Razlika med naravno in umetno razsvetljavo. Umetni viri svetlobe in njihova učinkovitost

  • električna energija;
  • svetlobna energija;
  • termalna energija;
  • energija kemičnih vezi, ki jo najdemo v hrani in gorivu, vsaka od teh vrst energije je bila nekoč sončna energija!

Tako je najpomembnejša – glavna energija za življenje na zemlji – sončna energija.

umetni viri svetlobe

Sodobni tehnološki napredek je zelo napredoval. Človeštvo je uspelo ustvariti umetno energijo svetlobe in toplote, ki je trdno vstopila v življenje človeka in brez katere človeštvo ne more več obstajati. Danes je v sodobnem svetu veliko različnih umetnih virov svetlobe in toplote.

Umetni viri svetlobe so tehnične naprave različnih izvedb in različnih načinov pretvorbe energije, katerih glavni namen je pridobivanje svetlobnega sevanja. Svetlobni viri uporabljajo predvsem elektriko, včasih pa se uporabljajo tudi kemična energija in drugi načini ustvarjanja svetlobe.

Prvi vir svetlobe, ki so ga ljudje uporabljali pri svojih dejavnostih, je bil ogenj ognja. S časom in vedno več izkušnjami s sežiganjem različnih gorljivih materialov so ljudje ugotovili, da lahko več svetlobe pridobimo s sežiganjem katerega koli smolnatega lesa, naravnih smol ter olj in voskov. Z vidika kemijskih lastnosti imajo takšni materiali večji masni delež ogljika, saj se sajasti delci ogljika pri gorenju v plamenu močno segrejejo in oddajajo svetlobo. Kasneje z razvojem tehnologij obdelave kovin, razvojem metod hitrega vžiga s pomočjo kresilnega kamna so omogočili nastanek in bistveno izboljšavo prvih samostojnih svetlobnih virov, ki jih je bilo mogoče namestiti v poljuben prostorski položaj, prenašati in polniti. z gorivom. In tudi določen napredek pri predelavi olja, voskov, maščob in olj ter nekaterih naravnih smol je omogočil izolacijo potrebnih frakcij goriva: rafiniranega voska, parafina, stearina, palmitina, kerozina itd. Takšni viri so bili najprej , sveče, bakle, olje, kasneje pa oljenke in luči. Z vidika avtonomije in priročnosti so svetlobni viri, ki uporabljajo energijo gorečih goriv, ​​zelo priročni, z vidika požarne varnosti pa emisije produktov nepopolnega zgorevanja predstavljajo znano nevarnost kot vir vžiga in zgodovina pozna zelo veliko primerov velikih požarov, ki jih povzročajo oljenke in luči, sveče itd.

plinske luči

Nadaljnji napredek in razvoj znanja na področju kemije, fizike in znanosti o materialih je ljudem omogočil uporabo tudi različnih gorljivih plinov, ki pri gorenju oddajajo več svetlobe. Posebna ugodnost plinske razsvetljave je bila v tem, da je postalo možno osvetljevati velike površine v mestih, zgradbah itd., saj je bilo mogoče pline zelo priročno in hitro dovajati iz centralnega skladišča z gumiranimi tulci ali jeklenimi ali bakrenimi cevovodi, prav tako je preprosto prekiniti pretok plina iz gorilnika s preprostim obračanjem zaporne pipe.

Najpomembnejši plin za organizacijo mestne plinske razsvetljave je bil tako imenovani "Lighting plin", proizveden s pirolizo maščobe morskih živali, nekoliko kasneje pa v velikih količinah proizveden iz premoga med koksanjem slednjega v obratih za plinsko razsvetljavo. . Ena najpomembnejših sestavin plina za razsvetljavo, ki je dajal največ svetlobe, je bil benzen, ki ga je v plinu za razsvetljavo odkril M. Faraday. Še en plin, ki je našel pomembno uporabo v industriji plinske razsvetljave, je bil acetilen, vendar zaradi velike nagnjenosti k vžigu pri sorazmerno nizkih temperaturah in visokih koncentracijskih mejnih vrednosti vžiga ni našel široke uporabe v ulični razsvetljavi in ​​so ga uporabljali v rudarstvu in karbidu za kolesa. "svetilke. Drugi razlog, ki je oteževal uporabo acetilena na področju plinske razsvetljave, je bila njegova izjemno visoka cena v primerjavi s plinom za razsvetljavo. Vzporedno z razvojem uporabe najrazličnejših goriv v kemičnih svetlobnih virih se je izboljševala njihova zasnova in najdonosnejši način zgorevanja ter zasnova in materiali za povečanje svetlobne moči in moči. Za zamenjavo kratkotrajnih stenj iz rastlinskih materialov so začeli uporabljati impregnacijo rastlinskih stenj z borovo kislino in azbestnimi vlakni, z odkritjem minerala monacita pa so odkrili njegovo izjemno lastnost, da pri segrevanju zelo močno sveti in prispeva k popolnost zgorevanja plina za razsvetljavo. Zaradi večje varnosti uporabe so začeli delovni plamen ograjevati s kovinskimi mrežami in steklenimi pokrovi.

Pojav električnih svetlobnih virov

Nadaljnji napredek na področju izumov in oblikovanja svetlobnih virov je bil v veliki meri povezan z odkritjem elektrike in izumom tokovnih virov. Na tej stopnji znanstvenega in tehnološkega napredka je postalo očitno, da je treba povečati temperaturo območja, ki oddaja svetlobo, da bi povečali svetlost svetlobnih virov. Če v primeru uporabe reakcij zgorevanja različnih goriv v zraku temperatura produktov zgorevanja doseže 1500-2300 ° C, potem se lahko pri uporabi električne energije temperatura še vedno znatno poveča. Pri segrevanju z električnim tokom različni prevodni materiali z visokim tališčem oddajajo vidno svetlobo in lahko služijo kot viri svetlobe različnih jakosti. Predlagani so bili takšni materiali: grafit, platina, volfram, molibden, renij in njihove zlitine. Da bi povečali vzdržljivost električnih svetlobnih virov, so njihova delovna telesa začela postavljati v posebne steklene jeklenke, izpraznjene ali napolnjene z inertnimi ali neaktivnimi plini. Pri izbiri delovnega materiala so oblikovalci svetilke ravnali po najvišji delovni temperaturi ogrevane tuljave, prednost pa so dali karbonu in kasneje volframu. Volfram in njegove zlitine z renijem so še vedno najpogosteje uporabljeni materiali za izdelavo električnih žarnic z žarilno nitko, saj jih je v najboljših pogojih mogoče segreti na temperature 2800-3200 ° C. Vzporedno z delom na žarnicah z žarilno nitko so se v dobi odkritja in uporabe elektrike začela in bistveno razvila tudi dela na viru svetlobe z električnim oblokom in na virih svetlobe na osnovi žarilne razelektritve.

Svetlobni viri z električnim oblokom so omogočili pridobivanje ogromnih svetlobnih tokov, svetlobni viri na osnovi žarečega praznjenja pa so omogočili doseganje nenavadno visoke učinkovitosti. Trenutno najsodobnejši viri svetlobe na osnovi električnega obloka so kriptonske, ksenonske in živosrebrne sijalke ter na osnovi žarilne razelektritve v inertnih plinih z živosrebrnimi hlapi in drugi.

Vrste svetlobnih virov

Za proizvodnjo svetlobe je mogoče uporabiti različne oblike energije, v zvezi s tem bi izpostavili glavne vrste svetlobnih virov.

  • Električni: električno ogrevanje žarilnih ali plazemskih teles Joulova toplota, vrtinčni tokovi, tokovi elektronov ali ionov;
  • Jedrska: razpad izotopa ali jedrska cepitev;
  • Kemični: zgorevanje goriv in segrevanje produktov zgorevanja ali žarilnih teles;
  • Termoluminiscenca: pretvorba toplote v svetlobo v polprevodnikih.
  • Triboluminescent: transformacija mehanskih vplivov v svetlobo.
  • Bioluminescent: Bakterijski viri svetlobe v divjih živalih.

Nevarni dejavniki svetlobnih virov

Svetlobne vire določene zasnove zelo pogosto spremlja prisotnost nevarnih dejavnikov, med katerimi so glavni:

  • odprt ogenj;
  • Svetlo svetlobno sevanje je nevarno za organe vida in odprte površine kože;
  • Toplotno sevanje in prisotnost vročih delovnih površin, ki lahko povzročijo opekline;
  • Svetlobno sevanje visoke intenzivnosti, ki lahko povzroči požar, opekline in poškodbe – sevanje laserjev, obločnic itd.;
  • Vnetljivi plini ali tekočine;
  • Visoka napajalna napetost;
  • radioaktivnost.

