Газоразрядные лампы. Общая характеристика. Область применения. Виды

     СОДЕРЖАНИЕ 

Введение…………………………………………………………………………………………………………..2

1. Виды искусственного  освещения………………………………………………………………..4

2 Функциональное  назначение искусственного освещения………………………....5

3 Источники искусственного  освещения. Лампы накаливания…………………….6

3.1Типы ламп  накаливания……………………………………………………………………………..6

3.2 Конструкция  лампы накаливания………………………………………………...............6

3.3 Преимущества  и недостатки ламп накаливания ……………………………….......7

4. Газоразрядные  лампы. Общая характеристика. Область  применения. Виды…...................................................................................................................9

4.1 Натриевая  газоразрядная лампа…………………………………………………..............10

4.2 Люминесцентная  лампа……………………………………………………………………………11

4.3 Ртутная газоразрядная  лампа…………………………………………………………………..11

Список литературы………………………………………………………………………………………..15

 

     Введение.

     Назначение  искусственного освещения – создать  благоприятные условия видимости, сохранить хорошее самочувствие человека и уменьшить утомляемость глаз. При искусственном освещении  все предметы выглядят иначе, чем  при дневном свете. Это происходит потому, что изменяется положение, спектральный состав и интенсивность источников излучения.

     История искусственного освещения началась тогда, когда человек стал использовать огонь. Костер, факел и лучина стали  первыми искусственными источниками  света. Затем появились масляные лампы и свечи. В начале XIX века научились выделять газ и очищенные  нефтепродукты, появилась керосиновая лампа, которая используется по сегодняшний день.

     При зажигании фитиля возникает светящееся пламя. Пламя испускает свет только тогда, когда твердое тело нагревается  этим пламенем. Не горение порождает  свет, а лишь вещества, доведенные до раскаленного состояния, излучают свет. В пламени свет излучают раскаленные  частички сажи. В этом можно убедиться, если поместить стекло над пламенем свечи или керосиновой лампы.

     На  улицах Москвы и Петербурга осветительные  масляные фонари появилось в 30-х  годах XVIII века. Затем масло заменили спиртово-скипидарной смесью. Позднее, в качестве горючего вещества, стали  использовать керосин и, наконец, светильный газ, который получали искусственным  путем. Световая отдача таких источников была очень мала из-за низкой цветовой температуры пламени. Она не превышала 2000К.

     По  цветовой температуре искусственный  свет сильно отличается от дневного, и  это различие давно было замечено по изменению цвета предметов  при переходе от дневного к вечернему  искусственному освещению. В первую очередь было замечено изменение  цвета одежды. В ХХ веке с широким  распространением электрического освещения  изменение цвета при переходе к искусственному освещению уменьшилось, но не исчезло.

     Сегодня редкий человек знает о заводах, производивших светильный газ. Газ  получали при нагревании каменного  угля в ретортах. Реторты – это  большие металлические или глиняные полые сосуды, которые наполняли  углем и нагревали в печи. Выделившийся газ очищали и собирали в сооружениях  для хранения светильного газа –  газгольдерах.

     Более ста лет назад, в 1838 году, «Общество  освещения газом Санкт-Петербурга»  построило первый газовый завод. К концу XIX века почти во всех крупных  городах России появились газгольдеры. Газом освещали улицы, железнодорожные  станции, предприятия, театры и жилые  дома. В Киеве инженером А.Е.Струве газовое освещение было устроено в 1872году.

     Создание  электрогенераторов постоянного тока с приводом от паровой машины позволило  широко использовать возможности электричества. В первую очередь изобретатели позаботились об источниках света и обратили внимание на свойства электрической дуги, которую  впервые наблюдал Василий Владимирович Петров в 1802 году. Ослепительно яркий  свет позволял надеяться, что люди смогут отказаться от свечей, лучины, керосиновой  лампы и даже газовых фонарей.

     В дуговых светильниках приходилось  постоянно пододвигать поставленные «носами» друг к другу электроды  – они достаточно быстро выгорали. Сначала их сдвигали вручную, затем  появились десятки регуляторов, самым простым из которых был  регулятор Аршро. Светильник состоял  из неподвижного положительного электрода, закрепленного на кронштейне, и подвижного отрицательного, соединенного с регулятором. Регулятор состоял из катушки  и блока с грузом.

     При включении светильника через  катушку протекал ток, сердечник  втягивался в катушку и отводил  отрицательный электрод от положительного. Дуга поджигалась автоматически. При  уменьшении тока втягивающее усилие катушки уменьшалось и отрицательный  электрод поднимался под действием  груза. Широкого распространения эта  и другие системы не получили из-за низкой надежности.

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

     Искусственное освещение предусматривается в  помещениях, в которых недостаточно естественного света, или для  освещения помещения в часы суток, когда естественная освещенность отсутствует.

