Vrste plinskih žarulja. Vrste i princip rada modernih LED svjetiljki

Svjetiljka s izbojem je izvor svjetlosti koji emitira energiju u vidljivom području. Fizička osnova je električno pražnjenje u plinovima. Žarulje s pražnjenjem nazivaju se i jednostavno žarulje s pražnjenjem.

Svjetiljke s pražnjenjem: vrste i vrste

Vrste (vrste) žarulja s izbijanjem:

Uređaj:

pljoska;
postolje;
plamenik;
glavna elektroda;
elektroda za paljenje;
otpornik za ograničenje struje.

Princip rada

U punilu unutar tikvice dolazi do električnog pražnjenja između elektroda. Ova energija postaje svjetlost koja se raspršuje i prenosi kroz staklenu žarulju.

Diode su opremljene balastom za stabilizaciju, ograničavanje struje, paljenje. Za sve plinske žarulje izlaz svjetla nije trenutačan - potrebno je oko dvije do tri minute da uređaj akumulira punu snagu.

GL klasifikacija

Razlikovati se:

prema vrsti ispuštanja;
prema vrsti plina;
sastav metalne pare;
unutarnji pritisak;
korištenje fosfora;
djelokrug.

Također se razlikuju prema klasifikaciji proizvodnih pogona prema karakterističnim značajkama struktura:

oblik i veličina tikvice,
dizajn elektrode,
korišteni materijali,
interni dizajn baze i izlaza.

Postoji mnogo znakova po kojima se obično klasificiraju žarulje s izbojem u plinu. Kako se ne biste potpuno zbunili, preporučujemo da prođete kroz popis:

vrsta unutarnjeg plina (metalne pare ili njihove kombinacije - ksenon, živa, kripton, natrij i drugi, kao i plinovi);
unutarnji radni tlak (0,1 - 104 Pa - nizak, 3 × 104 - 106 Pa - visok, 106 Pa - ultra visok);
vrsta unutarnjeg pražnjenja (puls, luk, sjaj);
oblik tikvica (T - cjevasti, W - sferni);
način hlađenja (uređaji s vodom, prirodno, prisilno hlađenje);
nanošenje fosfora na tikvicu označeno je slovom L.

Prema izvoru svjetlosti GL se dijele na:

fluorescentne svjetiljke (LL) sa svjetlošću koja izlazi iz fosfornog sloja koji prekriva diodu;
plinsko svjetlo s odlaznom svjetlošću iz plinskog pražnjenja;
elektrosvjetlost, koja koristi sjaj elektroda (pobuđuju se plinskim izbojem).

Po pritisku:

GRLVD - visokotlačne plinske žarulje;
GRLND - niskotlačne plinske žarulje.

Pražnjenja karakterizira visoka učinkovitost transformacije električne energije u svjetlost.

GRL karakteristike


Učinkovitost	Od 40 do 220 lm/W
Reprodukcija boja	Ra>90 je odličan, Ra>80 je dobar
Boja emisije	Od 2200 do 20000 K
Snaga žarulje s pražnjenjem	GL, u usporedbi s fluorescentnim, obdareni su povećanom snagom, što omogućuje postizanje koncentriranog intenzivnog svjetla, zadržavajući sve prednosti tehnologije plinskog pražnjenja (fleksibilnost i ekonomičnost u odabiru boje)
Razdoblje usluge	3000 do 20000 sati
	Kompaktna veličina luka koji zrači omogućuje vam stvaranje svjetlosnih zraka visokog intenziteta

Karakteristike različitih vrsta GRL

Model	Opis
	Supstanca: pare metala žive. Vrsta svjetiljki s izbojem u plinu, električni izvor svjetlosti, plinsko pražnjenje u živinim parama koristi se izravno za stvaranje optičkog zračenja.
	Supstanca: pare metala žive. UV orijentirana električna živina žarulja sa žaruljom od kvarcnog stakla. Tu su i živino-kvarcne žarulje.
	Supstanca: pare metala žive. Razne visokotlačne žarulje s izbojem (GRL).
	Supstanca: pare metala žive. Razne električne diode koje se široko koriste za osvjetljavanje velikih i voluminoznih područja (tvorničke trgovine, ulice, gradilišta), gdje nema zahtjeva za reprodukciju boja svjetiljki, ali je potrebna visoka svjetlosna snaga, DRL svjetiljke, u pravilu, s snage od 50 do 2000 W, u početku su dizajnirani za rad u izmjeničnoj mreži s naponom napajanja od 220 V.
	Supstanca: pare metala žive. Načelno sličan radu sa živom i natrijem, ali s prednošću. Volframova spirala omogućuje uključivanje svjetiljke bez balasta, koristi se u rasvjetnim tijelima usmjerenim na osvjetljavanje industrijskih objekata, ulica, otvorenih prostora, parkova
	Supstanca: natrij. Natrijeva žarulja je električni izvor svjetlosti, kao svjetlosno tijelo - plinsko pražnjenje u natrijevim parama. Dominantno u spektru je rezonantno zračenje natrija, svjetlost je jarko narančasto-žuta.
	Tvar: inertni plinovi. Iznutra ispunjen niskotlačnim neonom koji emitira narančasto-crveni sjaj.
	Tvar: inertni plinovi. Spadaju u izvore umjetne svjetlosti, u njihovoj boci ispunjenoj ksenonom svijetli električni luk, emitira jarko bijelu svjetlost, u spektru bliskom dnevnom svjetlu.
	Supstanca: neon sa živom. Ispunjeni neonom i živom, djeluju kao indikator; u normalnom načinu rada, sjaj žive nije vidljiv, ali kada se pražnjenje zapali na najudaljenijim elektrodama, postaje vidljivo, indikatorske su karakterizirane narančasto-crvenom bojom sjaj, kao materijal elektroda - molibden, željezo, aluminij, nikal. Katoda je obložena sredstvom za aktiviranje kako bi se smanjio prag paljenja. Priključuje se na mrežu odgovarajućeg napona preko balastnog otpornika, koji sprječava prijelaz tinjajućeg izboja u lučno izboj, dok je kod pojedinih tipova žarulja u postolje ugrađen otpornik za ograničenje struje, a žarulja sama je spojena izravno na mrežu.

