Что производит свет из электричества

3.Виды электрических источников света

С физической точки зрения источником света может быть названа любая материальная система, излучающая электромагнитную энергию в оптической области спектра. В технике источниками света называют приборы, служащие для преобразования какого-либо вида энергии в энергию оптического излучения.

Электрические источники света делятся на три больших класса:

• Тепловые
• Люминесцентные
• Смешанного излучения.

• Вакуумные (самые простые)
• Аргоновые (азот-аргоновые)
• Криптоновые (примерно +10% яркости от аргоновых)
• Ксеноновые (в 2 раза ярче аргоновых)
• Галогенные (наполнитель I или Br, в 2,5 раза ярче аргоновых, большой срок службы)
• Галогенные с двумя колбами
• Ксенон-галогенные (наполнитель Xe + I или Br, наиболее эффективный наполнитель, до 3х раз ярче аргоновых)
• Ксенон-галогенные с отражателем ИК ( инфро – красного) излучения (так как большая часть излучения лампы приходится на ИК диапазон, то отражение ИК излучения внутрь лампы заметно повышает КПД, производятся для охотничьих фонарей)
• Накаливания с покрытием преобразующим ИК излучение в видимый диапазон. Ведутся разработки ламп с высокотемпературным люминофором, который при нагреве излучает видимый спектр. [9]

• лампы накаливания прожекторные
• лампы накаливания кинопроекционные
• лампы накаливания сигнальные
• лампы накаливания транспортные и пр. [5]

• малая стоимость
• небольшие размеры
• отсутствие пускорегулирующей аппаратуры
• нечувствительность к ионизирующей радиации
• чисто активное электрическое сопротивление (единичный коэффициент мощности)
• быстрый выход на рабочий режим
• невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения
• отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации
• возможность работы на любом роде тока
• нечувствительность к полярности напряжения
• возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)
• отсутствие мерцания при работе на переменном токе (важно на предприятиях).
• отсутствие гудения при работе на переменном токе
• непрерывный спектр излучения
• приятный и привычный в быту спектр
• устойчивость к электромагнитному импульсу
• возможность использования регуляторов яркости
• не боятся низкой и повышенной температуры окружающей среды, устойчивы к конденсату

• низкая световая отдача
• относительно малый срок службы
• хрупкость, чувствительность к удару и вибрации
• бросок тока при включении
• при термоударе или разрыве нити под напряжением возможен взрыв баллона
• резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения
• лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 25 Вт-100 °C, 40 Вт — 145 °C, 75 Вт — 250 °C, 100 Вт — 290 °C, 200 Вт — 330 °C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается ещё сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут.
• нагрев частей лампы требует термостойкой арматуры светильников
• световой коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности, потребляемой от электрической сети, весьма мал и не превышает 4 %. Включение электролампы через диод, что часто применяется с целью продления ресурса на лестничных площадках, в тамбурах и прочих затрудняющих замену местах, ещё больше усугубляет её недостатки. [9]

• классические лампы накаливания (грушевидные, витые, свечеобразные, каплевидные)
• лампы с увеличенной яркостью
• лампы с мягким светом
• цветные и декоративные лампы [6]

• лампы дневного света (ЛД)
• белого света (ЛБ)
• холодно-белого света (ЛХБ)
• тепло-белого света (ЛТБ) [5]

