12. Les sources lumineuses artificielles et leur efficacité. Exigences pour l'utilisation de sources de lumière artificielle.

Les principaux types de lampes électriques et d'appareils d'éclairage comprennent:

1. Lampes à incandescence: dans une telle lampe, un courant électrique traverse un mince filament métallique et le réchauffe, à la suite de quoi le filament émet un rayonnement électromagnétique. Un flacon en verre rempli d'un gaz inerte empêche la destruction rapide du filament due à l'oxydation par l'oxygène atmosphérique. L'avantage des lampes à incandescence est que les lampes de ce type peuvent être produites pour une large gamme de tensions - de quelques volts à plusieurs centaines de volts. En raison du faible rendement ("rendement lumineux", ne prenant en compte que l'énergie de rayonnement dans le domaine visible) des lampes à incandescence, ces appareils sont progressivement remplacés dans de nombreuses applications par des lampes fluorescentes, des lampes à décharge à haute intensité, des LED et d'autres sources lumineuses. sources.

2. Lampes à décharge : Ce terme recouvre plusieurs types de lampes dont la source lumineuse est une décharge électrique dans un milieu gazeux. La conception d'une telle lampe est basée sur deux électrodes séparées par un gaz. En règle générale, ces lampes utilisent du gaz inerte (argon, néon, krypton, xénon) ou un mélange de ces gaz. En plus des gaz inertes, les lampes à décharge contiennent dans la plupart des cas d'autres substances telles que le mercure, le sodium et/ou les halogénures métalliques. Des types spécifiques de lampes à décharge de gaz sont souvent nommés d'après les substances qu'elles contiennent - néon, argon, xénon, krypton, sodium, mercure et halogénure métallique. Les types les plus courants de lampes à décharge de gaz comprennent :

Lampes fluorescentes;

Lampes aux halogénures métalliques;

Lampes au sodium haute pression;

Lampes au sodium à basse pression.

Le gaz remplissant la lampe à décharge doit être ionisé sous l'action d'une tension électrique pour acquérir la conductivité électrique nécessaire. En règle générale, une tension plus élevée est nécessaire pour démarrer une lampe à décharge (« allumage » de la décharge) plutôt que pour maintenir la décharge. Pour cela, des "démarreurs" spéciaux ou d'autres dispositifs d'allumage sont utilisés. De plus, pour un fonctionnement normal de la lampe, une charge de ballast est nécessaire pour assurer la stabilité des caractéristiques électriques de la lampe. Le démarreur en combinaison avec le ballast forme un appareillage de commande (ballast). Les lampes à décharge se caractérisent par une longue durée de vie et une "efficacité lumineuse" élevée. Les inconvénients de ce type de lampe comprennent la complexité relative de leur production et la nécessité de dispositifs électroniques supplémentaires pour leur fonctionnement stable.

Lampes au soufre : La lampe au soufre est un dispositif d'éclairage très efficace, à spectre complet et sans électrode qui utilise un plasma de soufre chauffé par micro-ondes comme source lumineuse. Le temps de préchauffage d'une lampe au soufre est nettement inférieur à celui de la plupart des types de lampes à décharge de gaz, à l'exception des lampes fluorescentes, même à basse température environnement. Le flux lumineux de la lampe au soufre atteint 80% de la valeur maximale dans les 20 s après l'allumage ; la lampe peut être redémarrée environ cinq minutes après une panne de courant ;

LED, incl. organique : la LED est une diode à semi-conducteur qui émet une lumière incohérente dans une plage spectrale étroite. L'un des avantages de l'éclairage LED est son rendement élevé (flux lumineux dans le visible par unité d'électricité consommée). Une LED dans laquelle la couche d'émission (émettrice) est constituée de composés organiques est appelée une diode électroluminescente organique (OLED). Les OLED sont plus légères que les LED conventionnelles et les LED polymères ont l'avantage d'être flexibles. L'utilisation commerciale de ces deux types de LED a déjà commencé, mais leur utilisation dans l'industrie est encore limitée.

La source de lumière électrique la plus efficace est la lampe au sodium à basse pression. Il émet une lumière presque monochrome (orange), ce qui déforme fortement la perception visuelle des couleurs. Pour cette raison, ce type de lampe est principalement utilisé pour l'éclairage extérieur. La "pollution lumineuse" créée par les lampes au sodium à basse pression peut être facilement filtrée, contrairement à la lumière provenant d'autres sources à large spectre ou à spectre continu.

13. Normes sanitaires pour l'éclairage salles de classe. Dispositifs et méthodes pour déterminer (mesurer) l'éclairage dans les salles de classe et les laboratoires. Coefficient de lumière naturelle et sa définition.

Toutes les salles de classe doivent avoir un HU. Les meilleurs types d'EO à l'entraînement sont du côté gauche latéral. Avec une profondeur de pièce de plus de 6 m, un dispositif d'éclairage à droite est nécessaire. La direction du flux lumineux principal vers la droite, l'avant et l'arrière est inacceptable, car le niveau d'OE sur les surfaces de travail des bureaux est réduit de 3 à 4 fois.

Les vitres doivent être essuyées quotidiennement avec un chiffon humide à l'intérieur et laver l'extérieur au moins 3 à 4 fois par an et sur le côté des locaux au moins 1 à 2 fois par mois. Le rationnement de SW est effectué selon SNiP.

Pour la coloration des bureaux, une gamme de couleurs vertes est recommandée, ainsi que la couleur du bois naturel avec un Q (coefficient de réflexion) de 0,45. Pour un tableau noir - vert foncé ou marron avec Q=0,1 - 0,2. Les verres, les plafonds, les sols, l'équipement de la salle de classe doivent avoir une surface mate pour éviter les reflets. Les surfaces intérieures des salles de classe doivent être peintes dans des couleurs chaudes, le plafond et les parties supérieures des murs doivent être peints en blanc. Les plantes ne doivent pas être placées sur les rebords de fenêtres.

L'IE est fournie par des lampes fluorescentes (LB, LE) ou des lampes à incandescence. 12 lampes fluorescentes actives doivent être installées dans une pièce d'une superficie de 50 m2. Le tableau noir est éclairé par deux lampes installées parallèlement à celui-ci (0,3 m au-dessus du bord supérieur du tableau noir et 0,6 en direction de la classe devant le tableau noir). La puissance électrique totale par classe dans ce cas est de 1040W.

Lors de l'éclairage d'une pièce d'une superficie de 50 m2 avec des lampes à incandescence, 7 à 8 points lumineux actifs d'une puissance totale de 2400 W doivent être installés.

Les lampes de la salle de classe sont disposées en deux rangées parallèles à la ligne des fenêtres à une distance des murs intérieur et extérieur de 1,5 m, du tableau noir 1,2 m, du mur arrière 1,6 m; la distance entre les lampes dans les rangées est de 2,65 m.

Les luminaires sont nettoyés au moins une fois par mois (il est interdit d'impliquer les élèves dans le nettoyage des luminaires).

Les salles de classe des écoles doivent bénéficier de la lumière naturelle. Sans éclairage naturel, il est permis de concevoir : coque, sanitaires, douches, latrines au gymnase ; douches et toilettes pour le personnel ; magasins et salles de stockage (à l'exception des salles de stockage de liquides inflammables), centres radio; laboratoires de cinéma et de photographie; dépositaires de livres; chaudière, pompe d'approvisionnement en eau et égouts ; chambres de ventilation et de conditionnement d'air; unités de contrôle et autres locaux pour l'installation et le contrôle des équipements techniques et technologiques des bâtiments; installations pour le stockage des désinfectants. Dans les salles de classe, un éclairage latéral gauche doit être prévu. Avec un éclairage bilatéral, qui est conçu avec une profondeur de plus de 6 m dans les salles de classe, un dispositif d'éclairage du côté droit est requis, dont la hauteur doit être d'au moins 2,2 m du plafond. Dans le même temps, la direction du flux lumineux principal devant et derrière les élèves ne doit pas être autorisée. Dans les ateliers de formation et de production, les salles de montage et de sport, un éclairage naturel latéral bilatéral et combiné (haut et latéral) peut également être utilisé.

Devrait être utilisé couleurs suivantes couleurs:

Pour les murs des salles de classe - couleurs claires de jaune, beige, rose, vert, bleu;

Pour les meubles (bureaux, tables, armoires) - couleurs de bois naturel ou vert clair;

Pour les tableaux noirs - vert foncé, marron foncé;

Pour portes, cadres de fenêtres - blanc.

Pour maximiser l'utilisation de la lumière du jour et l'éclairage uniforme des salles de classe, il est recommandé :

Plantez des arbres à moins de 15 m, des buissons - à moins de 5 m du bâtiment ;

Ne peignez pas sur les vitres;

Ne placez pas de fleurs sur les rebords de fenêtres. Ils doivent être placés dans des parterres de fleurs portables à 65 - 70 cm de haut du sol ou dans des jardinières suspendues aux piliers des fenêtres;

Le nettoyage et le lavage des verres doivent être effectués 2 fois par an (en automne et au printemps).

