ما هو مصدر الضوء الاصطناعي. مصادر الضوء الطبيعية والاصطناعية: أمثلة

مرحبا بكم في مدونتي مرة أخرى. أنا على اتصال بك يا تيمور موستيف. أريد أن أهنئ جميع المسلمين بعيد الأضحى المبارك ، أتمنى لهم سماء صافية فوق رؤوسهم ، خالص الحب والصحة! اعتني بالأشخاص المقربين منك!

اليوم سننظر في مصادر الضوء الاصطناعية والطبيعية. نظرًا لأن أحد الجوانب المهمة للتصوير الفوتوغرافي هو الإضاءة ، والتي بدونها يكون التصوير مستحيلًا بشكل عام. لنبدأ بتعريف المفاهيم.

تنقسم المصادر إلى نوعين:

1. طبيعي؛
2. صناعي.

ضوء النهار

مصادر الضوء الطبيعي:

• شمس؛
• القمر يحل محل الشمس في الليل.
• تلألؤ بيولوجي - وهج الكائنات الحية.
• الشحنات الكهربائية في الغلاف الجوي ، مثل العواصف الرعدية.

المصدران الأولان عاديان وثابتان ، ولا يمكن للمصدرين التاليين أن يخدما المصور إلا في ظل ظروف خاصة.

الإضاءة الطبيعية أقل قابلية للتحكم لأنها تعتمد على العديد من العوامل:

1. الطقس

• مشمس

يعلم الجميع أنه لا يجب عليك التقاط الصور في يوم مشمس ، لأن نتيجة الصور ستظهر بظلال قاسية وخطوط واضحة المعالم لن تكون في صالح المصور. في يوم مشمس ، من الأفضل التصوير في الظل العميق حيث لا تسقط أشعة الشمس ، على سبيل المثال ، ظل مبنى كبير وشرفات المراقبة وما إلى ذلك.

• غائم

الطقس الغائم هو الأكثر تفضيلاً للتصوير ، لأن الغيوم توفر إضاءة ناعمة والصورة مبنية بحيث تندمج الألوان بسلاسة مع بعضها البعض في نغمة.

لسوء الحظ ، قد لا يكون الغيوم دائمًا منتظمًا ، وغالبًا ما تتقلب كثافته ، مما يؤثر على شدة الضوء.

• ظروف مناخية أخرى غير عادية

هل من الممكن التقاط الصور في ظروف غير عادية؟ مع وجود إعصار وعاصفة رعدية وعاصفة ، ستضيف السماء السوداء الدراما إلى صورتك.

سيساعد التصوير في الضباب المشاهد على فهم عمق الصورة بشكل أفضل وبناء منظور جيد.

2. الوقت من اليوم

للحصول على النتيجة المثالية عند التقاط صور شخصية أو مناظر طبيعية ، اختر شروق الشمس أو غروبها. 30 دقيقة قبل غروب الشمس وبعد شروقها يعتبر الوقت الذهبي للتصوير. الميزة هي أن الإضاءة تتغير بسرعة. هذا يسمح لك بالحصول على سطر كاملمجموعة متنوعة فريدة من الصور.

العيب الوحيد هو فرصة تفويت اللحظة المثالية للتصوير. عند غروب الشمس ، تطول الظلال وتصبح أقل سطوعًا ، وفي الصباح يكون كل شيء عكس ذلك تمامًا.

3. الموقع الجغرافي

4. تلوث الهواء

تشتت الجزيئات الملوثة أشعة الضوء ، مما يجعلها أكثر نعومة وأقل سطوعًا.

مزايا:

1. مصدر مجاني
2. يعتبر تجسيد اللون ممتازًا لأن الطيف الشمسي مستمر في جميع أنحاء النطاق الكامل للرؤية.

عيوب:

1. لا يمكن استخدامها في الوقت المظلمأيام؛
2. درجة حرارة اللون غير متسقة ، والتي تتطلب تغييرات ضبط متكررة ؛
3. صعوبة التطبيق لبناء مخططات الإضاءة المعقدة ؛
4. يتطلب السطوع المنخفض سرعة غالق بطيئة ، والتي لا يمكن الحصول عليها عند التصوير باليد.

إضاءة اصطناعية

كل شيء مختلف مع التحكم في الضوء الصناعي. يصبح المصور هو سيد الإضاءة القوي ويضبط جميع المعلمات:

• كمية؛
• ركن؛
• موقع؛
• الشدة؛
• الاستعلاء؛
• درجة حرارة اللون؛
• توازن اللون الأبيض.

لماذا تحتاج توازن اللون الأبيض؟ بحيث لا يحتوي عرض اللون على تشوهات أو يحتوي على أخطاء قليلة فقط.

درجة حرارة ملونة

دعنا نلقي نظرة فاحصة على هذه المعلمة. ما هذا؟ حسنًا ، إذا كنت تعتمد على النظرية ، فهذه خاصية تحدد درجة حرارة الجسم الأسود الذي ينبعث منه لونه. تقاس هذه الخاصيةفي كلفن (ك).

إضاءة دائمة

ما هو مثال على مصادر الضوء المستمر؟ الأكثر شيوعًا هي مصابيح الهالوجين ، وكذلك مصابيح الصوديوم وضوء الفلورسنت البارد والمصابيح المتوهجة. كل منهم لديه إعدادات مختلفة لدرجة حرارة اللون.

على سبيل المثال ، إذا كنت تأخذ مصابيح التنجستن ، فإنها تنبعث منها صبغة حمراء ، وتصدر مصابيح الهالوجين ضوء أزرق بارد.

فوائد استخدام:

1. سعر معتدل
2. السيطرة الكاملة على الضوء ؛
3. يمكنك بناء مخططات الإضاءة اللازمة حسب رغبتك ، والحصول على أنماط مختلفة من الضوء والظل.

عيوب:

1. استهلاك كبير للكهرباء ، على التوالي ، تكاليف مالية كبيرة ؛
2. عند التصوير ، فأنت بحاجة إلى صورة طويلة (ليس في جميع الحالات) ؛
3. يعمل التبديد الكبير للحرارة على تسخين الهواء والأشياء الموجودة في الغرفة ، مما قد يؤثر على تشوهها.

الإضاءة الدافعة

ما هي مصادر اللون المندفع؟ فلاشات مدمجة وخارجية ، أحادية الكتلة وأنظمة المولدات.

كيف هي عملية التصوير؟ في الاستوديوهات ، بالإضافة إلى المصباح الوامض ، يتم تثبيت مصباح تجريبي ، أي مصدر ثابت. تعمل كمعلمة مساعدة وتساعد على بناء نمط بالأبيض والأسود بشكل صحيح. عندما يضغط المصور على زر الغالق ، ينطلق الفلاش وفي نفس الوقت ينطفئ ضوء النمذجة ويضيء عندما ينتهي الفلاش.

مزايا:

1. استهلاك الطاقة أقل من المصادر الاصطناعية الدائمة ؛
2. تبديد الحرارة منخفض.
3. يسمح لك باستخدام تأثير "الأجسام المتجمدة" عند التصوير ، على سبيل المثال ، البقع أو القطرات المتساقطة ؛
4. يمكنك ابتكار مخططات إضاءة معقدة تساعدك في الارتقاء بعملك إلى مستوى أعلى.

عيوب:

1. التكلفة العالية للاقتناء ؛
2. إذا لم يكن هناك ضوء إرشادي ، فسيتعين عليك البحث عن إطار "ذهبي" بين المسابير ؛
3. يتطلب اتصالاً بالكاميرا ، لذلك قد يبطئ التصوير عند التقاط صور بكاميرات متعددة.

ما مصدر الضوء للاختيار؟

إذا كنت تقوم بتصوير صور شخصية أو تصوير أهداف ، فاستخدم الإضاءة الاصطناعية لضبط جميع الإعدادات.

إذا كنت تقوم بتصوير المناظر الطبيعية أو الحيوانات البرية، ثم لا يوجد خيار. الضوء الطبيعي فقط.

قبل التصوير ، اختر الحالة المزاجية والمشاعر المناسبة التي تريد نقلها في صورتك. بعد ذلك ، حدد مخطط الإضاءة المطلوب.

أخيرًا ، ادرس دورة الفيديو "" أو " أول مرآة لي". سوف يساعدك على فهم أساسيات التصوير الفوتوغرافي وسيكون مساعدًا لا غنى عنه في مساعيك كمصور.

أول مرآة لي- لأنصار CANON DSLR.

كاميرا SLR رقمية للمبتدئين 2.0- لأنصار نيكون DSLR.

بهذا نختتم دورتنا حول أنواع مصادر الضوء. يمكنك الجمع بين جميع المصادر معًا ، إذا لزم الأمر ، لترجمة فكرة إبداعية. من الضروري فقط مراعاة درجات الحرارة المختلفة التي تؤثر على تجسيد اللون. على سبيل المثال ، تصوير شخص عند غروب الشمس ، لا غنى عن الإضاءة الاصطناعية إذا كنت ترغب في الحصول على وجه مضاء للنموذج وغروب الشمس الجميل.

