Светлинни източници

Светлинни източници

Устройство, показатели, област на приложение

 

Основни типове светлинни източници

  • За целите на декоративното и рекламното осветление могат да се използват почти всички типове светлинни източници;

  • Нажежаеми лампи (НЛ) – обикновени, рефлекторни, с посребрен връх на колбата, нисковолтови обикновени и халогенни НЛ, халогенни НЛ с цилиндрична форма, НЛ тип „PAR”;

  • Разрядни лампи – луминисцентни лампи (ЛЛ), компактни ЛЛ, студенокатодни лампи, живачни лампи високо налягане , металхалогенни лампи, натриеви лампи високо налягане, натриеви лампи ниско налягане, ксенонови лампи;

  • Светодиоди и светодиодни модули;

 

Нажежаеми лампи – недостатъци и предимства

  • Недостатъци: кратък живот и малък светлинен добив;

  • Предимства: подходяща цветна температура за много ефекти, добро цветопредаване, много модели и типове, облекчено захранване, възможности за многократни включвания и изключвания за повтарящи се ефекти, възможности за лесно управление на светлинния им поток;

 

Нажежаеми лампи – основни разновидности

  • а) Обикновени – светлинен добив 13-20 lm/W. Подходящи са за временни уредби с годишна използваемост до 500 часа (например новогодишна украса);

  • б) Рефлекторни – с вграден отражител за различни ъгли на разсейване;

  • в) НЛ с посребрен връх на колбата (25, 40, 60 и 100 W) – поставени в подходящ отражател дават много тесен светлинен сноп;

  • г) Нисковолтови обикновени и халогенни НЛ – с повишена светлинна ефективност и възможност за получаване на много тесен свелинен сноп;

  • д) Халогенни НЛ с цилиндрична форма и светеща нишка или компактна светеща нишка и съответна форма – имат висока светлинна ефективност, по-добра цветна температура, по-дълъг живот. При лампи с двойна обвивка се избягва неудобството да не се пипа с ръка колбата на лампата;

  • е) ХЛ тип “PAR” с вграден рефлектор и призматичен разсейвател – играят ролята на осветител. Ъгълът на разсейване варира от 6 до 120 градуса. Могат да бъдат 120 или 240 V и нисковолтови – 6, 12 V. Мощността им е от 25 до 500 W и имат до 2000 часа живот; тези с халогенен цокъл са от 150 до 1000 W и имат до 4000 часа живот. Лампите с мощност до 150W са устойчиви на дъжд и вода, а за по-високите мощности е необходимо защитно стъкло. Възможно е използуване на цветни филтри.

 

Разрядни лампи – недостатъци и предимства

  • Недостатъци: необходимост от пускорегулираща апаратура за ограничаване на тока и осигуряване на запалване на разряда;

  • Предимства: много по-голяма светлинна ефективност и по-дълъг живот от нажежаемите лампи;

 

Разновидности на разрядните лампи

  • а) луминесцетни лампи (ЛЛ) с различни дължини, диаметри и нюанси на цвета, за съжаление чувствителни към резки температурни промени;

  • б) Компактни ЛЛ – тръбички с различна форма с малък диаметър и малки дължини. Могат да заменят както стандартните ЛЛ така и НЛ с цокъл Е27 или В22. Спрямо стандартните НЛ имат 5-8 пъти по-дълъг живот и 4-5 пъти по-добра светлинна ефективност. Околната температура също влияе върху характеристиките на тези лампи, но не толкова силно, като при обикновените;

  • в) Студенокатодни лампи – представляват дълги, тънки тръби и имат ниска светлинна ефективност, но много дълъг живот. Поради голямото си цветово разнообразие са подходящи за много специални цели. След включване светват веднага и се използуват за много ефекти. За употребата им са необходими мерки за електробезопасност, тъй като работят с високо напрежение;

  • г) Живачни лампи с високо налягане (ЖЛВН) – използуват се за осветяване на водни и зелени площи. При подходящо луминофорно покритие се постига излъчване почти изцяло в ултравиолетовата част на спектъра (“тъмна светлина“), с което се постигат светлинни ефекти при осветяване на обекти с фосфоресциращи бои;

