Источники искусственного освещения

Источником искусственного света называется устройство, предназначенное для превращения какого-либо вида энергии в оптическое излучение.

В настоящее время светотехническая промышленность выпускает широчайший ассортимент источников света отличающихся по своим характеристикам, которые делятся на две большие группы:

· лампы накаливания;

· газоразрядные лампы.

Принцип действия ламп накаливания основан на способности раскаленной нити из тугоплавкого металла (вольфрама) в инертном газе или вакууме излучать видимый свет. Инертный газ препятствует испарению вольфрама и уменьшает потемнение колбы. Лампы имеют различные формы колбы, играющие чаще всего декоративную роль. Лампы накаливания бывают прозрачными, матовыми и имеют также широкую цветовую гамму (белые, красные, синие, зеленые, желтые колбы). Они выпускаются в широком диапазоне мощностей (от 15 до 1500 Вт).

Лампы накаливания, изобретенные в 1872 г. А.Н. Лодыгиным и усовершенствованные в 1879 г. Т.А. Эдисоном, до сих пор являются наиболее широко распространенными источниками света. Они обладают рядом достоинств: их можно непосредственно включать в сеть с напряжением, равным рабочему напряжению лампы, они просты в изготовлении, дешевы, компактны, практически не зависят от условий окружающей среды, имеют незначительный период разгорания, световой поток к концу срока службы снижается незначительно. В лампах накаливания уменьшение силы света обеспечивается простым уменьшением напряжения. Вольфрамовая нить (рис. 4.7) представляет собой компактный источник света, который легко фокусируется рефлекторами и линзами. Все это облегчает использование ламп накаливания там, где требуется управление световым потоком (освещение сцены, витрин, конференц-залов и т. д.).

Однако эти лампы имеют ряд существенных недостатков:

· низкую экономичность (КПД 3…5 %);

· низкую световую отдачу (7…20 лм/Вт);

· однородный спектральный состав света (преобладание желтой и красной частей спектра при недостатке синей и фиолетовой по сравнению с естественным светом);

· нерациональное распределение светового потока для большинства ламп, что требует применения осветительной арматуры (светильников);

· малый срок службы (от 1 000 до 3 000 ч).

Рис. 4.7. Устройство лампы накаливания

Галогенные лампы накаливания (рис. 4.8). Принцип действия такой же, как и у обычных ламп накаливания (свечение вольфрамовой нити), но в колбе находится галогенный газ (бром или йод), контролирующий испарение вольфрама. Колба галогенной лампы изготавливается, как правило, из кварцевого стекла, так как требуется поддержание минимальной температуры стенки колбы лампы на уровне 250 º С. Это необходимо для того, чтобы галоид вольфрама оставался в газообразном состоянии и не осаждался на стенках лампы. У большинства галогенных ламп срок службы выше, чем у аналогичных ламп накаливания, нить работает при более высокой температуре, излучая более белый цвета. Эти лампы используются там, где требуются малый размер источника света, высокая направленность светового потока и возможность управлять интенсивностью светового потока.

Галогенные лампы могут питаться напряжением 220 и 12 В (рис. 4.8). Низковольтные галогенные лампы изначально предназначались для диаскопов и кинопроекционных аппаратов. При напряжении 12 В нить той же мощности, что и при 220 В становится меньше и толще. Большая масса нити позволяет выдерживать более высокую рабочую температуру и обеспечивает большую световую отдачу, больший срок службы. Поскольку высокая температура источника света вредна для пленки в кинопроекционных аппаратах и диапроекторах, разработан специальный тип рефлектора, который отражает только видимое излучение, позволяя инфракрасному излучению (теплу) уходить через заднюю часть лампы.

а) б)

Рис. 4.8. Галогенные лампы: