Clasificación de las fuentes de luz. Parte 1. Lámparas incandescentes y lámparas halógenas.

Se distinguen tres métodos principales de producción de luz: radiación térmica, descarga de gas a baja y alta presión.

Radiación térmica... Calentamiento del hilo al pasar la corriente eléctrica a la temperatura más alta posible. El elemento de tungsteno con el punto de fusión más alto entre los metales (3683 K) es el más adecuado para esto. Ejemplo: Bombillas incandescentes y bombillas halógenas incandescentes.

Descarga de gas... En un recipiente de vidrio cerrado lleno de gases inertes, vapores metálicos y elementos de tierras raras, se produce una descarga de arco cuando se aplica voltaje. La luminiscencia resultante de los rellenos gaseosos da el color de luz deseado.

Ejemplo: lámparas de mercurio, cloruro metálico y sodio.

Proceso luminiscente... Bajo la acción de una descarga eléctrica, el vapor de mercurio bombeado en el tubo de vidrio comienza a emitir rayos ultravioleta invisibles que, al caer sobre el fósforo depositado en la superficie interna del vidrio, se convierten en luz visible. Ejemplo: lámparas fluorescentes, lámparas fluorescentes compactas, diodos emisores de luz (LED).Los diferentes tipos de lámparas difieren en parámetros tales como eficiencia luminosa, características espectrales (p. ej., reproducción cromática), características eléctricas (voltaje de funcionamiento, consumo de energía), características de diseño (dimensiones), vida útil y precio.

Clasificación de la fuente de luz.

Lámparas incandescentes

Las lámparas incandescentes son emisores típicos de calor. En su matraz sellado, lleno de vacío o gas inerte, la bobina de tungsteno se calienta a alta temperatura (alrededor de 2600-3000 K) bajo la acción de una corriente eléctrica, como resultado de lo cual se libera calor y luz. La mayor parte de esta radiación está en el rango infrarrojo.

Los principales tipos de lámparas incandescentes son lámparas de propósito general, lámparas de propósito especial, lámparas decorativas y lámparas reflectoras.

La eficiencia luminosa de las lámparas incandescentes en el rango de 25 a 1000 W es de aproximadamente 9 a 19 lm/W para lámparas con una vida útil promedio de 1000 horas. La mayoría de las lámparas incandescentes están destinadas a la iluminación interior y exterior en redes de corriente alterna con una tensión nominal de 220 V, 127 V y una frecuencia de 50 Hz.

Las lámparas incandescentes difieren en potencia y tipo de bombilla. Las lámparas incandescentes se producen en la forma esférica clásica, así como en tamaños más pequeños con una bombilla de las formas "Seta" y "Vela". Las lámparas transparentes emiten una luz rica y hermosa, y el revestimiento difusor de luz asegura una distribución uniforme de la luz y elimina el efecto del deslumbramiento.Se producen lámparas que se adaptan a las fluctuaciones de voltaje de la red, diseñadas para un voltaje mayor (230-240 V) (cuando el voltaje de la red aumenta en un 10%, la vida útil de las lámparas ordinarias se reduce 3 veces), lo que les permite mantener su características técnicas más largas. La duración de la quema de lámparas incandescentes con voltaje normal no es inferior a 1000 horas, para lámparas con un voltaje de 127-135 V — 2500 horas, para lámparas MO — 700 horas.

Las principales características de las lámparas incandescentes:

1. Fabricados en una amplia gama, para diferentes potencias y voltajes y diferentes tipos, adaptados a condiciones específicas de uso

2. Conexión directa a la red sin dispositivos adicionales

3. Capacidad de servicio (aunque con características que cambian bruscamente) incluso con desviaciones significativas de la tensión de red con respecto a la nominal

4. Ligera reducción (alrededor del 15%) del flujo luminoso hasta el final de la vida útil

5. Independencia casi completa de las condiciones ambientales (hasta la capacidad de trabajar sumergido en agua), incluida la temperatura

6. Compacidad

Desventajas de las lámparas incandescentes: baja eficiencia luminosa, predominio de la parte amarilla-roja del espectro en el espectro de emisión, vida útil limitada, alta dependencia de las características de las lámparas incandescentes de la tensión de alimentación (ya que a medida que aumenta la tensión, la temperatura de el filamento se eleva y, como resultado, la luz se vuelve más blanca, el flujo luminoso aumenta rápidamente y disminuye ligeramente la eficiencia de la luz, la vida útil se reduce considerablemente).

Espectro de una lámpara incandescente:

Las principales características de una lámpara incandescente son los valores nominales de tensión, potencia, flujo luminoso, vida útil y dimensiones totales.

Los tipos más comunes de casquillos de lámparas de filamento: E — rosca, Bs — pin de un solo pin, Bd pin de dos pines.

Designación de lámparas incandescentes: bobina única llena de gas G (argón); B — bobina doble con relleno de argón; BK: biespiral llena de criptón; MT - mate; 125-135, 220-230, 230-240 rango de voltaje en voltios; 25-500 — potencia nominal en vatios; 1 — 12 — característica distintiva del modelo base.

