Искусственные источники света: виды, особенности, сфера использования

Свет позволяет нам видеть окружающий мир, воспринимать цвета, форму и объем. В ходе эволюции человечество перестало довольствоваться естественными источниками освещения и создало собственные, искусственные. Как они работают, какими группами представлены, читайте в статье ниже.

Что такое источник света

Источник света — это любой объект, который излучает электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом. Свет не только дает возможность получать зрительную информацию, он — пусковой механизм многих процессов. В солнечных батареях свет с помощью фотоэлемента преобразуется в электрический ток. В растениях световые волны запускают химические реакции и участвуют в фотосинтезе.

Типы источников света

По происхождению различают искусственные и естественные источники света. В природе можно встретить разные объекты, способные светиться.

Космические тела: Солнце, звезды, кометы.

Атмосферные явления: молнии, северное сияние.

Представители растительного и животного мира (насекомые, морские организмы).

Искусственный свет – результат человеческой деятельности.

По характеру все световые источники разделяют на люминесцирующие (холодные) и тепловые. В первой группе – светлячки, гниющая древесина, люминесцентные лампы. Для объектов второго типа видимый спектр излучения – лишь способность, сопутствующая выделению тепла. В числе таковых пламя, Солнце, звезды, лампы накаливания и др.

Какие источники света используют в помещениях и на улице

Современные источники искусственного освещения объединяет общая характеристика. Они преобразуют электрическую энергию в световой поток. Различаются лампы по специфике работы, сфере использования, функциональным характеристикам.

Лампы накаливания. В спектре преобладают красное и желтое излучение. Приборы имеют небольшой ресурс, их применяют в быту и для декоративного освещения.

Галогенные лампы. Их особенность – длительный ресурс эксплуатации, способный достигать 5000 часов. В колбу устройства вводят специальные галогеновые газы, призванные замедлять разрушение вольфрамовой нити. Среди плюсов таких ламп – яркий свет, высокое качество цветопередачи.

Люминесцентные приборы. Их относят к газоразрядными источникам света. Электрический импульс создает ультрафиолетовое излучение, при котором наблюдается свечение люминофора. Устройства разнятся по качеству цветопередачи, устанавливаются в производственных и коммерческих помещениях. В продаже можно найти трубчатые, кольцевые и компактные спиралевидные модели.

Газоразрядные лампы высокого давления. Применяются для наружного освещения, поскольку хорошо переносят перепады температур, имеют широкий диапазон мощности и солидный срок службы. Обеспечивают хороший уровень световой отдачи, но цветопередача оставляет желать лучшего.

Светодиоды. Наиболее перспективная группа. Надежные, энергоэффективные, яркие, они широко используются в разных сферах.

Большой выбор электротоваров представлен в каталоге нашего сайта. Их можно приобрести оптом и в розницу по доступной цене.

Характеристики источников света

Напряжение. Характеристика показывает, какое напряжение электрической сети требуется оборудованию для старта и стабильной работы, измеряется в вольтах.

Мощность. Измеряется в ваттах, говорит о количестве энергии, которое потребляет прибор за определенное время.

Световой поток. Отвечает за эффективность прибора освещения, измеряется в люменах.

Световая отдача. Показывает КПД осветительного прибора, зависит от энергоэффективности. Определяется как соотношение светового потока к количеству использованной энергии.

Цветовая температура. Характеристика указывает на оттенок светового излучения. Выделяют три основные группы: теплая (до 3000 К), нейтральная (до 5000 К), небесно-голубая (свыше 5000 К).

Уровень освещенности. Единица измерения – люкс, показывает количество светового потока на единицу площади.

Индекс цветопередачи. Единица учета – Ra. Максимальное значение соответствует свету солнца и составляет 100%. Допустимым считается показатель в диапазоне 80-100%. Более низкие значения искажают естественные тона объектов.

Спектр излучения. Человеческий глаз воспринимает свет в промежутке с длиной волны от 380 до 780 нанометров. Смещение этого показателя в крайние позиции дает преобладание синего и красного спектра.

Важно знать! Цветовая температура влияет на эмоциональное восприятие и ощущение комфорта у человека.

Что важно знать и учитывать при выборе источника света

Мощность. От параметра зависит энергоэффективность искусственного источника света, а также ваш счет за электричество.

Светоотдача. Ламп с бОльшим показателем требуется меньше при прочих равных.

Цветопередача. Способность техники корректно отображать палитру окружающего мира.

Цвет излучения. В жилых помещениях отдают предпочтение теплому световому потоку (до 3000 К), в коммерческих и производственных – холодному (до 5000 К).

Эксплуатационный и гарантийный ресурс.