Karakteristike različitih vrsta GRL

Model	Opis
D2S	Dioda s bazom. Dobra zamjena za običnu u lećenoj optici automobila. Ugrađuje se u prednja svjetla za kratko i daleko osvjetljenje - osvjetljava i cestu i rub ceste. Prosječni vijek trajanja je 2800-4000 sati. Otporan na potrese, visok indeks kvalitete svjetla. Svjetlosni tok - 3000-3200 lm. Temperatura boje - 4300 K. Potrošnja energije - 35 vata.
D1S	ksenonsko svjetlo. Montira se u prednja svjetla automobila, duga i kratka svjetla. Sa postoljem. Također dizajniran za optiku s lećama. Svjetlosni tok - 3200 lm. Potrošnja energije - 35 vata. Temperatura boje - od 4150 do 6000K. Vijek trajanja - ne manje od 3000 sati.
	Živa s pražnjenjem u plinu s bazom E40. Ugrađuje se u svjetiljke s uloškom E40. Koristi se za vanjsku i unutarnju rasvjetu.Radi zajedno s prigušnicama. Vijek trajanja 5000 sati. Nazivna snaga 250 W. Temperatura boje 5000K.
D4S	Pouzdan i kvalitetan izvor svjetla. Ekološki prihvatljiv. Ugrađuje se u prednja svjetla automobila. Karakterizira ga široki spektar zračenja. Nazivna snaga 35 W. Svjetlosni tok - 3200 lm, vijek trajanja - 3000 sati. Temperatura boje - od 4300 do 6000 K.
D3S	Izvorna linzovannaya optika s bazom. Nazivna snaga 35 W, svjetlosni tok - 3200 lm. Vijek trajanja - 3000 sati. Temperatura boje - od 4100 do 6000K. Vijek trajanja 3000 sati. Bez žive. Dizajniran za osvjetljenje automobila.
H7	Baza za halogene žarulje.
	Žarulja sa živinim parama visokog izboja. Ugrađuje se u rasvjetna tijela s uloškom E40, koristi se za vanjsku i unutarnju rasvjetu, a radi u kombinaciji s prigušnicama. Nazivna snaga 250 W, svjetlosni tok - 13000 lm. Temperatura boje - 4000 K, baza E40.
	GL s elipsoidnim oblikom tikvice. Koristi se za vanjsku i unutarnju rasvjetu. Baza E27. Svjetlosni tok - 6300 lm. Snaga 125W. Temperatura boje - 4200 K.
	GL s elipsoidnim oblikom tikvice. Koristi se za vanjsku i unutarnju rasvjetu. Postolje E40. Svjetlosni tok - 22000 lm. Snaga 400 W. Temperatura boje - 4000 K.
	GL se koristi za vanjsku i unutarnju rasvjetu. Postolje E40. Svjetlosni tok - 48000 lm, snaga 400 vata. Temperatura boje - 2000 K.
	GL DNAT, učinkovit izvor svjetlosti sa smanjenom razinom UV zračenja. Snaga 400 W. Cjevast s jednostranom bazom u obliku tikvice. Postolje E40. Temperatura boje - 2100 K. Izlazna svjetlost - 120lm / W. Koristi se u sobnim svjetiljkama i za osvjetljavanje biljaka. Vijek trajanja - 20 000 sati.
	Odnosi se na liniju monokromatskog natrija GLND. Visoka učinkovitost do 183 lm/W. Emituje monokromatsko toplo žuto svjetlo. Dizajniran za osvjetljavanje prometnica s maksimalnom svjetlinom i minimalnom potrošnjom energije, za osvjetljavanje pješačkih prijelaza umjesto fluorescentnih i živinih izvora svjetla. Temperatura boje - 1800 K, baza 775 mm.
	Visokokvalitetni metalhalogeni izvori svjetla, dvostruki. Posebno dizajniran za uređaje koji stvaraju svjetlosne tokove. Punjenje svjetiljki je živa i elementi rijetke zemlje, što stvara snop svjetlosti visoke svjetline s prilično dobrim indeksom reprodukcije boja. Nisko infracrveno zračenje, visoka izlazna svjetlost, mehanička čvrstoća, izvrsna svjetlosna izvedba, stabilnost temperature boje, mogućnost ponovnog pokretanja u radnom stanju. Snaga 575 W. Svjetlosni tok 49000 lm. Temperatura boje - 5600 K, vijek trajanja - 750 sati.
	Originalni D1S broj.
	Učinkovit izvor svjetla, visoke kvalitete, svjetlosni tok 48000lm. Temperatura boje - 2000 K, radni vijek - 24000 sati. Postolje E40. Cjevast s jednostranom bazom u obliku tikvice. Svjetlosna učinkovitost - 120 lm / W. Snaga 400 W. Koristi se za umjetno osvjetljenje cvjetnjaka, staklenika, rasadnika za biljke.
	Originalni broj D3S kratka svjetla. Koristi se za rasvjetu automobila.
	ksenonska lampa. Snaga 35 W. Baza D2S. Temperatura sjaja je 4300 K. Emitira svjetlost blisku dnevnoj svjetlosti. Dugi vijek trajanja, pali se bez odgode, orijentiran za korištenje u automobilu.
	Kvalitetna xenon dioda snage 35W. Baza D1S. Koristi se u automobilima u kratkim svjetlima.
	Kvalitetna ksenonska lampa snage 35W. Montiran u dvostruka prednja svjetla.

Karakteristike GRL tipa DNAT


	Fluorescentna lučna živina svjetiljka. Snaga 125 W, svjetlosni tok 5900 lm, radni vijek 12000 sati. Orijentiran za uličnu rasvjetu, velike industrijske i skladišne prostore. Postavljeni su u reflektor, radi se na mrazu.
	Natrijeve žarulje, svjetlosni tok 15000 lm. Msnaga 150 W, radni vijek - 15000 sati, baza E27. Ima različita područja primjene - u staklenicima, rasadnicima, cvjetnjacima, za osvjetljavanje podzemnih prolaza, ulica, zatvorenih sportskih kompleksa.
	Natrijeve žarulje, svjetlosni tok 9500 lm. Msnaga 100 W, vijek trajanja - 10000 sati. Baza E27. Ima različita područja primjene - u staklenicima, rasadnicima, cvjetnjacima.

