Beispiele für natürliche Lichtquellen. Hochdruckentladungslampen. Beispiele für indirekte Strahlung

Es gibt natürliche oder natürliche Lichtquellen. Dies sind die Sonne, Sterne, atmosphärische elektrische Entladungen (zum Beispiel Blitze). Auch der Mond gilt als Lichtquelle, korrekter wäre es jedoch, ihn als Lichtreflektor einzustufen, da er selbst kein Licht aussendet, sondern nur die auf ihn fallenden Sonnenstrahlen reflektiert. Natürliche Lichtquellen gibt es in der Natur unabhängig vom Menschen.

Aber es gibt viele vom Menschen geschaffene Lichtquellen. Dabei handelt es sich um Körper, Stoffe und Geräte, in denen Energie jeglicher Art unter bestimmten, vom Menschen abhängigen Bedingungen in Licht umgewandelt wird. Die einfachsten und ältesten davon sind ein Feuer, eine Fackel, eine Fackel. In der Antike (Ägypten, Rom, Griechenland) wurden mit tierischem Fett gefüllte Gefäße als Lampen verwendet. Ein Docht (ein Stück Seil oder ein zu einem Seil gedrehter Lappen) wurde in das Gefäß gesenkt, das mit Fett gesättigt war und ziemlich hell brannte.

Anschließend, bis zum Ende des 19. Jahrhunderts, waren Kerzen, Öl- und Petroleumlampen sowie Gaslaternen die Hauptlichtquellen. Viele davon (z. B. Kerzen und Petroleumlampen) sind bis heute erhalten geblieben. Alle diese Lichtquellen basieren auf der Verbrennung brennbarer Stoffe, weshalb sie auch thermisch genannt werden. In solchen Quellen wird Licht von winzigen, heißen, festen Kohlenstoffpartikeln emittiert. Ihre Lichtausbeute ist sehr gering – nur etwa 1 lm/W (die theoretische Grenze für eine weiße Lichtquelle liegt bei etwa 250 lm/W).

Die größte Erfindung auf dem Gebiet der Beleuchtung war die Erfindung einer elektrischen Glühlampe durch den russischen Wissenschaftler A. N. Lodygin im Jahr 1872. Lodygins Lampe war ein Glasgefäß mit einem darin platzierten Kohlenstoffstab; Die Luft wurde aus dem Gefäß abgepumpt. Wenn ein elektrischer Strom durch den Stab geleitet wurde, erhitzte sich der Stab und begann zu glühen. 1873-1874 A. N. Lodygin führte Experimente zur elektrischen Beleuchtung von Schiffen, Unternehmen, Straßen und Häusern durch. Im Jahr 1879 entwickelte der amerikanische Erfinder T. A. Edison eine Glühlampe mit Kohlefaden, die für die industrielle Produktion geeignet war. Seit 1909 wurden Glühlampen mit einem zickzackförmigen Wolframdraht (Glühfaden) verwendet, und nach 3-4 Jahren begann man, den Wolframfaden in Form einer Spirale herzustellen. Gleichzeitig erschienen die ersten mit Edelgas (Argon, Krypton) gefüllten Glühlampen, die deren Lebensdauer deutlich erhöhten. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts. Elektrische Glühlampen beginnen aufgrund ihrer Effizienz und Benutzerfreundlichkeit schnell und weitgehend andere Lichtquellen zu ersetzen, die auf der Verbrennung brennbarer Substanzen basieren. Derzeit sind Glühlampen die am weitesten verbreiteten Lichtquellen.

Alle zahlreichen Arten von Glühlampen (mehr als 2000) bestehen aus den gleichen Teilen, die sich in Größe und Form unterscheiden. Der Aufbau einer typischen Glühlampe ist in der Abbildung dargestellt. In einem entlüfteten Glaskolben wird eine Wolframdrahtspirale (Glühkörper) mit Halterungen aus Molybdändraht an einem Glas- oder Keramikstab befestigt.

LICHTQUELLEN. BELEUCHTUNG

Lichtquelle– ein Gerät, in dem eine Art Energie in optische Strahlung umgewandelt wird. Es gibt zwei Arten optischer Strahlung: thermische und lumineszierende Strahlung.

Thermische optische Strahlung entsteht, wenn sich Körper erhitzen. Auf diesem Prinzip basiert das Handeln Glühlampen (LN) Und Halogenglühlampen (GLN).

Halogenglühlampen enthalten zusätzlich zum Glühfadenkörper im Glaskolben konzentrierte Halogene an dessen Wänden. Beispielsweise bedeckt Jod, das aus den Wänden verdunstet, das Filament und verhindert so dessen Zerstörung.

Glühlampen verfügen über einen äußerst einfachen Schaltkreis; ihr Betrieb wird praktisch nicht durch Umgebungsbedingungen beeinflusst. Aber sie haben einen sehr geringen Wirkungsgrad. (nur 3 %), vom natürlichen Licht abweichende Farbe und eine relativ kurze Lebensdauer – bis zu 1000 Stunden.

