Tr. Lap 30th, 2022

Elektrinis apšvietimas

Antikinės Graikijos mąstytojai Aristotelis, Platonas ir Euklidas pirmieji suformulavo pagrindinius šviesos sklidimo ir atspindžio dėsnius. 1590 metais Z. Jansenas sukonstravo pirmąjį dviejų lęšių mikroskopą, o G.Galilėjas 1609 metais išrado teleskopą.
Šviesos sklidimo skaidria aplinka ir atspindžio nuo įvairių paviršių bei lūžio pereinant dviejų medžiagų ribą dėsnius suformulavo V. Snelijus (1620 metais) ir R. Dekartas (1637 metais). Ferma principo suformulavimas (1660 metais) tarsi pabaigė fundamentinį geometrinės optikos aprašymą.
Tolesnis optinių reiškinių tyrimas buvo susijęs su šviesos spindulių difrakcijos ir interferencijos atradimais, kuriuos 1665 metais aprašė F.M. Grimaldis, dvigubo šviesos lūžio reiškiniu, kurį 1669 metais pastebėjo E. Bartolinis, ir su I. Niutono, R .Huko bei Č.Hiugenso darbais. Niutonas išplėtojo korpuskulinės šviesos prigimties teorijos sampratą teigdamas, kad šviesos spinduliai yra dalelės, o Č. Hiugensas padėjo pagrindus banginės šviesos prigimties sampratai, tačiau nesukūrė nuoseklios teorijos, kuri būtų galėjusi konkuruoti su I. Niutono korpuskuline teorija. Tik vėlesni T. Jungo ir A.J. Frenelio darbai argumentuotai pagrindė banginę šviesos prigimtį ir tapo lygiaverčiai korpuskulinės šviesos prigimties teorijai. Visi tuo metu žinomi optiniai reiškiniai buvo aiškinami pagal banginę šviesos teoriją. Šviesa buvo suprantama kaip skersinė banga, sklindanti tampria aplinka – eteriu. Eterio idėja padėjo paaiškinti daugelį optinių reiškinių, tačiau sukėlė ir naujų problemų, kurias išsprendė J.C. Maksvelo elektromagnetinio lauko teorija.
Remdamasis Faradėjaus atradimais, J.C. Maksvelas padarė išvadą, kad šviesa – tai ne skersinės bangos, sklindančios tamprioje aplinkoje, o elektromagnetinės bangos. Tačiau elektrodinaminė teorija, pagrindusi šviesos kaip elektromagnetinės bangos sampratą, vis dėlto nesugebėjo paaiškinti šviesos sugerties ir emisijos dėsningumų. Tik dvidešimtojo amžiaus pradžioje M. Plankas, nagrinėdamas absoliučiai juodo kūno spinduliavimą, priėjo išvadą, kad šviesa sugeriama ir išspinduliuojama kvantais – tam tikromis porcijomis, kurios proporcingos šviesos dažniui. A. Einšteinas šviesos kvantams suteikė impulsą ir masę, šviesai grąžindamas korpuskulinės prigimties įvaizdį. Šie atradimai padėjo suprasti anksčiau nepaaiškinamus šviesos reiškinius, ir dvidešimtajame amžiuje korpuskulinė ir banginė šviesos prigimtis buvo sujungta į vientisą teoriją, pagrįstą kvantine mechanika ir kvantine elektrodinamika. Tad šiandien šviesa aprašoma kvantinės dalelės – fotono, pasižyminčio banginėmis savybėmis, samprata.

