Tipos de lâmpadas de descarga de gás e seu escopo. O que são lâmpadas de descarga de gás O principal fluido de trabalho das lâmpadas de descarga de gás de baixa pressão?

Na nossa era de electrificação generalizada, estamos habituados a considerar uma descarga eléctrica como algo errado e, em alguns casos, até perigoso. Portanto, muitas pessoas veem um certo paradoxo nas palavras “lâmpada de descarga de gás”.

A eletricidade há muito deixou de ser uma curiosidade. Ela nos rodeia literalmente por todos os lados. Nas paredes das casas e apartamentos há fiação por onde flui continuamente a corrente elétrica, mesmo que a TV não esteja ligada e todas as lâmpadas estejam apagadas. A geladeira ainda liga silenciosamente o tempo todo e armazena comida para nós, alimentada pela rede elétrica. O mesmo vale para outros dispositivos: LEDs em interruptores - mesmo que sejam um pouquinho, eles transmitem corrente. Mas a descarga nas nossas redes é algo extraordinário. Se dois fios de uma tomada entrarem acidentalmente em curto, haverá um curto-circuito, ou seja, uma descarga. E isso é um acidente e um desligamento instantâneo da rede por automação de proteção. Ou se nós mesmos estivermos carregados, simplesmente pela fricção das roupas, então, assim que tocarmos em algo metálico, haverá uma descarga: uma picada leve, mas sensível, ou mesmo um tremor. Mas geralmente uma vez. Pois bem, um capacitor carregado pode dar um choque elétrico, ou seja, descarregar através de nós.

Existem muitos tipos de descargas. Na maioria das vezes encontramos uma descarga de faísca, e é exatamente disso que não gostamos. Embora saibamos que em um carro faz o motor funcionar.

Tipos de descargas elétricas

Da esquerda para a direita: faísca, arco, coroa, combustão lenta. Existem também espécies exóticas - parcial e Townsend (escuro - não aqui).

Usamos alguns deles, estamos apenas tentando colocar alguns deles em serviço e estamos lutando com alguns deles.

Mas a descarga luminosa, talvez, seja chamada de “suavemente” para transmitir: sim, é uma descarga, mas não tão terrível. Na verdade, ele não atinge, como uma faísca ou um raio, em uma fração de segundo e depois para imediatamente. Ele arde, isto é, flui como uma corrente elétrica comum e familiar para todos nós. E não apenas flui, mas também brilha - todas são lâmpadas elétricas onde brilha gás, e não fio de metal. Estas são lâmpadas de descarga de gás.

O mais interessante em toda essa história é que eles descobriram o brilho do gás sob a influência de uma descarga antes mesmo do surgimento dos dispositivos elétricos “reais”. Ou seja, dispositivos nos quais a energia elétrica tem garantia de funcionamento.

A princípio, o brilho do gás foi mostrado como foco. E a fonte de energia não eram geradores ou baterias, mas sim a eletrificação de objetos por meio de diversos truques, que possibilitavam causar alguma carga na superfície. A eletrificação é conhecida há muito tempo, apenas tentaram fortalecê-la de alguma forma, de acordo com seu entendimento. Por exemplo, uma grande bola de enxofre montada em uma haste de metal foi torcida à mão, e a “eletricidade” foi obtida em grande quantidade, que se tornou conhecida por faíscas ou gás incandescente. Houve outras experiências que geralmente eram realizadas no palco para o público ou em salões seculares da moda para uma sociedade seleta. Eles estudaram e demonstraram o “magnetismo animal”, transformações alquímicas enraizadas na “filosofia hermenêutica”.

Assim, a recolha de electricidade para fins de demonstração poderia ocorrer não em algum tipo de equipamento industrial, mas em coisas que pertencessem à categoria de adereços teatrais.

No entanto, uma coisa boa veio de tais experimentos: as pessoas não viram apenas um fenômeno físico - isto é, não mágico -, mas entenderam que ele continha um certo poder acessível às pessoas, que poderia ser acumulado e medido.

E desde então, mais estudos sobre a eletricidade foram na direção de sua domesticação e uso generalizado pela humanidade em benefício.

Muitos pesquisadores daquela época receberam um brilho misterioso. Por exemplo, Lomonosov descobriu um brilho em um recipiente de vidro contendo gás hidrogênio. E nem todos esses brilhos eram o que hoje é chamado de “descarga luminosa”. O fato é que o gás é capaz de receber energia de diferentes maneiras e depois emitir essa energia na forma de luz de determinado comprimento de onda. Esta pode ser uma tensão elétrica externa aplicada a dois eletrodos instalados em um recipiente com gás. Em uma certa voltagem, bem como em uma certa rarefação do gás, um fluxo de elétrons correrá do eletrodo com excesso de elétrons para o eletrodo com número insuficiente deles. E, “esbarrando em átomos de gás ao longo do caminho”, os elétrons os ativam, e isso resulta em uma descarga luminosa.

Mas algo semelhante pode acontecer não apenas com um fluxo de elétrons em movimento. E, por exemplo, diretamente da influência de um campo magnético externo. Haverá uma descarga luminosa, muito semelhante à aurora. Eu mesmo vi isso em lâmpadas fluorescentes que foram desconectadas da fonte de alimentação, mas que foram afetadas por um campo magnético proveniente de tambores magnéticos giratórios. Em computadores mais antigos, às vezes existiam dispositivos tão grandes quanto um gabinete. Foi na escuridão perto desses armários que as lâmpadas fluorescentes produziram padrões de luz interessantes, semelhantes às luzes do norte.

A cor das lâmpadas de descarga de gás não depende da fonte de energia. O gás geralmente consiste em uma massa homogênea de moléculas simples de um ou dois átomos (H2 - hidrogênio, Ar - argônio) e funciona como um mecanismo atômico. Nele, os elétrons, recebendo energia de uma fonte externa, saltam para outro nível - para um estado “excitado” e depois retornam, emitindo sua energia “excitada” na forma de um quantum de luz de comprimentos de onda estritamente definidos. É assim que você obtém brilhos da mesma cor, monocromáticos. Ou várias cores correspondentes às transições de energia dos elétrons nas camadas eletrônicas dos átomos de gás. Desta forma, é possível obter lâmpadas que brilham em cores específicas, ao contrário do sol com seu espectro contínuo ou da chama de um fogo, vela ou luz incandescente.

