Виды источников искусственного освещения

Предмет: Физика
Тип работы: Реферат
Язык: Русский
Дата добавления: 14.08.2019

 

 

 

 

 

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

 

По этой ссылке вы сможете найти много готовых рефератов по физике:

 

Много готовых рефератов по физике

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

Представление картины мира с точки зрения физики
Явление радуги с точки зрения физики
Движение небесных тел. Законы Кеплера
Резонансные явления в движении небесных тел


Введение:

Целью искусственного освещения является создание благоприятных условий для видимости, поддержания хорошего здоровья и снижения утомляемости глаз. При искусственном освещении все объекты выглядят иначе, чем при дневном свете. Это происходит из-за изменения положения, спектрального состава и интенсивности источников излучения. 

История искусственного освещения началась, когда люди стали использовать огонь. Костер, факел и факел были первыми искусственными источниками света. Затем пришли масляные лампы и свечи. В начале 19-го века они научились выделять газ и очищенные нефтепродукты, появилась керосиновая лампа, которая используется до сих пор. 

Когда фитиль зажигается, генерируется пылающее пламя. Пламя излучает свет только тогда, когда пламя нагревает твердое вещество. Свет не сгорает, а только вещества, приведенные в раскаленное состояние, излучают свет. В пламени светящиеся частицы сажи излучают свет. Это можно увидеть, поместив стекло поверх пламени свечи или керосиновой лампы. 

На улицах Москвы и Санкт-Петербурга освещение масляными лампами появилось в 30-х годах XVIII века. Затем масло заменили спирто-скипидарной смесью. Позже керосин использовался в качестве горючего вещества и, наконец, люминесцентный газ, который был получен искусственно. Световая эффективность таких источников была очень низкой из-за низкой цветовой температуры пламени. Он не превышал 2000К. 

С точки зрения цветовой температуры искусственный свет очень отличается от дневного, и это различие давно замечено по изменению цвета объектов при переходе от дневного к вечернему искусственному освещению. Прежде всего, было отмечено изменение цвета одежды. В двадцатом веке, с широко распространенным использованием электрического освещения, изменение цвета с переходом на искусственное освещение уменьшилось, но не исчезло. 

Сегодня редкий человек знает о заводах, которые производят светящийся газ. Газ был получен нагреванием угля в ретортах. Реторты представляют собой большие металлические или земляные полые сосуды, которые заполнены углем и нагреты в печи. Выпущенный газ был очищен и собран в хранилищах газа для освещения газа. 

Более ста лет назад, в 1838 году, Петербургское общество газового освещения построило первый газовый завод. К концу 19 века бензобаки появились практически во всех крупных городах России. Улицы, вокзалы, фабрики, театры и жилые дома были залиты газом. В Киеве инженер А. Е. Струве установил газовое освещение в 1872 году. 

Создание электрических генераторов постоянного тока, приводимых в движение паровым двигателем, позволило широко использовать возможности электричества. Прежде всего, изобретатели позаботились об источниках света и обратили внимание на свойства электрической дуги, впервые наблюдавшейся Василием Владимировичем Петровым в 1802 году . Ослепительный свет позволил надеяться, что люди смогут отказаться свечи, факел, керосиновая лампа и даже газовые лампы. 

В дуговых светильниках приходилось постоянно прижимать электроды, установленные «носами» друг к другу они довольно быстро перегорали. Сначала их переключали вручную, затем появились десятки регуляторов, самым простым из которых был регулятор Arshro. Светильник состоял из неподвижного положительного электрода, закрепленного на кронштейне, и подвижного отрицательного электрода, соединенного с регулятором. Регулятор состоял из катушки и блока с грузом. 

Когда лампа была включена, ток проходил через катушку, сердечник втягивался в катушку и удалял отрицательный электрод с положительного. Дуга была зажжена автоматически. С уменьшением тока сила тяги катушки уменьшилась, и отрицательный электрод был поднят нагрузкой. Эта и другие системы не получили широкого распространения из-за низкой надежности. 

В 1875 году Павел Николаевич Яблочков предложил надежное и простое решение. Он разместил угольные электроды параллельно, разделив их изолирующим слоем. Изобретение имело огромный успех, и «свеча Яблочкова» или «русский свет» получили широкое распространение в Европе. 

Искусственное освещение обеспечивается в помещениях, в которых недостаточно естественного света, или для освещения комнаты в часы дня, когда естественного света нет.

