Электрические источники света. Лампы накаливания

Практикум содержит теоретические сведения, варианты заданий расчетно-графической работы по дисциплине «Светотехника», приведены примеры решения задач.

Катодолюминесцентные лампы, принцип действия которых основан на явлении автоэлектронной эмиссии, являются энергосберегающими, долговечными и экологически безопасными источниками света. Наиболее перспективным представляется изготовление основного элемента источника – автоэмиссионного катода – из углеродных материалов, обладающих химической устойчивостью, высокой стабильностью и уникальными механическими свойствами. Благодаря увеличению площади эмитирующей поверхности при использовании лезвийного типа катодов становится возможным получение высоких значений автоэмиссионного тока.

Рассмотрены основные области применения, конструктивные особенности и эксплуатационные характеристики импульсных ксеноновых ламп, инженерные методы расчета параметров электротехнического контура ламп, термодинамических, переносных и оптических свойств низкотемпературной неидеальной ксеноновой плазмы и спектрально-яркостных характеристик. Даны рекомендации по выбору оптимальных режимов работы импульсных трубчатых ламп и примеры расчета параметров плазмы и рабочих характеристик ламп, применяемых для решения практических задач.

Газоразрядный стартер представлен комбинацией трех элементов: ключа, сопротивления утечки и разрядника, что позволяет расширить сферу применения стартеров, создавая на их основе устройства для зажигания газоразрядных ламп высокого давления. Параметры разрядника (напряжение пробоя) зависят от конструкции стартера, состава и давления наполняющего газа - чем больше давление газа в стартере, тем ниже его "пробивное" напряжение, чем легче газ, тем больше напряжение пробоя. Место локализации катодного пятна находится возле спая электрода со стеклом. Объяснение возникновения пробоев в стартере дано с позиции возникновения взрывной электронной эмиссии, которая обеспечивает достаточную плотность тока для такого перехода. Измеренная величина тока достигла 400 А. Для генерирования импульсов с амплитудой 15-30 кВ представлены варианты устройств со стартером и автотрансформатором (ИЗУС-А), со стартером и трансформатором (ИЗУС-Т).

Исследованы процессы перехода разряда в дуговую форму в разрядных источниках света высокого и низкого давления при холодном катоде. Взрывная электронная эмиссия (ВЭЭ) обеспечивает достаточную плотность тока для такого перехода. Минимальные пороговые токи ВЭЭ зависят от типа источника света и для исследованных приборов находятся в пределах от 0, 21 до 4 A. Эти данные необходимы для улучшения рабочих характеристик источников света, для разработки эффективных зажигающих устройств.

Представлен указатель материалов, опубликованных в журнале в 2009 году.

Впечатления от посещения целого ряда городов и мест в Турции с точки зрения архитектурного освещения и светодизайна.

По мере признания новых осветительных технологий и роста значения энергоэффективности в качестве приоритетного средства решения проблем светорегулирования появляются полностью интегрированные светорегуляторы. Внедрением полностью интегрированного светорегулирования, взаимосвязанного с системой диспетчеризации инженерного оборудования здания, домовладельцы могут получать отличную регулируемость осветительного оборудования, его функциональную совместимость, способность к масштабированию и значительное энергосбережение.

Представлены конструкция и характеристики мощной (до 430-540 Вт) индукционной люминесцентной лампы, работающей на частотах 130-400 кГц со световым потоком при мощности 430 Вт 40 клм. Стеклянная разрядная колба (O18х30 см) содержит две полости, симметричные относительно поперечной и продольных плоскостей симметрии лампы, в каждой из которых размещен ВЧ индуктор, состоящий из катушки индуктивности и ферромагнитного сердечника. В колбе от двух независимых источников питания, работающих на одинаковой частоте, зажигаются и поддерживаются два индукционных разряда в смеси паров ртути (6х10-3 мм рт. ст. ) и аргона (0, 1 мм рт. ст. ). Световая отдача лампы максимальна при равенстве мощностей индукторов, не обнаруживает зависимости от частоты и уменьшается с повышением мощности лампы от 106 лм/Вт (200 Вт) до 92-94 лм/Вт (430 Вт).

Редакция и редколлегия журнала, друзья, коллеги и ученики поздравляют специалиста по плазме низкого давления, кандидата технических наук, доцента Евгению Владимировну Охонскую с юбилеем.

Редакция и редколлегия журнала, сотрудники сердечно поздравляют руководителя научно-инженерного отделения, заведующую лабораторией архитектурного и спортивного освещения ГУП МНИИП "Моспроект-4" Галину Ильиничну Гарифулину с юбилеем.