هذا المزيج نموذجي أيضًا عند التقاط صور فوتوغرافية بالأبيض والأسود. شارك المقال مع أصدقائك على الشبكات الاجتماعية واشترك في المدونة لتصبح محترفًا في التصوير الفوتوغرافي.

كل التوفيق لك ، تيمور موستيف.

يستخدم نوعان من المصابيح الكهربائية للإضاءة الاصطناعية - المصابيح المتوهجة (LN) ومصابيح تفريغ الغاز (GL).

المصابيح المتوهجة هي مصادر الضوء الحراري. يتم الحصول على الإشعاع المرئي (الضوء) نتيجة لتسخين خيوط التنغستن بتيار كهربائي.

في مصابيح تفريغ الغاز ، ينشأ الإشعاع المرئي نتيجة لتفريغ كهربائي في جو من الغازات الخاملة أو الأبخرة المعدنية التي تملأ لمبة المصباح. تسمى مصابيح التفريغ الفلورية ، لأن داخل المصباح مغطى بالفوسفور ، والذي ، تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، المنبعثة من التفريغ الكهربائي ، تتوهج ، وبالتالي تحويل الأشعة فوق البنفسجية غير المرئية إلى ضوء.

المصابيح المتوهجة هي الأكثر استخدامًا في الحياة اليومية نظرًا لبساطتها وموثوقيتها وسهولة استخدامها. كما أنهم يجدون تطبيقات في الإنتاج والمنظمات والمؤسسات ، ولكن بدرجة أقل بكثير. ويرجع ذلك إلى عيوبها الكبيرة: خرج الضوء المنخفض - من 7 إلى 20 لومن / وات (ناتج الضوء للمصباح هو نسبة التدفق الضوئي للمصباح إلى قوته الكهربائية) ؛ عمر خدمة قصير - يصل إلى 2500 ساعة ؛ غلبة الأشعة الصفراء والحمراء في الطيف ، مما يميز بشكل كبير التركيب الطيفي للضوء الاصطناعي من الشمس. في وضع علامات على المصابيح المتوهجة ، يشير الحرف C إلى المصابيح الفراغية ، والمصابيح G - المملوءة بالغاز ، والمصابيح K مع حشوة الكريبتون ، والمصابيح B - المصابيح ثنائية اللولب.

تُستخدم مصابيح تفريغ الغاز على نطاق واسع في الإنتاج ، في المنظمات والمؤسسات ، ويرجع ذلك أساسًا إلى ناتج الضوء العالي بشكل ملحوظ (40 ... PO lm / W) وعمر الخدمة (8000 ... 12000 ساعة). لهذا السبب ، تُستخدم مصابيح تفريغ الغاز بشكل أساسي لإضاءة الشوارع والإضاءة والإعلانات المضيئة. عن طريق اختيار مزيج من الغازات الخاملة والأبخرة المعدنية التي تملأ لمبات المصباح و luminoform ، يمكنك الحصول على ضوء من أي نطاق طيفي تقريبًا - أحمر ، أخضر ، أصفر ، إلخ. الزئبق. الضوء المنبعث من هذه المصابيح قريب في طيفه إشراق.

تشمل مصابيح تفريغ الغاز أنواعًا مختلفة من مصابيح الفلورسنت ذات الضغط المنخفض مع توزيع تدفق ضوئي مختلف عبر الطيف: مصابيح الضوء الأبيض (LB) ؛ لمبات الضوء الأبيض البارد

(LHB) ؛ مصابيح ذات تجسيد لوني محسّن (LDC) ؛ مصابيح الضوء الأبيض الدافئ (LTB) ؛ مصابيح قريبة من ضوء الشمس (جنيه) ؛ مصابيح ذات ضوء أبيض بارد مع تحسين عرض اللون (LHBTs).

تشمل مصابيح الضغط العالي لتفريغ الغاز: مصابيح الزئبق القوسية ذات الضغط العالي المصححة الألوان (DRL) ؛ زينون (DKst) ، بناءً على إشعاع تفريغ القوس في الغازات الخاملة الثقيلة ؛ ارتفاع ضغط الصوديوم (HPS) ؛ هاليد معدني (DRI) مع إضافة اليودات المعدنية.

تُستخدم مصابيح LE و LDT في الحالات التي توجد فيها متطلبات عالية لتحديد اللون ، وفي حالات أخرى - مصابيح LB ، باعتبارها الأكثر اقتصادا. يوصى باستخدام مصابيح DRL للمباني الصناعية ، إذا لم يكن العمل مرتبطًا بالتمييز اللوني (في ورش العمل العالية لمؤسسات بناء الآلات ، وما إلى ذلك) ، والإضاءة الخارجية. تتميز مصابيح DRI بكفاءة إنارة عالية ولون محسّن ، فهي تستخدم للإضاءة الداخلية ارتفاع عاليوالساحات.

مصادر الضوء لها سطوع مختلف. الحد الأقصى للسطوع الذي يمكن أن يتحمله الإنسان تحت المراقبة المباشرة هو 7500 شمعة / متر مربع.

ومع ذلك ، فإن مصابيح تفريغ الغاز ، إلى جانب مزايا المصابيح المتوهجة ، لها أيضًا عيوب كبيرة ، والتي تحد حتى الآن من توزيعها في الحياة اليومية.

هذا نبض لتدفق الضوء الذي يشوه الإدراك البصريويؤثر سلبا على الرؤية.

عندما تضاء بمصابيح تفريغ الغاز ، يمكن أن يحدث تأثير اصطرابي ، والذي يتكون من الإدراك الخاطئ لسرعة الأجسام المتحركة. يتمثل خطر التأثير الاصطرابي عند استخدام مصابيح تفريغ الغاز في أن الأجزاء الدوارة من الآليات قد تبدو ثابتة وتسبب الإصابة. نبضات الإضاءة ضارة أيضًا عند العمل مع الأسطح الثابتة ، مما يتسبب في إجهاد بصري سريع وصداع.

يتم تحقيق الحد من التموجات إلى القيم غير الضارة من خلال التناوب المنتظم لإمداد المصابيح من مراحل مختلفة من شبكة ثلاثية الطور ، باستخدام مخططات الأسلاك الخاصة. ومع ذلك ، فإن هذا يعقد نظام الإضاءة. لذلك ، لا تستخدم مصابيح الفلورسنت على نطاق واسع في الحياة اليومية. تشمل عيوب مصابيح تفريغ الغاز: مدة تسخينها ، واعتماد أدائها على درجة الحرارة المحيطة ، وإنشاء تداخل لاسلكي.

سبب آخر ، على ما يبدو ، هو الظرف التالي. لا شك أن التأثير النفسي والفسيولوجي جزئيًا على الشخص للون اللوني لإشعاع مصادر الضوء يرتبط إلى حد كبير بظروف الضوء التي تكيفت معها البشرية خلال وجودها. خلق السماء الزرقاء البعيدة والباردة لمعظم ساعات النهارإضاءة عالية ، في المساء - حريق أصفر-أحمر قريب وساخن ، ثم جاء ليحل محله ، ولكنه يشبه في لون "مصابيح الاحتراق" ، مما يخلق ، مع ذلك ، إضاءة منخفضة - هذه هي أنظمة الإضاءة ، والتكيف معها ، ربما يشرح الحقائق التالية. يتمتع الشخص بحالة أكثر فاعلية خلال النهار في ضوء الظلال الباردة السائدة ، وفي المساء بضوء أحمر دافئ من الأفضل أن يستريح. تضفي المصابيح المتوهجة لونًا أصفر محمرًا دافئًا وتعزز الهدوء والاسترخاء ، والمصابيح الفلورية ، على العكس من ذلك ، تخلق نزلة برد لون أبيضالذي يثير ويبدأ العمل.

تعتمد إعادة إنتاج الألوان الصحيحة على نوع مصادر الضوء المستخدمة. على سبيل المثال ، يظهر القماش باللون الأزرق الداكن باللون الأسود تحت ضوء المصابيح المتوهجة ، وردة صفراء- اوف وايت. أي أن المصابيح المتوهجة تشوه التكاثر الصحيح للألوان. ومع ذلك ، هناك أشياء اعتاد الناس على رؤيتها في المساء بشكل رئيسي تحت الإضاءة الاصطناعية ، على سبيل المثال ، تبدو المجوهرات الذهبية "أكثر طبيعية" تحت الضوء المتوهج منها تحت ضوء الفلورسنت. إذا كان الاستنساخ الصحيح للألوان مهمًا في أداء العمل - على سبيل المثال ، في دروس الرسم ، في صناعة الطباعة ، والمعارض الفنية ، وما إلى ذلك - فمن الأفضل استخدام الإضاءة الطبيعية ، وإذا كانت غير كافية ، فإن الإضاءة الاصطناعية لمصابيح الفلورسنت.

