Lampade a scarica di gas: tipologie, design, come scegliere le migliori
Vuoi acquistare lampade a scarica di gas per creare un'atmosfera speciale nella tua stanza? Oppure stai cercando bulbi per stimolare la crescita delle piante nella tua serra? Dotarsi di sorgenti luminose economiche non solo renderà gli interni più attraenti e aiuterà la crescita delle piante, ma farà anche risparmiare energia. Non è vero?
Ti aiuteremo a comprendere la gamma degli apparecchi di illuminazione a scarica di gas. L'articolo discute le loro caratteristiche, caratteristiche e ambito di applicazione delle lampadine ad alta e bassa pressione. Illustrazioni e video sono stati selezionati per aiutarti a trovare la migliore opzione per le lampade a risparmio energetico.
Il contenuto dell'articolo:
Design e caratteristiche delle lampade a scarica
Tutte le parti principali della lampada sono racchiuse in un bulbo di vetro. È qui che avviene la scarica delle particelle elettriche. All'interno possono essere presenti vapori di sodio o di mercurio oppure uno qualsiasi dei gas inerti.
Come riempimento di gas vengono utilizzate opzioni come argon, xeno, neon e kripton. I prodotti pieni di mercurio vaporoso sono più popolari.
Il condensatore è responsabile del funzionamento senza lampeggiare. Il transistor ha un coefficiente di temperatura positivo, che garantisce l'avvio istantaneo del GRL senza sfarfallio. Il lavoro della struttura interna inizia dopo che nel tubo a scarica di gas avviene la generazione di un campo elettrico.
Durante il processo, nel gas compaiono elettroni liberi. Scontrandosi con gli atomi di metallo, lo ionizzano. Quando uno di essi effettua la transizione, appare l'energia in eccesso, generando fonti di luminescenza: i fotoni. L'elettrodo, che è la fonte del bagliore, si trova al centro del GRL. L'intero sistema è unito da una base.
La lampada può emettere diverse tonalità di luce che una persona può vedere, dall'ultravioletto all'infrarosso. Per rendere ciò possibile, l'interno del pallone è rivestito con una soluzione luminescente.
Aree di applicazione del GRL
Le lampade a scarica di gas sono richieste in vari campi. Molto spesso si trovano nelle strade cittadine, nei laboratori di produzione, nei negozi, negli uffici, nelle stazioni ferroviarie e nei grandi centri commerciali. Vengono utilizzati anche per illuminare cartelloni pubblicitari e facciate di edifici.
I GRL vengono utilizzati anche nei fari delle automobili. Molto spesso si tratta di lampade ad alta efficienza luminosa - modelli al neon. Alcuni fari delle auto sono riempiti con sali di alogenuri metallici, xeno.
Vengono progettati i primi apparecchi di illuminazione a scarica di gas per veicoli D1R, D1S. Prossimo - D2R E D2S, Dove S indica un design ottico del proiettore e R - riflesso. Le lampadine GR vengono utilizzate anche per la fotografia.
Durante la fotografia, queste lampade consentono di controllare l'emissione luminosa. Sono compatti, luminosi ed economici. Il punto negativo è l'incapacità di controllare visivamente la luce e le ombre create dalla sorgente luminosa stessa.
Nel settore agricolo, i GRL vengono utilizzati per irradiare animali e piante e per sterilizzare e disinfettare i prodotti.A questo scopo le lampade devono avere lunghezze d'onda nell'intervallo appropriato.
Anche la concentrazione della potenza radiante in questo caso è di grande importanza. Per questo motivo i prodotti potenti sono i più adatti.
Tipologie di lampade a scarica di gas
I GRL sono suddivisi in tipologie in base al tipo di bagliore, ad un parametro come la pressione, in relazione allo scopo di utilizzo. Tutti formano un flusso luminoso specifico. In base a questa caratteristica si dividono in:
- dispositivi fluorescenti;
- varietà di luce a gas;
- opzioni di induzione.
Nel primo di essi, la sorgente luminosa è costituita da atomi, molecole o combinazioni di essi, eccitati da una scarica in un mezzo gassoso.
In secondo luogo, fosfori, la scarica di gas attiva lo strato fotoluminescente che ricopre il pallone, di conseguenza il dispositivo di illuminazione inizia a emettere luce. Le lampade del terzo tipo funzionano grazie al bagliore degli elettrodi riscaldati da una scarica di gas.
A seconda del riempimento dispositivi di scarica dell'arco diviso in mercurio, sodio, xeno, lampade ad alogenuri metallici e altri. In base alla pressione all'interno del pallone avviene la loro ulteriore separazione.