La valeur KEO minimale est normalisée pour les points de la pièce les plus éloignés des fenêtres avec un éclairage latéral unilatéral. Déterminez l'éclairage dans les locaux d'habitation au sol ou à une hauteur de 0,8 m du sol. Mesurer simultanément l'éclairement par lumière diffuse à l'air libre. Le KEO est calculé selon la formule ci-dessus et comparé aux valeurs standard.

La valeur moyenne de KEO est normalisée dans les pièces avec éclairage zénithal combiné. À l'intérieur, l'éclairement est déterminé en 5 points à une hauteur de 1,5 m au-dessus du sol et en même temps l'éclairement est déterminé à l'air libre (à l'abri de la lumière directe du soleil). Ensuite KEO est calculé pour chaque point.

La valeur moyenne de KEO est calculée par la formule :

où : KEO1, KEO2... KEO5 - valeur de KEO en différents points ; n est le nombre de points de mesure.

Les lampes à incandescence et les sources lumineuses à décharge sont utilisées pour créer un éclairage artificiel. Les premiers se caractérisent par la simplicité de conception, la facilité d'utilisation. Ils sont inclus dans le réseau électrique sans aucun appareil supplémentaire. Cependant, ils présentent de graves inconvénients tels qu'un faible rendement lumineux (7 - 20 lm / W), une faible efficacité (environ 7%), la composition spectrale du rayonnement diffère considérablement de la lumière naturelle (les couleurs jaune et rouge du rayonnement y prédominent) . Cependant, à l'heure actuelle, ils sont encore largement utilisés pour l'éclairage. locaux industriels principalement des types suivants: vide (LNV), réflexe (LNR - une partie de l'ampoule est recouverte d'une couche miroir), bispirale remplie de gaz (NBK), ainsi que lampes halogènes - lampes à incandescence à cycle d'iode. La présence de vapeur d'iode dans une ampoule en verre permet d'augmenter la température du filament sans risquer son grillage et le rendement lumineux de la lampe. Étant donné que la vapeur de tungstène s'évaporant du filament se combine avec l'iode et se dépose à nouveau sur le filament de tungstène (filament) l'empêchant de pulvériser, cela a permis non seulement d'augmenter l'efficacité lumineuse de ces lampes (jusqu'à 40 lm / W), mais également pour augmenter leur durée de vie jusqu'à 3 000 heures. Dans le même temps, le spectre d'émission de ces lampes est plus proche du naturel.

Parmi les lampes à décharge utilisées pour l'éclairage industriel, on distingue les variétés suivantes: lampes fluorescentes à basse pression (LL), lampes fluorescentes à arc à haute pression (DRL), lampes à réflecteur à couche réfléchissante (DRLR) et lampes spéciales. L'avantage des lampes à décharge est leur efficacité relativement élevée (environ 3 fois supérieure à celle des lampes à incandescence), leur durée de vie plus longue (jusqu'à 8 à 12 000 heures), leur rendement lumineux élevé (40 lm / W), le spectre d'émission est proche de naturel, et en choisissant la composition du phosphore de manière appropriée, vous pouvez obtenir un flux lumineux avec n'importe quel spectre lumineux souhaité. Cette caractéristique des lampes à décharge de gaz est utilisée dans divers types de lampes, par exemple, les lampes fluorescentes (LD), les lampes fluorescentes à rendu des couleurs amélioré (CLD), les lampes couleur blanche(LB), lampes blanc froid (LHB), etc.

À l'heure actuelle, des lampes fluorescentes compactes ont été développées et sont déjà introduites dans la production. caractéristique de conception qui est leur capacité à se visser dans une cartouche conventionnelle comme une lampe à incandescence. Progressivement, les lampes à décharge peuvent remplacer les lampes à incandescence, puisque le nombre de lampes à décharge produites augmente régulièrement et que la part des lampes à incandescence diminue (L.17).

Les inconvénients des lampes à décharge comprennent, tout d'abord, la pulsation du flux lumineux (qui aggrave les conditions de travail visuel et qui peut même causer des blessures dues à l'effet stroboscopique), la nécessité d'utiliser des dispositifs de démarrage spéciaux, les interférences radio , qui nécessitent également des dispositifs spéciaux pour éliminer, etc. L'essence de l'effet stroboscopique consiste dans le fait que lorsque la fréquence de la pulsation du flux lumineux et la fréquence de rotation des pièces, les corps de travail rotatifs des machines, les mécanismes coïncident, une perception visuelle déformée de leur direction et de leur vitesse de mouvement est créée (souvent de telles pièces, les organes de travail des machines semblent immobiles, ce qui présente un risque de blessure) .

En règle générale, toutes les sources lumineuses sont placées dans un équipement d'éclairage spécial, dont le but principal est d'augmenter l'efficacité de l'éclairage en créant un flux lumineux uniforme sur la surface éclairée. La source lumineuse avec l'équipement d'éclairage est appelée luminaire, ou une lampe. Les lampes sont souvent utilisées pour protéger la source lumineuse des dommages mécaniques, des effets des facteurs environnementaux et pour la conception esthétique des locaux.

4.4.3. Méthodes de calcul de l'éclairage naturel et artificiel.

Lors du calcul de l'éclairage naturel, la tâche principale consiste à déterminer le nombre et la surface requise des ouvertures lumineuses (fenêtres), L.13.

La surface totale F des ouvertures lumineuses avec éclairage latéral est déterminée par la formule :

F \u003d Fp En kz fo / 100 r1 à, m 2,

avec éclairage zénithal - selon la formule :

F = Fp En kz ff / 100 r 2 tf, m 2,

où Fp est l'aire de la pièce, m 2;

En - valeur normalisée de KEO, tableau 2 ;

kz - coefficient prenant en compte l'ombrage de la fenêtre;

fo, ff - caractéristiques lumineuses des fenêtres et des lanternes;

r 1 r 2

et éclairage au plafond ;

à - le coefficient total de transmission lumineuse, tableau 3.

Avec la zone sélectionnée d'une ouverture lumineuse standard Fo, leur nombre total sera égal à N = F / Fo.

A titre d'illustration, les tableaux 2 et 3 présentent quelques valeurs des coefficients KEO et des coefficients de transmission lumineuse.

Les valeurs ​​​​du coefficient d'éclairement naturel (KEO) tableau 2 ..

Caractéristiques Plus petite taille Débit K E O à

travail visuel de l'objet de discrimination visuelle ____________________________

peigne de plan de travail mm. latéral

éclairage éclairage

_______________________________________________________________________________

Travaux en cours :

précision la plus élevée inférieure à 0,15 1 10 3,5

très grande précision. 0.15 …..0.3 P 7 2.5

haute précision 0,3…….0,5 Sh 5 2

précision moyenne 0,5…….1 1U 4 1,5

faible précision 1…….5 U 3 1

(transformation agricole

des produits)

Valeurs des coefficients de transmission lumineuse au tableau 3

______________________________________________________________________________________________________________________

Locaux Vitrages Châssis en bois Châssis en acier

_____________________________________________

simple double simple double

_______________________________________________________________________________

Donc signifie. sécrétions

poussière verticale 0,4 0,25 0,5 0,30

idem, fumée et suie obliques 0,3 0,20 0,4 0,25

Avec un mineur vous-

divisions de poussière verticales 0,5 0,35 0,6 0,4

Idem, fumée et suie en pente 0,4 0,25 0,5 0,3

_______________________________________________________________________________

Tous les autres coefficients nécessaires au calcul sont donnés dans les SNiP et les manuels méthodologiques.

Lors du calcul de l'éclairage artificiel, la méthode ponctuelle, la méthode de calcul selon le facteur d'utilisation du flux lumineux et la méthode de calcul selon la puissance d'éclairage spécifique sont largement utilisées. A titre d'exemple, considérons la méthodologie de calcul de l'éclairement uniforme total d'une surface horizontale par le facteur d'utilisation du flux lumineux. Cette méthode vous permet de prendre en compte le flux lumineux des sources lumineuses et le flux lumineux réfléchi par les murs et autres surfaces de la pièce de la manière la plus complète.

Le flux lumineux requis F de la lampe est trouvé par la formule :

F \u003d 100 Fr Fp k z / N fо, lm,

où En est la valeur normative de l'éclairement, lx ;

Fp - superficie de la pièce, m²;

k - facteur de sécurité tenant compte de la pollution atmosphérique;

z - coefficient de non-uniformité du flux lumineux (1,1 - 1,15);

fo - coefficient d'utilisation du flux lumineux (déterminé selon les tableaux basés sur le coefficient pré-calculé de la forme de la pièce éclairée Kf \u003d a b / (a ​​​​+ b) h, où a et b sont la longueur et la largeur de la pièce, m., h est la hauteur de la suspension de la lampe au-dessus de la surface éclairée, m.).

En fonction de la valeur calculée du flux lumineux, la lampe standard la plus proche est sélectionnée, sa puissance est déterminée et, connaissant le nombre requis de telles lampes, la puissance électrique requise est calculée pour organiser l'éclairage industriel.

Le calcul de l'éclairage selon la méthode de la puissance d'éclairage spécifique est basé sur l'utilisation de la valeur standard de la puissance d'éclairage spécifique pour une installation de production particulière (selon les données SNiP).