في هذا الطريق، الاختيار الصحيحتساهم ألوان مكان العمل بشكل كبير في إنتاجية العمال وسلامتهم ورفاههم بشكل عام. يساهم تشطيب الأسطح والمعدات في منطقة العمل أيضًا في خلق تجربة بصرية ممتعة وبيئة عمل ممتعة.

يتكون الضوء العادي من إشعاعات كهرومغناطيسية ذات أطوال موجية مختلفة ، يتوافق كل منها نطاق معينالطيف المرئي. من خلال مزج الضوء الأحمر والأصفر والأزرق ، يمكننا تحقيق أقصى استفادة الألوان المرئيةبما في ذلك الأبيض. يعتمد إدراكنا للون الكائن على لون الضوء الذي يضيء به وعلى كيفية انعكاس الكائن نفسه للون.

يتم تصنيف مصادر الضوء إلى الفئات الثلاث التالية بناءً على لون الضوء المنبعث منها:

• * اللون "الدافئ" (الضوء الأبيض المحمر) - موصى به للإضاءة السكنية ؛
• * لون متوسط ​​(ضوء أبيض) - موصى به لإضاءة مكان العمل ؛
• * اللون "البارد" (أبيض مائل للزرقة) - موصى به للعمل الذي يتطلب مستوى عالٍ من الإضاءة أو للمناخات الحارة.

في هذا الطريق، خاصية مهمةمصادر الضوء هي لون انبعاث الضوء. لتوصيف لون الإشعاع ، تم تقديم مفهوم درجة حرارة اللون.

درجة حرارة اللون هي درجة حرارة الجسم الأسود حيث يكون لإشعاعها نفس لون الإشعاع قيد الدراسة. في الواقع ، عندما يتم تسخين الجسم الأسود ، يتغير لونه من درجات الأحمر البرتقالي الدافئ إلى درجات اللون الأبيض البارد. تُقاس درجة حرارة اللون بالدرجات كلفن (درجة كلفن). العلاقة بين الدرجات المئوية والكلفن هي كما يلي: ° K = ° C + 273. على سبيل المثال ، O ° C تقابل 273 ° K.

مقدمة

1. أنواع الإضاءة الاصطناعية

2 الغرض الوظيفي للإضاءة الاصطناعية

3 مصادر الإضاءة الاصطناعية. المصابيح المتوهجة

3.1 أنواع المصابيح المتوهجة

3.2 بناء المصباح المتوهج

3.3 مزايا وعيوب المصابيح المتوهجة

4. مصابيح التفريغ. الخصائص العامة. منطقة التطبيق. أنواع

4.1 مصباح تفريغ الصوديوم

4.2 مصباح الفلورسنت

4.3 مصباح تفريغ الزئبق

فهرس

مقدمة

الغرض من الإضاءة الاصطناعية هو خلق ظروف رؤية مواتية للحفاظ عليها صحة جيدةوتقليل إجهاد العين. في الضوء الاصطناعي ، تبدو كل الأشياء مختلفة عن ضوء النهار. يحدث هذا بسبب تغير الموقع والتكوين الطيفي وشدة مصادر الإشعاع.

بدأ تاريخ الإضاءة الاصطناعية عندما بدأ الإنسان في استخدام النار. أصبحت البون فاير والشعلة والشعلة مصادر الضوء الاصطناعي الأولى. ثم جاءت مصابيح الزيت والشموع. في بداية القرن التاسع عشر ، تعلموا كيفية انبعاث الغاز والمنتجات البترولية المكررة ، وظهر مصباح الكيروسين ، والذي لا يزال يستخدم حتى اليوم.

عندما يضيء الفتيل ، ينتج لهب مضيء. يصدر اللهب الضوء فقط عندما يسخن جسم صلب بواسطة هذا اللهب. ليس الاحتراق هو الذي يولد الضوء ، ولكن المواد التي يتم إحضارها إلى حالة السخونة الحمراء فقط هي التي تنبعث منها الضوء. في اللهب ، ينبعث الضوء من جزيئات السخام المتوهجة. يمكن التحقق من ذلك عن طريق وضع الزجاج فوق لهب الشمعة أو مصباح الكيروسين.

ظهرت مصابيح زيت الإضاءة في شوارع موسكو وسانت بطرسبرغ في الثلاثينيات من القرن الثامن عشر. ثم تم استبدال الزيت بمزيج كحول - زيت التربنتين. في وقت لاحق ، بدأ استخدام الكيروسين كمادة قابلة للاحتراق ، وأخيراً غاز الإضاءة ، الذي تم الحصول عليه صناعياً. كان ناتج الضوء من هذه المصادر منخفضًا جدًا بسبب انخفاض درجة حرارة لون اللهب. لم يتجاوز 2000 ألف.

من حيث درجة حرارة اللون ، يختلف الضوء الاصطناعي كثيرًا عن ضوء النهار ، وقد لوحظ هذا الاختلاف منذ فترة طويلة من خلال التغيير في لون الأشياء أثناء الانتقال من ضوء النهار إلى الإضاءة الاصطناعية المسائية. بادئ ذي بدء ، لوحظ تغيير في لون الملابس. في القرن العشرين ، مع انتشار استخدام الإضاءة الكهربائية ، انخفض التغيير في اللون أثناء الانتقال إلى الإضاءة الاصطناعية ، لكنه لم يختف.

اليوم يعرف شخص نادر عن المصانع التي تنتج غاز الإنارة. تم إنتاج الغاز بالتسخين الفحم الصلبفي الردود. المعالجات عبارة عن أوعية معدنية كبيرة أو مجوفة من الطين مملوءة بالفحم ويتم تسخينها في الفرن. تمت تنقية الغاز المنطلق وتجميعه في منشآت لتخزين حوامل غاز الإضاءة.

منذ أكثر من مائة عام ، في عام 1838 ، قامت جمعية الإضاءة بالغاز في سانت بطرسبرغ ببناء أول مصنع للغاز. بحلول نهاية القرن التاسع عشر ، كانت جميعها تقريبًا مدن أساسيهروسيا لديها خزانات غاز. كانت الشوارع مضاءة بالغاز محطات السكك الحديديةوالشركات والمسارح والمباني السكنية. في كييف ، قام المهندس A.E. Struve بتركيب إضاءة الغاز في عام 1872.

جعل إنشاء مولدات التيار المباشر التي يتم تشغيلها بواسطة محرك بخاري من الممكن استخدام إمكانيات الكهرباء على نطاق واسع. بادئ ذي بدء ، اهتم المخترعون بمصادر الضوء واهتموا بخصائص القوس الكهربائي ، والتي لاحظها لأول مرة فاسيلي فلاديميروفيتش بتروف في عام 1802. أتاح الضوء الساطع المبهر الأمل في أن يتمكن الناس من التخلي عن الشموع والمشاعل ومصباح الكيروسين وحتى مصابيح الغاز.

في مصابيح القوس ، كان من الضروري تحريك الأقطاب الكهربائية باستمرار لوضع "الأنف" لبعضها البعض - لقد احترقت بسرعة. في البداية تم نقلهم يدويًا ، ثم ظهرت العشرات من المنظمين ، أبسطها كان منظم Archro. يتكون المصباح من قطب كهربائي موجب ثابت مثبت على قوس وقطب كهربائي سالب متحرك متصل بمنظم. يتكون المنظم من ملف وكتلة ذات حمولة.

عندما تم تشغيل المصباح ، تدفق التيار عبر الملف ، تم سحب القلب إلى الملف وتحويل القطب السالب من الموجب. تم إشعال القوس تلقائيًا. مع انخفاض التيار ، انخفضت قوة التراجع للملف وارتفع القطب السالب تحت تأثير الحمل. لم يتلق هذا النظام والأنظمة الأخرى توزيعًا واسعًا بسبب الموثوقية المنخفضة.

في عام 1875 ، اقترح بافيل نيكولايفيتش يابلوشكوف حلاً موثوقًا وبسيطًا. قام بترتيب أقطاب الكربون بالتوازي ، وفصلها بطبقة عازلة. حقق الاختراع نجاحًا هائلاً ، وتم العثور على "شمعة يابلوشكوف" أو "الضوء الروسي" استخدام واسعفي أوروبا.

يتم توفير الإضاءة الاصطناعية في الغرف التي لا يوجد بها ما يكفي ضوء طبيعي، أو لإضاءة الغرفة خلال ساعات النهار التي لا يوجد فيها ضوء طبيعي.

1. أنواع الإضاءة الاصطناعية

يمكن أن تكون الإضاءة الاصطناعية جنرال لواء(جميع مرافق الإنتاج مضاءة بنفس النوع من المصابيح ، متباعدة بالتساوي فوق السطح المضيء ومجهزة بمصابيح من نفس الطاقة) و مجموع(تتم إضافة الإضاءة المحلية لأماكن العمل إلى الإضاءة العامة بمصابيح موجودة بالقرب من الجهاز ، والأداة الآلية ، والأدوات ، وما إلى ذلك). استخدام الإضاءة المحلية فقط أمر غير مقبول ، لأن التباين الحاد بين المناطق ذات الإضاءة الساطعة والمناطق غير المضاءة يرهق العينين ، ويبطئ عملية العمل ويمكن أن يتسبب في وقوع حوادث وحوادث.

