Classificação das fontes de luz. Parte 1. Lâmpadas incandescentes e lâmpadas halógenas

Três métodos principais de produção de luz são distinguidos: radiação térmica, descarga de gás em baixa e alta pressão.

Radiação térmica... Aquecimento do fio ao passar a corrente elétrica até a temperatura mais alta possível. O elemento de tungstênio com o ponto de fusão mais alto entre os metais (3683 K) é o mais adequado para isso. Exemplo: Lâmpadas incandescentes e lâmpadas incandescentes de halogênio.

Descarga de gás... Em um recipiente de vidro fechado cheio de gases inertes, vapores de metal e elementos de terras raras, ocorre uma descarga de arco quando a tensão é aplicada. A luminescência resultante de cargas gasosas dá a cor de luz desejada.

Exemplo: lâmpadas de mercúrio, cloreto de metal e sódio.

Processo luminescente... Sob a ação de uma descarga elétrica, o vapor de mercúrio bombeado para o tubo de vidro começa a emitir raios ultravioleta invisíveis, que, caindo sobre o fósforo depositado na superfície interna do vidro, se transformam em luz visível. Exemplo: lâmpadas fluorescentes, lâmpadas fluorescentes compactas, diodos emissores de luz (LED).Diferentes tipos de lâmpadas diferem em parâmetros como eficiência luminosa, características espectrais (por exemplo, reprodução de cores), características elétricas (tensão operacional, consumo de energia), características de design (dimensões), vida útil e preço.

Classificação da fonte de luz

Lâmpadas incandescentes

As lâmpadas incandescentes são emissores típicos de calor. Em seu frasco selado, preenchido com vácuo ou gás inerte, a bobina de tungstênio é aquecida a alta temperatura (cerca de 2600-3000 K) sob a ação de uma corrente elétrica, como resultado da liberação de calor e luz. A maior parte dessa radiação está na faixa do infravermelho.

Os principais tipos de lâmpadas incandescentes são lâmpadas de uso geral, lâmpadas de uso especial, lâmpadas decorativas e lâmpadas refletoras.

A eficiência luminosa das lâmpadas incandescentes na faixa de 25 a 1000 W é de aproximadamente 9 a 19 lm/W para lâmpadas com vida útil média de 1000 horas. A maioria das lâmpadas incandescentes destina-se à iluminação interior e exterior em redes de corrente alternada com tensão nominal de 220 V, 127 V e frequência de 50 Hz.

As lâmpadas incandescentes diferem em potência e tipo de lâmpada. As lâmpadas incandescentes são produzidas na forma esférica clássica, bem como em tamanhos menores com uma lâmpada nas formas "Cogumelo" e "Vela". As lâmpadas transparentes emitem uma luz bonita e rica, e o revestimento difusor de luz garante uma distribuição uniforme da luz e elimina o efeito de brilho.São produzidas lâmpadas adaptadas às flutuações de tensão da rede, projetadas para aumento de tensão (230-240 V) (quando a tensão da rede aumenta em 10%, a vida útil das lâmpadas comuns é reduzida em 3 vezes), o que permite que elas mantenham sua características técnicas por mais tempo. A duração da queima de lâmpadas incandescentes em tensão normal não é inferior a 1.000 horas, para lâmpadas com tensão de 127-135 V - 2.500 horas, para lâmpadas MO - 700 horas.

As principais características das lâmpadas incandescentes:

1. Fabricado em uma ampla gama, para diferentes potências e tensões e diferentes tipos, adaptados a condições específicas de uso

2. Conexão direta à rede sem dispositivos adicionais

3. Funcionalidade (embora com características que mudam drasticamente) mesmo com desvios significativos da tensão da rede nominal

4. Ligeira redução (cerca de 15%) do fluxo luminoso até ao fim da vida útil

5. Independência quase total das condições ambientais (até a capacidade de trabalhar submerso na água), incluindo temperatura

6. Compacidade

Desvantagens das lâmpadas incandescentes: baixa eficiência luminosa, predominância da parte amarelo-vermelha do espectro no espectro de emissão, vida útil limitada, alta dependência das características das lâmpadas incandescentes da tensão de alimentação (pois à medida que a tensão aumenta, a temperatura do o filamento sobe e, como resultado, a luz fica mais branca, o fluxo luminoso aumenta rapidamente e diminui ligeiramente a eficiência da luz, a vida útil é drasticamente reduzida).

Espectro de uma lâmpada incandescente:

As principais características de uma lâmpada incandescente são os valores nominais de tensão, potência, fluxo luminoso, vida útil e dimensões gerais.

Os tipos mais comuns de tampas de lâmpadas de incandescência: E — rosca, Bs — pino de um pino, Bd pino de dois pinos.

Designação de lâmpadas incandescentes: monobobina preenchida com gás G (árgon); B — bobina dupla com enchimento de argônio; BK — bispiral preenchida com criptônio; MT — fosco; 125-135, 220-230, 230-240-faixa de tensão em volts; 25-500 — potência nominal em watts; 1 — 12 — característica distintiva do modelo básico.

