod z atomami wolframu Żarówki halogenowe Lampy halogenowe IRC (IRC oznacza powłokę na podczerwień). Na żarówki takich lamp nakładana jest specjalna powłoka, która przepuszcza światło widzialne, ale opóźnia promieniowanie podczerwone (termiczne) i odbija je z powrotem do spirali. Dzięki temu zmniejsza się utrata ciepła, a co za tym idzie zwiększa się wydajność lampy. Dzięki podczerwieni zużycie energii zmniejsza się o 45%, a żywotność jest podwojona (w porównaniu z konwencjonalną lampą halogenową)






GAZOWO-WYŁADOWCZE ŹRÓDŁA ŚWIATŁA LUB LAMPY ZIMNE Działanie takich lamp opiera się na fakcie, że gazy, najczęściej obojętne, oraz opary różnych metali emitują światło, gdy przepływa przez nie prąd elektryczny. Ta metoda emitowania światła nazywana jest elektroluminescencją.W tym przypadku każdy gaz lub para świeci własnym kolorem. Dlatego wraz z oświetleniem służą do reklamy i sygnalizacji.




Lampy fluorescencyjne (LL) niskociśnieniowe lampy wyładowcze to cylindryczna rura z elektrodami, do której pompowane są opary rtęci. Pod wpływem wyładowania elektrycznego pary rtęci emitują promienie ultrafioletowe, które z kolei powodują, że luminofor osadzony na ściankach rurki emituje światło widzialne. LL dają miękkie, równomierne światło, ale ze względu na dużą powierzchnię promieniowania trudno jest kontrolować rozkład światła w przestrzeni.Jedną z głównych zalet LL jest trwałość (żywotność do godzin). Ze względu na swoją opłacalność i trwałość LL stały się najczęstszymi źródłami światła w biurach korporacyjnych. W krajach o łagodnym klimacie LL są szeroko stosowane w oświetleniu zewnętrznym miast. W zimnych regionach ich propagacja jest utrudniona przez spadek strumienia świetlnego w niskich temperaturach. Jeśli „skręcimy” świetlówkę LL w spiralę, otrzymamy świetlówkę kompaktową CFL. Lampy fluorescencyjne są energooszczędnymi lampami fluorescencyjnymi




GŁÓWNĄ WADĄ LAMP NOWEJ GENERACJI JEST to, że zawierają one pary rtęci, po około 3-5 mg substancji każda. Rtęć należy do pierwszej klasy zagrożenia (skrajnie niebezpieczna substancja chemiczna). System recyklingu lamp energooszczędnych w naszym kraju nie został przemyślany. W kraju praktycznie nie ma przedsiębiorstw, które mogłyby odpowiednio utylizować te produkty. Ludzie są przyzwyczajeni do wyrzucania zużytych lamp wraz ze zwykłymi odpadami domowymi. W tym przypadku jest to niedozwolone. Największe szkody mogą wyrządzić organiczne związki rtęci, które powstają po uwolnieniu substancji chemicznej do środowiska wraz z opadami atmosferycznymi. Nieostrożne obchodzenie się z lampami energooszczędnymi może prowadzić do zatrucia rtęcią. Na przykład, jeśli przypadkowo stłuczesz tylko jedną żarówkę, przekroczenie maksymalnego dopuszczalnego stężenia rtęci w powietrzu osiągnie 160 razy. W rezultacie wpływa to na układ nerwowy, wątrobę, nerki i przewód pokarmowy. Jeśli przypadkowo stłuczesz żarówkę energooszczędnej lampy, natychmiast dokładnie wywietrz pomieszczenie. Ponadto żarówki nowej generacji wytwarzają intensywniejsze promieniowanie niż konwencjonalne. Według Brytyjskiego Stowarzyszenia Dermatologów może to dotyczyć przede wszystkim osób ze zwiększoną wrażliwością skóry na światłoczułość. Według naukowców używanie energooszczędnych lamp może szkodzić osobie z chorobami skóry i prowadzić do raka skóry, a także powodować migreny i zawroty głowy u osób z padaczką.


