Что понимается под естественным и искусственным источником света: преимущества и недостатки? Что же представляют собой искусственные источники света.

Введение

лампа накаливание энергосберегающий люминесцентный

Мы живём в мире света и созданных им изображений. Солнечный свет был началом жизни и колыбелью Человека на Земле. Сознание человека стало определяться его образным мышлением. Природный свет, рождённый солнцем, создал для нас огромный мир ощущений и дал нам возможность определить своё отношение к окружающему нас миру, а свет искусственный стал началом человеческой цивилизации.

Сегодня электрический свет определяет качество нашей жизни и комфортность состояния человека. Плохой свет, как и плохие очки, может стать причиной усталости, раздражительности, плохого настроения и других неприятных последствий. Искусство освещения пытаются постичь миллионы людей, обустраивая своё жилище и рабочее место. Принимаясь за улучшение светового комфорта и уюта в собственном доме или квартире, полезно иметь хотя бы самые элементарные сведения о светотехнике и правилах рационального

освещения.

Улучшение светового комфорта в домашних условиях и на работе создаёт человеку не только настроение, но и позволяет длительное время сохранять работоспособность; а правильный световой дизайн и хорошо подобранная цветовая гамма окружающей обстановки определяют внутреннее состояние и помогают сохранить здоровье. Следует, конечно, не забывать, что здоровый образ жизни мы связываем со светлой и приятной глазу окружающей обстановкой, которая создаёт нам запас прочности во всех наших начинаниях в жизни.

Естественное освещение является для человека физиологически необходимым и наиболее благоприятным. Однако оно не может в полной мере обеспечить его нормальную жизнедеятельность. Из-за этого еще в древности люди начали искать к нему дополнение - искусственное освещение.

Сегодня в качестве источников искусственного освещения, как правило, выступают лампы накаливания, люминесцентные лампы или источники света, использующие светодиоды.

1. Развитие технологии ламп

Электрический свет интернационален по месту своего рождения. В его открытии и создании участвовали выдающиеся учёные и изобретатели из многих стран мира. Первый этап разработки электрических источников света благодаря открытиям и изобретениям Деви, Вольта, Петрова, Мольена, Габела, Адамаса, Шпренгеля, Ладыгина, Яблочкова, Дедриксона и других завершился в 1879 г. Созданием Эдисоном лампы накаливания в привычном для нас конструктивном виде. Первые публичные установки электрического освещения появились в конце 19 века в странах Западной Европы, в Америке и России. Электрическая «свеча Яблочкова» произвела сенсацию в Париже и была названа «русским светом» Конкуренция ламп накаливания появилась с разработкой поколения разрядных ламп в 30-х годах нашего столетия: люминесцентных и ртутных ламп, обладающих двумя выдающимися преимуществами: в несколько раз высокой энергоэкономичностью и продолжительностью работы.

Несмотря на большую стоимость, необходимость применения для их включения и работы специальных пускорегулирующих аппаратов(ПРА) и многие другие недостатки, эти лампы стали быстро вытеснять лампы накаливания, и в первую очередь это коснулось областей промышленного и уличного освещения. С 50-х годов люминесцентные лампы стали занимать прочные позиции в освещении помещений общественных зданий (классы и аудитории, офисы, больницы и др.). В конце 60-х разрядные лампы пополнились новым классом - металлогалогенными лампами, которые, сохраняя преимущества ртутных ламп высокого давления (ДРЛ), отличаются более высокими показателями энергоэкономичности и цветопередачи. Наиболее широко эти лампы стали применяться сначала в освещении спортивных сооружений (для обеспечения требований ТВ - трансляций). Вершиной в разработке энергоэкономичных ламп следует считать натриевые лампы высокого давления с жёлто - золотистым светом. Одна такая лампа мощностью 400 Вт заменяет лампу ДРЛ мощностью 1000 Вт и 10 ламп накаливания по 300 Вт каждая. Из-за недостаточной цветопередачи эти лампы в первую очередь применяются в уличном освещении.

Для расширения области применения разрядных ламп в жилых и общественных зданиях в 70-х годах были разработаны компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), в том числе с таким же цоколем, как и у лампы накаливания. Ввернув такую лампу в обычный светильник, можно снизить его мощность в 5-6 раз (например, КЛЛ мощностью 13 Вт заменит лампу накаливания мощностью 75 Вт). В те же годы для подсветки экспозиций на выставках и в музеях появились галогенные лампы, отличающиеся от обычных исключительной компактностью, в 1,5-2 раза большими экономичностью и сроком службы. Наиболее эффективны и безопасны лампы, рассчитанные на напряжение 12В, хотя при сетевом напряжении они и требуют установки понижающих трансформаторов. Сегодня зеркальные галогенные лампы накаливания стали эффективным и престижным источником света в освещении офисов, банков, ресторанов, магазинов и др. помещений.

Современную историю источников света удивительные по продолжительности работы «вечные» лампы с новым принципом действия. Это так называемые компактные безэлектродные высокочастотные люминесцентные лампы типа QL мощностью 85 Вт и сроком службы 60 тыс. часов, не уступающие по другим характеристикам лучшим разрядным лампам. Представленные в начале 90-х годов фирмой Philips, эти лампы находят всё большее применение, особенно в странах северной Европы. Совсем недавно они были использованы при модернизации освещения большой учебной аудитории в Финляндию. Авторы проекта утверждают, что очередная замена ламп будет проведена в 2025 году.