Im Vergleich zu herkömmlichen Glühlampen haben Halogenlampen einen über die Zeit stabileren Lichtstrom und eine längere Lebensdauer. Sie werden für den Einsatz in Fällen empfohlen, in denen die erforderliche Lampenleistung 1000 W oder mehr beträgt, sowie in Räumen mit erhöhten Anforderungen an die Farbwiedergabe, in denen der Einsatz von Leuchtstofflampen nicht möglich ist.

Lumineszierende optische Strahlung entsteht in Gasentladungslampen durch eine elektrische Entladung in Gasen, Dämpfen oder deren Gemischen, während ein spezieller Stoff leuchtet – ein Leuchtstoff, der sich an den Innenwänden der Lampe befindet.

Es gibt verschiedene Arten von Leuchtstofflampen niedriger Druck:

LL – Leuchtstofflampe;

LB – Weißlichtlampe;

LD – Tageslicht;

LDC – Tageslicht mit verbesserter Farbwiedergabe;

LE – im Spektrum dem Sonnenlicht nahe;

und Lampen Hochdruck (Bogen):

DRL – Lichtbogen-Quecksilber;

DRI – Quecksilberbogen mit strahlenden Zusätzen;

DNaT – Lichtbogen-Natriumrohr;

DKsT – Arc-Xenon-Röhre;

DRIMGL – Lichtbogenquecksilber mit strahlenden Zusätzen, Metallhalogenid usw.

Leuchtstofflampen sind sparsamer, haben eine längere Lebensdauer (6-14.000 Stunden), erzeugen eine gleichmäßige Ausleuchtung des Sichtfeldes, gehen nicht mit Wärmestrahlung einher und ihr Emissionsspektrum kommt dem Spektrum des natürlichen Lichts nahe.

Die Nachteile solcher Lampen sind:

Vorhandensein von Vorschaltgeräten;

stroboskopischer Effekt;

hohe Empfindlichkeit gegenüber Temperaturbedingungen: Die besten Bedingungen entsprechen 15-40 0 C; Sinkt die Temperatur auf 0 0 C, verringert sich die Menge des emittierten Lichts um das Zweifache und die Bedingungen zum Zünden von Niederdrucklampen verschlechtern sich stark. Deshalb Auf Baustellen werden keine Niederdruck-Leuchtstofflampen eingesetzt.

GOST 12.1.046-85 (Beleuchtungsnormen für Baustellen) gibt folgende Empfehlungen für den Einsatz von Lichtquellen:

a) Für die Durchführung von Bau- und Installationsarbeiten im Außenbereich sind folgende Lampen zu verwenden:

LN mit einer Bahnsteigbreite bis 20 m;

DRL, DNAT – 20–150 m;

DRI – 150–300 m;

DKsT, DKsSh mit einer Standortbreite von über 300 m;

b) Für Bau- und Installationsarbeiten im Innenbereich sind LN-Lampen zu verwenden.

In Verwaltungsräumen dürfen nur LL-Lampen verwendet werden.

Der Marktführer in der weltweiten Produktion von Lichtquellen ist ein kanadisches UnternehmenVertek. Eine LampeVertekkann eine Fläche von bis zu 20 Hektar beleuchten.

Lampen– Hierbei handelt es sich um Beleuchtungsgeräte, die das Licht der Quelle innerhalb großer Raumwinkel (bis zu 4°) neu verteilen.

In Leuchten können eine oder mehrere Lichtquellen eingebaut werden.

Die richtige Auswahl der Lichteigenschaften der Lampe garantiert die Qualität der Beleuchtung bei der minimal erforderlichen Leistung der Beleuchtungsanlage.

Die wichtigste Lichteigenschaft einer Lampe ist ihre Lichtverteilung, die definiert ist:

a) Lichtstärkekurve;

b) Lichtverteilungskoeffizient;

c) Formfaktor.

Lichtintensitätskurven sind Linien gleicher Lichtstärke, die in Polarkoordinaten in der Meridianebene gezeichnet sind. Typischerweise werden diese Kurven für eine herkömmliche Lichtquelle mit einem Lichtstrom von 1000 lm aufgezeichnet. Arten von Lichtstärkekurven: konzentriert, breit, Kosinus, Sinus usw.

Lichtverteilungskoeffizient (K Mit ) gleich dem Verhältnis des auf die untere Halbkugel gerichteten Lichtstroms (F l. n.) zum Gesamtlichtstrom der Lampe (F l.):

K s = F l.n. /F l. .

Nach dem Lichtverteilungskoeffizienten werden alle Lampen in 5 Klassen eingeteilt:

P(direktes Licht): Kc mehr als 80 %;

N(hauptsächlich direktes Licht): Ks = 60-80 %;

R(Streulicht): K s = 40-60 %;

IN(hauptsächlich reflektiertes Licht): Kc = 20-40 %

UM(reflektiertes Licht): Kc weniger als 20 %.