Os processos energéticos são muito simples e, portanto, muito eficazes e possuem alta eficiência. Ou seja, uma lâmpada incandescente produz todo um espectro, que é obtido a partir do movimento térmico caótico das moléculas de uma espiral sólida de tungstênio. Moléculas de tungstênio quente correm loucamente em torno de seus lugares na rede cristalina e emitem freneticamente quanta de luz de todas as energias e frequências concebíveis em todas as direções possíveis. Neste espectro existe luz que podemos ver e existe radiação infravermelha que não podemos ver. E também existe simplesmente convecção - a transferência de energia térmica diretamente para as moléculas do meio gasoso da lâmpada. Isso aquece o cilindro de vidro, que, por sua vez, aquece o ar da sala, a base, a tomada, os fios... Acontece que apenas 5–10% da energia vai para a luz da lâmpada incandescente. Já a luz a gás dá, segundo várias estimativas, de 25 a 40%.

Tipos de lâmpadas de descarga de gás

As lâmpadas de descarga de gás são um cilindro de vidro (feito de vidro de composição especial), inflado com gás e com eletrodos instalados em seu interior. A tensão elétrica é fornecida através da base. O gás no interior pode estar em baixa ou alta pressão. Nesta base, distinguem-se lâmpadas de descarga de gás de baixa pressão, lâmpadas de alta pressão e lâmpadas de ultra-alta pressão. As diferenças restantes referem-se principalmente à composição do meio gasoso dentro do cilindro e ao revestimento do cilindro. As características de brilho das lâmpadas dependem disso.

Outra importante característica de design das lâmpadas (incluindo lâmpadas de descarga de gás) é o design e o tamanho da base, que determina o design do soquete da lâmpada e, portanto, a possibilidade de instalação de tais lâmpadas nas luminárias.

A, b – baixa pressão;
c, d – alta pressão;
g – pressão ultra-alta
a – sódio, b – luminescente, c – mercúrio, d – xenônio, e – sódio
(com revestimento especial do frasco - óxido de alumínio policristalino)

Os gases inertes com os quais as lâmpadas são preenchidas são capazes de brilhar com as cores do seu próprio espectro de emissão em faixas. O resultado é um brilho colorido, pelo qual os anunciantes se apaixonaram imediatamente e começaram a usá-lo para fazer inscrições coloridas espetaculares. Diferentes gases inertes emitem diferentes cores de brilho.

Criptônio

Para fins de iluminação comum, geralmente são utilizadas lâmpadas contendo uma mistura de gases ou uma mistura de gases e vapores metálicos - mercúrio ou sódio em particular.

A luz a gás pode conter componentes ultravioleta e, nesse caso, você pode:

• use essas lâmpadas especificamente como fontes ultravioleta;
• alterar o espectro de radiação por outro meio: pulverizando um revestimento especial no interior do cilindro, que absorve a radiação do gás e a reemite com luz mais aceitável para o consumo.

Essas substâncias são chamadas de fósforos e as lâmpadas são chamadas de fósforo ou fluorescentes.
As lâmpadas economizadoras de energia a gás também são um tipo de lâmpada fluorescente amplamente utilizada.

Aplicativo

As lâmpadas economizadoras de energia vêm em diferentes tons de cores, mas de forma que o olho humano as perceba da forma mais natural possível. Ao mesmo tempo, os tons de cor ou a temperatura da luz variam: do mais quente ao branco diurno. As lâmpadas economizadoras de energia são produzidas em gradações de luminosidade aproximadamente da mesma forma que as lâmpadas incandescentes que este sistema se desenvolveu ao longo dos anos; Lâmpadas incandescentes pequenas - 25 watts (mesa), maiores - 60, 75 watts (lustres, luminárias de chão), 100-120 watts (salões, salas grandes) e assim por diante. As lâmpadas economizadoras de energia são produzidas de forma semelhante em termos de luminosidade, embora o seu consumo de energia seja reduzido em 2 a 4 vezes devido à sua maior eficiência. Outra consequência disso é que dificilmente esquentam. E isso também tem muitas vantagens: os cartuchos não esquentam, os abajures de plástico não derretem e assim por diante

Outras lâmpadas fornecem luz direcional forte: por exemplo, lâmpadas de xenônio são usadas em holofotes e faróis de carros.

Existem lâmpadas de uma cor que não é muito boa para o olho humano, mas é eficaz na iluminação de plantas. Estas são lâmpadas de sódio de várias potências. Eles dão um brilho amarelo brilhante, fazem as plantas crescerem bem, por isso são usados ​​em estufas.

Uma lâmpada economizadora de energia é um dispositivo de iluminação mais eficiente do que uma lâmpada convencional com filamento incandescente. Hoje, vários tipos de dispositivos se enquadram na definição. Vamos falar sobre lâmpadas de descarga e LED e suas variedades.

Conceito de economia de energia para lâmpadas elétricas

Observe que o alto rendimento luminoso de alguns tipos de lâmpadas é conhecido há muito tempo. Desde o advento das lâmpadas de mercúrio de baixa pressão com reprodução de cores aceitável em 1938, tornou-se claro que esta última classe de dispositivos é o futuro. Mas agora, quando os primeiros dispositivos LED foram lançados, a competitividade de lâmpadas de descarga relativamente fracas e complexas já está a ser posta em causa. No entanto, as normas europeias dividem os equipamentos não com base nas tecnologias neles investidas, mas com base na poupança de energia.