г. - изобретение лампы накаливания

г. - изобретение автомобильной фары ближнего / дальнего света

г. - внедрение ртутной лампы высокого давления

г. - внедрение люминесцентной лампы

г. - создание лампы накаливания «мягкого белого» цвета

г. - внедрение кварцевой лампы накаливания

г. - внедрение галогенной лампы

г. - изобретение натриевой лампы высокого давления

г.-внедрение металлогалогенной лампы

г. - внедрение люминесцентных ламп пониженной мощности

г. - внедрение эллипсоидного отражателя

г. - внедрение зеркальных ламп с фацетным отражателем

г. - внедрение металлогалогенной лампы низкой мощности

г. - внедрение люминесцентной лампы Biax в 40 ватт

г. - внедрение лампы (Halogen-IR™ PAR)

1991 г. - внедрение лампы (ConstantColor™ Presise)

1992 г. - внедрение компактной люминесцентной лампы (Biax™Compact)

г. - изобретение безэлектродной люминесцентной лампы (Genura)

г. - выпуск компактной люминесцентной винтовой лампы (Heliax)

2. Виды и источники искусственного освещения. Их достоинства и недостатки

.1 Виды искусственного освещения

Искусственное освещение может быть общим (все производственные помещения освещаются однотипными светильниками, равномерно расположенными над освещаемой поверхностью и снабженными лампами одинаковой мощности) и комбинированным (к общему освещению добавляется местное освещение работах мест светильниками, находящимися у аппарата, станка, приборов и т.д.). Использование только местного освещения недопустимо, так как резкий контраст между ярко освещенными и неосвещенными участками утомляет глаза, замедляет процесс работы и может послужить причиной несчастных случаев аварий.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее , дежурное , аварийное .

Рабочее освещение обязательно во всех помещениях и на освещаемых территориях для обеспечения нормальной работы людей и движения транспорта.

Дежурное освещение включается во вне рабочее время.

Аварийное освещение предусматривается для обеспечения минимальной освещенности в производственном помещении на случай внезапного отключения рабочего освещения.

В современных многопролетных одноэтажных зданиях без световых фонарей с одним боковым остеклением в дневное время суток применяют одновременно естественное и искусственное освещение (совмещенное освещение). Важно, чтобы оба вида освещения гармонировали одно с другим. Осветительные приборы составляют самую многочисленную группу электроприборов в каждом доме. Источники света являются важным элементом быта.

.2 Источники искусственного освещения. Их достоинства и недостатки

Все современные лампы можно классифицировать по трем основным признакам: это тип цоколя, способ получения света и напряжение, от которого они работают. Начнем с самого главного - способа получения светового потока. Именно от него в полной мере зависит способность лампы потреблять определенное количество электрической энергии. Рассмотрим подробнее некоторые особенности этих ламп освещения.

Лампы накаливания

Лампы накаливания (рис. 1) относятся к классу тепловых источников света. Несмотря на внедрение более технологичных видов ламп, остаются одними из самых массовых и дешевых источников света, особенно в бытовом секторе.

Действие этих ламп основано на нагревании спирали проходящим через нее током до температуры 3000 градусов. Колбы ламп мощностью от 40 Вт и более наполнены инертными газами - аргоном или криптоном. Бытовые лампы бывают мощностью 25 - 150 Ватт. Лампы мощностью до 60 Ватт с уменьшенным цоколем называются миньонами. Проверить исправность лампы можно тестером, спираль должна иметь определенное сопротивление. У светильника с лампой накаливания возможно всего две неисправности: 1. Перегорелалампа 2. Отсутствует контакт в электропроводке, в результате чего на цоколь не подается напряжение.

Достоинства : Просты по конструкции, надежны, не имеют дополнительных устройств при включении, практически не зависят от температуры окружающей среды, мгновенно зажигаются.

Недостатки : Имеют не очень большой срок службы, около 1000 часов.

Лампы люминесцентные

Люминесцентные лампы (рис. 2) относятся к газоразрядным лампам низкого давления. Могут быть различной формы: прямые, трубчатые, фигурные и компактные (КЛЛ). Диаметр трубки не связан с мощностью лампы, которая может достигать до 200 Вт. Трубчатые лампы имеют двухштырьковые типы цоколей в зависимости от расстояния между штырьками: G-13 (расстояние - 13 мм) для ламп диаметром 40 мм и 26 мм и G-5 (расстояние - 5 мм) для ламп диаметром 16 мм.

Компактная люминисцентная лампа (КЛЛ) (рис. 3) - люминесцентная лампа, которая имеет изогнутую форму колбы, что позволяет разместить ее в светильнике небольших размеров. Такие лампы могут иметь встроенный электронный дроссель (ЭПРА), могут быть разной формы и разной длины. Применяются либо в специальных типах светильников либо для замены ламп накаливания в обычных типах светильников (лампы мощностью до 20Вт, которые вкручиваются в резьбовой патрон или через адаптер).

Люминесцентные лампы требуют работы специального устройства - пускорегулирующего аппарата (дросселя). Большинство зарубежных ламп могут работать как с обычными (с дросселем), так и с электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА). Но некоторые из них предназначены только для одного вида ПРА.

Светильники с ЭПРА имеют следующие преимущества: лампа не мерцает, лучше зажигается, не шумит (шум от дросселя), легче по весу, экономит электроэнергию (потери мощности в ЭПРА намного ниже, чем в ПРА).

Меняя виды люминофора, можно изменять цветовые характеристики ламп. Буквы, входящие в наименование люминисцентных ламп, означают:

Л - люминесцентная, Б - белая, ТБ - тепло-белая, Д - дневная, Ц - с улучшенной цветопередачей. Цифры 18, 20, 36, 40, 65, 80 обозначают номинальную мощность в ваттах. Например, ЛДЦ-18 - лампа люминесцентная, дневная, с улучшенной цветопередачей, мощностью 18 Вт.

Светильник с люминесцентными лампами работает следующим образом (рис. 4) - трубчатая лампа заполнена аргоном и парами ртути. Стартер необходим для пуска лампы, нужно на короткое время прогреть электроды, ток, текущий через дроссель и стартер значительно увеличивается, нагревает биметаллическую пластину стартера, электроды лампы прогреваются, контакт стартера размыкается, ток в цепи уменьшается, на дросселе образуется кратковременное большое напряжение, его накопленной энергии хватает на то, чтобы пробить газ в колбе лампы. Далее ток идет через дроссель и лампу, при этом 110 Вольт падает на дросселе, а 110 Вольт на лампе. Пары ртути с помощью люминофора создают свечение, воспринимаемое глазом человека. Дроссель почти не потребляет энергию, энергию, которую он берет при намагничивании, он почти полностью возвращает при размагничивании, при этом бесполезно загружаются провода, чтобы разгрузить сеть используется конденсатор С. Обмен энергией происходит не между сетью и дросселем, а между дросселем и конденсатором. Наличие конденсатора понижает КПД лампы, без него КПД 50-60%, с ним - 95%. Конденсатор, который подключен параллельно стартеру, используется для защиты от радиопомех.

