تصنيف مصادر الضوء. الجزء 1. المصابيح المتوهجة ومصابيح الهالوجين

تتميز ثلاث طرق رئيسية لإنتاج الضوء: الإشعاع الحراري ، تفريغ الغاز عند الضغط المنخفض والعالي.

الإشعاع الحراري ... تسخين السلك عند تمرير التيار الكهربائي لأعلى درجة حرارة ممكنة. يعتبر عنصر التنغستن ذو أعلى نقطة انصهار بين المعادن (3683 كلفن) هو الأنسب لهذا الغرض. مثال: المصابيح المتوهجة ومصابيح الهالوجين المتوهجة.

تفريغ الغاز ... في وعاء زجاجي مغلق مليء بالغازات الخاملة والأبخرة المعدنية والعناصر الأرضية النادرة ، يحدث تفريغ القوس عند تطبيق الجهد. يعطي اللمعان الناتج للحشوات الغازية اللون المطلوب للضوء.

مثال: الزئبق وكلوريد المعدن ومصابيح الصوديوم.

عملية الإنارة ... تحت تأثير التفريغ الكهربائي ، يبدأ بخار الزئبق الذي يتم ضخه في الأنبوب الزجاجي في إصدار أشعة فوق بنفسجية غير مرئية ، والتي تتحول ، عند سقوطها على الفوسفور المترسب على السطح الداخلي للزجاج ، إلى ضوء مرئي. مثال: مصابيح الفلورسنت ، مصابيح الفلورسنت المدمجة ، الثنائيات الباعثة للضوء (LED).تختلف أنواع المصابيح المختلفة في معلمات مثل كفاءة الإضاءة والخصائص الطيفية (مثل تجسيد اللون) والخصائص الكهربائية (جهد التشغيل واستهلاك الطاقة) وخصائص التصميم (الأبعاد) وعمر الخدمة والسعر.

تصنيف مصدر الضوء

المصابيح المتوهجة

المصابيح المتوهجة هي بواعث نموذجية للحرارة. يتم تسخين ملف التنغستن في دورق مختوم ، مملوء بالفراغ أو الغاز الخامل ، إلى درجة حرارة عالية (حوالي 2600-3000 كلفن) تحت تأثير تيار كهربائي ، ونتيجة لذلك يتم إطلاق الحرارة والضوء. يقع معظم هذا الإشعاع في نطاق الأشعة تحت الحمراء.

الأنواع الرئيسية للمصابيح المتوهجة هي المصابيح ذات الأغراض العامة والمصابيح ذات الأغراض الخاصة والمصابيح الزخرفية والمصابيح العاكسة.

تبلغ الكفاءة المضيئة للمصابيح المتوهجة في النطاق من 25 إلى 1000 واط ما يقرب من 9 إلى 19 لومن / واط للمصابيح مع متوسط ​​عمر خدمة يبلغ 1000 ساعة. غالبية المصابيح المتوهجة مخصصة للإضاءة الداخلية والخارجية في شبكات التيار المتناوب بجهد اسمي 220 فولت و 127 فولت وتردد 50 هرتز.

المصابيح المتوهجة تختلف في القوة الكهربائية ونوع المصباح. يتم إنتاج المصابيح المتوهجة بشكل كروي كلاسيكي ، وكذلك بأحجام أصغر مع لمبة من أشكال "الفطر" و "الشمعة". تبعث المصابيح الشفافة ضوءًا جميلًا وغنيًا ، ويضمن الطلاء المنتشر للضوء توزيعًا متساويًا للضوء ويزيل تأثير الوهج.يتم إنتاج المصابيح التي تتكيف مع تقلبات جهد الشبكة ، وهي مصممة لزيادة الجهد (230-240 فولت) (عندما يزيد جهد الشبكة بنسبة 10 ٪ ، يتم تقليل عمر خدمة المصابيح العادية بمقدار 3 مرات) ، مما يسمح لها بالحفاظ على الخصائص التقنية أطول. لا تقل مدة احتراق المصابيح المتوهجة بالجهد العادي عن 1000 ساعة ، للمصابيح بجهد 127-135 فولت - 2500 ساعة ، لمصابيح MO - 700 ساعة.

