7.6. Электрическое освещение

Источник света - это тело, излучающее свет в результате преобразования энергии.

Источники света по способу преобразования электрической энергии подразделяются на тепловые и газоразрядные.

Тепловые источники света используют свойство тел излучать при нагреве лучистую энергию. К тепловым источникам света относятся лампы накаливания. По назначению лампы накаливания делятся на две группы: общего применения (для освещения улиц и зданий) и специального назначения (автомобильные, самолетные, проекционные и т.д.).

Основной частью лампы накаливания является тело накала 2. Стеклянная колба 1 изолирует тело накала и токопроводящие проводники 4 от внешней среды. Из полости колбы через откачную трубку 5 отсасывается воздух, и она заполняется инертным газом или смесью газов. Токопроводящие провода припаяны к внешним электродам 6,7, которые изолированы друг от друга. Чтобы увеличить светоотдачу тело накала выполняется в виде спирали. Для устойчивости тела накала применяют дополнительные держатели 3.

Перспективной разновидностью ламп накаливания являются галогенные лампы. Лампы этого типа имеют трубчатую форму. Колба лампы, выполненная из кварцевого стекла, наполняется ксеноном с добавкой соединения галогенного элемента (фтора, хлора, брома и йода) с водородом. Галогенные лампы обладают повышенной светоотдачей и яркостью.

Газоразрядные лампы используют явление светового излучения газов или паров металла при прохождении через них электрического тока (электрического разряда). Основными типами газоразрядных ламп являются люминесцентные лампы, ртутные лампы высокого давления, металлогалогенные лампы, натриевые и ксеноновые лампы.

Люминесцентные лампы конструктивно представляют собой цилиндрическую стеклянную трубку 1, запаянную с обоих концов, с нанесенным на нее с внутренней стороны слоем люминофора. Кроме прямых трубок выпускаются люминесцентные лампы с кольцевыми, U - образными и W - образными трубками. С обоих концов трубки расположены электроды 2. Напряжение на лампу подается через штыревые контакты, расположенные в цоколях 3.

Напряжение зажигания в люминесцентной лампе значительно превышает рабочее напряжение. Поэтому для включения ламп применяют пусковые регулирующие устройства.

На рис. 7.14 представлена схема включения люминесцентной лампы со стартером и дросселем.

Рис. 7.14

При подключении лампы 3 к сети в стартере 4 возникает тлеющий разряд в газе неоне, которым наполнен баллон стартера. Вследствие этого нагревается биметаллическая пластина стартера, изгибается и замыкает между собой электроды стартера и тлеющий разряд прекращается. После этого пластина охлаждается и вновь размыкает электроды стартера. В момент размыкания в дросселе 2 возникает ЭДС самоиндукции, что приводит к созданию между электродами лампы импульса высокого напряжения. Под действием этого импульса напряжения начинается электрический разряд в лампе. Конденсатор 1 в схеме служит для повышения коэффициента мощности cos φ.

В настоящее время очень широко используются электронные пускорегулирующие аппараты. На рис. 7.15 показаны схемы включения люминесцентных ламп с полупроводниковым балластом с широко - импульсной модуляцией (а) и с полупроводниковым балластом непрерывного действия (б).

Рис. 7.15.а
Рис. 7.15.б

Источник информации:
1. А.Я.Шихин § 108.