Неисправность люминесцентного светильника может заключаться в нарушении электрического контакта в схеме светильника или в выходе из строя одного из элементов светильника. Надежность контактов проверяется визуальным осмотром и проверкой тестером.

Работоспособность лампы или пускорегулирующей аппаратуры проверяется путем последовательной замены всех элементов на заведомо исправные.

Типовые неисправности светильников с люминесцентными лампами

НеисправностьПричинаСпособ устраненияСрабатывает защита при включении светильника1. Пробой компенсирующего конденсатора (от радиопомех) на входе светильника. 2. Замыкание в цепи за автоматом.1. Заменить конденсатор. 2. Проверить напряжение на контактах патронов и стартера. 3. Заменить лампу на исправную. 4. Проверить целостность спиралей лампы.Лампа не зажигается.На патроне светильника со стороны питающей сети нет напряжения, низкое напряжение сети.Проверить индикатором или тестером наличие и значение напряжения питания.Лампа не зажигается, на концах лампы нет свечения.1. Плохой контакт между штырьками лампы и контактами патрона или между штырьками стартера и контактами держателя стартера. 2. Неисправность лампы, обрыв или перегорание спиралей. 3. Неисправность стартера - стартер не замыкает цепь накала электродов лампы. 4. Неисправность в электрической схеме светильника. 5. Неисправен дроссель.1. Пошевелить в стороны лампу и стартер. 2. Установить заведомо исправную лампу. 3. Если отсутствует свечение в стартере, заменить стартер. 4. Проверить все соединения в электрической схеме. 5. Если обрыва проводов, нарушения контактных соединений и ошибок в электрической схеме не обнаружено, то, неисправен дроссель.Лампа не зажигается, концы лампы светятся.Неисправен стартер.Заменить стартер.Лампа мигает, но не зажигается, имеется свечение на одном конце.1. Ошибки в электрической схеме. 2. Замыкание в электрической цепи или патроне, которое может закорачивать лампу. 3. Замыкание выводов электродов лампы.1. Лампы вынуть и вставить, поменять местами концы. Если светится ранее несветящийся электрод, то лампа исправна. 2. Если свечение отсутствует на том же конце лампы, проверить, есть ли замыкание в патроне со стороны несветящегося электрода. 3. Если замыкание не обнаружено, проверить схему соединений. 4. Заменить лампуЛампа не мигает и не зажигается, свечение имеется на обоих концах электродов.1. Ошибка в электрической схеме. 2. Неисправность стартера (пробой конденсатора для подавления радиопомех или залипание контактов стартера).Заменить стартер.Лампа мигает и не зажигается1. Неисправен стартер. 2. Ошибки в электрической схеме. 3. Низкое напряжение сети.1. Проверить тестером напряжение сети. 2. Заменить стартер. 3. Заменить лампу.При включении лампы на ее концах наблюдается оранжевое свечение, через некоторое время свечение исчезает и лампа не зажигается.Неисправна лампа, в лампу попал воздухНеобходимо заменить лампуЛампа попеременно зажигается и гаснетНеисправность лампы1. Необходимо заменить лампу. 2. Если мигание продолжается, то заменить стартер.При включении лампы перегорают спирали ее электродов.1. Неисправность дросселя (нарушена изоляция или межвитковое замыкание в обмотке). 2. В электрической схеме имеется замыкание на корпус.1. Проверить электрическую схему. 2. Проверить изоляцию проводов. 3. Проверить в электрической схеме замыкание на корпус светильникаЛампа зажигается, но через несколько часов работы появляется почернение ее концов.1. Замыкание на корпус светильника в электрической схеме. 2. Неисправность дросселя.1. Проверить замыкание на корпус, проверить изоляцию проводки. 2. Тестером проверить величину пускового и рабочего тока, если эти величины превосходят нормальные значения, заменить дроссель.Лампа зажигается, при ее горении начинается вращение разрядного шнура и проявляются перемещающиеся спиральные и змеевидные полосы1. Неисправна лампа. 2. Сильные колебания напряжения сети. 3. Плохой контакт в соединениях. 4. Лампа охватывает магнитные силовые линии рассеяния дросселя.1. Необходимо заменить лампу. 2. Проверить напряжение сети. 3. Проверить контактные соединения. 4. Заменить дроссель.

Достоинства : По сравнению с лампами накаливания экономичнее и долговечнее, обладают хорошей светопередачей. Срок службы до 10000 часов у импортных ламп и до 5000-8000 часов у отечественных. Удобно использовать там, где лампа включена много часов.

Недостатки : При температуре ниже 5 градусов тяжело зажигаются и могут гореть более тускло.

Газоразрядные лампы ДРЛ

Лампы ДРЛ (дуговые ртутные с люминофором (Рис. 5,6), это разрядные лампы высокого давления. Благодаря дополнительным электродам и резисторам, размещенным в колбе, лампа не нуждается в зажигающем устройстве, включается в сеть с индуктивным ПРА и зажигается непосредственно от напряжения 220 Вольт, конденсатор необходим для уменьшения силы тока.

После включения лампы она зажигается, световой поток, создаваемый лампой, постепенно увеличивается, процесс разгорания длится 7 - 10 минут. При исчезновении напряжения лампа гаснет. Горячую лампу зажечь невозможно, необходимо ее полное остывание, после выключения ее можно повторно зажечь лишь через 10-15 минут. Бывают мощностью от 80 до 250 Ватт.

Ремонт светильников с лампами ДРЛ заключается в выявлении вышедшего из строя элемента и замене его на заведомо исправный.

Достоинства : значительно экономичнее ламп накаливания, нечувствительны к изменениям температуры, поэтому их удобно использовать при освещении на улице, срок службы до 15000 часов.

Недостатки : низкая цветопередача, пульсация светового потока, чувствительность к колебаниям напряжения в сети.