Электрические источники света

Электрическими источниками света служат лампы накаливания, люминесцентные лампы низкого давления и ртутные лампы высокого давления. Наиболее распространены электрические лампы накаливания. Принцип их действия основан на преобразовании электрической энергии, проходящей через ее нить, в энергию видимых излучений, воздействующих на органы зрения человека и создающих у него ощущение света, близкого к белому. Этот процесс происходит при нагреве нити лампы до 2600–2700 °C. Нить лампы не перегорает, так как температура плавления вольфрама, из которого сделана нить, значительно выше (3200–3400 °C) температуры накала нити, а также вследствие того, что из колбы лампы удален воздух либо колба заполнена инертными газами (смесью азота, аргона, ксенона), в среде которых металл не окисляется. Срок службы ламп накаливания колеблется в широких пределах, поскольку зависит от условий работы, в том числе от стабильности номинального напряжения, наличия или отсутствия механических воздействий на лампу (сотрясения, вибрации), температуры окружающей среды и др. Средний срок службы ламп накаливания общего назначения составляет 1000–1200 ч. При продолжительной работе лампы накаливания ее нить под воздействием высокой температуры нагрева постепенно испаряется, уменьшается в диаметре и, наконец, перегорает. Чем выше температура нагрева нити накала, тем больше света излучает лампа, но при этом интенсивнее протекает процесс испарения нити и сокращается срок службы лампы. В связи с этим для ламп накаливания устанавливается такая температура накала нити, при которой обеспечиваются необходимая светоотдача лампы и определенная продолжительность ее службы. Вакуумными называют лампы накаливания, из внутреннего объема (колбы) которых удален воздух. Лампы с колбами, заполненными инертными газами, называют газополными . Газополные лампы при равных условиях имеют большую светоотдачу, чем вакуумные, так как газ, находящийся в колбе под давлением, препятствует испарению нити накала, что позволяет повысить ее рабочую температуру. Недостатком газополных ламп является некоторая дополнительная потеря в них тепла нити накала через конвекцию газа, заполняющего внутреннюю полость колбы. С целью снижения тепловых потерь газополные лампы заполняют газами с низкой теплопроводностью. Другое направление сокращения тепловых потерь – это уменьшение размеров и изменение конструкции нити накала: ее выполняют в виде плотной винтообразной моноспирали или двойной спирали (биспирали). Недостаток ламп накаливания – низкая светоотдача: только 2?4 % потребляемой ими электрической энергии превращается в энергию видимых излучений, воспринимаемых глазом человека; остальная часть энергии переходит преимущественно в тепло, излучаемое лампой. Широкое применение в осветительных электроустановках предприятий, учреждений, учебных и лечебных заведений получили люминесцентные лампы , которые представляет

собой герметически закрытую стеклянную трубку, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем люминофора. Люминофорами называются химические вещества, в которых под действием внешних факторов (электрического разряда и др.) возникает свечение, или люминесценция. Из трубки удаляется воздух и вводится небольшое количество газа (аргона) и определенное количество ртути. Внутри трубки в ее стеклянных ножках укреплены биспиральные электроды из вольфрама, соединенные с двухштырьковыми цоколями, служащими для присоединения лампы к электрической сети. При подаче к лампе напряжения между ее электродами в парах ртути возникает электрический разряд, и лампа начинает излучать свет. Чтобы обеспечить более интенсивное излучение электронов, электроды люминесцентных ламп покрывают активирующими веществами (оксидами стронция, бария или кальция). Световой поток, излучаемый люминесцентными лампами, не одинаков по цвету. В зависимости от цветности излучаемого лампой светового потока различают: ♦ лампы дневного света (ЛД); ♦ белого света (ЛБ); ♦ холодно-белого света (ЛХБ); ♦ тепло-белого света (ЛТБ) и др. При выполнении работы, требующей точного определения цветовых оттенков, например в типографии при изготовлении цветных репродукций, в художественной мастерской, на текстильном или швейном предприятии и т. д., применяют лампы ЛДИ, предназначенные для правильной цветопередачи. Люминесцентные лампы низкого давления являются газоразрядными электрическими источниками света. Люминесцентные лампы низкого давления изготовляют на напряжение 127 В мощностью 15 и 20 Вт; на напряжение 220 В мощностью 30, 40, 80 и 125 Вт. Срок службы и нормальной работы люминесцентных ламп – около 5000 ч при условии нечастых включений, стабильности номинального напряжения и обеспечения оптимальной окружающей температуры (15–25 °C). Широкое применение в современных осветительных электроустановках промышленных предприятий находят дуговые ртутные лампы (ДРЛ) высокого давления . Эти лампы выпускаются с двумя и четырьмя электродами. Четырехэлектродная ДРЛ состоит из резьбового цоколя, колбы (баллона) и кварцевой горелки. Внутри горелки находится определенное количество ртути и газ аргон. В концы горелки впаяны активированные основные и дополнительные электроды из вольфрама, а внутренняя поверхность колбы покрыта тонким слоем люминофора. При подаче напряжения к электродам лампы в парах ртути высокого давления происходит электрический разряд, сопровождаемый интенсивным излучением света, в спектре которого отсутствуют оранжево-красные лучи, что делает лампу непригодной для освещения, поэтому состав люминофора, покрывающий внутреннюю поверхность колбы, подобран так, что под воздействием ультрафиолетовых лучей спектра он излучает оранжево-красный цвет, который, смешиваясь с основным световым потоком лампы, образует свет, воспринимаемый человеческим глазом как белый с легким зеленоватым оттенком. Четырехэлектродные ДРЛ отличаются от двухэлектродных наличием двух дополнительных электродов, подключенных к основным электродам через добавочные

