Classification des sources lumineuses. Partie 1. Lampes à incandescence et lampes halogènes

On distingue trois principaux modes de production de lumière : rayonnement thermique, décharge gazeuse à basse et haute pression.

Rayonnement thermique... Echauffement du fil lors du passage du courant électrique à la température la plus élevée possible. L'élément en tungstène avec le point de fusion le plus élevé parmi les métaux (3683 K) est le mieux adapté pour cela. Exemple : ampoules à incandescence et ampoules halogènes à incandescence.

Décharge de gaz... Dans un récipient en verre fermé rempli de gaz inertes, de vapeurs métalliques et d'éléments de terres rares, une décharge d'arc se produit lors de l'application d'une tension. La luminescence résultante des charges gazeuses donne la couleur de lumière souhaitée.

Exemple : lampes à mercure, à chlorure métallique et à sodium.

Processus luminescent... Sous l'action d'une décharge électrique, la vapeur de mercure pompée dans le tube de verre commence à émettre des rayons ultraviolets invisibles qui, tombant sur le phosphore déposé sur la surface interne du verre, se transforment en lumière visible. Exemple : lampes fluorescentes, lampes fluocompactes, diodes électroluminescentes (LED).Les différents types de lampes diffèrent par des paramètres tels que l'efficacité lumineuse, les caractéristiques spectrales (par exemple le rendu des couleurs), les caractéristiques électriques (tension de fonctionnement, consommation d'énergie), les caractéristiques de conception (dimensions), la durée de vie et le prix.

Classification de la source lumineuse

Lampes incandescentes

Les lampes à incandescence sont des émetteurs de chaleur typiques. Dans leur flacon scellé, rempli de vide ou de gaz inerte, la bobine de tungstène est chauffée à haute température (environ 2600-3000 K) sous l'action d'un courant électrique, ce qui libère de la chaleur et de la lumière. La majeure partie de ce rayonnement se situe dans le domaine infrarouge.

Les principaux types de lampes à incandescence sont les lampes à usage général, les lampes à usage spécial, les lampes décoratives et les lampes à réflecteur.

L'efficacité lumineuse des lampes à incandescence dans la plage de 25 à 1000 W est d'environ 9 à 19 lm / W pour les lampes d'une durée de vie moyenne de 1000 heures. La majorité des lampes à incandescence sont destinées à l'éclairage intérieur et extérieur dans des réseaux à courant alternatif avec une tension nominale de 220 V, 127 V et une fréquence de 50 Hz.

Les lampes à incandescence diffèrent par la puissance et le type d'ampoule. Les lampes à incandescence sont produites dans la forme sphérique classique, ainsi que dans des tailles plus petites avec une ampoule des formes "Champignon" et "Bougie". Les lampes transparentes émettent une belle lumière riche et le revêtement diffusant la lumière assure une répartition uniforme de la lumière et élimine l'effet d'éblouissement.Des lampes sont produites qui sont adaptées aux fluctuations de tension du réseau, conçues pour une tension accrue (230-240 V) (lorsque la tension du réseau augmente de 10%, la durée de vie des lampes ordinaires est réduite de 3 fois), ce qui leur permet de conserver leur caractéristiques techniques plus longtemps. La durée de combustion des lampes à incandescence à tension normale n'est pas inférieure à 1000 heures, pour les lampes d'une tension de 127-135 V - 2500 heures, pour les lampes MO - 700 heures.

Les principales caractéristiques des lampes à incandescence :

1. Fabriqué dans une large gamme, pour différentes puissances et tensions et différents types, adaptés aux conditions d'utilisation spécifiques

2. Connexion directe au réseau sans appareils supplémentaires

3. Facilité d'entretien (bien qu'avec des caractéristiques fortement changeantes) même avec des écarts importants de la tension secteur par rapport à la valeur nominale

4. Légère (environ 15%) réduction du flux lumineux jusqu'à la fin de la durée de vie

5. Indépendance presque complète des conditions environnementales (jusqu'à la capacité de travailler immergé dans l'eau), y compris la température

6. Compacité

Inconvénients des lampes à incandescence : faible rendement lumineux, prédominance de la partie jaune-rouge du spectre dans le spectre d'émission, durée de vie limitée, forte dépendance des caractéristiques des lampes à incandescence à la tension d'alimentation (puisque lorsque la tension augmente, la température de le filament monte et, par conséquent, la lumière devient plus blanche, le flux lumineux augmente rapidement et ralentit légèrement l'efficacité lumineuse, la durée de vie est fortement réduite).

Spectre d'une lampe à incandescence :

Les principales caractéristiques d'une lampe à incandescence sont les valeurs nominales de tension, de puissance, de flux lumineux, de durée de vie et d'encombrement.

Les types les plus courants de culots de lampe à incandescence : E — fileté, Bs — broche à une broche, Bd broche à deux broches.

Désignation des lampes à incandescence : monobobine remplie de gaz G (argon) ; B - double bobine avec remplissage d'argon ; BK - bispirale remplie de krypton; MT — mat ; 125-135, 220-230, 230-240-gamme de tension en volts ; 25-500 — puissance nominale en watts ; 1 — 12 — caractéristique distinctive du modèle de base.