Галогенные лампы

Галогенные лампы накаливания (рис. 7) относятся к классу тепловых источников света, световое излучение которых является следствием нагрева спирали лампы проходящим через него током. Наполнена газовой смесью, в состав которой входят галогены (обычно йод или бром). Это придает свету яркость, насыщенность, и их можно применять в точечных источниках света.

Лучше применять лампы известных фирм - галогенные лампы излучают ультрафиолетовые лучи, что вредно для глаз. В лампах известных фирм есть специальное, не пропускающее ультрафиолет покрытие.

При возникновении неисправности измерить напряжение на цоколе светильника, если напряжение в норме - заменить лампу. Если напряжения на цоколе светильника нет - неисправность в трансформаторе или в контактной части электротехнической арматуры.

Достоинства : Срок службы 1500-2000 часов, обладают стабильностью светового потока в течении всего срока службы, меньшие размеры колбы по сравнению с лампами накаливания. При одинаковой с лампой накаливания мощности световая отдача в 1,5-2 раза больше.

Недостатки : Нежелательны изменения напряжения сети, при снижении напряжения уменьшается температура спирали и снижается срок службы лампы.

Энергосберегающие лампы

Энергосберегающие лампы (рис. 8) предназначены для эксплуатации в осветительных приборах жилых, офисных, коммерческих, административных и промышленных помещений, в декоративных осветительных установках.

Их можно использовать в любом светильнике в качестве заменителя ламп накаливания. Энергосберегающие лампы представляют собой разновидность газоразрядных ламп низкого давления, а именно компактных люминесцентных ламп (КЛЛ).

Мощность энергосберегающих ламп примерно в пять раз меньше, чем у ламп накаливания. Поэтому рекомендуется выбирать мощность энергосберегающих ламп исходя из соотношения 1:5 к лампам накаливания.

Основными параметрами таких ламп являются цветовая температура, размер цоколя и коэффициент цветопередачи. Цветовая температура определяет цвет свечения энергосберегающей лампы. Выражается по шкале Кельвина. Чем ниже температура, тем цвет свечения ближе к красному.

Энергосберегающие лампы имеют различные цвета свечения - белый теплый свет, холодный белый, дневной свет. Рекомендуется выбирать нужный цвет, исходя из интерьера квартиры или дома и особенностей зрения людей, которые там находятся. Холодный белый свет имеет обозначение 6400К. Такое освещение ярко-белое и лучше подходит для офисных помещений. Естественный белый свет имеет обозначение обозначением 4200К и близок к естественому освещению. Такой цвет может подойти для детской комнаты и гостинной. Белый теплый свет - немного желтоватый и имеет обозначение 2700К. Он наиболее близок к лампе накаливания, лучше подходит для отдыха, может использоваться на кухне и в спальне. Большинство людей для квартиры выбирает теплый цвет.

Если в энергосберегающей лампе появляются мерцания, то это говорит о неисправности устройства, лампа либо слабо вкручена, либо неисправна и подлежит замене.

Достоинства : Служат в 8 раз дольше, чем обычные лампы накаливания, на 80% меньше потребляют электроэнергии, дают в 5 раз больше света при равном потреблении энергии, могут работать в постоянном режиме в местах, где требуется освещение на протяжении всех суток, менее чувствительны к тряске и вибрациям, слабо нагреваются, не гудят и не мерцают.

Недостатки : Медленно разогреваются (около двух минут), нельзя использовать в открытых уличных светильниках (не работают при температуре ниже 15 градусов С), нельзя использовать с регуляторами освещенности (диммерами) и датчиками движения.

Светодиодные лампы.

Светодиодные лампы (рис. 9) являются еще одним источником света нового поколения.

В качестве источника света в таких лампах служат светодиоды. Светодиод излучает свет при прохождении через него электрического тока.

Светодиодные лампы основного освещения состоят из: рассеивателя, светодиода или набора светодиодов, корпуса, радиатора охлаждения, блока питания, цоколя. Большое значение имеет радиатор охлаждения, так как светодиоды и блок питания греются. Если радиатор маленький или некачественно сделан, то такие лампы быстрее выходят из строя (обычно выходит из строя блок питания). Блок питания преобразует переменное напряжение 220В в постоянный ток для питания светодиодов.

Выпускаются под патроны GU5.3, GU10, E14, E27. Предлагаются лампы мягкого теплого света (2600-3500К), нейтрального белого (3700-4200К) и холодного белого (5500-6500K). Есть светодиодные лампы с управляемой яркостью (с помощью диммера для ламп накаливания), но они стоят дороже.

Достоинства : Экономичность (затраты на электроэнергию по сравнению с лампами накаливания меньше в 10 раз), большой срок службы (20000 часов и выше), при производстве используютя безопасные компоненты (не содержат ртути), устойчивы к скачкам напряжения, не требуют разогрева (в отличие от энергосберегающих ламп).

Недостатки : Довольно высокая цена, светодиоды постепенно теряют яркость, не могут работать при температуре выше 100 градусов С (жарочные шкафы и т.д.).

Заключение

Многочисленные виды ламп имеют различную природу света и эксплуатируются в неодинаковых условиях. Чтобы разобраться, какого типа лампа должна стоять в том или ином месте и каковы условия ее подключения, необходимо вкратце изучить основные виды осветительной аппаратуры.

У всех ламп есть одна общая часть: цоколь, при помощи которого они соединяются с проводами освещения. Это касается тех ламп, в которых есть цоколь с резьбой для крепления в патроне. Размеры цоколя и патрона имеют строгую классификацию. Необходимо знать, что в бытовых условиях применяют лампы с 3 видами цоколей: маленьким, средним и большим. На техническом языке это означает Е14, Е27 и Е40. Цоколь, или патрон, Е14 часто называют «миньон» (в gер. с фр. - «маленький»).