Najsvetlejši predstavniki umetnih virov svetlobe

Bakla

Svetilka je vrsta svetilke, ki lahko zagotavlja dolgotrajno intenzivno svetlobo na prostem v vseh vremenskih razmerah.

Najpreprostejša oblika gorilnika je snop brezovega lubja ali bakle iz smolnatih drevesnih vrst, šop slame itd. Nadaljnja izboljšava je uporaba različnih vrst smole, voska itd. gorljivih snovi. Včasih te snovi služijo kot preprost premaz za jedro gorilnika.

V začetku 20. stoletja so prišle v uporabo električne svetilke z baterijami. V kmečkem življenju je bilo mogoče srečati tudi najbolj primitivne oblike bakel. Bakle so že od nekdaj uporabljali tako v utilitarne kot verske namene. Uporabljali so jih pri osvetljevanju rib, med nočnimi prehodi skozi gost gozd, pri raziskovanju jam, za osvetljevanje - z eno besedo, v primerih, ko je uporaba luči neprijetna.

Sodobne bakle se uporabljajo za dodajanje romantike različnim obredom. Praviloma so izdelani iz bambusa in imajo kot vir ognja kartušo s tekočim mineralnim oljem. Običajno izdelano na Kitajskem, vendar obstajajo izjeme. Pri izdelavi bakel se ukvarjajo tudi znani evropski oblikovalci.

oljna svetilka

Oljna svetilka je svetilka, ki gori olje. Načelo delovanja je podobno načelu delovanja petrolejke: olje se vlije v določeno posodo, tja se spusti stenj - vrv, sestavljena iz rastlinskih ali umetnih vlaken, vzdolž katere se glede na lastnost kapilarnega učinka , olje naraste. Drugi konec stenja, pritrjen nad oljem, se zažge in olje, ki se dviga po stenju, gori.

Oljna svetilka se uporablja že od antičnih časov. V starih časih so bile oljenke izdelane iz gline ali iz bakra. V arabski pravljici "Aladin" iz zbirke "Tisoč in ena noč" v bakreni svetilki živi duh.

Kerozinska svetilka

Kerozinska svetilka - svetilka, ki temelji na zgorevanju kerozina - produkta destilacije olja. Načelo delovanja svetilke je približno enako kot pri oljni svetilki: kerozin se vlije v posodo, stenj se spusti. Drugi konec stenja je vpet z dvižnim mehanizmom v gorilnik, ki je zasnovan tako, da zrak uhaja od spodaj. Za razliko od oljne svetilke ima petrolejka pleten stenj. Steklo svetilke je nameščeno na vrhu gorilnika - za zagotavljanje vleke, pa tudi za zaščito plamena pred vetrom.

Po široki uvedbi električne razsvetljave po načrtu GOELRO se kerozinske svetilke uporabljajo predvsem v ruskem zaledju, kjer je električna energija pogosto prekinjena, pa tudi poletni prebivalci in turisti.

žarnica z žarilno nitko

Žarnica z žarilno nitko je električni vir svetlobe, katerega svetlobno telo je tako imenovano telo z žarilno nitko. Trenutno se volfram in zlitine na njegovi osnovi uporabljajo skoraj izključno kot material za proizvodnjo HP. Konec XIX - prva polovica XX stoletja. TN je bil izdelan iz cenovno ugodnejšega in enostavnejšega materiala - ogljikovih vlaken. .

Princip delovanja. Žarnica z žarilno nitko uporablja učinek segrevanja prevodnika, ko skozi njega teče električni tok. Temperatura volframovega filamenta se po vklopu toka močno poveča. Žarilna nitka oddaja elektromagnetno toplotno sevanje v skladu s Planckovim zakonom. Planckova funkcija ima maksimum, katerega položaj na lestvici valovnih dolžin je odvisen od temperature. Ta maksimum se z naraščajočo temperaturo premakne proti krajšim valovnim dolžinam. Za pridobitev vidnega sevanja je potrebna temperatura reda nekaj tisoč stopinj, idealno 5770 K. Nižja kot je temperatura, manjši je delež vidne svetlobe in bolj rdeče je sevanje.

Del električne energije, ki jo porabi žarnica z žarilno nitko, se pretvori v sevanje, del pa se izgubi zaradi procesov toplotne prevodnosti in konvekcije. Le majhen del sevanja leži v območju vidne svetlobe, glavnina je v infrardečem sevanju. Za povečanje učinkovitosti žarnice in pridobitev največje "bele" svetlobe je potrebno povečati temperaturo žarilne nitke, ki je omejena z lastnostmi materiala žarilne nitke - tališčem. Idealna temperatura 5770 K je nedosegljiva, saj se pri tej temperaturi vsak znani material stopi, razgradi in preneha prevajati elektriko.

V običajnem zraku pri takih temperaturah bi se volfram takoj spremenil v oksid. Zaradi tega se HP postavi v bučko, iz katere se pri izdelavi LN črpajo atmosferski plini. Najbolj nevarna za LN sta kisik in vodna para, v atmosferi katerih HP hitro oksidira. Prve LN so bile izdelane z vakuumom; trenutno se v vakuumski žarnici izdelujejo le sijalke z nizko močjo. Bučke močnejših LN so napolnjene s plinom. Povečan tlak v bučki plinskih žarnic močno zmanjša hitrost uničenja HP ​​zaradi brizganja. Bučke s plinom napolnjenih LN niso tako hitro prekrite s temno prevleko razpršenega HP materiala, temperatura slednjega pa se lahko poveča v primerjavi z vakuumskimi LN. Slednje omogoča povečanje učinkovitosti in nekoliko spremembo emisijskega spektra.

učinkovitost in vzdržljivost. Skoraj vsa energija, dovedena v žarnico, se pretvori v toplotno prevodno sevanje in konvekcija je majhna. Človeškemu očesu pa je na voljo le majhen obseg valovnih dolžin tega sevanja. Glavnina sevanja leži v nevidnem infrardečem območju in se zaznava kot toplota. Učinkovitost žarnic z žarilno nitko doseže največjo vrednost 15% pri temperaturi okoli 3400 K. Pri praktično dosegljivih temperaturah 2700 K je učinkovitost 5 %.

Z dvigom temperature se izkoristek žarnice z žarilno nitko poveča, hkrati pa se bistveno zmanjša njena trajnost. Pri temperaturi žarilne nitke 2700 K je življenjska doba žarnice približno 1000 ur, pri 3400 K le nekaj ur. Kot je prikazano na sliki na desni, ko se napetost poveča za 20 %, se svetlost podvoji. Hkrati se življenjska doba skrajša za 95 %.

Omejena življenjska doba žarnice z žarilno nitko je v manjši meri posledica izhlapevanja materiala žarilne nitke med delovanjem, v večji meri pa nehomogenosti, ki nastanejo v žarilni nitki. Neenakomerno izhlapevanje filamentnega materiala povzroči pojav tankih območij s povečanim električnim uporom, kar posledično povzroči še večje segrevanje in izhlapevanje materiala na takih mestih. Ko ena od teh zožitev postane tako tanka, da se material žarilne nitke na tej točki stopi ali popolnoma izhlapi, se tok prekine in žarnica odpove.

Pretežni del obrabe žarilne nitke nastane ob nenadnem vklopu žarnice, zato je mogoče z uporabo različnih vrst mehkih zaganjalnikov znatno podaljšati njeno življenjsko dobo. Volframova žarilna nitka ima hladno upornost, ki je le 2-krat večja od upornosti aluminija. Ko svetilka pregori, se pogosto zgodi, da pregorijo bakrene žice, ki povezujejo kontakte baze s spiralnimi nosilci. Torej običajna 60-vatna svetilka ob vklopu porabi več kot 700 vatov, 100-vatna pa več kot kilovat. Ko se spirala segreje, se njen upor poveča in moč pade na nominalno vrednost. .

Za izravnavo konične moči se lahko uporabijo termistorji z močno padajočim uporom, ko se segrejejo, reaktivni balast v obliki kapacitivnosti ali induktivnosti. Napetost na žarnici se poveča, ko se spirala segreje in se lahko uporablja za ranžiranje balasta z avtomatiko. Brez izklopa predstikalne naprave lahko žarnica izgubi od 5 do 20% moči, kar je lahko tudi koristno za povečanje vira.

Prednosti in slabosti žarnic z žarilno nitko.