Diody LED Półprzewodnikowe urządzenia emitujące światło Diody LED nazywane są źródłami światła przyszłości. Osiągnięte cechy diod LED – skuteczność świetlna do 25 Lm/W, żywotność zegarków – zapewniły już wiodącą pozycję w sprzęcie oświetleniowym, technice motoryzacyjnej i lotniczej. Źródła światła LED są o krok od inwazji na rynek oświetlenia ogólnego i będziemy musieli tę inwazję przetrwać w nadchodzących latach.


Zasada działania diod LED zasadniczo różni się od zasady działania konwencjonalnej żarówki, prąd nie przepływa przez włókno, ale przez układ półprzewodnikowy. Dlatego lampy LED wymagają stałego prądu do działania. Czerwone, zielone i żółte diody LED są od dawna stosowane na przykład w monitorach i telewizorach. Wraz z rozwojem technologii stało się możliwe wytwarzanie również niebieskich diod LED (diody elektroluminescencyjne w kolorze niebieskim). Początkowo do stworzenia białej poświaty użyto kombinacji czerwonych, zielonych i niebieskich diod LED. Ale dzięki szybkiemu postępowi technologicznemu w rozwoju diod LED biały kolor można teraz uzyskać za pomocą 1 diody LED. Aby to zrobić, niebieska dioda LED jest pokryta żółtawą kompozycją fluorescencyjną, uzyskany kolor będzie miał zimny odcień ze względu na duży przepływ niebieskiego światła (podobnie jak w przypadku świetlówek dziennych). Diody LED w przeciwieństwie do standardowych lamp nie dają światła rozproszonego, lecz kierunkowe, podobnie jak reflektory, ale jednocześnie kąt rozsyłu światła jest węższy niż w przypadku lamp halogenowych. Aby go zwiększyć, stosuje się różne soczewki i ekrany dyfuzyjne. Kąt 120 stopni można uzyskać stosując diody LED bez obudowy, tak jak przy montażu bezpośrednio na płytce bez soczewek.


Zalety zastosowania diod LED: Diody LED charakteryzują się wysoką skutecznością świetlną Lm/W, podczas gdy standardowe lampy mają skuteczność świetlną na poziomie 7-12 Lm/W. Jednocześnie zużycie energii pozostaje dość niskie (40-100 mW), więc do oświetlenia potrzeba tylko kilku lamp. Lampy LED niemieckiej firmy Paulmann (Paulmann) zużywają zaledwie 1W energii elektrycznej przy dużej mocy świetlnej. Diody LED prawie nie emitują ciepła. Jednak w przypadku lamp dużej mocy stosuje się radiatory, ale ciepło jest uwalniane i rozprowadzane na bardzo ograniczonym obszarze. Diody LED mają żywotność tysięcy godzin, a po tym czasie nadal będą działać, chociaż będą dawać mniej niż 50% oryginalnego światła. Odpowiada to 11 latom ciągłego użytkowania żarówki. Dokładne odwzorowanie kolorów dzięki brakowi promieniowania UV. Odporność na wibracje. Możliwość zastosowania dłuższego kabla z DC lub AC 50Hz. Diody LED są coraz częściej stosowane w lampach, pełnią rolę źródła światła, a nie tylko oświetlenia dekoracyjnego. Przykłady zastosowań: na zewnątrz, łazienka, kuchnia, przedpokój, salon.


W wyniku światowego kryzysu problem oszczędzania energii stał się jeszcze bardziej palący na całym świecie. W związku z tym od 1 września 2009 r. 27 krajów UE wprowadziło już zakaz sprzedaży żarówek o mocy 100 i więcej watów. A już w 2011 roku w Europie planowane jest wprowadzenie embarga na sprzedaż najpopularniejszych wśród kupujących żarówek 60-watowych. Do końca 2012 roku planowane jest całkowite zrezygnowanie z żarówek. W 2013 roku Kongres Stanów Zjednoczonych uchwalił ustawę o wycofaniu żarówek. Zgodnie z tymi przepisami mieszkańcy Unii Europejskiej i Stanów Zjednoczonych całkowicie przestawią się na energooszczędne źródła światła - świetlówki i lampy LED. Na Ukrainie, zgodnie z dekretem rządu, zaprzestanie produkcji i sprzedaży żarówek przewidywane jest już w 2013 roku.




