Стенд по исследованию ламп освещения
С помощью данного лабораторного стенда обучающиеся могут определить различные параметры и характеристики ламп освещения, что позволяет провести сравнительный анализ, уяснить достоинства и недостатки, тем самым лучше освоить лекционный материал.
Спроектированную лабораторную установку возможно применить в образовательном процессе при обучении студентов в вузе.
Лабораторный стенд состоит из корпуса, ламп освещения, используемых для исследований, устройств защиты и блока питания. Для исследования основных характеристик ламп освещения предназначен компьютер с программным обеспечением. Наибольшее распространение получили следующие виды ламп, выпускаемые отечественными и зарубежными производителями: натриевая лампа, ртутная лампа, металлогалогенная лампа, светодиодная, компактная люминесцентная, индукционная люминесцентная и лампа накаливания.
Актуальность работы продиктована сложившимися условиями и тенденциями в электроэнергетике: высокая стоимость электроэнергии и рост тарифов требуют применения энергосберегающих потребителей и экономически обоснованных решений
Преимущество и недостатки
отсутствие пускорегулирующей аппаратуры
быстрый выход на рабочий режим
отсутствие токсичных компонентов
возможность работы на любом роде тока
нечувствительность к полярности напряжения
возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)
отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе
непрерывный спектр излучения
устойчивость к электромагнитному импульсу
возможность использования регуляторов яркости
не боятся низкой и повышенной температуры окружающей среды, устойчивы к конденсату
относительно малый срок службы
хрупкость, чувствительность к удару и вибрации
бросок тока при включении (примерно десятикратный)
лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 25 Вт-100 °C, 40 Вт — 145 °C, 75 Вт — 250 °C, 100 Вт — 290 °C, 200 Вт — 330 °C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается ещё сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут.
нагрев частей лампы требует термостойкой арматуры светильников
Высокая световая отдача. Современные светодиоды сравнялись с натриевыми газоразрядными лампами и металлогалогенными лампами, достигнув 150 Люмен на Ватт.
Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих).
Длительный срок службы - от 30000 до 100000 часов (при работе 8 часов в день - 34 года). При длительной работе и или плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости.
Малая инерционность включаются сразу на полную яркость. А у ртутных и люминесцентных – экономичных ламп – время включения от 1 сек до 1 мин, а яркость увеличивается от 30% до 100% за 3-10 минут, в зависимости от температуры окружающей среды.
Количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света - ламп накаливания, газоразрядных ламп).
Различный угол излучения - от 15 до 180 градусов.
Безопасность – не требуются высокие напряжения, низкая температура светодиода или арматуры, обычно не выше 60 градусов Цельсия.
Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.
Экологичность – отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от люминесцентных ламп.
Миниатюрность, из-за которой требуется объединять многочисленные отдельные светодиоды в группы. Чтобы обеспечить яркий и красочный свет, мгновенно привлекающий внимание, требуется большое количество светодиодов.
Чувствительность к высоким температурам
Энергосберегающая люминесцентная лампа
Достоинства люминесцентных ламп:
Имеют низкую температуру колбы.
Повышенный срок службы.
Недостатки люминесцентных ламп:
Снижает световой поток при повышенных температурах
Имеют большой пусковой ток;
Люминесцентные лампы не работаю при температуре воздуха ниже 15-20 °С.
Не устойчивы к электромагнитному импульсу.
Натриевая лампа высокого давления
Достоинства натриевых ламп:
высокий уровень светоотдачи.
длительный срок службы (до 12 000 ч.);
Недостатки натриевых ламп:
имеют большой пусковой ток.
долгое зажигание и перезажигание (до 10 мин).
Ртутная лампа высокого давления
Преимущества ртутных газоразрядных ламп:
широкий диапазон мощностей.
достаточный уровень световой отдачи.
большой срок службы (до 12000 ч.)
Недостатки ртутных газоразрядных ламп:
имеют большой пусковой ток;
долгое зажигание и перезажигание (до 5 -10 мин).
Достоинства металлогалогенных ламп:
Высокая световая отдача (60-110лм/Вт).
Большой срок службы.
Независимость характеристик (МГЛ) от температуры окружающего воздуха.
Не подходят для плавной регулировки.
Долгое зажигание и перезажигание.
Высокая стоимость (в несколько раз дороже ДРЛ, особенно лампы с керамическими горелками).