Classificazione delle sorgenti luminose. Parte 1. Lampade a incandescenza e lampade alogene

Si distinguono tre metodi principali di produzione della luce: radiazione termica, scarica di gas a bassa e alta pressione.

Radiazione termica... Riscaldamento del filo durante il passaggio della corrente elettrica alla massima temperatura possibile. L'elemento di tungsteno con il più alto punto di fusione tra i metalli (3683 K) è il più adatto per questo. Esempio: lampadine a incandescenza e lampadine alogene a incandescenza.

Scarica di gas... In un recipiente di vetro chiuso pieno di gas inerti, vapori metallici ed elementi di terre rare, si verifica una scarica ad arco quando viene applicata tensione. La risultante luminescenza dei riempitivi gassosi conferisce il colore di luce desiderato.

Esempio: lampade al mercurio, al cloruro metallico e al sodio.

Processo luminescente... Sotto l'azione di una scarica elettrica, il vapore di mercurio pompato nel tubo di vetro inizia ad emettere raggi ultravioletti invisibili che, cadendo sul fosforo depositato sulla superficie interna del vetro, si trasformano in luce visibile. Esempio: lampade fluorescenti, lampade fluorescenti compatte, diodi emettitori di luce (LED).Diversi tipi di lampade si differenziano per parametri quali efficienza luminosa, caratteristiche spettrali (ad es. resa cromatica), caratteristiche elettriche (tensione di esercizio, consumo energetico), caratteristiche di progettazione (dimensioni), durata e prezzo.

Classificazione della sorgente luminosa

Lampade a incandescenza

Le lampade a incandescenza sono i tipici emettitori di calore. Nel loro pallone sigillato, riempito con vuoto o gas inerte, la bobina di tungsteno viene riscaldata ad alta temperatura (circa 2600-3000 K) sotto l'azione di una corrente elettrica, a seguito della quale vengono rilasciati calore e luce. La maggior parte di questa radiazione è nella gamma degli infrarossi.

I principali tipi di lampade a incandescenza sono lampade per uso generale, lampade per usi speciali, lampade decorative e lampade con riflettore.

L'efficienza luminosa delle lampade a incandescenza nell'intervallo da 25 a 1000 W è di circa 9-19 lm/W per lampade con una durata media di 1000 ore. La maggior parte delle lampade a incandescenza è destinata all'illuminazione di interni ed esterni in reti a corrente alternata con una tensione nominale di 220 V, 127 V e una frequenza di 50 Hz.

Le lampade a incandescenza differiscono per potenza e tipo di lampadina. Le lampade ad incandescenza sono prodotte nella classica forma sferica, oltre che in dimensioni più piccole con bulbo delle forme "Fungo" e "Candela". Le lampade trasparenti emettono una luce bella e ricca e il rivestimento che diffonde la luce garantisce una distribuzione uniforme della luce ed elimina l'effetto di abbagliamento.Vengono prodotte lampade adattate alle fluttuazioni della tensione di rete, progettate per una tensione maggiore (230-240 V) (quando la tensione di rete aumenta del 10%, la durata delle lampade ordinarie si riduce di 3 volte), il che consente loro di mantenere la loro caratteristiche tecniche più lunghe. La durata della combustione delle lampade a incandescenza a tensione normale non è inferiore a 1000 ore, per lampade con una tensione di 127-135 V - 2500 ore, per lampade MO - 700 ore.

Le principali caratteristiche delle lampade ad incandescenza:

1. Prodotti in un'ampia gamma, per diverse potenze e tensioni e diversi tipi, adattati a specifiche condizioni di utilizzo

2. Connessione diretta alla rete senza dispositivi aggiuntivi

3. Manutenzione (sebbene con caratteristiche che cambiano drasticamente) anche con deviazioni significative della tensione di rete dal nominale

4. Leggera (circa 15%) riduzione del flusso luminoso fino alla fine della vita utile

5. Quasi totale indipendenza dalle condizioni ambientali (fino alla capacità di lavorare in immersione), compresa la temperatura

6. Compattezza

Svantaggi delle lampade ad incandescenza: bassa efficienza luminosa, predominanza della parte giallo-rossa dello spettro nello spettro di emissione, durata di servizio limitata, elevata dipendenza delle caratteristiche delle lampade ad incandescenza dalla tensione di alimentazione (poiché all'aumentare della tensione, la temperatura di il filamento si alza e, di conseguenza, la luce diventa più bianca, il flusso luminoso aumenta rapidamente e rallenta leggermente l'efficienza luminosa, la durata si riduce drasticamente).

Spettro di una lampada a incandescenza:

Le caratteristiche principali di una lampada ad incandescenza sono i valori nominali di tensione, potenza, flusso luminoso, durata e ingombro.

I tipi più comuni di cappucci per lampade a incandescenza: E - filettati, Bs - pin a un pin, Bd pin a due pin.

Designazione delle lampade a incandescenza: bobina singola riempita di gas G (argon); B - doppia bobina con riempimento di argon; BK - bispirale pieno di krypton; MT: opaco; Intervallo di tensione 125-135, 220-230, 230-240 in volt; 25-500 — potenza nominale in watt; 1 — 12 — caratteristica distintiva del modello base.