Prednosti

  • poceni;
  • majhne velikosti;
  • neuporabnost balastov;
  • ko so vklopljeni, zasvetijo skoraj takoj;
  • odsotnost strupenih sestavin in posledično odsotnost potrebe po infrastrukturi za zbiranje in odstranjevanje;
  • sposobnost dela na enosmernem in izmeničnem toku;
  • možnost izdelave svetilk za različne napetosti;
  • pomanjkanje utripanja in brenčanja pri delovanju na izmenični tok;
  • zvezni emisijski spekter;
  • odpornost na elektromagnetne impulze;
  • možnost uporabe nadzora svetlosti;
  • normalno delovanje pri nizkih temperaturah okolja.

Napake

  • nizka svetlobna moč;
  • relativno kratka življenjska doba;
  • ostra odvisnost svetlobne učinkovitosti in življenjske dobe od napetosti;
  • barvna temperatura je le v območju 2300 - 2900 k, kar daje svetlobi rumenkast odtenek;
  • Žarnice z žarilno nitko so nevarne za požar. 30 minut po vklopu žarnic z žarilno nitko temperatura zunanje površine doseže naslednje vrednosti, odvisno od moči: 40 W - 145 ° C, 75 W - 250 ° C, 100 W - 290 ° C, 200 W - 330 ° C. ° C. Ko svetilke pridejo v stik s tekstilnimi materiali, se njihova žarnica še bolj segreje. Slamica, ki se dotakne površine 60 W svetilke, zasveti po približno 67 minutah.

Odstranjevanje

Rabljene žarnice z žarilno nitko ne vsebujejo okolju škodljivih snovi in ​​jih je mogoče odvreči med običajne gospodinjske odpadke. Edina omejitev je prepoved njihovega recikliranja skupaj s steklenimi izdelki.

LED osvetlitev

LED razsvetljava je eno od obetavnih področij tehnologij umetne razsvetljave, ki temelji na uporabi LED kot svetlobnega vira. Uporaba LED sijalk v razsvetljavi zaseda že 6 % trga. Razvoj LED razsvetljave je neposredno povezan s tehnološkim razvojem LED. Razvite so bile tako imenovane super svetle LED diode, ki so posebej zasnovane za umetno razsvetljavo.

Prednosti

V primerjavi z običajnimi žarnicami z žarilno nitko imajo LED številne prednosti:

  • ekonomična poraba električne energije v primerjavi s tradicionalnimi žarnicami z žarilno nitko. Na primer, sistemi LED ulične razsvetljave z resonančnim napajalnikom lahko proizvedejo 132 lumnov na vat v primerjavi s 150 lumni na vat pri natrijevih sijalkah. Ali proti 15 lumnov na vat za navadne žarnice z žarilno nitko in proti 80-100 lumnov na vat za živosrebrne fluorescenčne sijalke;
  • življenjska doba je 30-krat daljša v primerjavi z LN;
  • zmožnost pridobivanja različnih spektralnih karakteristik brez izgube svetlobnih filtrov;
  • varnost uporabe;
  • majhna velikost;
  • pomanjkanje hlapov živega srebra;
  • brez ultravijoličnega sevanja in nizko infrardeče sevanje;
  • rahlo odvajanje toplote;
  • med proizvajalci LED svetlobni viri veljajo za najbolj funkcionalno in obetavno smer tako glede energetske učinkovitosti, stroškov kot praktične uporabe.

Napake

  • visoka cena. Razmerje med ceno in lumnom supersvetlih LED je 50- do 100-krat večje kot pri običajni žarnici z žarilno nitko;
  • napetost je strogo standardizirana za vsako vrsto svetilke, LED potrebuje nazivni delovni tok. Zaradi tega se pojavijo dodatne elektronske komponente, imenovane tokovni viri. Ta okoliščina vpliva na stroške sistema razsvetljave kot celote. V najpreprostejšem primeru, ko je tok nizek, je možno priključiti LED na vir konstantne napetosti, vendar z uporabo upora;
  • če jih napaja pulzirajoči tok industrijske frekvence, utripajo močneje kot fluorescenčna sijalka, ta pa utripa močneje kot žarnica z žarilno nitko;
  • lahko oddajajo kratkotrajne motnje in električni šum, kar zaznamo z eksperimentalno primerjavo z drugimi vrstami žarnic z osciloskopom.

Aplikacija

Zaradi učinkovite porabe električne energije in enostavnosti izvedbe se uporablja v ročnih svetilnih napravah – svetilkah.

Uporablja se tudi v tehniki razsvetljave za ustvarjanje dizajnerske razsvetljave v posebnih projektih sodobnega oblikovanja. Zanesljivost LED svetlobnih virov omogoča njihovo uporabo na težko dostopnih mestih za pogosto zamenjavo.

Kompaktna fluorescenčna sijalka

Kompaktna fluorescenčna sijalka - fluorescenčna sijalka, ki je manjša od sijalke z žarnicami in manj občutljiva na mehanske poškodbe. Pogosto najdemo zasnovano za vgradnjo v standardno vtičnico za žarnice z žarilno nitko. Pogosto kompaktne fluorescenčne sijalke imenujemo varčne sijalke, kar ni povsem točno, saj obstajajo varčne sijalke, ki temeljijo na drugih fizikalnih principih, na primer LED.

Označevanje in barvna temperatura

Trimestna koda na embalaži svetilke običajno vsebuje podatke o kakovosti svetlobe.

Prva številka je indeks barvne reprodukcije v 1 × 10 Ra.

Druga in tretja številka označujeta barvno temperaturo svetilke.

Tako oznaka "827" označuje indeks barvnega upodabljanja 80 Ra in barvno temperaturo 2700 K. .

V primerjavi z žarnicami z žarilno nitko imajo dolgo življenjsko dobo. Vendar pa odvisnost življenjske dobe od nihanj napetosti v omrežju vodi do dejstva, da je v Rusiji lahko enaka ali celo manjša od življenjske dobe žarnic z žarilno nitko. To je delno premagano z uporabo stabilizatorjev napetosti in omrežnih filtrov. Glavni razlogi, ki zmanjšujejo življenjsko dobo svetilke, so nestabilnost napetosti v omrežju, pogosto vklapljanje in izklapljanje svetilke.

Nov razvoj je omogočil uporabo varčne sijalke v povezavi z napravami za zmanjšanje / povečanje osvetlitve. Nobeden od predhodno razvitih zatemnilnikov ni primeren za zatemnitev fluorescentnih sijalk - v tem primeru je treba uporabiti posebne elektronske predstikalne naprave z možnostjo nadzora.

Zahvaljujoč uporabi elektronske predstikalne naprave imajo izboljšane lastnosti v primerjavi s tradicionalnimi fluorescentnimi sijalkami - hitrejši vklop, brez utripanja in brenčanja. Obstajajo tudi svetilke s sistemom mehkega zagona. Sistem mehkega zagona postopoma poveča intenzivnost svetlobe, ko je vklopljen za 1-2 sekundi: to podaljša življenjsko dobo žarnice, vendar se še vedno ne izogne ​​učinku "začasne svetlobne slepote".

Hkrati so kompaktne fluorescenčne sijalke v več pogledih slabše od LED sijalk.

Prednosti

  • visoka svetlobna učinkovitost, pri enaki moči je svetlobni tok CFL 4-6-krat večji od svetlobnega toka LN, kar prihrani električno energijo za 75-85%;
  • dolga življenjska doba;
  • možnost ustvarjanja svetilk z različnimi barvnimi temperaturami;
  • segrevanje ohišja in žarnice je veliko nižje kot pri žarnici z žarilno nitko.

Napake

  • emisijski spekter: neprekinjena 60-vatna žarnica z žarilno nitko in linearna 11-vatna kompaktna fluorescentna sijalka, črtasti emisijski spekter lahko povzroči barvno popačenje;
  • kljub dejstvu, da uporaba CFL prispeva k varčevanju z električno energijo, so izkušnje množične uporabe v vsakdanjem življenju razkrile številne težave, med katerimi je glavna kratka življenjska doba v dejanskih pogojih domače uporabe;
  • uporaba široko uporabljenih osvetljenih stikal vodi do periodičnega, enkrat na nekaj sekund, kratkotrajnega vžiga svetilk, kar povzroči hitro odpoved svetilke. Te pomanjkljivosti, razen redkih izjem, proizvajalci običajno ne navedejo v navodilih za uporabo. Da bi odpravili ta učinek, je potrebno vzporedno s svetilko v napajalni tokokrog priključiti kondenzator s kapaciteto 0,33-0,68 mikrofaradov za napetost najmanj 400 V;
  • spekter takšne svetilke je linearen. To vodi ne samo do nepravilne barvne reprodukcije, ampak tudi do povečane utrujenosti oči. ;
  • odstranjevanje: CFL vsebujejo 3-5 mg živega srebra, strupene snovi 1. razreda nevarnosti. Zlomljena ali poškodovana žarnica žarnice sprošča živosrebrne hlape, ki lahko povzročijo zastrupitev z živim srebrom. Posamezni potrošniki pogosto niso pozorni na problem recikliranja fluorescenčnih sijalk v Rusiji, proizvajalci pa se nagibajo k odmiku od problema.