Leuchten der Klasse P werden hauptsächlich zur Beleuchtung von Industriegeländen und Baustellen verwendet, Leuchten der Klasse H – zur Beleuchtung von Verwaltungs- und Laborräumen. Lampen der Klassen P, B, O werden eingesetzt, wenn besondere Anforderungen an die Beleuchtungsqualität gestellt werden. Auflichtleuchten werden in industriellen und öffentlichen Räumen mit hell polierten Oberflächen von Wänden und Decken eingesetzt, bei denen der Reflexionskoeffizient ρ > 0,3 ist.

Formfaktor (K F ) ist gleich dem Verhältnis der maximalen Lichtstärke in der Meridianebene zum bedingten arithmetischen Mittelwert der Lichtstärke:

K f = I max /I avg.

Die Installation von Leuchten muss einen sicheren und bequemen Zugang zu ihnen für Wartungszwecke ermöglichen.

Nach Schutzart Sie vor Staub, Feuchtigkeit und Explosion schützen. Leuchten werden wie folgt klassifiziert:

KLASSIFIZIERUNG DER LEUCHTEN

DURCH SCHUTZ DURCH SCHUTZ DURCH SCHUTZ

VOR STAUB DURCH EXPLOSION DURCH FEUCHTIGKEIT

Ungeschützt Erhöhter Explosionswiderstand – Ungeschützt

Zuverlässigkeit durchlässig

Im geöffneten und geschlossenen Zustand spritzwassergeschützt

Strahlwassergeschützt

Staubdicht

Wasserdicht

Vollständig, teilweise waschbar

Staubdicht versiegelt

Vollständig Teilweise

Offen Die Lampen verfügen über keinen Staubschutz.

IN verstopft Bei Leuchten wird das Eindringen von Staub in die Leuchte durch die nicht dichte lichtdurchlässige Hülle begrenzt.

IN staubdicht Bei Lampen ist das Eindringen von Staub in das Innere schwierig, aber in Mengen, die den einwandfreien Betrieb nicht beeinträchtigen, nicht ausgeschlossen.

IN absolut staubdicht Lampen sind mit einem Staubschutz sowohl für stromführende Teile als auch für den Lampenkolben ausgestattet und in teilweise staubdicht– nur spannungsführende Teile.

IN spritzfest Bei Lampen ist ausgeschlossen, dass spannungsführende Teile und der Lampenkolben Tropfen und Spritzern ausgesetzt werden, die in einem Winkel von nicht mehr als 45° zur Vertikalen fallen.

Strahlwassergeschützt Das Design bietet Schutz, wenn die Lampe aus einer beliebigen Richtung mit einem Wasserstrahl übergossen wird.

Wasserdicht Die Konstruktion muss den Schutz der stromführenden Teile und des Lampenkolbens vor dem Eindringen von Wasser gewährleisten, wenn die Lampe für eine begrenzte Zeit in Wasser eingetaucht ist hermetisch verschlossen– bei zeitlich unbegrenztem Eintauchen.

Explosionsgeschützt Die Konstruktion muss das Auftreten einer Explosion verhindern, wenn der Leuchtenkörper der Umgebung ausgesetzt wird. Dies wird durch die Begrenzung der maximal zulässigen Temperatur seiner Oberfläche erreicht. Gleichzeitig ist das Design der Lampe

verhindert die Ausbreitung einer im Inneren auftretenden Explosion auf die äußere Umgebung.

Verwendung von Lampen erhöhte Zuverlässigkeit Der Explosionsschutz schließt die Möglichkeit einer Übertragung einer Explosion im Inneren der Lampe auf die äußere Umgebung nicht aus, reduziert diese Wahrscheinlichkeit jedoch durch die Verwendung einer speziellen explosionsgeschützten Patrone auf ein Minimum.

Die ausgewählte Leuchte muss Folgendes erfüllen Anforderungen:

Umweltbedingungen einhalten;

sorgen für die erforderliche Lichtverteilung und verhindern Blendung;

wirtschaftlich sein.

Umweltbedingungen Bestimmen Sie das Design der Lampe.

Eine besondere Art von Lampen sind Schlitzfasern, Wird zur Beleuchtung explosions- und feuergefährlicher Industrien verwendet. Die Leuchten bestehen aus einem optischen System, einer Gruppe von Hochleistungslichtquellen (20-40 kW) im Außenbereich und einem bis zu 100 m langen Lichtleiterkanal mit einem Durchmesser von bis zu 1,5 m.

Weit verbreitet auf Baustellen Scheinwerfer– Beleuchtungsgeräte, die das Licht in kleinen Raumwinkeln umverteilen und für eine Winkelkonzentration des Lichtstroms sorgen.

Zur Beleuchtung werden beispielsweise Halogenstrahler vom Typ IO-02, ISU-01 und Strahler für Glühlampen - PZM, NO verwendet.

