Пояснение к работе. Современная нормальная лампа накаливания

Современная нормальная лампа накаливания. Работа ламп накаливания основана на принципе теплового излучения. При протекании тока накала лампы, изготовленного из тугоплавкого материала (вольфрам), нить нагревается до температуры 2000…3000К. Чем выше температура нити, тем больше света она излучает, однако повышение температуры ограничено температурой плавления вольфрама (3700К). Источники света, основанные на тепловом излучении, имеют низкий коэффициент полезного действия. В современной лампе накаливания только 7-10% потребляемой электрической энергии преобразуется в энергию видимых излучений, причем основная часть видимого излучения ламп приходится на долю длинноволнового участка спектра, почти не воспринимаемого глазом, что снижает фактический КПД лампы почти вдвое. Однако, несмотря на столь низкую экономичность, лампы накаливания, благодаря простоте их конструкции, дешевизне и удобству эксплуатации, имеют широкое применение в осветительных установках.

Промышленность выпускает лампы накаливания с вольфрамовой нитью двух видов: пустотные (РП<60Вт) и газонаполненные на большие мощности. В последнем случае колба лампы заполняется парами азота и аргона.

Основные характеристики нормальных ламп накаливания: номинальное напряжение (220,127,36 или 12В); электрическая мощность лампы (15-1500Вт); светоотдача лампы – отношение излучаемого лампой светового потока к потребляемой мощности (Лм/Вт); средний срок службы лампы (около 1000 часов, при неизменном номинальном напряжении).

По отношению к мгновенным значениям тока и напряжения в электрической сети, вследствие большой тепловой инерции нити накала, лампа накаливания является линейным элементом и не вносит искажений в кривые тока или напряжений, что в ряде случаев является определяющим при выборе источников света.Люминесцентная лампа. Работа люминесцентной лампы основывается на использовании ультрафиолетового излучения в парах ртути, низкого или высокого давления, наполняющих колбу лампы, при прохождении через них электрического тока с последующим его преобразованием в видимое световое излучение. Преобразование происходит при помощи специальных кристаллических веществ – люминофоров. Для зажигания люминесцентной лампы требуется создать внутри колбы условия для возникновения тлеющего разряда в газе. В обычных условиях молекулы газа – нейтральные незаряженные частицы, тока не проводят. Для возникновения разряда требуется ионизировать газы внутри колбы лампы. Однако разряд может возникнуть самостоятельно только при напряжении 10-11 КВ.

В люминесцентных лампах низкого напряжения ионизация газов осуществляется термоэлектронным путем за счет специальных электродов, нагреваемых до 1100К. Поэтому люминесцентная лампа зажигается спустя некоторое время с момента ее включения в сеть и имеет специальную пускорегулирующую аппаратуру, обеспечивающую ее включение и нормальный режим работы.

Промышленность выпускает люминесцентные лампы низкого давления для внутренней установки и дугоразрядные люминесцентные лампы ДРЛ высокого давления, применяемые в основном для наружного освещения. Применяя различные люминофоры, получают люминесцентные лампы с различной цветностью излучения. В зависимости от спектра излучаемого света выпускают следующие типы люминесцентных ламп: а) дневного света – ЛД и ЛДЦ: б) белого света – ЛБ; в) холодно-белого света ЛХБ; г) тепло-белого света ЛТБ. Лампы ЛД и ЛДЦ воспроизводят свет более близкий к дневному естественному, поэтому их целесообразно устанавливать в помещениях, в которых требуется точное различие цветов и оттенков.

При одинаковой электрической мощности светоотдача люминесцентных ламп в 3-4 раза больше, чем у ламп накаливания. Срок службы люминесцентных ламп составляет 5000 часов, в основном он ограничен распылением оксидного покрытия электродов лампы, т.е. потерей ими термоэлектронной эмиссии.

Люминесцентные лампы низкого давления изготавливаются мощностью 15-125 Вт. Лампы ДРЛ выпускаются мощностью 80-2000Вт.Автоматизация управления искусственным освещением. Рациональное использование электрической энергии, расходуемой на нужды освещения, представляет собой серьезную экономическую задачу. Большинство современных промышленных предприятий расходуют на нужды освещения до 10% всей потребляемой электроэнергии. Эта задача может быть решена путем максимального использования естественного освещения в сочетании с автоматическим управлением искусственным освещением. Экономия электроэнергии при применении систем автоматического управления достигается за счет значительного сокращения времени использования установок искусственного освещения. В настоящее время автоматическое управление искусственным освещением выполняется с использованием различных реле времени и фотореле. Такие установки, при незначительном удорожании, обеспечивают значительную экономию эксплуатационных расходов на освещение. Для регулирования освещенности улиц, промышленных и общественных зданий, складских территорий и т.п. широко применяются автоматы дискретного и дискретно-программного действия, учитывающие не только уровень освещенности, но и другие факторы, такие, например, как световой климат местности, ориентацию помещений по сторонам света, и д.р. Дальнейшим этапом развития автоматических систем управления источниками света является разработка приборов, осуществляющих «динамическое освещение», под которым понимается освещение, способствующее оптимальной зрительной связи человека с производственной средой.

Методика выполнения лабораторной работы: