Характеристики ламп накаливания: достоинства и недостатки разных видов осветительных приборов

Характеристики ламп накаливания: достоинства и недостатки разных видов осветительных приборов

Достоинства:

1. Их можно непосредственно включать в сеть с напряжением, равным рабочему напряжению лампы;

2. Они просты в изготовление, дёшевы, компактны;

3. Практически не зависят от условий окружающей среды;

4. Имеют незначительный период разгорания;

5. Световой поток к концу срока службы снижается незначительно.

6. В лампах накаливания уменьшение силы света обеспечивается простым уменьшением напряжения.

Однако эти лампы имеют ряд существенных недостатков:

1. Низкая экономичность (КПД 3-5%);

2. Низкая светоотдача (7-20 лм/Вт);

3. Однородный спектральный состав света (преобладание жёлтой и красной частей спектра при недостатке синей и фиолетовой по сравнению с естественным светом);

4. Нерациональное распределение светового потока для большинства ламп, что требует применения осветительной арматуры (светильников);

5. Малый срок службы (от 1000 до 3000 ч.).

Разновидностью ламп накаливания являются кварцевые галогенные лампы (КГ). Их принцип действия такой же как, и у обычных ламп накаливания, 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°С. Это необходимо, чтобы галоид вольфрама оставался в газоразрядном состоянии и не осаждался на стенках лампы. У большинства галогенных ламп срок службы выше, чем у аналогичных ламп накаливания и составляет около 3000 часов, светоотдача – 30лм/Вт, спектр более белого цвета.

В связи с необходимостью экономии электроэнергии и сокращения выброса углекислого газа в атмосферу во многих странах введён или планируется к вводу запрет на производство, закупку и импорт ламп накаливания с целью вынуждения замены их на энергосберегающие (компактные люминесцентные, светодиодные, индукционные и др.) лампы.

23 ноября 2009 года Д. А. Медведев подписал принятый ранее Государственной думой и утверждённый Советом федерации закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». Согласно документу, с 1 января 2011 года на территории страны не допускается продажа электрических ламп накаливания мощностью 100 Вт и более, а также запрещается размещение заказов на поставку ламп накаливания любой мощности для государственных и муниципальных нужд; с 1 января 2013 года может быть введён запрет на электролампы мощностью 75 Вт и более, а с 1 января 2014 года — мощностью 25 Вт и более.

Данное решение является спорным. В поддержку его приводятся очевидные доводы сбережения электроэнергии и подталкивания развития современных технологий. Против — соображение, что экономия на замене ламп накаливания полностью сводится на нет повсеместно распространённым устаревшим и энергонеэффективным промышленным оборудованием, линиями электропередачи, допускающими большие потери энергии, а также относительно высокой стоимостью компактных люминесцентных и светодиодных ламп. Кроме того, в России отсутствует налаженная система сбора и утилизации отработавших люминесцентных ламп, что не было учтено при принятии закона и в результате чего ртутьсодержащие люминесцентные лампы бесконтрольно выбрасываются.

В условиях низких температур многие «энергосберегающие» лампы оказываются неспособными запуститься. Люминесцентные энергосберегающие лампы неприменимы в прожекторах направленного света, так как светящееся тело в них в десятки раз крупнее нити накаливания, что не даёт возможности узкой фокусировки луча. В связи с вступившим в силу запретом на продажу ламп мощностью более 100 Вт некоторые производители начали выпускать лампы мощностью 93-95 Вт, а некоторые переименовали свои лампы мощностью от 100Вт в «теплоизлучатели различного назначения» и продают так.

Газоразрядные лампы

В газоразрядных лампах (ГЛ) излучение оптического диапазона возникает в результате газового разряда в атмосфере инертных газов, паров металлов и их смесей.

По сравнению с лампами накаливания газоразрядные лампы имеют ряд преимуществ:

1. Более высокая светоотдача (70-170 лм/Вт) и более высокий КПД (до 7%);

2. Больший срок службы – 10000-12000 часов;

3. Относительно низкая яркость самого источника света, что не вызывает ослепления;

4. Спектр излучения может регулироваться за счёт использования различных люминофоров и может быть приближен к спектру естественного света.

Наряду с очевидными преимуществами газоразрядные источники света имеют некоторые недостатки:

1. Они не могут непосредственно подключаться к электрической цепи, необходимо применение специальной пускорегулирующей аппаратуры (ПРА);

2. Для зажигания газоразрядной лампы требуется некоторое время (от 5с. до 3-10 мин.);

3. Световой поток лампы к концу службы значительно снижается;

4. Для некоторых видов газоразрядных ламп (люминесцентных) существуют ограничения по температуре окружающей среды (при температурах, близких к 0°С, они зажигаются ненадёжно);

5. В газоразрядных лампах содержится ртуть, поэтому после окончания срока службы необходима их специальная утилизация;

6. Наличие пульсации. Это может неблагоприятно отразиться на зрении и привести к возникновению стробоскопического эффекта (вращающиеся предметы могут казаться неподвижными или вращающимися в обратную сторону).

Газоразрядные лампы бывают двух основных типов: лампы низкого давления (люминесцентные) и лампы высокого давления.

Люминесцентные лампы (ЛЛ) имеют светоотдачу 75лн/Вт и срок службы около 12 000 часов.

В дуговых ртутных лампах высокого давления (ДРЛ) используется газовый разряд в парах ртути при давлениях много превышающих атмосферное. С повышением давления паров ртути меняется характер спектра, излучаемого газовым разрядом. Применение ламп ДРЛ для освещения оказалось возможным в результате получения температурно-стойких люминофоров, при помощи которых удалось исправить излучения ртутного разряда.

