Источники искусственного освещения

Реферат: Источники искусственного освещения 

                                Содержание                               

          1. Введение   .................................  2             

     2. Развитие технологий  ламп   ....................  3                                        

     3. Различные виды  источников света:

     1) лампы накаливания   ...........................  6     

     2) галогенные лампы   ..........................  7

     3) люминесцентные лампы   .......................  8

     4) компактные люминесцентные  лампы   ................  9

     5) разрядные лампы  высокого давления   ........................  10

     6) оптоволокно   ..............................  12

     4. Заключение   ..............................  18

     5. Основные понятия и определения,

     применяемые в светотехнике   ..................  19

     6. Список используемой  литературы   ...............  22

     7. Приложение   ..............................  23 

                                 Введение                                

Мы живём в мире света и  созданных им изображений.   Солнечный  свет был

началом жизни и колыбелью Человека на Земле. Сознание человека стало

определяться его образным мышлением. Природный свет, рождённый солнцем,

создал для нас огромный мир ощущений и дал нам возможность определить своё

отношение к окружающему нас  миру, а свет искусственный стал началом

человеческой цивилизации. Сегодня  электрический свет определяет качество

нашей жизни и комфортность состояния  человека. Плохой свет, как и плохие

очки, может стать причиной усталости, раздражительности, плохого настроения и

других неприятных последствий. Искусство  освещения пытаются постичь миллионы

людей, обустраивая своё жилище и  рабочее место. Принимаясь за улучшение

светового комфорта и уюта в собственном доме или квартире, полезно иметь хотя

бы самые элементарные сведения о светотехнике и правилах рационального

освещения.

Улучшение светового комфорта в  домашних условиях и на работе создаёт  человеку

не только настроение, но и позволяет длительное время сохранять

работоспособность; а правильный световой дизайн и хорошо подобранная цветовая

гамма окружающей обстановки определяют внутреннее состояние и помогают

сохранить здоровье. Следует, конечно, не забывать, что здоровый образ жизни

мы связываем со светлой и  приятной глазу окружающей обстановкой, которая

создаёт нам запас прочности  во всех наших начинаниях в жизни.

                         Развитие технологии ламп                        

Электрический свет интернационален  по месту своего рождения. В его открытии и

создании участвовали выдающиеся учёные и изобретатели из многих стран  мира.

Первый этап разработки электрических  источников света благодаря открытиям  и

изобретениям Деви, Вольта, Петрова, Мольена, Габела, Адамаса, Шпренгеля,

Ладыгина, Яблочкова, Дедриксона и  других завершился в 1879г. Созданием

Эдисоном лампы накаливания  в привычном для нас конструктивном виде. Первые

публичные установки электрического освещения появились в конце 19 века в

странах Западной Европы, в Америке и России. Электрическая «свеча Яблочкова»

произвела сенсацию в Париже и была названа «русским светом» (рис.1.1).

Конкуренция ламп накаливания появилась  с разработкой поколения разрядных  ламп

в 30-х годах нашего столетия: люминесцентных и ртутных ламп, обладающих двумя

выдающимися преимуществами: в несколько  раз высокой энергоэкономичностью и

продолжительностью работы. Несмотря на большую стоимость, необходимость

применения для их включения  и работы специальных пускорегулирующих  аппаратов

(ПРА) и многие другие недостатки, эти лампы стали быстро вытеснять лампы

накаливания, и  в первую очередь  это коснулось областей промышленного  и

уличного освещения. С 50-х годов  люминесцентные лампы стали занимать прочные

позиции в освещении помещений  общественных зданий (классы и аудитории, офисы,

больницы и др.). В конце 60-х  разрядные лампы пополнились  новым классом –

металлогалогенными лампами, которые, сохраняя преимущества ртутных ламп

высокого давления (ДРЛ), отличаются более высокими показателями

энергоэкономичности и цветопередачи.

Наиболее широко эти лампы стали  применяться сначала в освещении  спортивных

сооружений (для обеспечения требований ТВ - трансляций). Вершиной в

разработке энергоэкономичных  ламп следует считать натриевые  лампы высокого

давления с жёлто – золотистым светом. Одна такая лампа мощностью 400 Вт

заменяет лампу ДРЛ мощностью 1000 Вт и 10 ламп накаливания по 300 Вт каждая.