Opseg GL

Karakterizira ih širok raspon primjena:

ulična rasvjeta u urbanim i ruralnim područjima, u lampionima za osvjetljavanje parkova, trgova i pješačkih staza;
rasvjeta javnih prostorija, trgovina, proizvodnih pogona, ureda, tržnica;
kao osvjetljenje reklamnih panoa i vanjskog oglašavanja;
visokoumjetnička rasvjeta pozornica i kina uz korištenje posebne opreme;
za rasvjetu vozila (neon);
u kućnoj rasvjeti.

Reflektor: opseg i vrste

Za otvorene prostore, za rasvjetu:

industrijska područja;
sportski kompleksi i stadioni;
kamenolomi;
fasade zgrada i raznih građevina;
spomenici;
spomen obilježja;
zabavne emisije;
stočarski kompleksi.

VAŽNO! Reflektori se razlikuju po obliku reflektora i snopu zračenja.

asimetričan;
simetričan.

Pogled	Područje primjene
Za stroboskop	U foto bljeskalicama koriste se pulsirajuće žarulje s izbojem u plinu tipa IFC-120. Stroboskopski efekt često se koristi u noćnim klubovima: plesači u zamračenoj prostoriji osvijetljeni su bljeskovima, dok izgledaju zaleđeno, a sa svakim novim bljeskom mijenjaju im se poze
Za uličnu rasvjetu	Izvor svjetlosti GL za uličnu rasvjetu je izgaranje plinovitog goriva, koje pridonosi stvaranju električnog pražnjenja: metan, vodik, prirodni plin, propan, etilen ili druge vrste plina. Čimbenik za korištenje GL za uličnu rasvjetu je visoka učinkovitost njihovog rada (izlaz svjetlosti - 85-150 lm / W). Često se koristi za dekorativnu uličnu rasvjetu, radni vijek doseže 3000-20000 sati
Za biljke	Za osvjetljavanje velikog zimskog vrta u pravilu se koriste općenamjenske LL, visokotlačne živine, natrijeve GL, savršene metalhalogene žarulje. Možete koristiti jednu ili više stropnih svjetiljki s prilično snažnim (od 250 W) metalhalogenim ili natrijevim diodama s izbojem u plinu

Nedostaci i prednosti GRL


Nedostaci plinskih žarulja	velike dimenzije; dugi izlaz na način rada; potreba za PRA, što se odražava u trošku; osjetljivost na padove i strujne udare; zvuk tijekom rada, treperenje; korištenje otrovnih komponenti u njihovoj proizvodnji, što zahtijeva posebno zbrinjavanje.
Prednosti	ne ovise o uvjetima okoline; karakteriziran kratkim razdobljem zagrijavanja; blagi pad svjetlosnog toka prema kraju razdoblja usluge.
Prednosti	profitabilnost; dug radni vijek; visoka efikasnost.

Kako testirati plinsku svjetiljku?

Potrebno je poštovati nekoliko pravila:

nemojte žuriti s umetanjem nove prikladne svjetiljke umjesto stare, morate paziti da leptir za gas nije zatvoren, inače će dvije spirale izgorjeti odjednom;
prvo stavite diodu s cijelim spiralama, ali ne radnu, u kojoj plin treperi ili slabo svijetli. Ako spirale ostanu netaknute, tada možete staviti novu žarulju, ali ako izgore, promijenite gas;
ako su potrebni popravci, trebali biste početi sa starterom koji češće kvari u usporedbi s drugim komponentama svjetiljke;
Žarulje sa žarnom niti
1. niska svjetlosna snaga;
2. radni vijek od oko 1000 sati;
3. nepovoljan spektralni kompleks koji iskrivljuje prijenos svjetlosti;
4. obdareni velikom svjetlinom, ali ne daju ravnomjernu raspodjelu svjetlosnog toka;
5. žarnu nit treba prekriti kako bi se spriječilo da izravna svjetlost uđe u oči i ošteti ih.
Koja je razlika između GRL (pročitajte gore) i LED?

LED:
- visoka učinkovitost potrošnje energije;
- ekološki prihvatljivi, ne trebaju posebne uvjete za održavanje i odlaganje;
- vijek trajanja - kontinuirani rad od najmanje 40-60 tisuća sati;
- svjetlosni tok se stabilizira u cijelom rasponu napona napajanja od 170-264 V, bez promjene parametara osvjetljenja;
- brzo paljenje;
- odsutnost žive;
- nedostatak početnih struja;
- postoji mogućnost prilagodbe glavne snage;
- izvrsna reprodukcija boja.

U našem dobu raširene elektrifikacije, navikli smo smatrati električno pražnjenje nečim pogrešnim, a negdje čak i opasnim. Stoga, u riječima "svjetiljka za pražnjenje" mnogi vide paradoks.

Dugo je vremena struja prestala biti zanimljivost. Doslovno nas okružuje sa svih strana. U zidovima kuća, stanova postavljaju se ožičenje kroz koje električna struja neprekidno teče, čak i ako TV nije uključen i sva svjetla su isključena. Hladnjak se i dalje tiho uključuje cijelo vrijeme i čuva hranu za nas, napaja se iz mreže. Isto je i s drugim uređajima: LED diode na prekidačima - pa čak i one, barem malo, ali prolaze struju. Ali pražnjenje u našim mrežama je nešto izvanredno. Ako se slučajno zatvore dvije žice u jednoj utičnici, doći će do kratkog spoja, odnosno pražnjenja. A ovo je nesreća i trenutno gašenje mreže zaštitnom automatizacijom. Ili ako smo sami naelektrisani, jednostavno od trenja odjeće, tada čim dotaknemo nešto metalno, pojavit će se iscjedak: lagano, ali osjetljivo, peckat će se ili čak tresti. Ali obično jednom. Pa nabijeni kondenzator može šokirati, odnosno prazniti se kroz nas.

