Штучні джерела світла. Джерела світла: що нам світить Види джерел штучного освітлення

Вступ

1. Види штучного освітлення

2 Функціональне призначення штучного освітлення

3 Джерела штучного висвітлення. Лампи розжарювання

3.1 Типи ламп розжарювання

3.2 Конструкція лампи розжарювання

3.3 Переваги та недоліки ламп розжарювання

4. Газорозрядні лампи. Загальна характеристика. Галузь застосування. Види

4.1 Натрієва газорозрядна лампа

4.2 Люмінесцентна лампа

4.3 Ртутна газорозрядна лампа

Список літератури

Вступ

Призначення штучного висвітлення – створити сприятливі умови видимості, зберегти хороше самопочуття людини та зменшити стомлюваність очей. При штучному освітленні всі предмети виглядають інакше, ніж за денного світла. Це тому, що змінюється становище, спектральний склад і інтенсивність джерел випромінювання.

Історія штучного висвітлення почалася тоді, коли людина стала використати вогонь. Багаття, смолоскип і скіпка стали першими штучними джерелами світла. Потім з'явилися масляні лампи та свічки. На початку XIX століття навчилися виділяти газ та очищені нафтопродукти, з'явилася гасова лампа, яка використовується до сьогодні.

При запаленні гніт виникає полум'я, що світиться. Полум'я випромінює світло лише тоді, коли тверде тіло нагрівається цим полум'ям. Не горіння породжує світло, лише речовини, доведені до розпеченого стану, випромінюють світло. У полум'ї світло випромінюють розпечені частинки сажі. У цьому можна переконатися, якщо помістити скло над полум'ям свічки або гасової лампи.

На вулицях Москви та Петербурга освітлювальні масляні ліхтарі з'явилося у 30-х роках XVIII століття. Потім олію замінили спиртово-скипидарною сумішшю. Пізніше, як палива, стали використовувати гас і, нарешті, світильний газ, який отримували штучним шляхом. Світлова віддача таких джерел була дуже мала через низьку колірну температуру полум'я. Вона не перевищувала 2000К.

За колірною температурою штучне світло сильно відрізняється від денного, і ця відмінність давно була помічена зміною кольору предметів при переході від денного до вечірнього штучного освітлення. Насамперед було помічено зміну кольору одягу. У ХХ столітті з широким поширенням електричного освітлення зміна кольору під час переходу до штучного освітлення зменшилася, але зникла.

Сьогодні рідкісна людина знає про заводи, які виготовляли світильний газ. Газ отримували при нагріванні кам'яного вугілля ретортах. Реторти – це великі металеві або глиняні порожнисті судини, які наповнювали вугіллям та нагрівали в печі. Газ, що виділився, очищали і збирали в спорудах для зберігання світильного газу - газгольдерах.

Понад сто років тому, 1838 року, «Товариство освітлення газом Санкт-Петербурга» побудувало перший газовий завод. До кінця XIX століття майже у всіх великих містах Росії з'явилися газгольдери. Газом висвітлювали вулиці, залізничні станції, підприємства, театри та житлові будинки. У Києві інженером А.Е.Струве газове освітлення було влаштовано у 1872 році.

Створення електрогенераторів постійного струму з приводом парової машини дозволило широко використовувати можливості електрики. Насамперед винахідники подбали про джерела світла та звернули увагу на властивості електричної дуги, яку вперше спостерігав Василь Володимирович Петров у 1802 році. Сліпуче яскраве світло дозволяло сподіватися, що люди зможуть відмовитися від свічок, скіпки, гасової лампи і навіть газових ліхтарів.

У дугових світильниках доводилося постійно підсувати поставлені носами один до одного електроди - вони досить швидко вигоряли. Спочатку їх зрушували вручну, потім з'явилися десятки регуляторів, найпростішим із яких був регулятор Аршро. Світильник складався з позитивного нерухомого електрода, закріпленого на кронштейні, і рухомого негативного, з'єднаного з регулятором. Регулятор складався з котушки та блоку з вантажем.

При включенні світильника через котушку протікав струм, осердя втягувався в котушку і відводив негативний електрод від позитивного. Дуга підпалювалася автоматично. При зменшенні струму втягує зусилля котушки зменшувалося і негативний електрод піднімався під дією вантажу. Широкого поширення ця та інші системи не набули через низьку надійність.

У 1875 році Павло Миколайович Яблочков запропонував надійне та просте рішення. Він розташував вугільні електроди паралельно, розділивши їх ізолюючим шаром. Винахід мав колосальний успіх, і «свічка Яблочкова» або «Російське світло» знайшла широке поширення в Європі.

Штучне освітлення передбачається у приміщеннях, у яких недостатньо природного світла, або для освітлення приміщення у годину доби, коли природне освітлення відсутнє.

1.Види штучного освітлення

Штучне освітлення може бути загальним(всі виробничі приміщення освітлюються однотипними світильниками, рівномірно розташованими над освітлюваною поверхнею та забезпеченими лампами однакової потужності) та комбінованим(До загального освітлення додається місцеве освітлення на роботах місць світильниками, що знаходяться у апарату, верстата, приладів тощо). Використання тільки місцевого освітлення неприпустимо, оскільки різкий контраст між яскраво освітленими і неосвітленими ділянками стомлює очі, уповільнює процес роботи і може спричинити нещасні випадки аварій.

2. Функціональне призначення штучного освітлення

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, чергове, аварійне.

Робоче освітленняобов'язково у всіх приміщеннях та на освітлюваних територіях для забезпечення нормальної роботи людей та руху транспорту.

чергове освітленнявключається за робочий час.

Аварійне освітленняпередбачається для забезпечення мінімальної освітленості у виробничому приміщенні у разі раптового відключення робочого освітлення.

У сучасних багатопрогонових одноповерхових будинках без світлових ліхтарів з одним бічним склінням у денний час доби застосовують одночасно природне та штучне освітлення (сумісне освітлення). Важливо, щоб обидва види освітлення гармонували одне з одним. Для штучного освітлення у разі доцільно використовувати люмінесцентні лампи.

3. Джерела штучного висвітлення. Лампи розжарювання.

У сучасних освітлювальних установках, призначених для освітлення виробничих приміщень, як джерела світла застосовують лампи розжарювання, галогенні та газорозрядні.

Лампа розжарювання- електричне джерело світла, що світиться тілом якого служить так зване тіло розжарення (тіло розжарення - провідник, що нагрівається протіканням електричного струму до високої температури). Як матеріал для виготовлення тіла розжарення в даний час застосовується практично виключно вольфрам і сплави на його основі. Наприкінці XIX – першій половині XX ст. Тіло розжарювання виготовлялося з доступнішого і найпростішого в обробці матеріалу - вуглецевого волокна.

3.1 Типи ламп розжарювання

Промисловість випускає різні типи ламп розжарювання:

вакуумні, газонаповнені(наповнювач суміш аргону та азоту), біспіральні, з криптоновим наповненням .