W niektórych reakcjach chemicznych uwalniających energię część tej energii jest bezpośrednio wydawana na emisję światła. Źródło światła pozostaje zimne (ma temperaturę otoczenia). Zjawisko to nazywane jest chemiluminescencją. Prawie każdy z Was go zna. Latem w lesie można zobaczyć nocą owada świetlika. Mała zielona „latarka” „płonie” na jego ciele. Łapiąc świetlika, nie poparzysz sobie palców. Świecący punkt na grzbiecie ma prawie taką samą temperaturę jak otaczające powietrze. Inne żywe organizmy również mają właściwość świecenia: bakterie, owady, wiele ryb żyjących na dużych głębokościach. Kawałki butwiejącego drewna często świecą w ciemności. Chemiluminescencja


Sposoby emisji światła 1. Promieniowanie cieplne - promieniowanie światła przez płomień ognia, Słońce, drewnianą pochodnię, świecę, żarówki elektryczne (lampa Lodygina, świeca Jabłoczkowa, lampy gazowe, lampy halogenowe) 2. Elektroluminescencja - świetlówki, świetlówki, tuby reklamowe. 3. Katodoluminescencja - blask ekranu telewizora, oscyloskopów 4. Chemiluminescencja - blask świetlików, butwiejących drzew, ryb. 5. Promieniowanie półprzewodników przy przepływie prądu - lampy LED


Zawsze i wszędzie jesteśmy otoczeni światłem, ponieważ jest ono integralną częścią życia. Ogień, słońce, księżyc lub lampa stołowa należą do tej kategorii. Teraz naszym zadaniem będzie rozważenie naturalnych i sztucznych źródeł światła.

Wcześniej ludzie nie mieli inteligentnych budzików i telefonów komórkowych, które pomagają nam wstać, kiedy tego potrzebujemy. Funkcję tę pełniło Słońce. Wstało - ludzie biorą się do pracy, wieś - kładzie się odpocząć. Ale z biegiem czasu nauczyliśmy się wytwarzać sztuczne źródła światła, omówimy je bardziej szczegółowo w artykule. Musisz zacząć od najważniejszej koncepcji.

Światło

W ogólnym sensie jest to fala (elektromagnetyczna), która jest postrzegana przez ludzki narząd wzroku. Ale nadal istnieją ramki, które widzi osoba (od 380 do 780 nm). Wcześniej, choć tego nie widzimy, nasza skóra to odczuwa (oparzenia słoneczne), po tym ramowym nadejściu promieniowania podczerwonego widzą je niektóre organizmy żywe, a przez człowieka jest ono odbierane jako ciepło.

Teraz przeanalizujmy to pytanie: dlaczego światło ma różne kolory? Wszystko zależy od długości fali, na przykład fiolet tworzy wiązka o długości 380 nm, zieleń to 500 nm, a czerwień to 625. Ogólnie rzecz biorąc, istnieje 7 podstawowych kolorów, które możemy zaobserwować podczas zjawiska takiego jak tęcza. Ale wiele, zwłaszcza sztuczne źródła światła, emituje białe fale. Nawet jeśli weźmiesz żarówkę, która wisi w twoim pokoju, z prawdopodobieństwem 90 procent świeci ona białym światłem. Tak więc uzyskuje się go przez zmieszanie wszystkich kolorów podstawowych:

  • Czerwony.
  • Pomarańczowy.
  • żółty.
  • Zielony.
  • Niebieski.
  • Niebieski.
  • Fioletowy.

Są bardzo łatwe do zapamiętania, wielu używa takich linii: każdy myśliwy chce wiedzieć, gdzie siedzi bażant. Nawiasem mówiąc, pierwsze litery każdego słowa wskazują kolor, w tęczy znajdują się dokładnie w tej kolejności. Po uporaniu się z samą koncepcją proponujemy przejść do pytania „i sztuczne”. Szczegółowo przeanalizujemy każdy typ.

Źródła światła

W naszych czasach nie ma ani jednej gałęzi gospodarki, która nie wykorzystywałaby do swojej produkcji sztucznych źródeł światła. Kiedy człowiek po raz pierwszy zajął się produkcją?To było jeszcze w XIX wieku, a przyczyną rozwoju przemysłu było wynalezienie łuku i żarówek.