Типы искусственного освещения

Искусственное освещение может быть общим (все производственные помещения освещаются лампами одного типа, равномерно расположенными над освещаемой поверхностью и оснащенными лампами одинаковой мощности) и комбинированным (местное освещение добавляется к общему освещению лампами, расположенными на аппарате. , станки, приборы и т. д.). Использование только местного освещения недопустимо, поскольку резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными участками может утомить глаза, замедлить рабочий процесс и стать причиной несчастных случаев. 

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, дежурное, аварийное.

Рабочее освещение является обязательным во всех помещениях и освещенных помещениях для обеспечения нормальной работы людей и движения.

Аварийное освещение включено вне рабочего времени.

Аварийное освещение предназначено для обеспечения минимального освещения в производственном помещении в случае внезапного отключения рабочего освещения.

В современных многоэтажных одноэтажных зданиях без световых люков с односторонним остеклением естественное и искусственное освещение (комбинированное освещение) используются одновременно в дневное время. Важно, чтобы оба типа освещения гармонировали друг с другом. В этом случае целесообразно использовать люминесцентные лампы для искусственного освещения. 

Источники искусственного освещения. Лампы накаливания

В современных осветительных установках, предназначенных для освещения производственных помещений, в качестве источников света используются лампы накаливания, галогенные и газоразрядные лампы.

Лампа накаливания представляет собой источник электрического света, световое тело которого представляет собой так называемое тело накаливания (тело накаливания, нагретое потоком электрического тока до высокой температуры). В настоящее время вольфрам и сплавы на его основе практически исключительно используются в качестве материала для изготовления нити накала. В конце XIX первой половины XX в. Корпус нити был изготовлен из более доступного и простого в обработке материала углеродного волокна. 

Типы ламп накаливания

В отрасли выпускаются различные типы ламп накаливания: вакуумный, газонаполненный (наполнитель смесь аргона и азота), спиральный, с криптоновой начинкой.

Конструкции ламп накаливания очень разнообразны и зависят от назначения конкретного типа лампы. Однако следующие элементы являются общими для всех ламп накаливания: корпус лампы накаливания, лампа накаливания, токоподводы. В зависимости от характеристик конкретного типа лампы могут использоваться держатели накаливания различных конструкций; Лампы могут быть выполнены без основания или с различными типами цоколей, иметь дополнительную внешнюю колбу и другие дополнительные конструктивные элементы. 

Преимущества:

  • бюджетный,
  • малые размеры,
  • ненужный механизм управления,
  • при включении они загораются практически мгновенно,
  • отсутствие токсичных компонентов и, как следствие, отсутствие необходимости в инфраструктуре для сбора и утилизации,
  • способность работать как на постоянном токе (любой полярности), так и на переменном токе,
  • возможность изготовления ламп для самых разных напряжений (от долей вольт до сотен вольт),
  • отсутствие мерцания и жужжания при работе на переменном ток,
  • спектр непрерывного излучения,
  • устойчивость к электромагнитному импульсу,
  • возможность использовать регуляторы яркости,
  • нормальная работа при низкой температуре окружающей среды.

Недостатки:

  • низкая светоотдача,
  • относительно короткий срок службы,
  • резкая зависимость светоотдачи и срока службы от напряжения,
  • цветовая температура находится в диапазоне 2300-2900 К, что придает свету желтоватый оттенок.

Лампы накаливания представляют опасность пожара. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности в зависимости от мощности достигает следующих значений: 40 Вт 145 ° С, 75 Вт 250 ° С, 100 Вт 290 ° С, 200 Вт 330 ° C. Когда лампы вступают в контакт с текстилем, колба нагревается еще сильнее. Солома, которая касается поверхности лампы мощностью 60 Вт, загорится примерно через 67 минут. 

световая отдача ламп накаливания, определяемая как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности, потребляемой от электрической сети, очень мала и не превышает 4%

Газоразрядные лампы. Общие характеристики. Область применения. Виды 

В последнее время принято называть газоразрядные лампы газоразрядными лампами. Они подразделяются на газоразрядные лампы высокого и низкого давления. Подавляющее большинство газоразрядных ламп работают в парах ртути. Они имеют высокую эффективность преобразования электрической энергии в свет. Эффективность измеряется в соотношении люмен / ватт. 

Разрядные источники света (газоразрядные лампы) постепенно заменяют ранее знакомые лампы накаливания, но недостатками являются линейный спектр излучения, усталость от мерцающего света, шум механизма управления (балласт), вредность паров ртути при ее попадании В комнате при разрушении лампочки невозможность мгновенного повторного зажигания для ламп высокого давления.

В условиях продолжающегося роста цен на энергоносители и удорожания осветительных приборов, ламп и компонентов, необходимость внедрения технологий для снижения непроизводственных затрат становится все более актуальной.