3.2 Конструкція лампи розжарювання

Рис.1 Лампа розжарювання

Дизайн сучасної лампи. На схемі: 1 – колба; 2 - порожнина колби (вакуумована чи наповнена газом); 3 - тіло розжарення; 4, 5 - електроди (струмові вводи); 6 - гачки-тримачі тіла розжарення; 7 – ніжка лампи; 8 - зовнішня ланка струмівводу, запобіжник; 9 – корпус цоколя; 10 – ізолятор цоколя (скло); 11 - контакт денця цоколя.

Конструкції лампи розжарювання дуже різноманітні і залежить від призначення конкретного виду ламп. Однак спільними для всіх ламп розжарення є такі елементи: тіло розжарення, колба, струмівводи. Залежно від особливостей конкретного типу лампи можуть застосовуватися утримувачі тіла розжарення різної конструкції; лампи можуть бути виготовлені безцокольними або з цоколями різних типів, мати додаткову зовнішню колбу та інші додаткові конструктивні елементи.

3.3 Переваги та недоліки ламп розжарювання

Переваги:

Мінімальна вартість

Невеликі розміри

Непотрібність пускорегулюючої апаратури

При включенні вони запалюються майже миттєво

Відсутність токсичних компонентів і як наслідок відсутність необхідності в інфраструктурі зі збирання та утилізації

Можливість роботи як на постійному струмі(будь-якої полярності), так і на змінному

Можливість виготовлення ламп на різну напругу (від часток вольта до сотень вольт)

Відсутність мерехтіння та гудіння при роботі на змінному струмі

Безперервний спектр випромінювання

Стійкість до електромагнітного імпульсу

Можливість використання регуляторів яскравості

Нормальна робота за низької температури довкілля

Недоліки:

Низька світлова віддача

Відносно малий термін служби

Різка залежність світлової віддачі та терміну служби від напруги

Колірна температура лежить лише в межах 2300-2900 K, що надає світлу жовтого відтінку.

Лампи розжарювання становлять пожежну небезпеку. Через 30 хвилин після включення ламп розжарювання температура зовнішньої поверхні досягає залежно від потужності наступних величин: 40 Вт - 145°C, 75 Вт - 250°C, 100 Вт - 290°C, 200 Вт - 330°C. При дотику ламп з текстильними матеріалами їх колба нагрівається ще сильніше. Солома, що стосується поверхні лампи потужністю 60 Вт, спалахує приблизно 67 хвилин.

Світловий коефіцієнт корисної дії ламп розжарювання, що визначається як відношення потужності променів видимого спектру до потужності споживаної електричної мережі, дуже малий і не перевищує 4%

Штучне освітлення може бути загальним(всі виробничі приміщення освітлюються однотипними світильниками, рівномірно розташованими над освітлюваною поверхнею та забезпеченими лампами однакової потужності) та комбінованим(До загального освітлення додається місцеве освітлення на роботах місць світильниками, що знаходяться у апарату, верстата, приладів тощо). Використання тільки місцевого освітлення неприпустимо, оскільки різкий контраст між яскраво освітленими і неосвітленими ділянками стомлює очі, уповільнює процес роботи і може спричинити нещасні випадки аварій.

За функціональним призначенням штучне освітлення поділяється на робоче, чергове, аварійне.

Робоче освітленняобов'язково у всіх приміщеннях та на освітлюваних територіях для забезпечення нормальної роботи людей та руху транспорту.

чергове освітленнявключається за робочий час.

Аварійне освітленняпередбачається для забезпечення мінімальної освітленості у виробничому приміщенні у разі раптового відключення робочого освітлення.

У сучасних багатопрогонових одноповерхових будинках без світлових ліхтарів з одним бічним склінням у денний час доби застосовують одночасно природне та штучне освітлення (сумісне освітлення). Важливо, щоб обидва види освітлення гармонували одне з одним. Освітлювальні прилади становлять найчисленнішу групу електроприладів у кожному будинку. Джерела світла є важливим елементом побуту.

Джерела штучного висвітлення. Їх переваги та недоліки

Всі сучасні лампи можна класифікувати за трьома основними ознаками: це тип цоколя, спосіб отримання світла і напруга, від якого вони працюють. Почнемо з найголовнішого – способу отримання світлового потоку. Саме від нього повною мірою залежить здатність лампи споживати певну кількість електричної енергії. Розглянемо докладніше деякі особливості цих ламп освітлення.

Лампи розжарювання

Лампи розжарювання (рис. 1)відносяться до класу теплових джерел світла. Незважаючи на використання більш технологічних видів ламп, залишаються одними з наймасовіших і найдешевших джерел світла, особливо в побутовому секторі.

Дія цих ламп заснована на нагріванні спіралі струмом, що проходить через неї, до температури 3000 градусів. Колби ламп потужністю від 40 Вт і більше наповнені інертними газами – аргоном чи криптоном. Побутові лампи бувають потужністю 25 – 150 Ватт. Лампи потужністю до 60 Ватт із зменшеним цоколем називаються міньйонами. Перевірити справність лампи можна тестером, спіраль повинна мати певний опір. У світильника з лампою розжарювання можливо всього дві несправності: 1. Перегорела лампа 2. Відсутня контакт в електропроводці, внаслідок чого на цоколь не подається напруга.

Переваги: Прості за конструкцією, надійні, не мають додаткових пристроїв при включенні, практично не залежать від температури навколишнього середовища, миттєво запалюються.

Недоліки: Мають не дуже великий термін служби, близько 1000 годин

Лампи люмінесцентні

Люмінесцентні лампи (мал. 2)відносяться до газорозрядних ламп низького тиску. Можуть бути різної форми: прямі, трубчасті, фігурні та компактні (КЛЛ). Діаметр трубки не пов'язаний із потужністю лампи, яка може досягати 200 Вт. Трубчасті лампи мають двоштиркові типи цоколів залежно від відстані між штирьками: G-13 (відстань - 13 мм) для ламп діаметром 40 мм та 26 мм та G-5 (відстань - 5 мм) для ламп діаметром 16 мм.

Компактна люмінісцентна лампа (КЛЛ) (рис. 3)- люмінесцентна лампа, яка має вигнуту форму колби, що дозволяє розмістити її у світильнику невеликих розмірів. Такі лампи можуть мати вбудований електронний дросель (ЕПРА), можуть бути різної форми та різної довжини. Застосовуються або у спеціальних типах світильників або для заміни ламп розжарювання у звичайних типах світильників (лампи потужністю до 20Вт, які вкручуються у різьбовий патрон або через адаптер).

Люмінесцентні лампи вимагають роботи спеціального пристрою – пускорегулюючого апарату (дроселя). Більшість зарубіжних ламп можуть працювати як із звичайними (з дроселем), так і з електронними пускорегулюючими апаратами (ЕПРА). Але деякі з них призначені лише для одного виду ПРА.

Світильники з ЕПРА мають такі переваги: ​​лампа не мерехтить, краще запалюється, не шумить (шум від дроселя), легше за вагою, економить електроенергію (втрати потужності в ЕПРА набагато нижчі, ніж у ПРА).

Змінюючи види люмінофора, можна змінювати колірні характеристики ламп. Літери, що входять до найменування люмінісцентних ламп, означають:

Л – люмінесцентна, Б – біла, ТБ – тепло-біла, Д – денна, Ц – з покращеною кольоропередачею. Цифри 18, 20, 36, 40, 65, 80 позначають номінальну потужність у ватах. Наприклад, ЛДЦ-18 - лампа люмінесцентна, денна, з покращеною передачею кольору, потужністю 18 Вт.