Самый распространенный размер - Е27. Е40 используют при уличном освещении. Лампы этой маркировки имеют мощность 300, 500 и 1000 Вт. Цифры в названии обозначают диаметр цоколя в миллиметрах. Помимо цоколей, которые вкручиваются в патрон при помощи резьбы, есть и другие виды. Они штырькового типа и называются G-цоколями. Используются в компактных люминесцентных и галогенных лампах для экономии места. При помощи 2 или 4 штырьков лампа крепится в гнезде светильника. Видов G-цоколей много. Основные из них: G5, G9, 2G10, 2G11, G23 и R7s-7. На светильниках и лампах всегда указывается информация о цоколе. При выборе лампы необходимо сравнивать эти данные. Мощность лампы - одна из важнейших характеристик. На баллоне или цоколе производитель всегда указывает мощность, от которой зависит светимость лампы. Это не уровень света, который она излучает. В лампах различной природы света мощность имеет совершенно несхожее значение.

Например, энергосберегающая лампа при указанной мощности 5 Вт будет светить не хуже лампы накаливания в 60 Вт. То же касается и люминесцентных ламп. Светимость лампы исчисляется в люменах. Как правило, это не указывается, так что при выборе лампы необходимо ориентироваться на советы продавцов.

Светоотдача обозначает, что на 1 Вт мощности лампа дает столько-то люмен света. Очевидно, что энергосберегающая компактная люминесцентная лампа в 4-9 раз экономичнее, нежели накаливания. Можно легко подсчитать, что стандартная лампа в 60 Вт дает примерно 600 лм, тогда как компактная имеет такое же значение при мощности 10-11 Вт. Настолько же она будет экономичнее по энергопотреблению.

Список использованной литературы

1. www.electricdom.ru

2. http://ru.wikipedia.org/wiki/.

. «Азбука освещения», авт. В.И Петров, издательство «ВИГМА» 1999 г.

4. Дягилев Ф.М. «Из истории физики и жизни ее творцов», М. Просвещение, 1996 г.

Малинин Г. Изобретатель «русского света». - Саратов: Приволжское кн. изд-во, 1999 г.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Самым первым из используемых людьми в своей деятельности источником света был огонь костра. С течением времени люди обнаружили, что большее количество света может быть получено при сжигании смолистых пород дерева, природных смол, масел и воска. С точки зрения химических свойств подобные материалы содержат больший процент углерода и при сгорании частицы углерода сильно раскаляются в пламени и излучают свет. Свеча Древнее время Лучина

Газовые фонари В качестве топлива использовался светильный газ, получаемый из жира морских животных(китов, дельфинов),позже стали использовать бензол. Идея использовать газ для освещения улиц принадлежала будущему королю Георгу IV, а в то время еще принцу Уэльскому. Первый газовый фонарь был зажжен в его резиденции Карлтон-хауз. Спустя два года – в 1807 году – газовые фонари появились на Пэлл-Мэлл, которая стала первой в мире улицей с газовым освещением. В то время зажженный газ выходил из открытого конца газовой трубы. Вскоре, чтобы защитить горелку, был сооружен металлический абажур с несколькими отверстиями. К 1819 году в Лондоне было проложено 288 миль газовых труб, которые снабжали газом 51 тысячу фонарей. В течение десяти последующих лет большинство центральных улиц крупнейших английских городов уже освещались газом.

Дальнейший прогресс в области изобретения и конструирования источников света в значительной степени был связан с открытием электричества и изобретением источников тока. При нагревании электрическим током различных токопроводящих материалов с высокой температурой плавления они излучают видимый свет и могут служить в качестве источников света той или иной интенсивности. Такими материалами были предложены: графит (угольная нить), платина, вольфрам, молибден, рений и их сплавы. Электрические лампы накаливания Электрические лампы накаливания

В гг. Лодыгин создаёт свою первую лампу накаливания. Осенью 1873 года лампочки Лодыгина загораются на одной из улиц Петербурга. Современник изобретателя писал позднее об этом знаменательном событии: «Масса народа любовалась этим освещением, этим огнём с неба… Лодыгин первый вынес лампу накаливания из физического кабинета на улицу» год и считают годом создания электрической лампы накаливания. Просто были устроены первые лампочки Лодыгина. Они напоминают современные лампочки. Внешней оболочкой служил стеклянный шар, в который вставлялись (через металлическую оправу) два медных стержня, соединённых с источником тока. Между стержнями был укреплён угольный стерженёк или угольный треугольник. Когда через такой проводник пропускался электрический ток, уголь, благодаря его большому сопротивлению, разогревался и светился. Сначала А. Н. Лодыгин не выкачивал воздух из своих ламп. Он помещал в стеклянный баллон лампы достаточно толстый угольный стерженёк и плотно, герметически, закупоривал баллон. При этом, как полагал изобретатель, весь кислород воздуха, оставшегося внутри баллона, быстро израсходуется на окисление угля (т. е. на его сгорание), а затем, когда в лампе не останется кислорода, угольный стерженёк будет уже исправно служить, не сгорая и не разрушаясь. Однако испытания показали, что такие лампы всё же недолговечны. Они горели около 30 минут. Поэтому позднее воздух из ламп стал выкачиваться. Свеча Яблочкова Состоит из 2 угольных стержней, между которыми возникает дуговой разряд. Лампа Лодыгина

Свечи Яблочкова появились в продаже и начали расходиться в громадном количестве, каждая свеча стоила около 20 копеек и горела 1½ часа; по истечении этого времени приходилось вставлять в фонарь новую свечу. Впоследствии были придуманы фонари с автоматической заменой свечей.копеек В феврале 1877 ГОДА электрическим светом были освещены фешенебельные магазины Лувра. Затем свечи Яблочкова вспыхнули и на площади перед зданием оперного театра. Наконец, в мае 1877 года они впервые осветили одну из красивейших магистралей столицы Avenue de lOpera. Жители французской столицы, привыкшие к тусклому газовому освещению улиц и площадей, в начале сумерек толпами стекались полюбоваться гирляндами белых матовых шаров, установленных на высоких металлических столбах. И когда все фонари разом вспыхивали ярким и приятным светом, публика приходила в восторг. Не меньшее восхищение вызывало освещение огромного парижского крытого ипподрома. Его беговая дорожка освещалась 20 дуговыми лампами с отражателями, а места для зрителей 120 электрическими свечами Яблочкова, расположенными в два ряда ГОДА Лувра ипподрома