2. الغرض الوظيفي للإضاءة الاصطناعية

وفقًا للغرض الوظيفي ، يتم تقسيم الإضاءة الاصطناعية إلى عمل , واجب , حالة طوارئ .

إضاءة العملإلزامي في جميع المباني وفي المناطق المضيئة لضمان العمل الطبيعي للأشخاص وحركة المرور.

إضاءة الطوارئالمدرجة خارج ساعات العمل.

إضاءة الطوارئيتم توفيره لضمان الحد الأدنى من الإضاءة في غرفة الإنتاج في حالة الإغلاق المفاجئ لإضاءة العمل.

في المباني الحديثة المكونة من طابق واحد والتي لا تحتوي على مناور مع زجاج جانبي واحد في النهار ، يتم استخدام الإضاءة الطبيعية والاصطناعية في وقت واحد (الإضاءة المدمجة). من المهم أن يكون كلا نوعي الإضاءة متناغمين مع بعضهما البعض. بالنسبة للإضاءة الاصطناعية في هذه الحالة ، يُنصح باستخدام مصابيح الفلورسنت.

3. مصادر الإضاءة الاصطناعية. المصابيح المتوهجة.

في تركيبات الإضاءة الحديثة المصممة لإضاءة المباني الصناعية ، يتم استخدام المصابيح المتوهجة والهالوجين وتفريغ الغاز كمصادر للضوء.

مصباح وهاج- مصدر ضوء كهربائي ، وجسمه المضيء هو ما يسمى بجسم الفتيل (جسم الفتيل هو موصل يتم تسخينه بالتدفق التيار الكهربائيلدرجات حرارة عالية). يتم استخدام التنغستن والسبائك القائمة عليه حاليًا بشكل حصري تقريبًا كمواد لتصنيع جسم التسخين. في أواخر التاسع عشر- النصف الأول من القرن العشرين. صُنع جسم التسخين من مادة أكثر تكلفة وسهلة المعالجة - ألياف الكربون.

3.1 أنواع المصابيح المتوهجة

تنتج الصناعة أنواعًا مختلفة من المصابيح المتوهجة:

مكنسة , مملوءة بالغاز(خليط حشو من الأرجون والنيتروجين) ، ملفوف، مع حشوة الكريبتون .

3.2 تصميم المصباح المتوهج

الشكل 1 المصباح المتوهج

تصميم مصباح حديث. في الرسم التخطيطي: 1 - قارورة. 2 - تجويف القارورة (فراغ أو مملوء بالغاز) ؛ 3 - توهج الجسم. 4 ، 5 - أقطاب كهربائية (المدخلات الحالية) ؛ 6 - خطاطيف حاملات الجسم للحرارة ؛ 7 - ساق المصباح 8 - وصلة خارجية للتيار الكهربائي ، الصمامات ؛ 9 - الحالة الأساسية ؛ 10 - عازل أساسي (زجاج) ؛ 11- ملامسة قاع القاعدة.

تصميم المصباح المتوهج متنوع للغاية ويعتمد على الغرض من نوع معين من المصباح. ومع ذلك ، فإن العناصر التالية شائعة في جميع المصابيح المتوهجة: جسم الفتيل ، اللمبة ، الأسلاك الحالية. اعتمادًا على خصائص نوع معين من المصابيح ، يمكن استخدام حوامل الخيوط ذات التصميمات المختلفة ؛ يمكن صنع المصابيح بدون قواعد أو قواعد. أنواع مختلفة، لها دورق خارجي إضافي وعناصر هيكلية إضافية أخرى.

3.3 مزايا وعيوب المصابيح المتوهجة

مزايا:

منخفض الكلفة

حجم صغير

عدم جدوى كوابح

عند تشغيلها ، تضيء على الفور تقريبًا.

عدم وجود مكونات سامة ، ونتيجة لذلك ، غياب الحاجة إلى البنية التحتية للتجميع والتخلص

القدرة على العمل العاصمة(أي قطبية) وبالتناوب

القدرة على تصنيع المصابيح لمجموعة متنوعة من الفولتية (من أجزاء من الفولت إلى مئات الفولتات)

لا وميض أو أزيز عند العمل على التيار المتردد

طيف الانبعاث المستمر

مناعة النبضات الكهرومغناطيسية

القدرة على استخدام ضوابط السطوع

التشغيل العادي في درجة حرارة محيطة منخفضة

عيوب:

ناتج الإضاءة المنخفضة

عمر خدمة قصير نسبيًا

الاعتماد الحاد على كفاءة الإضاءة وعمر الخدمة على الجهد

تقع درجة حرارة اللون فقط في نطاق 2300-2900 كلفن ، مما يعطي الضوء لونًا مصفرًا.

المصابيح المتوهجة من مخاطر الحريق. بعد 30 دقيقة من تشغيل المصابيح المتوهجة ، تصل درجة حرارة السطح الخارجي إلى القيم التالية ، اعتمادًا على الطاقة: 40 واط - 145 درجة مئوية ، 75 واط - 250 درجة مئوية ، 100 واط - 290 درجة مئوية ، 200 واط - 330 درجة مئوية. عندما تتلامس المصابيح مع المواد النسيجية ، ترتفع درجة حرارة المصباح بشكل أكبر. يلامس القش سطح مصباح بقدرة 60 وات ويضيء بعد حوالي 67 دقيقة.

كفاءة الإنارة للمصابيح المتوهجة ، التي تُعرَّف بأنها نسبة طاقة أشعة الطيف المرئي إلى الطاقة المستهلكة من الشبكة الكهربائية ، صغيرة جدًا ولا تتجاوز 4٪

• الطاقة الكهربائية؛
• الطاقة الضوئية؛
• طاقة حرارية؛
• طاقة روابط كيميائيةالتي توجد في الغذاء والوقود ، كل نوع من هذه الأنواع من الطاقة كان في يوم من الأيام طاقة شمسية!

وبالتالي ، فإن الطاقة الشمسية هي أهم طاقة للحياة على الأرض.

مصادر الضوء الاصطناعي

عصري تطور تقنيمشى بعيدا جدا. كانت البشرية قادرة على خلق طاقة اصطناعية من الضوء والحرارة ، والتي دخلت بقوة في حياة الإنسان والتي بدونها لا يمكن للبشرية أن توجد. يوجد اليوم في العالم الحديث وفرة من المصادر الاصطناعية المختلفة للضوء والحرارة.

مصادر الضوء الاصطناعي - الأجهزة التقنية بمختلف التصاميم و طرق مختلفةتحويل الطاقة ، والغرض الرئيسي منه هو الحصول على إشعاع ضوئي. تستخدم مصادر الضوء الكهرباء بشكل أساسي ، ولكن يتم أيضًا استخدام الطاقة الكيميائية وطرق أخرى لتوليد الضوء في بعض الأحيان.

المصدر الأول للضوء الذي يستخدمه الناس في أنشطتهم هو نار النار. مع مرور الوقت وزيادة الخبرة في حرق مختلف المواد القابلة للاحتراق ، وجد الناس أنه يمكن الحصول على مزيد من الضوء عن طريق حرق أي أخشاب راتنجية وراتنجات طبيعية وزيوت وشموع. من وجهة نظر الخواص الكيميائيةتحتوي هذه المواد على نسبة عالية من الكربون بالكتلة ، وعند حرقها ، تصبح جزيئات الكربون السخامية شديدة السخونة في اللهب وتنبعث منها الضوء. في وقت لاحق ، مع تطور تقنيات معالجة المعادن ، وتطوير طرق للاشتعال السريع بمساعدة الصوان والصوان ، جعلوا من الممكن إنشاء الأول وتحسينه إلى حد كبير مصادر مستقلةالمصابيح التي يمكن تركيبها في أي موضع مكاني ، ونقلها وإعادة شحنها بالوقود. وأيضًا تقدم معين في معالجة الزيوت والشموع والدهون والزيوت وبعض الراتنجات الطبيعية ، مما جعل من الممكن عزل أجزاء الوقود اللازمة: الشمع المكرر ، البارافين ، الإستيارين ، البالميتين ، الكيروسين ، إلخ. كانت هذه المصادر أولاً وقبل كل شيء والشموع والمصابيح والزيت والمصابيح والفوانيس الزيتية لاحقًا. من وجهة نظر الاستقلالية والراحة ، تعتبر مصادر الضوء التي تستخدم طاقة حرق الوقود مريحة للغاية ، ولكن من وجهة نظر السلامة من الحرائق ، فإن انبعاثات منتجات الاحتراق غير الكامل هي خطر معروفكمصدر للاشتعال ، ويعرف التاريخ العديد من الأمثلة العظيمة للحرائق الكبيرة التي تسببت فيها المصابيح الزيتية والفوانيس والشموع وما إلى ذلك.