сопротивления. Это облегчает зажигание лампы: при подаче напряжения к лампе между основным и ближайшим дополнительным электродами возникает тлеющий разряд, под действием которого пары ртути ионизируются, способствуя разряду между основными электродами. ДРЛ с цоколем диаметром 40 мм выпускают мощностью 250-1000 Вт. Значительно экономичнее ламп накаливания газоразрядные источники света (люминесцентные лампы и ДРЛ) – их светоотдача и срок службы в несколько раз превосходят светоотдачу и срок службы ламп накаливания.

Приборы и светильники осветительных электроустановок

Для присоединения источников света к электрической сети, управления ими и обеспечения требуемых режимов работы освещения служат приборы осветительных электроустановок, к которым относят патроны, выключатели, переключатели, штепсельные розетки и вилки, стартерные устройства для пуска люминесцентных ламп и др. По назначению, конструкции и способу установки различают патроны подвесные, арматурные с ниппелем или ниппельной шейкой, подвесные полугерметические с металлическим ушком, потолочные и стенные. В соответствии с размерами цоколей ламп патроны бывают с резьбой 14, 27 и 40 мм. Переключатели и выключатели однополюсные на напряжение до 250 В и на токи до 10 А предназначаются для коммутации электрических цепей осветительных электроустановок переменного тока частотой 50 Гц. Выключатели и переключатели однополюсные защищенного и герметического исполнений для открытой и скрытой установки должны выдерживать не менее 20 тыс. отключений. С целью повышения коммутирующей способности и износоустойчивости контактные части современных выключателей и переключателей выполняют из металлокерамики, что позволяет выдерживать свыше 200 тыс. отключений. Рис. 43. Подключение выключателя Выключатели и переключатели классифицируются на клавишные выключатели для скрытой и наружной установки, поворотные герметические выключатели, переключатели для скрытой установки и др. Однофазные и трехфазные электроприемники (переносные лампы, бытовые электроприборы, электрифицированный инструмент и т. п.) с номинальными токами до 10 и 25 А на напряжения до 250 и 380 В к электрической сети присоединение при помощи штепсельных соединений, которые состоят из двух основных элементов: розетки и вилки. Штепсельные розетки выпускаются с круглыми и плоскими контактами. Применение плоских контактов позволяет создать более надежное контактное соединение, сократить расход меди и почти вдвое по сравнению с круглыми увеличить срок службы. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных применяют двух– и трехполюсные штепсельные розетки с заземляющим контактом, к которому присоединяется проводник сети заземления для подключения переносных электроприемников к электрической сети напряжением выше 36 В. Электрические провода сечением до 2,5 мм 2 могут присоединяться к контактным