Світильник з люмінесцентними лампами працює наступним чином (мал. 4) – трубчаста лампа заповнена аргоном та парами ртуті. Стартер необхідний для пуску лампи, потрібно на короткий час прогріти електроди, струм, що тече через дросель і стартер значно збільшується, нагріває біметалеву пластину стартера, електроди лампи прогріваються, контакт стартера розмикається, струм у ланцюзі зменшується, на дроселі утворюється короткочасна велика напруга, його накопичена енергії вистачає на те, щоб пробити газ у колбі лампи. Далі струм йде через дросель і лампу, причому 110 Вольт падає на дроселі, а 110 Вольт на лампі. Пари ртуті за допомогою люмінофора створюють свічення, яке сприймається оком людини. Дросель майже не споживає енергію, енергію, яку він бере при намагнічуванні, він майже повністю повертає при розмагнічуванні, при цьому марно завантажуються дроти, щоб розвантажити мережу використовується конденсатор С. Обмін енергією відбувається не між мережею та дроселем, а між дроселем та конденсатором. Наявність конденсатора знижує ККД лампи, без нього ККД 50-60%, з ним – 95%. Конденсатор, який підключений паралельно до стартера, використовується для захисту від радіоперешкод.

Несправність люмінесцентного світильника може полягати в порушенні електричного контакту у схемі світильника або у виході з ладу одного з елементів світильника. Надійність контактів перевіряється візуальним оглядом та перевіркою тестером.

Працездатність лампи або пускорегулюючої апаратури перевіряється шляхом послідовної заміни всіх елементів на свідомо справні.

Типові несправності світильників із люмінесцентними лампами

Переваги: У порівнянні з лампами розжарювання економічніше і довговічніше, мають хорошу світлопередачу. Термін служби до 10000 годин у імпортних ламп та до 5000-8000 годин у вітчизняних. Зручно використовувати там, де лампа ввімкнена багато годин.

Недоліки: При температурі нижче 5 градусів важко запалюються і можуть горіти тьмяніше.

Газорозрядні лампи ДРЛ

Лампи ДРЛ(дугові ртутні з люмінофором (Рис. 5,6), це розрядні лампи високого тиску. Завдяки додатковим електродам і резисторам, розміщеним у колбі, лампа не потребує запалювального пристрою, включається в мережу з індуктивним ПРА і запалюється безпосередньо від напруги 220 Вольт, конденсатор необхідний зменшення сили струму.

Після включення лампи вона запалюється, світловий потік, що створюється лампою, поступово збільшується, процес розгоряння триває 7 – 10 хвилин. При зникненні напруги лампа гасне. Гарячу лампу запалити неможливо, необхідно її повне охолодження, після вимкнення її можна повторно запалити лише через 10-15 хвилин. Бувають потужністю від 80 до 250 Ватів.

Ремонт світильників з лампами ДРЛ полягає у виявленні елемента, що вийшов з ладу, і заміні його на свідомо справний.

Переваги: значно економічніші за лампи розжарювання, нечутливі до змін температури, тому їх зручно використовувати при освітленні на вулиці, термін служби до 15000 годин.

Недоліки: низька передача кольору, пульсація світлового потоку, чутливість до коливань напруги в мережі.

Галогенні лампи

Галогенні лампи розжарювання(рис. 7) відносяться до класу теплових джерел світла, світлове випромінювання яких є наслідком нагрівання спіралі лампи струмом, що проходить через нього. Наповнена газовою сумішшю, до складу якої входять галогени (зазвичай йод чи бром). Це надає світла яскравості, насиченості, і їх можна застосовувати в точкових джерелах світла.

Краще застосовувати лампи відомих фірм – галогенні лампи випромінюють ультрафіолетові промені, що шкідливо для очей. У лампах відомих фірм є спеціальне покриття, що не пропускає ультрафіолет.

У разі виникнення несправності виміряти напругу на цоколі світильника, якщо напруга в нормі - замінити лампу. Якщо напруги на цоколі світильника немає – несправність у трансформаторі чи контактній частині електротехнічної арматури.

Переваги: Термін служби 1500-2000 годин, мають стабільність світлового потоку на протязі всього терміну служби, менші розміри колби в порівнянні з лампами розжарювання. При однаковій з лампою розжарювання потужності світлова віддача у 1,5-2 рази більша.

Недоліки: Небажані зміни напруги мережі, при зниженні напруги зменшується температура спіралі та знижується термін служби лампи.

Енергозберігаючі лампи

Енергозберігаючі лампи (рис. 8)призначені для експлуатації в освітлювальних приладах житлових, офісних, комерційних, адміністративних та промислових приміщень, декоративних освітлювальних установках.

Їх можна використовувати в будь-якому світильнику як замінник ламп розжарювання. Енергозберігаючі лампи є різновидом газорозрядних ламп низького тиску, а саме компактних люмінесцентних ламп (КЛЛ).

Потужність енергозберігаючих ламп приблизно в п'ять разів менша, ніж ламп розжарювання. Тому рекомендується вибирати потужність енергозберігаючих ламп, виходячи із співвідношення 1:5 до ламп розжарювання.

Основними параметрами таких ламп є колірна температура, розмір цоколя та коефіцієнт передачі кольору. Колірна температура визначає колір свічення енергозберігаючої лампи. Виражається за шкалою Кельвіна. Чим нижча температура, тим колір свічення ближче до червоного.

Енергозберігаючі лампи мають різні кольори світіння - біле тепле світло, холодне біле, денне світло. Рекомендується вибирати потрібний колір, виходячи з інтер'єру квартири чи будинку та особливостей зору людей, які там знаходяться. Холодне біле світло має позначення 6400К. Таке освітлення яскраво-біле і найкраще підходить для офісних приміщень. Природне біле світло має позначення 4200К і близьке до природного освітлення. Такий колір може підійти для дитячої кімнати та вітальні. Біле тепле світло - трохи жовте і має позначення 2700К. Він найбільш близький до лампи розжарювання, найкраще підходить для відпочинку, може використовуватися на кухні та в спальні. Більшість людей для квартири вибирають теплий колір.

Якщо в енергозберігаючій лампі з'являються мерехтіння, це говорить про несправність пристрою, лампа або слабо вкручена, або несправна і підлягає заміні.

Переваги: Служать у 8 разів довше, ніж звичайні лампи розжарювання, на 80% менше споживають електроенергії, дають у 5 разів більше світла при рівному споживанні енергії, можуть працювати в постійному режимі в місцях, де потрібно освітлення протягом усієї доби, менш чутливі до трясіння і вібраціям, що слабко нагріваються, не гудуть і не мерехтять.

Недоліки: Повільно розігріваються (близько двох хвилин), не можна використовувати у відкритих вуличних світильниках (не працюють при температурі нижче 15 градусів С), не можна використовувати з регуляторами освітленості (димерами) та датчиками руху.

Світлодіодні лампи.

Світлодіодні лампи(Мал. 9) є ще одним джерелом світла нового покоління.

Як джерело світла у таких лампах служать світлодіоди. Світлодіод випромінює світло під час проходження через нього електричного струму.

