Yapay ışık kaynakları, enerjiyi ışık radyasyonuna dönüştüren çeşitli tasarımların teknik cihazlarıdır.

Yapay ışık kaynakları, enerjiyi ışık radyasyonuna dönüştüren çeşitli tasarımların teknik cihazlarıdır. Elektrik esas olarak ışık kaynaklarında kullanılır, ancak bazen kimyasal enerji ve diğer ışık üretme yöntemleri de kullanılır (örneğin, tribolüminesans, radyolüminesans, biyolüminesans, vb.).

Yapay aydınlatma için en sık kullanılan ışık kaynakları üç gruba ayrılır - gaz deşarj lambaları, akkor lambalar ve LED'ler. Akkor lambalar ısı radyasyon ışığı kaynaklarıdır. İçlerindeki görünür radyasyon, bir tungsten filamentin elektrikli ısınmasının bir sonucu olarak elde edilir. Gaz deşarj lambalarında, spektrumun optik aralığının radyasyonu, inert gazlar ve metal buharları atmosferindeki bir elektrik deşarjının yanı sıra görünmez ultraviyole radyasyonun görünür ışığa dönüştüğü lüminesans fenomenlerinden kaynaklanır.

Endüstriyel aydınlatma sistemlerinde gaz deşarj lambaları tercih edilir. Gaz deşarjının imkansızlığı veya ekonomik olarak uygun olmaması durumunda akkor lambaların kullanımına izin verilir.

Işık kaynaklarının ana özellikleri:

· Besleme şebekesinin U, B anma gerilimi;

· Elektrik gücü W, W;

· Işık akısı f, lm;

· Işık çıkışı (lambanın ışık akısının gücüne oranı) lm / W;

· Hizmet ömrü t, h;

· Renk sıcaklığı Tc, K.

Bir akkor lamba, elektrik enerjisinin ışığa dönüştürülmesinin, refrakter iletkenin (tungsten filaman) elektrik akımı ile akkor ısınmasının bir sonucu olarak ortaya çıktığı bir ışık kaynağıdır. Bu cihazlar evsel, yerel ve özel aydınlatma için tasarlanmıştır. İkincisi, kural olarak, görünüşte farklılık gösterir - ampulün rengi ve şekli. Akkor lambaların verimliliği (Verimlilik) yaklaşık% 5-10'dur, tüketilen elektriğin böyle bir kısmı görünür ışığa dönüştürülür ve ana kısmı ısıya dönüştürülür. Akkor lambalar aynı temel elemanlardan oluşur. Ancak boyutları, şekilleri ve yerleşimleri büyük ölçüde değişebilir, bu nedenle farklı tasarımlar birbirine benzemez ve farklı özelliklere sahiptir.

Ampulleri kripton veya argon ile doldurulmuş lambalar var. Kripton genellikle bir "mantar" şeklindedir. Boyutları daha küçüktür, ancak argonla karşılaştırıldığında daha büyük (yaklaşık% 10) bir ışık akısı sağlar. Küresel ampullü lambalar, dekoratif eleman olarak hizmet veren lambalar için tasarlanmıştır; tüp şeklinde bir ampul ile - dolaplar, banyolar, vb. aynaları aydınlatmak için. Akkor lambalar 7 ila 17 lm / W'lik bir ışık çıkışına ve yaklaşık 1000 saatlik bir hizmet ömrüne sahiptir. Sıcak kaynaklarla ışık kaynakları ile ilgilidirler, bu nedenle mavi-mavi, sarı ve kırmızı tonların iletiminde hatalar oluştururlar. Renk işleme gereksinimlerinin oldukça yüksek olduğu iç mekanda, diğer lamba türlerini kullanmak daha iyidir. Geniş alanları aydınlatmak ve 1000 Lux seviyesini aşan aydınlatma oluşturmak için akkor lambaların kullanılması tavsiye edilmez, çünkü bu çok fazla ısı üretir ve odanın "aşırı ısınmasına" neden olur.

Bu sınırlamalara rağmen, bu tür cihazlar hala klasik ve favori ışık kaynakları olarak kalmaktadır.

Akkor lambalar zaman içinde parlaklıklarını kaybederler ve bu basit bir nedenden dolayı olur: filamandan buharlaşan tungsten, ampulün iç duvarlarında koyu bir kaplama şeklinde biriktirilir. Modern halojen lambalar, dolgu gazına halojen elementlerinin (iyot veya bromin) eklenmesi nedeniyle bu dezavantaja sahip değildir.

Lambalar iki şekilde gelir: tübüler - kuvars tüpün ekseni boyunca uzun bir spiral ile ve kapsül - kompakt bir kızdırma gövdesi ile.

Küçük boyutlu ev halojen lambalarının soketleri, geleneksel duylar için uygun olan dişli (tip E) ve farklı tipte bir lamba tutucu gerektiren pim (tip G) şeklinde diş açılabilir.

Halojen lambaların ışık verimliliği 14-30 lm / W'dir. Sıcak tonlu kaynaklara aittirler, ancak emisyon spektrumları akkor lambalardan beyaz ışık spektrumuna daha yakındır. Bu sayede mobilya ve iç mekan renkleri, bir kişinin teninin yanı sıra sıcak ve nötr bir aralıkta mükemmel bir şekilde "taşınır".

Her yere uygulayın. Silindirik veya mum şekilli bir ampulü olan ve 220V şebeke voltajı için tasarlanmış lambalar, geleneksel akkor lambalar yerine kullanılabilir. Düşük voltaj için tasarlanmış ayna lambaları, resimlerin yanı sıra konut binalarının aksanlı aydınlatması için neredeyse vazgeçilmezdir.

