Электрические источники света

К источникам света относятся лампы накаливания, люминесцентные, галогенные лампы.

Лампы накаливания относятся к тепловым источникам света, в которых при нагревании током до 2400-2900°С тела накала (вольфрамовой нити) происходит ее свечение. Составными частями электрической лампы накаливания являются стеклянная колба, цоколь (резьбовой или штифтовой), тело накала, ножка с крючками для крепления тела накала, два электрода.

В зависимости от условий работы тела накала лампы бывают вакуумные и газонаполненные. В качестве газов для наполнения используют инертные газы (аргон, криптон, ксенон). Эти газы повышают температуру тела накала, но при этом увеличиваются и потери энергии вследствие теплопроводности и конвекции газа. Газовое наполнение применяют только для ламп повышенной мощности (40 Вт и выше). Лампы накаливания выпускают мощностью 15-1500 Вт для напряжения 127 и 220 В.

По назначению различают лампы осветительные общего назначения, для местного освещения, декоративные, медицинские, автомобильные, для кинофотопроцессов, для портативных фонарей, радио- и электроприборов, велосипедов, елочных гирлянд, сувенирные.

В зависимости от формы тела накала и заполнения колбы лампы общего назначения бывают следующих типов: В - вакуумные, с телом накала в виде спирали, мощностью 15-25 Вт; Г - заполненные аргоном, спиральные, мощностью 150, 200, 300, 500-1500 Вт; БК - биспиральные, наполненные криптоном, мощностью 40, 60, 100 Вт (эти лампы имеют наибольший световой поток и поэтому наиболее совершенны).

По форме колбы лампы могут быть грушевидными, свечеобразными, грибовидными (криптоновые); по цвету стекломассы, колбы - бесцветными, матированными, молочными, окрашенными, опалиновыми, с диффузионным и зеркальным отражателем.

По диаметру цоколя различают лампы бытовые с диаметром цоколя 14 мм (Е14 - до 100 Вт) и 27 мм (Е27 - до 300 Вт) и лампы для общественных зданий мощностью

свыше 300 Вт с цоколем Е40. Выпускаются штифтовые лампы с цоколем Ш22.

Лампы накаливания нашли широкое применение в быту благодаря небольшим габаритам, простоте включения, стабильности светового потока, бесшумности, способности работать от сети как переменного, так и постоянного тока. К недостаткам этих ламп следует отнести их низкую экономичность (КПД = 1-3 %), малый срок службы (до 1000 ч), искажение цветопередачи из-за большой доли желтых лучей.

Люминесцентные лампы - это газоразрядные источники света. Световой поток в них создается за счет свечения люминофоров, возбуждаемых ультрафиолетовым излучением, возникающим в результате электрического разряда в парах ртути в смеси с аргоном. Люминофор - порошок, покрывающий внутренние стенки лампы. Лампа представляет собой трубку, на концах которой крепятся цоколи с двумя контактными штифтами. При возникновении электрического разряда свободные электроны при перемещении к аноду сталкиваются с атомами аргона и ртути и возбуждают их, образуя излучения.

По спектральному составу излучаемого света различают пять типов люминесцентных ламп: ЛД - дневного света, ЛБ - белого света, ЛХБ - холодного белого света с голубым оттенком, ЛТБ — теплого белого света с розоватым оттенком, ЛДЦ - правильной цветопередачи, дающие свечение, близкое к цвету пасмурного неба. Лампы ЛД, ЛБ и ЛТБ создают освещение, близкое к дневному; лампы ЛДЦ и ЛХБ используют при необходимости различать оттенки цветов; лампы ЛБ вызывают наименьшее напряжение глаз. По мощности люминесцентные лампы выпускаются на 4, 6, 8, 13, 15, 20, 30, 40, 65, 80 и 125 Вт. Лампы на 4, 13 и 125 Вт изготовляются небольшими партиями. Лампы типа ЛБ выпускаются всех мощностей, остальных типов - от 15 до 80 Вт.

По форме трубки лампы бывают прямые, U-образные, W-образные и кольцевые (К).

Преимущества люминесцентных ламп заключаются в большой экономичности (их светоотдача в 4-6 раз выше), большем сроке службы (до 10 тыс. ч), возможности получения света нужного спектра. Недостатками их являются сложная схема включения, работа от сети переменного тока, громоздкость, затруднение очистки из-за крепления к потолку, шум при работе, зависимость работы от внешних условий (понижение температуры затрудняет зажигание ламп).

Внедрение в электротехнике достижений науки и прогрессивных технологий позволило освоить выпуск экономичных ламп, среди которых наибольшее распространение получили галогенные лампы и экономичные компактные люминесцентные.

Галогенные лампы отличаются мощным и ярким световым потоком (на 70 % ярче по сравнению с обычными лампами накаливания), но при этом имеют значительно больше срок службы, хорошо подчеркивают цвета, обеспечивая яркую цветопередачу, имеют стабильную силу светового потока на протяжении всего периода работы, максимально имитируют солнечный свет. В настоящее время наиболее распространены галогенные лампы, рассчитанные на 12 и реже на 24 В. Они рекомендуются для направленного освещения рабочих мест (на кухне, письменном столе и т. п.), но для мощного освещения больших площадей и зданий с высокими потолками выпускаются галогенные лампы, рассчитанные на напряжение 220 В. Они бывают мощностью 20, 35, 50 Вт. Галогенные лампы дороже обыкновенных ламп накаливания в 3-10 раз, из-за большой мощности светового потока несколько утомляют глаза, но эти недостатки компенсируются за счет 30 % -ной экономии электроэнергии и более длительного времени эксплуатации (в 5-10 раз). Основными типами галогенных ламп, поступающих в продажу, являются: Галоген АЕ-14 и Е27, Галоген А шаровая, Галоген А (дает рассеянный свет). Поступают также галогенные лампы с рефлектором (отражателем), используемые для фокусировки света.