Por exemplo: B 230-240-40-1, MO 36-100

Também é produzido um grande número de outros tipos de lâmpadas incandescentes: lâmpadas de minas, para o metrô, para semáforos, projeção, para fotografia, miniatura e miniatura, comutação, espelho (lâmpadas-lâmpadas com espelho ou camadas reflexivas difusas na lâmpada) e outros.

Lâmpadas incandescentes de halogênio

As lâmpadas incandescentes de halogênio são comparáveis ​​em estrutura e função às lâmpadas incandescentes. Mas eles contêm pequenas adições de halogênios (bromo, cloro, flúor, iodo) ou seus compostos no gás auxiliar. Com a ajuda desses aditivos em uma determinada faixa de temperatura, é possível eliminar quase completamente o escurecimento da lâmpada (causado pela evaporação dos átomos de tungstênio) e a consequente diminuição do fluxo luminoso. Portanto, o tamanho do bulbo nas lâmpadas halógenas incandescentes pode ser significativamente reduzido, pelo que, por um lado, a pressão no gás de enchimento pode ser aumentada e, por outro lado, torna-se possível o uso de inertes caros gases criptônio e xenônio como gases de enchimento.

Ciclo tungstênio-halogênio.

As principais características de uma lâmpada incandescente - eficiência luminosa e vida útil - são determinadas principalmente pela temperatura da bobina: quanto maior a temperatura da bobina, maior a saída de luz, mas menor a vida útil. A redução da vida útil é consequência do aumento rápido da taxa de evaporação do tungstênio com o aumento da temperatura, o que leva, por um lado, ao escurecimento do bulbo e, por outro, à queima da bobina.

O escurecimento do bulbo pode ser efetivamente evitado usando um aditivo de halogênio no gás de enchimento, que durante o ciclo tungstênio-halogênio evita que o tungstênio já vaporizado se deposite nas paredes do bulbo. O tungstênio vaporizado da bobina durante a operação da lâmpada entra na faixa de temperatura (T1 1400 K) como resultado de difusão ou convecção e se decompõe lá novamente.

Parte do tungstênio é restaurada novamente ao longo da espiral, mas em um novo local. Assim, o ciclo normal de tungstênio-halogênio resulta apenas na prevenção do escurecimento da lâmpada, mas não no aumento da vida útil, que terminará com a quebra da bobina nas "células quentes" resultantes.

As lâmpadas de halogéneo incandescentes distinguem-se pela sua compacidade especial, luz significativamente mais branca, reprodução de cor melhorada e vida útil dupla.

As lâmpadas incandescentes de halogéneo estão disponíveis até 20 kW.

Hoje, os fabricantes oferecem uma grande variedade de lâmpadas halógenas - para todos os gostos e para diferentes finalidades.Existem lâmpadas com potência de 5-150 W para uma tensão reduzida de 12-24 V, bem como potência de 25-250 W (com casquilho simples com soquetes padrão E14 e E27) e 100-500 W (duplo - com tampa) projetado para tensão de rede 220-230 V. Você pode usar lâmpadas halógenas com refletores de vidro externos com um revestimento de interferência especial - transmite radiação infravermelha, criando assim um feixe «frio». As lâmpadas com um refletor externo de alumínio formam feixes de luz "profundos" (com um ângulo de dispersão de 30-100) e "largos" (com um ângulo de dispersão de até 600).

Aqui estão as principais vantagens das lâmpadas halógenas em comparação com as lâmpadas incandescentes convencionais:

- maior eficiência luminosa — em alguns casos chega a 25 lm/W, que é 2 vezes maior que as lâmpadas incandescentes;

- grande durabilidade - sua vida útil é 2 a 4 vezes maior que a das lâmpadas incandescentes;

-pequenas dimensões -para lâmpadas halógenas de baixa tensão (12 V, 100 W), o diâmetro da lâmpada é 5 vezes menor que o das lâmpadas incandescentes da mesma potência;

— um espectro de radiação mais rico — as lâmpadas halógenas têm uma luz "mais branca" do que as lâmpadas incandescentes (devido à temperatura de aquecimento mais alta — 30.000 K contra 28.000 K para uma lâmpada convencional);

- ajustabilidade do fluxo luminoso e, em tensão reduzida, o fluxo luminoso retém "brancura" suficiente.

Os dois primeiros pontos falam das óbvias vantagens econômicas das lâmpadas halógenas: se essa fonte de luz for instalada em vez de uma lâmpada incandescente tradicional, mas com os mesmos parâmetros de emissão, o consumo de energia do ponto de luz será reduzido em média 20 -40%. No entanto, esta não é a única vantagem das lâmpadas halógenas.Seu tamanho pequeno, quase em miniatura, permite a criação de luminárias completamente novas, por exemplo, a chamada iluminação de destaque - um sistema refletor especialmente projetado permite um aumento no fluxo de luz que oferece aos designers opções adicionais no design da sala .