Введение
Первым по-настоящему массовым потребителем электрической энергии явилась система электрического освещения. Электрическая лампа и по нынешний день осталась самым распространенным электротехническим устройством.
В течение первой половины XIX в. господствующее положение занимало газовое освещение, имевшее существенные преимущества перед лампами с жидким горючим: централизация снабжения установок светильным газом, сравнительная дешевизна горючего, простота газовых горелок и простота обслуживания. Но по мере развития производства, роста городов, строительства крупных производственных зданий, гостиниц, магазинов, зрелищных помещений оно все менее удовлетворяло требованиям практики, так как было опасно в пожарном отношении, вредно для здоровья, а сила света отдельной горелки была мала.
Самая ранняя по времени лампа накаливания построена англичанином Деларю в 1809 г. В этой лампе накаливалась платиновая спираль, находящаяся в стеклянной трубке. Следующий шаг сделан в 1838 г., когда бельгиец Жобар стал накаливать угольные накаливания Деларю стержни в разреженном пространстве. Эта лампа была, конечно, дешевле, но срок ее службы был незначительным.
После 1840 г. предлагались многочисленные конструкции ламп накаливания: с телом накала из платины, иридия, угля или графита и т.д. В 1854 г. по улицам Нью-Йорка разъезжал немецкий эмигрант Гебель, на повозке которого находились подзорная труба и лампа накаливания. Последняя служила для привлечения публики, которая приглашалась взглянуть через подзорную трубу на кольца Сатурна. Замечательным было то, что источником света в лампе Гебеля служило обугленное бамбуковое волокно. Нить была помешена в верхнюю часть закрытой барометрической трубки, т.е. в разреженное пространство. Медные проводники подходили к нити накала сквозь стекло. Лампа Гебеля могла гореть в течение нескольких часов.
В 1860 г. изобретатель Сван (Англия) впервые применил для лампы накаливания обугленные полоски толстой бумаги или бристольского картона, накалявшиеся в вакууме.
12 апреля 1879 г. Эдисон получил первый патент на лампу с платиновой спиралью высокого сопротивления, а затем — на лампы с угольными нитями (27 января 1980 г.). Эдисон разработал систему откачки баллонов, технологию крепления вводов и угольной нити. 1 января 1880 г. Эдисон устроил публичную демонстрацию в Менло-Парке.
Уже в 80-е годы начинается быстрое развитие электрического освещения, все более расширяющееся массовое производство ламп накаливания, вызвавшее дальнейшее развитие электромашиностроительной промышленности, электроприборостроения, электроизоляционной техники и совершенствование способов производства и распределения электрической энергии. 2
Современную цивилизацию невозможно представить без электрического освещения. Осветительные установки являются одними из наиболее распространенных технических устройств, применяемых во всех сферах человеческой деятельности. На любом производственном предприятии, в сельском хозяйстве, в жилом и общественном секторе используется множество разнообразных световых приборов, обеспечивающих требуемую освещенность при отсутствии или недостатке естественного света. 3
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ
основано на свойстве эл-го тока накалять проводники с большим сопротивлением. Различают два основных типа э. осв.: при помощи дуговых ламп и лампочек накаливания. Так как э-во выгодно добывать только в большом количестве, то для э. осв. устраиваются э. станции, откуда ток разносится по проводам (воздушным или подземным в лампы, освещающие улицы или внутренность домов.
Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка.- Павленков Ф. , 1907 .
- ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТРАМВАЙ
- ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Смотреть что такое «ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ» в других словарях:
- электрическое освещение — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN electric light … Справочник технического переводчика
- 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… … Энциклопедия Кольера
- Электрическое освещение — § 1. Законы излучения. § 2. Тело, накаливаемое электрическим током. § 3. Угольная лампа накаливания. § 4. Изготовление ламп накаливания. § 5. История угольной лампочки накаливания. § 6. Лампы Нернста и Ауэра. § 7. Вольтова дуга постоянного тока.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
- стационарное электрическое освещение — 3.18 стационарное электрическое освещение: Искусственное освещение, обеспечивающее в темное время суток видимость дороги и дорожных сооружений для их эффективного использования и предотвращения дорожно транспортных происшествий. Примечание… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
- ОСВЕЩЕНИЕ — ОСВЕЩЕНИЕ, освещения, мн. нет, ср. 1. Действие по гл. осветить освещать. Освещение зданий. Освещение вопроса. || свет от излучения чего нибудь. Вечернее освещение. Искусственное освещение. 2. Техническое оборудование, дающее искусственный свет в… … Толковый словарь Ушакова
- Освещение уличное — Первые уличные фонари, горевшие на конопляном масле, появились в Петербурге в1718 г. предназначались для освещения окрестностей Зимнего дворца и Главного Адмиралтейства. Их проект разработал архитектор Ж. Б. А. Леблон. На рубеже ХVIII XIX… … Санкт-Петербург (энциклопедия)
- Освещение — I (санитар.). Дневное освещение. В прежнее время при постройке домов обращали мало внимания на надлежащее О. жилых помещений дневным светом. Этим, по крайней мере отчасти, объясняются ограниченные размеры окон в старинных домах и чрезвычайная… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
- Освещение — создание освещённости (См. Освещённость) поверхностей предметов, обеспечивающее Видимость этих предметов или возможность их регистрации светочувствительными веществами или устройствами. Значение О. определяется тем, что посредством зрения … Большая советская энциклопедия
- освещение — сущ., с., употр. сравн. часто Морфология: (нет) чего? освещения, чему? освещению, (вижу) что? освещение, чем? освещением, о чём? об освещении; мн. что? освещения, (нет) чего? освещений, чему? освещениям, (вижу) что? освещения, чем? освещениями, о … Толковый словарь Дмитриева
- Электрическое дорожное освещение стационарное — Стационарное электрическое освещение: искусственное освещение, обеспечивающее в темное время суток видимость дороги и дорожных сооружений для их эффективного использования и предотвращения дорожно транспортных происшествий. Источник: ГОСТ Р… … Официальная терминология
Электрическое освещение: источники света, назначение и исполнение светильников
1.Рабочее– создает необходимую освещенность на рабочих местах, в помещениях, на участках территории.