الخصائص الرئيسية للمصابيح المتوهجة:

1. مُصنَّعة على نطاق واسع ، لمختلف القوى والفولتية وأنواع مختلفة ، وتكييفها مع ظروف استخدام محددة

2. اتصال مباشر بالشبكة بدون أجهزة إضافية

3. إمكانية الخدمة (على الرغم من تغير الخصائص بشكل حاد) حتى مع وجود انحرافات كبيرة في جهد التيار الكهربائي عن القيمة الاسمية

4. انخفاض طفيف (حوالي 15٪) في تدفق الضوء حتى نهاية عمر الخدمة

5. الاستقلال التام تقريبا عن الظروف البيئية (حتى القدرة على العمل تحت الماء) بما في ذلك درجة الحرارة

6. الاكتناز

مساوئ المصابيح المتوهجة: كفاءة الإضاءة المنخفضة ، وهيمنة الجزء الأصفر والأحمر من الطيف في طيف الانبعاث ، وعمر الخدمة المحدود ، والاعتماد العالي لخصائص المصابيح المتوهجة على جهد الإمداد (لأنه كلما زاد الجهد ، زادت درجة حرارة يرتفع الخيط ، ونتيجة لذلك ، يصبح الضوء أكثر بياضًا ، ويزداد التدفق الضوئي بسرعة ويبطئ قليلاً من كفاءة الضوء ، ويتم تقليل عمر الخدمة بشكل حاد).

طيف المصباح المتوهج:

الخصائص الرئيسية للمصباح المتوهج هي القيم الاسمية للجهد والطاقة والتدفق الضوئي وعمر الخدمة والأبعاد الكلية.

الأنواع الأكثر شيوعًا من أغطية المصابيح الفتيلية: E - الخيوط ، Bs - دبوس واحد ، Bd دبوس ثنائي السن.

تعيين المصابيح المتوهجة: ملف أحادي مملوء بالغاز (الأرجون) ؛ ب - ملف مزدوج مع حشوة الأرجون ؛ BK - ثنائي مملوء بالكريبتون ؛ MT - ماتي ؛ نطاق الفولتية 125-135 ، 220-230 ، 230-240 بالفولت ؛ 25-500 - القدرة الاسمية بالواط ؛ 1-12 - السمة المميزة للنموذج الأساسي.

على سبيل المثال: B 230-240-40-1 ، MO 36-100

يتم أيضًا إنتاج عدد كبير من الأنواع الأخرى من المصابيح المتوهجة: مصابيح المناجم ، لمترو الأنفاق ، لإشارات المرور ، الإسقاط ، للتصوير الفوتوغرافي ، المنمنمات والمصغرات ، التبديل ، المرآة (مصابيح ذات مرآة أو طبقات عاكسة منتشرة في المصباح) و اخرين.

مصابيح الهالوجين المتوهجة

تتشابه مصابيح الهالوجين المتوهجة في الهيكل والوظيفة مع المصابيح المتوهجة. لكنها تحتوي على إضافات طفيفة من الهالوجينات (البروم ، الكلور ، الفلور ، اليود) أو مركباتها في الغاز الإضافي. بمساعدة هذه المواد المضافة في نطاق درجة حرارة معينة ، من الممكن القضاء تمامًا تقريبًا على سواد المصباح (الناجم عن تبخر ذرات التنغستن) وما ينتج عن ذلك من انخفاض في التدفق الضوئي. لذلك ، يمكن تقليل حجم المصباح في مصابيح الهالوجين المتوهجة بشكل كبير ، ونتيجة لذلك ، من ناحية ، يمكن زيادة الضغط في غاز التعبئة ، ومن ناحية أخرى ، يصبح من الممكن استخدام خامل باهظ الثمن غازات الكريبتون والزينون كغازات تعبئة.

دورة التنغستن والهالوجين.

يتم تحديد الخصائص الرئيسية للمصباح المتوهج - الكفاءة المضيئة وعمر الخدمة - بشكل أساسي من خلال درجة حرارة الملف: فكلما ارتفعت درجة حرارة الملف ، زاد ناتج الضوء ، ولكن أقصر عمر الخدمة. إن الانخفاض في عمر الخدمة هو نتيجة لزيادة معدل تبخر التنجستن بسرعة مع زيادة درجة الحرارة ، مما يؤدي ، من ناحية ، إلى تعتيم اللمبة ، ومن ناحية أخرى ، إلى احتراق الملف.

