Zdroje světla žárovky, zářivky

Transkript

1 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/ , který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR

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

3 1 vlákno (tvrdý těžko tavitelný wolfram) 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

4 Základní vlastnosti 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

5 P T p = = T P n Φ = Φ pn n U U U U n U U n 14 n 1,55 3,5 U o 5 % => Φ o 20 % T o 50% Un = 230 V U = 240 V => T = 50% U = 220 V => T = 240 % Φ = 80%

6 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

7 Proudový náraz při zapnutí 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

8 Přehled základních parametrů žárovek pro všeobecné osvětlování

9 Halogenové žárovky 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

10 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 SiO 2 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

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

12 Parametry vybraných typů halogenových žárovek pro všeobecné osvětlování na síťové napětí Při napětí na 12 V, měrný výkon až 25 lm/w při životnosti 5000 h, ovšem nutnost předřadného měniče nebo transformátoru

13 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)

14 Konstrukční uspořádání 1 skleněná trubice 2 luminofor 3 kolíčková patice 4 elektroda 5 nosný systém 6 směs rtuti a vzácného plynu

15 Základní vlastnosti - zářivek Φ po 100 h provozu klesne asi o 10 % proto se Φ n 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 % Φ n u bílých 85 % během 170 % nemá tok klesnout pod 70 % Φ n Nejvíce se životnost zářivky zkracuje při zapalování jedno zapálení zkracuje životnost o 1,5 h Při tříhodinovém cyklu je životnost až h

16 Závislost na teplotě 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

17 Zapálení oblouku Z zářivka Tl tlumivka ZP doutnavkový zapalovač C 1 odrušovací kondenzátor C 2 kompenzační kondenzátor V - vypínač

18 Stroboskopický efekt Nejlepší ochranou proti vzniku strob. efektu je rozdělení instalace do různých fází

19 Přehled technických dat vybraných typů lineárních zářivek

20 Vliv napětí na základní parametry

21 Chromatičnost zářivek a kvalita vjemu barev s klasickými halofosfátovými luminofory s měrným výkonem lm/w, R a = 40 59, při teple bílém provedení, R a = při denním nebo bílém barevném provedení s třípásmovým luminofory měrný výkon 72 až 83 lm/w a R a = s vynikajícím podáním barev s pětipásmovými luminofory R a 90, měrný výkon lm/w

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

23 Jednopaticové zářivky v provedení bez předřadníku a bez zapalovače s paticí se čtyřmi kontaktními kolíky

24 Kompaktní zářivky kompaktní provedení čtyřtrubičkové bez vnější baňky elektronický předřadník je zabudován v pouzdře

25 Příště Výbojky