Postoji dosta vrsta ocjena. Najčešće se susrećemo s iskričastim pražnjenjem, što je upravo ono što nam se ne sviđa. Iako znamo da u autu tjera motor da radi.

Vrste električnih pražnjenja

S lijeva na desno: iskra, luk, korona, sjaj. Tu su i egzotične vrste - djelomično i Townsend (tamno - nije ovdje).

Neke od njih koristimo, neke tek pokušavamo staviti u funkciju, s nekima se borimo.

Ali ovdje je tinjajući iscjedak, možda se zove tako "nježno" da kaže: da, ovo je iscjedak, ali ne tako strašan. Doista, ne udari, kao iskra ili munja, u djeliću sekunde, da bi odmah prestala. Tinja, odnosno teče poput obične i svima nama poznate električne struje. I ne samo da teče, već i svijetli - sve su to električne svjetiljke u kojima svijetli plin, a ne metalna žica. To su plinske žarulje.

Najzanimljivije u cijeloj ovoj priči je to što su otkrili sjaj plina pod djelovanjem pražnjenja i prije nego što su se pojavili “pravi” električni uređaji. Odnosno, takvi uređaji u kojima bi električna energija zajamčeno radila.

Prvo je sjaj plina prikazan kao fokus. A kao izvor energije nisu korišteni generatori ili baterije, već elektrifikacija predmeta raznim trikovima, što je omogućilo stvaranje naboja na površini. Elektrifikacija je poznata od davnina, samo su je pokušavali nekako pojačati, u skladu sa svojim shvaćanjima. Na primjer, velika kugla sumpora, postavljena na metalnu šipku, uvrnuta je rukom i dobivena je "električna energija" u prilično velikoj količini, koja se oglasila iskrenjem ili užarenim plinom. Bilo je i drugih eksperimenata koji su se uobičajeno izvodili s pozornice za javnost ili u mondenim svjetovnim salonima za odabrano društvo. Proučavali su i demonstrirali "životinjski magnetizam", alkemijske transformacije koje su bile ukorijenjene u "hermeneutičkoj filozofiji".

Sukladno tome, prikupljanje električne energije za potrebe demonstracija moglo se odvijati ne na nekakvoj industrijskoj opremi, već na stvarima koje su više pripadale kategoriji kazališnih rekvizita.

Međutim, takvi su se pokusi pokazali dobrim djelom: ljudi nisu vidjeli samo fizičku - odnosno ne magičnu - pojavu, već su shvatili da ona sadrži određenu moć koja je ljudima dostupna, a koja se može akumulirati i mjeriti.

I od tada je daljnje proučavanje električne energije išlo u smjeru njezine pripitomljavanja i široke uporabe za dobrobit čovječanstva.

Mnogi istraživači tog vremena dobili su tajanstveni sjaj. Na primjer, Lomonosov je otkrio sjaj u staklenoj posudi plinovitog vodika. I nisu svi ti sjajevi bili ono što se danas zove "sjajni izboj". Činjenica je da plin može primiti energiju na različite načine, a zatim tu energiju zračiti u obliku svjetlosti određene valne duljine. To može biti vanjski električni napon primijenjen na dvije elektrode ugrađene u posudu s plinom. Pri određenoj vrijednosti napona, kao i pri određenom razrijeđenju plina, tok elektrona će jurnuti od elektrode s viškom elektrona do elektrode s njihovim nedovoljnim brojem. I, "naletjevši na cestu" na atome plina, elektroni ih aktiviraju i u ovom slučaju nastaje tinjajuće pražnjenje.

Ali nešto slično može se dogoditi ne samo zbog protoka elektrona koji se kreću. I, na primjer, izravno od utjecaja vanjskog magnetskog polja. Pojavit će se tinjajuće pražnjenje, vrlo slično polarnoj svjetlosti. I sam sam to vidio na fluorescentnim svjetiljkama, isključenim iz električne mreže, ali na koje je djelovalo magnetsko polje rotirajućih magnetskih bubnjeva. Starija računala ponekad su imala uređaje velike poput ormarića. Upravo su u mraku u blizini takvih ormara fluorescentne svjetiljke davale zanimljive svjetlosne uzorke, slične sjevernom svjetlu.

Boja sjaja svjetiljki s izbojem u plinu ne ovisi o izvoru energije. Plin se obično sastoji od homogene mase najjednostavnijih molekula u jednom ili dva atoma (H2 - vodik, Ar - argon) i radi kao jedan atomski mehanizam. U njemu elektroni, primajući energiju iz vanjskog izvora, skaču na drugu razinu - u "pobuđeno" stanje, a zatim se vraćaju natrag, izbacujući svoju energiju koja ih je "pobudila" u obliku kvanta svjetlosti strogo definiranih valnih duljina. . Tako se dobivaju sjaji iste boje, jednobojni. Ili nekoliko boja koje odgovaraju energetskim prijelazima elektrona u elektronskim ljuskama atoma plina. Na taj način se mogu dobiti lampe koje svijetle određenim bojama, za razliku od sunca sa svojim kontinuiranim spektrom ili plamena vatre, svijeće ili žarulje sa žarnom niti.

Istovremeno, energetski procesi su vrlo jednostavni, a time i vrlo učinkoviti, imaju visoku učinkovitost. Odnosno, žarulja sa žarnom niti daje cijeli spektar, koji se dobiva iz kaotičnog toplinskog gibanja molekula čvrste spirale volframa. Molekule užarenog volframa jure kao lude oko svojih mjesta u kristalnoj rešetki i bjesomučno emitiraju svjetlosne kvante svih zamislivih energija i frekvencija u svim mogućim smjerovima. U tom spektru postoji nama vidljiva svjetlost, a postoji i infracrveno zračenje koje ne možemo vidjeti. A tu je i samo konvekcija - prijenos toplinske energije izravno na molekule plinovitog medija svjetiljke. Ovo zagrijava staklenu bocu, koja zauzvrat zagrijava zrak u prostoriji, bazu, uložak, žice ... Ispostavilo se da samo 5-10% energije dolazi od žarulje sa žarnom niti. Dok plinsko svjetlo daje, prema različitim procjenama, od 25 do 40%.