Ad esempio: B 230-240-40-1, MO 36-100

Viene prodotto anche un gran numero di altri tipi di lampade a incandescenza: lampade da miniera, per metropolitana, per semafori, proiezione, per fotografia, miniatura e miniatura, commutazione, specchio (lampade-lampade con specchio o strati riflettenti diffusi nel bulbo) e altri.

Lampade alogene ad incandescenza

Le lampade alogene a incandescenza sono paragonabili per struttura e funzione alle lampade a incandescenza. Ma contengono piccole aggiunte di alogeni (bromo, cloro, fluoro, iodio) o loro composti nel gas ausiliario. Con l'ausilio di questi additivi in ​​un certo intervallo di temperatura è possibile eliminare quasi completamente l'oscuramento della lampadina (causato dall'evaporazione degli atomi di tungsteno) e la conseguente diminuzione del flusso luminoso. Pertanto, la dimensione del bulbo nelle lampade alogene a incandescenza può essere notevolmente ridotta, per cui, da un lato, è possibile aumentare la pressione nel gas di riempimento e, dall'altro, diventa possibile utilizzare costosi materiali inerti gas cripto e xeno come gas di riempimento.

Ciclo tungsteno-alogeno.

Le caratteristiche principali di una lampada a incandescenza - efficienza luminosa e durata - sono determinate principalmente dalla temperatura della bobina: maggiore è la temperatura della bobina, maggiore è l'emissione luminosa, ma minore è la durata. La riduzione della durata è una conseguenza del rapido aumento del tasso di evaporazione del tungsteno con l'aumentare della temperatura, che porta, da un lato, all'oscuramento del bulbo e, dall'altro, alla combustione della bobina.

L'annerimento del bulbo può essere efficacemente prevenuto utilizzando un additivo alogeno al gas di riempimento, che durante il ciclo tungsteno-alogeno impedisce al tungsteno già vaporizzato di depositarsi sulle pareti del bulbo. Il tungsteno vaporizzato dalla bobina durante il funzionamento della lampada entra nell'intervallo di temperatura (T1 1400 K) per diffusione o convezione e si decompone nuovamente.

Parte del tungsteno viene nuovamente ripristinata lungo la spirale, ma in un posto nuovo. Pertanto, il normale ciclo tungsteno-alogeno si traduce solo nell'impedire l'oscuramento del bulbo, ma non nell'aumentare la vita utile, che terminerà a causa della rottura della bobina sulle risultanti "celle calde".

Le lampade alogene a incandescenza si distinguono per la loro particolare compattezza, la luce notevolmente più bianca, la migliore resa cromatica e la doppia durata.

Le lampade alogene a incandescenza sono disponibili fino a 20 kW.

Oggi i produttori offrono una vasta selezione di lampade alogene, per tutti i gusti e per scopi diversi.Sono disponibili lampade con una potenza di 5-150 W per una tensione ridotta di 12-24 V, oltre a una potenza di 25-250 W (con attacco singolo con attacco standard E14 ed E27) e 100-500 W (doppio - con un cappuccio) progettato per tensione di rete 220-230 V. È possibile utilizzare lampade alogene con riflettori esterni in vetro con uno speciale rivestimento di interferenza: trasmette la radiazione infrarossa, creando così un raggio «freddo». Le lampade con riflettore esterno in alluminio formano fasci di luce "profondi" (con un angolo di diffusione di 30-100) e "larghi" (con un angolo di diffusione fino a 600).

Ecco i principali vantaggi delle lampade alogene rispetto alle tradizionali lampade ad incandescenza:

- maggiore efficienza luminosa - in alcuni casi aumenta a 25 lm / W, che è 2 volte superiore a quella delle lampade a incandescenza;

- grande durata - la loro durata è 2-4 volte superiore a quella delle lampade a incandescenza;

-piccole dimensioni -per le lampade alogene a bassa tensione (12 V, 100 W), il diametro del bulbo è 5 volte inferiore a quello delle lampade ad incandescenza della stessa potenza;

— uno spettro di radiazione più ricco — le lampade alogene hanno una luce "più bianca" rispetto alle lampade a incandescenza (a causa della temperatura di riscaldamento più elevata — 30.000 K contro 28.000 K per una lampada convenzionale);

- orientabilità del flusso luminoso, ea tensione ridotta il flusso luminoso mantiene un sufficiente "bianchezza".

I primi due punti parlano degli evidenti vantaggi economici delle lampade alogene: se si installa una tale sorgente luminosa al posto di una tradizionale lampada ad incandescenza, ma con gli stessi parametri di emissione, il consumo energetico del punto luce si ridurrà in media di 20 -40%. Tuttavia, questo non è l'unico vantaggio delle lampade alogene.Le loro dimensioni ridotte, quasi in miniatura, consentono la creazione di apparecchi di illuminazione completamente nuovi, ad esempio la cosiddetta illuminazione d'accento: un sistema di riflettori appositamente progettato consente un tale aumento del flusso luminoso che offre ai progettisti ulteriori opzioni nella progettazione della stanza .