Taigi šviesa yra elektromagnetinė spinduliuotė, kurią jaučia žmogaus akis ir kuria pagrįstas mūsų vaizdinis visatos suvokimas. Daugelis šviesos savybių, pasireiškiančių jai
veikiant materialius kūnus, tokių kaip sugertis, atspindys, lūžis, sklaida, interferencija ar difrakcija, aprašomi bangų parametrais – jie rodo banginę spinduliuotės kilmę. Elektromagnetinė banga suprantama kaip du erdvėje sklindantys kintamieji laukai – lektrinis ir magnetinis, kurie statmeni vienas kitam (1.1 pav.). Visų ilgių elektromagnetinės bangos vakuume sklinda vienodu greičiu (c = 2,997925 108 m/s). Spinduliuotės sklidimo greitis kitose terpėse (v) yra skirtingas ir priklauso nuo terpės lūžio rodiklio n, kuris lygus sklidimo greičių vakuume ir tam tikroje terpėje santykiui:
šviesos greitis vakuume/šviesos greitis terpėje = c/v = n
arba v = c/n. (1.1)
Taigi lūžio rodiklis nusako terpės pasipriešinimą šviesos sklidimui. Kuo didesnis
lūžio rodiklis, tuo lėčiau sklinda šviesa.

Kaitinamoji lempa

Kaitinamasis liuminescencinis liuminescencija reiškia matomą fotoelektrinę spinduliuotę, kurią sukelia atomai, susijaudinę karščiu. Kaitinamosios lempos naudoja kaitinamosios šviesos principą, leidžiantį srovei tekėti per volframo gijų vakuume, šildant kaitinamuosius siūlus iki kaitinamosios dalies ir skleidžiant matomą šviesą. Paprastų kaitinamųjų lempų spalvų temperatūra yra 2800K, kuris yra gelsvas, palyginti su natūralia šviesos spalva ir atrodo šiltas. Privalumai ir trūkumai kaitinamųjų lempų: nebrangi, paprasta ir patogu naudoti ir įdiegti. Jis tinka dažnai įjungti, o poveikis apšvietimo efektyvumui ir gyvenimui yra labai mažas.

Privalumai ir trūkumai kaitinamųjų lempų:

Trumpas tarnavimo laikas ir mažas šviesos veiksmingumas. Matoma šviesos spinduliuotė, kurią skleidžia kaitinamosios lempos, paprastai yra mažesnė nei 10% elektros energijos, o dauguma energijos paverčiama infraraudonųjų spindulių spinduliuote, kuri sukuria didelį kiekį šilumos. Be to, ultravioletinė spinduliuotė, kurią skleidžia kaitinamosios lempos, taip pat yra gana didelė, o tai sukels apšvitintų daiktų spalvos pasikeitimą.

Liuminescencinės ir energiją taupančios lempos

Fluorescencinės ir energiją taupančios lempos yra žemo slėgio gyvsidabrio garų lanko išlydžio lempos, kurios paprastai yra ilgos lempos su vienu elektrodu kiekviename gale. Lempoje yra žemo slėgio gyvsidabrio garų ir nedidelis inertinių dujų kiekis, o vidinis lempos vamzdžio paviršius padengtas fosforo sluoksniu. Liuminescencinės lempos skirstomos į sentines liuminescencines lempas ir kompaktiškas liuminescencines lempas. Tiesios lempos liuminescencinės lempos gali būti skirstomos į įšilimo pradžios, greito paleidimo ir momentinio paleidimo pagal pradinį režimą, ir gali būti suskirstytos į T12, T8, T5 pagal lempą. Kompaktinės liuminescencinės lempos yra sukurtos siekiant pakeisti kaitinamąsias lempas, kurios sunaudoja daug energijos ir turi mažo energijos suvartojimo ir ilgaamžiškumo savybes. Paprastų kaitinamųjų lempų tarnavimo laikas yra tik 1000 valandų, o tipiškas kompaktinių liuminescencinių lempų gyvenimas yra 8000-10000 valandų.

Liuminescencinių lempų ir energiją taupančių lempų privalumai ir trūkumai:

Pagrindinis liuminescencinių lempų privalumas yra didelis šviesos veiksmingumas. Tipinės liuminescencinės lempos matoma šviesa sudaro apie 28 % įėjimo galios. Vamzdžio geometrija, pripildymo dujos ir slėgis, fosforo danga, gamybos procesas, aplinkos temperatūra ir galios dažnis turi įtakos liuminescencinių lempų šviesos veiksmingumui. Fluorescencinės lempos skleidžiamos šviesos spalvą daugiausia lemia fluorescenciniai milteliai, padengti ant vidinio vamzdžio paviršiaus. Įvairių liuminescencinių lempų spalvų temperatūra labai skiriasi, nuo 2900K iki 10000K. Pagal spalvą, jis gali būti maždaug padalintas į šiltą baltą (WW), baltą (W), vėsią baltą (CW) ir dienos šviesą (D). Paprastai šiltos baltos (WW), baltos (W) ir dienos šviesos (D) liuminescencinės lempos turi tas pačias spalvų atvaizdavimo savybes. Cool white (CW), minkšta balta, ir pažangios šiltos baltos (WWX) fluorescencinės lempos gali suteikti geresnį spalvų atvaizdavimą. , Išplėstinė Cool White (CWX) liuminescencinės lempos gali turėti puikią spalvų atvaizdavimą. Liuminescencinių lempų skleidžiama šviesa yra gana išsibarstę ir nėra lengva sutelkti dėmesį, todėl ji yra plačiai naudojama santykinai minkštam apšvietimui, pavyzdžiui, apšvietimui, apšvietimo prožektoriui, darbo apšvietimui ir minkštam akcentiniam apšvietimui.

Natrio lempa

Taip pat žinomas kaip aukšto slėgio natrio lempa yra išlydžio lempa, kuri skleidžia šviesą natrio garų išlydžio būdu. Šviesos efektyvumas yra ypač didelis, gyvenimas yra ilgas, gebėjimas prisitaikyti prie aplinkos yra geras, ir jis gali normaliai dirbti įvairiomis temperatūros sąlygomis.

Privalumai ir trūkumai natrio lempos:

Natrio lempų specifikacijos ir dydžiai yra dideli; šviesios spalvos skirtumas yra nepatogi geltonai balta šalta šviesa; spalvų atvaizdavimas yra prastas, o paprastų aukšto slėgio natrio lempų spalvų atvaizdavimo indeksas yra tik 23. Todėl įprastos aukšto slėgio natrio lempos dažniausiai naudojamos kelių apšvietimui ir kitiems šviesą spinduliuojančioms efektyvumo ir gyvenimo sritims, kuriose yra aukšti reikalavimai ir žemi šviesos spalvos ir spalvų atvaizdavimo reikalavimai. Taip pat yra patobulinta aukštos spalvos atvaizdavimo aukšto slėgio natrio lempos, kurios turi šiltą baltos spalvos ir aukštos spalvos atvaizdavimo indeksas daugiau nei 80% klasės. Šis lempa natūra gali būti naudojamas ekrano apšvietimo srityje su akivaizdžiu energijos taupymo efektu.

Metalo halogenidų lempa

Metalo halogenidų lempa taip pat yra aukšto slėgio dujų išlydžio lempa. Jo pagrindinė struktūra yra skaidrus stiklo apvalkalas ir aukštos temperatūros atsparus kvarcinis stiklo lankinis vamzdis. Azotas arba inertinės dujos praplaunamos tarp apvalkalo ir vidinio vamzdžio. Inertinės dujos, gyvsidabrio garai ir metalų halogenidai. Pagrindinis darbo principas metalinių halogeninių lempų: Įėjus į darbinę būklę, metalo halogenidų garai difuzinis į lanko centrą, ir yra disperguojamas į metalo atomų ir halogenų atomų esant aukštai temperatūrai. Metaliniai atomai dalyvauja iškrovos skleidžiant matomą šviesą. Kai metaliniai atomai ir halogenai Kai atomai išsklaidomi į vamzdžio sienelę aplink elektrinį vienišą vamzdelį, abu yra rekombinuoti į metalų halogenidą.