Od 1. januarja 2011 bo v skladu z osnutkom zveznega zakona "O varčevanju z energijo" v Rusiji uvedena popolna prepoved kroženja žarnic z žarilno nitko z močjo nad 100 W. .

CFL s spiralno žarnico ima neenakomeren nanos fosforja. Nanese se tako, da je njegova plast na strani tubusa, obrnjeni k podlagi, debelejša kot na strani tubusa, ki je obrnjena proti osvetljenemu mestu. S tem dosežemo usmerjenost sevanja. .

Nekateri modeli svetilk uporabljajo radioaktivni kripton - 85.

CFL velja za slepo ulico v razvoju svetlobnih virov. Danes se večina evropskih držav nagiba k uporabi LED svetlobnih virov.

Zaradi pogostih primerov okvar CFL že dolgo pred iztekom rokov, ki so jih obljubili proizvajalci, so potrošniki začeli zahtevati uvedbo posebnih garancijskih pogojev za CFL izdelke, sorazmerne z deklariranimi proizvajalci za namene trženja.

V zvezi z "negativnimi" izjavami o varčnih sijalkah smo se odločili, da jih podrobneje pogledamo in poskušamo vnesti vsaj nekaj jasnosti o tem vprašanju.

Najprej želimo opozoriti, da se v strokovni tehnični literaturi takšne sijalke imenujejo kompaktne fluorescenčne sijalke, v ruščini - kompaktne fluorescenčne sijalke, in drugič imenovane energetsko varčne sijalke.

Dolgo časa se razpravlja o morebitni zdravju škodljivosti CFL, ki je povezana z ustvarjanjem drugačnega spektra svetlobe, utripanjem, »umazano elektriko«, elektromagnetnim sevanjem, nerešenim vprašanjem odlaganja ipd. Vendar dokazov o teh vprašanjih ne bomo konkretizirali, saj. ne moremo se ukvarjati s strokovnimi raziskavami in nismo strokovnjaki na tem področju, želimo le zbirati, preučevati in analizirati materiale, ki jih strokovnjaki predstavljajo na internetu.

Naravna ali naravna svetloba je tista, ki jo dobimo iz naravnih virov svetlobe. Notranja naravna osončenost prostora nastane zaradi usmerjene sevalne energije sonca, v atmosferi razpršenih svetlobnih tokov, ki prodirajo v prostor skozi svetlobne odprtine, in svetlobe, ki se odbije od površin.

Umetno razsvetljavo dobimo s posebnimi viri svetlobnega sevanja, in sicer: žarnice z žarilno nitko, fluorescentne ali halogenske sijalke. Umetni viri svetlobe, pa tudi naravni, lahko dajejo neposredno, razpršeno in odbito svetlobo.

Posebnosti

Naravna insolacija ima pomembno lastnost, povezano s spremembo ravni osvetljenosti v kratkem časovnem obdobju. Spremembe so naključne. Človek ni v moči, da bi spremenil moč svetlobnega toka, lahko ga le popravi z določenimi sredstvi. Ker se vir naravne svetlobe nahaja približno na enaki razdalji od vseh osvetljenih predmetov, je lahko takšna osvetlitev le splošna v smislu lokalizacije.

Umetna metoda, za razliko od naravne, vam omogoča splošno in lokalno lokalizacijo, odvisno od razdalje in smeri vira svetlobe. Lokalna osvetlitev s splošno različico daje kombinirano različico. Z umetnimi viri se dosežejo svetlobni indikatorji, potrebni za določene pogoje dela in počitka.

Prednosti in slabosti dveh vrst razsvetljave

Razpršeni in enakomerni svetlobni žarki naravnega izvora so za človeško oko najbolj udobni in zagotavljajo neizkrivljeno zaznavo barv. Hkrati imajo neposredni sončni žarki osupljivo svetlost in so nesprejemljivi na delovnem mestu in doma. Zmanjšanje stopnje osvetlitve v oblačnem nebu ali zvečer, tj. njena neenakomerna porazdelitev ne omogoča omejitve na naravni vir svetlobe. V času, ko je dnevna svetloba dovolj dolga, dosežemo znatne prihranke pri porabi energije, hkrati pa pride do pregrevanja prostora.

Glavna pomanjkljivost umetne razsvetljave je povezana z nekoliko popačenim zaznavanjem barv in precej močno obremenitvijo vidnega sistema, ki je posledica mikropulzacije svetlobnih tokov. Z uporabo notranje točkovne razsvetljave, pri kateri je utripanje svetilk medsebojno kompenzirano in je po svojih značilnostih najbližje razpršeni sončni svetlobi, lahko zmanjšamo obremenitev oči. Tudi reflektor lahko osvetli ločeno območje v prostoru in vam omogoča gospodarno ravnanje z energetskimi viri. Umetna razsvetljava za razliko od naravne razsvetljave zahteva vir energije, vendar ima taka razsvetljava konstantno kakovost in jakost svetlobnega toka, ki ga lahko izberete po lastni presoji.

Aplikacija

Uporaba samo ene vrste razsvetljave je v večini primerov neracionalna in ne ustreza potrebam osebe pri ohranjanju njegovega zdravja. Tako je popolna odsotnost naravne insolacije v skladu s standardi varstva dela razvrščena kot škodljiv dejavnik. Stanovanje brez naravne svetlobe si je celo težko predstavljati. Viri umetne svetlobe vam omogočajo, da povečate udobne parametre osvetlitve in se uporabljajo tudi pri oblikovanju prostora. Lestenci se najpogosteje uporabljajo za splošno osvetlitev bivalnega prostora. Sconces ali talne svetilke so odlične za poudarjanje lokalnega območja. Zahvaljujoč senčniku ali stropu je svetloba iz takšnih virov mehka in razpršena. Ta lastnost omogoča široko uporabo takšnih svetilk ne le za praktične namene osvetlitve, temveč tudi za poudarjanje katerega koli elementa v notranjosti. Poleg tega so sodobni umetni viri svetlobe tako raznoliki in lepi, da sami odlično okrasijo notranjost.

Primer svetlobnega vira, ki se nanaša na prvi razred. Žarnica z žarilno nitko za splošno uporabo v prozorni žarnici
Primer svetlobnega vira, ki spada v drugi razred. Obločna natrijeva svetilka v prozornem balonu
Primer svetlobnega vira, ki se nanaša na tretji razred. Žarnica mešanega tipa v bučki, prevlečeni s fosforjem
Primer svetlobnega vira, ki se nanaša na četrti razred. LED svetilka v obliki žarnice z žarilno nitko za splošno uporabo

Razvrstitev svetlobnih virov

Ni nobene veje nacionalnega gospodarstva, kjer ne bi uporabljali umetne razsvetljave. Začetek razvoja industrije svetlobnih virov je bil postavljen v 19. stoletju. Razlog za to je bil izum obločnic in žarnic z žarilno nitko.

Telo, ki oddaja svetlobo zaradi pretvorbe energije, imenujemo svetlobni vir. Skoraj vse vrste svetlobnih virov, ki se trenutno proizvajajo, so električne. To pomeni, da se električni tok uporablja kot primarna energija, porabljena za ustvarjanje svetlobnega sevanja. Svetlobni viri so naprave, ki oddajajo svetlobo ne le v vidnem delu spektra (valovna dolžina 380 - 780 nm), temveč tudi v ultravijoličnem (10 - 380 nm) in infrardečem (780 - 10 6 nm) območju spektra.

Obstajajo naslednje vrste svetlobnih virov: toplotni, fluorescenčni in LED.

Najpogostejši so viri toplotnega sevanja. Sevanje v njih nastane zaradi segrevanja žarilne nitke na temperaturo, pri kateri se v infrardečem spektru ne pojavi le toplotno sevanje, temveč opazimo tudi vidno sevanje.

Luminescentni viri sevanja lahko oddajajo svetlobo ne glede na stanje svojega sevalnega telesa. Sijaj v njih nastane s pretvorbo različnih vrst energije neposredno v optično sevanje.

Na podlagi zgornjih razlik so svetlobni viri razdeljeni v štiri razrede.