Основные группы искусственных источников света

1. Газоразрядные лампы. Оптимальное сочетание эффективности и стоимости. Колба представляет собой цилиндрическую трубку, в которую закачаны пары ртути. Устройства экономные в расходе энергии. Срок службы достигает 20 000 часов. Среди преимуществ: хорошая цветопередача, отсутствие нагрева во время работы. Недостатки: снижается световой поток при понижении или повышении температуры, содержат ртуть.
2. Лампа накаливания. Изобретенный раньше других искусственный источник света. Характеризуется светом теплой тональности, имеет погрешность в передаче сине-голубых, желтых и красных тонов. Среди преимуществ: доступность, невысокая цена, нетребовательность к оборудованию. Среди недостатков: нагреваются при работе, срок службы порядка 1000 часов, КПД не превышает 10%.
3. Светодиодные лампы. Используют полупроводниковые кристаллы, которые при преобразовании электричества светятся. Благодаря отличным техническим характеристикам уверенно завоевывают рынок. Световая отдача – до 120 Лм/Вт, срок службы – до 100000 часов, цветопередача – в диапазоне 80-85.

возможность создания светильников сложных геометрических форм;

экономное потребление электроэнергии;

отличная механическая прочность;

длительный срок службы.

К недостаткам можно отнести малый угол излучения и узкий спектральный состав.

Приобрести современные электротовары вы можете в нашем магазине. Доступные цены и большой ассортимент позволяют подобрать лампы для любых светильников.

Важно знать! Светодиодные лампы используют как индикаторы, точечную, ленточную подсветку.

Выбираем источник света для дома

Для домашнего использования лучше остановиться на светодиодных приборах. Разнообразие форм и размеров позволяет реализовать любые типы подсветки. Вариативность количества светодиодов обеспечивает достаточную яркость освещения, а солидный эксплуатационный ресурс поможет надолго забыть о замене лампочек.

Выводы

Современные источники света надежны, безопасны, потребляют минимум энергии. При выборе ламп обращайте внимание на рекомендации, указанные на световом оборудовании, учитывайте размеры помещения и степень естественного освещения. Специалисты магазина «Свет депо» всегда готовы помочь в выборе и комплектации заказа.

Виды источников света и их характеристики

Дата публикации: 20 июня 2015 .
Категория: Статьи.

Пример источника света относящийся к первому классу. Лампа накаливания общего применения в прозрачной колбе

Пример источника света относящийся ко второму классу. Дуговая натриевая лампа в прозрачной колбе

Пример источника света относящийся к третьему классу. Лампа смешанного типа в колбе покрытой люминофором

Пример источника света относящийся к четвертому классу. Светодиодная лампа выполненная в форме лампы накаливания общего применения

Классификация источников света

Нет ни одной отрасли народного хозяйства, где бы ни использовалось искусственное освещение. Начало развития отрасли производства источников света было положено в 19 веке. Поводом для этого послужило изобретение дуговых ламп и ламп накаливания.

Тело, излучающее свет в результате преобразования энергии называется источником света. Почти все производимые в настоящее время типы источников света являются электрическими. Это значит, что для создания светового излучения в качестве первичной затрачиваемой энергии используют электрический ток. Источниками света считают приборы с излучением света не только в видимой части спектра (длинны волн 380 – 780 нм), но и ультрафиолетовой (10 – 380 нм) и инфракрасной (780 – 10 6 нм) областях спектра.

Различают следующие виды источников света: тепловые, люминесцентные и светодиодные.

Тепловые источники излучения являются самыми распространенными. Излучение в них появляется вследствие нагревания тела накала до темпер, при которых появляется не только тепловое излучение в инфракрасном спектре, но и наблюдается видимое излучение.

Люминесцентные источники излучения способны излучать свет не зависимо от того в каком состоянии находится их излучающее тело. Свечение в них возникает через преобразование различных видов энергии непосредственно в оптическое излучение.

В светодиодных источниках излучения свет образуется в полупроводниковом кристалле при переходе электронов с одного энергетического уровня на другой, в результате чего происходит излучение фотонов.

На основании изложенных различий источники света делят на четыре класса.

Тепловые

Сюда относят всевозможные типы ламп накаливания, включая галогенные, а также электрические инфракрасные нагреватели и угольные дуги.

Люминесцентные

К ним относят следующие виды электрических ламп: дуговые ртутные лампы, различные лампы тлеющего разряда, люминесцентные лампы низкого давления, лампы дугового, импульсного и высокочастотного разряда, в том числе и те, в которые добавлены пары металлов или на колбу которых нанесено люминофорное покрытие.

Смешанного излучения

Такие виды ламп освещения одновременно используются тепловое и люминесцентное излучение. Примером могут служить дуги высокой интенсивности.

Светодиодные

Кроме того, существуют другие признаки по которым производится классификация ламп (по области применения, конструктивно-технологическим признакам и тому подобные).

Основные параметры источников света

Световые, электрические и эксплуатационные свойства электрических источников света характеризуют рядом параметров. Сравнение параметров нескольких источников света, для их использования в той или иной области применения, позволяет остановиться на наиболее подходящем из них. Сопоставляя параметры отдельных экземпляров одного и того же источника света, обращая внимание на место и время изготовления, можно судить о качестве и технологическом уровне их производства.