A questão é abordada pelo Regulamento n.º 874/2012, emitido em 12 de julho de 2012, em apoio à Diretiva 2010/30/UE do Parlamento Europeu. O documento traz informações sobre lâmpadas que são úteis ou interessantes para os leitores:

1. O documento se aplica a todos os tipos de lâmpadas domésticas: incandescentes, fluorescentes, de descarga, LED. Os últimos três grupos também são considerados economizadores de energia.
2. Para cada lâmpada, o grau de eficiência energética é indicado com um adesivo colorido, como os mostrados na foto. Esta parte permite entender rapidamente que tipo de lâmpada é e se é considerada economizadora de energia.

O fator de eficiência energética difere para fontes de luz direcionais e não direcionais. Por exemplo, as regras da União Europeia fornecem aos compradores informações apresentadas na forma de uma tabela numa captura de tela. A partir dos números acima fica claro que o índice de eficiência energética (IEE) para fontes de luz direcionais pode ser maior e significativamente maior que um. Os dispositivos da classe A++ são reconhecidos como os melhores e os da classe E como os menos eficientes. Na vida cotidiana, costuma-se chamar lâmpadas economizadoras de energia cujo parâmetro esteja na faixa de A e superior.

Vamos descobrir como é calculado o índice de eficiência energética. Durante os cálculos, o fluxo luminoso real da fonte de luz é comparado com o ideal: I I E = Pcor / Pref. Onde Pcor é o consumo nominal de energia, que para dispositivos com drivers externos deve ser ajustado conforme dados da tabela apresentada na figura. Para os demais aparelhos, o número é obtido diretamente, sem alterações.

Lembramos que o driver da lâmpada é um módulo para converter a tensão da rede no formato desejado. Por exemplo, dentro da base E27 geralmente há um chip de fonte de alimentação chaveada. Este é um driver e interno. Pref é um certo consumo de uma lâmpada padrão, uma espécie de lâmpada ideal. É calculado através das fórmulas apresentadas na figura, dependendo se o fluxo luminoso é superior a 1300 lúmens ou inferior.

Não tenha medo de expressões complexas; os autores editaram as capturas de tela e forneceram explicações relevantes. Você verá que a potência nominal do padrão é calculada a partir do fluxo luminoso da lâmpada experimental usando fórmulas simples. A tabela mostra três opções:

• Fontes de luz não direcionais.
• Com ângulo de cone igual ou superior a 90 graus, exceto aqueles que possuem símbolos de advertência na embalagem indicando a impossibilidade de uso no modo acentuação e com filamentos.
• Todas as outras lâmpadas direcionais.

A questão é como medir o fluxo luminoso. Em primeiro lugar, as lâmpadas economizadoras de energia são muitas vezes fornecidas com embalagens nas quais está escrito um número específico e, em segundo lugar, com a ajuda de instrumentos, o valor é obtido em condições de laboratório. A eficiência energética é determinada pelos resultados dos testes; Na verdade, todas as informações em inglês são fáceis de ler nas capturas de tela. Nós traduzimos para o russo para melhor compreensão.

Lâmpadas classificadas como economizadoras de energia

Hoje, duas grandes classes de lâmpadas se enquadram na definição de lâmpadas economizadoras de energia:

1. LIDERADO.
2. Pedaço.

Lâmpadas economizadoras de energia LED

Ao que tudo indica, a lâmpada LED economizadora de energia em breve suplantará outras variedades. Julgue por si mesmo: a eficiência geralmente é superior a A, a vida útil está na faixa dos dispositivos luminescentes. Os valores típicos vão de 20 a 50 mil horas. É fácil distinguir um modelo LED de outros por duas características:

1. Um adesivo de eficiência energética ajudará a distinguir os modelos em forma de pêra das lâmpadas de incandescência.
2. Com base no formato da lâmpada, é fácil diferenciá-la das lâmpadas fluorescentes, que também são consideradas economizadoras de energia.

A vida útil de uma lâmpada incandescente é de 1.000 horas. Se você olhar atentamente, na embalagem (ver foto) você verá uma identidade onde um LED equivale a trinta LEDs normais. Aqui queremos dizer uma vida útil de 30.000 horas. Isso é suficiente para 10 anos de trabalho intensivo. Além disso, esta está longe de ser a principal razão para a popularidade das lâmpadas LED. Estes últimos consomem até 10 vezes menos energia elétrica para o mesmo fluxo luminoso total na faixa visível. Muito se economiza com a falta de aquecimento. Como resultado, o espectro infravermelho é visivelmente mais pobre, mas os humanos não precisam dele.

Não se pode dizer que as lâmpadas LED sejam muito melhores que as fluorescentes, mas com a mesma luminosidade indicada na embalagem, as primeiras criam uma impressão visualmente mais favorável. A diferença é visível a olho nu. A redução de custos é perceptível após o primeiro mês de operação. Após a introdução das lâmpadas LED no uso diário, a geladeira passa a ser o principal inimigo do orçamento familiar, seguida pelos econômicos computadores pessoais. Tire conclusões: quando você compra uma dúzia de lâmpadas LED ao preço de 180 rublos cada, você economiza o preço de uma por mês.

Passado cerca de um ano, no caso descrito acima, já é oportuno falar em retorno dos recursos investidos na iluminação da casa. O mais importante é que você esqueça a questão de economizar luz e acenda a luz com calma quando necessário. Mencionemos outras vantagens: os requisitos para fiação e interruptores tornam-se muito mais brandos. As correntes são reduzidas em 10 vezes, a seção transversal do cobre pode ser reduzida ao mínimo, o que representa um aumento direto no orçamento para o próximo reparo. É permitida a compra de lustres menos resistentes ao calor; essas lâmpadas não aquecem a uma temperatura perigosa de incêndio. As emergências não contam.

Os autores tendem a atribuir a dificuldade de reparo à única desvantagem das lâmpadas LED. É extremamente difícil chegar ao driver e, como resultado, é impossível reparar o dispositivo; Para lâmpadas fluorescentes, a base é simplesmente retirada, o que aumenta as chances de dar vida ao produto.