Автор делится инновационным опытом освещения светодиодами ряда помещений в центре шведской столицы.

Сообщается о некоторых приоритетах и изменениях стратегии энергоэффективного и устойчивого развития США на ближнюю перспективу.

Приведены прогнозы Международного энергетического агентства на 2030 г. по спросу на энергию и выбросу СО2. Изложены меры, предпринимаемые Россией по уменьшению энергопотребления. Описана деятельность Германского энергетического агентства в части энергосбережения.

На протяжении почти двух десятилетий принятые в США программы повышения энергоэффективности поощряли распространение, продажу и установку компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) с резьбовыми цоколями, рассматривая это как важную часть борьбы за экономию электроэнергии. По мере изменения и расширения программ повышения энергоэффективности усиливалась и доминирующая позиция КЛЛ в качестве основного источника декларируемой экономии электроэнергии. Типичные организаторы американских программ повышения энергоэффективности (энергетические компании, власти штатов или местные власти и другие) обычно относят 50 % декларируемой годовой экономии электроэнергии на счeт КЛЛ, внедрeнных в рамках соответствующей программы. Непрерывно проводящиеся исследования пролили некоторый свет как на оставшийся потенциал роста приходящейся на КЛЛ доли рынка источников света, так и на реальные возможности КЛЛ в части эффективности и срока службы.

На освещение расходуется около 14 % генерируемой в России электроэнергии - примерно 137 млрд. кВт/ч электроэнергии в год. Российские промышленные, жилые и общественные здания обладают наибольшим потенциалом в части экономии электроэнергии. Суммарные потенциальные возможности России в части экономии электроэнергии огромны: 56 ТBт/ч в год, что эквивалентно выбросу примерно 39 Мт CO2 в год, и данный проект нацелен на реализацию 60 % этого потенциала. Хотя потенциальные возможности экономии электроэнергии в этом секторе и огромны, имеется целый ряд барьеров на пути внедрения энергоэффективного оборудования и соответствующего преобразования рынка. Эти барьеры включают в себя: отсутствие обязательных стандартов энергоэффективности и способов маркировки светотехнического оборудования, законодательные ограничения, сдерживающие приток инвестиций в общественный и жилой секторы, недостаточную государственную поддержку внедрения новейших достижений светотехники, неконкурентность российской промышленности, совершенное отсутствие понимания со стороны потребителей. Для преодоления этих барьеров и оказания Российской Федерации помощи в деле преобразования рынка Международным экологическим фондом (МЭФ) и Программой развития ООН (ЮНДП) совместно с Правительством России (Министерством энергетики Российской Федерации) был разработан соответствующий проект. Этот проект скоординирован с программой ЮНЕП/ЮНДП/ МЭФ "Формирование мирового рынка для эффективного освещения" (Global Market Transformation for Efficient Lighting). Целью проекта ЮНДП/ МЭФ является переориентация российского рынка на эффективное освещение и поэтапное вытеснение неэффективного освещения, что приведет к уменьшению выброса в России газов, вызывающих парниковый эффект. В центре внимания проекта будет поэтапное вытеснение устаревшего оборудования из освещения жилых домов и общественных зданий и уличного освещения.

Приведены запланированные разными странами показатели энергосбережения. Сформулированы рекомендации по обеспечению энергоэффективности освещения и перечислены основные аспекты политики энергосбережения.

Рассматриваются меры, предпринимаемые ЕС для улучшения энергоэффективности зданий. Обсуждаются возможности применения таких рыночных инструментов, как квоты на энергосбережение, белые сертификаты и др. Описаны основные моменты применения белых сертификатов, включая их куплю-продажу. На примере Италии продемонстрирована схема реализации программы энергосбережения.

В статье рассматриваются спектральное распределение энергии излучения ламп и ее влияние на освещение для пешеходов в ночное время. Представлены результаты исследований светлоты и способности замечать препятствия и проведено сравнение этих результатов с результатами расчетов с использованием моделей относительной световой эффективности для сумеречного зрения.

Приведены некоторые основные промежуточные результаты исследований, проводимых специалистами ГОУВПО "Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева", по повышению экологической безопасности люминесцентных ламп (ЛЛ) путем замены жидкой ртути, используемой в них в качестве активного вещества, на амальгамы. Исследования посвящены поиску оптимальных составов амальгам, вариантов расположения амальгамы в ЛЛ и соответствующих конструктивных решений, отработке технологии изготовления амальгам и амальгамных ЛЛ в целом, разработке метода измерения количества ртути в люминесцентных лампах, созданию опытных образцов амальгамных ЛЛ, определению их характеристик и сравнению последних с аналогичными характеристиками обычных ЛЛ (с жидкой ртутью).