Вольфрамовая спираль, помещенная в колбу, из которой откачан воздух, разогревается под действием электрического тока. За более чем 120-летнюю историю ламп накаливания их было создано огромное множество от миниатюрных ламп для карманного фонарика до полукиловаттных прожекторных. Типичная для ЛН световая отдача Лм/Вт выглядит очень неубедительно на фоне рекордных достижений ламп других типов. ЛН в большей степени нагреватели, чем осветители: львиная доля питающей нить накала электроэнергии превращается не в свет, а в тепло Срок службы ЛН, как правило, не превышает 1000 часов, что, по временным меркам, очень немного. Что же заставляет людей покупать (15 млрд в год!) столь неэффективные и недолговечные источники света? Кроме силы привычки и крайне низкой начальной цены причина этого в том, что существует огромный выбор различных типов стеклянных колб ЛН. Современные лампы накаливания

Электрический ток, проходя через вольфрамовую спираль), нагревает его до высокой температуры. Нагреваясь, вольфрам начинает светиться. Однако, из-за высокой рабочей температуры атомы вольфрама постоянно испаряются с поверхности вольфрамовой спирали и осаждаются (конденсируются) на менее горячих поверхностях стеклянной колбы, ограничивая срок службы лампы. В галогенной лампе окружающий вольфрам иод вступает в химическое соединение с испарившимися атомами вольфрама, препятствуя осаждению последних на колбе. Атомы вольфрама концентрируются таким образом либо на самой спирали, либо вблизи неё. В результате атомы вольфрама возвращаются на спираль, что позволяет повысить рабочую температуру спирали (для получения более яркого света), продлить срок службы лампы.иод атомамивольфрама Галогенные лампы накаливания Новым направлением развития ламп является т. н. IRC- галогенные лампы (сокращение IRC обозначает «инфракрасное покрытие»). На колбы таких ламп наносится специальное покрытие, которое пропускает видимый свет, но задерживает инфракрасное (тепловое) излучение и отражает его назад, к спирали. За счёт этого уменьшаются потери тепла и, как следствие, увеличивается эффективность лампы. При инфракрасноетепловое этом, потребление энергии снижается на 45 %, а время жизни удваивается (по сравнению с обычной галогенной лампой)

ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА ИЛИ ЛАМПЫ ХОЛОДНОГО СВЕЧЕНИЯ Работа таких ламп основана на том, что газы, в основном инертные, и пары различных металлов излучают свет при прохождении через них электрического тока. Такой способ излучения света называется электролюминесценцией При этом каждый газ или пар светится своим цветом. Поэтому они наряду с освещением применяются для рекламы и сигнализации.

Люминесцентные лампы (ЛЛ) разрядные лампы низкого давления представляют собой цилиндрическую трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути. Под действием электрического разряда пары ртути излучают ультрафиолетовые лучи, которые, в свою очередь, заставляют нанесенный на стенки трубки люминофор излучать видимый свет. ЛЛ обеспечивают мягкий, равномерный свет, но распределением света в пространстве трудно управлять из-за большой поверхности излучения.. Одно из главных преимуществ ЛЛ долговечность (срок службы до часов). Благодаря экономичности и долговечности ЛЛ стали самыми распространенными источниками света в офисах предприятий. В странах с мягким климатом ЛЛ широко применяются в наружном освещении городов. В холодных районах их распространению мешает падение светового потока при низких температурах. Если « закрутить » трубку ЛЛ в спираль, мы получим КЛЛ компактную люминесцентную лампу. Люминесцентные лампы являются энергосберегающими Люминесцентные лампы

ОСНОВНОЙ НЕДОСТАТОК ЛАМП НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ В ТОМ, что они содержат пары ртути, приблизительно по 3-5 мг вещества каждая. Ртуть относится к первому классу опасности (чрезвычайно опасное химическое вещество). Система же утилизации энергосберегающих ламп в нашей стране не продумана. В стране практически нет предприятий, которые могли бы правильно утилизировать эту продукцию. Люди привыкли выкидывать использованные лампы вместе с обычным бытовым мусором. В данном случае это недопустимо. Самый большой вред могут принести органические соединения ртути, образующиеся после попадания химического вещества в окружающую среду вместе с осадками. Неаккуратное обращение с энергосберегающими лампами может привести к отравлению ртутью. Например, если вы случайно разобьете одну только лампочку, - превышение предельно допустимой концентрации ртути в воздухе достигнет 160 раз. Как следствие, у человека поражаются нервная система, печень, почки и желудочно-кишечныйтракт. Если вы случайно раскололи колбу энергосберегающей лампы, немедленно и тщательно проветрите помещение. Кроме того лампочки нового поколения производят более интенсивные излучения, нежели обычные. По данным Британской ассоциации дерматологов от этого могут пострадать прежде всего люди с повышенной светочувствительностью кожи. Как утверждают ученые, использование энергосберегающих ламп может нанести вред человеку, имеющему кожные заболевания и привести к раку кожи, а также вызвать мигрень и головокружение у людей, страдающих эпилепсией.

Светодиоды Полупроводниковые светоизлучающие приборы светодиоды называют источниками света будущего. Достигнутые характеристики светодиодов - световая отдача до 25 Лм/Вт, срок службы часов - уже обеспечили лидерство в светосигнальной аппаратуре, автомобильной и авиационной технике. Светодиодные источники света стоят на пороге вторжения на рынок общего освещения, и это вторжение нам предстоит пережить в ближайшие годы.