A família inclui todas as lâmpadas onde o brilho é formado devido a uma descarga luminosa lenta. A primeira versão de sucesso é provavelmente considerada a gaita de Giesler, usada no século XIX em estabelecimentos de entretenimento europeus. Esse fato foi mencionado anteriormente no review sobre lâmpadas fluorescentes, hoje vamos focar na parte mais prática. Na virada dos séculos 20 e 21, até 80% do fluxo luminoso nos países desenvolvidos provinha de dispositivos do tipo descarga. A vida útil também é bastante longa - de 10 a 50 mil horas.

No início do desenvolvimento da direção, ficou claro que as lâmpadas de mercúrio de alta pressão e as lâmpadas de sódio de baixa pressão eram extremamente boas, mas não se atreviam a usá-las para necessidades domésticas: a reprodução de cores era muito ruim. A pele humana simplesmente parecia assustadora em tal bairro. Lembremos que a reprodução de cores de uma fonte óptica é o grau de semelhança das várias tonalidades de cores por ela iluminadas com a verdadeira posição na escala espectral. A propósito, as lâmpadas LED dão resultados surpreendentes.

Para lâmpadas de descarga, o primeiro efeito aceitável foi obtido com lâmpadas fluorescentes fluorescentes (mercúrio de baixa pressão). Eles surgiram em 1938 e ficou claro que os aparelhos iriam conquistando gradativamente o segmento doméstico. Na década de 50 do século XX surgiram as lâmpadas de mercúrio de alta pressão (arco HRL). Surgiram então as lâmpadas de descarga de alta intensidade, onde pela primeira vez foi possível superar a eficiência de 100 lm/W. Isso aumentou muito a atratividade dos dispositivos para o cidadão comum. O espectro de radiação é selecionado enchendo o frasco (gás, vapor, misturas destes) ou por condições de queima de arco.

As lâmpadas fluorescentes de descarga se difundiram, onde o espectro é obtido pela irradiação de uma substância especial (fósforo) com luz ultravioleta. Houve também uma confusão considerável. Por exemplo, as lâmpadas halógenas são frequentemente classificadas como lâmpadas de descarga. Mas isso nem sempre é correto. Por exemplo, os aquecedores de quartzo usam filamentos; Mas os haletos metálicos servem outros propósitos: o tungstênio que evapora da espiral entra imediatamente em um composto que não precipita no frasco de vidro. Como resultado do retorno da molécula à superfície do fio quente (devido a processos aleatórios), o metal é restaurado. Isso aumenta significativamente a vida útil.

Os halogenetos também são frequentemente usados ​​em lâmpadas de descarga. E para fins semelhantes. A principal característica das lâmpadas de descarga de iodetos metálicos (que surgiram na década de 60 do século 20) é um arco ardente. Neste último caso, os halogenetos (iodo, bromo, cloro) desempenham um papel adicional: alteram o espectro de luminescência e criam a densidade necessária de metais no volume de gases e vapores. Como resultado, surgem propriedades únicas das fontes de luz que são impossíveis sob outras condições. É conhecida uma terceira propriedade, que não é tão óbvia: certos metais com um espectro de emissão atraente comportam-se agressivamente quando um frasco de quartzo é aquecido a 300 graus Celsius. Em primeiro lugar, alcalino, cádmio, zinco. Ao mesmo tempo, seus haletos são muito mais inertes e a destruição do frasco de quartzo não ocorre mais.

Um efeito particularmente notável é observado ao misturar vários tipos de substâncias. Por exemplo, os metais dos grupos I e III da tabela periódica fornecem bandas espectrais separadas na faixa:

• Sódio – 589 nm (próximo do laranja).
• Tálio – 535 nm (verde).
• Índio – 410 e 435 nm (violeta intenso).

Escândio, lantânio, ítrio e metais de terras raras produzem um espectro de muitas bandas que preenchem o espectro visível. Alguns leitores perguntam – por que isso é realmente necessário? O ponto aqui não está apenas na variada reprodução de cores. A temperatura da cor da lâmpada é importante. Na foto, por exemplo, há um LED de 4500 K. É uma sombra legal, mas está longe da luz do dia. O marco começa em 6.000 K.

Ao escolher a temperatura de cor certa, é possível definir os ritmos circadianos da psique humana. O fenômeno significa melhora no desempenho durante o dia, bom sono à noite, acalmando ou aumentando a tensão. Abaixo, os autores forneceram uma tabela mostrando índices de reprodução de cores e outros parâmetros para lâmpadas de iodetos metálicos com diferentes enchimentos. A codificação DRI (e outras semelhantes) irá ajudá-lo a encontrar rapidamente um produto semelhante no balcão.

Mais tarde falaremos sobre lâmpadas de sódio e queimadores de cerâmica, índices de reprodução de cores e o efeito da temperatura na psique. Qualquer conhecimento é limitado e só a ignorância não tem limites.

As lâmpadas fluorescentes são lâmpadas de descarga de gás de baixa pressão nas quais, como resultado de uma descarga de gás, a radiação ultravioleta invisível ao olho humano é convertida por um revestimento de fósforo em luz visível.

As lâmpadas fluorescentes são tubos cilíndricos com eletrodos nos quais o vapor de mercúrio é bombeado. Sob a influência de uma descarga elétrica, o vapor de mercúrio emite raios ultravioleta, que, por sua vez, fazem com que o fósforo depositado nas paredes do tubo emita luz visível.

As lâmpadas fluorescentes fornecem luz suave e uniforme, mas a distribuição da luz no espaço é difícil de controlar devido à grande área superficial da radiação. Os formatos incluem lâmpadas fluorescentes lineares, em anel, em forma de U e compactas. O diâmetro da tubulação geralmente é especificado em oitavos de polegada (por exemplo, T5 = 5/8"" = 15,87 mm). Nos catálogos de lâmpadas, o diâmetro é indicado principalmente em milímetros, por exemplo, 16 mm para lâmpadas T5. A maioria das lâmpadas são de padrão internacional. A indústria produz cerca de 100 tamanhos padrão diferentes de lâmpadas fluorescentes de uso geral. As lâmpadas mais comuns são com potência de 15,20,30 W para tensão de 127 V e 40,80,125 W para tensão de 220 V. O tempo médio de queima da lâmpada é de 10.000 horas.