Por ejemplo: B 230-240-40-1, MO 36-100

También se produce una gran cantidad de otros tipos de lámparas incandescentes: lámparas de mina, para el metro, para semáforos, de proyección, para fotografía, en miniatura y en miniatura, de conmutación, de espejo (lámparas-lámparas con espejo o capas reflectantes difusas en la bombilla) y otros.

Lámparas halógenas incandescentes

Las lámparas halógenas incandescentes son comparables en estructura y función a las lámparas incandescentes. Pero contienen adiciones menores de halógenos (bromo, cloro, flúor, yodo) o sus compuestos en el gas auxiliar. Con la ayuda de estos aditivos en un determinado rango de temperatura, es posible eliminar casi por completo el oscurecimiento de la bombilla (provocado por la evaporación de los átomos de tungsteno) y la consiguiente disminución del flujo luminoso. Por lo tanto, el tamaño de la bombilla en las lámparas halógenas incandescentes se puede reducir significativamente, como resultado de lo cual, por un lado, se puede aumentar la presión en el gas de llenado y, por otro lado, se puede usar inerte costoso. gases criptón y xenón como gases de relleno.

Ciclo tungsteno-halógeno.

Las principales características de una lámpara incandescente - eficiencia luminosa y vida útil - están determinadas principalmente por la temperatura de la bobina: cuanto mayor sea la temperatura de la bobina, mayor será la salida de luz, pero menor será la vida útil. La reducción de la vida útil es una consecuencia del rápido aumento de la tasa de evaporación del tungsteno con el aumento de la temperatura, lo que conduce, por un lado, al oscurecimiento del bulbo y, por otro lado, a la quema de la bobina.

El ennegrecimiento de la bombilla se puede prevenir eficazmente usando un aditivo halógeno para el gas de relleno, que durante el ciclo de tungsteno-halógeno evita que el tungsteno ya vaporizado se asiente en las paredes de la bombilla. El tungsteno vaporizado de la bobina durante el funcionamiento de la lámpara entra en el rango de temperatura (T1 1400 K) como resultado de la difusión o convección y se descompone allí nuevamente.

Parte del tungsteno se restaura nuevamente a lo largo de la espiral, pero en un lugar nuevo. Por lo tanto, el ciclo normal de tungsteno-halógeno solo evita el oscurecimiento de la bombilla, pero no aumenta la vida útil, que terminará como resultado de la rotura de la bobina en las "células calientes" resultantes.

Las lámparas halógenas incandescentes se distinguen por su tamaño compacto especial, una luz significativamente más blanca, una reproducción cromática mejorada y una vida útil doble.

Las lámparas halógenas incandescentes están disponibles hasta 20 kW.

Hoy en día, los fabricantes ofrecen una gran selección de lámparas halógenas, para todos los gustos y para diferentes propósitos.Existen lámparas con una potencia de 5-150 W para un voltaje reducido de 12-24 V, así como una potencia de 25-250 W (con casquillo simple con casquillos estándar E14 y E27) y de 100-500 W (doble - con tapa) diseñado para tensión de red de 220-230 V. Puede usar lámparas halógenas con reflectores de vidrio externos con un revestimiento de interferencia especial: transmite radiación infrarroja, creando así un haz «frío». Las lámparas con un reflector externo de aluminio forman haces de luz "profundos" (con un ángulo de dispersión de 30-100) y "anchos" (con un ángulo de dispersión de hasta 600).

Estas son las principales ventajas de las lámparas halógenas en comparación con las lámparas incandescentes convencionales:

- mayor eficiencia de la luz: en algunos casos, aumenta a 25 lm / W, que es 2 veces mayor que la de las lámparas incandescentes;

- gran durabilidad: su vida útil es de 2 a 4 veces mayor que la de las lámparas incandescentes;

-pequeñas dimensiones -para lámparas halógenas de bajo voltaje (12 V, 100 W), el diámetro de la bombilla es 5 veces menor que el de las lámparas incandescentes de la misma potencia;

— un espectro de radiación más rico: las lámparas halógenas tienen una luz "más blanca" que las lámparas incandescentes (debido a la mayor temperatura de calentamiento: 30 000 K frente a los 28 000 K de una lámpara convencional);

- ajustabilidad del flujo luminoso, ya tensión reducida el flujo luminoso conserva suficiente "blancura".

Los dos primeros puntos hablan de las evidentes ventajas económicas de las lámparas halógenas: si se instala una fuente de luz de este tipo en lugar de una lámpara incandescente tradicional, pero con los mismos parámetros de emisión, el consumo energético del punto de luz se reducirá en una media de 20 -40%. Sin embargo, esta no es la única ventaja de las lámparas halógenas.Su pequeño tamaño, casi en miniatura, permite la creación de accesorios de iluminación completamente nuevos, por ejemplo, la llamada iluminación de acento: un sistema de reflectores especialmente diseñado permite tal aumento en el flujo de luz que brinda a los diseñadores opciones adicionales en el diseño de la habitación. .