 

     1.Виды  искусственного освещения

     Искусственное освещение может быть общим (все производственные помещения освещаются однотипными светильниками, равномерно расположенными над освещаемой поверхностью и снабженными лампами одинаковой мощности) и комбинированным (к общему освещению добавляется местное освещение работах мест светильниками, находящимися у аппарата, станка, приборов и т. д.). Использование только местного освещения недопустимо, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомляет глаза, замедляет процесс работы и может послужить причиной несчастных случаев аварий.

 

     2.Функциональное  назначение искусственного  освещения

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

     Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы людей и движения транспорта.

     Дежурное  освещение включается во вне рабочее время.

     Аварийное освещение предусматривается для обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения.

     В современных многопролетных одноэтажных  зданиях без световых фонарей  с одним боковым остеклением  в дневное время суток применяют  одновременно естественное и искусственное  освещение (совмещенное освещение). Важно, чтобы оба вида освещения  гармонировали одно с другим. Для  искусственного освещения в этом случае целесообразно использовать люминесцентные лампы.

 

     3. Источники искусственного  освещения. Лампы  накаливания.

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

     Лампа накаливания— электрический источник света, светящимся телом которого служит так называемое тело накала (тело накал- проводник, нагреваемый протеканием электрического тока до высокой температуры). В качестве материала для изготовления тела накала в настоящее время применяется практически исключительно вольфрам и сплавы на его основе. В конце XIX - первой половине XX в. Тело накала изготавливалось из более доступного и простого в обработке материала — углеродного волокна. 

     3.1 Типы ламп накаливания 

     Промышленность  выпускает различные типы ламп накаливания:

     вакуумные, газонаполненные (наполнитель смесь аргона и азота), биспиральные, с криптоновым наполнением . 

     3.2 Конструкция лампы  накала 

     

     Рис.1 Лампа накаливания 

     Конструкция современной лампы. На схеме: 1 - колба; 2 - полость колбы (вакуумированная  или наполненная газом); 3 - тело накала; 4, 5 - электроды (токовые вводы); 6 - крючки-держатели  тела накала; 7 - ножка лампы; 8 - внешнее  звено токоввода, предохранитель; 9 - корпус цоколя; 10 - изолятор цоколя (стекло); 11 - контакт донышка цоколя.

     Конструкции лампы накала весьма разнообразны и  зависят от назначения конкретного  вида ламп. Однако общими для всех ламп накала являются следующие элементы: тело накала, колба, токовводы. В зависимости  от особенностей конкретного типа лампы  могут применяться держатели  тела накала различной конструкции; лампы могут изготавливаться  бесцокольными или с цоколями различных типов, иметь дополнительную внешнюю колбу и иные дополнительные конструктивные элементы. 
 

     3.3 Преимущества и  недостатки ламп  накаливания 

     Преимущества:

     -малая  стоимость

     -небольшие  размеры

     -ненужность  пускорегулирующей аппаратуры

     -при  включении они зажигаются практически  мгновенно

     -отсутствие  токсичных компонентов и как  следствие отсутствие необходимости  в инфраструктуре по сбору  и утилизации

     -возможность  работы как на постоянном токе (любой полярности), так и на  переменном

     -возможность  изготовления ламп на самое  разное напряжение (от долей вольта  до сотен вольт)

     -отсутствие  мерцания и гудения при работе  на переменном токе

     -непрерывный  спектр излучения

     -устойчивость  к электромагнитному импульсу

     -возможность  использования регуляторов яркости

     -нормальная  работа при низкой температуре  окружающей среды

     Недостатки:

     -низкая  световая отдача

     -относительно  малый срок службы

     -резкая  зависимость световой отдачи  и срока службы от напряжения

     -цветовая  температура лежит только в  пределах 2300—2900 K, что придаёт свету  желтоватый оттенок

     -лампы  накаливания представляют пожарную  опасность. Через 30 минут после  включения ламп накаливания температура  наружной поверхности достигает  в зависимости от мощности  следующих величин: 40 Вт — 145°C, 75 Вт — 250°C, 100 Вт — 290°C, 200 Вт — 330°C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается еще сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут.

     -световой  коэффициент полезного действия  ламп накаливания, определяемый  как отношение мощности лучей  видимого спектра к мощности  потребляемой от электрической  сети, весьма мал и не превышает  4%

 

     4. Газоразрядные лампы.  Общая характеристика. Область применения. Виды.

     В последнее время принято называть газоразрядные лампы разрядными лампами. Подразделяются на разрядные  лампы высокого и низкого давления. Подавляющее большинство разрядных  ламп работают в парах ртути. Обладают высокой эффективностью преобразования электрической энергии в световую. Эффективность измеряется отношении  люмен/Ватт.