Принцип работы светодиодов кардинально отличается от принципа работы обычной лампы накаливания, ток проходит не по нити, а через полупроводниковый чип. Именно поэтому для работы светодиодной лампы нужен постоянный ток. Светодиоды красного, зеленого и желтого цвета уже давно используются, например, в мониторах и телевизорах. С развитием технологий появилась возможность производить также голубые светодиоды (светодиоды голубого цвета). Изначально сочетание светодиодов красного, зеленого и голубого цвета использовалось для создания белого свечения. Но, благодаря быстрому техническому прогрессу в области развития светодиодов, сейчас белый цвет можно получить с 1 светодиодом. Для этого голубой светодиод покрывают желтоватым флуоресцентным составом, получаемый цвет будет с холодным оттенком ввиду большого потока голубого света (аналогично ситуации с дневным светом флуоресцентных ламп). Светодиоды в отличии от стандартных ламп дают не рассеянный свет, а направленный, как и рефлекторы, но при этом угол пучка света уже, чем у галогенных ламп. Для его увеличения используются различные линзы и диффузионные экраны. Угол в 120 градусов можно получить при использовании светодиодов без корпуса, так как когда они установлены непосредственно на плату без линз.

Преимущества использования светодиодов: У светодиодов высокая световая отдача Лм / Вт, в то время как у стандартных ламп она составляет 7-12 Лм / Вт. При этом потребление энергии остается достаточно низким (40-100мВт), поэтому для освещения требуется всего несколько ламп. Светодиодные лампы производства немецкой компании Paulmann (Паулманн) при высокой светоотдаче потребляют всего 1Вт электроэнергии. Светодиоды практически не выделают тепло. Однако для мощных ламп используются теплоотводы, но тепло выделяется и распределяется по очень ограниченной площади. Срок службы светодиодов составляет тысяч часов, причем по истечении этого времени, они все еще будут работать, правда, будут давать менее 50% от изначального света. Это соответствует 11 годам беспрерывного использования лампочки. Точная цветопередача благодаря отсутствию УФ излучения. Устойчивость к вибрации. Возможность использования более длинного кабеля при постоянному токе или переменном токе 50Гц. Светодиоды все чаще используют в светильниках, они выступают в качестве источника света, а не только как декоративная подсветка. Примеры использования: На улице, в ванной комнате, на кухне, в коридоре, в гостиной.

В результате мирового кризиса проблема энергосбережения стала во всем мире еще более актуальной. В связи с этим в 27 странах Евросоюза с 1 сентября 2009 года уже запретили продажу ламп накаливания мощностью 100 и более ватт. А уже в 2011 в странах Европы планируется ввести эмбарго на продажу наиболее популярных у покупателей 60-ти ваттных лампочек. К концу 2012 года планируется полный отказ от ламп накаливания. Конгресс США принял закон об отказе от ламп накаливания в 2013 году. Согласно этим законам жители Евросоюза и США полностью перейдут на энергосберегающие источники света – люминесцентные и светодиодные лампы. В Украине, согласно постановлению правительства, прекращение выпуска и продажи ламп накаливания ожидается уже в 2013 году.

При некоторых химических реакциях, идущих с выделением энергии, часть этой энергии непосредственно расходуется на излучение света. Источник света остается холодным (он имеет температуру окружающей среды). Это явление называется хемилюминесценцией. Почти каждый из вас, вероятно, знаком с ним. Летом в лесу можно ночью увидеть насекомое светлячка. На теле у него «горит» маленький зеленый «фонарик». Вы не обожжете пальцев, поймав светлячка. Светящееся пятнышко на его спинке имеет почти ту же температуру, что и окружающий воздух. Свойством светиться обладают и другие живые организмы: бактерии, насекомые, многие рыбы, обитающие на большой глубине. Часто светятся в темноте кусочки гниющего дерева. Хемилюминесценция

Способы излучения света 1.Тепловое излучение – излучение света пламенем костра,Солнцем, деревянной лучиной,свечой, электрическими лампами накаливания(лампа Лодыгина,свеча Яблочкова,газовые фонари,галогенные лампы) 2.Электролюминесценция - лампы дневного света,люминесцентные лампы,рекламные трубки. 3.Катодолюминесценция - свечение экрана телевизоров,осциллографов 4.Хемилюменесценция – свечение светлячков,гниющих деревьев,рыб. 5.Излучение полупроводников при пропускании через них тока – свето- диодные лампы

Приветствую вас на своем блоге вновь. С вами на связи, Тимур Мустаев. Хочу поздравить всех мусульман со священным праздником Курбан Байрам, пожелать чистого неба над головой, искренней любви и здоровья! Берегите близких вам людей!

Сегодня мы рассмотрим искусственные и естественные источники света. Поскольку важным аспектом фотографии является освещение, без которого съемка вообще невозможна. Приступим к разбору понятий.

Источники подразделяются на два вида:

Естественные;
Искусственные.

Естественное освещение

Источники естественного освещения:

Солнце;
Луна замещает солнце ночью;
Биолюминесценция – свечение живых организмов;
Атмосферные электрические заряды, например, гроза.

Первые два источника являются обыденными и постоянными, два последующих могут служить фотографу только в особых условиях.

Естественное освещение является менее контролируемым, поскольку зависит от многих факторов:

1. Погода

Солнечная

Все знают, что в солнечный день не стоит фотографировать, так как в результате фотографии будут иметь жесткие тени и четко очерченные контуры, которые будут не в пользу фотографа. В солнечный день, лучше фотографировать в глубокой тени, куда не попадают лучи солнца, например, тень большого здания, беседки и прочее.

Облачная

Облачная погода является самой предпочтительной для съемок, поскольку облака дают мягкое освещение и изображение построено так, что цвета плавно вливаются один в другой по тону.

К сожалению, не всегда облачность может быть равномерной, а зачастую плотность ее колеблется, что влияет на интенсивность света.

Другие необычные погодные условия

Можно ли фотографировать в необычных условиях? При урагане, грозе и шторме черное небо внесет в вашу фотографию драматичности.

Съемка в тумане поможет зрителю лучше почувствовать глубину изображения и выстроить хорошую перспективу.

2. Время суток

Чтобы получить идеальный результат при портретной или пейзажной съемке, то выбирайте рассвет или закат. 30 минут до заката и после рассвета, считается золотым временем для фотосъемки. Преимуществом является то, что освещение быстро меняется. Это позволяет получить целый ряд уникальных разнообразных снимков.

Единственный недостаток – возможность упустить идеальный момент съемки. На закате тени удлиняются и становятся менее яркими, а утром все с точностью наоборот.

3. Географическое положение

4. Загрязнение воздуха

Загрязненные частицы рассеивают лучи света, делая его мягче и менее ярким.