Vrste žarulja s izbojem

Svjetiljke s izbojem u plinu su stakleni (od stakala posebnog sastava) cilindar ispunjen plinom i elektrodama ugrađenim unutra. Električni napon se na njega dovodi kroz bazu. Plin unutra može biti pod niskim ili visokim tlakom. Na temelju toga razlikuju se niskotlačne žarulje s pražnjenjem, visokotlačne žarulje i ultravisokotlačne žarulje. Preostale razlike odnose se uglavnom na sastav plinovitih medija unutar cilindra i premaz cilindra. O tome ovise karakteristike sjaja svjetiljki.

Još jedna važna značajka dizajna svjetiljki (uključujući žarulje s izbojem) je dizajn i veličina baze, koja određuje dizajn grla, a time i mogućnost ugradnje takvih svjetiljki u rasvjetna tijela.

A, b - niski tlak;
c, e – visoki tlak;
d - ultravisoki tlak
a - natrij, b - luminiscent, c - živa, d - ksenon, e - natrij
(s posebnim premazom tikvice - polikristalni aluminij)

Inertni plinovi kojima su svjetiljke napunjene mogu svijetliti bojama vlastitog prugastog spektra emisije. Ispada obojeni sjaj u koji su se oglašivači odmah zaljubili i počeli su ga koristiti za izradu spektakularnih šarenih natpisa. Različiti inertni plinovi daju različite boje sjaja.




Kripton

Za uobičajenu rasvjetu obično se koriste žarulje koje sadrže mješavinu plinova ili mješavinu plinova i para metala - posebice žive ili natrija.

Plinsko svjetlo može sadržavati ultraljubičaste komponente, u kojem slučaju možete:

koristiti takve svjetiljke kao izvore ultraljubičastog zračenja;
promijeniti emisioni spektar na drugi način: raspršivanjem posebnog premaza s unutarnje strane cilindra koji apsorbira zračenje plina i ponovno ga zrači svjetlošću prihvatljivijom za konzumaciju.

Takve se tvari nazivaju fosfori, a svjetiljke fosforne ili luminiscentne.
Razne fluorescentne svjetiljke su plinsko-svjetleće štedne žarulje koje su danas u širokoj upotrebi.

Primjena

Štedne žarulje proizvode različite nijanse boja, ali takve da ih ljudsko oko percipira što prirodnije. Istodobno, nijanse boje ili temperature svjetlosti variraju: od toplije do bijele boje bliske dnevnom svjetlu. Štedne žarulje proizvode se u stupnjevanju svjetline na gotovo isti način kao što se radi sa žaruljama sa žarnom niti, ovaj se sustav razvijao tijekom godina. Male žarulje sa žarnom niti - 25 vata (stolna računala), veće - 60, 75 vata (lusteri, podne svjetiljke), 100-120 vata (hodnici, velike sobe) i tako dalje. Slično se proizvode i štedne žarulje u smislu svjetline, iako je njihova potrošnja energije smanjena za faktor 2-4 zbog veće učinkovitosti. Još jedna posljedica toga je da se gotovo i ne zagrijavaju. A to također ima mnoge prednosti: patrone se ne zagrijavaju, plastični abažuri se ne tope, i tako dalje.

Druge svjetiljke daju jako usmjereno svjetlo: na primjer, ksenonske žarulje koriste se u reflektorima i prednjim svjetlima automobila.

Postoje lampe boje koje nisu baš dobre za ljudske oči, ali su učinkovite u osvjetljavanju biljaka. To su natrijeve žarulje različite snage. Daju jarko žuti sjaj, biljke dobro vegetiraju od njih, pa se koriste u staklenicima.

Žarulja s izbojem je svjetiljka koja emitira energiju u vidljivom opsegu. Treba odmah napomenuti da su takve svjetiljke vrlo učinkovite u smislu pretvaranja električne energije u svjetlosnu energiju. Do danas je nevjerojatno poskupjela električna energija, ali i rasvjetna oprema. I iz tog razloga, uvođenje novih tehnologija počinje smanjivati troškove proizvođača i činiti korištenje električne energije pristupačnijim.

Žarulje s pražnjenjem koje se koriste za rasvjetu konvencionalno se dijele u tri različite skupine, prema principu koji izvor svjetlosti izlazi i koristi ga osoba. Prije svega, to su lučne živine fluorescentne, metalhalogene i visokotlačne natrijeve žarulje.
Prema rasporedu svih glavnih elemenata, ove se svjetiljke malo razlikuju jedna od druge. U plameniku izrađenom od izdržljivog vatrostalnog materijala, koji je vrlo kemijski otporan, dolazi do žarenja. Sve se to događa u prisutnosti plinova i metalnih para. Taj se proces naziva elektroluminiscencija. Za živine fluorescentne, kao i za metal halogene žarulje, plamenik je izrađen od kvarca. Što se tiče visokotlačnih natrijevih svjetiljki, njihov plamenik izrađen je od polikorna - posebne keramike. Svi plamenici sadrže plin za paljenje, koji može biti ksenon ili argon. Također uvijek sadrže metalne pare pod visokim pritiskom. Prema tome, u lučnim živinim fluorescentnim žaruljama postoje živine pare, u metalnim halogenim žaruljama - živine pare i mješavine halogenida nekih drugih metala. Visokotlačne natrijeve žarulje sadrže živu i natrijeve pare.

Pod utjecajem napona, koji se primjenjuje na elektrode plamenika, dolazi do pražnjenja. Kako bi se olakšalo paljenje, mnoge svjetiljke ugrađuju pomoćnu elektrodu. Sam plamenik je u velikoj žarulji, koja je obično prozirna (za visokotlačne natrijeve žarulje, kao i za metalhalogene žarulje). U živinim fluorescentnim žaruljama žarulja je iznutra presvučena fosforom, što utječe na kvalitetu reprodukcije boja.
Posebnu pozornost treba obratiti na živinu žarulju koja radi na principu da se izvor svjetlosti dobiva na bazi spojeva plinskog pražnjenja i živine pare. Također su podijeljene u skupine, ovisno o tlaku: to mogu biti svjetiljke s niskim tlakom, visokim i ultra-visokim.
Neke svjetiljke nemaju vanjsku žarulju. Često su to male visokotlačne natrijeve žarulje i metalhalogene žarulje. Najčešće se takve svjetiljke koriste za ugradnju u reflektore i druge slične objekte. Sve svjetiljke karakterizira činjenica da njihova snaga može doseći visoke stope: oko 1000 ili 2000 vata. Ako se za unutarnju rasvjetu koriste metalhalogene i visokotlačne natrijeve žarulje, njihova snaga kreće se od 35 do 70 W, za lučne živine fluorescentne žarulje u ovom slučaju snaga će biti 50, 80, 125 W.