Partendo da un valore di pressione pari a 3x104 e fino a 106 Sono classificate come lampade ad alta pressione. I dispositivi rientrano nella categoria bassa con un valore del parametro compreso tra 0,15 e 104 Papà. Più di 106 Pa - molto alto.
Tipo n. 1: lampade ad alta pressione
Gli RLVD differiscono in quanto il contenuto del pallone è soggetto ad alta pressione. Sono caratterizzati dalla presenza di un flusso luminoso significativo abbinato ad un basso consumo energetico. Si tratta solitamente di campioni di mercurio, quindi vengono spesso utilizzati per l'illuminazione stradale.
Tali lampade a scarica hanno un'emissione luminosa solida e funzionano in modo efficiente in condizioni meteorologiche avverse, ma non tollerano bene le basse temperature.
Esistono diverse categorie base di lampade ad alta pressione: DRT E DRL (arco di mercurio), DRI - lo stesso del DRL, ma con ioduri e una serie di modifiche create sulla base. Questa serie comprende anche l'arco sodico (DNAT) E DKsT — arco allo xeno.
Il primo sviluppo è il modello DRT. Nella marcatura D sta per arco, il simbolo P sta per mercurio e il fatto che questo modello sia tubolare è indicato dalla lettera T nella marcatura. Visivamente, questo è un tubo dritto in vetro al quarzo. Su entrambi i lati ci sono elettrodi di tungsteno. Viene utilizzato negli impianti di irradiazione. All'interno c'è del mercurio e dell'argon.
La lampada è collegata alla rete in serie con acceleratore utilizzando un circuito risonante. Il flusso luminoso di una lampada DRT è costituito per il 18% da radiazioni ultraviolette e per il 15% da radiazioni infrarosse. La stessa percentuale è la luce visibile. Il resto sono perdite (52%). L'applicazione principale è come fonte affidabile di radiazioni ultraviolette.
Per illuminare luoghi in cui la qualità della resa cromatica non è molto importante, vengono utilizzati dispositivi di illuminazione DRL (arco di mercurio). Non c'è praticamente nessuna radiazione ultravioletta qui. L'infrarosso è del 14%, il visibile è del 17%. Le perdite di calore rappresentano il 69%.
Le caratteristiche di progettazione delle lampade DRL consentono loro di essere accese da 220 V senza l'uso di un dispositivo di accensione a impulsi ad alta tensione.Poiché il circuito contiene un'induttanza e un condensatore, le fluttuazioni del flusso luminoso vengono ridotte e il fattore di potenza aumenta.
Quando la lampada è collegata in serie all'induttore, si verifica una scarica a bagliore tra gli elettrodi aggiuntivi e quelli principali adiacenti. Lo spazio di scarica viene ionizzato e di conseguenza appare una scarica tra gli elettrodi di tungsteno principali. Il funzionamento degli elettrodi di accensione si interrompe.
I bruciatori DRL hanno generalmente quattro elettrodi: due funzionanti, due accesi. Il loro interno è pieno di gas inerti alla cui miscela è aggiunta una certa quantità di mercurio.
Alla categoria degli apparecchi ad alta pressione appartengono anche le lampade ad alogenuri metallici DRI. La loro efficienza cromatica e la qualità della resa cromatica sono superiori a quelle precedenti. Il tipo di spettro di emissione è influenzato dalla composizione degli additivi. La forma del bulbo, l'assenza di elettrodi aggiuntivi e il rivestimento di fosforo sono le principali differenze tra le lampade DRI e le lampade DRL.
Il circuito tramite il quale la DRL è collegata alla rete contiene un IZU, un dispositivo di accensione a impulsi. I tubi delle lampade contengono componenti appartenenti al gruppo degli alogeni. Migliorano la qualità dello spettro visibile.
Man mano che si riscalda, sia il mercurio che gli additivi evaporano, modificando così la resistenza della lampada, il flusso luminoso che emette lo spettro. DRIZ e DRISH sono stati creati sulla base di dispositivi di questo tipo. La prima delle lampade viene utilizzata in ambienti polverosi e umidi, oltre che in ambienti asciutti. Il secondo è coperto da riprese televisive a colori.
Le più efficaci sono le lampade al sodio HPS. Ciò è dovuto alla lunghezza delle onde emesse: 589 - 589,5 nm. I dispositivi al sodio ad alta pressione funzionano ad un valore di questo parametro di circa 10 kPa.