Світлодіодні лампи основного освітлення складаються з розсіювача, світлодіода або набору світлодіодів, корпусу, радіатора охолодження, блоку живлення, цоколя. Велике значення має радіатор охолодження, оскільки світлодіоди та блок живлення гріються. Якщо радіатор маленький або неякісно зроблений, такі лампи швидше виходять з ладу (зазвичай виходить з ладу блок живлення). Блок живлення перетворює змінну напругу 220В на постійний струм для живлення світлодіодів.

Випускаються під набої GU5.3, GU10, E14, E27. Пропонуються лампи м'якого теплого світла(2600-3500К), нейтрального білого (3700-4200К) та холодного білого (5500-6500K). Є світлодіодні лампиз керованою яскравістю (за допомогою димера для ламп розжарювання), але вони коштують дорожче.

Переваги: Економічність (витрати на електроенергію в порівнянні з лампами розжарювання менше в 10 разів), великий термін служби (20000 годин і вище), при виробництві використовуються безпечні компоненти (не містять ртуті), стійкі до стрибків напруги, не вимагають розігріву (на відміну від енергозберігаючих ламп).

Недоліки: Досить висока ціна, світлодіоди поступово втрачають яскравість, не можуть працювати при температурі вище 100 градусів С (гарячі шафи і т.д.).

Як джерела штучного освітлення застосовуються лампи розжарювання та газорозрядні лампи.

У лампах розжарюванняджерелом світла є розпечений вольфрамовий дріт. Ці лампи дають безперервний спектр випромінювання з підвищеною (порівняно з природним світлом) інтенсивністю жовто-червоної області спектру. За конструкцією лампи розжарювання бувають вакуумні, газонаповнені, безспіральні (галогенні).

Загальним недоліком ламп розжарювання є порівняно невеликий термін служби (менше 2000 годин), сильна відмінність спектрального складу випромінювання від природного (порушується правильна передача кольору) і мала світлова віддача y (ставлення створюваного лампою світлового потоку до споживаної електричної потужності) (y = 8-20 лм /Вт, при ідеальних умовах 1 Вт відповідає 683 лм). У промисловості вони знаходять застосування організації місцевого освітлення.

Найбільше застосування у промисловості знаходять газорозрядні лампи низького та високого тиску.

Газорозрядні лампи низького тиску люмінесцентними , містять скляну трубку, внутрішня поверхня якої покрита люмінофором, наповнену дозованою кількістю парів металів (натрію, ртуті 30 - 80 мг), галогенів (йод, фтор) та сумішшю інертних газів під тиском близько 400 Па. На протилежних кінцях усередині трубки розміщуються електроди, між якими, при включенні лампи в мережу виникає газовий розряд, що супроводжується випромінюванням переважно в ультрафіолетовій області спектру. Це випромінювання, своєю чергою, перетворюється люмінофором на видиме світлове випромінювання. Залежно від складу люмінофора люмінесцентні лампи мають різну кольоровість.

У Останніми рокамиз'явилися газорозрядні лампи низького тиску із вбудованим високочастотним перетворювачем. Газовий розряд у таких лампах (званий вихровим) збуджується на високих частотах (десятки кГц), за рахунок чого забезпечується дуже висока світловіддача.

До газорозрядних ламп високого тиску (0,03-0,08 МПа) відносять дугові ртутні люмінесцентні лампи (ДРЛ), що формою нагадують витягнуті лампи розжарювання. У спектрі випромінювання цих ламп переважають складові зелено-блакитної області спектра.

Основними перевагами газорозрядних ламп є їх довговічність (понад 10 000 годин: до 20 000 годин), економічність, мала собівартість виготовлення, сприятливий спектр випромінювання (близький до сонячного спектру), що забезпечує високу якість передачі кольору, низька температура поверхні. Світловіддача у цих ламп коливається в межах від 30 до 105 лм/Вт (ДРЛ – до 65 лм/Вт, люмінесцентні – до 90 лм/Вт, ксенонові та натрієві – 110…200 лм/Вт), що у кілька разів перевищує світло розжарювання.

До недоліків цих ламп слід віднести наявність шкідливих речовин при їх розгерметизації, радіоперешкоди, складну та дорогу пускорегулюючу арматуру, громіздкість і неможливість швидкого вторинного включення лампи при короткочасному відключенні, а також тривалість виходу окремих типів ламп на номінальний режим (ДРЛ – до 3…5 ). Істотним і, напевно, основним недоліком ГРЛ є пульсація світлового потоку.

1.4. НОРМУВАННЯ ШТУЧНОГО ОСВІТЛЕННЯ

Найменша освітленість робочих поверхонь у виробничих приміщеннях встановлюється залежно від характеристики зорової роботи та регламентується будівельними нормами та правилами СНиП 23-05-95 «Природне та штучне освітлення».

Характеристика зорової роботи визначається мінімальним розміром об'єкта розрізнення, контрастом об'єкта з тлом та властивостями тла.

Об'єкт розрізнення- Розглянутий предмет, окрема його частина або дефект, який слід контролювати у процесі роботи.

Фон - поверхня, прилегла безпосередньо до об'єкта розрізнення, де він розглядається. Фон вважається:

світлим за коефіцієнта відображення r світлового потоку поверхнею більше 0,4; середньо світлим при коефіцієнті відбиття від 0,2 до 0,4; темним при коефіцієнті відбиття менше 0,2.

Контрастоб'єкта розрізнення з тлом (К) визначається ставленням абсолютної величини різниці яскравостей об'єкта В Ота фону У Фдо найбільшої з цих двох яскравостей. Контраст вважається більшим при значенні К більше 0,5; середнім - при значеннях від 0,2 до 0,5; малим - при значеннях менше 0,2.

Відповідно до СНиП 23-05-95 всі зорові роботи діляться на 8 розрядів залежно від розміру об'єкта розрізнення та умов зорової роботи. Допустимі значення найменшої освітленості робочих поверхонь у виробничих приміщеннях відповідно до СНиП 23.05-95 наведено у додатку 1. (У зарубіжних нормах розмір об'єкта розрізнення часто вказують у кутових хвилинах).

Крім кольоровості джерел світла та кольорового оздоблення інтер'єру, що впливають на суб'єктивну оцінку освітлення, важливим параметром, Що характеризує якість освітлення, є коефіцієнт пульсації Кп:

До п = [(Е max - E min) / 2Eср] * 100%, (4)

де: E max -максимальне значення пульсуючої освітленості на робочої поверхні; Е min- мінімальне значення пульсуючої освітленості; Е ср -середнє значення освітленості у період коливань.

Для газорозрядних ламп К п» 25...65 %, для звичайних ламп розжарювання К п » 7 %, для галогенних ламп розжарювання К п » 1 %.