зажимам двухполюсных штепсельных розеток на токи до 10 А, провода сечением до 16 мм 2 —к трехполюсным розеткам на токи до 25 А. Осветительную арматуру условно разделяют на арматуру для ламп накаливания, ртутных ламп и для люминесцентных ламп в зависимости от источника света. Арматура светильников для ламп накаливания и ртутных ламп состоит из корпуса и закрепленного в нем патрона. К корпусу закрытых подвесных светильников прикрепляют снизу защитное стекло для предохранения лампы от загрязнений и механических повреждений, а сверху устанавливают ушко для подвешивания светильника к опорной конструкции. Горловина корпуса тяжелых светильников, устанавливаемых жестко на трубе, выполняется в виде патрубка с внутренней резьбой 3/4». Некоторые типы светильников снабжаются специальным устройством – бюгелем, имеющим два сальника для раздельного уплотненного ввода проводов питающей сети и крюк для подвески. Существует большое разнообразие конструкций светильников, отличающихся светотехническими характеристиками. Чаше всего арматура светильника для люминесцентных ламп представляет собой металлический корпус, в котором смонтированы пускорегулирующие устройства, ламподержатели, стартеродержатели и соединительные провода. Светильник присоединяется к питающей электрической сети при помощи зажимов, расположенных под одним из колпачков узла подвески. К корпусу арматуры обычно прикреплен отражатель, на котором в зависимости от конструкции светильника есть экранирующая решетка, защитное стекло или рассеиватель. По конструкции, светотехническим показателям и характеристикам светильники должны соответствовать условиям работы и окружающей среды, отвечать требованиям безопасности, быть удобными в обслуживании. Недостатком люминесцентных ламп и ДРЛ, включаемых в сеть переменного тока, являются периодические изменения их светового потока с частотой, равной удвоенной частоте тока питающей сети. Эти изменения светового потока, не воспринимаемые глазом человека в результате инерции зрения, весьма опасны, когда лампы применяют для освещения движущихся предметов. При пульсации светового потока искажается восприятие действительной скорости и направления движения предметов. Например, освещаемые люминесцентными лампами и ДРЛ детали машины или обрабатываемые предметы, вращающиеся с определенной частотой, могут показаться неподвижными и даже вращающимися в противоположную сторону. Поэтому при освещении помещений, в которых имеются станки и механизмы с вращающимися частями, применяются схемы включения люминесцентных ламп и ДРЛ, при которых устраняются нежелательные и опасные пульсации светового потока.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СВЕТ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СВЕТ, искусственный свет, возникающий при движении потока электронов по проводу или в газовой среде. В обычной ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЛАМПОЧКЕ свет возникает за счет НАКАЛИВАНИЯ металлической нити, обычно вольфрамовой, нагреваемой электрическим током. Во флуоресцентной трубке электрический ток проходит через газ, и атомы газа испускают невидимые ультрафиолетовые лучи, которые, попадая на покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность трубки, заставляют его светиться за счет ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ .

Научно-технический энциклопедический словарь .

• ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПОТОК
• ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

Смотреть что такое «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СВЕТ» в других словарях:

• электрический свет — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN electric light … Справочник технического переводчика
• Электрический свет — см. Электрическое освещение. Электрический свет (в применении к рыболовству). Давно уже подмечено, что сильный свет, особенно в ночное время, привлекает к себе многих животных, как воздушных, так и водных. Известно, что о маяки электрические… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
• ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СВЕТ — ♥ Если во сне вы зажигаете электрический свет, наяву вам удастся выяснить все обстоятельства запутанного и сложного дела. Тушить свет решите давнюю проблему, завершите давно надоевшее дело. Если вам снится, что вы вкручиваете электрическую… … Большой семейный сонник
• электрический свет — elektros šviesa statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. electric light vok. elektrisches Licht, n rus. электрический свет, m pranc. lumière électrique, f … Fizikos terminų žodynas
• Электрический свет в применении к рыболовству — Давно уже подмечено, что сильный свет, особенно в ночное время, привлекает к себе многих животных, как воздушных, так и водных. Известно, что о маяки электрические немало убивается птиц, что электрические фонари ночью собирают вокруг себя массу… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
• Электрический свет — Выяснить что то важное … Сонник
• Электрический свет, явление — см. Электрическое освещение … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
• ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ, электрическая, электрическое. 1. прил. к электричество. Электрический ток. Электрическая энергия. Электрический заряд. Электрический разряд. || Возбуждающий, производящий электричество. Электрическая машина. Электрическая станция.… … Толковый словарь Ушакова
• свет — [энергия] сущ., м., употр. наиб. часто Морфология: (нет) чего? света и свету, чему? свету, (вижу) что? свет, чем? светом, о чём? о свете и на свету искусственное и естественное освещение 1. Светом называют лучистую энергию, которая делает… … Толковый словарь Дмитриева
• электрический — прил., употр. сравн. часто 1. Электрическая энергия это энергия, которая используется людьми для освещения и обогрева жилых, производственных и других помещений. Меры по снижению тарифов на электрическую энергию. 2. Электрические явления это… … Толковый словарь Дмитриева