As características físicas das lâmpadas fluorescentes dependem da temperatura ambiente. Isto é devido ao regime de temperatura característico da pressão do vapor de mercúrio na lâmpada. Em baixas temperaturas a pressão é baixa, o que significa que há poucos átomos que podem participar do processo de radiação. Se a temperatura for muito alta, a alta pressão de vapor leva ao aumento da autoabsorção da radiação ultravioleta produzida. A uma temperatura da parede do frasco de aprox. As lâmpadas de 40°C atingem a tensão máxima do componente indutivo da descarga de faísca e, portanto, a maior eficiência luminosa.

Vantagens das lâmpadas fluorescentes:

1. Alta eficiência luminosa atingindo 75 lm/W

2. Longa vida útil, chegando a até 10.000 horas para lâmpadas padrão.

3. A capacidade de ter fontes de luz de composição espectral diferente com melhor reprodução de cores para a maioria dos tipos do que lâmpadas incandescentes

4. Brilho relativamente baixo (embora crie brilho), o que em alguns casos é uma vantagem

As principais desvantagens das lâmpadas fluorescentes:

1. Potência unitária limitada e grandes dimensões para uma determinada potência

2. Dificuldade relativa de inclusão

3. Incapacidade de alimentar lâmpadas com corrente contínua

4. Dependência das características da temperatura ambiente. Para lâmpadas fluorescentes convencionaisa temperatura ambiente ideal é de 18 a 25 C. Quando a temperatura se desvia da temperatura ideal, o fluxo luminoso e a eficiência luminosa diminuem. Em temperaturas abaixo de +10 C, a ignição não é garantida.

5. Pulsações periódicas de seu fluxo luminoso com frequência igual ao dobro da frequênciacorrente elétrica. O olho humano é incapaz de detectar essas oscilações de luz devido à inércia visual, mas se a frequência de movimento da peça corresponder à frequência dos pulsos de luz, a peça pode parecer estar parada ou girando lentamente na direção oposta devido ao efeito estroboscópico. Portanto, em instalações industriais, as lâmpadas fluorescentes devem ser ligadas em diferentes fases da corrente trifásica (o fluxo luminoso pulsa em diferentes semiciclos).

As seguintes letras são usadas nas designações de marcação de lâmpadas fluorescentes: L - fluorescente, D - luz do dia, B - branco, HB - branco frio, TB - branco quente, C - transmissão de luz melhorada, A - amálgama.

Se você “torcer” o tubo de uma lâmpada fluorescente em espiral, obterá uma CFL – lâmpada fluorescente compacta. Em termos de parâmetros, as lâmpadas fluorescentes compactas estão próximas das lâmpadas fluorescentes lineares (eficiência luminosa de até 75 Lm/W). Destinam-se principalmente a substituir lâmpadas incandescentes em uma ampla variedade de aplicações.

Marcação: D - arco P - mercúrio L - lâmpada B - acende sem reator

Lâmpadas fluorescentes de arco de mercúrio (MAFL)

As lâmpadas fluorescentes de mercúrio-quartzo (QQL) consistem em um bulbo de vidro revestido internamente com fósforo e um tubo de quartzo colocado no bulbo, que é preenchido com vapor de mercúrio sob alta pressão. Para manter a estabilidade das propriedades do fósforo, o frasco de vidro é preenchido com dióxido de carbono.

Sob a influência da radiação ultravioleta que surge em um tubo de mercúrio-quartzo, o fósforo brilha, dando à luz um certo tom azulado, distorcendo as cores verdadeiras. Para eliminar esta desvantagem, componentes especiais são introduzidos na composição do fósforo, que corrigem parcialmente a cor; Essas lâmpadas são chamadas de lâmpadas DRL com correção de cor. Vida útil da lâmpada – 7.500 horas.

A indústria produz lâmpadas com potência de 80.125.250.400.700.1000 e 2.000 W com fluxo luminoso de 3.200 a 50.000 lm.

Vantagens das lâmpadas DRL:

1. Alta eficiência luminosa (até 55 lm/W)

2. Longa vida útil (10.000 horas)

3. Compacidade

4. Não crítico para as condições ambientais (exceto para temperaturas muito baixas)

Desvantagens das lâmpadas DRL:

1. O predomínio da parte azul esverdeada no espectro dos raios, levando a uma reprodução cromática insatisfatória, o que exclui o uso de lâmpadas nos casos em que os objetos de discriminação são rostos humanos ou superfícies pintadas

2. Capacidade de trabalhar apenas em corrente alternada

3. A necessidade de ligar através de um acelerador de lastro

4. Duração do acendimento quando ligada (cerca de 7 minutos) e início do acendimento mesmo após uma interrupção muito curta no fornecimento de energia da lâmpada somente após resfriamento (cerca de 10 minutos)

5. Pulsações do fluxo luminoso, maiores que as das lâmpadas fluorescentes

6. Redução significativa do fluxo luminoso no final do serviço

Lâmpadas de iodetos metálicos de arco (DRI, MGL, HMI, HTI)

Marcação: D – arco, P – mercúrio, I – iodeto.

São lâmpadas de mercúrio de alta pressão com adição de iodetos metálicos ou iodetos de terras raras (disprósio (Dy), hólmio (Ho) e túlio (Tm), bem como compostos complexos com césio (Cs) e haletos de estanho (Sn). compostos se desintegram no centro dos arcos de descarga e vapores metálicos podem estimular a emissão de luz, cuja intensidade e distribuição espectral dependem da pressão de vapor dos halogenetos metálicos.

Externamente, as lâmpadas metalogênicas diferem das lâmpadas DRL pela ausência de fósforo no bulbo. Caracterizam-se por uma elevada eficiência luminosa (até 100 lm/W) e uma composição espectral de luz significativamente melhor, mas a sua vida útil é significativamente mais curta do que a das lâmpadas DRL, e o circuito de comutação é mais complicado, uma vez que, além disso, contém um dispositivo de ignição.