Краткое эссе, суммирующее информацию о работе зрительной системы в условиях дневного, сумеречного и ночного зрения, с особым акцентом на влияние спектра источников света на зрительную работоспособность в условиях сумеречного зрения.

Имеется существенное цветовое различие между инструментально определенными цветностями широкополосных цветных стимулов и визуально уравненной по цвету смесью узкополосных цветных излучений красного, зеленого и синего светодиодов (СД) (например, излучением кластера из красного, зеленого и синего СД). Для выявления возможной причины несоответствия цветностей мы провели три различных эксперимента по уравниванию цветов (обозначенных как эксперименты А, В и С). Первый эксперимент (эксперимент А) состоял в уравнивании цвета белого отражающего образца (уравнивание максвелловского типа), тогда как в экспериментах В и С требовалось уравнять цвета насыщенных самосветящихся цветовых полей при помощи двух различных наборов основных излучений красного, зеленого и синего СД (уравнивание, подобное методу максимального насыщения (Maximum Saturation Technique) ). Адекватной мерой качества колориметрической системы может служить эвклидова метрика, используемая для сравнения цветностей при визуальном и инструментальном уравнивании цветов применительно к почти равноконтрастному цветовому графику, такому как цветовой график uv МКО 1976 г. Различия в координатах цветности могут быть уменьшены вдвое, если пользоваться не стандартными функциями сложения цветов (ФСЦ) МКО (ФСЦ колориметрической системы МКО 1931 г. ), а ФСЦ, полученными на основе базовых характеристик колбочек (базовые ФСЦ (Fundamental CMFs) ). При дальнейшей модификации базовых ФСЦ (модифицированные базовые ФСЦ (Modifi ed Fundamental CMFs) можно получить очень хорошее совпадение результатов визуального и инструментального уравнивания цвета. Эти предлагаемые нами ФСЦ нуждаются в дальнейшем изучении с использованием большего количества наблюдателей, и только после этого их можно будет рекомендовать для практического применения.

Показаны основные преимущества УФ обеззараживания воды и воздуха перед конкурирующими технологиями и вкратце освещены успехи ЗАО "НПО "ЛИТ" по разработке и производству комплектного оборудования для УФ обеззараживания не только для потребителей в СНГ, но и в дальнем зарубежье (по объемам продаж и производства компания входит в тройку мировых лидеров в этой области).

Форум 2009 года будет проходить с 11 по 12 ноября 2009 года в московском Экспоцентре на Красной Пресне, в рамках выставки "Интерсвет-2009", ведущей в России выставки освещения и осветительных технологий.

С 19 по 22 мая 2009 года в Санкт-Петербурге прошла 16-я Международная специализированная выставка "Энергетика и электротехника". В рамках деловой программы выставки прошли конференции, семинары, круглые столы, презентации, обсуждение насущных вопросов, проблем и задач столь важнейших отраслей хозяйственной деятельности любого государства. Светотехническая сторона выставки проявилась как в прекрасном световом оформлении многих стендов, гармонирующем с общим интерьером, так и в участии в ней ряда светотехнических фирм и заводов.

Редакция и редколлегия журнала, сотрудники кафедры "Светотехника" МЭИ, друзья и коллеги поздравляют кандидата технических наук, старшего научного сотрудника Каменскую Г. В. с юбилеем.

17 июня 2009 года в ГОУ ВПО "Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева" защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук Д. В. Пьянзин. Тема диссертации - "Локально-централизованная система дистанционного управления освещением на базе ЭПРА с частотным регулированием мощности люминесцентных ламп". Внедрение регулируемых ЭПРА и систем управления освещением на их основе открывает новые возможности в данном направлении.

Представлена информация о новых книгах : Айзенберг Ю. Б. Энергосбережение в осветительных установках. - 90 с., Варфоломеев Л. П. Элементарная светотехника. - 220 с., Справочная книга по светотехнике / под ред. Ю. А. Айзенберга. - 972 с., Брошюры немецкого общества содействия хорошему освещению.

Рассматриваются основные положения концепции светосигнального обеспечения полетов на аэродромах с двумя взлетно-посадочными полосами. В основу концепции положен факт взаимного резервирования двух взлетно-посадочных полос при выполнении полетов в сложных метеорологических условиях.