Светодиодные лампы

Достоинства:

1. Световая отдача светодиодных систем уличного освещения с резонансным источником питания достигает 110 люменов на ватт, что сравнимо с отдачей натриевых газоразрядных ламп — 160 люмен на ватт.

2. Средний срок службы светодиодных систем освещения может быть доведён до 50 тысяч часов, что в 50-200 раз больше по сравнению с массовыми лампами накаливания и в 4-16 раз больше, чем у большинства люминесцентных ламп.

3. Возможность получать различные спектральные характеристики без применения светофильтров (как в случае ламп накаливания).

4. Безопасность использования.

5. Малые размеры.

6. Высокая прочность.

7. Отсутствие ртутных паров (в отличие от газоразрядных люминесцентных ламп и других приборов), что исключает отравление ртутью при переработке и при эксплуатации.

9. Незначительное тепловыделение (для маломощных устройств).

10. Устойчивость к вандализму.

Недостатки:

1. Основной недостаток — высокая цена. Отношение цена/люмен у сверхъярких светодиодов в 50-100 раз больше, чем у обычной лампы накаливания.

2. Напряжение питания светодиода значительно меньше напряжения питания обычных ламп накаливания. Поэтому светодиоды соединяют последовательно или используют преобразователи напряжения.

3. Для питания одиночного светодиода от питающей сети необходим низковольтный источник питания постоянного тока, тоже с радиатором, что дополнительно увеличивает объём светильника, а его наличие дополнительно снижает общую надёжность и требует дополнительной защиты. Поэтому многие разработчики ограничиваются выпрямителем, а светодиоды включают последовательно.

4. Высокий коэффициент пульсаций светового потока при питании напрямую от сети промышленной частоты без сглаживающего конденсатора, при его наличии пульсации малы.

5. Спектр отличается от солнечного. Вместе с тем, этот недостаток по сравнению с люминесцентными лампами менее значителен, так как благодаря особенностям человеческого восприятия и при правильно подобранных люминофорах это незаметно.

Светильники со светодиодными лампами.

Все типы светильников можно разделить на три группы:

1. Светодиодные светильники для улиц, парков, дорог, для архитектурного освещения. Выполняются в защищенном от влаги и пыли корпусе, кроме того, корпус обычно выполняет роль теплоотвода и изготавливается из хорошо проводящих тепло материалов.

2. Светильники для производственных целей, ЖКХ и офисов. К изделиям предъявляются повышенные требования к качеству освещения, в том числе к стабильности и цветопередаче, условиям эксплуатации.

3. Светильники для бытовых нужд обычно выпускаются невысокой мощности, но должны удовлетворять многочисленным требованиям к качеству освещения, электробезопасности, пожароопасности и, в немалой степени, — к внешнему виду. Зачастую бытовые светильники имеют сменные лампы.

Кроме указанных применений, светодиодные светильники хорошо подходят для освещения музеев и раритетов, поскольку спектр лампы не содержит ультрафиолетовой составляющей.

Расчёт освещения

Расчёт естественного освещения

Расчёт естественного освещения при боковом освещении сводится к определению суммарной площади окон. (4.10)

где SП – площадь пола, м 2 ; eН – нормированное значение КЕО, %; η – световая характеристика окон; KЗД – коэффициент, учитывающий затенение окон соседними зданиями; τ – общий коэффициент светопропускания оконного проёма с учётом затенения; r1 – коэффициент учитывающий отражение света от внутренних поверхностей помещения.

При боковом освещении общий коэффициент светопропускания определяется по формуле (4.11):

где τ1 – коэффициент светопропускания материала; τ2 – коэффициент, учитывающий потери света в переплётах светового проёма; τ3 – коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях; τ4 – коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах.

Для определения коэффициента r1 необходимо рассчитать средневзвешенный коэффициент отражения стен, потолка и пола по формуле (4.12):

Коэффициент KЗД выбирается из таблиц в зависимости от отношения расстояния (LЗД) между соседними зданиями к высоте (HЗД) расположения карниза противостоящего здания над подоконником рассматриваемого окна:

При проектировании естественного освещения кроме требуемой площади окон также следует учитывать, что согласно СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» в жилых зданиях коэффициент остекленности фасада должен быть не более 18 % , а в общественных — не более 25 %.

Расчёт искусственного освещения

Задачей расчёта искусственного освещения является определение требуемой мощности электрической осветительной установки для создания в помещении заданной освещённости.

При проектировании осветительной установки необходимо решить следующие основные вопросы:

1) выбрать тип источника света – рекомендуются газоразрядные лампы, за исключением мест, где температура воздуха может быть менее +5°С и напряжение в сети падать ниже 90% номинального, а также местного освещения (в этих случаях применяются лампы накаливания);

2) определить систему освещения (общая локализованная или равномерная, комбинированная);

3) распределить светильники и определить их количество (светильники могут располагаться рядами, в шахматном порядке, ромбовидно);

4) выбрать тип светильников с учётом характеристик светораспределения, условий среды;

5) определить норму освещённости на рабочем месте.

Для расчёта общего искусственного освещения используются в основном 3 метода: метод светового потока, точечный метод и метод удельной мощности.

Точечный метод расчёта позволяет определить световой поток ламп, необходимый для создания заданной освещённости в любой точке произвольно расположенной плоскости при любом расположении светильников, если отражённый от стен и потолка световой поток не имеет большого значения.

Этот метод используют при расчёте:

1) общего локализованного освещения, которое наиболее целесообразно в цехах с крупногабаритным оборудованием – сборочных, прессовых, прокатных и т.д.;

2) местного освещения;

3) освещённости негоризонтальных поверхностей;

4) наружного освещения.

Сущность метода состоит в том, что требуемый световой поток осветительной установки определяют исходя из условий, что в любой точке освещаемой поверхности освещённость должна быть не меньше нормативной.