- düşük basınçlı deşarj lambaları - cıva buharının içine pompalandığı elektrotları olan silindirik bir borudur. Bu lambalar akkor veya halojen lambalardan çok daha az enerji tüketir ve daha uzun ömürlüdür (20.000 saate kadar hizmet ömrü). Ekonomisi ve dayanıklılığı nedeniyle, bu lambalar en yaygın ışık kaynakları haline gelmiştir. Ilıman iklime sahip ülkelerde, floresan lambalar şehirlerin dış mekan aydınlatmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Soğuk bölgelerde, bunların yayılması, düşük sıcaklıklarda ışık çıkışında bir düşüş ile engellenir. Etki ilkeleri, şişenin duvarlarında biriken fosforun parlamasına dayanır. Lambanın elektrotları arasındaki elektrik alanı, cıva buharını görünmez ultraviyole radyasyon yayar ve fosfor bu radyasyonu görünür ışığa dönüştürür. Bir fosfor derecesi seçerek yayılan ışığın rengini değiştirebilirsiniz.

Yüksek basınçlı deşarj lambalarının çalışma prensibi, elektrik ark deşarjlarının etkisi altında deşarj tüpündeki dolgu maddesinin parlamasıdır.

Lambalarda kullanılan iki ana yüksek basınç deşarjı cıva ve sodyumdur. Her ikisi de oldukça dar bant radyasyonu verir: spektrumun mavi bölgesinde cıva, sarıda sodyum, bu nedenle cıva (Ra \u003d 40-60) ve özellikle sodyum lambaların (Ra \u003d 20-40) renk sunumu arzulanan çok şey bırakır. Cıva lambasının deşarj tüpüne çeşitli metallerin halidlerinin eklenmesi, çok geniş bir radyasyon spektrumu ve mükemmel parametrelerle karakterize edilen yeni bir ışık kaynağı sınıfı oluşturmayı mümkün kıldı: yüksek ışık çıkışı (100 Lm / W'ye kadar), iyi ve mükemmel renk oluşturma Ra \u003d 80-98, geniş bir renk yelpazesi 3000 K ila 20000 K arasındaki sıcaklıklar, ortalama servis ömrü yaklaşık 15.000 saattir. MGL, mimari, peyzaj, teknik ve spor aydınlatmasında başarıyla kullanılmaktadır. Daha yaygın olarak kullanılır. Bugün, yüksek ışık çıkışı (150 Lm / W'ye kadar), uzun ömür ve uygun fiyatı nedeniyle en ekonomik ışık kaynaklarından biridir. Yolları aydınlatmak için çok miktarda sodyum lamba kullanılır. Moskova'da, sodyum lambaları genellikle yaya alanlarını aydınlatmak için kullanılır, bu da renk üretimi ile ilgili sorunlar nedeniyle her zaman uygun değildir.

LED, elektrik akımını ışık radyasyonuna dönüştüren yarı iletken bir cihazdır. Özel olarak yetiştirilen kristaller minimum enerji tüketimi sağlar. LED'lerin mükemmel özellikleri (120 Lm / W'ye kadar ışık çıkışı, renk işleme Ra \u003d 80-85, 100.000 saate kadar hizmet ömrü) aydınlatma ekipmanları, otomotiv ve havacılık ekipmanlarında liderliği zaten sağlamıştır.

Göstergeler olarak LED'ler kullanılır (gösterge tablosundaki güç göstergesi, alfasayısal ekran). Büyük sokak ekranlarında ve koşu hatlarında bir dizi LED (küme) kullanılır. Güçlü LED'ler, el feneri ve spot ışıklarında ışık kaynağı olarak kullanılır. LCD ekranlar için arka ışık olarak da kullanılırlar. Bu ışık kaynaklarının son nesilleri, mimari ve iç aydınlatma ile ev ve ticari mekanlarda bulunabilir.

Yararları:

· Yüksek verim.

· Yüksek mekanik mukavemet, titreşim direnci (spiral ve diğer hassas bileşenlerin olmaması).

· Uzun servis ömrü.

· Radyasyonun spesifik spektral bileşimi. Spektrum oldukça dardır. Ekran ve veri iletimi ihtiyaçları için bu bir erdemdir, ancak aydınlatma için bir dezavantajdır. Daha dar bir spektrumda sadece bir lazer bulunur.

· Küçük radyasyon açısı - hem erdem hem de dezavantaj olabilir.

· Güvenlik - yüksek voltaj gerekmez.

Düşük ve çok düşük sıcaklıklara duyarsız. Bununla birlikte, yüksek sıcaklıklar, herhangi bir yarı iletkende olduğu gibi LED'lerde kontrendikedir.

· Toksik bileşenlerin (cıva, vb.) Olmaması ve bu nedenle atılma kolaylığı.

· Dezavantajı yüksek fiyattır.

· Hizmet ömrü: LED'ler için ortalama tam üretim süresi 100.000 saattir, bu da akkor ampulün ömrünün 100 katıdır.

Farklı ışık kaynağı türleri

Tanım 1

Işık kaynağı Işık aralığında enerji yayan bir beden denir.

Işık Kaynağı Sınıflandırması çeşitli özelliklerine bağlı olarak gerçekleştirilebilir. Fizikte, ışık kaynaklarının nokta ve sürekli (ışık kaynakları modelleri).

Olası bölüm doğal ve yapay ışık kaynaklarıDoğal kaynaklara şunlardır: güneş, yıldızlar, atmosferik elektrik deşarjları, vb. Yapay ışık kaynakları düşünün: alev, her türlü lamba, LED, lazer. Yapay ışık kaynakları radyasyona giren enerjinin türüne göre bölünür.

Işık kaynakları aşağıdakilere ayrılmıştır:

  • isı kaynakları (ışığın yüksek sıcaklıklara ısıtılması nedeniyle ortaya çıktığı);
  • ışıldayan kaynaklar (termal dışındaki çeşitli enerji türlerinin dönüşümü nedeniyle ışık radyasyonu ortaya çıkar).