Nous allons considérer la séquence de calcul en utilisant l'exemple du calcul de l'éclairage d'une étable pour vaches attachées. Selon les normes sanitaires et hygiéniques pour une telle pièce, la valeur de la puissance d'éclairage spécifique Rud \u003d 4 W / m². Soit la surface Sk d'une étable de 12 x 70 m égale à 840 m². Ensuite, la puissance d'éclairage requise de l'éclairage électrique de la grange sera égale à Pk = Rud Sk = 4 x 840 = 3360 W. Après avoir choisi la puissance souhaitée d'une lampe, il est facile de trouver leur nombre. Supposons qu'il y ait des lampes d'une puissance de Pl = 100 W dans l'entrepôt. Dans ce cas, nous trouverons le nombre requis de telles lampes en divisant la puissance d'éclairage totale par la puissance d'une lampe, c'est-à-dire N \u003d Pk : Pl \u003d 3360 : 100 \u003d 33,6 pièces. Nous arrondissons le nombre de lampes à 34 et en deux rangées parallèles de 17 lampes chacune nous mettons en œuvre les résultats du calcul de l'éclairage de la grange.

Cette méthode de calcul est cependant simplifiée en les conditions de travail il peut être utilisé non seulement pour calculer l'éclairage artificiel, mais également pour le contrôle opérationnel du respect des normes sanitaires et hygiéniques d'éclairage sur les lieux de travail.

Le contrôle de l'éclairage des locaux industriels s'effectue à l'aide de luxmètres objectifs, notamment des luxmètres de type Yu-16, Yu-116, Yu-117.Tous ces appareils utilisent des convertisseurs photoélectriques (photocapteurs - photocellules, photodiodes, phototransistors) et des instruments de mesure électriques conventionnels (galvanomètres, , millivoltmètres).

Le principe de fonctionnement du luxmètre est basé sur le phénomène de l'effet photoélectrique, dans lequel le flux lumineux dirigé vers le photocapteur est converti en un courant électrique dont l'amplitude est proportionnelle au flux lumineux. Lorsqu'un tel courant traverse la bobine mobile de l'appareil de mesure (galvanomètre, microampèremètre), la flèche de l'appareil associé à la bobine mobile s'écarte de l'angle correspondant de l'échelle de l'instrument, calibré en lux.

test

Sources lumineuses artificielles: types de sources lumineuses et leurs principales caractéristiques, Caractéristiques de l'utilisation de sources lumineuses à économie d'énergie à décharge. Luminaires : objectif, types, caractéristiques de l'application

Les sources de lumière artificielle jouent dans nos vies rôle important. Ils remplissent non seulement une fonction pratique, mais aussi une fonction esthétique. Ainsi, il existe de nombreuses lampes qui diffèrent par leur forme, leur taille et leurs caractéristiques techniques.

Sources de lumière artificielle :

Lampes incandescentes

Lampe halogène

Sources lumineuses à décharge

lampe au sodium

Lampes fluorescentes

LED

Les lampes à incandescence sont le type de source lumineuse le plus courant. Ils sont largement utilisés dans divers types locaux, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur.

lampe à incandescence

Principe de fonctionnement : la lumière des lampes à incandescence est créée en faisant passer un courant électrique à travers un fil fin, généralement en tungstène. Le principe de fonctionnement est basé sur l'effet thermique du courant électrique.

Avantages de la lampe: faibles coûts initiaux, reproduction satisfaisante des couleurs, capacité de contrôler le degré de concentration et la direction de propagation de la lumière, variété de conceptions, facilité d'utilisation, absence de systèmes électroniques de déclenchement et de stabilisation.

Inconvénients : la durée de vie ne dépasse généralement pas 1000 heures ; 95% de l'énergie qu'ils produisent est convertie en chaleur et seulement 5% en lumière ! Les lampes à incandescence représentent un risque d'incendie. 30 minutes après avoir allumé les lampes à incandescence, la température de la surface extérieure atteint les valeurs suivantes, selon la puissance : 40 W - 145°C, 75 W - 250°C, 100 W - 290°C, 200 W - 330 °C. Lorsque les lampes entrent en contact avec des matières textiles, leur ampoule chauffe encore plus. La paille touchant la surface d'une lampe de 60 W s'embrase après environ 67 minutes.

Application : conçu pour l'éclairage intérieur et extérieur avec connexion en parallèle de lampes dans des réseaux électriques avec une tension de 127 et 220 V.

Prix ​​moyen : 15 roubles pour 1 pièce.

Lampe halogène

Les lampes halogènes, comme les lampes à incandescence, dégagent de la chaleur.

Principe de fonctionnement : une spirale en tungstène résistant à la chaleur est située dans un ballon rempli d'un gaz inerte. Lorsqu'un courant électrique traverse une spirale, celle-ci s'échauffe, générant de la chaleur et de l'énergie lumineuse. Des particules de tungstène à une température de 1400°C, avant même d'atteindre la surface du ballon, sont associées à des particules d'halogène. Du fait de la circulation thermique, ce mélange halogène-tungstène se rapproche d'une spirale incandescente et se décompose sous l'influence d'une température plus élevée. Les particules de tungstène sont à nouveau déposées sur les spirales et les particules d'halogène sont renvoyées dans le processus de circulation.

Avantages : La bobine a une température plus élevée, ce qui permet d'obtenir plus de lumière pour la même puissance de lampe, la bobine est constamment mise à jour, ce qui augmente la durée de vie de la lampe, l'ampoule ne noircit pas, et la lampe donne un rendement lumineux constant tout au long de sa vie.
Avec la même capacité de rendu des couleurs que les lampes à incandescence, elles ont un design compact.

Inconvénients : faible rendement lumineux, courte durée de vie

Sources lumineuses à décharge

Les sources lumineuses à décharge sont une coque en verre, en céramique ou en métal (avec une fenêtre de sortie transparente) contenant du gaz, une certaine quantité de métal ou d'autres substances avec une pression de vapeur suffisamment élevée. Des électrodes sont montées hermétiquement dans la coque, entre lesquelles se produit la décharge. Il existe des sources lumineuses à décharge avec des électrodes fonctionnant en atmosphère ouverte ou en flux gazeux.

Distinguer:

lampes à gaz - le rayonnement est créé par des atomes excités, des molécules, des ions et des électrons recombinés;

lampes fluorescentes- la source de rayonnement est constituée de luminophores excités par un rayonnement de décharge gazeuse ;

lampes à lumière électrique - le rayonnement est créé par des électrodes chauffées par une décharge.

Lampes fluorescentes

Principe de fonctionnement : la lumière dans ces lampes est due à la conversion du rayonnement ultraviolet par un revêtement de phosphore en lumière visible après qu'une décharge de gaz s'y produit.

Avantages : c'est un moyen efficace de conversion d'énergie ; en raison de la grande surface rayonnante, la lumière produite par les lampes fluorescentes n'est pas aussi brillante que celle des sources lumineuses «ponctuelles» (lampes à incandescence, halogènes et à décharge à haute pression); En termes d'efficacité énergétique, les lampes fluorescentes sont idéales pour l'éclairage de grands espaces ouverts (bureaux, bâtiments commerciaux, industriels et publics).

La lumière des lampes peut être blanche, des couleurs chaudes et froides, ainsi que des couleurs proches de la lumière naturelle du jour.

Inconvénients : toutes les lampes fluorescentes contiennent du mercure (à des doses de 40 à 70 mg), une substance toxique. Cette dose peut nuire à la santé si la lampe se casse, et si elle est constamment exposée aux effets nocifs de la vapeur de mercure, elle s'accumulera dans le corps humain, ce qui nuira à la santé.

Durée de vie : atteint 15 000 heures, soit 10 à 15 fois plus longtemps que les lampes à incandescence.

Lampe lumière du jour

Une des variétés de lampes fluorescentes avec une couleur de lueur bleutée. Il existe 2 types de lampes de ce type - LDC (lumière du jour, avec le bon rendu des couleurs) et LD (lumière du jour).

Les lampes LD ne fournissent pas la reproduction correcte de la couleur des objets éclairés ; sont utilisés à des fins d'éclairage général, en particulier dans les régions du sud.

Les lampes LDC sont utilisées pour éclairer des objets pour lesquels il est important de reproduire avec précision les nuances de couleur, principalement dans les régions bleues et bleues du spectre. Leur efficacité lumineuse est de 10 à 15 % inférieure à celle des lampes LD. Ces lampes sont utilisées pour éclairer les locaux industriels.

Lampes à économie d'énergie

Les lampes fluorescentes compactes (CFL), grâce à une technologie et une conception spéciales, peuvent être de taille comparable ou égale aux lampes à incandescence. Ces lampes modernes ont toutes les caractéristiques avancées des lampes fluorescentes.

Avantages : économies d'énergie jusqu'à 80 % selon le fabricant et le modèle spécifique ; les lampes à économie d'énergie ne chauffent pas très bien.

Inconvénients: coût élevé et teneur en substances toxiques.