Toplotna

To vključuje vse vrste, vključno s halogenskimi, pa tudi električne infrardeče grelnike in ogljikove loke.

Fluorescentna

Sem spadajo naslednje vrste električnih svetilk: obločne sijalke, različne sijalke na razelektrenje, nizkotlačne sijalke, obločne sijalke, impulzne in visokofrekvenčne sijalke, vključno s tistimi, v katerih je dodana kovinska para ali je na žarnico nanesen fosforni premaz.

mešano sevanje

Te vrste svetlobnih svetilk hkrati uporabljajo toplotno in fluorescentno sevanje. Primer so loki visoke intenzivnosti.

LED

LED svetlobni viri vključujejo vse vrste svetilk in svetlobnih naprav, ki uporabljajo svetleče diode.

Poleg tega obstajajo še drugi znaki, po katerih so razvrščene svetilke (po obsegu, oblikovnih in tehnoloških značilnostih in podobno).

Osnovni parametri svetlobnih virov

Svetlobne, električne in obratovalne lastnosti električnih svetlobnih virov so označene s številnimi parametri. Primerjava parametrov več svetlobnih virov za njihovo uporabo na določenem področju uporabe vam omogoča, da izberete najprimernejšega. Če primerjamo parametre posameznih primerkov istega svetlobnega vira, pri čemer upoštevamo kraj in čas izdelave, lahko ocenimo kakovost in tehnološko raven njihove proizvodnje.

Navajamo glavne električne značilnosti svetilk in na splošno vseh svetlobnih virov:

Nazivna napetost- napetost, pri kateri svetilka deluje v najbolj varčnem načinu in za katero je bila izračunana za njeno normalno delovanje. Za žarnico z žarilno nitko je nazivna napetost enaka napetosti električnega omrežja. Ta napetost je prikazana U l.n. in se meri v voltih. Razelektritvene sijalke nimajo takega parametra, saj je napetost razelektritvene reže določena z značilnostmi predstikalne naprave, ki se uporablja za njeno stabilizacijo.

Nazivna moč p l.n - izračunana vrednost, ki označuje moč, ki jo porabi žarnica z žarilno nitko, ko je vklopljena pri nazivni napetosti. Za plinske sijalke, v vezju katerih so vključene predstikalne naprave, se nazivna moč šteje za glavni parameter. Na podlagi njegove vrednosti se s poskusi določijo preostali električni parametri žarnic. Upoštevati je treba, da je za določitev porabljene moči iz omrežja treba dodati moč žarnice in predstikalne naprave.

Nazivni tok žarnice jaz l.n - tok, ki ga porabi žarnica pri nazivni napetosti in nazivni moči.

Vrsta toka- spremenljiva ali konstantna. Ta parameter je standardiziran samo za plinske sijalke. Vpliva na druge parametre (poleg prej omenjenih), ki se spreminjajo z vrsto toka in to velja za sijalke, ki delujejo samo na enosmerni ali samo na izmenični tok.

Glavni svetlobni parametri svetlobnih virov so:

Svetlobni tok ki ga oddaja svetilka. Za merjenje svetlobnega toka žarnice z žarilno nitko je le-ta vklopljena pri nazivni napetosti. Pri plinskih sijalkah se meritev izvede, ko delujejo pri nazivni moči. Svetlobni tok označujemo s črko F (latinsko phi). Enota za svetlobni tok je lumen (lm).

Moč svetlobe. Pri nekaterih tipih sta parametra namesto svetlobnega toka povprečna sferična svetlobna jakost ali svetlost žarilne nitke. Za takšne svetilke so glavni parametri osvetlitve. Uporabljeni simboli za jakost svetlobe Iv, jaz vΘ, za svetlost - L, sta njihovi merski enoti kandela (cd) oziroma kandela na kvadratni meter (cd / m 2).

Svetlobni izkoristek svetilke, je razmerje med svetlobnim tokom žarnice in njeno močjo

Enota svetlobne moči- merska enota parametra lumnov na vat (Lm / W). S tem parametrom lahko ocenite učinkovitost uporabe svetlobnih virov v svetlobnih napravah. Vendar pa se kot značilnost obsevalnih svetilk uporablja še en parameter - vrednost povratnega toka sevanja.

Stabilnost svetlobnega toka- odstotek količine zmanjšanja svetlobnega toka ob koncu življenjske dobe sijalke na začetni svetlobni tok.

Operativni parametri svetlobnih virov vključujejo parametre, ki označujejo učinkovitost vira v določenih pogojih delovanja:

Polna življenjska dobaτ skupno - trajanje gorenja v urah svetlobnega vira, vklopljenega pri nominalnih pogojih, do popolne okvare (izgorelost žarnice z žarilno nitko, neuspeh pri vžigu za večino sijalk na principu praznjenja plina).

Uporabna življenjska dobaτ p je čas gorenja v urah svetlobnega vira, vklopljenega pri nominalnih pogojih, dokler se svetlobni tok ne zmanjša na raven, pri kateri postane njegovo nadaljnje delovanje ekonomsko nerentabilno.

Povprečna življenjska dobaτ je glavni obratovalni parameter svetilke. Predstavlja aritmetično sredino skupne življenjske dobe skupin sijalk (vsaj deset) pod pogojem, da povprečni svetlobni tok sijalk v skupini do trenutka, ko je dosežena povprečna življenjska doba, ostane znotraj uporabne življenjske dobe, to je pri dani svetlobni moči. stabilnost toka. Ta parameter je še posebej pomemben za žarnice z žarilno nitko, saj povečanje njihove svetlobne učinkovitosti, če so druge stvari enake, vodi do zmanjšanja življenjske dobe. Ker eksperimentalno določanje življenjske dobe vodi do okvare testiranih sijalk, se ta parameter določi na določenem številu sijalk z dano stopnjo verjetnosti, izračunano po zakonih matematične statistike.

Dinamična vzdržljivost- parameter, ki označuje življenjsko dobo žarnic z žarilno nitko v pogojih vibracij in tresenja. Žarnice z zahtevano dinamično življenjsko dobo morajo prestati določeno število preskusnih ciklov v določenem frekvenčnem območju.

Za pojasnitev delovanja svetilk se poleg koncepta povprečne življenjske dobe uporablja koncept garancijske življenjske dobe, ki določa minimalni čas gorenja vseh sijalk v seriji. Temu konceptu se včasih pripisuje komercialni pomen, pri čemer velja, da je garancijska doba čas, v katerem mora svetilka goreti.

Relativno omejen čas gorenja svetlobnih virov, predvsem žarnic z žarilno nitko, postavlja zahtevo po njihovi medsebojni zamenljivosti, ki jo je mogoče doseči le, če so parametri posameznih žarnic ponovljivi.

Za zagotovitev učinkovitosti svetlobne instalacije sta pomembna tako začetni svetlobni tok sijalke kot odvisnost njegovega upadanja od časa delovanja. S povečanjem trajanja delovanja svetlobne naprave se zmanjša vloga kapitalskih stroškov v stroških svetlobne energije. Iz tega sledi, da je treba svetilne instalacije z majhnim številom ur gorenja na leto izdelati s cenejšimi žarnicami z žarilno nitko in obratno, v industrijskih svetlobnih napravah, kjer je čas gorenja 3000 ur ali več, je smiselno uporabiti plinskoelektrične vire, ki so daljši. dražje od žarnic z žarilno nitko, svetloba z visoko svetlobno učinkovitostjo. Strošek enote svetlobne energije določa tudi tarifa električne energije. Pri nizkih tarifah je uporaba svetilk z relativno nizko svetlobno učinkovitostjo in daljšo življenjsko dobo v svetlobnih napravah upravičena.










Prvi vir svetlobe, ki so ga ljudje uporabljali pri svojih dejavnostih, je bil ogenj ognja. Sčasoma so ljudje odkrili, da lahko več svetlobe pridobimo s sežiganjem smolnatega lesa, naravnih smol, olj in voskov. Z vidika kemijskih lastnosti takšni materiali vsebujejo večji odstotek ogljika, pri gorenju pa se delci ogljika v plamenu močno segrejejo in oddajajo svetlobo. Sveča Antična Lucina


Plinske luči Kot gorivo so uporabljali svetilni plin, pridobljen iz maščobe morskih živali (kitov, delfinov), kasneje so uporabili benzen. Zamisel o uporabi plina za ulično razsvetljavo je pripadala bodočemu kralju Juriju IV., takrat še princu Walesu. Prva plinska svetilka je bila prižgana v njegovi rezidenci Carlton House. Dve leti kasneje - leta 1807 - so se plinske svetilke pojavile na Pall Mallu, ki je postal prva ulica na svetu s plinsko razsvetljavo. Takrat je iz odprtega konca plinske cevi uhajal vnet plin. Kmalu so za zaščito gorilnika zgradili kovinski senčnik z več luknjami. Do leta 1819 je bilo v Londonu položenih 288 milj plinskih cevi, ki so s plinom oskrbovale 51.000 svetilk. V naslednjih desetih letih je bila večina osrednjih ulic največjih angleških mest že osvetljena s plinom.