Per i tubi a scarica di tali lampade viene utilizzato un materiale speciale: la ceramica che trasmette la luce. Il vetro ai silicati non è adatto a questo scopo perché il vapore di sodio è molto pericoloso per lui. I vapori di lavoro di sodio introdotti nel pallone hanno una pressione compresa tra 4 e 14 kPa. Sono caratterizzati da bassi potenziali di ionizzazione e di eccitazione.
Per compensare la perdita di sodio che inevitabilmente avviene durante il processo di combustione, è necessario un certo eccesso di sodio. Ciò dà origine ad una dipendenza proporzionale degli indicatori di pressione del mercurio, del sodio e della temperatura del punto freddo. In quest'ultimo caso si verifica la condensazione dell'amalgama in eccesso.
Quando la lampada brucia, i prodotti dell'evaporazione si depositano sulle sue estremità, il che porta all'oscuramento delle estremità della lampadina. Il processo è accompagnato da un aumento della temperatura del catodo e da un aumento della pressione di sodio e mercurio. Di conseguenza, il potenziale e la tensione della lampada aumentano. Quando si installano lampade al sodio, i reattori DRL e DRI non sono adatti.
Tipo n. 2: lampade a bassa pressione
Nella cavità interna di tali dispositivi è presente gas a pressione inferiore a quella esterna. Si dividono in LL e CFL e vengono utilizzate non solo per l'illuminazione dei punti vendita, ma anche per il miglioramento della casa. Le lampade fluorescenti di questa serie sono le più popolari.
La conversione dell'energia elettrica in luce avviene in due fasi.La corrente tra gli elettrodi provoca radiazioni in vapori di mercurio. La componente principale dell'energia radiante che appare in questo caso è la radiazione UV a onde corte. La luce visibile è vicina al 2%. Successivamente, la radiazione dell'arco nel fosforo viene trasformata in luce.
I contrassegni delle lampade fluorescenti contengono sia lettere che numeri. Il primo simbolo è la caratteristica dello spettro di radiazione e delle caratteristiche del design, il secondo è la potenza in watt.
Decodifica delle lettere:
- LD — luce diurna fluorescente;
- LIBBRE - luce bianca;
- LHB - anche bianco, ma freddo;
- LTBS - bianco caldo.
Alcuni dispositivi di illuminazione hanno migliorato la composizione spettrale della radiazione per ottenere una trasmissione luminosa più avanzata. I loro contrassegni contengono il simbolo “C" Le lampade fluorescenti forniscono agli ambienti una luce uniforme e morbida.
La superficie di emissione LL è piuttosto ampia, per cui è difficile controllare la dispersione spaziale della luce. In condizioni non standard, in particolare quando c'è molta polvere, vengono utilizzate lampade con riflettore. In questo caso la zona interna del bulbo non è completamente coperta dallo strato riflettente diffuso, ma solo per due terzi.
Il 100% della superficie interna è ricoperta di fosforo. La parte della lampadina che non ha rivestimento riflettente trasmette un flusso luminoso molto maggiore del tubo di una lampada convenzionale dello stesso volume - circa il 75%. Puoi riconoscere tali lampade dai loro contrassegni: includono la lettera "P".
In alcuni casi, la caratteristica principale di LL è Temperatura colorata TC.È equiparata alla temperatura di un corpo nero che produce lo stesso colore. A seconda della loro struttura, le LL possono essere lineari, a forma di U, a forma di W o circolari. La designazione di tali lampade include la lettera corrispondente.
I dispositivi più popolari hanno una potenza di 15 - 80 W. Con un'emissione luminosa di 45 – 80 lm/W, la combustione LL dura almeno 10.000 ore. La qualità del lavoro LL è fortemente influenzata dall'ambiente. La temperatura operativa per loro è considerata compresa tra 18 e 25⁰.
Con deviazioni diminuiscono sia il flusso luminoso che l'efficienza dell'emissione luminosa e la tensione di accensione. A basse temperature, la possibilità di accensione è prossima allo zero.
Le lampade a bassa pressione includono anche le lampade fluorescenti compatte - CFL.
Il loro design è simile ai LL convenzionali:
- L'alta tensione passa tra gli elettrodi.
- Il vapore di mercurio si accende.
- Appare un bagliore ultravioletto.
Il fosforo all'interno del tubo rende i raggi ultravioletti invisibili alla vista umana. Diventa disponibile solo il bagliore visibile. Il design compatto del dispositivo è diventato possibile dopo aver modificato la composizione del fosforo. Le CFL, come le FL convenzionali, hanno potenze diverse, ma le prestazioni delle prime sono molto inferiori.