يمكن منع اسوداد المصباح بشكل فعال عن طريق استخدام مادة مضافة هالوجين لغاز التعبئة ، والتي تمنع التنغستن المتبخر بالفعل من الاستقرار على جدران المصباح أثناء دورة التنغستن والهالوجين. يدخل التنغستن المتبخر من الملف أثناء تشغيل المصباح في نطاق درجة الحرارة (T1 1400 كلفن) نتيجة للانتشار أو الحمل الحراري ويتحلل هناك مرة أخرى.

يتم استعادة جزء من التنغستن مرة أخرى على طول اللولب ، ولكن في مكان جديد. وبالتالي ، فإن دورة الهالوجين - التنجستن العادية تؤدي فقط إلى منع سواد المصباح ، ولكن ليس في زيادة العمر التشغيلي ، والذي سينتهي نتيجة لانكسار الملف على "الخلايا الساخنة" الناتجة.

تتميز مصابيح الهالوجين المتوهجة بانضغاطها الخاص ، وضوءها الأكثر بياضًا بشكل ملحوظ ، وتحسين تجسيد اللون ، وعمر الخدمة المزدوج.

تتوفر مصابيح الهالوجين المتوهجة حتى 20 كيلو واط.

اليوم ، يقدم المصنعون مجموعة كبيرة من مصابيح الهالوجين - لكل ذوق ولأغراض مختلفة.توجد مصابيح بقوة 5-150 واط لجهد منخفض 12-24 فولت ، بالإضافة إلى طاقة 25-250 واط (بغطاء مفرد بمقبس قياسي E14 و E27) و 100-500 واط (مزدوج - بغطاء) مصمم للتيار الكهربائي 220-230 فولت. يمكنك استخدام مصابيح الهالوجين مع عاكسات زجاجية خارجية بطبقة تداخل خاصة - تنقل الأشعة تحت الحمراء ، وبالتالي تخلق شعاعًا "باردًا". المصابيح ذات عاكس الألمنيوم الخارجي تكون "عميقة" (بزاوية تشتت 30-100) و "عريضة" (بزاوية تشتت تصل إلى 600) شعاع ضوئي.

فيما يلي المزايا الرئيسية لمصابيح الهالوجين مقارنة بالمصابيح المتوهجة التقليدية:

- كفاءة إضاءة أعلى - في بعض الحالات تزيد إلى 25 لومن / وات ، وهو أعلى مرتين من المصابيح المتوهجة ؛

- متانة كبيرة - عمر خدمتها أعلى بمقدار 2-4 مرات من عمر المصابيح المتوهجة ؛

- أبعاد صغيرة - لمصابيح الهالوجين ذات الجهد المنخفض (12 فولت ، 100 واط) ، قطر المصباح هو 5 مرات أصغر من المصابيح المتوهجة بنفس القوة ؛

- طيف إشعاع أكثر ثراءً - تتمتع مصابيح الهالوجين بضوء "أكثر بياضًا" من المصابيح المتوهجة (نظرًا لارتفاع درجة حرارة التسخين - 30000 كلفن مقابل 28000 كلفن للمصباح التقليدي) ؛

- قابلية تعديل التدفق الضوئي ، وعند الجهد المنخفض ، يحتفظ التدفق الضوئي بما يكفي من "البياض".

تتحدث النقطتان الأوليان عن المزايا الاقتصادية الواضحة لمصابيح الهالوجين: إذا تم تثبيت مصدر الضوء هذا بدلاً من المصباح المتوهج التقليدي ، ولكن مع نفس معلمات الانبعاث ، فسيتم تقليل استهلاك الطاقة لنقطة الإضاءة بمعدل 20 -40٪. ومع ذلك ، فهذه ليست الميزة الوحيدة لمصابيح الهالوجين.يسمح حجمها الصغير ، المصغر تقريبًا ، بإنشاء تركيبات إضاءة جديدة تمامًا ، على سبيل المثال ، ما يسمى بإضاءة اللكنة - نظام عاكس مصمم خصيصًا يسمح بمثل هذه الزيادة في تدفق الضوء الذي يمنح المصممين خيارات إضافية في تصميم الغرفة .