Пульсації освітленості робочої поверхні як стомлюють зір, а й можуть викликати неадекватне сприйняття спостерігається об'єкта з допомогою появи стробоскопического ефекту. Стробоскопічний ефект - зміна або припинення руху об'єкта, що здається, освітлюваного світлом, що періодично змінюється з певною частотою. Наприклад, якщо білий диск, що обертається, з чорним сектором висвітлюватиме пульсуючим світловим потоком (спалахами), то сектор здаватиметься: нерухомим при частоті f всп = f вращ, що повільно обертається в зворотний бік при f всп > f вращ повільно обертається в ту ж сторону при f всп< f вращ, где f всп и f вращ соответственно частоты вспышек и вращения диска. Пульсации освещенности на вращающихся объектах могут вызывать видимость их неподвижности, что в свою очередь, может явиться причиной травматизма.

Значення До пзмінюється від кількох відсотків (для ламп розжарювання) до кількох десятків відсотків (для люмінесцентних ламп). Мале значення До пдля ламп розжарювання пояснюється великою тепловою інерцією нитки розжарення, що перешкоджає помітному зменшенню світлового потоку F лн ламп у момент переходу миттєвого значення змінної напруги через 0 мережі (Рис.1). У той же час газорозрядні лампи мають малу інерцію і змінюють свій мережевий потік F лл майже пропорційно амплітуді мережевої напруги (рис.1).

Для зменшення коефіцієнта пульсації освітленості До плюмінесцентні лампи включаються до різних фаз трифазної електричної мережі. Це добре пояснює нижня крива на рис.1, де показаний характер зміни в часі світлового потоку (і пов'язаної з ним освітленості), створюваного трьома люмінесцентними лампами 3F лл включеними в три різні фази мережі. В останньому випадку за рахунок зсуву фаз на 1/3 періоду провали у світловому потоці кожної лампи компенсуються світловими потоками двох інших ламп, так що пульсації сумарного світлового потоку істотно зменшуються. При цьому середнє значення освітленості, створюваної лампою, залишається незмінним і залежить від способу їх включення.

Відповідно до СНиП 23-05-95 коефіцієнт пульсації освітленості До пнормується залежно від розряду зорових робіт із поєднанням із показником засліпленості Р:

P = (s - 1)*10 3 , (5)

де s - коефіцієнт засліпленості, який визначається як:

s =(DBпор) s / DВпор, (6)

де D Впор- гранична різниця яскравості об'єкта і фону при виявленні об'єкта на тлі рівномірної яскравості, (D Bпор) s- те саме за наявності у полі зору блискучого (яскравого) джерела світла.

На освітленість робочих поверхонь у виробничому приміщенні впливають відбиття і поглинання світла стінами, стелею та іншими поверхнями, відстань від світильника до робочої поверхні, стан поверхні світильника, що випромінює, наявність розсіювача світла і т.д. Внаслідок цього корисно використовується лише частина світлового потоку, що випромінюється джерелом світла.

12. Штучні джерела світла та його ефективність. Вимоги до використання штучних джерел світла.

До основних типів електричних ламп та освітлювальних пристроїв відносяться:

1. Лампи розжарювання: у такій лампі електричний струм протікає через тонку металеву нитку та нагріває її, внаслідок чого нитка випромінює електромагнітне випромінювання. Скляна колба, заповнена інертним газом, запобігає швидкому руйнуванню нитки внаслідок окислення киснем повітря. Перевагою ламп розжарювання є те, що лампи цього типу можуть проводитися для широкого діапазону напруг – від кількох вольт до кількох сотень вольт. Через низьку ефективність («світлового ККД», що враховує тільки енергію випромінювання у видимому діапазоні) ламп розжарювання ці пристрої у багатьох застосуваннях поступово витісняються люмінесцентними лампами, газорозрядними лампами високої інтенсивності, світлодіодами та іншими джерелами світла.

2. Газорозрядні лампи: цей термін охоплює кілька видів ламп, у яких джерелом світла є електричний розряд у газовому середовищі. Основу конструкції такої лампи складають два електроди, розділені газом. Як правило, у таких лампах використовується будь-який інертний газ (аргон, неон, криптон, ксенон) або суміш таких газів. Крім інертних газів, газорозрядні лампи в більшості випадків містять інші речовини, наприклад, ртуть, натрій і/або галогеніди металів. Конкретні види газорозрядних ламп часто називаються по речовинах, що використовуються в них – неонові, аргонові, ксенонові, криптонові, натрієві, ртутні та металогалогенні. До найпоширеніших різновидів газорозрядних ламп відносяться:

Люмінісцентні лампи;

Металогалогенні лампи;

Натрієві лампи високого тиску;

Натрієві лампи низького тиску.

Газ, що заповнює газорозрядну лампу, має бути іонізований під дією електричної напруги, щоб придбати необхідну електропровідність. Як правило, для запуску газорозрядної лампи («запалювання» розряду) потрібна більша напруга, ніж для підтримки розряду. Для цього використовуються спеціальні «стартери» або інші пристрої, що запалюють. Крім того, для нормальної роботи лампи необхідне баластне навантаження, що забезпечує стабільність електричних характеристик лампи. Стартер у поєднанні з баластом утворюють пускорегулюючий апарат (ПРА). Газорозрядні лампи характеризуються тривалим терміном служби та високим «світловим ККД». Недоліки цього типу ламп включають відносну складність їх виробництва та необхідність додаткових електронних пристроїв для їхньої стабільної роботи.

Сірчані лампи: сірчана лампа є високоефективним освітлювальним пристроєм повного спектру без електродів, в якому джерелом світла служить плазма сірки, що нагрівається мікрохвильовим випромінюванням. Час розігріву сірчаної лампи значно менше, ніж у більшості типів газорозрядних ламп, за винятком люмінесцентних, навіть за низьких температур навколишнього середовища. Світловий потік сірчаної лампи досягає 80% максимальної величини протягом 20 секунд після включення; лампа може бути перезапущена через п'ять хвилин після відключення електроенергії;

Світлодіоди, в т.ч. органічні: світлодіод являє собою напівпровідниковий діод, що випромінює некогерентне світло у вузькому спектральному діапазоні. Однією з переваг світлодіодного освітлення є його висока ефективність (світловий потік у видимому діапазоні на одиницю спожитої електроенергії). Світлодіод, у якому емісійний (випромінюючий) шар складається з органічних сполук, називається органічним світлодіодом (OLED). Органічні світлодіоди легші, ніж традиційні, а перевагою полімерних світлодіодів є їх гнучкість. Комерційне застосування обох зазначених типів світлодіодів вже розпочато, проте їх використання у промисловості поки що обмежене.

Найбільш ефективним електричним джерелом світла є натрієва лампа низького тиску. Вона випускає практично монохромне (помаранчеве) світло, що сильно спотворює зорове сприйняття кольорів. Тому цей тип ламп використовується, головним чином, для зовнішнього освітлення. «Світлове забруднення», яке створюється натрієвими лампами низького тиску, може бути легко відфільтроване на відміну від світла інших джерел з широким або безперервним спектром.

13. Санітарні норми, які пред'являються освітленості навчальних приміщень. Прилади та методи визначення (вимірювання) освітленості у шкільних кабінетах та лабораторіях. Коефіцієнт природної освітленості та її визначення.

Усі навчальні приміщення повинні мати ЄО. Найкращими видами ЕО у навчальних є бічне лівостороннє. При глибині приміщення понад 6м необхідний пристрій правобічного підсвічування. Напрямок основного світлового потоку праворуч, спереду та ззаду неприпустимо, т.к. рівень ЕО на робочих поверхнях парт знижується у 3-4 рази.