فوانيس الغاز

سمح المزيد من التقدم وتطوير المعرفة في مجال الكيمياء والفيزياء وعلوم المواد للناس باستخدام غازات قابلة للاحتراق ، والتي تعطي مزيدًا من الضوء أثناء الاحتراق. كانت إحدى المزايا الخاصة لإضاءة الغاز أنه أصبح من الممكن إضاءة مناطق كبيرة في المدن والمباني وما إلى ذلك ، نظرًا لحقيقة أن الغازات يمكن توصيلها بسهولة وسرعة من مخزن مركزي باستخدام أكمام مطاطية أو أنابيب فولاذية أو نحاسية ، بالإضافة إلى أنه من السهل قطع تدفق الغاز من الموقد ببساطة عن طريق تدوير محبس الحنفية.

كان أهم غاز لتنظيم إضاءة الغاز في المناطق الحضرية هو ما يسمى بـ "غاز الإنارة" ، الذي تم إنتاجه عن طريق الانحلال الحراري لدهن الحيوانات البحرية ، ثم تم إنتاجه لاحقًا إلى حد ما في كميات كبيرةمن الفحم أثناء فحم الكوك لهذا الأخير في محطات إضاءة الغاز. كان البنزين أحد أهم مكونات غاز الإنارة ، والذي أعطى أكبر قدر من الضوء ، وهو البنزين ، الذي اكتشفه م. فاراداي في غاز الإنارة. غاز آخر وجد استخدامًا كبيرًا في صناعة الإضاءة بالغاز هو الأسيتيلين ، ولكن بسبب ميله الكبير إلى الاشتعال في درجات حرارة منخفضة نسبيًا وحدود اشتعال عالية التركيز ، لم يجد استخدامًا واسعًا في إنارة الشوارع وكان يستخدم في التعدين والدراجات "كربيد" "المصابيح. سبب آخر جعل من الصعب استخدام الأسيتيلين في مجال إضاءة الغاز هو تكلفته العالية بشكل استثنائي مقارنة بغاز الإضاءة. بالتوازي مع تطور استخدام مجموعة متنوعة من أنواع الوقود في مصادر كيميائيةتم تحسين الإضاءة وتصميمها وطريقة الاحتراق الأكثر ربحية ، بالإضافة إلى التصميم والمواد لتعزيز عودة الضوء والقوة. لاستبدال الفتائل قصيرة العمر من المواد النباتية ، بدأوا في استخدام تشريب الفتائل النباتية بحمض البوريك ، وألياف الأسبستوس ، ومع اكتشاف معدن المونازيت ، اكتشفوا خصائصه الرائعة للتوهج بشكل مشرق للغاية عند تسخينه والمساهمة في اكتمال احتراق غاز الإضاءة. من أجل زيادة سلامة الاستخدام ، بدأ اللهب العامل في التسييج بشبكات معدنية وأغطية زجاجية.

ظهور مصادر الضوء الكهربائي

ارتبط التقدم الإضافي في مجال الاختراع وتصميم مصادر الضوء إلى حد كبير باكتشاف الكهرباء واختراع المصادر الحالية. في هذه المرحلة التقدم العلمي والتكنولوجيأصبح من الواضح تمامًا أنه من أجل زيادة سطوع مصادر الضوء ، كان من الضروري زيادة درجة حرارة المنطقة التي ينبعث منها الضوء. في حالة استخدام تفاعلات الاحتراق لأنواع مختلفة من الوقود في الهواء ، إذا كانت درجة حرارة منتجات الاحتراق تصل إلى 1500-2300 درجة مئوية ، فعند استخدام الكهرباء ، لا يزال من الممكن زيادة درجة الحرارة بشكل كبير. عند تسخينها بالتيار الكهربائي ، يتم استخدام مواد موصلة مختلفة درجة حرارة عاليةالذوبان ، ينبعث منها ضوء مرئي ويمكن أن تكون بمثابة مصادر ضوء متفاوتة الشدة. تم اقتراح هذه المواد: الجرافيت والبلاتين والتنغستن والموليبدينوم والرينيوم وسبائكها. لزيادة متانة مصادر الضوء الكهربائية ، بدأت أجسامهم العاملة في وضع أسطوانات زجاجية خاصة ، أو تفريغها أو ملؤها بغازات خاملة أو غير نشطة. عند اختيار مادة العمل ، استرشد مصممو المصباح بأقصى درجة حرارة تشغيل للملف المسخن ، وتم إعطاء الأفضلية الرئيسية للكربون ثم التنغستن لاحقًا. لا يزال التنجستن وسبائكه مع الرينيوم أكثر المواد المستخدمة على نطاق واسع لتصنيع المصابيح الكهربائية المتوهجة ، حيث يمكن تسخينها في أفضل الظروف إلى درجات حرارة تتراوح بين 2800 و 3200 درجة مئوية. بالتوازي مع العمل على المصابيح المتوهجة ، في عصر اكتشاف واستخدام الكهرباء ، بدأ العمل أيضًا وتم تطويره بشكل كبير على مصدر الضوء بالقوس الكهربائي ومصادر الضوء بناءً على تفريغ الوهج.

جعلت مصادر الضوء بالقوس الكهربائي من الممكن الحصول على تدفقات ضخمة للضوء ، ومصادر الضوء القائمة على تفريغ الوهج جعلت من الممكن تحقيق كفاءة عالية بشكل غير عادي. حاليًا ، أكثر مصادر الضوء تقدمًا القائمة على القوس الكهربائي هي مصابيح الكريبتون والزينون والزئبق ، وتستند إلى تفريغ الوهج في الغازات الخاملة مع بخار الزئبق وغيرها.

أنواع مصادر الضوء

يمكن استخدام أشكال مختلفة من الطاقة لإنتاج الضوء ، وفي هذا الصدد ، نود أن نسلط الضوء على الأنواع الرئيسية لمصادر الضوء.

• الكهرباء: التسخين الكهربائي للأجسام المتوهجة أو البلازمية ، حرارة الجول ، التيارات الدوامية ، تدفقات الإلكترون أو الأيونات ؛
• نووي: اضمحلال النظائر أو الانشطار النووي ؛
• المواد الكيميائية: احتراق الوقود وتسخين منتجات الاحتراق أو الأجسام المتوهجة ؛
• اللمعان الحراري: تحويل الحرارة إلى ضوء في أشباه الموصلات.
• توهج ثلاثي: تحويل التأثيرات الميكانيكية إلى ضوء.
• تلألؤ بيولوجي: المصادر البكتيرية للضوء في الحياة البرية.

العوامل الخطيرة لمصادر الضوء

غالبًا ما تكون مصادر الضوء لتصميم معين مصحوبة بوجود عوامل خطيرة ، أهمها:

• اللهب المكشوف؛
• يعتبر إشعاع الضوء الساطع خطيرًا على أجهزة الرؤية ومناطق الجلد المفتوحة ؛
• الإشعاع الحراري ووجود أسطح عمل ساخنة يمكن أن تؤدي إلى الحروق ؛
• إشعاع ضوئي عالي الكثافة يمكن أن يؤدي إلى حريق وحروق وإصابات - إشعاع من الليزر ومصابيح القوس وما إلى ذلك ؛
• الغازات أو السوائل القابلة للاشتعال ؛
• جهد إمداد عالي
• النشاط الإشعاعي.

ألمع ممثلي مصادر الضوء الاصطناعي

شعلة

الشعلة هي نوع من وحدات الإنارة القادرة على توفير ضوء مكثف طويل الأمد في الهواء الطلق في جميع الظروف الجوية.

أبسط شكل من أشكال الشعلة هو حزمة من لحاء البتولا أو المشاعل المصنوعة من أنواع الأشجار الراتنجية ، ومجموعة من القش ، وما إلى ذلك. ويتمثل التحسين الإضافي في استخدام درجات مختلفة من الراتينج ، والشمع ، وما إلى ذلك من المواد القابلة للاحتراق. تعمل هذه المواد أحيانًا كطلاء بسيط لنواة الشعلة.

في بداية القرن العشرين ، بدأ استخدام المشاعل الكهربائية ذات البطاريات. في حياة الفلاحين ، يمكن للمرء أيضًا أن يلتقي بأكثر أشكال المشاعل بدائية. لطالما استخدمت المشاعل لأغراض نفعية ودينية. تم استخدامها عند إضاءة الأسماك ، وأثناء العبور الليلي عبر غابة كثيفة ، وعند استكشاف الكهوف ، وللإضاءة - باختصار ، في الحالات التي يكون فيها استخدام الفوانيس غير مريح.

تستخدم المشاعل الحديثة لإضافة الرومانسية إلى مختلف الاحتفالات. كقاعدة عامة ، فهي مصنوعة من الخيزران ولها خرطوشة زيت معدني سائل كمصدر للنيران. يصنع عادة في الصين ، لكن هناك استثناءات. يشارك المصممون الأوروبيون المشهورون أيضًا في إنتاج المشاعل.