O acendimento frequente e de curto prazo de lâmpadas de alta pressão reduz sua vida útil. Isso se aplica a lâmpadas de partida fria ou quente.

O fluxo luminoso é praticamente independente da temperatura ambiente (externa da lâmpada). Em baixas temperaturas ambientes (até -50 °C), é necessário utilizar dispositivos de ignição especiais.

Lâmpadas IHM

Lâmpadas de arco curto HTI - lâmpadas de iodetos metálicos com maior carga de parede e distância entre eletrodos muito curta apresentam eficiência luminosa e reprodução de cores ainda maiores, o que, no entanto, limita sua vida útil. As principais áreas de aplicação das lâmpadas HMI são iluminação de palco, endoscopia, gravação de filmes e vídeos à luz do dia (temperatura de cor = 6000 K). A potência dessas lâmpadas varia de 200 W a 18 kW.

Para fins ópticos, foram desenvolvidas lâmpadas HTI de iodetos metálicos de arco curto com pequenas distâncias entre eletrodos. Eles são caracterizados por um brilho muito alto. Portanto, são usados ​​principalmente para efeitos de iluminação, como fontes de luz posicional e em endoscopia.

Marcação: D - arco; Na - sódio; T-tubular.

As lâmpadas de sódio de alta pressão (HPS) são um dos grupos mais eficazes de fontes de radiação visível: têm a maior eficiência luminosa entre todas as lâmpadas de descarga de gás conhecidas (100 - 130 lm/W) e uma ligeira diminuição no fluxo luminoso ao longo de um longa vida útil. Essas lâmpadas possuem um tubo de descarga de alumínio policristalino dentro de um bulbo cilíndrico de vidro, que é inerte ao vapor de sódio e transmite bem sua radiação. A pressão no tubo é de cerca de 200 kPa. Duração do trabalho - 10 a 15 mil horas. No entanto, a luz extremamente amarela e o índice de reprodução de cor correspondentemente baixo (Ra=25) permitem a sua utilização em salas onde as pessoas estão localizadas apenas em combinação com outros tipos de lâmpadas.

Lâmpadas de xenônio (DKsT)

As lâmpadas de tubo de arco de xenônio DKsT, com baixa eficiência luminosa e vida útil limitada, distinguem-se pela composição espectral da luz mais próxima da luz natural e pela maior potência unitária de todas as fontes de luz. A primeira vantagem praticamente não é aproveitada, uma vez que as lâmpadas não são utilizadas no interior de edifícios, a segunda determina a sua ampla utilização para iluminação de grandes espaços abertos quando instaladas em mastros altos. As desvantagens das lâmpadas são pulsações muito grandes do fluxo luminoso, excesso de raios ultravioleta no espectro e complexidade do circuito de ignição.

As lâmpadas de descarga de gás são fontes de radiação de energia luminosa na faixa visível. O principal elemento estrutural de uma lâmpada de descarga de gás é um bulbo de vidro com gás ou vapor metálico bombeado em seu interior. Os eletrodos são conectados ao frasco em ambos os lados, entre os quais ocorre uma descarga elétrica e queima.

As lâmpadas de descarga de gás têm uma classificação bastante ampla. Existem dois tipos principais:

1. Lâmpadas de descarga de gás de alta pressão (GRLVD). Eles incluem DID, DRL, DKsT, DNAT.
2. Lâmpadas de descarga de gás de baixa pressão (GLLD), que incluem vários tipos de LLs, CFLs e LLs especiais.

Estas fontes de luz estão a substituir com sucesso lâmpadas incandescentes obsoletas, que, no entanto, são utilizadas em divisões específicas onde a instalação de outras lâmpadas é impossível.

As vantagens das lâmpadas de descarga de gás são:

1. Eficiência.
2. Alto grau de saída de luz.
3. Alto grau de reprodução de cores.
4. Econômico.
5. Longa vida útil

As desvantagens das lâmpadas de descarga de gás são as seguintes:

1. Linearidade do espectro emitido.
2. Caro.
3. Dimensões.
4. A necessidade de instalação de reatores.
5. Disponibilidade, ou seja radiação bruxuleante.
6. Alta sensibilidade a mudanças de tensão.
7. Toxicidade.
8. Funciona apenas em corrente alternada.

As características de qualidade de cada lâmpada de descarga de gás atendem a elevados requisitos, tais como:

1. Operação - até 20.000 horas de combustão.
2. Eficiência - até 220 lumens por kW de energia.
3. Diferentes cores de luz emitida: natural, etc.
4. permite criar feixes de radiação luminosa de alta intensidade.

O ambiente em que ocorre o processo de combustão de uma descarga elétrica pode ser preenchido com diversos gases, como argônio, néon, xenônio, criptônio, além de vapores de diversos metais, por exemplo, mercúrio ou sódio.

É necessário levar em consideração que lâmpadas de descarga de gás de qualquer tipo devem ser instaladas em luminárias fechadas equipadas com reatores e reatores especiais. Para o bom funcionamento deste tipo de fontes de luz, devem ser instalados reatores e reatores especiais.

As lâmpadas de descarga de gás requerem parâmetros elevados da rede elétrica à qual estão conectadas. Grandes desvios (mais de 3%) dos parâmetros de rede em relação ao valor nominal não são permitidos.

As lâmpadas de descarga de gás podem ser utilizadas em oficinas de produção e outras instalações de fábricas, em todo o tipo de lojas e centros comerciais, escritórios e diversos espaços públicos, bem como em edifícios e caminhos pedonais. Além disso, são amplamente utilizados para iluminação altamente artística de cinemas e palcos, para os quais são utilizados equipamentos profissionais.

A relação custo-benefício das lâmpadas de descarga de gás permite reduzir custos com equipamentos de iluminação e seus componentes.

