Razvrstitev svetlobnih virov. Del 1. Žarnice z žarilno nitko in halogenske žarnice

Ločimo tri glavne metode proizvodnje svetlobe: toplotno sevanje, izpust plina pri nizkem in visokem tlaku.

Toplotno sevanje... Segrevanje žice pri prehajanju električnega toka na najvišjo možno temperaturo. Za to je najprimernejši volframov element z najvišjim tališčem med kovinami (3683 K). Primer: Žarnice z žarilno nitko in halogenske žarnice z žarilno nitko.

Plinska razelektritev ... V zaprti stekleni posodi, napolnjeni z inertnimi plini, kovinskimi hlapi in elementi redkih zemelj, pride do obločne razelektritve, ko je priključena napetost. Nastala luminiscenca plinastih polnil daje želeno barvo svetlobe.

Primer: živosrebrne, kovinsko-kloridne in natrijeve žarnice.

Luminescentni postopek... Pod delovanjem električne razelektritve začne živosrebrna para, ki se črpa v stekleno cev, oddajati nevidne ultravijolične žarke, ki se ob padcu na fosfor, nanesen na notranjo površino stekla, spremenijo v vidno svetlobo. Primer: fluorescenčne sijalke, kompaktne fluorescenčne sijalke, svetleče diode (LED).Različne vrste svetilk se razlikujejo po parametrih, kot so svetlobni izkoristek, spektralne lastnosti (npr. barvno upodabljanje), električne lastnosti (delovna napetost, poraba energije), oblikovne značilnosti (dimenzije), življenjska doba in cena.

Razvrstitev svetlobnega vira

Žarnice z žarilno nitko

Žarnice z žarilno nitko so tipični oddajniki toplote. V njihovi zaprti bučki, napolnjeni z vakuumom ali inertnim plinom, se volframova tuljava pod delovanjem električnega toka segreje na visoko temperaturo (približno 2600-3000 K), pri čemer se sproščata toplota in svetloba. Večina tega sevanja je v infrardečem območju.

Glavne vrste žarnic z žarilno nitko so sijalke za splošne namene, sijalke za posebne namene, okrasne sijalke in reflektorske sijalke.

Svetlobni izkoristek žarnic z žarilno nitko v območju od 25 do 1000 W je približno 9 do 19 lm / W za sijalke s povprečno življenjsko dobo 1000 ur. Večina žarnic z žarilno nitko je namenjena za notranjo in zunanjo razsvetljavo v omrežjih izmeničnega toka z nazivno napetostjo 220 V, 127 V in frekvenco 50 Hz.

Žarnice z žarilno nitko se razlikujejo po moči in vrsti žarnice. Žarnice z žarilno nitko se proizvajajo v klasični sferični obliki, pa tudi v manjših velikostih z žarnico v obliki "goba" in "sveča". Transparentne svetilke oddajajo čudovito, bogato svetlobo, premaz za razpršitev svetlobe pa poskrbi za enakomerno porazdelitev svetlobe in odpravlja učinek bleščanja.Izdelujejo se sijalke, ki so prilagojene nihanju omrežne napetosti, zasnovane za povečano napetost (230-240 V) (pri povečanju omrežne napetosti za 10 % se življenjska doba običajnih sijalk zmanjša za 3-krat), kar jim omogoča, da ohranijo svojo tehnične lastnosti dlje. Trajanje gorenja žarnic z žarilno nitko pri normalni napetosti ni krajše od 1000 ur, za žarnice z napetostjo 127-135 V - 2500 ur, za MO žarnice - 700 ur.

Glavne značilnosti žarnic z žarilno nitko:

1. Izdelano v široki paleti, za različne moči in napetosti ter različne tipe, prilagojene specifičnim pogojem uporabe

2. Neposredna povezava z omrežjem brez dodatnih naprav

3. Uporabnost (čeprav z močno spreminjajočimi se lastnostmi) tudi pri znatnih odstopanjih omrežne napetosti od nominalne

4. Rahlo (približno 15 %) zmanjšanje svetlobnega toka do konca življenjske dobe

5. Skoraj popolna neodvisnost od okoljskih pogojev (do zmožnosti dela v vodi), vključno s temperaturo

6. Kompaktnost

Slabosti žarnic z žarilno nitko: nizek svetlobni izkoristek, prevladovanje rumeno-rdečega dela spektra v emisijskem spektru, omejena življenjska doba, velika odvisnost značilnosti žarnic z žarilno nitko od napajalne napetosti (saj z naraščanjem napetosti temperatura žarnic narašča). žarilna nitka se dvigne in posledično postane svetloba bolj bela, svetlobni tok se hitro poveča in rahlo upočasni svetlobni izkoristek, življenjska doba se močno zmanjša).

Spekter žarnice z žarilno nitko:

Glavne značilnosti žarnice z žarilno nitko so nazivne vrednosti napetosti, moči, svetlobnega toka, življenjske dobe in skupnih dimenzij.

Najpogostejši tipi vznožkov za žarnice z žarilno nitko: E - z navojem, Bs - z enim zatičem, Bd z dvema zatičema.

Oznaka žarnic z žarilno nitko: mono-tuljava, polnjena z G-plinom (argon); B — dvojna tuljava z argonskim polnjenjem; BK — bispirala, napolnjena s kriptonom; MT - mat; 125-135, 220-230, 230-240-območje napetosti v voltih; 25-500 — nazivna moč v vatih; 1 - 12 - posebnost osnovnega modela.