مصباح الزيت

مصباح الزيت هو مصباح يحرق الزيت. يشبه مبدأ التشغيل مبدأ تشغيل مصباح الكيروسين: يُسكب الزيت في حاوية معينة ، ويتم إنزال الفتيل هناك - حبل يتكون من ألياف نباتية أو صناعية ، وفقًا لخاصية التأثير الشعري يرتفع الزيت. النهاية الثانية للفتيل ، المثبتة فوق الزيت ، مشتعلة ، والزيت المتصاعد على طول الفتيل يحترق.

تم استخدام مصباح الزيت منذ العصور القديمة. في العصور القديمة ، كانت المصابيح الزيتية تصنع من الطين أو من النحاس. في الحكاية الخيالية العربية "علاء الدين" من مجموعة "ألف ليلة وليلة" ، يعيش جني في مصباح نحاسي.

مصباح الكيروسين

مصباح الكيروسين - مصباح يعتمد على احتراق الكيروسين - منتج تقطير الزيت. مبدأ تشغيل المصباح هو نفسه تقريبًا مبدأ تشغيل مصباح الزيت: يُسكب الكيروسين في الحاوية ، وينخفض ​​الفتيل. يتم تثبيت الطرف الآخر من الفتيل بواسطة آلية رفع في موقد مصمم بطريقة يتسرب الهواء من الأسفل. على عكس مصباح الزيت ، فإن فتيل الكيروسين له فتيل من الخيزران. يتم تثبيت زجاج المصباح أعلى الموقد - لتوفير الجر ، وكذلك لحماية اللهب من الرياح.

بعد إدخال الإضاءة الكهربائية على نطاق واسع وفقًا لخطة GOELRO ، تُستخدم مصابيح الكيروسين بشكل أساسي في المناطق النائية الروسية ، حيث غالبًا ما تنقطع الكهرباء ، وكذلك من قبل المقيمين في الصيف والسياح.

مصباح وهاج

المصباح المتوهج هو مصدر ضوء كهربائي ، وجسمه المضيء هو ما يسمى بجسم الفتيل. حاليًا ، يتم استخدام التنغستن والسبائك التي تعتمد عليها بشكل حصري تقريبًا كمواد لتصنيع HP. في نهاية القرن التاسع عشر - النصف الأول من القرن العشرين. تم تصنيع TN من مادة أكثر بأسعار معقولة وسهلة المعالجة - ألياف الكربون. .

مبدأ التشغيل. يستخدم المصباح المتوهج تأثير تسخين موصل عندما يتدفق تيار كهربائي خلاله. ترتفع درجة حرارة خيوط التنغستن بشكل حاد بعد تشغيل التيار. يصدر الفتيل إشعاعًا حراريًا كهرومغناطيسيًا وفقًا لقانون بلانك. دالة بلانك لها حد أقصى يعتمد موضعه على مقياس الطول الموجي على درجة الحرارة. يتحول هذا الحد الأقصى مع زيادة درجة الحرارة نحو أطوال موجية أقصر. للحصول على إشعاع مرئي ، من الضروري أن تكون درجة الحرارة في حدود عدة آلاف من الدرجات ، من الناحية المثالية 5770 كلفن. كلما انخفضت درجة الحرارة ، انخفضت نسبة الضوء المرئي ، وظهر الإشعاع أكثر احمرارًا.

يتحول جزء من الطاقة الكهربائية التي يستهلكها المصباح المتوهج إلى إشعاع ، ويتم فقد جزء نتيجة لعمليات التوصيل الحراري والحمل الحراري. يقع جزء صغير فقط من الإشعاع في منطقة الضوء المرئي ، والجزء الأكبر موجود في الأشعة تحت الحمراء. لزيادة كفاءة المصباح والحصول على الحد الأقصى من الضوء "الأبيض" ، من الضروري زيادة درجة حرارة الشعيرة ، والتي بدورها تكون محدودة بخصائص مادة الفتيل - نقطة الانصهار. درجة الحرارة المثالية البالغة 5770 كلفن غير قابلة للتحقيق ، لأنه عند هذه الدرجة تذوب أي مادة معروفة ، وتتحلل وتتوقف عن توصيل الكهرباء.

في الهواء العادي في مثل هذه درجات الحرارة ، يتحول التنجستن على الفور إلى أكسيد. لهذا السبب ، يتم وضع HP في دورق يتم ضخ الغازات الجوية منه أثناء تصنيع LN. الأخطر على LN هو الأكسجين وبخار الماء ، حيث يتأكسد HP بسرعة. تم صنع أول LNs عن طريق الفراغ ؛ في الوقت الحاضر ، يتم تصنيع المصابيح منخفضة الطاقة فقط في لمبة مفرغة. تمتلئ قوارير LNs الأكثر قوة بالغاز. يؤدي الضغط المتزايد في دورق المصابيح المملوءة بالغاز إلى تقليل معدل تدمير HP بسبب الرش بشكل حاد. لا يتم تغطية قوارير LNs المملوءة بالغاز بهذه السرعة الزنجار الداكنمادة رش HP ، ويمكن زيادة درجة حرارة هذا الأخير مقارنة بالفراغ LN. هذا الأخير يجعل من الممكن زيادة الكفاءة وتغيير طيف الانبعاث إلى حد ما.

الكفاءة والمتانة. يتم تحويل كل الطاقة الموردة للمصباح تقريبًا إلى إشعاع بالتوصيل الحراري ويكون الحمل الحراري صغيرًا. لكن بالنسبة للعين البشرية ، يتوفر فقط نطاق صغير من الأطوال الموجية لهذا الإشعاع. يقع الجزء الرئيسي من الإشعاع في نطاق الأشعة تحت الحمراء غير المرئي ويُنظر إليه على أنه حرارة. تصل كفاءة المصابيح المتوهجة إلى قيمتها القصوى 15٪ عند درجة حرارة حوالي 3400 كلفن. عند درجات حرارة يمكن تحقيقها عمليًا تبلغ 2700 كلفن ، تبلغ الكفاءة 5٪.

مع ارتفاع درجة الحرارة ، تزداد كفاءة المصباح المتوهج ، ولكن في نفس الوقت تقل متانته بشكل كبير. عند درجة حرارة الفتيل 2700 كلفن ، يبلغ عمر المصباح حوالي 1000 ساعة ، وعند 3400 كلفن فقط لبضع ساعات. كما هو مبين في الشكل على اليمين ، عند زيادة الجهد بنسبة 20٪ ، يتضاعف السطوع. في نفس الوقت ، يتم تقليل العمر الافتراضي بنسبة 95٪.

يرجع العمر المحدود للمصباح المتوهج إلى مدى أقل إلى تبخر مادة الفتيل أثناء التشغيل ، وفي أكثرعدم التجانس الذي ينشأ في الخيط. يؤدي التبخر غير المتكافئ لمادة الفتيل إلى ظهور مناطق رقيقة مع زيادة المقاومة الكهربائية، الأمر الذي يؤدي بدوره إلى تسخين وتبخر أكبر للمواد في مثل هذه الأماكن. عندما يصبح أحد هذه القيود رقيقًا لدرجة أن مادة الفتيل عند تلك النقطة تذوب أو تتبخر تمامًا ، ينقطع التيار ويفشل المصباح.

يحدث الجزء الغالب من تآكل الفتيل عندما يتم تطبيق الجهد على المصباح بشكل مفاجئ ، بحيث يمكنك زيادة عمر الخدمة بشكل كبير باستخدام نوع مختلفمقبلات ناعمة. تتميز خيوط التنغستن بمقاومة باردة أعلى مرتين فقط من تلك الموجودة في الألومنيوم. عندما يحترق المصباح ، غالبًا ما يحدث أن تحترق الأسلاك النحاسية التي تربط جهات الاتصال الأساسية بحوامل اللولب. لذلك ، يستهلك المصباح التقليدي بقدرة 60 وات أكثر من 700 واط في وقت التشغيل ، ويستهلك المصباح بقدرة 100 وات أكثر من كيلو وات. مع ارتفاع درجة حرارة اللولب ، تزداد مقاومته ، وتنخفض القوة إلى القيمة الاسمية. .

لتخفيف قوة الذروة ، يمكن استخدام الثرمستورات ذات المقاومة المنخفضة بشدة أثناء تسخينها ، ويمكن استخدام الصابورة التفاعلية على شكل سعة أو محاثة. يزداد الجهد على المصباح مع ارتفاع درجة حرارة اللولب ويمكن استخدامه لتحويل الصابورة باستخدام الأتمتة. بدون إيقاف تشغيل الصابورة ، يمكن أن يفقد المصباح من 5 إلى 20٪ من الطاقة ، وهو ما يمكن أن يكون مفيدًا أيضًا لزيادة الموارد.

مزايا وعيوب المصابيح المتوهجة.