Svjetiljka se često karakterizira koliko je osjetljiva na padove napona. Dakle, najneosjetljivije na fluktuacije napona su lučne živine fluorescentne svjetiljke. Ako se napon promijeni za oko 15% gore ili dolje, tada takva svjetiljka povećava ili smanjuje svoj svjetlosni tok za oko 30%.
Ove lampe mogu se koristiti dosta dugo. Njihov vijek trajanja je oko petnaest tisuća sati. Ali ponekad radni vijek visokotlačnih natrijevih svjetiljki može doseći dvadeset tisuća sati.
Važna točka je izlaz svjetla. Najmanju svjetlosnu učinkovitost imaju lučne živine fluorescentne žarulje, a iznosi 40-60 lm/W. Nadalje, mogu se primijetiti metalhalogene žarulje, koje su u sredini, a njihova snaga se kreće od 60 do 100 lm / W. Količina izlazne svjetlosti izravno je proporcionalna snazi svjetiljke.
Lučne živine fluorescentne žarulje tradicionalno se koriste za osvjetljavanje otvorenih površina u industrijske i poljoprivredne svrhe. Također, ove svjetiljke su prikladne za osvjetljavanje raznih skladišta. Lučne živine fluorescentne žarulje odlikuju se velikom uštedom energije, pa im se često daje veća prednost. Živine žarulje također se aktivno koriste za osvjetljavanje gradova, pogona visoke proizvodnje, kao i za osvjetljavanje velikih gradilišta.

Metalhalogene žarulje su prikladne za unutarnje ili vanjske sportske objekte, neke zatvorene hale u javnim zgradama i visoke proizvodne hale s visokim zahtjevima za reprodukciju boja. Svjetiljke dobre snage, bez obzira na vrstu, uspješno se koriste za osvjetljavanje prostora oko kuće, garaže itd.
Može se reći da visokotlačne natrijeve žarulje, kao i metalhalogene žarulje snage od 70 do 100 W, pouzdano zamjenjuju fluorescentne svjetiljke u rasvjeti javnih i stambenih zgrada. Gotovo sve vrste svjetiljki aktivno se koriste za osvjetljavanje fasada zgrada izvana, kao i za dekorativnu rasvjetu grada. Prije svega, uz njihovu pomoć osvjetljavaju spomenike, fontane, arhitektonske građevine, zelene površine itd.
Istodobno se mogu primijetiti neki nedostaci koji su svojstveni svim vrstama žarulja s izbojem. Prije svega, prilično su skupi. Ovo je vrlo složena i ozbiljna tehnologija koja zahtijeva značajne troškove. Također treba istaknuti velike veličine takvih svjetiljki.

Također, lampi je potrebno određeno vrijeme kako bi postigla željeni način rada. Na industrijskoj frekvenciji izmjenične struje, treperenje ili zujanje se vrlo često pojavljuju tijekom rada svjetiljke. Osobito opasne mogu biti živine pare koje, kada se svjetiljka deformira, mogu ući u prostoriju. Iz tog razloga, takve svjetiljke treba koristiti samo u svjetiljkama koje imaju zaštitni spektar, kao i pulsnim upaljačima.
Sada stručnjaci provode istraživanja kako bi modificirali žarulje s izbojem i učinili ih praktičnijima za korištenje, jer je to zapravo vrlo kvalitetna i ekonomična tehnologija. Najvažnije je da se takve svjetiljke aktivno koriste u industriji, kao iu urbanoj rasvjeti, što potvrđuje njihovu pouzdanost i trajnost. Istovremeno, za korištenje svjetiljki ove vrste potrebno je pažljivo pročitati sve upute za uporabu, te nabaviti sve elemente za normalan rad svjetiljke.

Područja upotrebe

Zbog linijskog spektra emisije, žarulje s izbojem u plinu izvorno su se koristile samo u posebnim slučajevima, kada je dobivanje zadanog spektralnog sastava zračenja bilo važniji čimbenik od vrijednosti svjetlosne snage. Pojavila se široka paleta namijenjena uporabi u istraživačkoj opremi, a objedinjene su pod jednim zajedničkim nazivom - spektralne svjetiljke.

Slika 1. Spektralne žarulje s parama natrija i magnezija

Sposobnost stvaranja intenzivnog ultraljubičastog zračenja, karakterizirana visokom kemijskom aktivnošću i biološkim djelovanjem, dovela je do upotrebe plinskih žarulja u kemijskoj i tiskarskoj industriji, kao iu medicini.

Kratki luk u plinskoj ili metalnoj pari pri ultravisokom tlaku karakterizira visoka svjetlina, što je sada omogućilo napuštanje otvorenog ugljičnog luka u tehnologiji reflektora.

Primjena fosfora, koja je omogućila dobivanje plinskih žarulja s kontinuiranim spektrom emisije u vidljivom području, odredila je mogućnost uvođenja plinskih žarulja u rasvjetne instalacije i zamjene žarulja sa žarnom niti iz niza područja.

Značajke izotermalne plazme, pružajući spektar zračenja blizak zračenju toplinskih izvora, na temperaturama nedostupnim žaruljama sa žarnom niti, dovele su do razvoja jakih rasvjetnih svjetiljki sa spektrom koji se gotovo podudara sa suncem.

Praktična inercija plinskog izboja omogućila je korištenje plinskih žarulja u fototelegrafiji i računalnoj tehnologiji, kao i stvaranje bljeskalica koje koncentriraju ogromnu svjetlosnu energiju u kratkotrajnom svjetlosnom impulsu.