2.Аварийное– создает при погасании рабочего освещения осветительные условия, необходимые для продолжения работы, а также когда отсутствие освещения может вызвать тяжелые последствия для людей и производства.
3.Эвакуационное– создает безопасный выход людей из помещений, на лестницах, переходах.
4.Дежурное– предназначено для облегчения ориентировки в помещениях и на открытых территориях в нерабочее время при отключении рабочего и аварийного освещения.
5.Охранное– устраивается вдоль границ охраняемой территории предприятия или сооружения.
Различают 2 системы освещения:
1)общее (равномерное или локализованное)
2)комбинированное (общее + местное)
- Равномерное освещение создает одинаковую освещенность по всей площади помещения.
- Локализованное создает на разных участках разную освещенность.
- Местное – создает повышенную освещенность на рабочих местах.
1. Лампы накаливания.
1) ЛОН – лампы общего назначения. Заполнение – азот, аргон; аргон + криптон + азот. Срок службы ≈ 1000 часов, светоотдача до 19 Лм/Вт Преимущества: -широкий ассортимент по мощности, напряжению, по назначению (общее, местное освещение, прожекторное, транспортное, сигнальное); — простота эксплуатации, компактность, малая зависимость от окружающей среды. Недостатки: — очень большая зависимость от напряжения (при 0,9Uномсрок службы увеличивается до 3600 часов; при 1,1Uномснижается до 400 часов). 2) Галогенные (КГ) или йодные (КИ).Срок службы до 2000 часов, светоотдача до 22 Лм/Вт, единичная мощность до 3,5 кВт. Преимущества: — компактны; — улучшенная светоотдача; — цвет – белый. Недостатки: — должны работать только в горизонтальной плоскости; — зависимость от напряжения. 3) Инфракрасные лампы (ИК, ЗК, КЗ).
2. Люминесцентные лампы.
Разряд происходит в парах ртути. Видимый свет преобразует люминофор. От люминофора зависит спектральный состав светового потока. Преимущества: — высокая световая отдача до 90 Лм/Вт; — большой срок службы до 15 тыс. часов. Недостатки: – обязательна пускорегулирующая аппаратура (* стартерная, * безстартерная, * мгновенного розжига); — большие размеры лампы; — зависимость от окружающей среды ( Т=+5°С – 40°С); — обладает пульсацией светового потока при работе на переменном токе, что приводит к стробоскопическому эффекту, т.е. искажается восприятие вращающихся объектов; — необходимо применять специальные схемы включения.
3. Лампы высокого давления.
1) ДРЛ Разряд проходит в колбе с парами ртути (ультрафиолетовый диапазон). Видимое освещение преобразуется во внешней колбе с люминофором. Бывают 2-х и 4-х электродные. Преимущества: — компактны; — не зависят от окружающей среды ( — 40 °С до — 80°С ); — высокая светоотдача 40 – 50 Лм/Вт; — мощность 80 – 2000 Вт; — срок службы до 10 – 18 тыс. часов. Недостатки: – длительное время разогревания до 7 минут; — полный спектр излучения ( дают синий цвет), что уменьшает область применения (освещение, промышленность). 2) ДРИ В ртутную среду лампы дополнительно вводятся йодиты натрия и скандия. Спектр излучения близок к солнечному. Мощность 250 – 3000 Вт. Преимущества: — высокая светоотдача 90 Лм/Вт; — срок службы до 3000 часов. Применение: для освещения общественных и промышленных зданий, открытых пространств. Недостатки: – сложная зажигающая аппаратура.
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 .