La temperatura del colore è misurata in Kelvin. Un valore di 2700 – 3300 K indica un colore giallo caldo. 4200 – 5400 – bianco normale, 6000 – 6500 – bianco freddo con blu, 25000 – lilla.La regolazione del colore viene effettuata modificando i componenti del fosforo.
L'indice di resa cromatica caratterizza un parametro come l'identità della naturalezza del colore con uno standard il più vicino possibile al sole. Assolutamente nero - 0 Ra, il valore più grande - 100 Ra. Gli apparecchi di illuminazione CFL vanno da 60 a 98 Ra.
Le lampade al sodio appartenenti al gruppo a bassa pressione hanno un'elevata temperatura del punto freddo massimo - 470 K. Una inferiore non sarà in grado di mantenere il livello richiesto di concentrazione di vapore di sodio.
La radiazione risonante del sodio raggiunge il suo picco ad una temperatura di 540 - 560 K. Questo valore è paragonabile alla pressione di evaporazione del sodio di 0,5 - 1,2 Pa. L'efficienza luminosa delle lampade di questa categoria è la più alta rispetto ad altri dispositivi di illuminazione per uso generale.
Aspetti positivi e negativi di GRL
I GRL si trovano sia nelle apparecchiature professionali che negli strumenti destinati alla ricerca scientifica.
I principali vantaggi dei dispositivi di illuminazione di questo tipo sono solitamente chiamati le seguenti caratteristiche:
- Alta efficienza luminosa. Questo indicatore non viene ridotto di molto nemmeno dal vetro spesso.
- Praticità, espressa in durabilità, che ne consente l'utilizzo per l'illuminazione stradale.
- Resistenza in condizioni climatiche difficili. Prima del primo calo di temperatura, vengono utilizzati con normali paralumi e in inverno con lanterne e fari speciali.
- Prezzo abbordabile.
Non ci sono molti svantaggi di queste lampade. Una caratteristica spiacevole è il livello piuttosto elevato di pulsazione del flusso luminoso. Il secondo svantaggio significativo è la complessità dell’inclusione.Per una combustione stabile e un funzionamento normale, necessitano semplicemente di un alimentatore che limiti la tensione ai limiti richiesti dai dispositivi.
Il terzo svantaggio è la dipendenza dei parametri di combustione dalla temperatura raggiunta, che influenza indirettamente la pressione del vapore di lavoro nel pallone.
Pertanto, la maggior parte dei dispositivi a scarica di gas raggiunge caratteristiche di combustione standard dopo un certo periodo di tempo dall'accensione. Il loro spettro di emissione è limitato, quindi la resa cromatica sia delle lampade ad alta tensione che di quelle a bassa tensione è imperfetta.
I dispositivi possono funzionare solo in condizioni di corrente alternata. Si attivano utilizzando una valvola a farfalla di zavorra. Ci vuole un po' di tempo per riscaldarsi. A causa del contenuto di vapori di mercurio, non sono del tutto sicuri.
Conclusioni e video utile sull'argomento
Video n.1. Informazioni su G.L. Cos'è, come funziona, pro e contro nel seguente video:
Video n.2. Informazioni popolari sulle lampade fluorescenti:
Nonostante l'emergere di dispositivi di illuminazione sempre più avanzati, le lampade a scarica di gas non perdono la loro rilevanza. In alcuni settori sono semplicemente insostituibili. Nel tempo le GRL troveranno sicuramente nuovi ambiti di applicazione.
Raccontaci come hai scelto una lampadina a scarica di gas per l'installazione in una strada di campagna o in una lampada domestica. Condividete quale è stato per voi personalmente il fattore d'acquisto decisivo. Si prega di lasciare commenti nel blocco sottostante, porre domande e pubblicare foto sull'argomento dell'articolo.
Nel nostro villaggio vacanze abbiamo un problema con la tensione che a volte scende fino a 160V. Le lampade a scarica di gas funzioneranno normalmente in questo caso? Illuminerò l'area stessa e parte della strada.
Buon pomeriggio, Maxim. Prima di progettare l'illuminazione, chiedere al presidente del villaggio turistico di individuare la causa del calo di tensione. I sintomi che hai citato sono tipici degli squilibri di fase. Qui un'ulteriore influenza sarà esercitata dalla messa a terra dello zero del trasformatore e dalla presenza di ripetute messe a terra sui supporti.
Una volta ripristinato il normale funzionamento della rete, chiedere al presidente se è possibile aumentare la potenza di illuminazione della zona. Penso che il tuo carico sia limitato.