Naturalne i sztuczne źródła światła to ciała, które są w stanie emitować światło, a raczej przekształcać jedną energię w drugą. Na przykład prąd elektryczny w falę elektromagnetyczną. Sztucznym źródłem światła działającym na tej zasadzie jest tak powszechna w życiu codziennym żarówka elektryczna.

W poprzedniej części powiedzieliśmy, że nie każde światło jest postrzegane przez nasze narządy wzroku, niemniej jednak źródłem światła jest obiekt, który emituje fale niewidoczne dla naszych oczu.

Klasyfikacja

Zacznijmy od tego, że wszystkie dzielą się na dwie duże klasy:

  • Sztuczne źródła światła (lampy, palniki, świece itp.).
  • Naturalne (światło Słońca, Księżyca, blask gwiazd itp.).

Z kolei każda klasa dzieli się na grupy i podgrupy. Zacznijmy od pierwszego, sztuczne źródła wyróżniają:

  • Termiczny.
  • Świecący.
  • PROWADZONY.

Poniżej rozważymy bardziej szczegółową klasyfikację. Druga klasa obejmuje następujące elementy:

  • Słońce.
  • Gaz międzygwiezdny i same gwiazdy.
  • Wyładowania atmosferyczne.
  • Bioluminescencja.

naturalne źródła światła

Wszystkie obiekty emitujące światło pochodzenia naturalnego są źródłami naturalnymi. W tym przypadku emisja światła może być zarówno właściwością pierwotną, jak i drugorzędną. Jeśli porównamy naturalne i sztuczne źródła światła, których przykłady już rozważaliśmy, to ich główna różnica polega na tym, że te ostatnie emitują światło widoczne dla naszego oka dzięki osobie, a raczej produkcji.

Przede wszystkim, co każdemu przychodzi na myśl, naturalnym źródłem jest Słońce, które jest źródłem światła i ciepła dla całej naszej planety. Naturalnymi źródłami są również gwiazdy i komety, wyładowania elektryczne (na przykład wyładowania atmosferyczne podczas burzy), poświata organizmów żywych, proces ten nazywany jest również bioluminescencją (przykładem są świetliki, niektóre organizmy wodne żyjące na dnie itp. ). Naturalne źródła światła odgrywają bardzo ważną rolę zarówno dla człowieka, jak i innych organizmów żywych.

Rodzaje sztucznych źródeł światła

Dlaczego ich potrzebujemy? Wyobraź sobie, jak zmieni się nasze życie bez zwykłych lampek, lampek nocnych i podobnych urządzeń. Jaki jest cel sztucznego światła? W tworzeniu korzystnego środowiska i warunków widoczności dla człowieka, a tym samym utrzymaniu zdrowia i dobrego samopoczucia, zmniejszaniu zmęczenia narządu wzroku.

Sztuczne źródła światła można podzielić na dwie dość obszerne grupy:

  • Są pospolite.
  • Łączny.

Na przykład w przypadku pierwszej grupy wszystkie obszary produkcyjne są zawsze oświetlane lampami tego samego typu, które znajdują się w tej samej odległości od siebie, a moc lamp jest taka sama. Jeśli mówimy o drugiej grupie, to do powyższego dodano jeszcze kilka lamp, które mocniej podkreślają dowolną powierzchnię roboczą, na przykład stół lub maszynę. Te dodatkowe źródła nazywane są oświetleniem lokalnym. Jednocześnie, jeśli stosowane jest tylko oświetlenie lokalne, wpłynie to w dużym stopniu na zmęczenie, a skutkiem będzie spadek wydajności, ponadto możliwe są wypadki i wypadki przy pracy.

Oświetlenie robocze, służbowe i awaryjne

Jeśli weźmiemy pod uwagę klasyfikację źródeł sztucznych ze względu na cel funkcjonalny, możemy wyróżnić następujące grupy:

  • Pracujący;
  • obowiązek;
  • Nagły wypadek.

Teraz trochę więcej o każdym typie. Oświetlenie robocze jest dostępne wszędzie tam, gdzie konieczne jest utrzymanie ludzi przy pracy lub oświetlenie drogi dla nadjeżdżających pojazdów. Druga klasa oświetlenia zaczyna funkcjonować po godzinach pracy. Ostatnia grupa jest potrzebna do utrzymania produkcji w przypadku wyłączenia głównego (roboczego) źródła światła, jest minimalna, ale może czasowo zastąpić oświetlenie robocze.

