Классификация и основные параметры электрических источников света

Электрические источники света по способу генерирования ими излучения могут быть разделены на температурные (лампы накаливания) и люминесцентные (люминесцентные и газоразрядные лампы).

Основные параметры электрических источников света: напряжение питающей сети; номинальная мощность; световая отдача, измеряемая числом люменов на один ватт (лм/Вт); пусковые и рабочие токи; номинальный световой поток; спад светового потока через определенное время эксплуатации; средняя продолжительность работы лампы.

Лампы накаливания

Для целей освещения все еще широко применяются электрические лампы накаливания, что объясняется простотой их эксплуатации и включения в сеть, надежностью и компактностью.

Основной недостаток ламп накаливания — низкий КПД (около 2%), т. е. лампы накаливания больше греют, чем светят. Срок службы ламп накаливания составляет в среднем 1000 ч. Лампы накаливания очень чувствительны к изменениям подводимого к ним напряжения. Повышение напряжения на 1% сверх номинального приводит к повышению светового потока на 4% и снижению срока службы на 13—14%. При понижении напряжения срок службы возрастает, но снижается световой поток лампы, что сказывается на производительности труда работающих.

Срок службы ламп накаливания снижается при их вибрациях, частых включениях и отключениях, невертикальном положении. Свет ламп накаливания отличается от естественного преобладанием лучей желто-красной части спектра, что искажает естественную расцветку предметов.

Лампы накаливания могут быть вакуумными (тип В мощностью от 15 до 25 Вт) и газополными (типы Г, Б, БК мощностью от 40 до 1500 Вт).

Газополные лампы типа Г (моноспиральные) и Б (биспиральные) наполняются аргоном с добавлением 12—16% азота.

Конструктивно биспиральная лампа отличается от моноспиральной тем, что у нее нити имеют форму двойных спиралей, т. е. спирали, свитой из спирали. У этих ламп световая отдача примерно на 10% выше, чем у обычных (моноспиральных) ламп.

Биспиральные лампы с криптоновым наполнением (лампы типа БК) внешне отличаются своей грибовидной формой и имеют световую отдачу на 10—20% выше, чем лампы с аргоновым наполнением. Из-за высокой стоимости газа криптона лампы типа БК выпускаются мощностью от 40 до 100 Вт.

Заметим, что вольфрамовая нить накала может сворачиваться не только в спираль и биспираль, но и в триспираль и образовывать различные конструктивные формы (цилиндрическую, кольцевую, прямоугольную и т. п.). Шкала номинальных мощностей ламп накаливания общего назначения (Вт): 15, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750, 1000.

Лампы мощностью 15 и 25 Вт выпускаются вакуумными, 40—100 Вт — биспиральными с аргоновым или криптоновым заполнителем, 150 Вт — моноспиральными или биспиральными и 200 Вт и выше — моноспиральными с аргоновым заполнителем. Световая отдача ламп 7—18 лм/Вт.

Для ламп мощностью от 15 до 200 Вт применяется цоколь типа Е27/27, для ламп мощностью 300 Вт с колбой длиной 184 мм — цоколь Е27/30, для ламп мощностью от 300 до 1000 Вт — цоколь Е40/45.

Лампы мощностью до 300 Вт могут изготавливаться как в прозрачных, так и в матированных (МТ), опаловых (О), молочных (МЛ) колбах. Отметим, что опал — это минерал подкласса гидроокислов (SiO₂ x nH₂O).

Условные обозначения ламп накаливания общего назначения: слово «лампа», тип наполнения и тела накала, вид колбы лампы (если она непрозрачная), диапазон напряжения, номинальная мощность, номер ГОСТа. Например, обозначение «Лампа В 125−135−25 ГОСТ 2239–79» расшифровывается так: лампа вакуумная, прозрачная колба на напряжение 125—135 В, мощность 25 Вт, изготовлена по ГОСТ 2239–79.

Обозначение «Лампа ГМТ 220−230−150 ГОСТ 2239–79» читается следующим образом: лампа газонаполненная моноспиральная аргоновая в матированной колбе на напряжение 220—230 В, мощность 150Вт, изготовлена по ГОСТ 2239–79.

Лампы накаливания для местного освещения изготавливаются на напряжение 12 В мощностью от 15 до 60 Вт и на напряжение 24 и 36 В мощностью 25, 40, 60 и 100Вт. Обозначение этих ламп, например МО-36−60 или МО-12−40, расшифровывается так: лампа накаливания для местного освещения напряжением 36 В мощностью 60Вт и лампа накаливания для местного освещения напряжением 12 В мощностью 40Вт. Кроме того, выпускаются миниатюрные лампы накаливания типа МН на напряжение 1,25 В мощностью 0,313Вт; 2,3 В мощностью 3,22Вт; 2,5 В мощностью 0,725 Вт, 1,35 Вт, 2,8 Вт; 36 В мощностью 5,4Вт. Световой поток ламп со временем может снижаться. Существуют нормы снижения светового потока каждой лампы после 750 ч работы при расчетном напряжении.