Vorteile von Flutlichtern:

Effizienz,

günstiges Verhältnis von vertikaler und horizontaler Beleuchtung für dreidimensionales Sehen,

weniger Überlastung des Gebiets durch Masten und Freileitungen,

einfache Wartung.

Nachteile: Es sind Maßnahmen zur Reduzierung der Blendung und Beseitigung von Schatten erforderlich.

BERECHNUNG DER KÜNSTLICHEN BELEUCHTUNG

Die Gestaltung der künstlichen Beleuchtung beginnt bereits während der Entwicklung Bauorganisationsprojekte Und Arbeitsprojekt.

Identifizieren Sie grob die Kategorien der visuellen Arbeiten in verschiedenen Bereichen der Baustelle und erstellen Sie eine Karte der Lage der Baustellen gemäß den Beleuchtungsstandards (Zoneneinteilung).

Vorinstalliert Ausgangsdaten:

das Beleuchtungssystem ist festgelegt;

Wählen Sie die Art der Lichtquelle (Lampe);

der Lampentyp wird unter Berücksichtigung der Luftverschmutzung und in Übereinstimmung mit den Explosions- und Brandschutzanforderungen ausgewählt;

die Verteilung der Lampen wird durchgeführt und ihre Menge bestimmt; Lampen können in Reihen, im Schachbrettmuster oder im Rautenmuster angeordnet werden;

Es werden Beleuchtungsstandards am Arbeitsplatz festgelegt.

Beleuchtungsberechnungen werden mit den folgenden Methoden durchgeführt.

1 Methode. Zur Berechnung der gleichmäßigen Gesamtbeleuchtung bei horizontaler Arbeitsfläche unter Berücksichtigung des von Decke und Wänden reflektierten Lichtstroms wird es verwendet „Lichtflussmethode“.

Der Lichtstrom einer Lampe F l (lm) mit Glühlampen oder der Lichtstrom einer Lampengruppe mit Leuchtstofflampen wird nach folgender Formel berechnet:

wo E n – normalisierte Mindestbeleuchtung, Lux;

S – Fläche des beleuchteten Raumes, m2;

Z = E av / E min = 1,1…1,5 – minimaler Beleuchtungskoeffizient;

K – Sicherheitsfaktor gleich 1,4…1,8;

N – Anzahl der Lampen (Glühlampen) im Raum;

Η – Ausnutzungskoeffizient des Lichtstroms von Lampen, abhängig vom Index (Indikator) des Raumes I und den Reflexionskoeffizienten der Decke ρ p, der Wände ρ st und des Bodens ρ r.

Der Raumindikator wird durch die Formel bestimmt:

wobei A und B die Länge bzw. Breite des Raums sind, m;

Нр – Höhe der Leuchten über der Designoberfläche, m.

Wählen Sie anhand des Lichtstromwerts die nächstgelegene Standard-LN-Lampe oder Leuchtstofflampen der Lampe (und deren erforderliche Menge) aus und bestimmen Sie die elektrische Leistung des gesamten Beleuchtungssystems.

Methode 2. Zur Berechnung der allgemeinen lokalen und lokalen Beleuchtung, der Beleuchtung schiefer Ebenen sowie zur Überprüfung der Berechnung der gleichmäßigen Allgemeinbeleuchtung, wenn der reflektierte Lichtstrom vernachlässigt werden kann, verwenden Sie „Punktmethode“.

Der Kern der Methode besteht darin, die Beleuchtung eines Punktes anhand des vom Lichtsender einfallenden Lichtstroms zu bestimmen. In diesem Fall beträgt die Flächenbeleuchtung:

Dabei ist I a die Lichtintensität in Richtung von der Quelle zu einem bestimmten Punkt

Arbeitsfläche, CD;

α ist der Winkel, der die Richtung der Lichtintensität im berechneten Bereich bestimmt

Punkt (der Winkel zwischen der Normalen zur Arbeitsfläche und dem

der Lichtquelle zugewandt), 0 .

Bei der Berechnung der Beleuchtung, die an einem Punkt durch mehrere Lampen erzeugt wird, wird die Beleuchtung jeder einzelnen Lampe berechnet und anschließend die arithmetische Summe der Beleuchtung ermittelt.

Methode 3. Für ungefähre Berechnungen wird es verwendet „Leistungsdichtemethode“. Mit dieser Methode können Sie die Leistung jeder Lampe bestimmen, um eine einheitliche Beleuchtung im Raum zu erzeugen.

In allen Fällen, in denen es unmöglich ist, herkömmliche Lampen über der beleuchteten Fläche zu platzieren, um Freiflächen mit einer Fläche von mehr als 5000 m2 zu beleuchten, verwenden Sie diese Spotlight-Beleuchtung.