Na primer: B 230-240-40-1, MO 36-100

Proizvaja se tudi veliko število drugih vrst žarnic z žarilno nitko: rudniške svetilke, za podzemno železnico, za semaforje, projekcije, za fotografijo, miniaturne in miniaturne, stikalne, zrcalne (žarnice z zrcalnimi ali difuznimi odbojnimi plastmi v žarnici) in drugi.

Halogenske žarnice z žarilno nitko

Halogenske žarnice z žarilno nitko so po strukturi in funkciji primerljive z žarnicami z žarilno nitko. Vsebujejo pa manjše dodatke halogenov (brom, klor, fluor, jod) ali njihovih spojin v pomožnem plinu. S pomočjo teh dodatkov je v določenem temperaturnem območju mogoče skoraj popolnoma odpraviti potemnitev žarnice (ki jo povzroči izhlapevanje atomov volframa) in posledično zmanjšanje svetlobnega toka. Zato je mogoče velikost žarnice v halogenskih žarnicah z žarilno nitko znatno zmanjšati, zaradi česar se lahko po eni strani poveča tlak v polnilnem plinu, po drugi strani pa postane možna uporaba dragih inertnih plina kripton in ksenon kot polnilna plina.

Volfram-halogen cikel.

Glavne značilnosti žarnice z žarilno nitko - svetlobni izkoristek in življenjska doba - so v glavnem določene s temperaturo tuljave: višja kot je temperatura tuljave, večja je svetlobna moč, a krajša je življenjska doba. Zmanjšanje življenjske dobe je posledica hitro naraščajoče stopnje izhlapevanja volframa z naraščajočo temperaturo, kar vodi na eni strani do zatemnitve žarnice in na drugi strani do izgorevanja tuljave.

Črnenje žarnice lahko učinkovito preprečimo z dodatkom halogena polnilnemu plinu, ki med ciklom volfram-halogen prepreči, da bi se že uparjen volfram usedel na stene žarnice. Volfram, uparjen iz tuljave med delovanjem žarnice, zaradi difuzije ali konvekcije vstopi v temperaturno območje (T1 1400 K) in se tam ponovno razgradi.

Del volframa se ponovno obnovi po spirali, vendar na novem mestu. Običajni cikel volfram-halogen tako povzroči le preprečevanje temnenja žarnice, ne pa tudi podaljšanje življenjske dobe, ki se bo končala zaradi zloma tuljave na nastalih "vročih celicah".

Halogenske žarnice z žarilno nitko odlikuje posebna kompaktnost, bistveno bolj bela svetloba, izboljšana barvna reprodukcija in dvojna življenjska doba.

Halogenske žarnice z žarilno nitko so na voljo do 20 kW.

Danes proizvajalci ponujajo veliko izbiro halogenskih žarnic - za vsak okus in za različne namene.Na voljo so sijalke z močjo 5-150 W za znižano napetost 12-24 V, pa tudi z močjo 25-250 W (z enojnim vznožjem s standardnimi vtičnicami E14 in E27) in 100-500 W (dvojno - s pokrovčkom) za omrežno napetost 220-230 V. Lahko uporabite halogenske žarnice z zunanjimi steklenimi reflektorji s posebnim interferenčnim premazom - prepušča infrardeče sevanje in tako ustvarja "hladen" žarek. Svetilke z zunanjim aluminijastim reflektorjem tvorijo "globoke" (s kotom razpršitve 30-100) in "široke" (s kotom razpršitve do 600) svetlobne žarke.

Tu so glavne prednosti halogenskih žarnic v primerjavi z običajnimi žarnicami z žarilno nitko:

- večja svetlobna učinkovitost - v nekaterih primerih se poveča na 25 lm / W, kar je 2-krat več kot pri žarnicah z žarilno nitko;

- velika vzdržljivost - njihova življenjska doba je 2-4 krat višja kot pri žarnicah z žarilno nitko;

-majhne dimenzije -pri nizkonapetostnih halogenskih žarnicah (12 V, 100 W) je premer žarnice 5-krat manjši kot pri žarnicah z žarilno nitko iste moči;

— bogatejši spekter sevanja — halogenske žarnice imajo »bolj belo« svetlobo kot žarnice z žarilno nitko (zaradi višje temperature segrevanja — 30.000 K v primerjavi z 28.000 K pri klasični sijalki);

- nastavljivost svetlobnega toka, pri zmanjšani napetosti pa svetlobni tok ohrani zadostno "belino".

Prvi dve točki govorita o očitnih ekonomskih prednostih halogenskih žarnic: če je tak svetlobni vir nameščen namesto tradicionalne žarnice z žarilno nitko, vendar z enakimi emisijskimi parametri, se bo poraba energije svetlobne točke zmanjšala v povprečju za 20 -40 %. Vendar to ni edina prednost halogenskih žarnic.Njihova majhnost, skoraj miniaturna, omogoča ustvarjanje popolnoma novih svetlobnih naprav, na primer tako imenovane poudarjene razsvetljave - posebej zasnovan reflektorski sistem omogoča tako povečanje svetlobnega toka, da daje oblikovalcem dodatne možnosti pri oblikovanju prostora. .