Ayrıca, yapay ışık kaynakları tasarım özelliklerine bağlı olarak bölünebilir.

Işık kaynaklarının özellikleri. Işığın gücü

Tanım 2

Çukurlu arandı işık kaynağıkaynaktan gözlem yerine olan mesafeye kıyasla boyutu ihmal edilebilir. Optik olarak homojen ve izotropik bir ortamda, bir nokta kaynağı tarafından yayılan dalgalar küreseldir.

Tanım 3

Bir nokta kaynağını karakterize etmek için, ışık şiddeti ($ I $)hangi olarak tanımlanır:

burada $ dФ $, kaynak tarafından $ d \\ Omega $ sabit açı içinde yayılan ışık akısıdır. Küresel koordinat sistemini düşünürsek, genel durumda ışık yoğunluğunun polar ($ \\ vartheta $) ve azimuthal ($ \\ varphi $) açılarına ($ I \u003d I (\\ vartheta, \\ varphi) $) bağlı olduğunu söyleyebiliriz.

Tanım 4

Işık kaynağı denir izotropikışık şiddeti yönüne bağlı değilse. İzotropik bir ışık kaynağı için şunu yazabiliriz:

burada Ф, her yönde bir kaynak yayan toplam ışık akısıdır. (2) olarak tanımlanan kaynak gücünün büyüklüğü, kaynağın ortalama küresel ışık yoğunluğu olarak da adlandırılır.

Işık kaynağı bir nokta kaynağı (genişletilmiş kaynak) olarak kabul edilemezse, yüzeyinin bir öğesinin ($ dS $) ışık yoğunluğu kavramı kullanılır. Bu durumda, formül (1) 'de $ dФ $ değerinin, kaynak yüzeyinin bir elemanını ($ dS $) katı açı ($ d \\ Omega $) içinde yayan ışık akısı anlamına gelir.

$ SI $ cinsinden ışık yoğunluğunu ölçmek için temel birim kandela ($ cd $) (eski - mum ($ sv $)) $ 1 cd $, $ T \u003d 2046.6 K $ (saf platin katılaşma sıcaklığı) ve 101325 $ Pa $ basınçta tamamen siyah bir gövde şeklinde hafif bir standart yayar.

Işık akışı

Bir nokta kaynağı tarafından $ d \\ Omega, $ sabit açısına gönderilen ışık akısı şu ifadeyle belirlenir:

Buna göre, kaynaktan gelen toplam ışık akısı, toplam katı açı $ 4 \\ pi $ üzerindeki integrale eşittir:

Işık akısının temel ölçü birimi - lümen ($ lm $), 1 $ steradian $ katı açısı içinde 1 $ cd $ kaynağı yayan ışık akısına eşittir.

Aydınlatma

Tanım 5

Şuna eşit değer ($ E $):

aranan aydınlatma. (5) ifadesinde $ dФ_ (pad) $, $ dS yüzey elementine düşen ışık akısı miktarıdır. $ Aydınlatma, lux (lux) cinsinden SI ile ölçülür.

akışın yüzey üzerinde düzgün bir dağılımı ile.

Bir nokta kaynağının yarattığı aydınlatma şu şekilde hesaplanabilir:

burada r, kaynaktan yüzeye olan mesafedir, $ \\ alpha $ normalden yüzeye ve kaynağa yön arasındaki açıdır.

parlaklık

Genişletilmiş bir ışık kaynağı, bölümlerinin parlaklığı ($ R $) ile karakterizedir. Tüm yönlerde seçilen bir yüzey elemanı tarafından ışığın radyasyonunu (yansımasını) karakterize eder. Şu şekilde tanımlanır:

burada $ (dФ) _ (isp) $, kaynak yüzeyinin bir öğesini ($ dS $) $ 0 \\ le \\ vartheta \\ le \\ frac (\\ pi) (2) $ içindeki her yönde yayan akıştır; burada $ \\ vartheta $, seçilen yönü yüzeye harici bir normalle oluşturan açıdır.

Parlaklık, gelen ışığın yüzeyinin yansıması nedeniyle ortaya çıkabilir. Bu durumda, $ (dF) _ (isp) $ ifadesi (8) 'de, temel yüzey $ dS \\ $ tarafından her yöne yansıyan akı olarak anlaşılmalıdır.

Parlaklık $ lux $ olarak ölçülür.

Parlaklık

Parlaklık ($ B $), ışığın radyasyonunu (yansıma) seçilen yönde karakterize etmek için kullanılır. Bu durumda yön, dış normalden ($ \\ overrightarrow (n) $) yayılan alana ve azimuthal açısına ($ \\ varphi $) yerleştirilen kutup açısı ($ \\ vartheta $) tarafından belirlenir. Bu fiziksel miktar şu şekilde tanımlanır:

burada $ dS $ temel aydınlık alandır. Genel durumda, $ B \u003d B (\\ vartheta, \\ varphi) $.

Tanım 6

Parlaklığı yöne bağlı olarak değişmeyen ışık kaynaklarına denir lambertian (veya kosinüs, Lambert’in yasalarına uymak). Lambert armatürleri için, elemental alanın $ dI $ $ cos \\ vartheta ile orantılıdır.

Parlaklık ve parlaklık oranla ilişkilidir:

Parlaklık birimi metrekare başına $ candela $'dır ($ \\ frac (cd) (m ^ 2) $).

örnek 1

Görev: Ekseni seçilen elemana dik olan koni içinde $ dS $ temel yüzeyini yayan ışık akısını bulun. Koni açısı $ \\ vartheta_0 $. Işık yüzeyinin Lambert yasasına uyduğunu ve parlaklığının B $ $ olduğunu varsayın.