Video 1. Bljeskalice

Zahtjevi za smanjenjem potrošnje električne energije u svim područjima nacionalnog gospodarstva proširuju upotrebu štedljivih žarulja s izbojem u plinu, čija proizvodnja stalno raste.

Sijalice

Kao što je poznato, normalno tinjajuće pražnjenje javlja se pri niskim gustoćama struje. Ako je u tom slučaju udaljenost između katode i anode tako mala da se stupac pražnjenja ne može smjestiti unutar njegovih granica, tada dolazi do katodnog sjaja i negativnog sjaja koji prekriva površinu katode. Potrošnja energije u žarulji s tinjajućim pražnjenjem je vrlo mala, jer je struja mala, a napon se određuje samo padom katode. Svjetlosni tok koji emitira žarulja je neznatan, ali je apsolutno dovoljan da paljenje žarulje bude zamjetljivo, pogotovo ako se pražnjenje događa u plinu koji daje zračenje u boji, kao što je neon (valna duljina 600 nm, crveno zračenje). Takve svjetiljke različitih dizajna naširoko se koriste kao indikatori. Takozvane digitalne lampe bile su sastavni dio mnogih automatskih uređaja s digitalnim indikatorima.

Slika 3. Žarulja s tinjajućim pražnjenjem dizajnirana za prikaz brojeva

S dugim razmakom za plinsko pražnjenje s razmakom između elektroda mnogo većim od područja blizu katode, glavno zračenje pražnjenja koncentrirano je u stupcu pražnjenja, koji se u tinjajućem pražnjenju razlikuje od stupca u lučnom pražnjenju samo nižim gustoća struje. Zračenje takvog stupca može imati visoku svjetlosnu učinkovitost na velikoj duljini. Visoka vrijednost katodnog pada napona u tinjajućem pražnjenju dovela je do razvoja svjetiljki za visoki napon napajanja, odnosno napon na njima znatno premašuje napon koji se smatra sigurnim u uvjetima rada u zatvorenim prostorima, posebno u kućanstvu. Međutim, takve se svjetiljke uspješno koriste za razne vrste reklamnih i signalnih instalacija.

Slika 4 Žarulje s dugim stupom

Prednost žarulje s tinjajućim pražnjenjem je jednostavnost dizajna katode u usporedbi s katodom žarulje s lučnim pražnjenjem. Osim toga, tinjajuće pražnjenje je manje osjetljivo na prisutnost nasumičnih nečistoća u prostoru plinskog pražnjenja i stoga je izdržljivije.

Svjetiljke s lučnim izbojem

Lučno pražnjenje koristi se u gotovo svim plinskim žaruljama. To je zbog činjenice da tijekom lučnog pražnjenja pad napona katode slabi i njegova uloga u ravnoteži energije žarulje se smanjuje. Lučne žarulje mogu se proizvesti za radne napone jednake naponima električnih mreža. Pri niskoj i srednjoj gustoći struje lučnog pražnjenja, kao i pri niskom tlaku u svjetiljci, pozitivni stupac uglavnom djeluje kao izvor zračenja, a sjaj katode praktički nije važan. Povećanjem tlaka plina ili metalnih para koji ispunjavaju plamenik, područje blizu katode postupno se smanjuje, a pri značajnim tlakovima (više od 3 × 10 4 Pa) praktički uopće ne ostaje. Povećanjem tlaka u žaruljama postižu se visoki parametri zračenja pri malim razmacima između elektroda. Visoke vrijednosti izlazne svjetlosti na vrlo malim udaljenostima mogu se dobiti pri ultravisokim pritiscima (više od 10 6 Pa). S povećanjem tlaka i smanjenjem udaljenosti između elektroda, gustoća struje i svjetlina niti za pražnjenje snažno se povećavaju.

S povećanjem tlaka i gustoće struje nastaje izotermna plazma, čije se zračenje uglavnom sastoji od nerezonantnih spektralnih linija koje nastaju kada elektron u atomu prijeđe na niže, ali ne i osnovne razine.

Lučno pražnjenje se koristi u širokom spektru plinova i metalnih para od najnižih do ultravisokih tlakova. S tim u vezi, dizajn žarulja za lučne svjetiljke izuzetno je raznolik kako u obliku tako iu vrsti materijala od kojeg se koristi. Za žarulje ultravisokog tlaka jakost žarulja na visokim temperaturama je od velike važnosti, što je dovelo do razvoja odgovarajućih metoda za njihov proračun i proučavanje njihovih parametara.

Nakon pojave lučnog pražnjenja, glavna masa elektrona je izbačena iz katodne točke. Svjetleći katodni dio pražnjenja počinje katodnom mrljom, koja je mala svjetleća točka na spirali. Postoji nekoliko katodnih točaka. Kod samozagrijavajućih katoda, katodna mrlja zauzima mali dio njezine površine, pomičući se duž nje kako oksid isparava. Ako je gustoća struje na materijalu katode velika, dolazi do lokalnih toplinskih preopterećenja. Zbog takvih preopterećenja moraju se koristiti katode posebnih složenih izvedbi. Broj dizajna katoda je različit, ali se sve mogu podijeliti na katode za niskotlačne, visokotlačne i ultravisokotlačne lampe.

Slika 5. Cjevasta niskotlačna plinoizbojna svjetiljka

Slika 6 Visokotlačna žarulja za pražnjenje

Slika 7. UHP žarulja s izbojem

Različiti materijali koji se koriste za žarulje lučnih svjetiljki, velike struje zahtijevaju rješenje pitanja stvaranja posebnih ulaza. Pojedinosti o dizajnu svjetiljki s izbojem u plinu mogu se pronaći u posebnoj literaturi.

Klasifikacija svjetiljki

Slično kao i žarulje sa žarnom niti, žarulje na izboj se razlikuju po opsegu, vrsti pražnjenja, tlaku i vrsti punila plina ili metalne pare te upotrebi fosfora. Gledamo li kroz oči proizvođača žarulja s izbojem, oni se mogu razlikovati i po konstrukcijskim značajkama od kojih su najvažnije oblik i dimenzije žarulje (izbojnik), materijal od kojeg je žarulja izrađena, materijal i dizajn elektroda, dizajn kapica i izvoda.