  • д) Металхалогенни лампи (МХЛ) – съществуват в различни форми и разновидности, с прозрачни или матови колби, с или без вграден отражател с традиционнен цокъл, 50-100 lm/W светлинна ефективност. Могат да се вграждат в прожекторис прецизна оптична система и да се фокусират много добре. За всеки тип производителя дава информация за позволените ъгли и положения за работа. Освен от баласт и кондензатор за компенсиране на фактора на мощността, тези лампи се хуждаят и от запално устройство. Необходимо е време за разгаряне на лампата;

  • е) Натриеви лампи с високо налягане (НЛВН) – много икономични и светлинно ефективни – от 90 до 130 lm/W. Използуват се с цилиндрична прозрачна илиматирана колба, като в първия случай се фокусират добре в опитна система на съответните прожектори. Нуждаят се от баласт, кондензатор и запално устройство. НЛВН не се препоръчва да се използуват за осветяване на растителност. Произвеждат се и нискомощни НЛВН – 35 и 50 W с Тс=2500 К, индекс на цветоразпределянето 80 и светлинен добив 45lm/W. Конкурират добре НЛ като имат 5 пъти по-дълъг живот и над 4 пъти по-голям светлинен поток. Малките им размери позволяват да бъдатфокусирани в прецизни отражатели за постигане на определени ефекти;

  • ж) Натриеви лампи с ниско налягане (НЛНН) – монохроматичността им намалява възможностите за приложение, въпреки изключителната им икономичност (200lm/W) и дълъг живот. Съществуват и разновидности от 18 до 180W в прозрачни и цилиндрични колби;

  • з) Ксенонови лампи – имат най-добрия светлинен спектър, тъй като е максимално близък до слънчевия. Сравнително нисък светлинен добив (20-40 lm/W). Имат линейна форма, работят в хоризонтално положение, изискват запално устройство и стабилизатор за напрежение. Това са единствените газозарядни лампи, които работят без баласт, при висока плътност на тока, в участък от волт-амперната характеристика на разряда ц положителен наклон. Произвеждани мощности от 1.5 до 20 kW. Използуват се за специални цели – като има нужда от мощни, тесни снопове светлинна – за следящи системи прожектори.

 

 

Светодиоди – предимства и недостатъци

 

  • Предимства: най-преспективните и най-динамично развиващи се светлинни източници, дълъг живот, не е необходимо обслужване, не съдържат живак, работят при ниско напрежение, имат моментано запалване, малки размери, възможност за димиране с прости средства, различни цветове, възможност за постигане добро цветоразпредавяне (Ra=80-90), нама UV и IR излъчвания, устойчиви на удари;

  • Недостатъци: голяма температурна зависимост на излъчвания поток; малка единична мощност, поради което се налага да се свързват по няколко едновременно върху носещи платки.

 

СПЕЦИФИЧНО СЪПРОТИВЛЕНИЕ НА МЕТАЛИТЕ ЗА НАЖЕЖАЕМИ ЛАМПИ

Специфично електрическо съпротивление на метали при температура 293 К:

 

Волфрам: 5,25.10-8 Ω m

Мед: 1,69.10-8 Ω m

Сребро: 1,62.10-8 Ω m

 

Температурен коефициент на изменение на специфичното електрическо съпротивление:

Волфрам: 4,5.10-3 К-1

Мед: 4,3.10-3 К-1

Сребро: 4,1.10-3 К-1

 

Да се определи електрическото съпротивление на волфрамова нишка с диаметър 0,05 мм и дължина 200 мм при температура 2000 К.

  • До достигането на работна температура на жичката лампата ще консумира по-голям ток от работния;

  • Продължителността на преходния процес зависи от инертността на спиралата и начина на изпълнението й;

  • Лапите с по-висока работна температура имат по-голям пусков ток;

  • Плавното пускане на нажежаемите халогенни лампи е наложително!