Читайте также:  Установка датчиков температуры воздуха в помещениях: особенности работы терморегуляторов, виды реле

Каждый источник света можно считать как точечный.

Рис. 4.5. Падение света от точечного источника: a – угол между направлением силы света и нормали к поверхности

Освещённость в точке определяется по формуле:

где Iα – сила света в направлении от источника на данную точку рабочей поверхности, кд; r – расстояние от светильника до расчётной точки, м; α – угол падения световых лучей, т.е. угол между лучом и перпендикуляром к освещаемой поверхности.

Для практического использования в формулу подставляют коэффициент запаса k и значение r:

Данные о распределении силы света приводятся в светотехнических справочниках. При необходимости расчёта освещённости в точке, создаваемой несколькими светильниками, подсчитывают освещённость от каждого из них, а затем полученные значения складывают.

Метод удельной мощности является наиболее простым, но и наименее точным, поэтому его применяют только при ориентировочных расчётах. Этот метод позволяет определить мощность каждой лампы РЛ, Вт, для создания в помещении нормируемой освещённости:

где ρ – удельная мощность, Вт/м 2 (принимается из справочника для помещений данной отрасли); S – площадь помещения, м 2 ; n – число ламп в осветительной установке.

2.Какими достоинствами и недостатками обладают лампы накаливания и люминесцентные? Какие светильники применимы для тех и других ламп? Приведите эскизы светильников.

Лампа накаливания — источник света, преобразующий энергию проходящего по спирали лампы электрического тока в тепловую и световую. По физической природе различают два вида излучения: тепловое и люминесцентное.

Тепловым называют световое излучение, возникающее при нагревании тел. На использовании теплового излучения основано свечение электрических ламп накаливания.

Достоинства и недостатки ламп накаливания

Достоинства: – при включении они зажигаются практически мгновенно;

– имеют незначительные размеры;

– стоимость их невысока.

– лампы обладают слепящей яркостью, отрицательно отражающейся на зрении человека, поэтому требуют применения соответствующей арматуры, ограничивающей ослепление;

– обладают незначительным сроком службы (порядка 1000 часов);

– срок службы ламп существенно снижается при повышении напряжения питающей электросети.

Световой КПД ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности потребляемой от электрической сети, весьма мал и не превышает 4%.

Таким образом, основной недостаток ламп накаливания — низкая светоотдача. Ведь лишь незначительная часть потребляемой ими электрической энергии превращается в энергию видимых излучений, остальная часть энергии переходит в тепло, излучаемое лампой.

Принцип действия ламп накаливания основан на преобразовании электрической энергии, проходящей через нить, в световую. Температура разогретой нити достигает 2600. 3000 °С. Но нить лампы не плавится, потому что температура плавления вольфрама (3200. 3400 °С) превышает температуру накала нити. Спектр ламп накаливания отличается от спектра дневного света преобладанием желтого и красного спектра лучей.

Колбы ламп накаливания вакуумируются или заполняются инертным газом, в среде которого вольфрамовая нить накала не окисляется: азотом; аргоном; криптоном; смесью азота, аргона, ксенона.

Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не превышает нескольких процентов. Люминесцентные лампы широко применяются для общего освещения, при этом их световая отдача в несколько раз больше, чем у ламп накаливания того же назначения. Срок службы люминесцентных ламп может до 20 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу коммутаций, в противном случае быстро выходят из строя. Наиболее распространённой разновидностью подобных источников является ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора.

Преимущества люминесцентных ламп:

– широкий диапазон цветности; – по сравнению с лампами накаливания обеспечивает такой же световой поток, но потребляют в 4-5 раз меньше энергии; – имеют низкую температуру колбы; – повышенный срок службы;

недостатки люминесцентных ламп:

– снижает световой поток при повышенных температурах;

– содержание ртути (хотя и в очень малых количествах, 40-60 мг). Эта доза безвредна, однако постоянная подверженность пагубному воздействию может нанести вред здоровью;

– люминесцентные лампы не приспособлены к работе при температуре воздуха ниже 15-20 °С.

В зависимости от области применения различают лампы накаливания общего назначения, проекционные лампы, прожекторы, лампы для фар автомобиля, индикаторные лампы и др. Размеры колб ламп накаливания могут быть самыми различными. Для обеспечения большей световой отдачи изготавливают лампы с двойной спиралью. Такие лампы называют биспиральными. Рабочее напряжение ламп накаливания также может быть разным — от десятых долей вольта до сотен вольт. Осветительные лампы накаливания, которые мы применяем, рассчитаны на напряжение 220 В. Срок эксплуатации может быть до 1000 ч.

Применение люминесцентных ламп особенно целесообразно в случаях, когда освещение включено продолжительное время, поскольку включение для них является наиболее тяжёлым режимом и частые включения-выключения сильно снижают срок службы.

Люминесцентные лампы — наиболее распространённый и экономичный источник света для создания рассеянного освещения в помещениях общественных зданий: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, предприятиях, рекламных щитах. С появлением современных компактных люминесцентных ламп, предназначенных для установки в обычные патроны E27 или E14 вместо ламп накаливания, они стали завоёвывать популярность и в быту.

Люминесцентные лампы состоят из следующих основных деталей:

2 – штампованная стеклянная ножка с электровводами;

Плюсы и минусы использования ламп накаливания

Лампа накаливания представляет собой типичный тепловой и световой излучатель – обычная, вакуумная колба, с вольфрамовой спиралью, которая под воздействием электричества раскаляется до высоких температур. Именно в результате этого накаливания лампа и выделяет и свет и тепло, при этом больше всего это излучение идет в инфракрасном излучении.