Privalumai ir trūkumai metalo halogenidų lempos:

Didžiausi privalumai metalo halogenidų lempos yra didelis šviesos veiksmingumas ir ilgaamžiškumas. Dėl lempos korpuso struktūros ir užpildyto metalo halogenidų skirtumo metalų halogenidų lempos šviesos veiksmingumas, spalvų temperatūra ir spalvų atvaizdavimas labai skiriasi. Nors prasta metalo halogenidų lempa turi didelį šviesos veiksmingumą, ji turi blogą spalvų atvaizdavimą; šviesos spalva skleidžia gera metalo halogenidų lempa yra arti natūralios šviesos balta, regėjimo jausmas yra patogus, ir spalvų atvaizdavimas taip pat yra geras. Metalų halogenidų lempų veikimo charakteristikos yra tokios, kad jų negalima iš karto įjungti, o norint pasiekti visišką ryškumo išvestį, įkaista apie 5 minutes. Po to, kai maitinimas nutraukiamas, prieš paleidžiant iš naujo užtrunka 5-20 minučių, kol lempa atvėsinama. Metalų halogenidų lempos yra jautrios elektros energijos tiekimo įtampos svyravimams. Kai maitinimo įtampa pasikeičia daugiau nei 10% virš vardinės vertės ir žemiau vardinės vertės, tai sukels šviesos spalvos pasikeitimą. Ir skirtingos darbo padėtys taip pat turės įtakos šviesos spalvai ir lempos gyvenimui.

Keraminė metalinė halogeninė lempa

Keraminė metalo halogenidų lempa yra metalo halogenidų lempa, naudojanti permatomą keramiką kaip elektrinį vienišą vamzdį. Tai naujesnis aukštos kokybės apšvietimo šaltinis, kuris sujungia keraminę metalo halogenidų lempą ir natrio lempos keraminę technologiją bei sujungia abiejų privalumus.

Privalumai ir trūkumai keraminių metalinių halogeninių lempų:

Kadangi keraminis vamzdis gali atlaikyti aukštesnę temperatūrą ir cheminės savybės yra labai stabilios, keraminių metalų halogenidų lempa turi didesnį šviesos veiksmingumą, ilgesnį gyvenimą, stabilesnę šviesos spalvą per gyvenimą, mažą dydį, puikią spalvų atvaizdavimą, Ra> 80 pranašumą. Ir keraminis vamzdis gali filtruoti didžiąją dalį ultravioletinės spinduliuotės, sumažindamas objektų spalvos pasikeitimą dėl apšvietimo. Atsižvelgiant į šiuos privalumus, keraminės metalo halogenidų lempos tampa svarbiu šviesos šaltiniu šviesos poveikio projekte.

ŠVIESOS DIODAS

Taip pat žinomas kaip šviesos diodas, LED trumpai, yra naujo tipo šviesos šaltinis, kuris tiesiogiai konvertuoja elektros energiją į matomą šviesą, naudojant elektroliuminescencijos principą per puslaidininkių diodus. Elektroliuminescencija reiškia šviesos spinduliavimo reiškinį dėl atitinkamos medžiagos sąveikos su elektriniu lauku.

Privalumai ir trūkumai LED šviesos diodų:

Kaip naujo tipo puslaidininkių šviesos šaltinis, šviesos diodai turi šiuos privalumus, palyginti su tradiciniais šviesos šaltiniais: ilgaamžiškumas, šviesos spinduliavimo laikas iki 100 000 valandų; trumpas paleidimo laikas, atsako laikas yra tik dešimtys nanoseksponų; tvirta struktūra, kaip kieta pilna Tvirta konstrukcija Kieta konstrukcija gali atlaikyti stiprią vibraciją ir sukrėtimus; jis turi didelį šviesos efektyvumą ir mažą energijos suvartojimą, ir yra energiją taupantis šviesos šaltinis; šviesos šaltinis yra arti taškinio šviesos šaltinio, o šviesos šaltinio spinduliuotės modelis yra paprastas, o tai naudinga lempos konstrukcijai; Šviesos švitinimo krypčiai reguliuoti turi būti naudojamas atšvaitas. Jis gali būti pagamintas į ploną šviestuvą, kuris tinka tais atvejais, kai nėra daug montavimo vietos. Paprastai manoma, kad šviesos diodai yra ketvirtos kartos šviesos šaltinis po kaitinamųjų, fluorescencinių ir aukšto slėgio išlydžio lempų. Su naujų medžiagų ir gamybos procesų pažanga, šviesos diodų veikimas didėja, o taikymo sritis tampa platesnė ir platesnė.