Редакция и редколлегия журнала, друзья и коллеги поздравляют ведущего инженера ООО "ВНИСИ" Бурцеву Н. Б. с юбилеем.

Светотехническая интернет-конференция прошла с 3 по 16 июня 2009 года, все материалы размещены на сайте Светотехнического общества http: //nsk2009. svetotech. com. В ней участвовали специалисты из разных городов страны. Основная тематика конференции: световые приборы, осветительные установки, управление освещением, источники излучения, техника освещения и световой дизайн, компьютерные технологии в светотехнике.

Освещение является крупным потребителем электроэнергии и источником выброса вызывающих парниковый эффект газов. Большие возможности для экономии электроэнергии представляет даже существующее в настоящее время оборудование, и к тому же на рынке появляются новые энергоэффективные источники света. Помимо используемого оборудования (лампы, пускорегулирующие аппараты и светильники), общий расход электроэнергии на освещение зависит еще и от проекта освещения, и от самого помещения. Энергоэффективное освещение включает в себя еще и управление освещением и использование естественного света.

Распоряжение принято в целях реализации первоочередных мер по энергосбережению и повышению эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в городе Москве в рамках городской целевой программы.

Недавно опубликованные нормативные положения о гигиене труда и безопасности продукции в основном предполагают оценки и классификацию опасностей оптического излучения. Соответствующие методы расчета учитывают физиологические аспекты и отличаются от обычно используемых методов оптических измерений. В статье освещаются данные особенности и некоторые соответствующие практические результаты по нескольким типам ламп и, особенно, светодиодам, а также предложения по проведению измерений в соответствии с названием статьи.

Целью этой работы является демонстрация того, как проектировщики освещения и разработчики интеллектуальных систем управления могут объединиться для выработки всестороннего подхода к управлению энергопотреблением в коммерческих зданиях. Основанный на принципах экологически чистого проектирования подход обеспечивает как принятие энергоэффективных решений, так и высокое качество окружающей среды в помещениях и обеспечение учета будущих потребностей арендаторов на протяжении жизненного цикла зданий.

Работа посвящена проектированию и изготовлению специальной системы для измерения характеристик указателей траектории точного захода на посадку, которая управляется компьютером, может измерять характеристики пучка света, автоматически передавать, анализировать и обрабатывать данные и выдавать полученные результаты. Преимуществами этой системы по сравнению с используемыми в настоящее время методами являются ее высокая эффективность, высокая точность и автоматическая работа, что гарантирует точное измерение характеристик сигналов указателей траектории точного захода на посадку.

Национальный институт стандартов и техники разработал осветительную установку с регулируемым спектром для проведения на современном уровне зрительных исследований в области цветопередачи и освещения. Установка состоит из двух камер, каждая из которых освещается своим источником света с регулируемым спектром, содержащим 1800 мощных светодиодов, которые формируют 22 цветных канала, используемые для имитации спектров традиционных источников света. Наблюдатели могут полностью погружаться в световую среду и полностью адаптироваться к ней для получения возможности оценки цветопередачи объектов, включая лица людей и цвет кожи, в реальных условиях.

Кривые силы света (КСС) светодиодов можно разделить на две обширные группы: КСС ламбертовского типа и КСС в форме крыла летучей мыши. Каждая из этих групп имеет свои собственные характерные особенности и достоинства. Считая каждый отдельный светодиод (СД) точечным источником света с КСС в форме крыла летучей мыши, мы в первом приближении проанализировали светильники, содержащие по несколько расположенных на плоской поверхности СД и предназначенные для требующих равномерной освещенности областей применения, таких как общее освещение. Посредством моделирования и проведенных в первом приближении расчетов мы проанализировали влияние, оказываемое на равномерность освещенности несколькими определяющими форму крыла летучей мыши параметрами (характерный угол, отношение силы света в направлении оптической оси к силе света в направлении характерного угла), и получили оптимизированные с точки зрения обеспечения равномерного общего освещения параметры крыла летучей мыши, причем за основу были взяты высота подвеса светильника с СД и расстояние между СД при различном расположении СД в светильниках (линейные светильники, кольцевые светильники, матричные светильники и т. д. ).

14-17 марта 2010 года в Австрии состоится Международная конференция "Качество освещения и энергоэффективность ". На конференции будет рассмотрен широкий спектр вопросов, связанных с применением энергоэффективного энергопотребления.