Скло вікон слід щодня протирати вологим способом з внутрішньої сторониі мити зовні не менше 3-4 разів на рік і з боку приміщень не менше 1-2 разів на місяць. Нормування ЕО здійснюється за СНиП.

Для фарбування парт рекомендується зелена гама кольорів, а також колір натуральної деревини з Q (коеф. відбиття) 0,45. Для класної дошки - темно-зелений або коричневий колір з Q=0,1 - 0,2. Скло, стелі, підлоги, обладнання навчальних приміщень повинні мати матову поверхню, щоб уникнути утворення відблисків. Поверхні інтер'єру навчальних приміщень слід забарвлювати у теплі тони, стелю та верхні частини стін забарвлюють у білий колір. Не можна поміщати рослини на підвіконня.

ІО забезпечується люмінесцентними лампами (ЛБ, ЛЕ) або лампами розжарювання. На приміщення площею 50м2 має бути встановлене 12 діючих люмінесцентних світильників. Класна дошка висвітлюється двома встановленими паралельно їй світильниками (на 0,3 м вище верхнього краю дошки та на 0,6 у бік класу перед дошкою). Загальна електропотужність на клас у разі становить 1040Вт.

При освітленні лампами розжарювання приміщення площею 50м2 має бути встановлене 7-8 діючих світлових точок загальною потужністю 2400Вт.

Світильники в навчальному приміщенні мають у своєму розпорядженні два ряди паралельно лінії вікон при відстані від внутрішньої та зовнішньої стін 1,5м, від класної дошки 1,2м, від задньої стіни 1,6м; відстань між світильниками у рядах 2,65м.

Світильники очищають не рідше одного разу на місяць (забороняється залучати учнів до очищення освітлювальної арматури).

Навчальні приміщення шкіл повинні мати природне освітлення. Без природного освітлення допускається проектувати: снарядні, умивальні, душові, вбиральні при гімнастичній залі; душові та вбиральні персоналу; комори та складські приміщення (крім приміщень для зберігання легкозаймистих рідин), радіовузли; кінофотолабораторії; книгосховища; бойлерні, насосні водопроводи та каналізації; камери вентиляційні та кондиціювання повітря; вузли управління та інші приміщення для встановлення та управління інженерним та технологічним обладнанням будівель; приміщення для зберігання деззасобів. У навчальних приміщеннях слід проектувати ліве бічне освітлення. При двосторонньому освітленні, яке проектується при глибині навчальних приміщень понад 6 м, обов'язково влаштування правостороннього підсвічування, висота якого має бути не менше 2,2 м від стелі. При цьому не слід допускати спрямування основного світлового потоку попереду та ззаду від учнів. У навчально-виробничих майстернях, актових та спортивних залах також може застосовуватись двостороннє бічне природне освітлення та комбіноване (верхнє та бічне).

Слід використовувати такі кольори фарб:

Для стін навчальних приміщень – світлі тони жовтого, бежевого, рожевого, зеленого, блакитного;

Для меблів (парти, столи, шафи) – кольори натурального дерева або світло-зелений;

Для класних дощок – темно-зелений, темно-коричневий;

Для дверей, віконних рам – білий.

Для максимального використання денного світла та рівномірного освітлення навчальних приміщень рекомендується:

Садити дерева не ближче 15 м, чагарник – не ближче 5 м від будівлі;

Не зафарбовувати шибки;

Чи не розставляти на підвіконнях квіти. Їх слід розміщувати в переносних квіткарнях висотою 65 - 70 см від підлоги або підвісних кашпо в простінках вікон;

Очищення та миття скла проводити 2 рази на рік (восени та навесні).

Мінімальне значення КЕО нормується для найбільш віддалених від вікон точок при односторонньому бічному освітленні. Визначають освітленість у житлових приміщеннях на підлозі чи висоті 0,8 м від підлоги. Одночасно вимірюють освітленість розсіяним світлом просто неба. КЕО розраховують за наведеною вище формулою і зіставляють з нормативними значеннями.

Середнє значення КЕО нормується у приміщеннях з верхнім комбінованим освітленням. У приміщенні визначають освітленість у 5 точках на висоті 1,5 м над підлогою і одночасно визначають освітленість просто неба (із захистом від прямих сонячних променів). Потім розраховують КЕО кожної точки.

Середнє значення КЕО розраховують за такою формулою:

де: KEO1, КЕО2... КЕО5 - значення КЕО у різних точках; n - кількість точок виміру.

Лампа розжарювання – джерело світла з випромінювачем у вигляді дроту (нитки або спіралі) з тугоплавкого металу (зазвичай вольфраму), що розжарюється електричним струмомдо температури 2500 – 3300 К, близької до температури плавлення вольфраму (рис. 5). Світлова віддача лампи розжарювання 10 – 35 лм/Вт; термін служби до 2 тис. год. Цей вид ламп все ще переважає і виробляється в широкому асортименті, незважаючи на економічні джерела світла, що є у виробництві. За конструкцією лампи розжарювання бувають вакуумні(НВ), газонаповнені(НГ), біспіральні(НБ), біспіральні з криптоно-ксеноновим наповненням(НБК). Є також дзеркальні лампи, лампи-світильники.

Все більшого поширення набувають галогеннілампи розжарювання. Наявність у колбі лампи парів галогенів (йоду або брому), що зменшують кількість випаровування вольфраму, дозволило підвищити температуру розжарення вольфрамової нитки, внаслідок чого світлова віддача збільшується до 40 лм/Вт і спектр випромінюваного світла наближається до природного. Крім того пари вольфраму, що випаровується з нитки розжарення, з'єднуються з йодом і знову осідають на нитку, перешкоджаючи її виснаженню. Термін служби цих ламп збільшився до 3 – 5 тис. год. Двоцокольнілінійні галогеннілампи (рис. 5, г) використовуються для освітлення широких поверхонь. Завдяки застосуванню зміцнених тримачів, нитки напруження мають високу стійкість до механічних впливів. Лампи поєднують у собі високу світловіддачу, відмінний коефіцієнт передачі кольору, постійний світловий потік протягом усього терміну служби, миттєве перезапалювання, можливості регулювання яскравості.

Перевагиламп розжарювання:

- Мінімальна вартість;

- Відсутність необхідності пускорегулюючої апаратури, при включенні запалюються практично миттєво;

- Можливість роботи як на постійному струмі (будь-який полярності), так і на змінному;

- можливість виготовлення ламп на різну напругу (від часток вольта до сотень вольт);

- Відсутність токсичних компонентів і як наслідок відсутність необхідності інфраструктури зі збору та утилізації;

- відсутність мерехтіння та гудіння при роботі на змінному струмі;

- Безперервний спектр випромінювання;

- Стійкість до електромагнітного імпульсу;

- Можливість використання регуляторів яскравості;

– незалежність роботи від умов навколишнього середовища та температури;

- Світловий потік до кінця терміну служби знижується незначно (на 15%).