Bei der Berechnung der Flutlichtbeleuchtung werden eine standardisierte Beleuchtungsstärke und ein Sicherheitsfaktor gewählt, der die Alterung und Staubentwicklung der Lampen berücksichtigt. Anschließend wird der Typ des Scheinwerfers ausgewählt, die kleinste Höhe für seine Installation unter den Bedingungen minimaler Blendung festgelegt, die Anordnung der Masten und die Neigungswinkel der optischen Achse des Scheinwerfers in der vertikalen und horizontalen Ebene festgelegt.

Gemäß den Anforderungen von GOST 12.1.046-85 werden zur Beleuchtung von Baustellen und Flächen folgende Scheinwerfertypen empfohlen: PSM, PZR, PZS, PKN, ISU, OUKsN, SKsN.

SNiP 23-05-95. Natürliche und künstliche Beleuchtung.

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Ein Beispiel für eine Lichtquelle der ersten Klasse. Allzweck-Glühlampe in einem transparenten Kolben

Ein Beispiel für eine Lichtquelle der zweiten Klasse. Natriumbogenlampe in einem transparenten Kolben

Ein Beispiel für eine Lichtquelle der dritten Klasse. Gemischte Lampe in einer mit Phosphor beschichteten Glühbirne

Ein Beispiel für eine Lichtquelle der vierten Klasse. LED-Lampe in Form einer Glühlampe für den allgemeinen Gebrauch

Klassifizierung von Lichtquellen

Es gibt keinen einzigen Wirtschaftszweig, in dem keine künstliche Beleuchtung zum Einsatz kommt. Die Entwicklung der Lichtquellenindustrie begann im 19. Jahrhundert. Der Grund dafür war die Erfindung der Bogenlampen und Glühlampen.

Ein Körper, der durch Energieumwandlung Licht aussendet, wird als Lichtquelle bezeichnet. Fast alle derzeit hergestellten Arten von Lichtquellen sind elektrisch. Das bedeutet, dass zur Erzeugung der Lichtstrahlung elektrischer Strom als primärer Energieeintrag genutzt wird. Als Lichtquellen gelten Geräte, die Licht nicht nur im sichtbaren Teil des Spektrums (Wellenlängen 380 – 780 nm), sondern auch im ultravioletten (10 – 380 nm) und infraroten (780 – 10 6 nm) Bereich des Spektrums aussenden.

Es gibt folgende Arten von Lichtquellen: thermisch, fluoreszierend und LED.

Am häufigsten sind Wärmestrahlungsquellen. Strahlung entsteht in ihnen durch Erhitzen des Filaments auf eine Temperatur, bei der nicht nur Wärmestrahlung im Infrarotspektrum auftritt, sondern auch sichtbare Strahlung beobachtet wird.

Lumineszierende Strahlungsquellen sind in der Lage, unabhängig vom Zustand ihres emittierenden Körpers Licht zu emittieren. Das Leuchten in ihnen entsteht durch die Umwandlung verschiedener Energiearten direkt in optische Strahlung.

Aufgrund der oben genannten Unterschiede werden Lichtquellen in vier Klassen eingeteilt.

Thermal

Dazu gehören alle Arten von Heizgeräten, darunter auch Halogenstrahler, aber auch elektrische Infrarotstrahler und Kohlelichtbogenstrahler.

Leuchtend

Dazu gehören folgende Arten elektrischer Lampen: Bogenlampen, verschiedene Glimmentladungslampen, Niederdrucklampen, Bogen-, Impuls- und Hochfrequenzentladungslampen, auch solche, denen Metalldämpfe beigemischt sind oder auf deren Kolben eine Leuchtstoffbeschichtung aufgebracht ist .

Mischstrahlung

Diese Arten von Beleuchtungslampen nutzen gleichzeitig thermische und fluoreszierende Strahlung. Ein Beispiel sind Lichtbögen mit hoher Intensität.

LED

Darüber hinaus gibt es weitere Merkmale, nach denen Lampen klassifiziert werden (nach Anwendungsbereich, Design- und Technologiemerkmalen und dergleichen).

Grundparameter von Lichtquellen

Die Licht-, elektrischen und Betriebseigenschaften elektrischer Lichtquellen werden durch eine Reihe von Parametern charakterisiert. Durch den Vergleich der Parameter mehrerer Lichtquellen für ihre Verwendung in einer bestimmten Anwendung können Sie die am besten geeignete auswählen. Durch den Vergleich der Parameter einzelner Exemplare derselben Lichtquelle und unter Berücksichtigung von Ort und Zeitpunkt der Herstellung kann man die Qualität und das technologische Niveau ihrer Herstellung beurteilen.

Lassen Sie uns die wichtigsten elektrischen Eigenschaften von Lampen und im Allgemeinen allen Lichtquellen auflisten:

Nennspannung- Spannung, bei der die Lampe im sparsamsten Modus arbeitet und für den Normalbetrieb berechnet wurde. Bei einer Glühlampe entspricht die Nennspannung der Versorgungsspannung. Diese Spannung wird angezeigt U l.n und wird in Volt gemessen. Gasentladungslampen verfügen nicht über einen solchen Parameter, da die Spannung der Entladungsstrecke durch die Eigenschaften des zu ihrer Stabilisierung verwendeten Vorschaltgeräts bestimmt wird.