Uma fonte de luz de descarga ou lâmpada de descarga (RL) é uma lâmpada elétrica na qual a luz é criada como resultado de uma descarga elétrica em gás e (ou) vapor metálico (GOST 15049--81, ST SEV 2737--80).

O princípio de funcionamento do dispositivo e os tipos de descargas utilizadas.

A grande maioria das lâmpadas de descarga são lâmpadas cilíndricas, esféricas ou de outro formato que são transparentes à radiação óptica. Dois eletrodos principais são hermeticamente selados no frasco, entre os quais ocorre uma descarga. Às vezes, eletrodos adicionais são soldados para facilitar a ignição. O espaço interno do frasco, após a remoção do ar e desgaseificação completa da lâmpada (remoção do vapor d'água e outros gases sorvidos no material do frasco e eletrodos por meio de aquecimento sob bombeamento), é preenchido com um determinado gás (na maioria das vezes inerte) a uma pressão diferente ou com um gás inerte e uma pequena quantidade de metal com vapores de alta elasticidade, por exemplo, mercúrio, sódio, etc. Desde meados da década de 60, as lâmpadas se difundiram, nas quais, além do gás inerte e do mercúrio, foram adicionados aditivos emissores especiais são introduzidos, que são principalmente halogenetos de vários metais.

Existe uma categoria de lâmpadas de descarga com eletrodos operando em atmosfera aberta, em que a descarga ocorre no ar e no vapor da substância do eletrodo. Estes são arcos de carbono. Neste tipo de lâmpada, o material do eletrodo é consumido durante a operação. Em tipos especiais de lâmpadas, a descarga queima no fluxo de gás.

Existem também lâmpadas que utilizam descarga sem eletrodo de alta frequência. São um frasco selado sem eletrodos contendo os gases ou vapores necessários.

Em radares estacionários, normalmente são utilizados dois tipos de descarga: brilho e arco em fontes pulsadas, a chamada descarga pulsada; De acordo com isso, distinguem-se lâmpadas incandescentes, de arco e de descarga pulsada.

O tipo de descarga estabelecida na lâmpada após o acendimento é determinado pelas condições do circuito externo (valores da tensão de alimentação, resistência do lastro), do tipo de cátodo e da pressão do gás ou vapor que enche a lâmpada.

Uma descarga luminescente ocorre em baixas densidades de corrente no cátodo e baixas pressões de gás ou vapor, não excedendo vários milhares de pascais (dezenas de mmHg). Sua característica é uma grande queda de tensão no cátodo, no valor de 50-400 V.

Uma descarga de arco difere de uma descarga luminosa pelas altas densidades de corrente no cátodo (102-104 A/cm2) e uma pequena queda de potencial próximo ao cátodo (5-15 V). Pode ocorrer em uma ampla faixa de pressões (de 0,1 a 1 * 107 Pa) e correntes (de décimos a centenas de amperes). Com base nos processos físicos e na natureza da radiação, ela pode ser dividida em regiões próximas ao eletrodo e uma coluna. Uma coluna de descargas de arco de baixa pressão é semelhante a uma coluna de descargas luminosas, ocorrendo nas mesmas pressões, diâmetros e correntes. Uma coluna de arcos de alta e ultra-alta pressão possui uma série de características discutidas no Capítulo. 4, 14--19.

Uma descarga pulsada é um tipo de descarga não estacionária, caracterizada por uma alta concentração de potência e curta duração (não superior a 5-10-3 s).

Nos radares estacionários, as descargas de arco são mais utilizadas, pois com a ajuda delas é possível criar fontes com características muito diversas e altamente eficientes em tensões operacionais relativamente baixas.

A grande maioria das lâmpadas utiliza radiação de coluna, que tem uma eficiência significativamente maior em comparação com a radiação das partes próximas ao eletrodo e permite variar o tamanho e as características da área luminosa dentro de uma ampla faixa. A radiação de áreas próximas aos eletrodos, como o brilho, é usada apenas em tipos especiais de lâmpadas.

A classificação do PL pode ser realizada de acordo com diversos critérios. Devido à grande variedade de propriedades RL e à aplicabilidade das mesmas lâmpadas em diferentes áreas, segue abaixo uma classificação de acordo com características físicas que caracterizam todas as propriedades básicas da descarga, como espectro de radiação, distribuição de intensidade de radiação no espectro, brilho, gradiente de potencial, eficiência energética, etc. Todas essas propriedades da descarga são determinadas principalmente pela composição do meio gasoso em que ocorre a descarga, pelas pressões parciais dos componentes da mistura gasosa e pela intensidade da corrente. Juntamente com o tipo de descarga, a área luminosa utilizada e as dimensões do entreferro do gás, determinam a potência e a tensão, as dimensões e o design da lâmpada e dos seus componentes, o seu regime térmico, a escolha dos materiais e as características e áreas de funcionamento relacionadas. de aplicação.

Com base na composição do meio gasoso ou vaporoso em que ocorre a descarga, as lâmpadas são divididas em lâmpadas com descarga em gases, em vapores metálicos e em vapores de metais e seus compostos.

Em termos de pressão operacional - para lâmpadas de baixa pressão (LP) de aproximadamente 0,1 Pa a 25 kPa, alta pressão (HP) de 25 a 1 - 103 kPa e ultra-alta pressão (SVH) mais de 1 - 103 kPa.

Por tipo de descarga - para lâmpadas de descarga de arco, incandescentes e pulsadas.

De acordo com a área do brilho - para a área do pilar e a área do brilho latente.

Por tipo de fonte de radiação - em:

luz de gás ou vapor, em que a principal fonte de radiação são átomos, moléculas ou íons recombinados excitados;

fotoluminescente (chamado simplesmente luminescente por questões de brevidade), em que a principal fonte de radiação são os fósforos excitados pela radiação de descarga;

iluminação por eletrodo, em que a principal fonte de radiação são eletrodos aquecidos em uma descarga a alta temperatura.