Karar:

Sorunu çözmek için bir temel olarak, parlaklık tanımını alıyoruz ve ondan ışık akısının elemanını ifade ediyoruz:

Küresel koordinatlarda temel katı açı:

Katı açı için ifadeyi (1.1) ifadesinin yerine koyarız, elde ederiz:

İfade (1.3) 'i entegre ederek toplam ışık akısını buluruz:

\\ [Ф \u003d BdS \\ int \\ sınırlar ^ (\\ vartheta_0) _0 (sin \\ vartheta cos \\ vartheta d \\ vartheta) \\ int \\ sınırlar ^ (2 \\ pi) _0 (d \\ varphi \u003d \\ pi BdS) sin ^ 2 \\ Yanıt: $ Ф \u003d \\ pi ВdSsin ^ 2 \\ vartheta_0. $

ÖRNEK 2

$ R $ yarıçapında tek tip bir parlak diskin parlaklığı $ B \u003d B_0cos \\ vartheta, $ burada $ B_0 \u003d const, \\ vartheta \\ - \\ $ yasalarına göre değişir. Bir diskin yaydığı ışık çıkışı (f) nedir?

Görev: Öfke probleminin koşullarından denklemi kullanan ışık akısı elemanı şu şekilde ifade edilir:

Karar:

küresel koordinatlarda temel katı açı:

işık akısını (2.2) kullanırken ifadenin (2.1) integrali olarak buluyoruz:

\\ [Ф \u003d B_0dS (\\ int \\ sınırlar ^ (\\ frac (\\ pi) (2)) _ 0 (sin \\ vartheta) cos ^ 2) \\ vartheta d \\ vartheta \\ int \\ sınırlar ^ (2 \\ pi) _0 (d \\ varphi \u003d) 2 \\ pi B_0dS (\\ int \\ sınırlar ^ (\\ frac (\\ pi) (2)) _ 0 (sin \\ vartheta) cos ^ 2) \\ vartheta d \\ vartheta \u003d 2 \\ pi B_0dS (\\ int \\ sınırlar ^ (\\ frac (\\ pi) (2)) _ 0 (d (-cos \\ vartheta)) cos ^ 2) \\ vartheta \u003d \\ frac (2) (3) \\ pi B_0dS \u003d \\ frac (2) (3) B_0 (\\ pi) ^ 2r ^ 2. \\]

Yanıt: $ Ф \u003d \\ frac (2) (3) B_0 (\\ pi) ^ 2r ^ 2. $

{!LANG-f94d67d7ef9efa176a8bd78269e28d42!}

Işık kaynakları en popüler ürünlerden biridir. Yıllık olarak milyarlarca lamba üretilmekte ve tüketilmektedir; bunların önemli bir kısmı akkor ve halojen lambalardır.

Modern lambaların tüketimi hızla büyüyor - kompakt floresan ve LED. Meydana gelen kalite değişiklikleri ışık kaynaklarının tasarımcı, mimar ve tasarımcı için önemli bir araç haline gelmesini umuyor.

Işığın aydınlatma ve renk sıcaklığı hakkında

Bir dizi lamba parametresi, belirli bir projede ne kadar uygulanabilir olduklarını belirler.

Işık akışı lambanın verdiği ışık miktarını belirler (lümen cinsinden ölçülür). Avizeye takılan 100 W akkor lamba, 1200 lm'lik bir ışık akısına, 35 watt "halojen" - 600 lm'ye ve 100 W - 10.000 lm güce sahip bir sodyum lambasına sahiptir.

Gözden kaçırmayın

Otomobil sözlüğü: Arabalara dair bilmeniz gereken 10 terim Otomobil sözlüğü: Arabalara dair bilmeniz gereken 10 terim

Farklı lamba türleri farklıdır ışık çıkışıelektrik enerjisinin ışığa dönüştürülmesinin verimliliğini ve dolayısıyla farklı ekonomik uygulama verimliliğini belirler. Bir lambanın ışık verimliliği lm / W cinsinden ölçülür (aydınlatma teknisyenleri “watt başına lümen” der, yani tüketilen her watt elektrik belirli sayıda lümen ışık akısına “dönüştürülür”.

Miktardan kaliteye geçmeyi düşünün renk sıcaklığı (T rengi, ölçü birimi Kelvin'dir) ve renk oluşturma indeksi (Ra). Lambaları seçerken, tasarımcı belirli bir kurulum için dikkate almalıdır. Konforlu bir ortam, odadaki ışığın “sıcak” veya “soğuk” olmasına bağlıdır (renk sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, ışık “soğuk”).

Renk sunumu genellikle unutulan önemli bir parametredir. Bir lambanın spektrumu ne kadar sürekli ve düzgün olursa, ışığındaki nesnelerin renkleri o kadar belirgin olur. Güneş sürekli bir emisyon spektrumuna ve en iyi renk üretimine sahipken, T rengi öğleden sonra 6000K'dan şafakta ve günbatımında 1800K'ya değişir. Ancak tüm lambalar güneşle karşılaştırılamaz.

Yapay kaynaklar varsa termal radyasyon sürekli spektrum ve renk üretimi ile ilgili bir sorun yok, deşarj lambalarıspektrumlarında çizgiler ve çizgiler olması nesnelerin renklerini güçlü bir şekilde bozar.

Isı kaynaklarının renk oluşturma indeksi 100'dür, deşarj için 20 ila 98 arasındadır. Doğru, renk oluşturma endeksi renk üretiminin doğası hakkında bir sonuç çıkarmaya izin vermez ve bazen tasarımcıyı karıştırabilir. Bu nedenle, flüoresan lambalar ve beyaz LED'ler iyi renk oluşturma özelliğine sahiptir (Ra \u003d 80), ancak aynı zamanda bazı renkleri tatmin edici olmayan şekilde üretir.

Bir başka uç durum, renk oluşturma endeksi 90'dan fazla olduğunda, bu durumda bazı renkler doğal olarak doymuş olarak üretilir.