Nennleistung P l.n - berechneter Wert, der die von einer Glühlampe verbrauchte Leistung charakterisiert, wenn sie mit der Nennspannung eingeschaltet wird. Bei Gasentladungslampen, deren Stromkreis Vorschaltgeräte umfasst, gilt die Nennleistung als Hauptparameter. Basierend auf seinem Wert werden durch Experimente die übrigen elektrischen Parameter der Lampen bestimmt. Es ist zu berücksichtigen, dass zur Ermittlung der aus dem Netzwerk verbrauchten Leistung die Leistung der Lampe und des Vorschaltgeräts addiert werden muss.

Nennstrom der Lampe ICH l.n - von der Lampe bei Nennspannung und Nennleistung verbrauchter Strom.

Stromart- variabel oder konstant. Dieser Parameter ist nur für Gasentladungslampen genormt. Es beeinflusst andere Parameter (außer den zuvor genannten), die sich mit einer Änderung der Stromart ändern, und dies gilt für Lampen, die nur mit Gleichstrom oder nur mit Wechselstrom betrieben werden.

Die wichtigsten Lichtparameter von Lichtquellen sind:

Lichtfluss, emittiert von der Lampe. Um den Lichtstrom einer Glühlampe zu messen, wird diese mit der Nennspannung eingeschaltet. Bei Gasentladungslampen erfolgt die Messung bei Nennleistung der Lampe. Der Lichtstrom wird mit dem Buchstaben F (lateinisch Phi) bezeichnet. Die Maßeinheit für den Lichtstrom ist Lumen (lm).

Die Kraft des Lichts. Bei einigen Typen werden anstelle des Lichtstroms die Parameter mittlere sphärische Lichtstärke oder Wendelhelligkeit verwendet. Für solche Lampen sind sie die wichtigsten Beleuchtungsparameter. Verwendete Symbole für die Lichtstärke IV, ICH vΘ, für Helligkeit - L, ihre Maßeinheiten sind Candela (cd) bzw. Candela pro Quadratmeter (cd/m2).

Lichtleistung der Lampe, das ist das Verhältnis des Lichtstroms einer Lampe zu ihrer Leistung

Lichtausbeuteeinheit- Maßeinheit des Parameters Lumen pro Watt (Lm/W). Mit diesem Parameter können Sie die Wirksamkeit des Einsatzes von Lichtquellen in Beleuchtungsanlagen bewerten. Als Charakteristikum von Bestrahlungslampen wird jedoch noch ein weiterer Parameter verwendet – die Größe des abgegebenen Strahlungsflusses.

Lichtstromstabilität- prozentuales Verhältnis des Betrags der Lichtstromreduzierung am Ende der Lebensdauer der Lampe zum anfänglichen Lichtstrom.

Zu den Betriebsparametern von Lichtquellen gehören Parameter, die die Wirksamkeit der Quelle unter bestimmten Betriebsbedingungen charakterisieren:

Volle Lebensdauerτ gesamt - Brenndauer in Stunden einer unter Nennbedingungen eingeschalteten Lichtquelle bis zum vollständigen Ausfall (Durchbrennen einer Glühlampe, Zündausfall bei den meisten Gasentladungslampen).

Nützliche Lebensdauerτ p ist die Brenndauer einer unter Nennbedingungen eingeschalteten Lichtquelle in Stunden, bis der Lichtstrom auf ein Niveau abnimmt, bei dem ihr weiterer Betrieb wirtschaftlich unrentabel wird.

Durchschnittliche Lebensdauerτ ist der Hauptbetriebsparameter der Lampe. Sie stellt den arithmetischen Mittelwert der Gesamtlebensdauer von Lampengruppen (mindestens zehn) dar, sofern der Mittelwert des Lichtstroms der Lampen der Gruppe zum Zeitpunkt des Erreichens der durchschnittlichen Lebensdauer innerhalb der Nutzungsdauer bleibt , also bei gegebener Stabilität des Lichtstroms. Dieser Parameter ist besonders wichtig für Glühlampen, da eine Erhöhung ihrer Lichtausbeute bei sonst gleichen Bedingungen zu einer Verkürzung der Lebensdauer führt. Da die experimentelle Bestimmung der Lebensdauer zum Ausfall der getesteten Lampen führt, wird dieser Parameter an einer bestimmten Anzahl von Lampen mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit ermittelt, die nach den Gesetzen der mathematischen Statistik berechnet wird.

Dynamische Haltbarkeit- ein Parameter, der die Lebensdauer von Glühlampen unter Vibrations- und Erschütterungsbedingungen charakterisiert. Lampen mit der erforderlichen dynamischen Lebensdauer müssen eine bestimmte Anzahl von Testzyklen in einem festgelegten Frequenzbereich überstehen.