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
преобразование электроэнергии в свет в целях создания гигиенически благоприятных, комфортных и безопасных условий для зрительного восприятия.
ВНУТРЕННЕЕ ОСВЕЩЕНИЕ
На изложенных общих принципах должно базироваться освещение любого внутреннего помещения. Однако в таких общественных помещениях, как магазины и театры, где не ставятся крайне ответственные задачи зрительной работы и где воздействие на воображение и привлекательность более приоритетны, чем комфортность и эффективность зрительного восприятия, качество освещения имеет менее важное значение. Оно весьма существенно там, где приходится иметь дело с очень ответственными задачами зрительной работы, — в операционных, учреждениях, механических цехах, школьных классах, студенческих аудиториях. В качестве источников света для внутреннего освещения применяются в основном лампы накаливания и газоразрядные лампы (люминесцентные, ртутные и др.). Большинство учреждений, школ и общественных зданий освещается люминесцентными лампами или лампами накаливания, тогда как во многих производственных помещениях, особенно с высокими потолками, используются ртутные, а также люминесцентные лампы. Но во всех случаях источники света должны быть закрыты экранами, исключающими прямую блескость, а там, где это возможно, — и отраженную. В одном из конструктивных вариантов светильник с минимальной прямой и отраженной блескостью посылает почти весь свой выходной световой поток вверх, на потолок, который выполняет роль вторичного источника большой площади с малой яркостью. Еще один важный способ повышения качества внутреннего освещения — применение матового отделочного покрытия с высокой отражающей способностью для потолка, стен, пола и мебели. Это превращает потолок, стены, пол и мебель во вторичные источники света большой площади, благодаря чему не только повышается коэффициент использования света в помещении, но и увеличивается доля рассеянного света, а также устраняются резкие тени. Исследования условий оптимального освещения помещений, требующих комфортности, привели к следующим выводам: потолки лучше всего делать белыми с высоким коэффициентом отражения, порядка 85%; коэффициент отражения стен должен составлять 40-60% (при этом возможен широкий спектр приятных оттенков); коэффициент отражения мебели должен составлять около 35%, пола — не менее 20%. Эти требования подразумевают, в частности, что на окнах должны быть предусмотрены неяркие занавеси, задергиваемые в темное время суток, а поверхность стола должна иметь достаточно высокий коэффициент отражения, чтобы по яркости она не контрастировала с белой бумагой. Высокие коэффициенты отражения способствуют созданию идеальных условий для зрительной работы.
НАРУЖНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
Изложенные выше общие принципы относятся и к наружному освещению. Рекомендуемое количество света здесь обычно меньше, так как задачи зрительной работы менее ответственны и высокий уровень освещенности экономически неоправдан. Качество освещения тоже менее существенно, особенно при очень низких уровнях освещенности, но прямая блескость должна устраняться или сводиться к минимуму.
Освещение дорог. Главная цель освещения дорог — обеспечение хорошей видимости в ночное время, необходимой для безопасного и удобного движения пешеходов и транспорта. При проектировании дорог обычно учитываются такие факторы, как интенсивность движения, рельеф, статистика дорожно-транспортных происшествий, типы транспортных средств, ожидаемые скорости движения, правила парковки, строительные характеристики (размеры, материалы) и наличие особых участков — пересечений, развязок, мостов, путепроводов, подъездных путей. Источниками света на улицах городов и автомагистралях служат в основном газоразрядные лампы.
Заливающий свет. Заливающий свет, создаваемый лампами (накаливания и газоразрядными) с рефлекторами, применяется для наружного освещения зданий, а также для освещения стадионов, автомобильных стоянок и других открытых многолюдных зон. В широких масштабах такое освещение впервые было применено на Панамерикано-Тихоокеанской международной выставке в Сан-Франциско в 1915, где полная затрачиваемая на это мощность составляла около 8 МВт. С появлением более совершенных источников света стало возможно освещение заливающим светом многих видов спортивных сооружений — для игры в бейсбол, футбол, теннис.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА
Существуют два основных вида электрических источников света — лампы накаливания и газоразрядные лампы. Среди газоразрядных ламп особое место занимают люминесцентные.
ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ
В лампах накаливания свет испускает металлическая проволочка (нить), раскаленная добела проходящим по ней током.
Устройство лампы. Типичная бытовая лампа накаливания (общего назначения) состоит из следующих частей (рис. 1): нити накала в виде спирали из вольфрамовой проволочки, стеклянного баллона (который откачивается и заполняется инертным газом) и цоколя, который является объединяющей и силовой деталью лампы и имеет контакты для подключения нити накала к электропитанию. Все эти три элемента конструкции могут быть разного размера и различной формы в зависимости от назначения — лампа общего назначения, с внутренним отражателем, витринная, для уличного освещения, для автомобильных фар, для карманного фонаря, фотографическая лампа-вспышка. В бытовых лампах с тремя режимами накаливания имеются две нити накала, которые можно включать по отдельности и вместе, получая разную яркость. Средний срок службы большинства бытовых ламп при номинальном напряжении составляет 750-1000 ч.