Lambalar arızalı. Ek olarak, lambanın ışık akısı çalışma sırasında azalır. Hizmet ömrü ışık kaynaklarının ana çalışma parametresidir.

Bir aydınlatma tesisatı tasarlanırken, bakımın unutulmaması gerekir, çünkü lambaların sık sık değiştirilmesi işletme maliyetini arttırır ve rahatsızlık verir.

Akkor lambalar

Şişedeki tungsten spiral bir elektrik akımının etkisiyle ısıtılır. Tungsten püskürtme hızını azaltmak ve buna bağlı olarak lamba ömrünü uzatmak için ampul asal gazla doldurulur. Çalışma prensibine göre, bir akkor lamba termal ışık kaynaklarına atıfta bulunur, yani tüketilen enerjinin önemli bir kısmı termal ve kızılötesi radyasyona harcanır.

Akkor ışık çıkışı 10-15 lm / W için tipiktir ve servis ömrü nadiren 2000 saati aşmaktadır. Bu lambaların avantajları: düşük fiyat ve ışık kalitesi (T renk \u003d 2700, Ra \u003d 100). Sürekli spektrum, çevredeki nesnelerin renklerini kalitatif olarak üretir. Akkor lambalar yavaş yavaş deşarj ışık kaynakları ve LED lambalarla değiştirilir.

Halojen ampuller

Akkor lambanın ampulüne halojenlerin eklenmesi ve kuvars cam kullanımı, yeni bir ışık kaynağı sınıfı elde etmeyi mümkün kıldı - halojen akkor lambalar. Modern GLN'nin ışık çıkışı 30 lm / W'dir. Tipik renk sıcaklığı 3000K ve renk oluşturma indeksi 100'dür. Reflektörler kullanarak ışık kaynağının "nokta" şekli ışık huzmesini kontrol etmenizi sağlar.

Ortaya çıkan parlak ışık, bu tür lambaların öncülük ettikleri iç tasarımda önceliğini belirledi. Bir başka avantaj, lambanın ışığının miktarının ve kalitesinin ömrü boyunca sabit olmasıdır. Işığı 10-40 ° açıyla odaklayan bir reflektör ile 10-75 W gücünde düşük voltajlı “halojenler” popülerdir.

GLN'nin dezavantajları açıktır: düşük ışık çıkışı, kısa servis ömrü (ortalama 2000-4000 saat), (düşük voltaj için) düşürme transformatörleri kullanma ihtiyacı. Estetik bileşen ekonomik olandan daha önemli olduğunda, bunlara katlanmak gerekir.

Floresan lambalar

Floresan lambalar (LL) - düşük basınçlı deşarj lambaları - inert bir gaz ve az miktarda cıva ile doldurulmuş elektrotlu silindirik bir borudur. Açıldığında, tüpte bir ark deşarjı meydana gelir ve cıva atomları görünür ışık ve ultraviyole ışık yaymaya başlar. Ultraviyole ışınlarının etkisi altında tüp duvarında biriken fosfor görünür ışık yayar.

Lambanın ışık akısının temeli fosfor radyasyonudur, görünür cıva hatları sadece küçük bir parça oluşturur. Fosfor çeşitliliği (fosfor karışımları), renk sıcaklığını ve renk oluşturma endeksini belirleyen farklı spektral bileşime sahip ışık kaynakları elde etmenizi sağlar.

Floresan lambalar yumuşak, düzgün bir ışık verir, ancak radyasyonun geniş yüzeyi nedeniyle uzayda dağılımını kontrol etmek zordur. Floresan lambaların çalışması için özel balastlar gereklidir. Lambalar dayanıklıdır - hizmet ömrü 20 000 saate kadar.

Işık çıkışı ve dayanıklılığı onları ofis aydınlatmasında en yaygın ışık kaynakları haline getirmiştir.

Kompakt floresan tüpler

Floresan lambaların geliştirilmesi, kompakt floresan lambaların (CFL'ler) oluşturulmasına yol açmıştır. Bu, bazen yerleşik bir elektronik balast ve dişli bir taban E27 (akkor lambaların doğrudan değiştirilmesi için), E14, vb. İle minyatür bir floresana benzer bir ışık kaynağıdır.

Fark, azaltılmış tüp çapı ve farklı bir fosfor tipinde yatmaktadır. Kompakt bir floresan lamba, akkor lambaların yerini başarıyla alabilir.

Yüksek basınç deşarj lambaları

Son gelişmeler aydınlatma için yüksek basınçlı deşarj lambalarının kullanılmasına izin vermektedir. Metal halid (MGL) bir dizi gösterge için uygundur. Harici bir ampuldeki bu lambalarda, yayan katkı maddelerine sahip bir brülör vardır. Brülörde belirli miktarda cıva, halojen (daha çok iyot) ve kimyasal elementlerin atomları (Tl, In, Th, Na, Li, vb.) Bulunur.

Yayıcı katkıların kombinasyonu ilginç parametrelere ulaşır: yüksek ışık çıkışı (100 lm / W'ye kadar), mükemmel renk oluşturma Ra \u003d 80-98, Ttsv aralığı 3000 K ila 6000 K, ortalama servis ömrü 15000 saate kadar. Bu lambaların çalışması için balastlar ve özel ışıklar gereklidir. Bu kaynakların yüksek tavanlı, geniş salonlara sahip geniş bir alana sahip aydınlatma odaları için kullanılması önerilir.

LED lamba

LED'ler - yarı iletken ışık yayan cihazlar, gelecekteki ışık kaynakları olarak adlandırılır. "Katı hal aydınlatmasının" mevcut durumu hakkında konuşursak, bebeklik döneminden çıktığı söylenebilir. Elde edilen LED özellikleri (140 lm / W'ye kadar ışık çıkışı, Ra \u003d 80-95, servis ömrü 70.000 saat) zaten birçok alanda liderlik sağlamıştır.