Zur Verdeutlichung der Leistung von Lampen wird neben dem Konzept der durchschnittlichen Lebensdauer auch das Konzept der Garantielebensdauer verwendet, das die Mindestbrenndauer aller Lampen einer Charge bestimmt. Diesem Konzept wird manchmal eine kommerzielle Bedeutung beigemessen, wenn man davon ausgeht, dass die Garantiezeit die Zeit ist, in der eine Lampe brennen muss.

Die relativ kurze Brenndauer von Lichtquellen, insbesondere Glühlampen, stellt eine Anforderung an deren Austauschbarkeit dar, die nur erreicht werden kann, wenn die Parameter einzelner Lampen wiederholbar sind.

Um die Effizienz einer Beleuchtungsanlage sicherzustellen, sind sowohl der anfängliche Lichtstrom der Lampe als auch die Abhängigkeit seines Abfalls von der Betriebszeit wichtig. Mit zunehmender Betriebsdauer einer Beleuchtungsanlage nimmt der Anteil der Kapitalkosten an den Kosten für Lichtenergie ab. Daraus folgt, dass es ratsam ist, Beleuchtungsanlagen mit einer geringen Brenndauer pro Jahr mit günstigeren Glühlampen auszuführen, und umgekehrt ist es bei industriellen Beleuchtungsanlagen mit einer Brenndauer von 3000 Stunden oder mehr sinnvoll, die Gasentladung zu verwenden Lichtquellen, die teurer sind als Glühlampen, leuchten mit hoher Lichtausbeute. Die Kosten einer Einheit Lichtenergie werden auch durch den Stromtarif bestimmt. Bei niedrigen Tarifen ist der Einsatz von Lampen mit relativ geringer Lichtausbeute und erhöhter Lebensdauer in Beleuchtungsanlagen gerechtfertigt.

Es war einmal, in der Antike, die Menschen glaubten, dass unsere Sehfähigkeit auf bestimmten Strahlen beruhte, die von den Augen ausgingen und sozusagen die Oberfläche von Objekten „fühlten“. Egal wie lustig ein solches Konzept heute auch erscheinen mag, denken Sie darüber nach – wissen Sie, was Licht ist? Woher kommt das? Wie nehmen wir es wahr und warum haben verschiedene Objekte unterschiedliche Farben?

Schalten Sie die Glühbirne ein und legen Sie Ihre Hand in die Nähe. Sie werden die von der Glühbirne ausgehende Wärme spüren. Demnach ist Licht Strahlung. Jede Strahlung trägt Energie, aber nicht jede Strahlung kann visuell wahrgenommen werden. Wir schließen daraus, dass Licht sichtbare Strahlung ist.

Eigenschaften von Licht

Da experimentell nachgewiesen wurde, dass Licht elektromagnetischer Natur ist, können wir unsere Definition wie folgt ergänzen: Licht ist sichtbare elektromagnetische Strahlung.

Licht kann transparente Körper und Substanzen durchdringen. Daher dringt das Licht der Sonne durch die Atmosphäre zu uns, obwohl das Licht gebrochen wird. Und wenn wir auf undurchsichtige Objekte stoßen, wird von ihnen Licht reflektiert, und wir können dieses reflektierte Licht mit dem Auge wahrnehmen und so sehen wir.

Ein Teil des Lichts wird von Gegenständen absorbiert und diese erhitzen sich. Dunkle Objekte erwärmen sich stärker als helle, dementsprechend wird das meiste Licht von ihnen absorbiert und weniger reflektiert. Deshalb sehen diese Objekte für uns dunkel aus.

Schwarze Objekte absorbieren das meiste Licht. Deshalb sollten Sie in der Sommerhitze keine schwarze Kleidung tragen, da die Gefahr eines Hitzschlags besteht. Aus dem gleichen Grund tragen Mütter im Sommer für ihre Kinder immer helle Hüte, die sich deutlich weniger erhitzen als dunklere Haare.

Lichtquellen

Die Körper, von denen Licht ausgeht, werden Lichtquellen genannt. Es gibt natürliche und künstliche Lichtquellen. Die für absolut alle Bewohner unseres Planeten bekannteste natürliche Lichtquelle ist die Sonne.

Die Sonne ist nicht nur eine Quelle sichtbaren Lichts, sondern auch Wärme, wodurch Leben auf der Erde möglich ist. Andere natürliche Lichtquellen sind Sterne, atmosphärische Phänomene wie Blitze, Lebewesen wie Glühwürmchen und so weiter.

Dank des Menschen gibt es auch künstliche Quellen. Früher war für den Menschen die Hauptlichtquelle im Dunkeln Feuer: Kerzen, Fackeln, Gasbrenner und so weiter. Am gebräuchlichsten sind heutzutage elektrische Lichtquellen. Darüber hinaus werden sie wiederum in thermische (Glühlampen) und fluoreszierende (Leuchtstofflampen, Gaslampen) unterteilt.