Nadaljnji napredek na področju izumov in oblikovanja svetlobnih virov je bil v veliki meri povezan z odkritjem elektrike in izumom tokovnih virov. Pri segrevanju z električnim tokom različni prevodni materiali z visokim tališčem oddajajo vidno svetlobo in lahko služijo kot viri svetlobe različnih jakosti. Predlagani so bili takšni materiali: grafit (ogljikov filament), platina, volfram, molibden, renij in njihove zlitine. Električne žarnice z žarilno nitko Električne žarnice z žarilno nitko


V letih Lodygin ustvari svojo prvo žarnico z žarilno nitko. Jeseni 1873 na eni od ulic Sankt Peterburga zasvetijo Lodyginove žarnice. Izumiteljev sodobnik je pozneje zapisal o tem pomembnem dogodku: "Množica ljudi je občudovala to razsvetljavo, ta ogenj z neba ... Lodygin je bil prvi, ki je žarnico z žarilno nitko iz kabineta za fiziko odnesel na ulico" in menil, da leta je nastala električna žarnica z žarilno nitko. Prve žarnice Lodygina so bile preprosto urejene. Izgledajo kot sodobne žarnice. Zunanja lupina je bila steklena krogla, v katero sta bili (skozi kovinski okvir) vstavljeni dve bakreni palici, povezani z virom toka. Med palicami so utrdili premogovno palico ali premogov trikotnik. Ko je skozi tak prevodnik šel električni tok, se je premog zaradi velikega upora segrel in zažarel. A. N. Lodygin sprva ni črpal zraka iz svojih svetilk. V stekleni balon svetilke je položil precej debelo karbonsko palico in žarnico tesno, hermetično zaprl. Hkrati, kot je verjel izumitelj, bi ves kisik zraka, ki ostane v jeklenki, hitro porabil za oksidacijo premoga (t.j. za njegovo zgorevanje) in potem, ko v žarnici ne bi več kisika , bi karbonska palica že pravilno služila, ne da bi pregorela in se ne pokvarila. Testi pa so pokazali, da so takšne svetilke še vedno kratke življenjske dobe. Gorele so približno 30 minut. Zato so kasneje zrak iz svetilk začeli črpati. Sveča Yablochkov Sestavljena je iz 2 ogljikovih palic, med katerimi se pojavi obločna razelektritev. Svetilka Lodygin


Yablochkovove sveče so se pojavile v prodaji in začele odstopati v ogromnih količinah, vsaka sveča je stala približno 20 kopekov in je gorela 1½ ure; po tem času je bilo treba v lučko vstaviti novo svečo. Kasneje so izumili luči s samodejno zamenjavo sveč Kopecks Februarja 1877 so bile modne trgovine v Louvru osvetljene z električno lučjo. Nato so na trgu pred operno hišo zagorele sveče Jabločkova. Končno so maja 1877 prvič osvetlili eno najlepših ulic prestolnice, Avenue de lOpera. Prebivalci francoske prestolnice, vajeni medle plinske razsvetljave ulic in trgov, so se ob začetku mraka zgrnili, da bi občudovali girlande mat belih kroglic, nameščenih na visokih kovinskih stebrih. In ko so vse luči naenkrat zasvetile s svetlo in prijetno svetlobo, je bilo občinstvo navdušeno. Nič manj občudovanja vredna ni bila razsvetljava ogromnega pariškega pokritega hipodroma. Njegovo tekaško progo je osvetljevalo 20 obločnih svetilk z reflektorji, sedeže za gledalce pa 120 električnih sveč Yablochkov, nameščenih v dveh vrstah hipodroma Louvre.


Volframovo tuljavo, nameščeno v bučko, iz katere črpamo zrak, se segreva z električnim tokom. V več kot 120-letni zgodovini žarnic z žarilno nitko jih je bilo ustvarjenih ogromno, od miniaturnih žarnic za baterijsko svetilko do žarnic za pol kilovatne projektorje. Svetlobni izkoristek Lm/W, značilen za LN, je v primerjavi z rekordnimi dosežki drugih vrst svetilk videti zelo neprepričljiv. LN so grelniki v večji meri kot osvetljevalci: levji delež električne energije, ki napaja žarilno nitko, se ne spremeni v svetlobo, temveč v toploto.Življenjska doba LN praviloma ne presega 1000 ur, kar je po časovnih standardih zelo malo. Zakaj ljudje kupujejo (15 milijard na leto!) tako neučinkovite in kratkotrajne vire svetlobe? Poleg sile navade in izjemno nizke začetne cene je razlog za to velika izbira različnih tipov LN steklenic. Moderne žarnice z žarilno nitko


Električni tok, ki teče skozi volframovo tuljavo), jo segreje na visoko temperaturo. Ko se segreje, volfram začne svetiti. Vendar zaradi visoke delovne temperature atomi volframa nenehno izhlapevajo s površine volframovega filamenta in se odlagajo (kondenzirajo) na hladnejših površinah steklene žarnice, kar omejuje življenjsko dobo žarnice. V halogenski žarnici jod, ki obdaja volfram, vstopi v kemično kombinacijo z izhlapelimi atomi volframa, kar preprečuje, da bi se slednji usedli na žarnico. Atomi volframa so tako koncentrirani na sami vijačnici ali blizu nje. Zaradi tega se atomi volframa vrnejo v spiralo, kar omogoča zvišanje delovne temperature spirale (za pridobitev svetlejše svetlobe) in podaljša življenjsko dobo žarnice Jod z atomi volframa Halogenske žarnice z žarilno nitko IRC halogenske žarnice (IRC pomeni infrardeči premaz). Na žarnicah takšnih svetilk je nanesen poseben premaz, ki prepušča vidno svetlobo, vendar zadržuje infrardeče (toplotno) sevanje in ga odbija nazaj v spiralo. Zaradi tega se zmanjšajo toplotne izgube in posledično poveča učinkovitost sijalke. Z infrardečo toploto se poraba energije zmanjša za 45 %, življenjska doba pa se podvoji (v primerjavi s klasično halogensko žarnico)






PLINSKI VIRI SVETLOBE ALI SIJALKE ZA HLADNO SVETLOBO Delovanje takšnih sijalk temelji na dejstvu, da plini, večinoma inertni, in hlapi različnih kovin oddajajo svetlobo, ko skozi njih teče električni tok. Ta način oddajanja svetlobe imenujemo elektroluminiscenca.V tem primeru vsak plin ali para sveti s svojo barvo. Zato se skupaj z razsvetljavo uporabljajo za oglaševanje in signalizacijo.




Fluorescentne sijalke (LL) nizkotlačne sijalke so cilindrična cev z elektrodami, v katere se črpajo živosrebrne pare. Hlapi živega srebra pod delovanjem električne razelektritve oddajajo ultravijolične žarke, ti pa povzročijo, da fosfor, nanesen na stene cevi, oddaja vidno svetlobo. LL zagotavljajo mehko, enakomerno svetlobo, vendar je zaradi velike sevalne površine težko nadzorovati porazdelitev svetlobe v prostoru.Ena glavnih prednosti LL je trajnost (življenjska doba do ur). Zaradi svoje stroškovne učinkovitosti in trajnosti so LL postali najpogostejši viri svetlobe v poslovnih pisarnah. V državah z blagim podnebjem se LL pogosto uporabljajo pri zunanji razsvetljavi mest. V hladnih območjih njihovo širjenje ovira padec svetlobnega toka pri nizkih temperaturah. Če cev LL "zvijemo" v spiralo, dobimo kompaktno fluorescenčno sijalko CFL. Fluorescentne sijalke so energetsko varčne fluorescenčne sijalke




GLAVNA NAPAKA ŽARNIC NOVE GENERACIJE JE, da vsebujejo živosrebrne pare, približno 3-5 mg snovi v vsaki. Živo srebro spada v prvi razred nevarnosti (izjemno nevarna kemična snov). Sistem recikliranja varčnih sijalk pri nas ni domišljen. V državi praktično ni podjetij, ki bi lahko pravilno odstranila te izdelke. Ljudje smo navajeni, da rabljene svetilke odvržemo skupaj z običajnimi gospodinjskimi odpadki. V tem primeru to ni dovoljeno. Največjo škodo lahko povzročijo organske spojine živega srebra, ki nastanejo po izpustu kemikalije v okolje skupaj s padavinami. Nepazljivo ravnanje z varčnimi žarnicami lahko povzroči zastrupitev z živim srebrom. Na primer, če po nesreči razbijete samo eno žarnico, bo presežek največje dovoljene koncentracije živega srebra v zraku dosegel 160-krat. Posledično so prizadeti živčni sistem osebe, jetra, ledvice in prebavila. Če po nesreči razbijete žarnico varčne sijalke, prostor takoj temeljito prezračite. Poleg tega nove generacije žarnic proizvajajo močnejše sevanje kot klasične. Po podatkih britanskega združenja dermatologov lahko to prizadene predvsem ljudi s povečano občutljivostjo kože na svetlobo. Po mnenju znanstvenikov lahko uporaba varčnih sijalk škoduje osebi s kožnimi boleznimi in vodi do kožnega raka ter povzroči migrene in omotico pri ljudeh z epilepsijo.


