Классификация и основные параметры электрических источников света

Классификация и основные параметры электрических источников света. Электрические источники света по способу генерирования ими излучения могут быть разделены на температурные (лампы накаливания) и люминесцентные (люминесцентные и газоразряд¬ные лампы). Основные параметры электрических источников света: на¬пряжение питающей сети; номинальная мощность; световая от¬дача, измеряемая числом люменов на один ватт (лм/Вт); пуско¬вые и рабочие токи; номинальный световой поток; спад свето¬вого потока через определенное время эксплуатации; средняя продолжительность работы лампы. 1.1. Лампы накаливания Для целей освещения все еще широко применяются электри¬ческие лампы накаливания, что объясняется простотой их экс¬плуатации и включения в сеть, надежностью и компактностью.

Основной недостаток ламп накаливания — низкий КПД (около 2 %), т. е. лампы накаливания больше греют, чем светят.

Срок службы ламп накаливания составляет в среднем 1000 ч. Лампы накаливания очень чувствительны к изменениям подво¬димого к ним напряжения.

Повышение напряжения на 1 % сверх номинального приводит к повышению светового потока на 4 % и снижению срока службы на 13—14 %. При понижении на¬пряжения срок службы возрастает, но снижается световой поток лампы, что сказывается на производительности труда работаю¬щих. Срок службы ламп накаливания снижается при их вибраци¬ях, частых включениях и отключениях, невертикальном положе¬нии. Свет ламп накаливания отличается от естественного преоб¬ладанием лучей желто-красной части спектра, что искажает есте¬ственную расцветку предметов. Лампы накаливания могут быть вакуумными (тип В мощно¬стью от 15 до 25 Вт) и газополными (типы Г, Б, БК мощностью от 40 до 1500 Вт). Газополные лампы типа Г (моноспиральные) и Б (биспи-ральные) наполняются аргоном с добавлением 12—16 % азота.

Конструктивно биспиральная лампа отличается от моноспи¬ральной тем, что у нее нити имеют форму двойных спиралей, т. е. спирали, свитой из спирали. У этих ламп световая отдача примерно на 10 % выше, чем у обычных (моноспиральных) ламп. Биспиральные лампы с криптоновым наполнением (лампы типа БК) внешне отличаются своей грибовидной формой и имеют световую отдачу на 10—20 % выше, чем лампы с аргоно¬вым наполнением.

Из-за высокой стоимости газа криптона лам¬пы типа БК выпускаются мощностью от 40 до 100 Вт. Заметим, что вольфрамовая нить накала может сворачиваться не только в спираль и биспираль, но и в триспираль и образовы¬вать различные конструктивные формы (цилиндрическую, коль¬цевую, прямоугольную и т. п.). Шкала номинальных мощностей ламп накаливания общего назначения (Вт): 15, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750, 1000. Лампы мощностью 15 и 25 Вт выпускаются вакуумными, 40— 100 Вт — биспиральными с аргоновым или криптоновым запол¬нителем, 150 Вт — моноспиральными или биспиральными и 200 Вт и выше — моноспиральными с аргоновым заполнителем.

Свето¬вая отдача ламп 7—18 лм/Вт. Для ламп мощностью от 15 до 200 Вт применяется цоколь ти¬па Е27/27, для ламп мощностью 300 Вт с колбой длиной 184 мм — цоколь Е27/30, для ламп мощностью от 300 до 1000 Вт — цоколь Е40/45. Лампы мощностью до 300 Вт могут изготавливаться как в прозрачных, так и в матированных (МТ), опаловых (О), молоч¬ных (МЛ) колбах.

Отметим, что опал — это минерал подкласса гидроокислов (SiO2 x nH2O). Условные обозначения ламп накаливания общего назначения: слово «лампа», тип наполнения и тела накала, вид колбы лампы (если она непрозрачная), диапазон напряжения, номинальная мощность, номер ГОСТа. Например, обозначение «Лампа В 125-135-25 ГОСТ 2239—79» расшифровывается так: лампа вакуумная, прозрачная колба на напряжение 125—135 В, мощность 25 Вт, изготовлена по ГОСТ 2239—79. Обозначение «Лампа ГМТ 220-230-150 ГОСТ 2239-79» чита¬ется следующим образом: лампа газонаполненная моноспираль¬ная аргоновая в матированной колбе на напряжение 220—230 В, мощность 150 Вт, изготовлена по ГОСТ 2239—79. Лампы накаливания для местного освещения изготавливаются на напряжение 12 В мощностью от 15 до 60 Вт и на напряжение 24 и 36 - В мощностью 25, 40, 60 и 100 Вт. Обозначение этих ламп, например МО-36-60 или МО-12-40, расшифровывается так: лампа накаливания для местного освещения напряжением 36 В мощностью 60 Вт и лампа накаливания для местного осве¬щения напряжением 12 В мощностью 40 Вт. Кроме того, выпус¬каются миниатюрные лампы накаливания типа МН на напряже¬ние 1,25 В мощностью 0,313 Вт; 2,3 В мощностью 3,22 Вт; 2,5 В мощностью 0,725 Вт, 1,35 Вт, 2,8 Вт; 36 В мощностью 5,4 Вт. Световой поток ламп со временем может снижаться.