Para a maioria das lâmpadas fotoluminescentes e eletroluminescentes, a radiação de descarga é misturada com o tipo principal de radiação, de modo que são essencialmente fontes de radiação mista.

Com base no formato da lâmpada, as lâmpadas de poste são divididas em:

tubulares ou lineares - lâmpadas em frascos cilíndricos, em que as distâncias entre os eletrodos são 2 ou mais vezes o diâmetro interno do tubo;

capilar - em tubos com diâmetro interno inferior a 4 mm;

“esféricas” - lâmpadas com distância entre os eletrodos menor ou igual ao diâmetro interno do bulbo (as lâmpadas geralmente são esféricas ou próximas a ele, daí seu nome, também são chamadas de lâmpadas com curto); ou comprimento de arco médio.

Com base no resfriamento, as lâmpadas são divididas em lâmpadas com resfriamento natural e forçado (ar ou água).

Em alguns tipos de lâmpadas, o bulbo de descarga, muitas vezes chamado de queimador, é colocado em um bulbo externo, que na maioria das vezes serve para fornecer controle térmico do queimador, mas também pode desempenhar outras funções.

Áreas de aplicação do PL.

Há muito se sabe que as lâmpadas de mercúrio de alta pressão e as lâmpadas de sódio de baixa pressão têm alta eficiência luminosa. No entanto, as tentativas de usar essas lâmpadas para fins de iluminação não tiveram sucesso devido à grave distorção das cores, especialmente a cor da pele humana. Pela primeira vez, esta desvantagem foi superada em lâmpadas fluorescentes de mercúrio de baixa pressão. Seu aparecimento em 1938 marcou uma nova etapa no desenvolvimento de fontes de luz de descarga. Pela primeira vez, foram criados LLs que produzem radiação com espectro contínuo de quase qualquer composição e ao mesmo tempo têm eficiência luminosa e vida útil várias vezes maior que a eficiência luminosa e vida útil das lâmpadas incandescentes. A produção luminosa dos LJIs modernos atinge 85-90 lm/W e a vida útil é de 12-15 mil horas ou mais. Atualmente, os LLs são a fonte de luz de descarga mais difundida usada para iluminação. A sua produção global atinge quase 1 bilhão de lâmpadas por ano.

No início dos anos 50 surgiram lâmpadas de mercúrio de alta pressão com cor corrigida do tipo DRL. Estas lâmpadas, com elevada eficiência luminosa (45-60 lm/W) e uma vida útil de 10-15 mil horas, são hoje muito utilizadas. A sua produção global atinge dezenas de milhões de lâmpadas por ano e continua a crescer.

Na década de 60, novos rumos extremamente frutíferos foram abertos na criação de lâmpadas de descarga de alta intensidade com amplo espectro de radiação e eficiência superior às existentes antes. Pela primeira vez, lâmpadas de alta intensidade conseguiram ultrapassar o limite de 100 lm/W. Um grande número de novos tipos já foram desenvolvidos e estão sendo produzidos, que em muitos aspectos são significativamente superiores às lâmpadas de mercúrio de alta pressão do tipo DRL e ocupam um lugar de destaque na família das fontes de luz de descarga. São lâmpadas de sódio de alta pressão em lâmpadas de alumina cristalina, amplamente utilizadas para iluminação externa, e vários tipos das chamadas lâmpadas de iodetos metálicos.

A par da iluminação, as lâmpadas de descarga encontram inúmeras e muito importantes aplicações em muitos sectores da economia nacional, na mais recente tecnologia e nos assuntos militares, o que se explica pelas características da descarga eléctrica, que permitem criar fontes de radiação com uma combinação muito diversificada de parâmetros. Ao selecionar as condições apropriadas de enchimento e descarga, é possível criar fontes de radiação altamente eficientes em quase qualquer parte não apenas das regiões visível, mas também das regiões UV e IR do espectro, e é possível obter espectros de emissão que consistem em um único linhas, multilinhas e contínuas.

Esta vantagem dos radares abriu possibilidades extremamente amplas para a sua utilização não só para iluminação, mas também para inúmeros fins especiais. Por exemplo, na indústria, agricultura, medicina e outros setores da economia nacional, a fotoluminescência, os efeitos fotoquímicos, biológicos, bactericidas e outros efeitos da radiação UV são amplamente utilizados; A radiação neon vermelha é usada para iluminação de sinalização, a radiação IR é usada para aquecimento radiante, sinalização, comunicação, etc.

Descargas de alta e especialmente ultra-alta pressão têm alto brilho em várias regiões do espectro, dezenas e centenas de vezes maior que o brilho das lâmpadas incandescentes, por isso são utilizadas com sucesso em diversos dispositivos e instalações ópticas de luz.

A baixa inércia da radiação de descarga é uma desvantagem para a iluminação geral, pois leva a grandes pulsações do fluxo luminoso ao operar em redes CA padrão com frequência de 50 Hz. Ao mesmo tempo, abre muitas aplicações especiais para radar onde a modulação da radiação é necessária.

As lâmpadas pulsadas são amplamente utilizadas, produzindo flashes de brilho extremamente alto e duração muito curta. São utilizados em inúmeros instrumentos e instalações para observação e estudo de peças em movimento rápido de máquinas e mecanismos (em estroboscópios), ao fotografar e estudar processos rápidos, fotografia aérea, alcance óptico, etc. de lasers.

A par de muitas vantagens, os RL também apresentam desvantagens, sendo a principal delas alguma complexidade da sua inclusão na rede, associada às características da descarga. A ignição requer tensões mais altas do que a combustão constante. Para garantir um modo de combustão estável, deve ser incluído um reator no circuito de cada lâmpada, limitando a corrente de descarga aos limites exigidos.

As características das lâmpadas com descarga em vapores de metais ou substâncias dependem de suas condições térmicas, e seu modo normal é estabelecido apenas algum tempo após serem ligadas. O reacendimento de lâmpadas com descarga em vapor metálico em altas e ultra-altas pressões sem técnicas especiais só é possível após algum tempo após o desligamento.