Durée de vie: environ 5 à 6 fois plus longue que les lampes à incandescence, mais peut être jusqu'à 20 fois plus longue, à condition de respecter une qualité suffisante de l'alimentation, du ballast et des restrictions sur le nombre de commutations, sinon elles échouent rapidement.

lampe au sodium

Source lumineuse à décharge dans laquelle un rayonnement de plage optique se produit lors d'une décharge électrique dans la vapeur de Na. Il existe des lampes à basse pression et des lampes à haute pression.

Principe de fonctionnement : la lampe à haute pression est constituée d'une composition polycristalline transmettant la lumière Al2O3, résistante aux décharges électriques dans la vapeur de Na jusqu'à des températures supérieures à 1200 °С. Des quantités dosées de Na, de Hg et d'un gaz inerte sont introduites dans le tube à décharge après élimination de l'air à une pression de 2,6 à 6,5 kN/m2 (20 à 50 mm Hg). Il existe des lampes au sodium à haute pression "avec des propriétés environnementales améliorées" - sans mercure.

Les lampes au sodium à basse pression (ci-après dénommées LTLD) se distinguent par un certain nombre de caractéristiques qui compliquent considérablement leur production et leur fonctionnement. Premièrement, la vapeur de sodium à haute température de l'arc agit très agressivement sur le verre de l'ampoule, le détruisant. Pour cette raison, les brûleurs NLND sont généralement en verre borosilicaté. Deuxièmement, l'efficacité du NLND dépend fortement de la température ambiante. Pour garantir l'acceptabilité régime de température brûleur, ce dernier est placé dans un ballon extérieur en verre, qui joue le rôle de "thermos".

Avantages : longue durée de vie, utilisé pour l'éclairage extérieur et intérieur ; Les lampes donnent une agréable lumière blanche dorée.

Inconvénients : inclus dans le réseau électrique via des ballasts ; Pour assurer le rendement le plus élevé du rayonnement Na résonnant, les tubes à décharge d'une lampe au sodium sont isolés en les plaçant à l'intérieur d'un récipient en verre d'où l'air est évacué.

Diode électro-luminescente

Une LED est un dispositif semi-conducteur qui convertit le courant électrique directement en lumière. La consommation d'énergie minimale est assurée par les propriétés d'un cristal spécialement développé.

Application des LED : comme indicateurs (indicateur d'alimentation sur le tableau de bord, affichage alphanumérique). Dans les grands écrans de rue, un réseau (cluster) de LED est utilisé dans les lignes en cours d'exécution. Des LED puissantes sont utilisées comme source de lumière dans les lanternes. Ils sont également utilisés comme rétro-éclairage pour les petits écrans LCD (sur téléphones portables, Caméras digitales).

Avantages :

Haute efficacité. Les LED modernes sont deuxièmes dans ce paramètre uniquement après la lampe fluorescente à cathode froide (CCFL).

Haute résistance mécanique, résistance aux vibrations (absence de spirale et autres composants sensibles).

Longue durée de vie. Mais ce n'est pas infini non plus - avec un fonctionnement prolongé et / ou un mauvais refroidissement, le cristal est "empoisonné" et la luminosité diminue progressivement.

Composition spectrale spécifique du rayonnement. Le spectre est assez étroit. Pour les besoins d'indication et de transmission de données, c'est un avantage, mais pour l'éclairage, c'est un inconvénient. Seul le laser a un spectre plus étroit.

Un petit angle de rayonnement peut également être à la fois un avantage et un inconvénient.

Sécurité - aucune haute tension requise.

Insensibilité aux basses et très basses températures. Cependant, les températures élevées sont contre-indiquées pour la LED, ainsi que pour tous les semi-conducteurs.

Absence de composants toxiques (mercure, etc.) et donc facilité d'élimination.

L'inconvénient est le prix élevé, mais dans les 2-3 prochaines années, une baisse des prix des produits LED est attendue.

Durée de vie : La durée de vie moyenne des LED est de 100 000 heures, soit 100 fois la durée de vie d'une ampoule à incandescence. Étant donné qu'il y a 8 760 ou 8 784 heures dans une année, les lampes à LED peuvent durer plusieurs années.

Les lampes à décharge à haute pression comprennent également les lampes aux halogénures métalliques (MG).

Les lampes aux halogénures métalliques (lampes HMI - Hydrargyrum medium Arc-length Iodide) sont une grande famille de lampes à décharge AC dans lesquelles la lumière est produite par décharge électrique dans une atmosphère dense d'un mélange de vapeur de mercure et d'halogénures de terres rares.

Contrairement aux lampes à incandescence, qui émettent de la chaleur dans plein sens de ce mot, la lumière dans ces lampes est générée par un arc brûlant entre deux électrodes. Il s'agit en fait de lampes à mercure haute pression additionnées d'iodures métalliques ou d'iodures de terres rares (dysprosium (Dy), holmium (Ho) et thulium (Tm), ainsi que de composés complexes avec du césium (Cs) et des halogénures d'étain (Sn). Ces composés se décomposent au centre de l'arc de décharge et la vapeur métallique peut stimuler l'émission de lumière, dont l'intensité et la distribution spectrale dépendent de la pression de vapeur de l'halogénure métallique.

L'efficacité lumineuse et le rendu des couleurs de la décharge d'arc au mercure et du spectre lumineux sont grandement améliorés. Ce type de lampe ne doit pas être confondu avec les lampes halogènes. Ils sont complètement différents dans leurs caractéristiques et leurs principes de fonctionnement. Cycle halogène : Des vapeurs d'iodure métallique sont présentes dans l'ampoule de la lampe. Lorsqu'une décharge électrique est initiée par les électrodes chauffées, le tungstène commence à s'évaporer et ses vapeurs se combinent avec les iodures, formant un composé gazeux - l'iodure de tungstène. Ce gaz ne se dépose pas sur les parois du flacon (le flacon reste transparent pendant toute la durée de vie de la lampe). A proximité immédiate des électrodes chauffées, le gaz se décompose en vapeur de tungstène et en iode ; les électrodes sont enveloppées dans un nuage de vapeur métallique, protégeant les électrodes de la destruction et les parois du ballon de l'assombrissement. Lorsque la lampe est éteinte, le tungstène se dépose (retourne) sur les électrodes. Ainsi, le cycle halogène assure un fonctionnement à long terme de la lampe sans assombrissement de l'ampoule.

Les lampes MG sont les mêmes que celles au mercure, mais avec des ions de terres rares introduits dans l'ampoule, ce qui augmente considérablement la durée de vie, améliore le rendement lumineux et le spectre. Puissance standard (comme pour le sodium) 70, 150, 250 et 400 watts.

En général, le rendement lumineux des lampes MG est égal au rendement lumineux des lampes fluorescentes (par watt), à l'exception que la lumière n'est pas diffuse, mais directe.

Les lampes MG se présentent sous différentes formes - des boules mates pour les filetages standard aux tubes à double extrémité pour les projecteurs compacts. Toutes ces lampes donnent une lumière blanche. Le spectre est équilibré dans sa composition et comporte à la fois des régions bleues et rouges.

Par conséquent, les lampes aux halogénures métalliques sont largement utilisées dans les installations d'éclairage de divers locaux commerciaux, expositions, centres commerciaux, espace de bureau, hôtels, restaurants, dans des installations pour l'éclairage de panneaux d'affichage et de vitrines, pour l'éclairage d'installations sportives et de stades, pour l'éclairage architectural de bâtiments et de structures. Par exemple, une lampe aux halogénures métalliques de 250 W est suffisante pour obtenir un éclairement comparable à un projecteur de 1 kW.

La dernière avancée en matière de technologie aux halogénures métalliques est la lampe aux halogénures métalliques à revêtement céramique (CMG). Les lampes KMG fournissent haut niveau reproduction des caractéristiques lumineuses. Cela rend ces lampes adaptées aux zones où la couleur a une signification particulière. Les lampes sont connectées à un réseau de courant alternatif avec une fréquence de 50 Hz, une tension de 220 ou 380 V avec les ballasts appropriés (PRA) et un allumeur à impulsions (IZU).

Un appareil d'éclairage ou une lampe est un appareil qui assure le fonctionnement normal d'une lampe électrique. Le luminaire remplit des fonctions optiques, mécaniques, électriques et de protection.

Les dispositifs d'éclairage à courte portée sont appelés lampes et ceux à longue portée sont appelés projecteurs.

Les principaux composants du luminaire sont les accessoires d'installation et de fixation, un diffuseur et la source lumineuse elle-même. Toutes les lampes ont leur propre lumière Caractéristiques, telles que la distribution lumineuse mesurée par les courbes d'intensité lumineuse, la directivité lumineuse (le rapport des flux lumineux dirigés vers les hémisphères supérieur et inférieur), ainsi que l'efficacité.

Les luminaires, en fonction des conditions de l'environnement pour lequel ils sont destinés, sont divisés par leur conception dans les catégories suivantes : ouvert non protégé, partiellement étanche à la poussière, entièrement étanche à la poussière, partiellement et complètement étanche à la poussière, étanche aux éclaboussures, fiabilité accrue contre les explosions et antidéflagrant.