Говоря о преимуществах и недостатках ламп накаливания, следует отметить что все зависит от правильности ее выбора, а также в каких именно условиях идет ее эксплуатация. Если все нормально – лампа прослужит порядка 1 000 часов, но при перепадах электричества в сети – срок службы сокращается в несколько раз в меньшую сторону. Тем не менее, дабы сделать правильный выбор, стоит знать, какими преимуществами и недостатками обладает лампа накаливания.

Преимущества ламп накаливания

Положительными сторонами ламп накаливания есть следующие:

  • Лампа накаливания выпускается в массовом производстве, и потому недостатка в таком источнике света никогда нет – ее можно приобрести в любой торговой точке, подобрав с любой формой колбы и цоколя, под любой плафон и светильник.
  • Массовость производства и простая технология в итоге обуславливают ее доступную стоимость – она недорогая и даже если перегорит, замена не скажется на семейном бюджете. В особенности если речь идет о массовой закупке и замене.
  • Лампа накаливания характерна небольшими размерами и при этом ее запуск, сама работа не требует подключения специального пускорегулирующего аппарата.
  • Мгновенное зажигание и относительно невысокая чувствительность к перепадам электричества в сети и скачкам напряжения.
  • Такая лампа не имеет в себе токсических компонентов и потому не несет опасности ни домочадцам, ни окружающей среде в процессе эксплуатации и ее утилизации.
  • Лампа накаливания может работать от любого тока и источника его подачи, при этом ее изготавливают под самое разное напряжение, начиная от одной доли вольта и заканчивая сотней вольт.
  • При работе лампы накаливания на переменном токе ее свет не будет мерцать и это особенно важно для больших предприятий, с множеством аппаратуры и работающих агрегатов, потребляющих большое число энергии, тем самым, создавая перенапряжение.
  • Лампа накаливания не будет издавать неприятный гул, если работает от переменного тока.
  • Лампа накаливания излучает непрерывный спектр свечения и весьма устойчива электромагнитным импульсам, как в сети, так и извне.
  • Прекрасно переносит как низкие, так и высокие температуры окружающей среды, – ее можно монтировать для освещения, как на улице, так и в не отапливаемых жилых и нежилых помещениях.
  • Помимо всего прочего лампа накаливания излучает теплый спектр света, в отличие от иных типов и видов осветительных ламп, когда свет может быть весьма резким и холодным.

Все это показывает, насколько выгодны лампы накаливания – недорогие и просты в установке и работе, выдерживают перепады в электричестве и внешних негативных факторов.

Недостатки ламп накаливания

При всех своих положительных характеристиках лампа накаливания имеет и ряд отрицательных моментов, которые стоит учитывать при выборе. К основным недостаткам такого вида ламп относят:

  • Такие лампы характерны низким процентом отдачи света в сравнении с современными моделями осветительных лампочек.
  • Небольшой срок службы – всего 1 000 часов, когда современные лампы могут работать и 5 000, а иногда и до 15 и 30 тысяч часов.
  • Колба самой лампочки достаточно хрупкая и чувствительна к даже самым небольшим по силе ударам и вибрациям.
  • Сильная зависимость отдачи света и эксплуатационного срока от напряжения, точнее сказать от его подачи и отсутствия перепадов электричества в сети.

Следующий минус лампы накаливания вытекает из указанного выше – чрезмерный нагрев более мощной лампы выставляет определенные требования к арматуре светильника. Так последняя должна быть достаточно термостойкой.

Показатель светового коэффициента полезного действия у лампы накаливания весьма мал – он составляет всего 4 %. Говоря проще – света мало, а потребляет электричества достаточно много.

К концу срока службы лампочки накаливания на 10-15 % снижается видимый световой поток – яркость света падает, а в самом световом потоке появляются желтые и красные частички спектра.

Лампа накаливания при работе создают определенное мерцание с высокой частотностью – это свечение достаточно неприятно для человеческого глаза, а также нервной системы, негативно действуя как световой раздражитель.

В итоге, подводя резюме, можно говорить, что лампа накаливания имеет как массу достоинств, так и массу недостатков – она есть во многих домах и квартирах, но ее постепенно заменяют новые виды и модели осветительных приборов.

Интересное видео о том, как работает лампа накаливания:


Виды электрических ламп, а также их достоинства и недостатки

Рассмотрим подробнее, какие виды электрических ламп имеют наибольшую популярность в современном мире.

В процессе создания дизайна какого-то помещения обычно немало внимания уделяется освещению, поскольку этот элемент играет важную роль в восприятии окружающего пространства. На данный момент для внутреннего освещения помещений чаще всего применяют лампы накаливания, галогенные лампы, светильники на светодиодах или люминесцентные, а также энергосберегающие. Сегодня мы более подробно остановимся на видах современных электрических ламп, а также рассмотрим их положительные и отрицательные стороны.

Лампы накаливания

Данный вид ламп был изобретен первым. Свет в подобных лампах испускается источником накаливания, который раскаляется до высоких температур в процессе воздействия на него электрического тока. На территории России они начали широко распространяться еще во времена В.И. Ленина, за что в народе их стали называть «лампами Ильича».

Читайте также:  Универсальный коллекторный двигатель: характеристика, конструкция электродвигателя переменного тока, ремонт

Плюсы ламп накаливания

  • Несомненно, основной положительной стороной ламп накаливания является низкая стоимость. В настоящее время они являются наиболее доступным видом электрических ламп.
  • Еще данный тип ламп может характеризоваться сплошным спектром излучения, видимая часть которого насыщена оранжевыми и красными лучами света. Поэтому неудивительно, что использование таких ламп для освещения выделяет так называемые «теплые» цветовые тона и в то же время ослабляет «холодные». Лампы этого типа могут сделать домашнюю обстановку более теплой и уютной.

