Zdroje světla žárovky, zářivky

Zdroje světla – žárovky, zářivky Ing. Jiří Kubín, Ph. D.

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií

Tento materiál vznikl v rámci projektu ESF CZ.1.07/2.2.00/07.0247 Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR

Zdroje světla – žárovky, zářivky Reflexe požadavků průmyslu na výuku v oblasti automatického řízení a měření

Žárovky Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

• Nejobvyklejší představitel teplotních zdrojů • Nejpoužívanější zdroje světla • Široký sortiment • Malé nároky na instalaci a údržbu


1 – vlákno (tvrdý těžko tavitelný wolfram) Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

2 – držák vlákna 3,4 – tyčinka 5 – přívodní drátky 6 – stisk 7 – patice 8 – talířek 9 – čerpací trubička 10 – čerpací otvor 11 – baňka 12 – kontakt drátku s paticí 13 – odizolovaný kontakt na spodku patice 14 - izolace


Základní vlastnosti Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

• Měrný výkon 8 – 20 lm/W • Spínací proud 10x větší než proud provozní • baňky žárovek jsou nejrůznějšího tvaru čiré, uvnitř mdlené, mléčné, opálové) • baňka žárovky se plní inertním plynem (argon, krypton, xenon + dusík) • žárovky s kryptonem +25 % vyšší měrný výkon než u argonu


1, 55

⎛U ⎞ Pp = Ppn ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝Un ⎠ −14 ⎛U ⎞ T = Tn ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝Un ⎠

Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky

⎛U ⎞ Φ = Φ n ⎜⎜ ⎟⎟ ⎝Un ⎠

Závěr

↑ U o 5 % => ↑ Φ o 20 % ↓ T o 50% Un = 230 V U = 240 V => T = 50% U = 220 V => T = 240 % Φ = 80%

3, 5


Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

Použití ve společenských a obytných prostorech • Výhody – velké přizpůsobení z hlediska výkonů a rozměrů – Svítí v každé poloze – světelný tok není závislý na teplotě – plynulá regulace pomocí napájecího napětí

• Nevýhody – nízký měrný světelný výkon


Proudový náraz při zapnutí Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

• velmi snižuje životnost žárovky • dochází k němu vlivem malého odporu studeného vlákna • v prvním okamžiku je proud 12x větší než proud jmenovitý • nutno pamatovat při navrhování jistících prvků • regulační systémy zajišťují plynulé zvyšování proudu na provozní hodnotu =>zvýšení doby života žárovky


Přehled základních parametrů žárovek pro všeobecné osvětlování



Halogenové žárovky Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

• v plynné náplni žárovky je příměs halogenů (jod, brom, chlor a jejich sloučeniny) • Halogenový regenerační cyklus – vratná chemická reakce mezi odpařeným wolframem a halogenem • wolfram přispívá ke zvýšení koncentrace jeho par poblíž vlákna a snižuje tak rychlost vypařování wolframu z vlákna • důsledek zvýšení doby života a vyšší měrný výkon



Základní vlastnosti halogenové žárovky

• teplota baňky žárovky je 250 °C • při ±4°od vodorovné polohy baňka nečerná a může mít malý průměr • materiál baňky z křemenného nebo tvrdého skla s SiO2 • malý objem žárovky dovoluje zvýšit tlak inertního plynu a tím zvýšit životnost žárovky nebo měrný výkon • Další zvýšení měrného výkonu se zajišťuje přidáním kryptonu a xenonu


Provedení Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

• jednopaticové • dvoupaticové • s dichroickým zrcadlem – usměrňuje viditelné záření směrem k osvětlovanému předmětu a propouští infračervené záření směrem k objímce žárovky


Úvod Žárovky

Parametry vybraných typů halogenových žárovek pro všeobecné osvětlování na síťové napětí

Halogenové ž. Zářivky Závěr

Při napětí na 12 V, měrný výkon až 25 lm/W při životnosti 5000 h, ovšem nutnost předřadného měniče nebo transformátoru


Zářivky Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

• nízkotlaké rtuťové výbojky se žhavenými elektrodami • výboj v parách rtuti vyzařuje 2 % přivedené energie a více než 60 % v oblasti ultrafialového záření • 19 % příkonu se v zářivce transformuje do viditelné oblasti spektra pomocí luminoforu • trubice je naplněna vzácným plynem (argon, směs argonu s neónem)


Konstrukční uspořádání Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

• 1 – skleněná trubice • 2 – luminofor • 3 – kolíčková patice • 4 – elektroda • 5 – nosný systém • 6 – směs rtuti a vzácného plynu


Základní vlastnosti - zářivek Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

• Φ po 100 h provozu klesne asi o 10 % • proto se Φn udává po 100 h hoření • po zažehnutí má zářivka je 90 % toku a plné hodnoty dosahuje po 3 minutách hoření • po 2000 h hodinách hoření nesmí klesnout Φ zářivky pod 75 % Φn u bílých 85 % • během 170 % nemá tok klesnout pod 70 % Φn • Nejvíce se životnost zářivky zkracuje při zapalování jedno zapálení zkracuje životnost o 1,5 h • Při tříhodinovém cyklu je životnost až 16 000 h


Závislost na teplotě Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

Maximální Φ při teplotě okolo 40 °C na povrchu trubice Při nižších teplotách se plní na nižší tlak argonu pro lepší zapalování a pro zajištění vyššího měrného výkonu se opatřují dvojitým pláštěm


Zapálení oblouku Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

• Z – zářivka • Tl – tlumivka • ZP – doutnavkový zapalovač • C1 – odrušovací kondenzátor • C2 – kompenzační kondenzátor • V - vypínač


Stroboskopický efekt Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

• Nejlepší ochranou proti vzniku strob. efektu je rozdělení instalace do různých fází



Přehled technických dat vybraných typů lineárních zářivek



Vliv napětí na základní parametry



Chromatičnost zářivek a kvalita vjemu barev • s klasickými halofosfátovými luminofory s měrným výkonem 57 – 68 lm/W, Ra = 40 – 59, při teple bílém provedení, Ra = 60 – 79 při denním nebo bílém barevném provedení • s třípásmovým luminofory měrný výkon 72 až 83 lm/W a Ra = 80 – 89 • s vynikajícím podáním barev s pětipásmovými luminofory Ra ≥ 90, měrný výkon 52 – 55 lm/W


Trendy ve vývoji zářivek Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

• snižování průměru vede k lepšímu využití luminoforu, snížení příkonu zářivek při zachování příp. zlepšení světelně technických parametrů hl. světelného toku a Ra • zářivky mají nahradit žárovky v co nejširší aplikační oblasti • využití elektronických předřadníků


Jednopaticové zářivky Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

• v provedení bez předřadníku a bez zapalovače s paticí se čtyřmi kontaktními kolíky


Kompaktní zářivky Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

• kompaktní provedení čtyřtrubičkové bez vnější baňky • elektronický předřadník je zabudován v pouzdře


Příště Úvod Žárovky Halogenové ž. Zářivky Závěr

Výbojky

Zdroje světla žárovky, zářivky

Recommend Documents