Существуют нормы снижения светового потока каждой лампы после 750 ч работы при расчетном напряжении.

В последнее время широкое рас¬пространение получили лампы нака¬ливания, колбы которых покрыты зеркальным или белым диффузным отражающим слоем.

Такие лампы называются лампами-светильниками. Зеркальной части колбы придают соответствующую форму с тем расче¬том, чтобы получить определенную кривую силы света (рис. 2.2). Так как лампы с отражающими покрытиями имеют необходимую кривую силы света, для их применения использу¬ются световые приборы без оптиче¬ских устройств, что значительно удешевляет светильники к ним. Эти лампы не нуждаются в чистке, и их световой поток более стабилен в процессе эксплуатации.

Лампы накаливания с отражающими слоями (лампы-све¬тильники) подразделяются на: лампы общего освещения с диф¬фузным (Д) слоем типа НГД (лампы накаливания, газонапол¬ненные аргоном, моноспиральные с диффузным слоем); лампы местного освещения с диффузным слоем типа МОД; лампы зер¬кальные со средним (Г) светораспределением типа НЗС; лампы зеркальные с широким (Ш) светораспределением типа ЗН27— ЗН28; лампы зеркальные с концентрированным светораспреде¬лением типа НЗК; лампы зеркальные для местного освещения типа МОЗ. Лампы общего освещения с диффузным слоем типа НГД из¬готавливаются на напряжение 127 В мощностью 20, 60, 100, 150 и 200 Вт и на напряжение 220 В мощностью 40, 100, 150, 200 и 300 Вт. Лампы местного освещения с диффузным слоем типа МОД изготавливаются на напряжение 12 В мощностью 25, 40 и 60 Вт и на напряжение 36 В мощностью 40, 60 и 100 Вт. Лампы зеркальные со средним (Г) светораспределителем типа НЗС выпускаются на напряжение 127 и 220 В мощностью 40, 60, 75 и 100 Вт. Лампы зеркальные с широким (Ш) светораспределением типа ЗН30 выпускаются только на напряжение 220 В мощностью 300, 500, 750 и 1000 Вт. Лампы зеркальные с концентрированным светораспределени¬ем типа НЗК выпускаются на напряжение 127 и 220 В мощно¬стью 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750 и 1000 Вт. Срок служ¬бы всех ламп на напряжение 220 В и ламп мощностью от 150 до 1000 Вт на напряжение 127 В составляет 1500 ч. Лампы зеркальные для местного освещения типа МОЗ быва¬ют только на напряжение 36 В мощностью 40, 60 и 100 Вт. Срок службы всех ламп, не отмеченных выше, составляет 1000 ч. Световая отдача ламп 8,5—20, 6 лм/Вт. Промышленность выпускает также галогенные лампы нака¬ливания, срок службы которых составляет 2000 и более часов, т. е. в 2 раза больше, чем указанных выше ламп. В состав газового заполнения колбы галогенной лампы нака¬ливания добавляется йод, который при определенных условиях обеспечивает обратный перенос испарившихся частиц вольфрама со стенок колбы лампы на тело накала. Именно это обстоятельст¬во позволяет повышать в 2 раза срок службы лампы накаливания при повышенной световой отдаче.

Галогенные лампы имеют ли¬нейные и компактные тела накала.

Линейные тела накала выполне¬ны в форме длинной спирали (отношение длины спирали к диа¬метру более 10), которая помешается в кварцевую колбу трубчатой формы с торцовыми вводами.

Компактные тела накала имеют спираль меньшей длины. У таких ламп также меньше и колба.

Обозначение галогенных ламп: КГ220-1000-5 — галогенная лампа с колбой из кварцевого стекла, йодная, напряжение 220 В, мощность 1000 Вт, номер разработки 5; КГМ (малогабаритная) на напряжение 30, 27 и 6 В. Трубчатые галогенные лампы накаливания выпускаются на напряжение 220 В мощностью 1000, 1500, 2000, 5000 и 10 000 Вт, а также на напряжение 380 В мощностью 20 000 Вт. Световой поток галогенных ламп составляет от 22 клм (лампы мощностью 1000 Вт) до 260 клм (лампы мощностью 10 000 Вт). Световая от¬дача этих ламп 22—26 лм/Вт. Из-за нестабильности напряжения питающей сети в настоя¬щее время выпускаются лампы накаливания, допускающие от¬клонение напряжения в диапазоне ±5 В от расчетного.

Диапазон напряжений указывается на лампе, например 125—135 В, 215— 225 В, 220-230 В, 225-235 В, 230-240 В. Для повышенного напряжения электрической сети выпуска¬ются специальные лампы накаливания на расчетное напряжение 235 В и 240 В. Здесь диапазон изменения напряжения составляет 230—240 В и 235—245 В. Расчетное напряжение 240 В применя¬ется только для ламп мощностью 60, 100 и 150 Вт. Лампы на на¬пряжение 235 и 240 В не следует применять при стабильном на¬пряжении сети 230 В из-за резкого уменьшения их светового по¬тока в такой сети. 1.2.