Минимум знаний для использования энергосберегающих ламп

1. Источник света – определение, виды, примеры.

Естественные источники света - Солнце, Луна, планеты, кометы, полярные сияния, атмосферные электрические разряды, биолюминесценция живых организмов.

Искусственные источники света — технические устройства различной конструкции и с различными способами преобразования энергии, основным предназначением которых является получение светового излучения .В источниках света используется в основном электроэнергия, но так же иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света.
2. Электрический ток и Напряжение – определение, виды, примеры.

Ток — направленное движение электрически заряженных частиц. Величина тока выражается силой тока,- измеряется в амперах(A).Ток бывает переменный и постоянный. Напряжение - разность потенциалов. Единица измерения напряжения -Вольт(V).

Пример: часы - 1,5V; светодиод – 3,5V; бытовые электроприборы – 220V

3. Мощность лампы – зависимость от напряжения и силы тока.

Лампы изготавливают для различных рабочих напряжений. Сила тока определяется по закону Ома I = U / R и мощность по формуле P = U . I . При мощности 60 Вт и рабочем напряжении 230 В через лампу должен протекать ток 0,26 А, т. е. сопротивление нити накала должно составлять 882 Ома. Т. к. металлы имеют малое удельное сопротивление, для достижения такого сопротивления необходим длинный и тонкий провод. Толщина провода спирали в обычных лампах накаливания составляет 40-50 микрон.

4. Лампа - определение, виды, примеры.

Лампа - прибор или устройство преобразующее тепловую, электрическую или другую энергию – в световую.

Карби́дная лампа — лампа, где источником света служит открытое пламя струи сжигаемого ацетилена, который, в свою очередь, получается из химической реакции карбида кальция с водой. Данный тип ламп был широко распространён в прошлом, но в наши дни широко используется только в спелеологии.

Современная карбидная лампа, «карбидка», состоит из разделённого на две части бачка (генератора), где на куски карбида в одном отсеке с регулируемой скоростью капает из второго отсека вода, и, собственно, горелки, соединённой с генератором гибким шлангом, подающим ацетилен. Горелка крепится на каске и состоит из форсунки и отражателя. Как правило, горелки оснащены пьезоподжигом.

Карбидная лампа даёт яркий ненаправленный свет тёплой гаммы.

Кероси́новая ла́мпа — светильник на основе сгорания керосина — продукта перегонки нефти. Принцип действия лампы примерно такой же, что и у масляной лампы: в ёмкость заливается керосин, опускается фитиль. Другой конец фитиля зажат поднимающим механизмом в горелке, сконструированной таким образом, чтобы воздух подтекал снизу. В отличие от маслянной лампы, у керосиновой фитиль плетённый. Сверху горелки устанавливается ламповое стекло — для обеспечения тяги, а так же для защиты пламени от ветра. После широкого внедрения электрического освещения керосиновые лампы используются там, где часто отключают электричество, а также дачниками и туристами.

5. Электрическая лампа - определение, виды, примеры.

Электрическая лампа - прибор или устройство, преобразующее электрическую энергию в световую.

Двухнитевые лампы для автомобильных фар. Одна нить для дальнего света, другая для ближнего.

Проекционные лампы — для диа- и кинопроекторов. Имеют повышенную яркость (и соответственно, повышенную температуру нити и уменьшенный срок службы);

6. Лампа накаливания - определение, виды, особенности. Объяснить принцип накаливания.

Лампа накаливания — осветительный прибор, искусственный источник света. Свет испускается нагретой металлической спиралью при протекании через неё электрического тока.

В современных лампах накаливания применяют материалы с максимальными температурами плавления — вольфрам (3410 °C) и, очень редко, осмий (3045 °C).

Практически достижимая температура 2300—2900 °C- излучается далеко не белый и не дневной свет. Колба - заполнена нейтральным газом (обычно аргоном или смесь азота с аргоном ) Более дорогие лампы содержат криптон или ксенон - это уменьшает скорость испарения материала нити.

Нить накала - в современных лампах применяются спирали из осмиево-вольфрамового сплава. Провод часто имеет вид двойной спирали, с целью уменьшения конвекции

В лампе предусмотрен предохранитель - отрезок тонкой проволоки расположен в цоколе. Для бытовых ламп с номинальным напряжением 220 В такие предохранители обычно рассчитаны на ток 7 А.Основная часть излучения - в невидимом инфракрасном диапазоне и воспринимается в виде тепла. КПД - При практически достижимых температурах в 2700 K - составляет 5 %

С повышением температуры - КПД лампы накаливания возрастает, но существенно снижается её долговечность. При температуре нити 2700 K время жизни - около 1000 часов, при 3400 K - лишь несколько часов. При увеличении напряжения на 20 %, яркость возрастает в два раза,- время жизни уменьшается на 95 %.