Pri klasifikaciji žarulja s izbojem mogu se pojaviti određene poteškoće zbog niza značajki na temelju kojih se mogu klasificirati. U tom smislu, za klasifikaciju trenutno prihvaćenog i korištenog kao temelja za sustav označavanja za žarulje s izbojem u plinu, definiran je ograničen broj značajki. Važno je napomenuti da niskotlačne živine cjevaste žarulje, koje su najčešće žarulje s izbojem u plinu, imaju svoj sustav označavanja.

Dakle, za označavanje svjetiljki s izbojem u plinu koriste se sljedeće glavne značajke:

radni tlak (visokotlačne svjetiljke - više od 10 6 Pa, visoki tlak - od 3 × 10 4 do 10 6 Pa i niski tlak - od 0,1 do 10 4 Pa);
sastav punila u kojem se javlja pražnjenje (plin, metalne pare i njihovi spojevi);
naziv upotrijebljenog plina ili metalne pare (ksenon - X, natrij - Na, živa - P i sl.);
vrsta pražnjenja (puls - I, užaren - T, luk - D).

Oblik tikvice označen je slovima: T - cjevasti, W - sferni; ako se na žarulju žarulje nanosi fosfor, tada se u oznaku dodaje slovo L. Svjetiljke se također dijele prema: područjima žarenja - žarulje i žarulje sa stupom za pražnjenje; prema načinu hlađenja - za svjetiljke s prisilnim i prirodnim zračnim hlađenjem, svjetiljke s vodenim hlađenjem.

Živine cjevaste niskotlačne fluorescentne svjetiljke obično se označavaju jednostavnije. Na primjer, u njihovoj oznaci, prvo slovo L označava da svjetiljka pripada ovoj vrsti izvora svjetlosti, a slijedeća slova - a mogu biti jedno, dva ili čak tri, označavaju boju zračenja. Kromatičnost je najvažniji parametar označavanja, budući da kromatičnost određuje područje uporabe svjetiljke.

Žarulje s izbojem također se mogu klasificirati prema njihovoj važnosti u području tehnike rasvjete: visokotlačne lučne žarulje s korekcijom boje; visokotlačne lučne cjevaste svjetiljke; luk visokog tlaka; lučne natrijeve svjetiljke niskog i visokog tlaka; luk visokog tlaka; lučna lopta ultravisokog tlaka; lučne ksenonske cjevaste i kuglaste svjetiljke; fluorescentne svjetiljke niskog pritiska; električna rasvjeta, impulsne i druge vrste specijalnih plinskih žarulja.

Svjetiljka za pražnjenje - vrsta umjetnog izvora svjetlosti, čija je fizička osnova sjaja električno pražnjenje u plinovima ili metalnim parama. Zbog linearnog spektra emisije, takve su se svjetiljke izvorno koristile u slučajevima kada je bilo potrebno dobiti određeno spektralno zračenje. Tako se pojavio veliki izbor takvih uređaja namijenjenih uporabi u znanstveno-istraživačkim instrumentima i profesionalnoj opremi.

Osobitost svjetiljki s izbojem u plinu je stvaranje svijetlog ultraljubičastog zračenja, visoka kemijska aktivnost i biološki učinak, što je dovelo do njihove široke upotrebe u kemijskoj, tiskarskoj industriji i medicini.

Uvođenje tehnologije korištenja fosfora, koja omogućuje stvaranje izvora svjetlosti s kontinuiranim sjajem u vidljivom području, omogućilo je odustajanje od upotrebe konvencionalnih žarulja sa žarnom niti i unaprijed odredilo izglede za uvođenje izvora s izbojem u plinu u rasvjeti. instalacije raznih vrsta i namjena.

Inercija plinskog pražnjenja omogućuje njihovu upotrebu u foto i računalnoj tehnologiji, za stvaranje žarulja sa žarnom niti koje mogu generirati dovoljno snažnu svjetlosnu energiju u kratkotrajnom svjetlosnom impulsu. Također se široko koriste u rasvjeti zgrada, izloga, dekorativnoj rasvjeti pločnika, dekoraciji kina, restorana itd.

Klasifikacija žarulja s izbojem

Kao i žarulje sa žarnom niti, izvori svjetlosti s izbojem u plinu razlikuju se po opsegu, vrsti pražnjenja, unutarnjem tlaku, vrsti plina ili metalne pare i upotrebi fosfora. U skladu s klasifikacijom proizvodnih pogona, razlikuju se i po karakterističnim konstrukcijskim značajkama, koje uključuju oblik, dimenzije žarulje, korištene materijale i dizajn elektroda, unutarnji dizajn baze i otvora.

Drugim riječima, postoji mnogo znakova klasifikacije žarulja s pražnjenjem, što može izazvati zabunu. Stoga je uveden određeni popis prema kojem se razlikuju, a uključuje:

1. Vrsta unutarnjeg plina (plinovi, metalne pare ili njihove kombinacije - živa, ksenon, kripton, natrij itd.).

2. Unutarnji radni tlak (svjetiljke ultravisokog tlaka - 106 Pa i više, visoki -3 × 104 - 106 Pa, niski - 0,1 - 104 Pa).

3. Vrsta unutarnjeg pražnjenja (sjaj, luk, puls).

4. Oblik tikvica je: W - sferni, T - cjevasti.

5. Prema načinu hlađenja dijele se na uređaje s prisilnim, prirodnim i vodenim hlađenjem.

6. Ako je u oznaci prisutno slovo L, to znači da je na tikvicu nanesen fosfor.

Pros i žarulje za pražnjenje

Prednosti:

- izvrsna učinkovitost;

— dug radni vijek;

- Ekonomija.

Mane:

- relativno velike dimenzije;

- potreba za kompletnim setom prigušnica, što uzrokuje njegovu veću cijenu u usporedbi sa žaruljama sa žarnom niti;

— dugi izlaz na način rada;

- osjetljivost na padove i strujne udare;

- korištenje otrovnih komponenti u njihovoj proizvodnji, što zahtijeva određeni postupak zbrinjavanja;

- treperenje, zvuk tijekom rada.