Selon la nature de la distribution lumineuse, les lampes sont divisées en classes: lumière directe, principalement directe, diffuse, principalement réfléchie et réfléchie.

Selon la méthode d'installation, les lampes sont divisées en groupes: plafonniers, encastrés au plafond, suspendus, muraux et au sol (lampadaires).

Classification des luminaires par destination Tableau 1

Champ d'application divers types des luminaires fabriqués est présenté dans le tableau 2. Les désignations littérales des luminaires sont tirées des catalogues de produits d'éclairage et des nomenclatures des fabricants, principalement pour les locaux sans exigences particulières en matière de conception architecturale.
Les conceptions des luminaires les plus courants sont illustrées à la figure 1.

Tableau 2 - Types de luminaires et leur portée

Figure 1 - Luminaires :

a - "universel" ;

b - émetteur profond émaillé Ge;

in - miroir émetteur profond Gk;

g - large émetteur CO ;

e - PPR et PPD anti-poussière ;

e - PSH-75 anti-poussière;

g - VZG antidéflagrant;

h - fiabilité accrue contre l'explosion NZB - N4B;

et -- pour le milieu chimiquement actif CX ;

à - OD et ODR fluorescents (avec un réseau);

l - LD et LDR luminescents;

m - PU luminescent;

n - PVL luminescent;

o - VLO luminescent ;

p - pour éclairage extérieur SPO-200

Les lampes "universelles" (U) sont produites pour des lampes de 200 et 500 W. Ce sont les principaux appareils pour les locaux industriels normaux. A faible hauteur, ils sont utilisés avec une teinte semi-mate. Pour les pièces humides ou avec un environnement actif, des lampes avec un disque de caoutchouc résistant à la chaleur scellant la cavité de contact sont utilisées.
Les émetteurs profonds émaillés Ge sont disponibles en deux tailles : pour lampes jusqu'à 500 et jusqu'à 1000 watts. Ils sont utilisés, comme les "universels", dans tous les locaux industriels normaux, mais avec une plus grande hauteur.

Des émetteurs profonds avec une concentration moyenne du flux lumineux Gs sont produits pour des lampes de 500, 1000, 1500 W. Le corps du luminaire est en aluminium avec un réflecteur proche d'un miroir. Utilisé pour les pièces et les environnements normaux et humides avec une activité chimique accrue.

Les émetteurs profonds à distribution lumineuse concentrée Gk sont de conception similaire aux lampes Gs. Ils sont utilisés à l'intérieur lorsqu'une concentration élevée de flux lumineux est requise et qu'il n'y a pas d'exigences pour l'éclairage de surfaces verticales. Dans l'exécution condensée ont la marque GkU.

Lucetta en verre de lait entier (Lts) est produite pour des lampes de 100 et 200 W et est utilisée pour des pièces avec un environnement normal. Les luminaires PU et CX sont utilisés pour les locaux humides, poussiéreux et à risque d'incendie. La portée des luminaires antidéflagrants est déterminée par la version, la catégorie et le groupe d'environnement : V4A-50, V4A-100, VZG-200, NOB.
Les luminaires pour éclairage local (SMO-1, 50 W, SMO-2, 100 W) sont équipés de supports avec interrupteurs et charnières correspondantes pour faire tourner le luminaire. Ils sont similaires aux lampes K-1, K-2, KS-50 et KS-100 - lampes obliques miniatures.

Les luminaires pour lampes fluorescentes de type ODR et ODOR sont utilisés pour l'éclairage de locaux industriels, et de type AOD pour les locaux administratifs, de laboratoire et autres. Les luminaires sont fournis complets avec PRU-2, avec cartouches, blocs pour démarreurs et interrupteurs pour allumer une phase du réseau 220 V. L'installation peut fournir des luminaires de la série OD en double, c'est-à-dire en fait quatre lampes et avec 80 W les lampes.

Les parties principales de chaque luminaire sont : un corps, un réflecteur, un diffuseur, une monture, une connexion de contact et un support de lampe (Figure 2).

Les lampes avec DRL et les lampes fluorescentes sont largement utilisées, car elles ont un rendement plus élevé, une plus grande efficacité lumineuse et une durée de vie importante par rapport aux lampes et aux lampes à incandescence.

Pour l'allumage et la combustion stable, les lampes à décharge sont allumées à l'aide de ballasts spéciaux (ballasts), démarreurs, condensateurs, parafoudres et redresseurs.

Figure 2 - Voyant UPD :

a - vue générale ; b - ensemble d'entrée : 1 - écrou-raccord, 2 - boîtier, 3 - cartouche en porcelaine, 4 - verrouillage, 5 - réflecteur, b - contact de masse, 7 blocs de bornes.

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Introduction

1. Types d'éclairage artificiel

2 Objectif fonctionnel de l'éclairage artificiel

3 Sources d'éclairage artificiel. Lampes incandescentes

3.1 Types de lampes à incandescence

3.2. Conception de lampe à incandescence

3.3. Avantages et inconvénients des lampes à incandescence

4. Lampes à décharge. caractéristiques générales. Champ d'application. Sortes

4.1. Lampe à décharge de sodium

4.2. Lampe fluorescente

4.3. Lampe à décharge au mercure

Bibliographie

Introduction

L'éclairage artificiel a pour but de créer des conditions favorables à la visibilité, de maintenir le bien-être d'une personne et de réduire la fatigue oculaire. À la lumière artificielle, tous les objets ont un aspect différent qu'à la lumière du jour. Cela se produit parce que la position, la composition spectrale et l'intensité des sources de rayonnement changent.

L'histoire de l'éclairage artificiel a commencé lorsque l'homme a commencé à utiliser le feu. Le feu de joie, la torche et la torche sont devenus les premières sources de lumière artificielle. Puis vinrent les lampes à huile et les bougies. DANS début XIX des siècles ont appris à émettre du gaz et des produits pétroliers raffinés, une lampe à pétrole est apparue, qui est utilisée à ce jour.

Lorsque la mèche est allumée, une flamme lumineuse est produite. Une flamme n'émet de la lumière que lorsqu'un corps solide est chauffé par cette flamme. Ce n'est pas la combustion qui génère de la lumière, mais seules les substances portées au rouge émettent de la lumière. Dans une flamme, la lumière est émise par des particules incandescentes de suie. Ceci peut être vérifié en plaçant le verre sur la flamme d'une bougie ou d'une lampe à pétrole.

Des lampes à huile d'éclairage sont apparues dans les rues de Moscou et de Saint-Pétersbourg dans les années 30 du XVIIIe siècle. Ensuite, l'huile a été remplacée par un mélange alcool-térébenthine. Plus tard, le kérosène a commencé à être utilisé comme substance combustible et, enfin, comme gaz d'éclairage, obtenu artificiellement. Le rendement lumineux de ces sources était très faible en raison de la faible température de couleur de la flamme. Il n'a pas dépassé 2000K.

En termes de température de couleur, la lumière artificielle est très différente de la lumière du jour, et cette différence a longtemps été remarquée par le changement de couleur des objets lors du passage de la lumière du jour à l'éclairage artificiel du soir. Tout d'abord, un changement de couleur des vêtements a été remarqué. Au XXe siècle, avec la généralisation de l'éclairage électrique, le changement de couleur lors du passage à l'éclairage artificiel a diminué, mais n'a pas disparu.

Aujourd'hui, une personne rare connaît les usines qui produisaient du gaz d'éclairage. Le gaz était obtenu en chauffant du charbon dans des cornues. Les cornues sont de grands récipients creux en métal ou en argile qui sont remplis de charbon de bois et chauffés dans un four. Le gaz libéré a été purifié et collecté dans des installations de stockage de gaz d'éclairage - gazomètres.

Il y a plus de cent ans, en 1838, la Société d'éclairage au gaz de Saint-Pétersbourg a construit la première usine à gaz. A la fin du XIXe siècle, presque tous grandes villes La Russie a des réservoirs de gaz. Les rues étaient éclairées au gaz gares ferroviaires, entreprises, théâtres et immeubles résidentiels. À Kiev, l'ingénieur A.E. Struve a installé l'éclairage au gaz en 1872.

La création de générateurs de courant continu entraînés par une machine à vapeur a permis d'utiliser largement les possibilités de l'électricité. Tout d'abord, les inventeurs ont pris soin des sources lumineuses et ont prêté attention aux propriétés de l'arc électrique, qui ont été observés pour la première fois par Vasily Vladimirovich Petrov en 1802. La lumière éblouissante permettait d'espérer que les gens pourraient renoncer aux bougies, à la torche, à la lampe à pétrole et même aux lampes à gaz.

Dans les lampes à arc, il était nécessaire de déplacer constamment les électrodes placées avec leur «nez» l'une vers l'autre - elles s'éteignaient assez rapidement. Au début, ils étaient déplacés à la main, puis des dizaines de régulateurs sont apparus, dont le plus simple était le régulateur Archro. Le luminaire était composé d'une électrode positive fixe fixée sur un support et d'une électrode négative mobile reliée à un régulateur. Le régulateur se composait d'une bobine et d'un bloc avec une charge.