Перечислим основные электрические характеристики ламп и в целом всех источников света:

Номинальное напряжение – напряжение, при котором лампа работает в наиболее экономичном режиме и на которое она рассчитывалась для ее нормальной эксплуатации. Для лампы накаливания номинальное напряжение равно напряжению питающей электрической сети. Обозначается такое напряжение U_л.н и измеряется в вольтах. Газоразрядные лампы такого параметра не имеют, так как напряжение разрядного промежутка определяется характеристиками примененного для ее стабилизации пускорегулирующего аппарата (ПРА).

Номинальная мощность P_л.н – расчетная величина характеризующая мощность потребляемую лампой накаливания при ее включении на номинальное напряжение. Для газоразрядных ламп, в цепь которых включают пускорегулирующие аппараты, номинальная мощность считается основным параметром. Основываясь на ее значении, путем экспериментов, определяются остальные электрические параметры ламп. Нужно учесть, что для определения мощности потребляемой из сети нужно сложить мощности лампы и пускорегулирующего аппарата.

Номинальный ток лампы I_л.н – ток потребляемый лампой при номинальном напряжении и номинальной мощности.

Род тока – переменный или постоянный. Данный параметр нормируется только для газоразрядных ламп. Он влияет на другие параметры (кроме указанных ранее), которые изменяются с изменением рода тока, причем это относится к лампам, работающим только на постоянном или только на переменном токе.

Основными световыми параметрами источников света являются:

Световой поток, излучаемый лампой. Для измерения светового потока лампы накаливания ее включают на номинальное напряжение. У газоразрядных ламп измерение производят когда она работает на номинальной мощности. Световой поток обозначается буквой Ф (латинская фи). Единицей измерения светового потока является люмен (лм).

Сила света. Для некоторых видов специальных ламп накаливания вместо светового потока используются параметры средняя сферическая сила света или яркость тела накала. Для таких ламп они являются основными светотехническими параметрами. Используемые обозначения для силы света I_v, I_vΘ, для яркости – L, их единицы измерения – соответственно кандела (кд) и кандела на квадратный метр (кд/м 2 ).

Световая отдача лампы, это отношение светового потока лампы к ее мощности

Единица световой отдачи – единица измерения параметра люмен на ватт (Лм/Вт). С помощью этого параметра можно оценить эффективность применения источников света в осветительных установках. Однако в качестве характеристики облучательных ламп используют другой параметр – величину отдачи потока излучения.

Стабильность светового потока – процентное отношение величины снижения светового потока в конце срока службы лампы к первоначальному световому потоку.

К эксплуатационным параметрам источников света относят параметры, характеризующие эффективность источника в определенных эксплуатационных условиях:

Полный срок службы τ_полн – продолжительность горения в часах источника света, включенного при номинальных условиях, до полного отказа (перегорание лампы накаливания, отказ в зажигании для большинства газоразрядных ламп).

Полезный срок службы τ_п – продолжительность горения в часах источника света, включенного при номинальных условиях, до снижения светового потока до уровня, при котором дальнейшая его эксплуатация становится экономически невыгодной.

Средний срок службы τ – основной эксплуатационный параметр лампы. Он представляет собой среднеарифметическое полных сроков службы групп ламп (не менее десяти) при условии, что среднее значение светового потока ламп группы к моменту достижения среднего срока службы осталось в пределах полезного срока службы, то есть при заданной стабильности светового потока. Это параметр особенно важен для ламп накаливания, так как увеличение их световой отдачи при прочих равных условиях приводит к сокращению срока службы. Так как экспериментальное определение срока службы приводит к выходу из строя испытуемых ламп, этот параметр определяется на определенном числе ламп с заданной степенью вероятности, рассчитываемой по законам математической статистики.

Динамическая долговечность – параметр, характеризующий срок службы ламп накаливания в условиях вибрации и тряски. Лампы с требуемой динамической долговечностью должны выдерживать определенное число циклов испытаний в установленном диапазоне частот.

Для уточнения работоспособности ламп кроме понятия среднего срока службы используют понятие гарантийного срока службы, определяющего минимальное время горения всех ламп в партии. Этому понятию иногда придают коммерческий смысл, считая гарантийный срок службы временем, в течение которого должна гореть любая лампа.

Сравнительно ограниченная продолжительность горения источников света, особенно ламп накаливания, устанавливает требование к их взаимозаменяемости, что может быть осуществлено только при повторяемости параметров отдельных ламп.

Для обеспечения экономичности осветительной установки важны как начальный световой поток лампы, так и зависимость его спада от времени эксплуатации. С увеличением длительности эксплуатации осветительной установки снижается роль капитальных затрат в стоимости световой энергии. Отсюда следует, что осветительные установки с малым числом часов горения в год целесообразно выполнять, используя более дешевые лампы накаливания и, наоборот, в промышленных осветительных установках, где продолжительность горения составляет 3000 часов и более, рационально использовать более дорогие, чем лампы накаливания, газоразрядные источники света с высокой световой отдачей. Стоимость единицы световой энергии определяется также тарифом на электроэнергию. При низких тарифах оправдано применение в осветительных установках ламп с относительно низкой световой отдачей и повышенным сроком службы.