Proiectarea și funcționare a lămpilor incandescente
Apariția lămpilor incandescente a condus la o îmbunătățire semnificativă a condiției umane. Incandescent permis să refuze lumânări și lămpi cu kerosen, astfel simplifica foarte mult viața oamenilor.
În lămpile cu incandescență moderne cu putere redusă doar 7% din energie este transformată în lumină vizibilă și în lămpi de mare putere - 10%. Restul de energie electrică consumată cheltuit pe pierderile de căldură și radiații invizibile pentru ochiul uman. Cu toate acestea, lămpile cu incandescență din cauza simplității sale, comoditate și costuri reduse sunt încă utilizate în instalațiile de iluminat.
Dispozitiv incandescente moderne prezentate mai jos:
lămpi cu incandescență, cu filament de tungsten este format din două tipuri:
- Vid (scobitură) - în care aerul este evacuat din flacoane;
- umplut cu gaz - după aspirarea bec umplut cu un gaz inert (amestec de azot și argon sau gaz rar - kripton și xenon).
lămpi tubulare, de obicei, sunt realizate doar în mică putere (60 W). Acest lucru se datorează faptului că, atunci când gazul în becul lămpii cu un diametru mic și o lungime relativ mare a filamentului ar deveni pierderi termice inutile loc prin convecție. lămpi cu incandescență, de mare putere a produs umplut cu gaz. Prezența gazului în vasul creează cele mai bune condiții pentru creșterea temperaturii filamentului de încălzire și creșterea fluxului luminos. Gaz înconjoară un filament fierbinte, incetineste pulverizarea sa, ceea ce mărește durata de viață a produsului.
Cu toate acestea, creșterea temperaturii filamentului are o limită datorită temperaturii de topire de material (pentru tungsten 3400 0 C). La umplerea amestecului balon kriptonoksenovoy a atins temperatura maximă a filamentului și de ieșire de lumină, cu toate acestea, din cauza dificultăților în obținerea gazelor rare, astfel de lămpi sunt realizate extrem de rare.
Lămpile cu incandescență au o formă de spirală, ceea ce face o pierdere minimă prin mediul gazos.
Pentru incandescente caracteristici relevante sunt următoarele: energia electrică, lumina, timpul mediu de ardere, tensiunea nominală, eficiența luminoasă.
Tensiunea nominală de „becuri“ se referă la tensiunea la care este capabil să funcționeze în mod normal. De obicei, aceste tensiuni sunt indicate pe bec sau priza. În instalațiile de iluminat mari de tensiune pe scară largă de 127 V și 220 V, iar pentru repararea și iluminarea locală - 12 V și 36 V.
Fluxul luminos al lămpii cu incandescență depinde de temperatura fire, și consumul de energie. Eficacitatea luminoasă descrie eficiența lămpilor. Sub eficiența luminoasă se înțelege raportul dintre fluxul luminos emis la consumul de energie:
Formula arată că fluxul luminos mai mare per unitate consumul de energie, eficiența prea mare. Eficiența luminoasă va crește cu putere tot mai mare, și va fi mai mare, mai mică tensiunea la care este destinat lampa. La lămpi de mare putere și cu un diametru redus filament tensiune mai mare și, prin urmare, permite o temperatură mai ridicată.
Durata medie de viață a lămpii normal este de aproximativ 1000 de ore sub condiția arderii menținerea constantă tensiunea nominală. Astfel, la sfârșitul duratei de viață a producției de lumină nu trebuie să fie sub 90% din valoarea nominală. Un impact semnificativ asupra duratei de viață a schimbării de tensiune aplicată la bornele.
Tabelul de mai jos prezintă modificările fluxului luminos, eficiența luminoasă și durata de funcționare a lămpii în funcție de tensiunea aplicată:
Tabelul arată că la rețea mai mici de tensiune și eficiența luminoasă a fluxului luminos este redus în mod semnificativ, iar durata de viață este crescut. Iar atunci când tensiunea este crescută - dimpotrivă, crește fluxul de lumină, durata de viață este redusă.
Reducerea tensiunii de alimentare, în comparație cu nominală, aceasta conduce la o schimbare în spectrul de emisie. Astfel de obiecte iluminate apar vopsite în alte culori. De exemplu, obiectele galbene par alb, albastru inchis - negru. Acest fenomen este mai pronunțată atunci când se utilizează o lampă cu filament de putere joasă. Prin urmare, pentru funcționarea normală, este important să aibă o tensiune apropiată de valoarea nominală a tensiunii dispozitivului.
În plus față de lămpile cu incandescență convenționale și lămpile cu reflector sunt utilizate, care diferă în flacon structură specifică. Pe suprafața interioară a vasului, cu privire la capacul este aplicat pe stratul oglindă de aluminiu și o parte inferioară a solului plictisitoare. deschidere oglinda - reflector bun, prin care mai mult de 50% din fluxul luminos emis este direcționată în jos într-un fascicol de lumină concentrată. În funcție de forma unui bulb reflectorizant poate obține o distribuție de lumină profundă sau larg. Astfel, lămpile cu reflector sunt, de asemenea, lampa și sursa de lumină:
Nu se recomandă utilizarea lămpilor reflector fără corpuri de iluminat speciale pentru iluminarea plantelor industriale (din cauza posibilelor daune).
Există, de asemenea, o varietate de lămpi incandescente cu ciclul de iod. In astfel de dispozitive Plosca care conțin vapori de iod. molecula de iod, se încălzește la o temperatură predeterminată, legată cu evaporându particulele de wolfram și sub formă gazoasă. Acesta din urmă, în contact cu filament incandescent, se descompune în tungsten și iod, prima re-inclus în ciclul de lucru, și din nou depuse pe filament de tungsten, ceea ce contribuie la durata de viață mai lungă a lămpilor incandescente. Astfel, aceste dispozitive sunt caracterizate prin eficiență luminoasă ridicată.
Avantaje și dezavantaje ale lămpilor incandescente
lampă cu incandescență electric este încă folosit în mod activ pentru iluminatul artificial, are avantajele și dezavantajele sale.
Avantajele includ:
- La fel de funcționare normală în timpul funcționării sursei atât de curent alternativ și DC;
- aprindere practic instantanee la putere indiferent de temperatura mediului ambiant;
- Dimensiunile mici și, dacă este necesar, posibilitatea de fabricație a orice formă;
- Shallow valoare simplitatea medie de proiectare și fabricație;
- Ușor de operat;
Există, de asemenea, dezavantaje:
- O sensibilitate semnificativă la fluctuațiile tensiunii de alimentare;
- Relativ mică viață (aproximativ 1.000 de ore);
- Eficiență scăzută (1,5% - 3%);
- ieșire lumină ușoară;
- Dificultatea de a determina culoarea atunci când sunt iluminate;