Из–за недостаточной цветопередачи  эти лампы в первую очередь  применяются в

уличном освещении. Для расширения области

применения  разрядных ламп в жилых и общественных зданиях в 70-х годах были

разработаны компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), в том числе с таким  же

цоколем, как и у лампы накаливания. Ввернув такую лампу в обычный  светильник,

можно снизить его мощность в 5-6 раз (например, КЛЛ мощностью 13 Вт заменит

лампу накаливания мощностью 75 Вт). В те же годы для подсветки экспозиций на

выставках и в музеях появились  галогенные лампы, отличающиеся от обычных

исключительной компактностью, в 1,5-2 раза большими экономичностью и сроком

службы.  Наиболее эффективны и  безопасны лампы, рассчитанные на напряжение 12

В, хотя при сетевом напряжении они и требуют установки понижающих

трансформаторов. Сегодня зеркальные галогенные лампы накаливания стали

эффективным и престижным источником света в освещении офисов, банков,

ресторанов, магазинов и др. помещений.

Современную историю источников света  удивительные по продолжительности  работы

«вечные» лампы с новым принципом  действия (рис.1.2). Это так называемые

компактные безэлектродные высокочастотные люминесцентные лампы типа QL

мощностью 85 Вт и сроком службы 60 тыс. часов, не уступающие по другим

характеристикам лучшим разрядным  лампам. Представленные в начале 90-х  годов

фирмой Philips, эти лампы находят  всё большее применение, особенно в странах

северной Европы. Совсем недавно  они были использованы при модернизации

освещения большой учебной аудитории  в Финляндию. Авторы проекта утверждают,

что очередная замена ламп будет  проведена в 2025 году.

-----------------------------------------------------------------------------

------

                      1879г.- изобретение лампы накаливания                     

1924г.- изобретение автомобильной  фары ближнего/дальнего света

1933г.- внедрение ртутной лампы  высокого давления

1938г.- внедрение люминесцентной лампы

1949г.- создание лампы накаливания  «мягкого белого» цвета

1954г.- внедрение кварцевой лампы  накаливания

1958г.- внедрение галогенной лампы

1962г.- изобретение натриевой лампы  высокого давления             1965г.-

внедрение металлогалогенной лампы

1973г.- внедрение люминесцентных  ламп пониженной мощности

1974г.- внедрение эллипсоидного отражателя

1975г.- внедрение зеркальных ламп  с фацетным отражателем

1982г.- внедрение металлогалогенной  лампы низкой мощности

1987г.- внедрение люминесцентной лампы Biax в 40 ватт

1989г.- внедрение лампы (Halogen-IR™  PAR)

1991г.- внедрение лампы (ConstantColor™ Presise)

1992г.- внедрение компактной люминесцентной  лампы (Biax™Compact)

1994г.- изобретение безэлектродной  люминесцентной лампы (Genura)

1995г.- выпуск компактной люминесцентной винтовой лампы (Heliax)

                     Различные виды источников света                    

                         Лампы накаливания                        

По особенностям устройства и принципа действия лампы накаливания, применяемые

для целей освещения можно разбить  на 2 большие группы: общего применения

(обычные лампы в традиционном  исполнении) и галогенные лампы  накаливания,

которым посвящён следующий раздел.

Устройство ламп, в принципе осталось таким же, как предложил Эдисон. Для

повышения температуры тела накала и снижения его скорости распыления (это

основные способы увеличения световой отдачи и срока службы ламп накаливания)

вместо угольной нити в современных  лампах используется спиральная или

биспиральная (спираль из спирали) вольфрамовая проволока и в подавляющем

большинстве типов ламп вместо вакуума  применяется инертный газ: аргон  или

криптон. Появился также класс ламп с зеркальным отражателем, т.е. лампы

светильники. Лампы очень чувствительны  к колебаниям напряжения в сети: при

перенапряжении резко снижается  срок службы, а недостаточное напряжение ведёт

к непропорционально большой потере светового потока (хотя срок службы при

этом возрастает). Нормальная работа ламп обеспечивается при колебаниях

напряжения не более чем на 5 %. Для сетей с постоянным перенапряжением в

России выпускаются лампы с  маркировкой 230-240В. Лампы накаливания  одинаково

хорошо работают на переменном и  постоянном токе.