Lorsque la lampe a été allumée, le courant a traversé la bobine, le noyau a été aspiré dans la bobine et a détourné l'électrode négative de l'électrode positive. L'arc s'est allumé automatiquement. Avec une diminution du courant, la force de rétraction de la bobine diminue et l'électrode négative monte sous l'action de la charge. Ce système et d'autres n'ont pas été largement diffusés en raison de leur faible fiabilité.

En 1875, Pavel Nikolaevich Yablochkov proposa une solution fiable et simple. Il a disposé les électrodes de carbone en parallèle, les séparant par une couche isolante. L'invention a été un énorme succès et la "bougie Yablochkov" ou "lumière russe" a été largement utilisée en Europe.

L'éclairage artificiel est fourni dans les pièces où il n'y a pas assez de lumière naturelle, ou pour éclairer la pièce pendant les heures de la journée où il n'y a pas de lumière naturelle.

1. Types d'éclairage artificiel

L'éclairage artificiel peut être général(toutes les installations de production sont éclairées par le même type de lampes, régulièrement espacées au-dessus de la surface éclairée et équipées de lampes de même puissance) et combiné(l'éclairage local des postes de travail s'ajoute à l'éclairage général avec des lampes situées à proximité des appareils, machines-outils, instruments, etc.). L'utilisation d'un éclairage local uniquement est inacceptable, car le fort contraste entre les zones fortement éclairées et non éclairées fatigue les yeux, ralentit le processus de travail et peut provoquer des accidents et des accidents.

2. But fonctionnel de l'éclairage artificiel

Par but fonctionnel l'éclairage artificiel est divisé en fonctionnement, devoir, urgence.

Éclairage de travail obligatoire dans tous les locaux et dans les zones éclairées pour assurer le travail normal des personnes et la circulation.

Éclairage de secours compris en dehors des heures d'ouverture.

Éclairage de secours Il est prévu pour assurer un éclairage minimum dans la salle de production en cas d'arrêt brutal de l'éclairage de travail.

Dans les bâtiments modernes d'un étage à plusieurs travées sans puits de lumière avec un vitrage latéral pendant la journée, l'éclairage naturel et artificiel (éclairage combiné) est utilisé simultanément. Il est important que les deux types d'éclairage soient en harmonie l'un avec l'autre. Pour l'éclairage artificiel dans ce cas, il est conseillé d'utiliser des lampes fluorescentes.

3. Sources d'éclairage artificiel. Lampes incandescentes.

Dans les installations d'éclairage modernes conçues pour éclairer les locaux industriels, des lampes à incandescence, halogènes et à décharge de gaz sont utilisées comme sources lumineuses.

Lampe nakaverser- une source lumineuse électrique dont le corps lumineux est le corps dit à filament (le corps à filament est un conducteur chauffé par le passage d'un courant électrique à haute température). Le tungstène et les alliages à base de celui-ci sont actuellement utilisés presque exclusivement comme matériau pour la fabrication d'un corps de chauffe. DANS fin XIX- la première moitié du XXe siècle. Le corps de chauffe était fait d'un matériau plus abordable et facile à traiter - la fibre de carbone.

3.1. Les typesLampes incandescentes

L'industrie produit différents types de lampes à incandescence :

vide, rempli de gaz(charge mélange d'argon et d'azote), enroulé, Avec teneur en krypton .

3.2. Conception de lampe à incandescence

Fig.1 Lampe à incandescence

Conception lampe moderne. Dans le schéma : 1 - flacon ; 2 - la cavité du ballon (sous vide ou remplie de gaz); 3 - corps lumineux; 4, 5 - électrodes (entrées de courant); 6 - porte-crochets du corps de chauffe; 7 - pied de lampe; 8 - liaison externe du câble de courant, fusible ; 9 - cas de base ; 10 - isolant de base (verre); 11 - contact du bas de la base.

La conception de la lampe à incandescence est très diversifiée et dépend de l'objectif d'un type particulier de lampe. Cependant, les éléments suivants sont communs à toutes les lampes à incandescence : corps du filament, ampoule, amenées de courant. Selon les caractéristiques d'un type particulier de lampe, des porte-filaments de différentes conceptions peuvent être utilisés; les lampes peuvent être fabriquées sans culot ou avec des culots de différents types, avoir une ampoule extérieure supplémentaire et d'autres éléments structurels supplémentaires.

3.3. Avantages et inconvénients des lampes à incandescence

Avantages :

faible coût

petite taille

L'inutilité des ballasts

Lorsqu'ils sont allumés, ils s'allument presque instantanément.

L'absence de composants toxiques et, par conséquent, l'absence de besoin d'infrastructures pour la collecte et l'élimination

Capacité à travailler comme CC(toute polarité), et en alternance

La capacité de fabriquer des lampes pour une grande variété de tensions (de quelques fractions de volt à des centaines de volts)

Pas de scintillement ou de bourdonnement lors de l'exécution sur AC

Spectre d'émission continu

Immunité aux impulsions électromagnétiques

Possibilité d'utiliser les commandes de luminosité

Fonctionnement normal à basse température ambiante

Défauts:

Faible rendement lumineux

Durée de vie relativement courte

Forte dépendance de l'efficacité lumineuse et de la durée de vie à la tension

La température de couleur se situe uniquement dans la plage de 2300 à 2900 K, ce qui donne à la lumière une teinte jaunâtre.

Les lampes à incandescence représentent un risque d'incendie. 30 minutes après avoir allumé les lampes à incandescence, la température de la surface extérieure atteint les valeurs suivantes, selon la puissance : 40 W - 145°C, 75 W - 250°C, 100 W - 290°C, 200 W - 330 °C. Lorsque les lampes entrent en contact avec des matières textiles, leur ampoule chauffe encore plus. La paille touchant la surface d'une lampe de 60 W s'embrase après environ 67 minutes.

L'efficacité lumineuse des lampes à incandescence, définie comme le rapport de la puissance des rayons du spectre visible à la puissance consommée du réseau électrique, est très faible et ne dépasse pas 4%

4. Lampes à décharge. Caractéristiques générales. Champ d'application. Sortes.

Récemment, il est d'usage d'appeler les lampes à décharge les lampes à décharge. Ils sont divisés en lampes à décharge haute et basse pression. La grande majorité des lampes à décharge fonctionnent dans la vapeur de mercure. Ils ont une grande efficacité de conversion de l'énergie électrique en lumière. L'efficacité est mesurée en Lumens/Watt.

Les sources lumineuses à décharge (lampes à décharge) remplacent progressivement les lampes à incandescence auparavant connues, cependant, le spectre d'émission de la raie, la fatigue due au scintillement de la lumière, le bruit des ballasts (ballasts), la nocivité de la vapeur de mercure si elle pénètre dans la pièce lorsque le flacon est détruit, l'impossibilité de rallumage instantané pour les lampes reste des lacunes à haute pression.

Alors que les prix de l'énergie continuent d'augmenter et que les appareils d'éclairage, les lampes et les accessoires deviennent plus chers, la nécessité de mettre en œuvre des technologies qui réduisent les coûts non manufacturiers devient de plus en plus urgente.

Caractéristiques générales des lampes à décharge

Durée de vie de 3000 heures à 20000.

Efficacité de 40 à 150 lm/W.

Couleur émettrice : blanc chaud (3000 K) ou blanc neutre (4200 K)

Reproduction des couleurs : bonne (3000 K : Ra>80), excellente (4200 K : Ra>90)

La taille compacte de l'arc rayonnant vous permet de créer des faisceaux lumineux de haute intensité

Domaines d'application des lampes à décharge.

Boutiques et vitrines, bureaux et lieux publics

Eclairage extérieur décoratif : éclairage des bâtiments et des piétons

Eclairage artistique de théâtres, cinémas et scènes (matériel d'éclairage professionnel)

Types de lampes à décharge de gaz.

A ce jour, le plus performant lampes à décharge dans la vapeur de sodium. En plus de ce type de lampes à décharge, il existe de nombreuses lampes fluorescentes(lampes à décharge basse pression), lampes aux halogénures métalliques, mercure d'arclampes fluorescentes. Moins fréquent lampes à vapeur de xénonUN.

4.1. Lampe à décharge de sodium

Lampe à décharge de sodium(NL) - une source lumineuse électrique dont le corps lumineux est une décharge gazeuse dans la vapeur de sodium. Par conséquent, le rayonnement résonant du sodium est prédominant dans le spectre de telles lampes ; les lampes donnent une lumière jaune orangé brillante. Cette particularité des NL (monochromaticité du rayonnement) entraîne une qualité de rendu des couleurs insatisfaisante lorsqu'ils sont éclairés par ceux-ci. En raison des particularités du spectre, les NL sont principalement utilisés pour l'éclairage des rues, utilitaire, architectural et décoratif. L'utilisation de NL pour la production d'éclairage et bâtiments publiques est extrêmement limité et est déterminé, en règle générale, par des exigences d'ordre esthétique.