Энергосбережение - одна из актуальных задач современного государства. Сегодня среди энергосберегающих технологий в освещении наибольшее развитие получило применение мощных светодиодов и осветительных систем на их основе. Южно-корейская компания Seoul Semiconductor выпускает широкий спектр мощных полупроводниковых источников света для систем освещения, которые представлены в данной статье.

Представлена информация о книге : Айзенберг Ю. Б. Полые светодиоды. 2008. - 208 с.

Разработан высокоэффективный источник света на основе безэлектродного СВЧ разряда сверхвысокого давления в парах серы - серная лампа - с малой мощностью СВЧ питания. Для снижения последней до 220 Вт предложены два варианта штыревых вставок в цилиндрический резонатор, позволяющие достигать больших отношений напряженности электрического поля в зоне расположения шаровой колбы лампы к корню квадратному произведения мощности СВЧ излучения, попадающего в резонатор, и собственной добротности последнего. Световая отдача лампы около 85 лм/Вт, световая отдача разрядной части лампы около 140 лм/Вт, СВЧ мощность питания 220 Вт и входная мощность 370 Вт.

В статье рассматриваются светотехнические характеристики шарового диффузного осветителя для сканеров фильмовых материалов. Разработан алгоритм расчета распределения освещенности от него на рабочей поверхности.

Любое искусство, чтобы жить, должно постоянно искать новые пути и средства выразительности. У светодизайна перспективы замечательные, потенциал неисчерпаемый. Скоро на смену господствующему сегодня в утилитарном и художественном освещении свету отражаемому придет свет излучаемый. Высказывая эти и другие соображения, по городской световой среде, автор убежден, что "заснувшая" наука в большом долгу у динамичной светодизайнерской практики и что светодизайнеры, должны грамотно формулировать для нее задачи и, по мере возможности, участвовать в их решении.

При современных темпах развития промышленности и социальной сферы ежегодный рост энергопотребления как во всeм мире, так и в России требует серьезного внимания и неукоснительных мер по его уменьшению. Основываясь на зарубежном опыте, возможностях такой энергоемкой отрасли, как российские железные дороги, внимании к развитию нанотехнологий со стороны государства, ОАО "РЖД" стало в России лидером внедрения полупроводниковых оптоэлектронных изделий в отрасль. С этой целью под эгидой Департамента технической политики ОАО "РЖД" разработана "Комплексная программа внедрения светодиодной техники в ОАО "РЖД" на период 2009-2011 гг. ". Данная публикация отражает концепцию и цели этой программы, приоритетные направления и этапы еe реализации.

Создаваемая автомобильными фарами блескость является критичной. Спектральная чувствительность зрительной системы человека к блескости была определена для околофовеального зрения и для 10о и 20о переферийных полей. Во всех случаях кривая спектральной чувствительности к блескости может быть получена посредством совмещения кривой спектральной чувствительности палочек и трех кривых спектральной чувствительности колбочек: сигналов яркостного канала и двух оппонентных (разностных) каналов. Эксперименты показали, что полученная подобным образом спектральная чувствительность к блескости неаддитивна, так что воздействие белого света нельзя рассчитать на основе результатов воздействия его спектральных составляющих. Свет с бинарным спектром меньшей интенсивности создает такую же блескость, как и примерно на 30 % более интенсивный монохроматический свет той же цветности.

На заседании МКО были приняты изменения в Устав МКО, чтобы полностью привести организацию в соответствие с требованиями законодательства и нормативных документов, относящихся к организациям, подобным МКО. Одним из таких изменений является статья, разрешающая передать часть приносящей доход деятельности, особенно публикаций и конференций, и основную часть их суммарных резервов самостоятельному коммерческому подразделению, подлежащему налогообложению.

19 июня 2009 года в особняке Петра Смирнова на Тверском бульваре в Москве состоялся вечер памяти Г. Р. Шахпарунянца. Выступали гости, вспоминали одаренного ученого, блистательного политика и дипломата, неординарного и прекрасного человека.

С 24 мая по 3 июня 2009 года состоялась промежуточная сессия Международной комиссии по освещению. Заседание проходило с особым акцентом на светодиодах и освещении ими, что нашло свое отражение в тематике представленных докладов. Следует отметить, что наряду с оптимистическими выступлениями по развитию освещения светодиодами звучали и более сдержанные оценки перспектив использования СД, особенно в наружном освещении.

В статье освещены некоторые наиболее актуальные проблемы и направления развития светотехнической отрасли России и отмечены динамично развивающиеся отечественные светотехнические предприятия, в том числе входящие в Ассоциацию производителей светотехнических изделий "Российский Свет".