Почти для всех типов ламп средний  срок службы составляет 1000 ч. В реальных

условиях он может быть меньшим  в зависимости от условий эксплуатации и

конструктивного исполнения светильника. При работе в среднем 8 ч в день лампа

живёт обычно 3-5 месяцев.

Лампы имеют невысокую световую отдачу от 7 до 17 лм/Вт. Этот показатель

растёт при увеличении мощности лампы и снижении напряжения, на которое она

рассчитана. Например, лампа мощностью 40 Вт 220В имеет световую отдачу около

10 лм/Вт, а 100-ваттная – до 14 лм/Вт. Лампы одинаковой мощности на 127 и 220

В отличаются по световому потоку на 10-12%. Отличить лучшую по

энергоэкономичности лампу можно  по её белому излучению.

Лампы накаливания – традиционный источник света в помещениях жилых  и

общественных зданий. Они создают  неповторимую обстановку праздничности  или

уюта и применяются во всех случаях, когда это необходимо по условиям дизайна.

В функциональном отношении они  очень эффективны при освещении  картин и других

нестойких к воздействию света  экспонатов. Их невысокий срок службы и световая

отдача бывают не столь важны  в помещениях с кратковременным пребыванием людей

и при низких нормированных значениях  освещённости.

                         Галогенные лампы                        

                                                                         

По принципу действия эти лампы устроены так же, как и другие лампы

накаливания. Главное отличие состоит  в том, что внутренний объём лампы

заполнен парами йода или брома  – т.е. галогенных элементов, что  и отражено в

названии ламп. Использована химическая способность этих элементов непрерывно

«собирать» осевшие на колбе  испарившиеся частицы вольфрама (реакция

окисления) и возвращать их  «домой»  на вольфрамовую спираль (реакция

восстановления). Этот «галогенно-вольфрамовый цикл» позволяет увеличить

температуру и продолжительность  жизни тела накала и, в конечном счёте,

повысить в 1,5-2 раза световую отдачу и срок службы ламп. Другое важное

отличие состоит в том, что колба  выполнена не из обычного, а из кварцевого

стекла, более устойчивого к  высокой температуре и химическим взаимодействиям.

Благодаря этому размеры галогенных ламп можно уменьшить в несколько  раз по

сравнению с обычными лампами такой  же мощности. Устройство зеркальных

галогенных ламп отличается тем, что  зеркальный отражатель вместе с цоколем

приклеен к колбе лампы. Зеркальное покрытие выполняется путём напыления на

стеклянный отражатель химически  чистого алюминия (непрозрачное  покрытие) или

специального полупрозрачного  покрытия. Лампы с полупрозрачным

(интерференционным) покрытием  почти не нагревают освещаемую  поверхность, т.к.

ИК излучение пропускается отражателем  «назад». Некоторые типы ламп имеют

также фильтры, не пропускающие УФ лучи.

Наряду с лампами, рассчитанными  для непосредственного включения  в сеть с

напряжением 220,127 или 110 В, очень широкое  применение находят лампы низкого

напряжения обычно на 12 В. Как и  все лампы накаливания, галогенные лампы

резко реагируют на изменение напряжения в сети. Увеличенное на 5-6%

напряжение может привести к  почти двукратному сокращению срока  службы.

Энергоэкономичность в 1,5-2 раза выше, чем у других ламп накаливания.

Большинство ламп имеют срок службы 2000 ч, т.е. в 2 раза больший, чем обычные

лампы накаливания. Некоторые типы зеркальных ламп выпускаются со сроком

службы 3000 и 4000 ч.

Энергоэкономичность в 1,5-2 раза выше, чем у других ламп накаливания.

Световая отдача трубчатых ламп находится в пределах от 14 лм/Вт (при  мощности

60 Вт) до 25 лм/Вт (при мощности 2000 Вт). У остальных ламп световая  отдача

составляет от 14 до 17 лм/Вт при сетевом  напряжении и почти до 20 лм/Вт для

маломощных ламп низкого напряжения.

Лампы на сетевое напряжение с цилиндрической или свечеобразной колбой с

успехом заменяют обычные лампы  во всех сферах их применения и особенно там,

где требуются небольшие габариты по условиям размещения в стеснённых объёмах

или скрытого расположения. Зеркальные лампы, особенно на низкое напряжение,

практически незаменимы в технике  акцентированного освещения выставок, музеев,

витрин, ресторанов, жилых помещений  и др.

                       Люминесцентные лампы