LED kaynaklarının güç aralığı, lambalarda farklı tipte toplumların uygulanması ve lamba kontrolü, ışık kaynakları için artan gereksinimleri kısa sürede karşılamayı mümkün kıldı. LED'lerin ana avantajları kompakt boyut ve renk kontrolüdür (renk dinamikleri).

Eski zamanlarda insanlık, sanki nesnelere dokunmaya çalışıyormuş gibi gözlerimizden çıkan dokunaç ışınları sayesinde görebileceğimizi düşünüyordu. Saçma ve komik görünüyor. Ama gerçekten, nereden geliyor? Doğal ve yapay ışık kaynaklarını ayırt eder. Modern fikirler ışığın elektromanyetik dalgalar veya bir foton akışı olduğunu söylüyor. Aslında ışık radyasyon, ama göz tarafından algılanabilen kısmı. Bu yüzden denir: Işığın yayılması sırasında dalga özellikleri tespit edilir. Aşağıda konuşacağız.

Parlamak

Bu ne? Açıkçası, bu bir elektromanyetik dalga. İnsanın gözleri tarafından algılanır. Doğru, algılama sınırları vardır - 380 ila 780 nm. Daha düşük oranlarda, bir kişinin göremediği, ancak algıladığı bir ultraviyole radyasyon akışı vardır. Deride bronzlaşır. Sadece bazı canlı organizmaların görebileceği kızılötesi radyasyon da vardır ve bu insanlar tarafından ısı olarak algılanır.

Işık farklı renklerde gelir. Gökkuşağını hatırlarsanız, yedi rengin sahibidir. İçinde bulunan menekşe rengi, 380 nm dalga boyunda, kırmızı - 625, ancak yeşil - 500, mordan daha fazla, ancak kırmızıdan daha az bir ışın tarafından oluşturulur. Birçok yapay ışık kaynağı beyaz renkli dalgalar yayar. Diğer tüm ana renkler karıştırıldığında beyaz ışık oluşur - kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, mavi ve mor.

Özellikleri

Deneyler sayesinde ışığın elektromanyetik bir yapıya sahip olduğunu tespit etmek mümkün oldu. Basitçe söylemek gerekirse, ışık görülebilen elektromanyetik radyasyondur.

Işık, şeffaf maddelerden ve vücutlardan geçebilme yeteneğine sahiptir. Bu nedenle, atmosferdeki güneş ışığı dünyaya kolayca nüfuz eder. Ama aynı zamanda kırılır. Işık yolunda opak bir cisme veya nesneye rastlandığında ışık onlardan yansıtılır. Böylece, yansıyan rengi gözle alıyoruz ve sadece rengi değil, şekli de görüyoruz.

Işığın belirli bir kısmı nesneler tarafından emilir ve ısınırlar. Açık nesneler, daha fazla ışığı emdikleri ve daha az yansıttıkları için karanlık olanlar kadar ısınmazlar. Bu yüzden karanlık görünüyorlar. Bizi çevreleyen bilginin aslan payı tam olarak görünür. Onun sayesinde her şeyi analiz ediyoruz. İyi görüş ve yüksek performans, aydınlatma ile çok ilgilidir.

Kaynaklar

Işığın yayıldığı bedenler ışık kaynaklarıdır. Doğal ve yapay ışık kaynakları var. En popüler ve hayati doğal ışık kaynağı Güneş, yani güneş radyasyonu - bir yıldızın radyan akısı, gezegenimizin yüzeyine doğrudan ve dağınık ışık şeklinde ulaşır. Doğal ışıkta ve daha doğrusu spektrumunda, insanlar için gerekli olan ultraviyole ışınları vardır. Difüzyon doğal ışığın karakteristik bir özelliğidir. Görme için iyidir. Birçok kavramı anladıktan sonra, ne olduğunu açıklamaya başlayabiliriz - yapay ve doğal ışık kaynakları.

Yapay kaynaklar

19. yüzyılın sonuna kadar yangın, tüm yorumlarında tek yangındı. Daha sonra, elektrik ışık kaynaklarının hızlı gelişimi aktif olarak başladı. Neredeyse 130 yıl boyunca, yangın neredeyse tamamen yerini aldı - gaz lambaları ve mumlar ortaya çıktı. Artık istasyonda bir kaza olduğunda, aydınlatma aniden kaybolduğunda, romantik bir akşam için uygun bir atmosfer yaratmak için kullanılırlar. Kamp gezilerinde, fenerler boşaltıldığında, kullanın.Daha geniş aydınlatma için, yangın çıkarabilirsiniz.

Şenlik ateşi yapay veya doğal bir ışık kaynağı mıdır? Sıralanmalıdır. Kuru dalları yakma alevi, ayrıca bir mum alevi, bir gaz brülörü ve benzeri yapay kaynaklardır. Bir özelliği not etmek istiyorum. Yapay ışık kaynakları insanlar tarafından kontrol edilebilir.

Bunun gibi düşünelim: Prensip olarak, ateş kendi kendine yanar ve ısı da verir. Yanında güneşlenebilir, karşısında oturan ve karanlıkta bir gitarla şarkı söyleyen arkadaşları görebilirsiniz. Bir şenlik ateşi gibi - doğal bir ışık kaynağı. Yansıtılmamış ışığını ay gibi verir. Ama sonra yangın sönmeye başlar, yakacak odun atmaya ihtiyaç vardır. Yakacak odun ne kadar fazlaysa alev o kadar büyük olur. Böylece kontrol edilebilir. Dahası, başlangıçta kamp ateşi turistlerin kendileri tarafından yaratıldı. Ve yapay kaynaklar insan tarafından yaratılan kaynaklardır. Dolayısıyla sonuç kendini göstermektedir: şenlik ateşi hala yapay bir ışık kaynağıdır.