LED Polprevodniške svetleče naprave LED imenujemo svetlobni viri prihodnosti. Dosežene lastnosti LED diod - svetlobni izkoristek do 25 Lm/W, življenjska doba ure - so že zagotovile vodilni položaj v svetlobni opremi, avtomobilski in letalski tehnologiji. Svetlobni viri LED so na robu invazije na trg splošne razsvetljave in v prihodnjih letih bomo to invazijo morali preživeti.


Načelo delovanja LED se bistveno razlikuje od načela delovanja običajne žarnice z žarilno nitko, tok ne poteka skozi žarilno nitko, temveč skozi polprevodniški čip. Zato LED sijalke za delovanje potrebujejo stalen tok. Rdeče, zelene in rumene LED diode se že dolgo uporabljajo na primer v monitorjih in televizorjih. Z razvojem tehnologije je postala možna izdelava tudi modrih LED (svetleče diode v modri barvi). Sprva so za ustvarjanje belega sijaja uporabljali kombinacijo rdečih, zelenih in modrih LED. Toda zahvaljujoč hitremu tehnološkemu napredku pri razvoju LED je belo barvo zdaj mogoče doseči z 1 LED. Da bi to naredili, je modra LED prevlečena z rumenkasto fluorescentno sestavo, nastala barva bo zaradi velikega pretoka modre svetlobe hladnega odtenka (podobno kot pri dnevnih fluorescenčnih sijalkah). LED diode za razliko od standardnih sijalk ne dajejo razpršene svetlobe, ampak usmerjeno svetlobo, kot reflektorji, hkrati pa je kot svetlobnega snopa ožji kot pri halogenskih žarnicah. Za povečanje se uporabljajo različne leče in difuzijski zasloni. Pri uporabi LED diod brez ohišja lahko dosežemo kot 120 stopinj, kot če so nameščene neposredno na ploščo brez leč.


Prednosti uporabe LED diod: LED diode imajo visoko svetlobno učinkovitost Lm/W, medtem ko imajo standardne sijalke svetlobni izkoristek 7-12 Lm/W. Hkrati ostaja poraba energije precej nizka (40-100mW), zato je za razsvetljavo potrebnih le nekaj svetilk. LED sijalke nemškega podjetja Paulmann (Paulmann) porabijo le 1 W električne energije z visoko svetlobno močjo. LED diode skoraj ne oddajajo toplote. Vendar pa se za sijalke z veliko močjo uporabljajo hladilni odvodi, vendar se toplota sprosti in porazdeli po zelo omejenem območju. LED diode imajo življenjsko dobo na tisoče ur in po tem času bodo še vedno delovale, čeprav bodo dajale manj kot 50 % prvotne svetlobe. To ustreza 11-letni neprekinjeni uporabi žarnice. Natančna barvna reprodukcija zaradi odsotnosti UV sevanja. Odporen na vibracije. Možnost uporabe daljšega kabla z DC ali AC 50Hz. LED diode se vse pogosteje uporabljajo v svetilkah, delujejo kot vir svetlobe, ne le kot dekorativna osvetlitev. Primeri uporabe: na prostem, kopalnica, kuhinja, hodnik, dnevna soba.


Zaradi svetovne krize je problem varčevanja z energijo postal še bolj pereč po vsem svetu. V zvezi s tem je od 1. septembra 2009 že 27 držav EU prepovedalo prodajo žarnic z žarilno nitko z močjo 100 ali več vatov. In že leta 2011 je v Evropi načrtovana uvedba embarga na prodajo najbolj priljubljenih 60-vatnih žarnic med kupci. Do konca leta 2012 je načrtovana popolna opustitev žarnic z žarilno nitko. Ameriški kongres je leta 2013 sprejel zakonodajo za postopno opuščanje žarnic z žarilno nitko. V skladu s temi zakoni bodo prebivalci Evropske unije in ZDA popolnoma prešli na energetsko varčne vire svetlobe - fluorescentne in LED sijalke. V Ukrajini se po vladni uredbi pričakuje prenehanje proizvodnje in prodaje žarnic z žarilno nitko že leta 2013.




Pri nekaterih kemijskih reakcijah, ki sproščajo energijo, se del te energije neposredno porabi za oddajanje svetlobe. Vir svetlobe ostane hladen (ima temperaturo okolja). Ta pojav imenujemo kemiluminiscenca. Verjetno ga poznate skoraj vsi. Poleti v gozdu lahko ponoči vidite žuželko kresnico. Na telesu mu »gori« majhna zelena »svetilka«. Z lovljenjem kresničke si ne boste opekli prstov. Svetleča lisa na hrbtu ima skoraj enako temperaturo kot okoliški zrak. Lastnost žarenja imajo tudi drugi živi organizmi: bakterije, žuželke, številne ribe, ki živijo v velikih globinah. Kosi gnilega lesa se pogosto svetijo v temi. Kemiluminiscenca


Načini oddajanja svetlobe 1. Toplotno sevanje - sevanje svetlobe s plamenom ognja, Soncem, leseno baklo, svečo, električnimi žarnicami z žarilno nitko (Lodyginova svetilka, Yablochkova sveča, plinske sijalke, halogenske žarnice) 2. Elektroluminiscenca - fluorescenčne sijalke, fluorescenčne sijalke, reklamne cevi. 3. Katodoluminiscenca - sij TV ekrana, osciloskopov 4. Kemiluminiscenca - sij kresnic, gnijočih dreves, rib. 5. Sevanje polprevodnikov, ko skoznje teče tok - LED sijalke


Vedno in povsod smo obdani s svetlobo, saj je sestavni del življenja. Ogenj, sonce, luna ali namizna svetilka spadajo v to kategorijo. Zdaj bo naša naloga obravnavati naravne in umetne vire svetlobe.

Prej ljudje niso imeli pametnih budilk in mobilnih telefonov, ki bi nam pomagali vstati, ko je treba. To funkcijo je opravljalo Sonce. Dvignilo se je - ljudje začnejo delati, vas - počivat. Toda sčasoma smo se naučili izdelovati umetne vire svetlobe, o njih bomo podrobneje govorili v članku. Začeti morate z najpomembnejšim pojmom.

Svetloba

V splošnem smislu gre za valovanje (elektromagnetno), ki ga zaznavajo človeški vidni organi. Še vedno pa obstajajo okviri, ki jih oseba vidi (od 380 do 780 nm). Pred tem, čeprav ga ne vidimo, ga naša koža zazna (sončna opeklina), za tem okvirjem pride infrardeče sevanje, ga vidijo nekateri živi organizmi, človek pa ga zaznava kot toploto.

Zdaj pa analizirajmo to vprašanje: zakaj je svetloba različnih barv? Vse je odvisno od valovne dolžine, na primer vijolično tvori žarek 380 nm, zeleno 500 nm, rdečo pa 625. Na splošno obstaja 7 osnovnih barv, ki jih lahko opazujemo med pojavom, kot je mavrica. Toda mnogi, zlasti umetni viri svetlobe, oddajajo bele valove. Tudi če vzamete žarnico, ki visi v vaši sobi, z verjetnostjo 90 odstotkov sveti z belo svetlobo. Torej, dobimo ga z mešanjem vseh osnovnih barv:

  • Rdeča.
  • Oranžna.
  • rumena.
  • Zelena.
  • Modra.
  • Modra.
  • Vijolična.