En fonction de l'ampleur de la pression partielle de vapeur de sodium, les lampes sont divisées en lampes au sodiumbasse pression(NLND) et lampes sodium haute pression(NLVD)

Historiquement, les premières lampes au sodium ont été créées lampes au sodium à basse pression (NLND). Dans les années 1930 ce type de sources lumineuses a commencé à se répandre largement en Europe. En URSS, des expériences ont été menées pour maîtriser la production de NLND, il y avait même des modèles produits en série, mais leur introduction dans la pratique de l'éclairage général a été interrompue en raison du développement de lampes DRL plus avancées technologiquement, qui, à leur tour , a commencé à être remplacé par NLVD.

Les NLND diffèrent par un certain nombre de caractéristiques qui compliquent considérablement leur production et leur fonctionnement. Premièrement, la vapeur de sodium à haute température de l'arc agit très agressivement sur le verre de l'ampoule, le détruisant. Pour cette raison, les brûleurs NLND sont généralement en verre borosilicaté. Deuxièmement, l'efficacité du NLND dépend fortement de la température ambiante. Pour assurer un régime de température acceptable du brûleur, ce dernier est placé dans un ballon extérieur en verre, qui joue le rôle de "thermos".

Création lampes sodium haute pression(NLVD) a nécessité une solution différente au problème de protection du matériau du brûleur contre les effets de la vapeur de sodium : une technologie a été développée pour fabriquer des brûleurs tubulaires à partir d'oxyde d'aluminium Al2O3. Un tel brûleur en céramique constitué d'un matériau thermiquement et chimiquement stable et bien transmettant est placé dans un flacon extérieur en verre résistant à la chaleur. La cavité du ballon externe est évacuée et soigneusement dégazée. Cette dernière est nécessaire pour maintenir le régime thermique normal du brûleur et protéger les apports de courant niobium des effets des gaz atmosphériques.

Le brûleur NLVD est rempli d'un gaz tampon, qui est un mélange de gaz de différentes compositions, et de l'amalgame de sodium (un alliage avec du mercure) y est dosé. Il existe des NLVD "avec des propriétés environnementales améliorées" - sans mercure.

4.2. Lampe fluorescente

Lampe fluorescente-- une source lumineuse à décharge dont le flux lumineux est déterminé principalement par la lueur des luminophores sous l'influence du rayonnement ultraviolet de la décharge ; la lueur visible de la décharge ne dépasse pas quelques pour cent.

Les lampes fluorescentes sont largement utilisées pour l'éclairage général, alors que leur efficacité lumineuse est plusieurs fois supérieure à celle des lampes à incandescence pour le même usage. La durée de vie des lampes fluorescentes peut être jusqu'à 20 fois plus longue que la durée de vie des lampes à incandescence, à condition de respecter une qualité suffisante de l'alimentation, du ballast et des restrictions sur le nombre de commutations, sinon elles échouent rapidement. Le type le plus courant de ces sources est une lampe fluorescente au mercure. C'est un tube de verre rempli de vapeur de mercure, recouvert de surface intérieure couche de phosphore.

Les lampes fluorescentes sont la source de lumière la plus courante et la plus économique pour créer un éclairage diffus dans les bâtiments publics : bureaux, écoles, instituts d'enseignement et de design, hôpitaux, magasins, banques et entreprises. Avec l'avènement des lampes fluorescentes compactes modernes, conçues pour être installées dans des douilles E27 ou E14 conventionnelles au lieu de lampes à incandescence, elles ont commencé à gagner en popularité dans la vie quotidienne. L'utilisation de ballasts électroniques (ballasts) au lieu des ballasts électromagnétiques traditionnels permet d'améliorer les caractéristiques des lampes fluorescentes - de se débarrasser du scintillement et du bourdonnement, d'augmenter encore l'efficacité et d'augmenter la compacité.

4.3. Lampe à décharge au mercure

mercure glampes à décharge azoïque sont une source de lumière électrique dans laquelle une décharge de gaz dans de la vapeur de mercure est utilisée pour générer un rayonnement optique. Pour nommer tous les types de telles sources lumineuses dans l'ingénierie de l'éclairage domestique, le terme «lampe à décharge» est utilisé, qui est inclus dans le dictionnaire international de l'éclairage approuvé par la Commission internationale de l'éclairage.

En fonction de la pression de remplissage, il y a lampes à déchargebasse pression(RLND), lampes à déchargehaute pression(RVD) et lampes à déchargeultra haute pression(RLSVD).

POUR lampes à décharge basse pression comprennent les lampes au mercure avec une pression partielle de vapeur de mercure en régime permanent inférieure à 100 Pa. Pour les lampes à décharge à basse pression, cette valeur est d'environ 100 kPa, et pour les lampes à décharge à ultra haute pression, elle est de 1 MPa ou plus.

Pour l'éclairage général des ateliers, rues, entreprises industrielles et d'autres objets qui n'imposent pas d'exigences élevées sur la qualité de la reproduction des couleurs sont utilisés lampes à décharge à haute pression Type DRL.

DRL(Arc Mercury Phosphor) - la désignation du RLVD adoptée dans la technologie d'éclairage domestique, dans laquelle pour corriger la couleur du flux lumineux, visant à améliorer le rendu des couleurs, le rayonnement d'un phosphore appliqué sur la surface interne de l'ampoule est utilisé.

Dispositif de lampe DRL

Les premières lampes DRL étaient fabriquées avec deux électrodes. Pour allumer de telles lampes, une source d'impulsions haute tension était nécessaire. Comme il a été utilisé le dispositif PURL-220 (dispositif de démarrage pour lampes à mercure pour une tension de 220 V). L'électronique de l'époque ne permettait pas la création de dispositifs d'allumage suffisamment fiables, et le PURL comprenait un déchargeur de gaz, qui avait une durée de vie plus courte que la lampe elle-même. Par conséquent, dans les années 1970. l'industrie a progressivement arrêté la production de lampes à deux électrodes. Ils ont été remplacés par ceux à quatre électrodes qui ne nécessitent pas d'allumeurs externes.

Pour faire correspondre les paramètres électriques de la lampe et de l'alimentation, presque tous les types de radars à caractéristique courant-tension externe décroissante nécessitent l'utilisation d'un ballast, qui dans la plupart des cas est une self connectée en série avec la lampe.

Fig.1 Lampe au mercure à haute pression.

La lampe DRL à quatre électrodes se compose de flacon en verre extérieur(1) équipé de base à vis(2). Sur la jambe de la lampe est monté sur l'axe géométrique du flacon externe brûleur à quartz (tube à décharge)(3) rempli d'argon additionné de mercure. Les lampes à quatre électrodes ont électrodes principales(4) et situé à côté d'eux électrodes auxiliaires (d'allumage)(5). Chaque électrode d'allumage est reliée à l'électrode principale située à l'extrémité opposée du tube à décharge par résistance de limitation de courant(6). Les électrodes auxiliaires facilitent l'allumage de la lampe et rendent son fonctionnement plus stable pendant la période de démarrage.

Récemment, un certain nombre d'entreprises étrangères ont fabriqué des lampes DRL à trois électrodes équipées d'une seule électrode d'allumage. Cette conception ne diffère que par une plus grande fabricabilité en production, n'ayant aucun autre avantage par rapport à celles à quatre électrodes.

Principe de fonctionnement

Le brûleur de la lampe est constitué d'un matériau transparent réfractaire et résistant aux produits chimiques (verre de quartz ou céramique spéciale) et est rempli de portions strictement dosées de gaz inertes. De plus, du mercure métallique est introduit dans le brûleur qui, dans une lampe froide, a la forme d'une boule compacte ou se dépose sous la forme d'un revêtement sur les parois du ballon et (ou) des électrodes. Le corps lumineux du RLVD est une colonne de décharge électrique en arc.

Le processus d'allumage d'une lampe équipée d'électrodes d'allumage est le suivant. Lorsqu'une tension d'alimentation est appliquée à la lampe, une décharge luminescente se produit entre les électrodes principales et d'allumage étroitement espacées, ce qui est facilité par une petite distance entre elles, qui est nettement inférieure à la distance entre les électrodes principales, par conséquent, la tension de claquage de cet écart est également plus faible. L'apparition dans la cavité du tube à décharge d'un nombre suffisamment important de porteurs de charge (électrons libres et ions positifs) contribue à la rupture de l'espace entre les électrodes principales et à l'allumage d'une décharge luminescente entre elles, qui se transforme presque instantanément en une décharge en arc.

La stabilisation des paramètres électriques et lumineux de la lampe se produit 10 à 15 minutes après l'allumage. Pendant ce temps, le courant de la lampe dépasse considérablement le courant nominal et n'est limité que par la résistance du ballast. La durée du mode de démarrage dépend fortement de la température ambiante - plus il fait froid, plus la lampe s'allumera longtemps.

Une décharge électrique dans le brûleur d'une lampe à arc au mercure produit un rayonnement visible bleu ou violet (plutôt que blanc comme on le croit généralement), ainsi qu'un puissant rayonnement ultraviolet. Ce dernier excite la lueur du luminophore déposé sur la paroi interne de l'ampoule externe de la lampe. La lueur rougeâtre du luminophore, se mélangeant au rayonnement blanc-verdâtre du brûleur, donne une lumière brillante proche du blanc.

