ИСТОЧНИКИ СВЕТА
Лампа накаливания изобретена в 1873 г. русским инженером А. Н. Лодыгиным, а затем была усовершенствована Эдисоном.
Устройство общеизвестных ламп накаливания показано на рис. 18-3.
Нормальные лампы накаливания мощностью до 40— 60 вт изготовляются вакуумными, а лампы на большую мощность — газонаполненными. Наполнение лампы газом (смесь аргона и азота) уменьшает распыление вольфрамовой нити лампы, вследствие чего увеличивается срок службы ее. Наполнение ламп газовой криптоно-ксеноновой смесью дает увеличение срока службы и экономичности лампы на 30—40%. Этому способствует также уменьшение потери энергии вследствие теплопроводности газа и благодаря применению безпиральной нити накала, представляющей собой спираль, свернутую из спиральной проволоки.
Рис. 18-3. Лампа накаливания.
Лампы накаливания характеризуются; 1) номинальным напряжением; 2) номинальной мощностью; 3) световым потоком; 4) световой отдачей, т. е. отношением светового потока к мощности потребляемой лампой, характеризующей экономичность лампы; 5) сроком службы. Характеристики ламп накаливания даны в табл. 18-1.
Срок службы зависит, главным образом, от распыления вольфрамовой нити. При высокой температуре накала нити вольфрам испаряется, оседая на стенки колбы, образуя темный налет, поглощающий световой поток. Поэтому нормальным сроком службы лампы считается продолжительность горения ее при Uн до уменьшения светового потока на 20% от начального значения. При большем уменьшении светового потока эксплуатация лампы нецелесообразна. Нормальный срок службы лампы считается 1000 часов.
А. Н. Лодыгин (1847—1923).
Срок службы лампы, световой поток и отдача ее в очень сильной степени зависят от напряжения (рис. 18-4), поэтому лампа должна работать или при номинальном напряжении или напряжении, незначительно отличающемся от номинального.
Люминесцентная лампа (рис. 18-5) состоит из стеклянной трубки 1, на концах которой укреплены цоколи 2, с вольфрамовыми биспиральными электродами 3, покрытыми пленкой окиси бария, облегчающей эмиссию. После откачки воздуха в трубку вводится некоторое количество ртути и аргона.
Внутренняя поверхность трубки покрыта люминофором или смесью люминофоров. Смесь люминофоров светится в результате воздействия на нее ультрафиолетового излучения паров ртути, которое возникает под действием электрического поля, созданного между электродами.
Люминофоры в зависимости от их состава дают световой поток разных цветов. Подбором люминофоров можно получить лампы с излучением, близким к дневному свету.
Рис. 18-4. Характеристика ламп накаливания в зависимости от напряжения.
Срок службы люминесцентных ламп 3 000 ч. Коэффициент полезного действия их около 6%, т. е. в 2,5—3 раза больше, чем у ламп накаливания. Ввиду экономичности их следует рекомендовать для широкого применения. По цветности излучения люминесцентные лампы делятся: 1) лампы дневного света—ДС; лампы белого света БС; 3) лампы холодно-белого света — ХБС и 4) лампы тепло-белого света —ТБС. Лампы ДС и ХБС применяются для освещения работ, требующих безошибочного определения цветовых оттенков. Лампы БС и ТБС применяются при необходимости иметь цветность освещения, близкую к естественному. Схема включения лампы дана на рис. 18-6.
Дроссель 1 для ограничения тока, электроды 2 лампы и стартер 3 соединены последовательно. Стартер представляет собой маленькую неоновую лампочку, один электрод которой биметаллический.
Рис. 18-5. Люминесцентная лампа.
При замыкании выключателя 4 напряжение сети прикладывается к разомкнутым электродам стартера и между ними возникает тлеющий разряд. Биметаллический электрод, нагревшись, замкнет электроды стартера накоротко и в цепи появится ток, нагревающий электроды 2 лампы. При замыкании электродов стартера тлеющий разряд прекратится и биметаллический электрод, охладившись, разорвет цепь стартера. При этом между разогретыми электродами 2 лампы появится напряжение и в лампе возникнет разряд, сопровождаемый свечением, т. е. лампа зажжется. Конденсатор 5 предназначен для устранения радиопомех. Конденсатор 6применяется для повышения коэффициента мощности.
За последнее время для освещения улиц, открытых пространств и больших высоких производственных помещений значительное распространение получили дуговые ртутные люминесцентные лампы — ДРЛ.
Рис. 18-6. Схема включения люминесцентной лампы.
Внутри внешней овальной стеклянной колбы расположена ртутная лампа высокого давления с цилиндрической колбой 7 из кварцевого стеклa. Несмотря на экономичность ртутных ламп, применение их затруднялось отсутствием в их спектре оранжево-красных лучей. В лампах ДРЛ этот недостаток устранен путем получения от люминофора, покрывающего внутреннюю поверхность овальной колбы оранжево-красного излучения, которое возникает под действием ультрафиолетового излучения ртутной лампы. Таким образом, спектр лампы становится близким к спектру дневного света. Эти лампы выпускаются мощностью 250—500—750 и 1 000 вт.
Включение ДРЛ производится при помощи специального пускового прибора, состоящего из дросселя Д и импульсного контура с разрядником Р. При включении напряжения конденсатор С заряжается через селеновый выпрямитель и ограничивающее сопротивление г. При повышении напряжения на конденсаторе до некоторого значения он разрядится, вследствие чего на первичной обмотке дросселя возникнет импульс напряжения, зажигающий лампу. При горении лампы напряжение на конденсаторе ниже пробивного напряжения разрядника и разрядов не происходит.
Статья на тему Источники света