Yapay ayrıca en çeşitli yapıdaki teknik cihazlardır. Bunlar akkor lambalar, projektörler, elektrikli lambalar ve daha fazlasıdır. Kendi başlarına yayılamayan, ancak ay gibi yansıyan ışık yayan bedenler vardır.

Hangi ışık kaynaklarının doğal olduğunu daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Doğal Kaynaklar

Doğal ışık akışlarının doğal kaynaklara atfedilmesi gereken tüm nesneler. Bunlar doğal ışık kaynaklarıdır. Birincil veya ikincil özellik olarak dalga emisyonunun ne olduğu önemli değildir. Doğal ışık kaynakları tüm canlı organizmaların yaşamında büyük rol oynar. Doğadaki doğal kaynaklar insan tarafından kontrol edilmez:

  • Güneş ışığı.
  • Ateş, doğal bir ışık kaynağıdır.
  • Starlight.
  • Çeşitli hayvan ve bitki organizmalarının parlaması.

Ve bu tüm liste değil. Doğal ışık kaynaklarını da listeleyebilirsiniz. Örnekler: Temmuz ayında kavurucu olan güneş, geceleri gözlemlenebilen ve onları tuhaf takımyıldızlara, yıldırım kırma bulutlarına, muhteşem kuyruğu veya auroralı bir kuyruklu yıldız, yanardöner ve şaşırtıcı olan yıldızlardır. Doğal ışık, küçük altın taneleri, böcekler ve bazı balık türleri gibi çimde parıltılı olarak düşünülebilir ve önemli ölçüde neredeyse deniz yatağında yüzebilir.

Yıldızlararası gaz

Nadir bir gaz ortamı, yıldızlar arasındaki boşluğu doldurur. Gaz şeffaftır. Yıldızlararası gazın büyük kısmı Galaksinin düzlemine daha yakın gözlenir. Bu tabakanın yüzlerce parsek kalınlığı vardır. Kimyasal bileşim çoğu yıldıza benzer - hidrojen, helyum ve birkaç ağır parçacıktır. Gaz atomik, moleküler ve iyonize formdadır, hepsi yoğunluğa ve sıcaklığa bağlıdır. Gaz emer ve buna karşılık mevcut enerjiyi verir. Sıcak yıldızlardan gelen ultraviyole radyasyon gazı ısıtmaya başlar. Sonra gazın kendisi ışık yaymaya başlar. Bir adam onu \u200b\u200bparlak bir bulutsu olarak gözlemler.

Biyolüminesans

Zor kelime canlı organizmaların parlama yeteneğini ifade eder. Bu beceri bağımsız olarak veya simbiyotiklerin yardımıyla elde edilir. Yunanca bios kelimesi hayat demektir. Ve Latince "lümen" hafiftir. Işık yaratma gibi bir yetenek herkese ait değildir. Bu, özel olarak aydınlık organları ve daha gelişmiş bir organizmaya sahip olmayı gerektirir. Örneğin, balıkların fotoforlarında, tek hücreli ökaryotlarda özel organoidlerde, bakterilerde sitoplazmada. Okyanusların dibinde yaşayan ateş böceklerini ve bazı suda yaşayan organizmaları (derin deniz mürekkepbalığı, radiolaria) hatırlayın. Biyolüminesans, kimyasal süreçlerin, salınan enerjinin, ışık şeklinde salınmaya başladığı bir üründür. Başka bir deyişle, bu özel bir kemilüminesans türüdür.

Radioluminescence

Bu işleme iyonlaştırıcı radyasyonun etkisi neden olur. Gama ve X-ışınları, alfa, beta parçacıkları yayan bu kimyasal bileşikler, bazı maddelerdeki bir radyo-ışıldayan tabakanın görünümü için kullanılır. Örneğin, bir çinko sülfür karışımı ve iyonlaştırıcı radyasyonun bir kaynak maddesinden oluşan boyalar, uzun bir süre ışık yayar. Bu süre yıllar hatta on yıllar olarak ölçülür. Bu tür maddeler özel boyalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Saatlerin, cihazların kadranlarını kapladılar.

Işık yayılımı

Işık, yolunda karşılaştığı engelleri aşma yeteneğine sahip değildir. Basit bir şekilde yayılır. Ve başka yolu yok. Bu nedenle, saydam özelliklere sahip olmayan bir nesnenin arkasında bir gölge oluşur. Gölge her zaman siyah değildir. Diğer nesnelerden gelen dağınık ve yansıyan ışık ışınları oraya düşer. Bu özellikle sanatçılar tarafından iyi bilinir.

Işık ışınları karanlık bir engelden geçemez. Örneğin, Ay Güneş ile Dünya arasındaysa, güneş tutulmaları ortaya çıkar.

Işık kaynakları. Sıcak ve soğuk

Doğal ışık kaynaklarını düşünün. Sıcak su kaynakları güneştir. Sadece ana ışık kaynağı değil, aynı zamanda ısıdır. Bu nedenle, insanlık anlayışında ışık ısı anlamına gelir. Volkanın yokuşunda hızla aşağı inen kırmızı-sıcak lav da çok miktarda ısı yayar, ancak biraz daha az ışık vardır.

Herkes hayatında “soğuk” ışıkla karşılaştı. Bunlar çürük ateş böcekleri. Ancak böyle bir ışığın sahiplerinin bedenleri ısınmaz.

Nokta ışık kaynağı

Işık olaylarını incelerken, “nokta ışık kaynağı” kavramı ortaya çıktı. Tüm ışık kaynaklarının boyutlarının olduğu bir keşif değildir. Doğal bir ışık kaynağı bir yıldızdır. Güneş sarı bir cücedir. Çok daha büyük yıldızlar var, ama insanlar tarafından nokta ışık kaynakları olarak algılanıyorlar, çünkü gezegenimizden çok uzaktalar.