Минусы ламп накаливания

  • Данный вид ламп не может обеспечить достаточно высокий уровень цветопередачи. Из-за этого они совершенно не походят для освещения магазинов, по крайне мере тех, где покупатель должен видеть реальный цвет товара.
  • Лампы накаливания могут характеризоваться достаточно высоким уровнем расхода электроэнергии. Уже достаточно давно многие производители наносят на производимые лампы специальное напыление, которое делает энергопотребление более приемлемым.
  • Не стоит также забывать и о высоком показателе теплоотдачи у ламп накаливания. Создавая интерьер в помещении, данные лампы следует размещать на безопасном расстоянии от пожароопасных и легко плавящихся материалов.

Галогенные лампы

Долгое время галогенные лампы занимали вторую строчку популярности среди покупателей. Однако, последние годы они стали использоваться все реже, поскольку люди начали отдавать свои предпочтения более современным решениям. Прежде такие лампы широко использовались для реализации встроенного освещения. Теперь же их можно встретить разве что в некоторых люстрах и настенных бра.

Плюсы галогенных ламп

  • В сравнении с лампами накаливания галогенные обладают значительно более стабильным по времени световым потоком, поэтому у них продолжительней срок службы.
  • К положительным характеристикам можно отнести относительно меньшие размеры, более высокие показатели термостойкости и механической прочности.
  • Немаловажно и то, что галогенные лампы имеют высокий показатель мощности, в то время как уровень расхода электроэнергии в сравнении с лампами накаливания у них в разы меньше.

Минусы галогенных ламп

  • Чтобы подключить галогенные лампы в сеть требуется использовать трансформатор. Безусловно, в люстрах и настенных бра он обычно встроен. Однако, при необходимости создания точечного освещения приобрести трансформатор и смонтировать его придется самостоятельно.
  • Качество предлагаемых трансформаторов зачастую оставляет желать лучшего. Это может вылиться в серьезные проблемы, ведь спрятанный в гипсокартонном коробе или за натяжным потолком трансформатор поменять в случае выхода его из строя будет совсем непросто.

Люминесцентные лампы

Данные устройства нередко называют лампами дневного освещения. Условно их также можно разделить на лампы с наибольшим световым потоком, а также с меньшим, но более высоким качеством цветопередачи. Кроме того, они способны излучать разные цвета, за счет чего нередко используются при освещении магазинных витрин и торговых площадей. Такие лампы повсеместно применяются на предприятиях, на территории школ, во дворах различных учреждений и др.

Плюсы люминесцентных ламп

  • Показатель светоотдачи у люминесцентной лампы в разы превышает аналогичный у лампы накаливания такой же мощности.
  • При соблюдении ряда необходимых условий лампа данного типа может до 20 раз дольше работать, чем лампа накаливания.

Минусы люминесцентных ламп

  • При включении, а также в процессе работы люминесцентные лампы достаточно неприятно моргают, напрягая тем самым глаза человека.
  • Кроме того, они достаточно восприимчивы к скачкам напряжения в сети, а также частому отключению и включению.
  • Вышедшие из строя лампы этого типы должны утилизироваться особым образом, как токсичные отходы. Поэтому их нужно сдавать в специальные пункты утилизации.

Лампы энергосберегающие

Энергосберегающие лампы были созданы на основе люминесцентных. Основным их отличием является наличие особого электронного блока, который отвечает за процессы зажигания и дальнейшего горения. За счет этого удалось добиться того, что лампа не мигает как при начале работы, так и в дальнейшем.

Плюсы энергосберегающих ламп

  • Положительной стороной таких ламп является возможность создания разных цветовых температур, которые определяются при горении. Проще говоря, энергосберегающая лампа способна излучать как «теплый», так и «холодный» свет.
  • Важнейшей характеристикой является снижение потребления электричества. В некоторых случаях данный показатель достигает отметки в 80%.
  • Еще энергосберегающие лампы в процессе работы выделяют намного меньше тепловой энергии, а значит могут использоваться практически где угодно.
  • Лампы данного типа значительно реже выходят из строя в сравнении с лампами накаливания. Кроме того, они более невосприимчивы к скачкам напряжения и частым включениям и выключениям.

Минусы энергосберегающих ламп

  • Безусловно, главным минусом можно считать сравнительно высокую стоимость энергосберегающих ламп.
  • Данные лампы требуют бережного обращения даже после выхода их из строя, поскольку содержат в себе токсичные составляющие. Их нельзя выбрасывать вместе с обычными бытовыми отходами. Если такая лампа разобьется в помещении, то потребуется проведение уборки, как если был разбит ртутный градусник.

Светодиодные лампы

На сегодняшний день светодиодные лампы и светильники по праву можно считать наиболее востребованными. Источником света в них являются светодиоды, работающие при прохождении тока через полупроводниковые материалы. В настоящее время светодиодные устройства используются во всех направлениях светотехники, а область их применения практически не имеет границ.