В последнее время широкое распространение получили лампы накаливания, колбы которых покрыты зеркальным или белым диффузным отражающим слоем. Такие лампы называются лампами-светильниками. Зеркальной части колбы придают соответствующую форму с тем расчетом, чтобы получить определенную кривую силы света (рис. 2.2). Так как лампы с отражающими покрытиями имеют необходимую кривую силы света, для их применения используются световые приборы без оптических устройств, что значительно удешевляет светильники к ним. Эти лампы не нуждаются в чистке, и их световой поток более стабилен в процессе эксплуатации.

Лампы накаливания с отражающими слоями (лампы-светильники) подразделяются на: лампы общего освещения с диффузным (Д) слоем типа НГД (лампы накаливания, газонаполненные аргоном, моноспиральные с диффузным слоем); лампы местного освещения с диффузным слоем типа МОД; лампы зеркальные со средним (Г) светораспределением типа НЗС; лампы зеркальные с широким (Ш) светораспределением типа ЗН27— ЗН28; лампы зеркальные с концентрированным светораспределением типа НЗК; лампы зеркальные для местного освещения типа МОЗ.

Лампы общего освещения с диффузным слоем типа НГД изготавливаются на напряжение 127 В мощностью 20, 60, 100, 150 и 200 Вт и на напряжение 220 В мощностью 40, 100, 150, 200 и 300 Вт.

Лампы местного освещения с диффузным слоем типа МОД изготавливаются на напряжение 12 В мощностью 25, 40 и 60 Вт и на напряжение 36 В мощностью 40, 60 и 100 Вт.

Лампы зеркальные со средним (Г) светораспределителем типа НЗС выпускаются на напряжение 127 и 220 В мощностью 40, 60, 75 и 100 Вт.

Лампы зеркальные с широким (Ш) светораспределением типа ЗН30 выпускаются только на напряжение 220 В мощностью 300, 500, 750 и 1000 Вт.

Лампы зеркальные с концентрированным светораспределением типа НЗК выпускаются на напряжение 127 и 220 В мощностью 40, 60, 75, 100, 150, 200, 300, 500, 750 и 1000 Вт. Срок службы всех ламп на напряжение 220 В и ламп мощностью от 150 до 1000 Вт на напряжение 127 В составляет 1500 ч.

Лампы зеркальные для местного освещения типа МОЗ бывают только на напряжение 36 В мощностью 40, 60 и 100 Вт.

Срок службы всех ламп, не отмеченных выше, составляет 1000 ч. Световая отдача ламп 8,5—20, 6 лм/Вт.

Промышленность выпускает также галогенные лампы накаливания, срок службы которых составляет 2000 и более часов, т. е. в 2 раза больше, чем указанных выше ламп.

В состав газового заполнения колбы галогенной лампы накаливания добавляется йод, который при определенных условиях обеспечивает обратный перенос испарившихся частиц вольфрама со стенок колбы лампы на тело накала. Именно это обстоятельство позволяет повышать в 2 раза срок службы лампы накаливания при повышенной световой отдаче. Галогенные лампы имеют линейные и компактные тела накала. Линейные тела накала выполнены в форме длинной спирали (отношение длины спирали к диаметру более 10), которая помешается в кварцевую колбу трубчатой формы с торцовыми вводами. Компактные тела накала имеют спираль меньшей длины. У таких ламп также меньше и колба.

Обозначение галогенных ламп: КГ220−1000−5 — галогенная лампа с колбой из кварцевого стекла, йодная, напряжение 220 В, мощность 1000 Вт, номер разработки 5; КГМ (малогабаритная) на напряжение 30, 27 и 6 В.

Трубчатые галогенные лампы накаливания выпускаются на напряжение 220 В мощностью 1000, 1500, 2000, 5000 и 10 000 Вт, а также на напряжение 380 В мощностью 20 000 Вт. Световой поток галогенных ламп составляет от 22 клм (лампы мощностью 1000 Вт) до 260 клм (лампы мощностью 10 000 Вт). Световая отдача этих ламп 22—26 лм/Вт.

Из-за нестабильности напряжения питающей сети в настоящее время выпускаются лампы накаливания, допускающие отклонение напряжения в диапазоне ±5 В от расчетного. Диапазон напряжений указывается на лампе, например 125—135 В, 215— 225 В, 220−230 В, 225−235 В, 230−240 В.

Для повышенного напряжения электрической сети выпускаются специальные лампы накаливания на расчетное напряжение 235 В и 240 В. Здесь диапазон изменения напряжения составляет 230—240 В и 235—245 В. Расчетное напряжение 240 В применяется только для ламп мощностью 60, 100 и 150Вт. Лампы на напряжение 235 и 240 В не следует применять при стабильном напряжении сети 230 В из-за резкого уменьшения их светового потока в такой сети.