Une variation de la tension secteur vers le haut ou vers le bas entraîne une modification correspondante du flux lumineux. Une déviation de la tension d'alimentation de 10 à 15% est acceptable et s'accompagne d'une modification du flux lumineux de la lampe de 25 à 30%. Lorsque la tension d'alimentation chute en dessous de 80% de la tension nominale, la lampe peut ne pas s'allumer et la lampe allumée peut s'éteindre.

Lors de la combustion, la lampe devient très chaude. Cela nécessite l'utilisation de fils résistants à la chaleur dans les dispositifs d'éclairage avec des lampes à arc au mercure et impose de sérieuses exigences sur la qualité des contacts de la cartouche. Étant donné que la pression dans le brûleur d'une lampe chaude augmente considérablement, sa tension de claquage augmente également. La tension du réseau d'alimentation est insuffisante pour allumer une lampe chaude. Par conséquent, avant le rallumage, la lampe doit refroidir. Cet effet est un inconvénient important des lampes à arc au mercure à haute pression, car même une très courte interruption de l'alimentation électrique les éteint et une longue pause de refroidissement est nécessaire pour le rallumage.

Applications traditionnelles des lampes DRL

Éclairage d'espaces ouverts, de locaux industriels, agricoles et d'entrepôts. Partout où cela est lié à la nécessité de grandes économies d'énergie, ces lampes sont progressivement remplacées par des NLVD (éclairage des villes, grands chantiers, halls de production élevés, etc.).

Sources d'éclairage artificiel. Lampes incandescentes. Dans les installations d'éclairage modernes conçues pour éclairer les locaux industriels, des lampes à incandescence, halogènes et à décharge de gaz sont utilisées comme sources lumineuses.

Une lampe à incandescence est une source de lumière électrique dont le corps lumineux est le corps dit à filament (le corps à filament est un conducteur chauffé par le flux de courant électrique à haute température). Le tungstène et les alliages à base de celui-ci sont actuellement utilisés presque exclusivement comme matériau pour la fabrication d'un corps de chauffe. À la fin du XIX - la première moitié du XX siècle. Le corps de chauffe a été fabriqué à partir d'un matériau plus abordable et facile à traiter - la fibre de carbone.

Types de lampes à incandescence. L'industrie produit différents types de lampes à incandescence : sous vide, remplies de gaz (remplies d'un mélange d'argon et d'azote), bispirales, remplies de krypton.

Conception de lampe à incandescence. Le design d'une lampe moderne. Dans le schéma : 1 - flacon ; 2 - la cavité du ballon (sous vide ou remplie de gaz); 3 - corps lumineux; 4, 5 - électrodes (entrées de courant); 6 - porte-crochets du corps de chauffe; 7 - pied de lampe; 8 - liaison externe du câble de courant, fusible ; 9 - cas de base ; 10 - isolant de base (verre); 11 - contact du bas de la base.

La conception de la lampe à incandescence est très diversifiée et dépend de l'objectif d'un type particulier de lampe. Cependant, les éléments suivants sont communs à toutes les lampes à incandescence : corps du filament, ampoule, amenées de courant. Selon les caractéristiques d'un type particulier de lampe, des porte-filaments de différentes conceptions peuvent être utilisés; les lampes peuvent être fabriquées sans culot ou avec des culots de différents types, avoir une ampoule extérieure supplémentaire et d'autres éléments structurels supplémentaires.

Avantages et inconvénients des lampes à incandescence :

• - faible coût;
• - petite taille;
• - l'inutilité des ballasts ;
• - lorsqu'ils sont allumés, ils s'allument presque instantanément ;
• - l'absence de composants toxiques et, par conséquent, l'absence de nécessité d'une infrastructure de collecte et d'élimination ;
• - la possibilité de travailler aussi bien en courant continu (toute polarité) qu'en courant alternatif ;
• - la possibilité de fabriquer des lampes pour une grande variété de tensions (de la fraction de volt à la centaine de volts) ;
• - absence de scintillement et de bourdonnement lors de travaux sur courant alternatif ;
• - spectre de rayonnement continu ;
• - résistance aux impulsions électromagnétiques ;
• - la possibilité d'utiliser les commandes de luminosité ;
• - fonctionnement normal à basse température ambiante.

Défauts:

• - faible rendement lumineux ;
• - durée de vie relativement courte ;
• - forte dépendance de l'efficacité lumineuse et de la durée de vie à la tension ;
• - la température de couleur n'est que de l'ordre de 2300-2900 K, ce qui donne à la lumière une teinte jaunâtre ;
• - Les lampes à incandescence présentent un risque d'incendie. 30 minutes après avoir allumé les lampes à incandescence, la température de la surface extérieure atteint les valeurs suivantes, selon la puissance : 40 W - 145°C, 75 W - 250°C, 100 W - 290°C, 200 W - 330 °C. Lorsque les lampes entrent en contact avec des matières textiles, leur ampoule chauffe encore plus. La paille touchant la surface d'une lampe de 60 W s'embrase après environ 67 minutes ;
• - le rendement lumineux des lampes à incandescence, défini comme le rapport de la puissance des rayons du spectre visible à la puissance consommée du réseau électrique, est très faible et ne dépasse pas 4 %

Lampes à décharge. Caractéristiques générales. Champ d'application. Sortes. Récemment, il est d'usage d'appeler les lampes à décharge les lampes à décharge. Ils sont divisés en lampes à décharge haute et basse pression. La grande majorité des lampes à décharge fonctionnent dans la vapeur de mercure. Ils ont une grande efficacité de conversion de l'énergie électrique en lumière. L'efficacité est mesurée en Lumens/Watt.

Les sources lumineuses à décharge (lampes à décharge) remplacent progressivement les lampes à incandescence auparavant connues, cependant, le spectre d'émission de la raie, la fatigue due au scintillement de la lumière, le bruit des ballasts (ballasts), la nocivité de la vapeur de mercure si elle pénètre dans la pièce lorsque le flacon est détruit, l'impossibilité de rallumage instantané pour les lampes reste des lacunes à haute pression.

Alors que les prix de l'énergie continuent d'augmenter et que les appareils d'éclairage, les lampes et les accessoires deviennent plus chers, la nécessité de mettre en œuvre des technologies qui réduisent les coûts non manufacturiers devient de plus en plus urgente.

Caractéristiques générales des lampes à décharge :

• - durée de vie de 3000 heures à 20000 heures ;
• - efficacité de 40 à 150 lm/W. ;
• - couleur d'émission : blanc chaud (3000 K) ou blanc neutre (4200 K) ;
• - rendu des couleurs : bon (3000 K : Ra>80), excellent (4200 K : Ra>90) ;
• - les dimensions compactes de l'arc rayonnant, permettent de créer des faisceaux lumineux de haute intensité.

Domaines d'application des lampes à décharge.

• - boutiques et vitrines, bureaux et lieux publics ;
• - éclairage extérieur décoratif : éclairage des bâtiments et des zones piétonnes ;
• - éclairage artistique de théâtres, cinémas et scène (matériel d'éclairage professionnel).

Types de lampes à décharge de gaz. Les lampes à décharge à vapeur de sodium ont aujourd'hui le rendement le plus élevé. En plus de ce type de lampes à décharge, les lampes fluorescentes (lampes à décharge à basse pression), les lampes aux halogénures métalliques, les lampes fluorescentes au mercure à arc sont largement utilisées. Les lampes à vapeur au xénon sont moins courantes.

Les lampes. Caractéristique. lampe une lampe avec des luminaires est appelée, c'est-à-dire avec un dispositif pour fournir du courant, redistribuer la lumière, réduire l'éblouissement (éblouissement) et protéger la lampe.

Selon la répartition du flux lumineux entre les hémisphères inférieur et supérieur, les lampes sont divisées en lampes :

lumière directe- plus de 90% du flux lumineux est dirigé vers l'hémisphère inférieur ;

lumière principalement directe- 55 à 90% du flux est dirigé vers l'hémisphère inférieur ;

lumière diffusée- le flux lumineux est également réparti entre l'hémisphère inférieur et supérieur ;

lumière principalement réfléchie- de 55 à 90% du flux est dirigé vers l'hémisphère supérieur ;

lumière réfléchie- plus de 90% du flux est dirigé vers l'hémisphère supérieur.

La brillance (effet aveuglant) des lampes est caractérisée par la valeur de l'angle de protection r entre l'horizontale passant par le milieu du corps lumineux de la lampe et la ligne reliant le point extrême du corps lumineux (filetage) au bord opposé du renfort.

La limitation de l'éblouissement est obtenue par la hauteur appropriée de la suspension du luminaire et l'installation de capuchons diffusants.

Les luminaires, selon le type de protection de la lampe, sont divisés en :

ouvrir- la lampe est en contact avec l'environnement ;

protégé- la lampe est séparée de l'environnement extérieur ;

fermé et scellé- la cavité interne de la lampe est séparée du milieu extérieur par un joint ;

antidéflagrant, excluant la possibilité d'une explosion lorsque des gaz explosifs ou de la poussière pénètrent dans le luminaire.