Уменьшение напряжения в два раза (напр. при последовательном включении или диод) хотя и уменьшает КПД, но зато увеличивает время жизни почти в тысячу раз.

Галогенные лампы Добавление в буферный газ галогенов брома или йода повышает время жизни лампы до 2000—4000 часов. При этом рабочая температура составляет примерно 3000 К. Эффективность галогенных ламп достигает 28 лм/Вт.

Добавление галогенов предотвращает осаждение вольфрама на стекле, при условии, что температура стекла выше 250 °C. По причине отсутствия почернения колбы, галогенные лампы можно изготавливать в очень компактном виде. Малый объём колбы позволяет, с одной стороны, использовать большее рабочее давление (что опять же ведёт к уменьшению скорости испарения нити) и, с другой стороны, без существенного увеличения стоимости заполнять колбу тяжёлыми инертными газами, что ведёт к уменьшению потерь энергии за счёт теплопроводности. Всё это удлиняет время жизни галогенных ламп и повышает их эффективность.

7. Люминесцентная лампа - определение, виды, особенности. Принцип люминесценции. УФ-излучение. Люминофор.

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 и срок службы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания того же назначения. Наиболее распространённой разновидностью подобных источников является ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора. Работа люминесцентной лампы - между двумя электродами находящимися в противоположных концах лампы возникает электрический разряд. Лампа заполнена парами ртути и проходящий ток приводит к появлению Ультро-Фиолетового излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и выделяет видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок получаемого света. Люминесценция — свечение вещества, происходящее после поглощения им энергии возбуждения. Яркий пример — свечение фосфора. Впервые люминесценция была описана в XVIII веке. В быту явление люминесценции используется, главным образом, в люминесцентных лампах и электронно-лучевых трубках кинескопов.

Многие люди считают свет излучаемый люминесцентными лампами грубым и неприятным. Цвет предметов освещенных такими лампами может быть несколько искажён. Отчасти это происходит из-за синих и зеленых линий в спектре излучения газового разряда в парах ртути, отчасти из-за типа применяемого люминофора.

Во многих дешевых лампах применяется галофосфатный люминофор, который излучает в основном жёлтый и синий свет, в то время как красного и зелёного излучается меньше. Такая смесь цветов глазу кажется белым, однако при отражении от предметов свет может содержать неполный спектр, что воспринимается как искажение цвета (метамерия). Однако такие лампы как правило имеют очень высокую световую отдачу.

В более дорогих лампах используется «трехполосный» и «пятиполосный» люминофор. Это позволяет добиться более равномерного распределения излучения по видимому спектру, что приводит к более натуральному воспроизведению света. Однако такие лампы как правило имеют более низкую световую отдачу.

Также существуют люминисцентные лампы, предназначенные для освещения помещений, в которых содержатся птицы. Спектр этих ламп содержит ближний ультрафиолет, что позволяет создать более комфортное для них освещение, приблизив его к естественному, т.к. птицы, в отличие от людей, имеют четырехкомпонентное зрение.

Утилизация. Все люминесцентные лампы содержат ртуть (в дозах от 40 до 70 мг), ядовитое вещество. Эта доза может причинить вред здоровью, если лампа разбилась, и если постоянно подвергаться пагубному воздействию паров ртути, то они будут накапливаться в организме человека, нанося вред здоровью. По истечении срока службы лампу, как правило, выбрасывают куда попало. На проблемы утилизации этой продукции не обращают внимания ни потребители, ни производители.

Варианты исполнения:

Колбные лампы

Представляют собой лампы в виде стеклянной трубки. Различаются по диаметру и по типу цоколя, имеют следующие обозначения: (T5 (диаметр 5/8 дюйма=1.59 см), T8 (диаметр 8/8 дюйма=2.54 см), T10 (диаметр 10/8 дюйма=3.17 см) и T12 (диаметр 12/8 дюйма=3.80 см)). Лампы такого типа часто можно увидеть в промышленных помещениях, офисах, магазинах и т. д.

Компактная люминесцентная лампа — люминесцентная лампа, имеющая меньшие размеры по сравнению с колбчатой лампой и меньшую чувствительность к механическим повреждениям. Также предназначенными для установки в стандартный патрон для ламп накаливания.


8. Светодиодная лампа - определение, виды, особенности. Принцип излучения.

Светодио́д или светоизлучающий диод (СИД) — полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока. Излучаемый свет лежит в узком участке спектра, его цветовые характеристики зависят от химического состава использованного в СИД полупроводника. Люстры светодиодные с пультом управления пользуются особым спросом.

Как и в нормальном полупроводниковом диоде, в светодиоде имеется p-n переход. При пропускании электрического тока в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки рекомбинируют с излучением фотонов.

Светодиоды используются в сигнальных и осветительных приборах, например, в «твердотельных лампах».