Достоинства и недостатки различных типов ламп

Тип лампыДостоинстваНедостатки
Накаливанияизготовление в широком ассортименте, на разные мощности и напряжения; непосредственное включение в сеть без дополнительных аппаратов; работоспособность (хотя и с резко изменяющимися характеристиками) даже при значительных отклонениях напряжения сети от номинального; незначительное (около 15 %) снижение светового потока к концу срока службы; почти полная независимость от условий окружающей среды и от температуры; компактность; возможность работы при постоянном и переменном токе.низкая световая отдача, преобладание в спектре излучений желто-красной части спектра, ограниченный срок службы, малый КПД (3-4 %, max. 15%).
Газоразрядные лампы низкого давления (люминесцентные)высокая световая отдача, достигающая 75 лм/Вт, большой срок службы, доходящий до 10000 ч, возможность иметь источники света различного спектрального состава при лучшей цветопередаче, высокая экономичность, относительно малая яркость.относительная сложность схемы включения, ограниченная единичная мощность и большие размеры при данной мощности, зависимость характеристик от температуры внешней среды, работа только на переменном токе, длительное разгорание до 10-15 мин, в том числе и при повторном включении, значительное снижение потока к концу срока службы, вредные для зрения пульсации светового потока, при напряжении меньше 95 % от номинального не дают зажигания, утилизация.
Газоразрядные лампы высокого давления (ДРЛ, ДРИ)высокая световая отдача (до 55 лм/Вт), большой срок службы (10000 ч), компактность, некритичность к условиям внешней среды (кроме очень низких температур).преобладание в спектре сине-зеленой части, ведущее к неудовлетворительной цветопередаче, возможность работы только на переменном токе, длительность разгорания при включении (примерно 7 мин) и начало повторного зажигания после даже очень кратковременного перерыва питания лампы лишь после остывания (примерно 10 мин), пульсации светового потока, значительное снижение светового потока к концу срока службы, утилизация.
СветодиодыВ сравнении с обычными лампами накаливания, светодиоды обладают многими преимуществами: Экономично используют электроэнергию по сравнению с традиционными лампами накаливания. Так, светодиодные системы уличного освещения с резонансным источником питания могут дать 132 люменов на ватт, против 150 люменов на ватт у натриевых газоразрядных ламп. Или против 15 люменов на ватт у обычной лампы накаливания и против 80-100 люменов на ватт у ртутных люминесцентных ламп; Срок службы в 30 раз больше по сравнению с лампами накаливания; Возможность получать различные спектральные характеристики этого источника света, без потери в световых фильтрах (как в случае ламп накаливания); Безопасность использования; Малые размеры; Отсутствие ртутных паров (в сравнении с люминесцентными лампами); Отсутствие ультрафиолетового излучения и малое инфракрасное излучение; Незначительное тепловыделение; Более высокая прочность; Среди производителей именно светодиодные источники света считаются наиболее функционально-перспективным направлением как с точки зрения энергоэффективности, так и затратности и практического применения.Основной недостаток — высокая цена. Отношение цена/люмен у сверхъярких светодиодов в 50 — 100 раз больше, чем у обычной лампы накаливания. Напряжение питания светодиода значительно меньше напряжения питания обычных ламп накаливания. Поэтому светодиоды соединяют последовательно или используют преобразователи напряжения. Низкая предельная температура: мощные осветительные светодиоды требуют внешнего радиатора для охлаждения, потому что имеют конструкционно неблагоприятное соотношение своих размеров к выделяемой тепловой мощности (они слишком мелкие) и не могут рассеять столько тепла, сколько выделяют (несмотря даже на более высокий КПД, чем у ламп прочих видов). Осветительный светодиод мощностью 10 Ватт требует пассивный радиатор размером как у микропроцессора Pentium 4 без вентилятора (источник: эксперимент со светодиодом 2009-го года выпуска). Такой большой радиатор не только удорожает конструкцию, но и с трудом может быть вписан в формат бытовых осветительных приборов

Пульсация светового потока ухудшает условия зрительной работы, а стробоскопический эффект ведет к увеличению опасности травматизма и делает невозможным выполнение некоторых производственных операций.
Стробоскопический эффект – это явление искажения зрительного восприятия вращающихся, движущихся или меняющихся объектов в мелькающем свете. Он возникает при совпадении кратности характеристик движения объекта и изменения светового потока в осветительных устройствах с газоразрядными лампами. Для стабилизации светового потока необходимо или двухфазное и трехфазное включение в сеть, или балластное, емкостное или индуктивное сопротивление.

Лампы ДРЛ более компактны по сравнению с ЛЛ при одной выходной мощности, но плохая цветопередача и значительная пульсация ограничивает их применение. Лампы ДРЛ к окружающей среде не критичны. Гигиенические исследования привели к выводу, что их применение к работам высокой точности не желательно.

Газоразрядные лампы подразделяются на люминесцентные лампы (низкого давления) и лампы высокого давления (ртутные, натриевые, и металлогалогенные дуговые лампы).

Обозначения основных типов ламп:

Д – дневного света,

Ц – правильной цветопередачи,

Р – рефлекторная (с внутренним отражающим слоем),

Большое значение имеет правильный выбор спектрального типа ламп.

Виды светильников.Для создания нормальных осветительных условий в производственных помещениях применяются светильники различных типов. Основными функциями светильников являются: необходимое светораспределение, предохранение глаз от действия большой яркости источника света, предохранение источника света от загрязнения и т.д.

Светильником называется осветительный прибор, осуществляющий перераспределение светового потока лампы внутри значительных телесных углов.

Светильник состоит из лампы и арматуры. В состав арматуры входят: патрон для крепления лампы, отражатель – концентрирующий световой поток и направляющий его в нужное место, плафон – рассеиватель света и придающий равномерность освещению, корпус светильника – объединяющий и скрепляющий все перечисленные части, крепление светильника и устройство ввода проводов.

В настоящее время для проведения сертификации светильников отечественного производства необходимо иметь условное обозначение светильников, которое установлено ГОСТ 17677. Это обозначение предусматривает классификацию светильников по типу применяемого источника света (первая буква в обозначении), по способу установки светильника (вторая буква) и по основному назначению светильника (третья буква).

Читайте также:  Устройство и принципы действия трансформаторов: назначение, виды, критерии подбора

Светильнику может быть присвоен шифр (условное обозначение).

Пример. Светильник под маркировкой НПО-03-60. Первая буква «Н» обозначает, что в светильнике используется лампа накаливания общего назначения, буква «П» говорит о том, что этот светильник следует крепить к потолку помещения, а буква «О» назначает нашему светильнику быть использованным в общественных зданиях. Цифра «03» означает модификацию прибора, а цифра «60» — максимальную мощность используемой лампы накаливания.