Недоліки:

- Низька світлова віддача (в три-шість разів менше, ніж у газорозрядних ламп);

- Відносно малий термін служби;

– залежність світлової віддачі та терміну служби від напруги;

– колірна температура лежить у межах 2300–2900 K ( переважають жовті та червоні промені, що спотворює кольоропередачу, тому їх не застосовують при роботах, що вимагають розрізнення кольорів);

- Світловий коефіцієнт корисної дії ламп розжарювання, що визначається як відношення потужності променів видимого спектру до потужності, що споживається від електричної мережі, дуже малий і не перевищує 4%;

– температура колби галогенних ламп може досягати 500 °С, тому при встановленні ламп слід дотримуватись норм протипожежної безпеки (наприклад, забезпечити достатню відстань між поверхнею перекриття та підвісною стелею);

– мають велику яскравість, але не дають рівномірного розподілу світлового потоку, для виключення прямого влучення світла в очі і шкідливого впливувеликої яскравості на зір нитку розжарювання лампи необхідно закривати;

– при застосуванні відкритих ламп майже половина світлового потоку не використовується для освітлення робочих поверхонь, тому ЛН необхідно встановлювати у освітлювальній арматурі.

Обмеження імпорту, закупівель та виробництва.У зв'язку з необхідністю економії електроенергії та скорочення викиду вуглекислого газу в атмосферу, у багатьох країнах введено або планується введення заборони на виробництво, закупівлю та імпорт ламп розжарювання, з метою стимулювання заміни їх на енергозберігаючі лампи (компактні люмінесцентні лампи та ін.).

З 1 вересня 2009 р. у Євросоюзі набула чинності поетапна заборона на виробництво, закупівлю магазинами та імпорт ламп розжарювання (за винятком спеціальних ламп). З 2009 р. заборона торкнеться ламп потужністю ≥ 100 Вт, ламп з матовою колбою ≥ 75 Вт та ін.; очікується, що до 2012 р. буде заборонено імпорт та виробництво ламп розжарювання меншої потужності.

23 листопада 2009 р. президент Росії підписав ухвалений раніше Держдумою закон «Про енергозбереження та підвищення енергетичної ефективності та про внесення змін до окремих законодавчих актів Російської Федерації». Згідно з документом, з 1 січня 2011 р. до обороту на території країни не допускається продаж електричних ламп розжарювання потужністю 100 Вт та більше; з 1 січня 2013 р. – електроламп потужністю 75 Вт та більше, а з 1 січня 2014 р. – ламп потужністю 25 Вт та більше.

Основні характеристикиламп розжарювання (ЛН):

– номінальне значення напруги;

- Номінальне значення потужності;

– номінальне значення світлового потоку (іноді сили світла);

- строк служби;

L, діаметр D).

Технічні дані ламп розжарювання наведено у табл. 1 дод. 2 .

В даний час все більше застосування знаходять газорозрядні лампи, В яких випромінювання оптичного діапазону спектра виникає в результаті електричного розряду в атмосфері інертних газів та парів металів, а також за рахунок явищ люмінесценції. Основною перевагою газорозрядних ламп є їхня економічність. Світлова віддача цих ламп коливається не більше 40...110 лм/Вт. Термін їхньої служби доходить до 12 тис. год. З їх допомогою легше створити рівномірне освітлення, спектр їхнього випромінювання ближче до природного світла.

за складу середовищарозрізняють такі газорозрядні лампи:

- З газом;

– з парами металів та різних сполук.

за тиску:

– газорозрядні лампи низького тиску (від 0,1 до 25 кПа);

– газорозрядні лампи високого тиску (від 25 до 1000 кПа);

– газорозрядні лампи надвисокого тиску (від 1000 кПа).

за типу розряду:

- Дугові;

– тліючі;

- Імпульсні.

за джерелу випромінювання:

– газорозрядні лампи, у яких джерелом світла є атоми, іони чи молекули;

– фотолюмінесцентні лампи, у яких джерелом світла є люмінофори, що збуджуються розрядом;

– електроосвітлювальні лампи, у яких джерелом світла є електроди, розпечені до високої температури.

за охолодження:

– газорозрядні лампи із природним охолодженням;

– газорозрядні лампи із примусовим охолодженням.

Н Найбільш поширені газорозрядні лампи низького тиску – люмінесцентні (Рис. 6). Світлова віддача – до 100 лм/Вт. Вони мають форму скляної циліндричної трубки з двома електродами. Трубка заповнена дозованою кількістю ртуті (30 – 80 мг) та сумішшю інертних газів (часто аргон) при тиску близько 400 Па (3 мм рт. ст.). По обидва кінці трубки закріплені електроди. При включенні електричний струм, що протікає між електродами, викликає в парах ртуті електричний розряд, що супроводжується випромінюванням (електролюмінесценція). Внутрішня поверхня трубки покрита тонким шаром люмінофора, який перетворює ультрафіолетове випромінювання, що виникає при електричному газовому розряді, у видиме світло. Залежно від складу люмінофора люмінесцентні лампи мають різну кольоровість. В даний час промисловість випускає кілька типів люмінесцентних ламп, що відрізняються за кольоровістю: лампи денного світла (ЛД), лампи денного світла з покращеною передачею кольору (ЛДЦ), лампи найбільш близькі до природного світла (ЛЕ), лампи білого кольору (ЛБ), лампи теплого білого кольору (ЛТБ), лампи холодного білого кольору (ЛХБ), лампи денного світла з виправленою передачею кольору (ЛДЦ), лампи рефлекторні – з внутрішнім шаром, що відбиває (ЛР) та ін.

Перевагилюмінесцентних ламп:

- Широкий діапазон кольоровості;

- сприятливі спектри випромінювання, що забезпечують високу якість передачі кольору;

– у порівнянні з лампами розжарювання забезпечують такий же світловий потік, але споживають у 4 – 5 разів менше енергії;

- мають низьку температуру колби;

- Підвищений термін служби (до 6 – 15 тис. год.).

Недолікилюмінесцентних ламп :

- Відносна складність схеми включення, шум дроселів;

- Обмежена одинична потужність і великі розміри при даній потужності;

- Неможливість перемикання ламп, що працюють на змінному струмі, на живлення від мережі постійного струму;

- Залежність характеристик від температури зовнішнього середовища (світловий потік знижується при підвищених температурах);

- Значне зниження потоку до кінця терміну служби;

- Відносна дорожнеча;

- Шкідливі для зору пульсації світлового потоку з частотою 100 Гц при змінному струмі 50 Гц;

– термін дії компактних ЛЛ не завжди відповідає заявленому і може бути порівняний з терміном ламп розжарювання за значно більшої вартості.

Пульсація світлового потоку виникає внаслідок малої інерційності світіння люмінофора. Це може призвести до появи стробоскопічного ефекту, який проявляється у спотворенні зорового сприйняття об'єктів, що рухаються або обертаються. При кратності або збігу частоти пульсації світлового потоку та частоти обертання об'єкта замість одного предмета видно зображення кількох, спотворюються швидкість та напрямок руху. Стробоскопічний ефект дуже небезпечний, оскільки частини механізмів, що обертаються, деталі, інструмент можуть здатися нерухомими і стати причиною травматизму.

Основні характеристики люмінесцентних ламп:

- номінальна потужність;

- Номінальна напруга;

- Номінальний струм лампи;

- світловий потік;

- Габаритні розміри (повна довжина L, діаметр D);

- Пульсації світлового потоку.