Типы газоразрядных ламп. Газоразрядные лампы на парах натрия являются наиболее эффективными на сегодняшний день. В дополнение к этому типу газоразрядных ламп широко используются люминесцентные лампы (газоразрядные лампы низкого давления), металлогалогенные лампы и ртутные дуговые люминесцентные лампы. Менее распространены лампы в парах ксенона. 

Натриевая газоразрядная лампа (НЛ) представляет собой источник электрического света, светящееся тело которого представляет собой газовый разряд в парах натрия. Поэтому резонансное излучение натрия является преобладающим в спектре таких ламп; лампы дают яркий оранжево-желтый свет. Эта особенность NL (монохроматичность излучения) вызывает неудовлетворительное качество цветопередачи при освещении ими. Из-за особенностей спектра, CL используются в основном для уличного освещения, утилитарного, архитектурного и декоративного. Использование NL для освещения промышленных и общественных зданий крайне ограничено и определяется, как правило, требованиями эстетического характера. 

В зависимости от значения парциального давления паров натрия лампы подразделяются на натриевые лампы низкого давления (NLND) и натриевые лампы высокого давления (NLVD)

Исторически первыми натриевыми лампами были натриевые лампы низкого давления (ЛДПС). В 1930-х гг. этот тип источников света получил широкое распространение в Европе. В СССР были проведены эксперименты по освоению производства NLND, были даже модели, которые производились серийно, но их внедрение в практику общего освещения было прервано из-за разработки более технологически продвинутых ламп DRL, которые в Поворот, начал вытесняться НЛВД. 

NLND отличаются рядом особенностей, которые значительно усложняют как их производство, так и эксплуатацию. Во-первых, пары натрия при высокой температуре дуги очень агрессивно воздействуют на стекло колбы, разрушая его. Из-за этого горелки NLND обычно изготавливаются из боросиликатного стекла. Во-вторых, эффективность LND сильно зависит от температуры окружающей среды. Для обеспечения приемлемого температурного режима горелки, последняя помещена во внешнюю стеклянную колбу, которая играет роль «термоса». 

Виды источников искусственного освещения

Создание натриевых ламп высокого давления (HPL) потребовало другого решения проблемы защиты материала горелки от воздействия паров натрия: была разработана технология изготовления трубчатых горелок из оксида алюминия. Такая керамическая горелка, изготовленная из термостойкого и химически стойкого материала с хорошим светопропусканием, помещена во внешнюю колбу из термостойкого стекла. Полость наружной колбы вакуумирована и полностью дегазирована. Последнее необходимо для поддержания нормальной рабочей температуры горелки и защиты входов тока ниобия от атмосферных газов. 

Горелка NLVD заполнена буферным газом, который служит газовой смесью различного состава, и в них дозируется амальгама натрия (сплав с ртутью). Существуют НЛВД «с улучшенными экологическими свойствами» без ртути. 

Флуоресцентная лампа

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 используются для общего освещения, а их световая отдача в несколько раз выше, чем у ламп накаливания той же цели. Срок службы люминесцентных ламп может быть в 20 раз больше, чем срок службы ламп накаливания, при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по количеству операций переключения, в противном случае они быстро выходят из строя. Наиболее распространенным типом такого источника является ртутная люминесцентная лампа. Это стеклянная трубка, заполненная парами ртути со слоем люминофора, нанесенным на внутреннюю поверхность. 

Люминесцентные лампы являются наиболее распространенным и экономичным источником света для создания рассеянного освещения в общественных зданиях: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, предприятиях. С появлением современных компактных люминесцентных ламп, предназначенных для установки в обычные патроны E27 или E14 вместо ламп накаливания, они стали набирать популярность в повседневной жизни. Использование электронных балластов (балластов) вместо традиционных электромагнитных может улучшить характеристики люминесцентных ламп избавиться от мерцания и гула, еще больше повысить эффективность и увеличить компактность. 

Ртутная газоразрядная лампа

Ртутные газоразрядные лампы являются источником электрического света, который использует газовый разряд в парах ртути для генерации оптического излучения. Для обозначения всех типов таких источников света в бытовой технике освещения используется термин «газоразрядная лампа», включенный в Международный словарь по освещению, утвержденный Международной комиссией по освещению. 

В зависимости от давления наполнения проводится различие между газоразрядными лампами низкого давления (RLND), газоразрядными лампами высокого давления (RLVD) и газоразрядными лампами сверхвысокого давления (RSVD).