На светильниках выпуска прошлых лет стоять дополнительные цифры (цифра), которые обозначают количество ламп в светильнике.

Каждому светильнику, за исключением светильников специального назначения и для установки на транспорте присваивается шифр (условное обозначение).

Структура шифра такова:

,

где 1 – буква, обозначающая источник света (Н – лампы накаливания общего применения, Р – ртутные лампы типа ДРЛ, Л – прямые трубчатые люминесцентные лампы, И – кварцевые галогенные лампы накаливания, Р – лампы ДРЛ, Г – лампы ДРИ, Ж – натриевые лампы, К – ксеноновые);

2 – буква, обозначающая способ установки светильника (С – подвесные, П – потолочные, Б – настенные, В – встраиваемые, Н – настольный, Т – напольный, К – консольный и т.д. );

3 – буква, обозначающая основное назначение светильника (П – для промышленных предприятий, О – для общественных зданий, У – для наружного освещения, Р – для рудников и шахт, Б – для бытовых помещений);

4 – двузначное число (01-99), обозначающее номер серии;

5 – число, обозначающее количество ламп в светильнике (для одноламповых светильников число 1 не указывается и знак * не ставится, а мощность указывается непосредственно после тире);

6 – число, обозначающее мощность ламп в ваттах;

7 – трехзначное число (001-099), обозначающее номер модификации;

8 – обозначение климатического исполнения и категории размещения светильников.

Климатическое исполнение указывается буквами:

У – для районов с умеренным климатом,

Т – для районов с тропическим климатом,

ХЛ – для районов с холодным климатом, использование их за пределами этого района экономически невыгодно,

УХЛ – для районов с умеренным климатом и холодным климатом,

О – для районов суши, кроме района с очень холодным климатом.

Категория размещения определяет место размещения светильников при эксплуатации:

1 – на открытом воздухе;

2 – под навесами и другими полуоткрытыми сооружениями;

3 – в закрытых неотапливаемых помещениях;

4 – в закрытых отапливаемых помещениях;

5 – в сырых помещениях.

Обозначение степени защиты от пыли и воды состоит из букв IP (International Protection) и двух цифр, первая из которых обозначает степень защиты от проникновения внутрь светильника пыли, вторая – от воды.

По защите от пыли различаются на:

– открытые (2) с неуплотненной светопропускающей оболочкой полностью;

– перекрытые с неуплотненной светопроницаемой оболочкой (2`);

– с ограниченной зоной пылезащиты только в пределах расположения контактных частей (5`);

– полностью пыленепроницаемые (6);

– с ограниченной зоной пыленепроницаемости (6`).

По защите от воды на:

Пример обозначения IP54.

Важнейшей светотехнической характеристикой светильника является светораспределение, т.е. распределение его светового потока в пространстве.

По распространению светового потока в пространстве (отношение потока излучаемого светильником в нижнюю полусферу к полному потоку) разделяются на 5 классов: прямого света, преимущественно прямого, рассеянного, преимущественно отраженного и отраженного света. Доля светового потока в нижнюю полусферу соответственно составляет 80 %, 60-80 %, 40-60 %, 20-40 % и менее 20 %.

Характеристикой светильников также является кривая силы света КСС. Под КСС понимают график зависимости силы света светильника от меридиональных и экваториальных углов, получаемый сечением его фотометрического тела плоскостью или поверхностью. Фотометрическое тело светильника – область пространства, ограниченную поверхностью, являющейся геометрическим местом концов радиусов векторов, выходящих из светового центра светильника в соответствующем направлении.

По кривой силы света установлены 7 типовых кривых силы света: концентрированная, глубокая, косинусная, полуширокая, широкая, равномерная и синусная. Тип КСС для различных светильников указывается в справочных таблицах.

От конструктивного исполнения светильников зависит их надежность, долговечность в данных условиях среды, безопасность в отношении пожара, взрыва и поражения электрическим током, а также удобство обслуживания.
В пожаро- и взрывоопасных зонах неправильно выбранные светильники могут привести к тяжелым и трагическим последствиям, поэтому в этих зонах используются светильники двух исполнений: взрывонепроницаемые и повышенной надежности.

Таким образом, выбор типа светильников по конструктивному исполнению производится в зависимости от состояния воздушной среды и класса помещений по взрывопожароопасности.

Дата добавления: 2014-12-16 ; Просмотров: 787 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Характеристики ламп накаливания: достоинства и недостатки разных видов осветительных приборов

Достоинства и недостатки различных источников света

Лампа накаливания

  • Цветовая температура 2200…3000К
  • Эффективность примерно 12,5…13,5 Лм/Вт
  • Срок службы всего 1000 часов
  • Абсолютный индекс цветопередачи, Ra=100%

Галогенная лампа

Галогенная лампа — это фактически та же лампа накаливания, просто в баллон, которой добавляют так называемый буферный газ — пары галогенов (фтора, брома или йода). Это повышает срок службы лампы, позволяя при этом одновременно повысить температуру спирали.

  • Цветовая температура 3000К
  • Эффективность примерно 15…22 Лм/Вт
  • Срок службы всего 2000…4000 часов
  • Высокий индекс цветопередачи, Ra = 99…100%

Безусловными достоинствами галогенных ламп являются: неизменно яркий свет, безупречная цветопередача и возможность варьирования разнообразных цветовых оттенков излучаемого света путем добавления в колбу лампы паров фтора, брома, хлора или йода. Это позволяет уменьшить скорость испарения вольфрама спирали, при этом срок ее службы возрастает по сравнению с обычной лампой накаливания в несколько раз, до 2000-5000 часов.

Путем использования специальных фильтров, наносимых на кварцевое стекло, удается существенно снизить долю ультрафиолетового излучения, что предохраняет освещаемые вещи от выцветания.