Технічні дані основних типів ЛЛ наведено у табл. 2 Програми 2 .

До газорозрядних ламп високогоі надвисокого тискувідносять лампи: ДРЛ – дугові ртутні люмінесцентні; ДРЛР – рефлекторні дугові ртутні лампи з шаром, що відбиває; ДРІ – ртутні лампи високого тиску з добавкою йодидів металу; ДКст – дугові ксенонові трубчасті та ін.

П ринцип дії ламп ДРЛ (рис. 7): у пальнику з міцного тугоплавкого хімічно стійкого прозорого матеріалу в присутності газів та парів металів виникає свічення розряду – електролюмінесценція. При подачі напруги на лампу між розташованими головним катодом і додатковим електродом зворотної полярності на обох кінцях пальника починається іонізація газу. Коли ступінь іонізації газу досягає певного значення, розряд переходить на проміжок між головними катодами, оскільки вони включені в ланцюг струму без додаткових опорів, тому напруга між ними вище. Стабілізація параметрів настає через 10 – 15 хвилин після включення (залежно від температури навколишнього середовища, чим холодніше, тим довше розгорятиметься лампа).

Електричний розряд у газі створює видиме біле, без червоної та блакитної складових спектру, і невидиме ультрафіолетове випромінювання, що викликає червоне свічення люмінофора. Ці свічення підсумовуються, в результаті виходить яскраве світло, близьке до білого.

При зміні напруги мережі на 10 – 15 % у більшу або меншу сторону працююча лампа відгукується відповідним підвищенням або втратою світлового потоку на 25 – 30%. При напрузі менше 80% мережного лампа може не запалитись, а в палаючому стані згаснути.

При горінні лампа сильно нагрівається, після вимкнення повинна охолонути перед наступним включенням.

Лампи ДРЛ дозволяють створювати великі рівні освітленості і рекомендуються до застосування при висоті приміщення понад 12...14 м, за наявності повітря диму, пилу і кіптяви. Однак за спектральним складом випромінювання вони сильно відрізняються від люмінесцентних. Їх не можна застосовувати там, де неприпустиме спотворення сприйняття кольору.

Найбільш економічними є ДРІ – ртутні лампи високого тиску з добавкою йодидів металу, їх часто називають металогалогенні. Світловіддача цих ламп сягає 80 лм/Вт.

Трубчасті ксенонові газорозрядні лампи високого тискуДКсТ (дугові ксенонові трубчасті), що мають високу потужність (від 2 до 100 кВт), застосовуються в основному для зовнішнього освітлення через небезпеку ультрафіолетового опромінення працюючих у приміщенні. Розроблено спеціальні ксенонові лампи ДКсТЛ у колбі з легованого кварцу, призначені для застосування у виробничих приміщеннях, розташованих на Півночі нашої країни, де вони служать одночасно і для ультрафіолетового опромінення працюючих.

Натрієві газорозрядні лампи високого тиску(дугові натрієві трубчасті) володіють найвищою ефективністю та задовільною кольоропередачею. Застосовуються для освітлення приміщень з великою висотою, де вимоги до передачі кольору невисокі або в декоративних цілях.

Перевагиламп ДРІ:

- Великий термін служби (до 12-20 тис. ч.);

- Велика світлова віддача;

- компактність при великій одиничній потужності;

– забезпечують більш рівномірне освітлення та рекомендовані для застосування у світильниках загального освітлення.

Недоліки:

- Переважання в спектрі синьо-зеленої частини, що веде до незадовільної передачі кольору;

- Можливість роботи тільки на змінному струмі;

– тривалість розгоряння при включенні (приблизно 7 хв) і початок повторного запалювання після дуже короткочасної перерви живлення лампи лише після остигання (приблизно 10 хв);

- Пульсації світлового потоку більше, ніж у люмінесцентних ламп;

- Значне зниження світлового потоку до кінця терміну служби (до 70%);

- Наявність ртуті (від 20 до 150 мг ртуті).

Пошкодження герметичності лампи ДРЛ цілком вистачить, щоб серйозно забруднити, наприклад, цех авіаційного заводу розміром сто на триста метрів і висотою стель до 10 метрів.

Технічні дані ламп ДРЛ наведено у табл. 3 дод. 2 .

Світлодіодне освітлення– один із перспективних напрямів технологій штучного освітлення, заснований на використанні світлодіодів як джерело світла. Світлодіод або світловипромінюючий діод (СД, СІД, LED – англ. Light-emitting diode) – напівпровідниковий прилад, що випромінює світло під час пропускання через нього електричного струму. Світло, що випромінюється, лежить у вузькому діапазоні спектру, його колірні характеристики залежать від хімічного складу використаного в ньому напівпровідника.

Світлодіодне освітлення завдяки ефективній витраті електроенергії та простоті конструкції знайшло широке застосування в ручних освітлювальних приладах, у світлотехніці для створення дизайнерського освітлення спеціальних сучасних дизайн-проектів. Надійність світлодіодних джерел світла дозволяє використовувати їх у важкодоступних для частої заміни місцях (вбудоване стельове освітлення тощо).

Перевагисвітлодіодного освітлення:

– економічність – світлова віддача світлодіодних систем вуличного освітлення сягає 140 лм/Вт;

– термін служби у 30 разів більший у порівнянні з лампами розжарювання;

– можливість отримувати різноманітні спектральні характеристики без застосування світлофільтрів;

- Мінімальні розміри;

- Відсутність ртутних парів (у порівнянні з люмінесцентними лампами);

- мале ультрафіолетове та інфрачервоне випромінювання;

- Незначне відносне тепловиділення (для малопотужних пристроїв);

- Висока міцність.

Недоліки:

- Висока ціна (відношення ціна/люмен у надяскравих світлодіодів у 50-100 разів більше, ніж у звичайної лампи розжарювання);

- Низька гранична температура: потужні освітлювальні світлодіоди вимагають зовнішнього радіатора для охолодження;

- Необхідність низьковольтного джерела живлення постійного струму для забезпечення живлення світлодіодів від мережі;

- Високий коефіцієнт пульсацій світлового потоку при живленні безпосередньо від мережі промислової частоти.

Створення у виробничих приміщеннях якісного та ефективного освітлення неможливе без раціональних світильників.

Електричний світильник– це сукупність джерела світла та освітлювальної арматури, призначеної для перерозподілу випромінюваного джерелом світлового потоку в необхідному напрямку, запобігання очам робітника від сліпучої дії яскравих елементів джерела світла, захисту джерела від механічних пошкоджень, впливу навколишнього середовища та естетичного оформлення приміщення.

Тип світильників визначається характером виробничого приміщення та технологічного процесу, необхідною безпекою, якістю освітлення та зручністю обслуговування. Сліпуча дія світла усувається при правильному виборівисоти підвісу певного типу світильника.

Важливою характеристикою світильника є його коефіцієнт корисної дії - відношення фактичного світлового потоку світильника Ф ф до світлового потоку лампи Ф л, що вміщена в нього, тобто.
.

За розподілом світлового потоку в просторі розрізняють світильники прямого, переважно прямого, розсіяного, відбитого і відбитого переважно світла.