Sonuç olarak, ölümlü varlığımızdaki doğal ışık kaynaklarını da belirtmek isterim - bu neşe ve mutluluktur! Seni asla bırakmasın ve yaşam yolunu aydınlatsınlar

Elektrik enerjisini görünür radyasyon enerjisine dönüştürme ilkesine göre, modern ışık kaynakları termal ve deşarj olmak üzere iki ana gruba ayrılır.

İncir. 2.1. Işık Kaynağı Sınıflandırması

Termal, cisimler ısıtıldığında oluşan optik radyasyon olarak adlandırılır. Termal ışık kaynakları akkor lambaları içerir. İmalatta lamba ampulünü doldurmak için hangi gazın kullanıldığına bağlı olarak, bunlar vakum, gaz alanı, halojen, ksenona ayrılır.

Bir deşarj lambası, gazlar, buharlar veya bunların karışımlarındaki bir elektrik boşalmasının bir sonucu olarak optik radyasyonun meydana geldiği bir lambadır.

Deşarj lambaları yüksek basınçlı deşarj lambalarına (RLVD) - DRL, metal halide (MGL) - DRI, düşük basınçlı deşarj lambalarına (RLND) - LL, düşük basınçlı sodyum lambalara (NLND) - DNaO, yüksek basınçlı sodyum lambalara (NLVD) - DNaT .

Akkor lambalar

Akkor lambalar tipik ısı yayıcılardır. Akkor lambanın en önemli özellikleri - ışık çıkışı ve servis ömrü - spiralin sıcaklığı ile belirlenir. Spiralin artan sıcaklığı ile parlaklık artar, ancak aynı zamanda servis ömrü kısalır. Hizmet ömrünün azalması, filamanın yapıldığı malzemenin (tungsten) buharlaşmasının yüksek sıcaklıklarda daha hızlı gerçekleşmesinden kaynaklanır, bunun sonucunda ampul kararır ve filaman incelir ve incelir ve bir noktada lamba başarısız olur . Akkor lambaların ışık verimliliği yaklaşık 9 ila 19 lm / W arasındadır. İdeal ışık çıkışından uzak (683 lm / W).

Emisyon spektrumu süreklidir, bu da mükemmel renk üretimi sağlar. Ateşleme anında gerçekleşir.

İncir. 2.2. Genel Amaçlı Akkor Lamba Tasarımı:

- şişe; - bir spiral; - kancalar (tutucular); - lens;
- Personel; - elektrotlar; - Omuz bıçakları; - halter; - Bodrum kat; 10 - bir yalıtkan; 11 - alt temas. Malzemeler: ve - tungsten;
b- bardak; en - molibden; g Nikel d - bakır; iyi - temel mastik; s - pirinç, çelik; ve - deri Tin

Gövde tungsten telden yapılmıştır. Tungsten yaklaşık 3400 ° C (3600 K) yüksek bir erime noktasına sahiptir, yüksek çalışma sıcaklığında formda kararlıdır, mekanik strese dayanıklıdır, sıcak durumda yüksek sünekliğe sahiptir, bu da teli kalibre edilmiş bir delikten çekerek çok küçük çaplı filamentlerin elde edilmesini mümkün kılar. Filaman 2500 ... 2800 ° C sıcaklığa parlar.

Lambanın tipine bağlı olarak, girişler tek, çift veya üçlü olabilir. Bezler ve tutucular, sözde bacakların bir parçasıdır. Bu, burçlar ve tutuculara ek olarak bir cam sütun içeren bir cam lamba düzeneğidir. lens ile . Bacak, lamba gövdesi için ve ampul ile yerinde bir destek görevi görür lamba sızdırmazlığı sağlar.

Sıcak bir tungsten filamanın normal çalışmasını sağlamak için, oksijenden izole edilmesi gerekir. Bunu yapmak için, şişede bir vakum oluşturulur (bu lambalara vakum denir) veya inert bir gazla (argon, kripton, farklı azot içerikli ksenon veya halojen) doldurma gazına belirli bir oranda halojen ilavesiyle, örneğin iyotla doldurulur.

Halojen lambalar

Yapısı ve çalışma prensibi akkor lambalarla karşılaştırılabilir, ancak bunlar doldurma gazındaki küçük halojen katkı maddeleri (brom, klor, flor, iyot) veya bunların bileşiklerini içerir. Bu katkı maddelerini kullanarak, belirli bir sıcaklık aralığında ampulün kararmasını (filamanın tungsten atomlarının buharlaşmasından kaynaklanan) tamamen ortadan kaldırmak mümkündür. Bu nedenle, halojen akkor lambalardaki ampul boyutu büyük ölçüde azaltılabilir.

Yapısal olarak, akkor lambalardan farklı değildirler, ancak daha uzun servis ömürleri vardır. Servis ömrü ile ışık çıkışı arasında doğrudan bir korelasyon vardır - ışık çıkışı ne kadar büyük olursa - servis ömrü o kadar kısa olur. Buharlaştırılmış tungsten tekrar spirale geri dönen iyot-tungsten döngüsü nedeniyle halojen lambalarda kullanım ömrü uzar.

Halojen lambaların çalışma prensibi, uçucu bileşiklerin şişesinin duvarında - duvardan buharlaşan, filaman üzerinde ayrışan ve ona geri dönen tungsten halidler, böylece buharlaşan tungsten atomlarının oluşumudur. Sonuç, daha uzun lamba ömrüdür. Halojen lambalara göre

 geleneksel akkor lambalar, daha dengeli bir ışık akısına, önemli ölçüde daha küçük boyutlara, daha yüksek ısı direncine ve bir kuvars ampulün kullanılması nedeniyle mekanik mukavemete sahiptir.

Halojen katkı maddeleri olarak iyot, brom, klor, flor kullanılır. Halojenlerin yeni uçucu kimyasal bileşiklerinin seçimi devam etmektedir.

Halojen refleks lambaların teknik verileri tablo 2.1'de verilmiştir.