Zelo enostavno si jih je zapomniti, mnogi uporabljajo takšne vrstice: vsak lovec želi vedeti, kje sedi fazan. In prve črke vsake besede označujejo barvo, mimogrede, v mavrici se nahajajo točno v tem vrstnem redu. Ko smo obravnavali sam koncept, predlagamo, da preidemo na vprašanje "in umetno". Vsako vrsto bomo podrobno analizirali.

Viri svetlobe

V našem času ni niti ene veje gospodarstva, ki pri svoji proizvodnji ne bi uporabljala umetnih virov svetlobe. Kdaj se je človek prvič začel ukvarjati s proizvodnjo? Bilo je to v devetnajstem stoletju, razlog za razvoj industrije pa je bil izum obločnih in žarnic z žarilno nitko.

Naravni in umetni viri svetlobe so telesa, ki so sposobna oddajati svetlobo oziroma pretvarjati eno energijo v drugo. Na primer, električni tok v elektromagnetno valovanje. Umetni vir svetlobe, ki deluje na tem principu, je električna žarnica, ki je tako pogosta v vsakdanjem življenju.

V zadnjem razdelku smo povedali, da naši vidni organi ne zaznajo vse svetlobe, vendar je kljub temu vir svetlobe predmet, ki oddaja našim očem nevidne valove.

Razvrstitev

Začnimo z dejstvom, da so vsi razdeljeni v dva velika razreda:

  • Umetni viri svetlobe (svetilke, gorilniki, sveče itd.).
  • Naravna (svetloba sonca, lune, sijaj zvezd itd.).

Vsak razred je nato razdeljen na skupine in podskupine. Začnimo s prvimi, umetnimi viri razlikujejo:

  • Toplotna.
  • Luminescentna.
  • LED.

Spodaj bomo obravnavali podrobnejšo razvrstitev. Drugi razred vključuje naslednje:

  • sonce
  • Medzvezdni plin in same zvezde.
  • Atmosferski izpusti.
  • Bioluminiscenca.

naravni viri svetlobe

Vsi predmeti, ki oddajajo svetlobo naravnega izvora, so naravni viri. V tem primeru je lahko emisija svetlobe primarna in sekundarna lastnost. Če primerjamo naravne in umetne vire svetlobe, katerih primere smo že obravnavali, potem je njihova glavna razlika v tem, da slednji oddajajo svetlobo, vidno našemu očesu, zahvaljujoč osebi ali bolje rečeno proizvodnji.

Najprej, kar vsakomur pride na misel, je naravni vir Sonce, ki je vir svetlobe in toplote za ves naš planet. Naravni viri so tudi zvezde in kometi, električne razelektritve (na primer strele med nevihto), sij živih organizmov, ta proces imenujemo tudi bioluminiscenca (primer so kresnice, nekateri vodni organizmi, ki živijo na dnu ipd.). ). Naravni viri svetlobe imajo zelo pomembno vlogo tako za človeka kot za druge žive organizme.

Vrste umetnih virov svetlobe

Zakaj jih potrebujemo? Predstavljajte si, kako se bo naše življenje spremenilo brez običajnih svetilk, nočnih luči in podobnih naprav. Kakšen je namen umetne svetlobe? Pri ustvarjanju ugodnega okolja in vidnih pogojev za osebo, s čimer ohranja zdravje in dobro počutje, zmanjšuje utrujenost organov vida.

Umetne vire svetlobe lahko razdelimo v dve precej obsežni skupini:

  • So pogosti.
  • Kombinirano.

Na primer, glede prve skupine so vsa proizvodna območja vedno osvetljena z isto vrsto svetilk, ki se nahajajo na enaki razdalji drug od drugega in je moč svetilk enaka. Če govorimo o drugi skupini, potem zgoraj dodamo še nekaj svetilk, ki močneje poudarijo katero koli delovno površino, na primer mizo ali stroj. Ti dodatni viri se imenujejo lokalna razsvetljava. Hkrati, če se uporablja samo lokalna razsvetljava, bo to močno vplivalo na utrujenost, posledica pa bo zmanjšanje učinkovitosti, poleg tega so možne nesreče in nesreče pri delu.

Delovna, dežurna in zasilna razsvetljava

Če upoštevamo klasifikacijo umetnih virov glede na funkcionalni namen, lahko ločimo naslednje skupine:

  • Delo;
  • dolžnost;
  • Nujna pomoč.

Zdaj pa malo več o vsaki vrsti. Delovna razsvetljava je na voljo povsod, kjer je potrebno ohraniti delo ljudi ali osvetliti pot prihajajočemu prometu. Drugi razred razsvetljave začne delovati po delovnem času. Zadnja skupina je potrebna za vzdrževanje proizvodnje v primeru zaustavitve glavnega (delovnega) vira svetlobe, je minimalna, vendar lahko začasno nadomesti delovno razsvetljavo.

žarnica z žarilno nitko

Trenutno se za osvetlitev proizvodnih prostorov uporabljajo naslednje vrste žarnic:

  • halogen.
  • Plinsko praznjenje.

In kaj sploh je žarnica z žarilno nitko? Prva stvar, na katero morate biti pozorni, je, da gre za električni vir, svetlobo pa vidimo zaradi vročega telesa, imenovanega filamentno telo. Prej (v devetnajstem stoletju) je bilo toplotno telo izdelano iz snovi, kot je volfram, ali iz zlitine na njegovi osnovi. Zdaj je izdelan iz cenovno dostopnejših ogljikovih vlaken.

Vrste, prednosti in slabosti

Zdaj industrijska podjetja proizvajajo veliko število različnih žarnic z žarilno nitko, med katerimi so najbolj priljubljene:

  • Vakuum.
  • Svetilke s kriptonskim polnilom.
  • Bispiralna.
  • Napolnjen z mešanico plinov argona in dušika.

Zdaj pa poglejmo zadnje vprašanje, ki zadeva namreč prednosti in slabosti. Prednosti: njihova izdelava je poceni, majhne velikosti, če jih vklopite, vam ni treba čakati, da se razplamti, strupene komponente se ne uporabljajo pri proizvodnji žarnic z žarilno nitko, delujejo tako neposredno kot izmenični tok, lahko se uporablja zatemnilnik, dobro nemoteno delo tudi pri zelo nizkih temperaturah. Kljub tako velikemu številu prednosti še vedno obstajajo slabosti: ne svetijo zelo močno, svetloba ima rumenkast odtenek, med delovanjem se zelo segrejejo, kar včasih povzroči požare ob stiku s tekstilnim materialom.

razelektritvena svetilka

Vse so razdeljene na visoko- in nizkotlačne sijalke, večina jih deluje na hlapi živega srebra. Prav oni so zamenjali žarnice z žarilno nitko, na katere smo tako navajeni, vendar imajo preprosto množico minusov, od katerih smo eno že povedali, in sicer možnost zastrupitve z živim srebrom, lahko vključimo tudi hrup, utripanje, ki vodi do hitrejša utrujenost, linearni spekter sevanja itd.

Takšne sijalke nam lahko služijo tudi do dvajset tisoč ur, seveda če je žarnica cela in je svetloba, ki jo oddaja, topla ali nevtralno bela.

Uporaba umetnih virov svetlobe je precej pogosta, na primer razelektritvene sijalke se še danes zelo pogosto uporabljajo v trgovinah ali pisarnah, v dekorativni ali umetniški razsvetljavi, mimogrede, profesionalna svetlobna oprema tudi ne bi mogla brez razelektritvene svetilke.

Zdaj je proizvodnja plinskih svetilk zelo pogosta, kar vključuje veliko število vrst, trenutno bomo obravnavali eno najbolj priljubljenih.

Fluorescentna svetilka

Kot že omenjeno, je to ena od vrst plinskih žarnic. Omeniti velja, da se pogosto uporabljajo kot glavni vir svetlobe, fluorescenčne sijalke so veliko močnejše od žarnic z žarilno nitko in hkrati porabijo enako energijo. Ker smo že začeli primerjavo z žarnicami z žarilno nitko, bo primerno tudi naslednje dejstvo - življenjska doba fluorescentnih sijalk lahko presega dvajsetkratno življenjsko dobo žarnic.

Kar zadeva njihove sorte, pogosto uporabljajo podobno cev, v notranjosti pa so hlapi živega srebra. To je zelo varčen vir svetlobe, ki je pogost na javnih mestih (šole, bolnišnice, pisarne itd.).

Viri svetlobe, naravni in umetni, primere, ki smo jih obravnavali, so preprosto potrebni za ljudi in druga živa bitja našega planeta. Naravni viri nam ne pustijo, da bi se izgubili v času, medtem ko umetni viri skrbijo za naše zdravje in dobro počutje v podjetjih, znižujejo odstotek nesreč in nezgod.