żarówka

Obecnie do oświetlania obszarów produkcyjnych stosuje się następujące rodzaje żarówek:

  • Fluorowiec.
  • Wyładowanie gazowe.

A czym w ogóle jest żarówka? Pierwszą rzeczą, na którą należy zwrócić uwagę, jest to, że jest to źródło elektryczne, a światło widzimy dzięki gorącemu ciału zwanemu ciałem żarnika. Wcześniej (w XIX wieku) korpus cieplny wykonywano z substancji takiej jak wolfram lub ze stopu na jego bazie. Teraz jest wykonany z tańszego włókna węglowego.

Rodzaje, zalety i wady

Obecnie przedsiębiorstwa przemysłowe produkują dużą liczbę różnych żarówek, wśród których najpopularniejsze to:

  • Próżnia.
  • Lampy z wypełnieniem kryptonem.
  • bispiralny.
  • Wypełniony mieszaniną argonu i azotu.

Przyjrzyjmy się teraz ostatniemu pytaniu, które dotyczy mianowicie zalet i wad. Plusy: są niedrogie w produkcji, są niewielkich rozmiarów, jeśli je włączysz, nie musisz czekać, aż się rozbłyśnie, przy produkcji żarówek nie stosuje się toksycznych składników, działają zarówno na bezpośrednie, jak i prąd przemienny, można zastosować ściemniacz, dobra nieprzerwana praca nawet przy bardzo niskich temperaturach. Pomimo tak dużej liczby zalet, nadal istnieją wady: nie świecą zbyt mocno, światło ma żółtawy odcień, bardzo się nagrzewają podczas pracy, co czasami prowadzi do pożarów w kontakcie z materiałem tekstylnym.

lampa wyładowcza

Wszystkie dzielą się na lampy wysokociśnieniowe i niskociśnieniowe, większość z nich działa na opary rtęci. To oni zastąpili żarówki, do których jesteśmy tak przyzwyczajeni, ale mają po prostu masę minusów, z których jeden już powiedzieliśmy, a mianowicie możliwość zatrucia rtęcią, możemy również zaliczyć hałas, migotanie, które prowadzi do szybsze zmęczenie, liniowe widmo promieniowania i tak dalej.

Takie lampy mogą nam oczywiście służyć nawet dwadzieścia tysięcy godzin, jeśli żarówka jest nienaruszona, a emitowane przez nią światło jest albo ciepłe, albo neutralne.

Stosowanie sztucznych źródeł światła jest dość powszechne, na przykład lampy wyładowcze są bardzo często używane do dziś w sklepach czy biurach, w oświetleniu dekoracyjnym lub artystycznym, swoją drogą profesjonalny sprzęt oświetleniowy również nie mógłby obejść się bez lampy wyładowczej.

Teraz produkcja lamp wyładowczych jest bardzo powszechna, co pociąga za sobą dużą liczbę typów, które rozważymy obecnie jako jeden z najpopularniejszych.

Lampa fluorescencyjna

Jak już wspomniano, jest to jeden z rodzajów lamp wyładowczych. Warto zauważyć, że są one często używane jako główne źródło światła, świetlówki są znacznie mocniejsze niż żarówki, a jednocześnie zużywają taką samą energię. Ponieważ już rozpoczęliśmy porównanie z lampami żarowymi, odpowiedni będzie również następujący fakt - żywotność lamp fluorescencyjnych może przekraczać dwudziestokrotnie żywotność lamp żarowych.

Jeśli chodzi o ich odmiany, często używają przypominającej tubę, a wewnątrz znajdują się opary rtęci. Jest to bardzo ekonomiczne źródło światła, które jest powszechne w miejscach publicznych (szkoły, szpitale, biura itp.).

Źródła światła, naturalne i sztuczne, których przykłady rozważaliśmy, są po prostu niezbędne dla ludzi i innych żywych stworzeń naszej planety. Naturalne źródła nie pozwalają nam zgubić się w czasie, podczas gdy sztuczne źródła dbają o nasze zdrowie i dobre samopoczucie w przedsiębiorstwach, zmniejszając odsetek wypadków i wypadków.