مزايا

• منخفض الكلفة؛
• أحجام صغيرة
• عدم جدوى كوابح.
• عند تشغيلها ، تضيء على الفور تقريبًا ؛
• عدم وجود مكونات سامة ، ونتيجة لذلك ، غياب الحاجة إلى بنية تحتية للجمع والتخلص ؛
• القدرة على العمل على كل من التيار المباشر والمتناوب ؛
• إمكانية تصنيع المصابيح لمجموعة متنوعة من الفولتية ؛
• قلة الوميض والطنين عند العمل على التيار المتردد ؛
• طيف الانبعاث المستمر
• مقاومة النبضات الكهرومغناطيسية.
• القدرة على استخدام ضوابط السطوع ؛
• التشغيل العادي في درجات حرارة منخفضة.

عيوب

• انتاج ضوء منخفض
• عمر خدمة قصير نسبيًا ؛
• الاعتماد الحاد على الكفاءة المضيئة وعمر الخدمة على الجهد ؛
• تقع درجة حرارة اللون فقط في حدود 2300-2900 كلفن ، مما يعطي الضوء لونًا مصفرًا ؛
• المصابيح المتوهجة من مخاطر الحريق. بعد 30 دقيقة من تشغيل المصابيح المتوهجة ، تصل درجة حرارة السطح الخارجي إلى القيم التالية ، اعتمادًا على الطاقة: 40 واط - 145 درجة مئوية ، 75 واط - 250 درجة مئوية ، 100 واط - 290 درجة مئوية ، 200 واط - 330 درجة مئوية. عندما تتلامس المصابيح مع المواد النسيجية ، ترتفع درجة حرارة المصباح بشكل أكبر. يلامس القش سطح مصباح بقدرة 60 وات ويضيء بعد حوالي 67 دقيقة.

ازالة

لا تحتوي المصابيح المتوهجة المستخدمة على مواد ضارة بالبيئة ويمكن التخلص منها كنفايات منزلية عادية. القيد الوحيد هو حظر إعادة تدويرها مع المنتجات الزجاجية.

إضاءة LED

تعد إضاءة LED أحد المجالات الواعدة لتقنيات الإضاءة الاصطناعية القائمة على استخدام مصابيح LED كمصدر للضوء. يشغل استخدام مصابيح LED في الإضاءة بالفعل 6٪ من السوق. يرتبط تطوير إضاءة LED ارتباطًا مباشرًا بالتطور التكنولوجي لمصابيح LED. تم تطوير ما يسمى بمصابيح LED فائقة السطوع ، والمصممة خصيصًا للإضاءة الاصطناعية.

مزايا

بالمقارنة مع المصابيح المتوهجة التقليدية ، تتمتع مصابيح LED بالعديد من المزايا:

• استخدام الكهرباء اقتصاديًا مقارنة بالمصابيح المتوهجة التقليدية. على سبيل المثال ، يمكن أن تنتج أنظمة إضاءة الشوارع LED المزودة بمصدر طاقة طنين 132 شمعة لكل واط ، مقابل 150 شمعة لكل واط لمصابيح تفريغ غاز الصوديوم. أو مقابل 15 لومن لكل وات للمصباح المتوهج العادي ومقابل 80-100 لومن لكل وات لمصابيح الفلورسنت الزئبقية ؛
• عمر الخدمة أطول بـ 30 مرة مقارنة بـ LN ؛
• القدرة على الحصول على خصائص طيفية مختلفة ، دون فقدان مرشحات الضوء ؛
• سلامة الاستخدام
• حجم صغير
• نقص بخار الزئبق
• لا الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء منخفضة ؛
• تبديد طفيف للحرارة
• من بين الشركات المصنعة ، تعتبر مصادر ضوء LED هي الاتجاه الأكثر وظيفية والواعدة من حيث كفاءة الطاقة والتكلفة والتطبيق العملي.

عيوب

• غالي السعر. نسبة السعر / التجويف لمصابيح LED فائقة السطوع أكبر من 50 إلى 100 مرة من تلك الخاصة بالمصباح المتوهج التقليدي ؛
• الجهد موحد بشكل صارم لكل نوع من أنواع المصابيح ، يحتاج LED إلى تيار تشغيل مقنن. وبسبب هذا ، تظهر مكونات إلكترونية إضافية تسمى المصادر الحالية. يؤثر هذا الظرف على تكلفة نظام الإضاءة ككل. في جدا حالة بسيطةعندما يكون التيار منخفضًا ، ربما يتم توصيل LED بالمصدر الجهد المستمر، ولكن باستخدام المقاوم ؛
• عندما يتم تشغيلها بواسطة تيار نابض للتردد الصناعي ، فإنها تومض بقوة أكبر من المصباح الفلوري ، والذي بدوره يومض بقوة أكبر من المصباح المتوهج ؛
• يمكن أن ينبعث منها تداخل قصير المدى وضوضاء كهربائية ، يتم الكشف عنها من خلال المقارنة التجريبية مع أنواع أخرى من المصابيح باستخدام راسم الذبذبات.

طلب

نظرًا للاستهلاك الفعال للكهرباء وبساطة التصميم ، يتم استخدامه في أجهزة الإضاءة المحمولة باليد - المصابيح الكاشفة.

كما أنها تستخدم في هندسة الإضاءة لإنشاء إضاءة مصممة في مشاريع التصميم الحديثة الخاصة. تسمح موثوقية مصادر ضوء LED باستخدامها في الأماكن التي يصعب الوصول إليها للاستبدال المتكرر.

مصباح الفلورسنت المدمجة

مصباح الفلورسنت المدمج - مصباح فلورسنت أصغر من المصباح وأقل حساسية للضرر الميكانيكي. غالبًا ما توجد مصممة للتركيب في مقبس قياسي للمصابيح المتوهجة. غالبًا ما تسمى مصابيح الفلورسنت المدمجة المصابيح الموفرة للطاقة ، وهي ليست دقيقة تمامًا ، نظرًا لوجود مصابيح موفرة للطاقة في المصابيح الأخرى المبادئ الفيزيائيةمثل LED.

الوسم ودرجة حرارة اللون

عادةً ما يحتوي الرمز المكون من ثلاثة أرقام الموجود على عبوة المصباح على معلومات تتعلق بجودة الضوء.

الرقم الأول هو مؤشر تجسيد اللون في 1 × 10 Ra.

يشير الرقمان الثاني والثالث إلى درجة حرارة لون المصباح.

وهكذا ، فإن العلامة "827" تشير إلى مؤشر تجسيد اللون 80 Ra ، ودرجة حرارة اللون 2700 K.

بالمقارنة مع المصابيح المتوهجة ، فهي تتمتع بعمر خدمة طويل. ومع ذلك ، فإن اعتماد عمر الخدمة على تقلبات الجهد في التيار الكهربائي يؤدي إلى حقيقة أنه في روسيا يمكن أن يكون مساوياً أو حتى أقل من عمر خدمة المصابيح المتوهجة. يتم التغلب على هذا جزئيًا عن طريق استخدام مثبتات الجهد ومرشحات الشبكة. الأسباب الرئيسية التي تقلل من عمر المصباح هي عدم استقرار الجهد في الشبكة ، والتشغيل المتكرر للمصباح وإيقاف تشغيله.

جعلت التطورات الجديدة من الممكن استخدام مصباح موفر للطاقة مع أجهزة لتقليل / زيادة الإضاءة. لا يوجد أي من المخفتات المطورة مسبقًا مناسبًا لتعتيم مصابيح الفلورسنت - في هذه الحالة ، يجب استخدام كوابح إلكترونية خاصة مع إمكانية التحكم.

بفضل استخدام الصابورة الإلكترونية ، فقد تم تحسين خصائصها مقارنة بمصابيح الفلورسنت التقليدية - تشغيل أسرع ، وعدم وجود وميض وأزيز. هناك أيضًا مصابيح بنظام بدء التشغيل الناعم. يعمل نظام التشغيل الناعم على زيادة شدة الضوء تدريجياً عند تشغيله لمدة 1-2 ثانية: وهذا يطيل من عمر المصباح ، ولكنه لا يتجنب تأثير "عمى الضوء المؤقت".

في الوقت نفسه ، تكون مصابيح الفلورسنت المدمجة أدنى من مصابيح LED بعدة طرق.

مزايا

• كفاءة الإضاءة العالية ، مع الطاقة المتساوية ، التدفق الضوئي لـ CFL أعلى بـ 4-6 مرات من LN ، مما يوفر الكهرباء بنسبة 75-85٪ ؛
• عمر خدمة طويل
• القدرة على إنشاء مصابيح ذات درجات حرارة ألوان مختلفة ؛
• تسخين الجسم والمصباح أقل بكثير من تسخين المصباح المتوهج.