Lichtausbreitung

Eine weitere Eigenschaft des Lichts ist seine lineare Ausbreitung. Licht kann sich nicht um Hindernisse herum biegen, sodass sich hinter einem undurchsichtigen Objekt ein Schatten bildet. Der Schatten ist oft nicht vollständig schwarz, weil dort verschiedene reflektierte und gestreute Lichtstrahlen anderer Objekte einfallen.

Licht umgibt uns in der Natur immer. Sowohl Sonnenlicht als auch Mondlicht und Sternenlicht sind die wichtigsten Lichtquellen für das menschliche Leben. Aufgrund des Bedarfs an zusätzlichem Licht lernten die Menschen aber auch, selbst Licht zu erzeugen. Das Verständnis des grundlegenden Unterschieds zwischen natürlichem und künstlichem Licht ist der Ausgangspunkt für die Beschreibung natürlicher und künstlicher Lichtquellen. Natürliche Lichtquellen kommen in der Natur vor und liegen außerhalb der Kontrolle des Menschen. Dazu gehören Sonnenlicht, Mondlicht, Sternenlicht, verschiedene pflanzliche und tierische Quellen, Radiolumineszenz und natürlich Feuer.

Künstliche Lichtquellen können vom Menschen gesteuert werden. Beispiele für solche Quellen- Flammen von brennenden Holzscheiten, Flammen von Öl- oder Gasbrennern, elektrische Lampen, Licht aus photochemischen Reaktionen und verschiedene andere Reaktionen, zum Beispiel Licht aus Reaktionen mit Sprengstoffen.
Aufgrund ihrer offensichtlichen Vorteile in Bezug auf Verfügbarkeit, Sicherheit, Sauberkeit und Fernbedienung haben elektrische Lampen fast alle anderen künstlichen Lichtquellen im menschlichen Leben ersetzt. Da der Energiebedarf für den Betrieb solcher künstlichen Lichtquellen jedoch größtenteils durch den Verbrauch natürlicher Ressourcen gedeckt wird, kommen wir zu dem Schluss, dass es notwendig ist, natürliche Lichtquellen so weit wie möglich zu nutzen.

Die Nutzung natürlicher Lichtquellen bleibt eine der größten Herausforderungen in der Beleuchtung.

Designer und Architekten geben sich große Mühe, diese Art von Lichtquellen optimal zu nutzen.

Wissen Sie, welche Eigenschaften sie haben? Alles darüber erfahren Sie in unserem Artikel.

Und LED-Quellen ultravioletter Strahlung können gelesen werden. Versuchen Sie herauszufinden, in welchen Bereichen solche Quellen verwendet werden?

Aus praktischer Sicht können Lichtquellen nach klassifiziert werden Qualitäten des Lichts, das sie erzeugen. Diese Eigenschaften sind entscheidend für das Beleuchtungsergebnis und sollten bei der Auswahl einer Lichtquelle an erster Stelle stehen.

Das natürlichste Licht kommt von der Sonne, und auch Mondlicht ist natürlich. Aufgrund seiner Herkunft ist es absolut rein und verbraucht keine natürlichen Ressourcen. Gleichzeitig erfordern künstliche Quellen in der Regel den Verbrauch natürlicher Ressourcen wie fossiler Brennstoffe, um gespeicherte Energie in Lichtenergie umzuwandeln. Elektrische Beleuchtung ist einerseits in jeder Hinsicht gewöhnlichen Flammen aus der Verbrennung von Holz, Gas, Öl überlegen, stellt aber auch eine Quelle der Umweltverschmutzung dar. Gleichzeitig kann Strom aus natürlichen Energiequellen wie Wind-, Wasser-, Geothermie- und Sonnenenergie gewonnen werden.
Das Funktionsprinzip einer elektrischen Glühlampe bestimmt nahezu alle Parameter des von einer solchen Lampe erzeugten Lichts. Im Allgemeinen erzeugen Glühlampen Licht nach dem Glühprinzip, bei dem das Metall erhitzt wird, bis es glüht.
Gleichzeitig emittieren die meisten anderen Lampentypen Licht durch ein komplexes System chemischer Reaktionen, bei dem elektrische Energie in Lichtenergie umgewandelt wird.

Dabei ist die Freisetzung thermischer Energie immer ein Nebeneffekt.

Diese Prozesse laufen bei solchen Lampen in der Regel hinsichtlich der Lichterzeugung effizienter ab als bei Glühlampen – aufgrund der Komplexität und anderer Einschränkungen. Beispielsweise erzeugt eine Leuchtstofflampe Licht, indem sie elektrische Spannung an ein Gas anlegt, das wiederum ultraviolette Strahlung aussendet, die schließlich durch eine spezielle Substanz in sichtbares Licht umgewandelt wird, das für den nötigen Glanz sorgt. Dieser Prozess erzeugt Licht für ca 400 Prozent effizienter als es bei herkömmlichen Glühlampen der Fall ist.