Par exemple : B 230-240-40-1, MO 36-100

Un grand nombre d'autres types de lampes à incandescence sont également produites: lampes de mine, pour le métro, pour les feux de circulation, à projection, pour la photographie, miniatures et miniatures, à commutation, à miroir (lampes-lampes avec miroir ou couches réfléchissantes diffuses dans l'ampoule) et d'autres.

Lampes halogènes à incandescence

Les lampes halogènes à incandescence ont une structure et une fonction comparables aux lampes à incandescence. Mais ils contiennent des additions mineures d'halogènes (brome, chlore, fluor, iode) ou leurs composés dans le gaz auxiliaire. À l'aide de ces additifs dans une certaine plage de température, il est possible d'éliminer presque complètement l'assombrissement de l'ampoule (causé par l'évaporation des atomes de tungstène) et la diminution du flux lumineux qui en résulte. Par conséquent, la taille de l'ampoule dans les lampes halogènes à incandescence peut être considérablement réduite, ce qui permet, d'une part, d'augmenter la pression dans le gaz de remplissage et, d'autre part, d'utiliser des inertes coûteux. gaz krypton et xénon comme gaz de remplissage.

Cycle tungstène-halogène.

Les principales caractéristiques d'une lampe à incandescence - efficacité lumineuse et durée de vie - sont principalement déterminées par la température de la bobine : plus la température de la bobine est élevée, plus le rendement lumineux est élevé, mais plus la durée de vie est courte. La réduction de la durée de vie est une conséquence de l'augmentation rapide du taux d'évaporation du tungstène avec l'augmentation de la température, ce qui conduit, d'une part, à l'assombrissement de l'ampoule et, d'autre part, à la combustion de la bobine.

Le noircissement de l'ampoule peut être efficacement empêché en utilisant un additif halogène au gaz de remplissage, qui, pendant le cycle tungstène-halogène, empêche le tungstène déjà vaporisé de se déposer sur les parois de l'ampoule. Le tungstène vaporisé de la bobine pendant le fonctionnement de la lampe pénètre dans la plage de température (T1 1400 K) par diffusion ou convection et s'y décompose à nouveau.

Une partie du tungstène est à nouveau restaurée le long de la spirale, mais à un nouvel endroit. Ainsi, le cycle normal tungstène-halogène n'a pour effet que d'empêcher l'assombrissement de l'ampoule, mais pas d'augmenter la durée de vie, qui se terminera à la suite de la rupture de la bobine sur les "cellules chaudes" résultantes.

Les lampes halogènes à incandescence se distinguent par leur compacité particulière, une lumière nettement plus blanche, un meilleur rendu des couleurs et une double durée de vie.

Les lampes halogènes à incandescence sont disponibles jusqu'à 20 kW.

Aujourd'hui, les fabricants proposent une vaste sélection de lampes halogènes - pour tous les goûts et à des fins différentes.Il existe des lampes d'une puissance de 5-150 W pour une tension réduite de 12-24 V, ainsi qu'une puissance de 25-250 W (avec un seul culot avec douilles standard E14 et E27) et 100-500 W (double - avec un capuchon) conçu pour la tension secteur 220-230 V. Vous pouvez utiliser des lampes halogènes avec des réflecteurs externes en verre avec un revêtement interférentiel spécial - il transmet le rayonnement infrarouge, créant ainsi un faisceau «froid». Les lampes avec un réflecteur externe en aluminium forment des faisceaux lumineux "profonds" (avec un angle de diffusion de 30-100) et "larges" (avec un angle de diffusion allant jusqu'à 600).

Voici les principaux avantages des lampes halogènes par rapport aux lampes à incandescence classiques :

- efficacité lumineuse supérieure - dans certains cas, elle augmente jusqu'à 25 lm / W, soit 2 fois plus que celle des lampes à incandescence;

- grande durabilité - leur durée de vie est 2 à 4 fois supérieure à celle des lampes à incandescence ;

-petites dimensions -pour les lampes halogènes basse tension (12 V, 100 W), le diamètre de l'ampoule est 5 fois plus petit que celui des lampes à incandescence de même puissance ;

— un spectre de rayonnement plus riche — les lampes halogènes ont une lumière plus « blanche » que les lampes à incandescence (du fait de la température de chauffe plus élevée — 30 000 K contre 28 000 K pour une lampe classique) ;

- possibilité de réglage du flux lumineux, et à tension réduite le flux lumineux conserve une "blancheur" suffisante.

Les deux premiers points parlent des avantages économiques évidents des lampes halogènes: si une telle source lumineuse est installée à la place d'une lampe à incandescence traditionnelle, mais avec les mêmes paramètres d'émission, la consommation d'énergie du point lumineux sera réduite en moyenne de 20 -40%. Cependant, ce n'est pas le seul avantage des lampes halogènes.Leur petite taille, presque miniature, permet la création de luminaires complètement nouveaux, par exemple, le soi-disant éclairage d'accentuation — un système de réflecteur spécialement conçu permet une telle augmentation du flux lumineux qui donne aux concepteurs des options supplémentaires dans la conception de la pièce .