Газоразрядные лампы низкого давления включают ртутные лампы с парциальным давлением паров ртути в установившемся состоянии менее 100 Па. Для газоразрядных ламп низкого давления это значение составляет около 100 кПа, а для газоразрядных ламп сверхвысокого давления 1 МПа. или больше. 

Для общего освещения цехов, улиц, промышленных предприятий и других объектов, не предъявляющих высоких требований к качеству цветопередачи, используются газоразрядные лампы высокого давления типа ДРЛ.

DRL (Arc Mercury Luminophore) обозначение RLVD, принятое в отечественной светотехнике, в котором для корректировки цвета светового потока, направленного на улучшение цветопередачи, используется излучение люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность колбы.

Первые лампы ДХО были изготовлены по двухэлектродной технологии. Для зажигания таких ламп требовался источник высоковольтных импульсов. В качестве устройства использовался прибор PURL-220 (пусковое устройство для ртутных ламп на напряжение 220 В). Электроника того времени не позволяла создавать достаточно надежные устройства зажигания, и PURL включал газовый искровой разрядник, который имел более короткий срок службы, чем сама лампа. Поэтому в 1970-х гг. промышленность постепенно прекратила производство двухэлектродных ламп. Их заменили на четырехэлектродные, которые не требуют внешних устройств зажигания. 

Для согласования электрических параметров лампы и источника питания почти во всех типах радаров с падающей внешней вольт-амперной характеристикой необходимо использовать балласт, который в большинстве случаев представляет собой дроссель, соединенный последовательно с лампой.

В последнее время ряд иностранных фирм производят трехэлектродные лампы ДХО, оснащенные только одним электродом зажигания. Эта конструкция отличается только большей технологичностью при производстве, не имея других преимуществ по сравнению с четырехэлектродной конструкцией. 

Лампы горелки выполнен из огнеупорного и химически стойкого материала , прозрачного кварцевого стекла (или специальной керамики) и заполнена строго дозированными порциями инертных газов. Кроме того, металлическая ртуть вводится в горелку, которая в холодной лампе выглядит как компактный шарик или оседает в виде отложений на стенках колбы и (или) на электродах. Светящееся тело РЛВД представляет собой столб электродугового разряда. 

Процесс освещения лампы, снабженной электродами зажигания, заключается в следующем. При подаче напряжения питания на лампу возникает тлеющий разряд между близко расположенными основными и поджигающими электродами, чему способствует небольшое расстояние между ними, которое значительно меньше расстояния между основными электродами, поэтому напряжение пробоя этого разрыва также меньше. Появление в полости разрядной трубки достаточно большого количества носителей заряда (свободных электронов и положительных ионов) способствует разрушению зазора между основными электродами и воспламенению тлеющего разряда между ними, который практически мгновенно превращается в дуговой разряд. 

Стабилизация электрических и световых параметров лампы происходит через 10-15 минут после включения. В течение этого времени ток лампы значительно превышает номинальный и ограничивается только сопротивлением балласта. Продолжительность режима запуска сильно зависит от температуры окружающей среды, чем она холоднее, тем дольше загорается лампа. 

Электрический разряд в горелке ртутной дуговой лампы создает видимое синее или фиолетовое (а не белое) излучение, а также мощное ультрафиолетовое излучение. Последний возбуждает свечение люминофора, осажденного на внутренней стенке внешней колбы лампы. Красноватое свечение люминофора, смешиваясь с зеленовато-белым излучением горелки, дает яркий свет, близкий к белому. 

Изменение напряжения питания вверх или вниз вызывает соответствующее изменение светового потока. Отклонение напряжения питания на 10-15% допустимо и сопровождается изменением светового потока лампы на 25-30%. Когда напряжение питания падает ниже 80% от номинального, лампа может не загореться, но горящая может погаснуть. 

Заключение

Лампа становится очень горячей, когда горит. Это требует использования термостойких проводов в осветительных устройствах с ртутными дуговыми лампами и предъявляет серьезные требования к качеству контактов патрона. Поскольку давление в горелке горячей лампы значительно возрастает, ее напряжение пробоя также увеличивается. Напряжение питания недостаточно, чтобы зажечь горячую лампу.

Поэтому лампа должна остыть перед повторным зажиганием. Этот эффект является существенным недостатком ртутных дуговых ламп высокого давления, поскольку даже очень короткое прерывание питания гасит их, а повторное зажигание требует длительной паузы охлаждения. 

Освещение открытых площадок, производственных, сельскохозяйственных и складских помещений. Везде, где это связано с необходимостью значительной экономии энергии, эти лампы постепенно заменяются NLVD (освещение городов, крупных строительных площадок, высокопроизводительных цехов и т. д.).