Рис. 1. ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ. 1 — нить накала (в некоторых лампах монтируется вертикально — вдоль оси стеклянной опорной ножки); 2 — цоколь; 3 — стеклянный баллон.

ПЕРВАЯ ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ — копия лампы, изобретенной Т. Эдисоном в 1879. Нить накала лампы, полученная обугливанием хлопковой нитки, светила в течение 40 ч.

Достоинства и недостатки. Достоинства лампы накаливания таковы: низкая начальная стоимость лампы и необходимого для нее оборудования, компактность, благодаря которой она хорошо подходит для регулирования светового потока, надежная работа при низких температурах и довольно высокий при ее размерах световой выход. К недостаткам же, способным при некоторых обстоятельствах перевесить достоинства, относятся низкий световой КПД, высокая рабочая температура и заметные колебания светового выхода при изменениях напряжения питания.
ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ЛАМПЫ
В газоразрядных лампах электроэнергия преобразуется в свет при прохождении электрического тока через газ или пары металла. Цвет светового излучения зависит от рода газа, его давления и от вида люминофора, нанесенного на внутренние стенки стеклянного баллона лампы. Газоразрядные лампы наполняются инертными газами (неоном, аргоном, криптоном или ксеноном), а также парами ртути или натрия.
Ртутные лампы. Ртутные лампы типа применяемых в промышленности состоят из следующих частей (рис. 2): кварцевой трубки дугового разряда, наполненной аргоном и парами ртути; наружной стеклянной колбы (с внутренним люминофорным покрытием), окружающей трубку дугового разряда, закрывающей ее от воздействия потоков окружающего воздуха и предотвращающей окисление; цоколя, на котором держится вся лампа и имеются электрические контакты для подвода напряжения питания. Размеры и форма этих конструктивных элементов могут быть разными в зависимости от типа лампы — общего назначения (с прозрачной колбой, с люминесцентным покрытием, с исправленной цветностью, рефлекторная, полурефлекторная лампы), ультрафиолетовые, солнечного света и фотохимические лампы. Средний срок службы ртутных ламп общего назначения составляет 6000-12 000 ч. После того как ртутная лампа включена и в ней установился дуговой разряд, ток разряда через пары ртути сам по себе непрерывно нарастает. Поэтому его приходится ограничивать внешним балластным устройством.

Рис. 2. РТУТНАЯ ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЛАМПА — типичная конструкция 40-Вт лампы с люминофорным покрытием. 1 — наружная колба; 2 — рабочий электрод; 3 — токопроводящие стойки; 4 — кварцевая трубка дугового разряда; 5 — рабочий электрод; 6 — пусковой электрод; 7 — опорные траверсы трубки дугового разряда; 8 — пусковые резисторы; 9 — опорные элементы; 10 — внутреннее люминофорное покрытие.

Достоинства и недостатки. Ртутные лампы отличаются высоким световым КПД (в 2-3 раза большим, чем у ламп накаливания общего назначения), большим сроком службы и компактностью, благодаря чему они хорошо подходят для регулирования светового потока. Их недостатки — высокая стоимость лампы и вспомогательного оборудования, синевато-зеленый оттенок свечения и медленный повторный пуск. Цветность ртутной лампы исправляется применением внутреннего люминофорного покрытия.
Люминесцентные лампы. Люминесцентные лампы состоят из следующих основных деталей (рис. 3): стеклянного баллона, двух цоколей (с выводными контактами) на обоих концах баллона и двух подогревных катодов (электронных эмиттеров) из вольфрамовой нити или стальной трубки. Баллон наполнен парами ртути и инертным газом (аргоном); на внутренние стенки баллона нанесено люминофорное покрытие, преобразующее ультрафиолетовое излучение газового разряда в видимый свет. Конструкция лампы, представленная на рис. 3, типична для самых распространенных 40-Вт ламп.

Рис. 3. ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА — типичная конструкция лампы с холодными катодами, рассчитанной на токи ниже средних. 1 — ртуть; 2 — штампованная стеклянная ножка с электровводами; 3 — трубка для откачки (при изготовлении); 4 — выводные штырьки; 5 — концевая панелька; 6 — катод с эмиттерным покрытием. Трубка наполнена инертным газом и парами ртути. Внутренние стенки трубки покрыты люминофором.