عيوب

• طيف الانبعاث: مصباح متوهج بقدرة 60 وات ومصباح فلورسنت مدمج خطي 11 وات ، قد يتسبب طيف انبعاث الخط في تشويه الألوان ؛
• على الرغم من حقيقة أن استخدام المصابيح الفلورية المتضامة يساهم في توفير الكهرباء ، فقد كشفت تجربة الاستخدام الجماعي في الحياة اليومية عن عدد من المشكلات ، أهمها فترة خدمة قصيرة في الظروف الحقيقية للاستخدام المنزلي ؛
• يؤدي استخدام المفاتيح المضيئة المستخدمة على نطاق واسع إلى اشتعال دوري ، مرة كل بضع ثوانٍ ، قصير المدى للمصابيح ، مما يؤدي إلى تعطل سريع للمصباح. عادة لا يتم الإبلاغ عن هذا القصور ، مع استثناءات نادرة ، من قبل الشركات المصنعة في تعليمات التشغيل. للقضاء على هذا التأثير ، من الضروري توصيل مكثف بسعة 0.33-0.68 ميكروفاراد بجهد لا يقل عن 400 فولت في دائرة الطاقة بالتوازي مع المصباح ؛
• طيف هذا المصباح خطي. وهذا لا يؤدي فقط إلى التكاثر غير الصحيح للألوان ، بل يؤدي أيضًا إلى زيادة إجهاد العين. ؛
• التخلص: تحتوي المصابيح الفلورية المتضامة على 3-5 ملغ من الزئبق ، مادة سامةالدرجة الأولى من الخطر. تطلق لمبة المصباح المكسورة أو التالفة بخار الزئبق الذي يمكن أن يسبب التسمم بالزئبق. في كثير من الأحيان ، لا يهتم المستهلكون الفرديون بمشكلة إعادة تدوير مصابيح الفلورسنت في روسيا ، ويميل المصنعون إلى الابتعاد عن المشكلة.

اعتبارًا من 1 يناير 2011 ، وفقًا لمشروع القانون الفيدرالي "حول توفير الطاقة" في روسيا ، سيتم فرض حظر كامل على تداول المصابيح المتوهجة بقوة تزيد عن 100 وات. .

اللمبة الفلورية المتضامة ذات اللمبة الحلزونية لها استخدام متفاوت للفوسفور. يتم تطبيقه بحيث تكون طبقته على جانب الأنبوب المواجه للقاعدة أكثر سمكًا من جانب الأنبوب الموجه نحو المنطقة المضيئة. هذا يحقق اتجاهية الإشعاع. .

بعض نماذج المصابيح تستخدم الكريبتون المشع - 85.

يعتبر CFL فرعًا مسدودًا لتطوير مصادر الضوء. اليوم ، تميل معظم الدول الأوروبية إلى استخدام مصادر ضوء LED.

نظرًا للحالات المتكررة لفشل المصابيح الفلورية المتضامة قبل وقت طويل من انتهاء المواعيد النهائية التي وعدت بها الشركات المصنعة ، بدأ المستهلكون في المطالبة بإدخال شروط ضمان خاصة لمنتجات CFL ، بما يتناسب مع الشركات المصنعة المعلنة لأغراض التسويق.

فيما يتعلق بالتصريحات "السلبية" حول المصابيح الموفرة للطاقة ، قررنا إلقاء نظرة فاحصة عليها ومحاولة توفير بعض الوضوح على الأقل حول هذه المسألة.

بادئ ذي بدء ، نريد أن نلاحظ ذلك في المهنية الأدب الفنيتسمى هذه المصابيح مصابيح الفلورسنت المدمجة ، وهي بالروسية مصابيح الفلورسنت المدمجة ، وثانياً تسمى المصابيح الموفرة للطاقة.

لطالما نوقش الضرر المحتمل لصحة المصابيح الفلورية المتضامة المرتبط بتوليد طيف مختلف من الضوء ، والوميض ، و "الكهرباء القذرة" ، والإشعاع الكهرومغناطيسي ، ومسألة التخلص غير المحسومة ، وما إلى ذلك. ومع ذلك ، فإننا لن نجعل الأدلة على هذه القضايا ملموسة ، لأن. لا نستطيع أن نفعل البحث المهنيولسنا خبراء في هذا المجال ، نريد فقط جمع ودراسة وتحليل المواد المقدمة من قبل الخبراء على الإنترنت.

الإضاءة الطبيعية أو الطبيعية - المنظر الذي تم الحصول عليه من مصادر طبيعيةسفيتا. يتم إنشاء التشمس الطبيعي الداخلي للغرفة بسبب التوجيه طاقة مشعةالشمس ، تدفقات الضوء المنتشرة في الغلاف الجوي ، تخترق الغرفة من خلال فتحات الضوء ، والضوء المنعكس من الأسطح.

يتم الحصول على الإضاءة الاصطناعية باستخدام مصادر خاصة للإشعاع الضوئي ، وهي: المصابيح المتوهجة ، ومصابيح الفلورسنت أو مصابيح الهالوجين. يمكن لمصادر الضوء الاصطناعي ، وكذلك الطبيعية ، أن تعطي الضوء المباشر والمنتشر والانعكاس.

الخصائص

التشمس الطبيعي متأصل خاصية مهمةيرتبط بتغيير مستوى الإضاءة خلال فترة زمنية قصيرة. التغييرات عشوائية. ليس من سلطة الشخص تغيير قوة التدفق الضوئي ، يمكنه فقط تصحيحها بوسائل معينة. نظرًا لأن مصدر الضوء الطبيعي يقع تقريبًا على نفس المسافة من جميع الكائنات المضيئة ، فلا يمكن أن تكون هذه الإضاءة عامة إلا من حيث التوطين.

تتيح لك الطريقة الاصطناعية ، على عكس الطريقة الطبيعية ، اعتمادًا على مسافة واتجاه مصدر الضوء ، إجراء توطين عام ومحلي. الإضاءة المحلية مع المتغير العاميعطي مزيج. عن طريق المصادر الاصطناعية ، يتم تحقيق مؤشرات الإضاءة اللازمة لبعض ظروف العمل والراحة.

إيجابيات وسلبيات نوعين من الإضاءة

تعتبر أشعة الضوء المنتشرة والموحدة ذات الأصل الطبيعي هي الأكثر راحة للعين البشرية وتوفر إدراكًا غير مشوه للألوان. في الوقت نفسه ، فإن أشعة الشمس المباشرة لها سطوع يعمي العمى وهي غير مقبولة في أماكن العمل والمنزل. انخفاض مستويات الضوء في السماء الملبدة بالغيوم أو فترة المساء، بمعنى آخر. توزيعه غير المتكافئ لا يجعل من الممكن حصر نفسه في مصدر ضوء طبيعي. خلال الفترة التي تكون فيها مدة ساعات النهار طويلة بما فيه الكفاية ، يتم تحقيق وفورات كبيرة في استهلاك الطاقة ، ولكن في نفس الوقت ، ترتفع درجة حرارة الغرفة.

يرتبط العيب الرئيسي للإضاءة الاصطناعية بإدراك الألوان المشوه إلى حد ما وتحميل قوي إلى حد ما البصريةتنشأ نتيجة النبضات الدقيقة لتدفقات الضوء. باستخدام الإضاءة الموضعية الداخلية ، حيث يتم تعويض وميض المصابيح بشكل متبادل ، ومن حيث خصائصه ، يكون الأقرب إلى ضوء الشمس المنتشر ، يمكن تقليل إجهاد العين إلى الحد الأدنى. أيضًا ، يمكن للضوء الموضعي أن يضيء منطقة منفصلة في الفضاء ويسمح لك بمعالجة موارد الطاقة بشكل اقتصادي. تتطلب الإضاءة الاصطناعية مصدرًا للطاقة ، على عكس الإضاءة الطبيعية ، لكن هذه الإضاءة تتمتع بجودة ثابتة وقوة التدفق الضوئي ، والتي يمكن اختيارها وفقًا لتقديرك.

طلب

استخدام نوع واحد فقط من الإضاءة في معظم الحالات غير عقلاني ولا يلبي احتياجات الشخص في الحفاظ على صحته. وبالتالي ، فإن الغياب التام للتشمس الطبيعي وفقًا لمعايير حماية العمل يصنف على أنه عامل ضار. يصعب تخيل شقة بدون ضوء طبيعي. تسمح لك مصادر الضوء الاصطناعي بتعظيم معايير الإضاءة المريحة وتستخدم أيضًا في تصميم الغرفة. غالبًا ما تستخدم الثريات للإضاءة العامة لمساحة المعيشة. الشمعدانات أو المصابيح الأرضية رائعة لتسليط الضوء على المنطقة المحلية. بفضل غطاء المصباح أو السقف ، يكون الضوء المنبعث من هذه المصادر ناعمًا ومنتشرًا. تتيح هذه الخاصية استخدام هذه المصابيح على نطاق واسع ليس فقط للأغراض العملية للإضاءة ، ولكن أيضًا لتسليط الضوء على أي عنصر داخلي. علاوة على ذلك ، حديثة مصادر اصطناعيةالأضواء متنوعة جدًا وجميلة لدرجة أنها هي نفسها تزين الداخل بشكل مثالي.