Галогенные лампы эффективнее обычных ламп накаливания почти в два раза, так как их показатель световой отдачи может быть доведен до значений в 25 Лм/Вт.

К недостаткам галогенных ламп можно отнести:

  • неудобство использования — до стеклянной поверхности лампы нельзя дотрагиваться обнаженными руками, так как кожа может оставлять на стекле жирные пятна, которые создают риск оплавления или появления трещины в этом месте колбы. Лампу рекомендуют брать руками в тканевых перчатках, а в случае загрязнения поверхности колбы ее следует протереть специальными растворителем или спиртом;
  • галогенные лампы весьма чувствительны к скачкам напряжения сети, поэтому их включают в электрическую сеть только через стабилизатор напряжения, а в случае низковольтных ламп — только через трансформатор;
  • температура колбы галогенной лампы может достигать значений до 500 градусов Цельсия, поэтому при их установке крайне необходимо следовать нормам противопожарной безопасности, в том числе, обеспечить достаточное расстояние между поверхностями потолочного перекрытия и подвесными потолками.

Металлогалогенная лампа

Металлогалогенная лампа (МГЛ) — это один из видов газоразрядных ламп (ГРЛ) высокого давления. МГЛ отличает от других ГРЛ то, что для корректирования спектральной характеристики дугового разряда, происходящего в парах ртути, в горелку МГЛ вводят специальные излучающие добавки (ИД) — галогениды некоторых металлов.

  • Цветовая температура от 2500°К (жёлтый свет) до 20 000°К (синий свет)
  • Эффективность примерно 88…96 лм/Вт
  • Срок службы 10…15 тыс. часов
  • Высокий индекс цветопередачи, Ra = 80…95%

Как источники света МГЛ используют для обычного, а также декоративного и архитектурного наружного освещения, освещения промышленных и общественных зданий, для освещения театральных и концертных сцен, студий, спортивных арен и дворцов спорта, торговых и выставочных площадей, офисных помещений и музейных залов, то есть всюду, где необходима увеличенная яркость, а спектральные характеристики света должны быть близки характеристикам обычного дневного света.

  • высокая эффективность (КПД);
  • длительный срок службы 10…15 тыс. часов;
  • высокая стабильность световых и цветовых характеристик на протяжении всего срока службы;
  • большой допустимый для работы температурный диапазон окружающего воздуха: от −40°C до +40°C;
  • широкий диапазон допустимых мощностей МГЛ: от нескольких десятков ватт до десятков киловатт.

К недостаткам МГЛ следует отнести следующее:

  • невозможно осуществлять плавную регулировку режима горения;
  • протяженный во времени режим зажигания и повторного зажигания МГЛ.

Ртутная газоразрядная лампа

Дуговой ртутной люминесцентной лампой (ДРЛ) называют ртутные лампы высокого давления (РЛВД), в которых для улучшения цветопередачи излучаемым светом, на внутреннюю сторону колбы наносят специальный люминофор.

Лампы типа ДРЛ выпускаются мощностью 80, 125, 250, 400, 700, 1000 Вт.

  • Цветовая температура 3800°К
  • Эффективность примерно 40 Лм/Вт
  • Срок службы 10000 часов
  • Низкий индекс цветопередачи, Ra = 45%

ДРЛ широко используют в общем освещении улиц, промышленных цехов и территорий, любых малолюдных или безлюдных помещений — там, где требования к качеству цветопередачи низкие, а к энергосбережению — высокие. Этим требованиям вполне удовлетворяют ДРЛ — эти лампы имеют достаточно высокую эффективность.

За это достоинство им прощаются многочисленные недостатки, указать на которые мы считаем необходимым.

К одним из существенных недостатков ламп ДРЛ следует отнести интенсивное образование озона при их горении.

Включение ламп в сеть осуществляют при помощи специальных пускорегулирующих устройств: в обычных условиях с лампой ДРЛ последовательно включают дроссель, в случае температур ниже минус 25 градусов по Цельсию в схему необходимо включить автотрансформатор.

Сам процесс включения ламп ДРЛ сопровождается большим пусковым током. Полное зажигание может занять 7 и более минут, а для повторного ее включения потребуется остудить лампу, выдержав ее незажженной в течение 10-15 минут.

Прочие недостатки ламп ДРЛ

  • низкий коэффициент цветопередачи — 45%
  • низкая цветовая температура — 3800°К;
  • продолжительное зажигание при включении (примерно 7-10 минут);
  • повторное зажигание ДОЛ после ее отключения допустимо лишь после обязательной выдержки для охлаждения в течение не менее 10-20 минут;
  • лампа ДРЛ может не зажечься, а горящая — погаснуть, если напряжение в сети питания упадет на двадцать или даже менее процентов;
  • зависимость от температуры окружающей среды (проблемы с запуском при температуре ниже -20°С, снижение срока службы)
  • при горении лампы ДРЛ ее колба разогревается до температуры порядка 100°С.
  • у ДРЛ очень высокий коэффициент пульсаций
  • после 3-6 месяцев службы, что соответствует примерно 2000 часам работы лампы световая отдача ДРЛ снижается вдвое;
  • в излучение ДРЛ преобладает сине-зеленая часть спектра, что ведет к неудовлетворительной цветопередаче, а, значит, исключает возможность применения лампы в случаях, когда объектами освещения являются лица людей, окрашенные и цветные поверхности, мелкие или движущиеся предметы;
  • необходимость включения через специальный балластный дроссель;
  • высокая концентрация паров ртути в лампе ДРЛ (от 0,2 до 0,9 мг) достаточна для отравления людей при случайном повреждении колбы в закрытом помещении объемом 1500 кубических метров (это, например, может быть склад с высотой потолка в 3 метра и площадью в 500 кв.м.)

Добавить комментарий