Лампа действует следующим образом. Электрод на одном из концов лампы испускает электроны, которые с большой скоростью летят вдоль лампы, пока не произойдет столкновение со встретившимся атомом ртути. При этом они выбивают электроны атома на более высокую орбиту. Когда выбитый электрон возвращается на прежнюю орбиту, атом испускает ультрафиолетовое излучение. Последнее, проходя через люминофор, преобразуется в видимый свет.
Типы ламп. Люминесцентные лампы делятся на две группы соответственно типу электродов: с подогревными катодами и с холодными катодами. В лампах с подогревными катодами, которые рассчитываются на большие токи (1-2 А), как правило, используются спиральные активированные вольфрамовые нити накала. В лампах же с холодными катодами предусматриваются цилиндрические электроды с покрытием из эмиттерных материалов, и они рассчитываются на меньшие токи. Средний срок службы ламп с подогревными катодами зависит от наработки на один пуск: 7500 ч при 3 ч наработки на один пуск и более 18 000 ч в непрерывном режиме. Для ламп же с холодными катодами срок службы не зависит от числа пусков и достигает 25 000 ч. Лампы с подогревными катодами по способу их пуска делятся на лампы с предварительным прогревом, быстрого и моментального пуска. Как и все другие газоразрядные приборы, лампы с подогревными катодами нельзя присоединять к источнику питания без балластного устройства, ограничивающего ток (рис. 4). Лампы с предварительным прогревом нуждаются также в стартере; при пуске такой лампы замыкается стартер, и катоды, соединенные последовательно, подключаются к сети питания, так что по ним проходит ток. После того как катоды разогреются настолько, что могут эмиттировать электроны, стартер автоматически размыкается, и лампа загорается. В благоприятных условиях весь пуск занимает несколько секунд. В лампах быстрого пуска катоды нагреваются постоянно, а разряд возникает при повышении напряжения. Стартеры не требуются, и время пуска значительно меньше, чем у ламп с предварительным прогревом. В лампах моментального пуска не требуется ни прогрева катодов, ни стартера. Просто на катод подается повышенное напряжение, которое вызывает эмиссию электронов и зажигание разряда в лампе.

Рис. 4. ЛЮМИНЕСЦЕНТНАЯ ЛАМПА с подогревными катодами, рассчитанная на большие токи.

Достоинства и недостатки. К достоинствам люминесцентных ламп относятся высокая световая отдача (до 77 лм/Вт) и большая долговечность. Недостатки — высокая начальная стоимость лампы и светильника, шум дросселя стартера и мерцание. Хотя перечень недостатков обширнее, достоинства столь велики, что уже к 1952 лампы накаливания в США были вытеснены люминесцентными лампами в качестве основного электрического источника света.
Электролюминесцентные лампы. В отличие от люминесцентных ламп (в которых свет испускается при возбуждении люминофора ультрафиолетовым излучением газового разряда), в электролюминесцентных лампах, изобретенных в 1936, электроэнергия преобразуется непосредственно в свет благодаря применению специальных люминофоров. Лампа представляет собой многослойную конструкцию из слоя люминофора (цинк-сульфидного, активированного медью или свинцом) и двух электропроводящих пластин, одна из которых прозрачна. Устройство электролюминесцентных ламп двух типов показано на рис. 5. Цвет свечения лампы (синий, зеленый, желтый или розовый) зависит от частоты напряжения питания, а яркость — от частоты и напряжения. Электролюминесцентные лампы пока что не отличаются большой световой отдачей.
См. также ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЕ И ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ПРИБОРЫ.

Рис. 5. ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ двух разных типов в поперечном разрезе.

ПИКАДИЛЛИ — одна из центральных площадей Лондона.

ЛИТЕРАТУРА
Епанешников М.М. Электрическое освещение. М., 1973 Кнорринг Г.М. и др. Справочная книга для проектирования электрического освещения. Л., 1976 Лозовский Л.И. Проектирование электрического освещения. Минск, 1976 Кунгс Я.А., Фаермарк М.А. Экономия электрической энергии в осветительных установках. М., 1984

Энциклопедия Кольера. — Открытое общество . 2000 .