Преимущества:

Бесплатный источник;
Цветопередача отлична, поскольку солнечный спектр непрерывен во всем диапазоне видимости.

Недостатки:

Невозможно использование в темное время суток;
Непостоянная температура цвета, что требует частых изменений настройки ;
Трудность применения для построения сложных схем освещения;
Малая яркость требует длительную выдержку, которую нельзя получить при съемке с рук.

Искусственное освещение

Все иначе обстоит с контролем искусственного света. Фотограф становится властным хозяином освещения и регулирует все параметры:

Количество;
Угол;
Расположение;
Интенсивность;
Жесткость;
Температуру цвета;
Баланс белого.

Зачем нужно выставление баланса белого? Чтобы цветопередача не имела искажений или имела лишь минимальные погрешности.

Цветовая температура

Остановимся подробнее на этом параметре. Что это такое? Ну, если опираться на теорию, то это характеристика, определяющая температуру черного предмета, который излучает свой цвет. Измеряется данная характеристика в Кельвинах (К).

Постоянное освещение

Что может являться примером источников постоянного освещения? Самый распространенный – галогенные лампы, а также натриевая лампа, лампы дневного холодного света и накаливания. Все они имеют разные параметры цветовой температуры.

К примеру, если взять вольфрамовые лампы, то они излучают красноватый оттенок, а галогенные – холодный голубой свет.

Преимущества использования:

Умеренная цена;
Полный контроль над светом;
Можно выстраивать необходимые световые схемы по своему вкусу, получая различные светотеневые рисунки.

Недостатки:

Большое потребление электроэнергии, соответственно, большие финансовые затраты;
При съемке нужна длинная (не во всех случаях);
Большая теплоотдача нагревает воздух и объекты съемки в помещении, что может сказаться на их деформации.

Импульсивное освещение

Что относится к источникам импульсивного цвета? Встроенные и внешние вспышки, моноблоки и генераторные системы.

Как происходит процесс съемки? В студиях, кроме импульсивной лампы установлен пилотный свет, то есть постоянный источник. Он выступает в виде вспомогательного параметра и помогает правильно построить светотеневой рисунок . Когда фотограф нажимает кнопку спуска затвора, вспышка срабатывает и в тот же момент пилотный свет гаснет и загорается после завершения работы вспышки.

Преимущества:

Потребление энергии меньше, чем у постоянных искусственных источников;
Теплоотдача низкая;
Дают при съемке использовать эффект «замораживания объектов», например, брызги или падающие капли;
Можно придумывать сложные световые схемы, что поможет поднять ваши работы на более высокий уровень.

Недостатки:

Дороговизна приобретения;
Если пилотный свет отсутствует, то придется искать «золотой» кадр среди пробников;
Требуется соединение с фотокамерой, поэтому может замедлить съемку в случае фотографирования несколькими камерами.

Какой источник света выбрать?

Если вы производите портретную съемку или фотографируете предметы, то используйте искусственное освещение, чтобы регулировать все параметры.

Если вы фотографируете пейзажи или дикую природу, то там выбора нет. Только естественное освещение.

До начала съемок подберите подходящее настроение и чувства, которые вы хотите передать в вашей фотографии. После этого подберите нужную схему освещения.

Напоследок, изучите видео курс «» или «Моя первая ЗЕРКАЛКА ». Он поможет вам разобраться в основах фотографии и станет незаменимым помощникам в ваших начинаниях в качестве фотографа.

Моя первая ЗЕРКАЛКА — для сторонников зеркалки CANON.

Цифровая зеркалка для новичка 2.0 — для сторонников зеркалки NIKON.

На этом наш курс по типам источников света подошел к концу. Можно сочетать все источники вместе, если это нужно для воплощения творческой идеи. Нужно лишь учитывать различную температуру, которая влияет на цветопередачу. Например, фотографирование человека на закате, не обойтись без искусственного освещения, если вы хотите получить освещенное лицо модели и красивый закат.

Так же данная комбинация характерна при съемке черно-белой фотографии. Делитесь статьей со своими друзьями в социальных сетях и подписывайтесь на блог, чтобы стать профессионалом в деле фотографии.

Всех вам благ, Тимур Мустаев.

Свет всегда окружает нас в природе. И солнечный свет, и лунный свет, и звездный свет являются наиболее важными источниками света к жизни человека. Но, также, из-за потребности в дополнительном свете, люди научились собственными силами создавать свет. Понимание фундаментального различия между естественным и искусственным светом является отправной точкой в описании естественных и искусственных источников света. Природные источники света существуют в природе и находятся вне контроля людей. Они включают в себя солнечный свет, лунный свет, свет звезд, различных растительных и животных источников, радиолюминесценцию, и, конечно, огонь.

Искусственными источниками света могут управлять люди. Примеры таких источников – пламя от сгорающих поленьев, языки пламени масляной или газовой горелки, электрические лампы, свет от фотохимических реакций, и других различных реакций, например свет от реакций со взрывчатыми веществами.
Из-за их очевидных преимуществ с точки зрения доступности, безопасности, чистоты, и возможности удаленного управления, электрические лампы вытеснили почти все другие искусственные источники освещения в жизни человека. Однако, так как энергия, необходимая для работы таких искусственных источников света обеспечивается в основном при потреблении природных ресурсов, мы приходим к мысли о том, что необходимо в максимально возможной степени использовать природные источники света.

Эксплуатации природных источников света остается одной из самых больших проблем в освещении.

Дизайнеры и архитекторы прикладывают огромные усилия в целях максимального использования источников света такого типа.

А вы знаете, какими характеристиками обладают ? О них вы сможете узнать все из нашей статьи.

А светодиодные источники ультрафиолетового излучения можно прочитать . Попробуйте разобраться, в каких областях лежит применение таких источников?

С практической точки зрения, источники света могут быть классифицированы с точки зрения качеств света, который они производят . Эти качества имеют решающее значение для результата освещения и должны быть в первую очередь учтены при выборе источника для освещения.

Наиболее естественный свет исходит от солнца, также естественен и лунный свет. Его происхождение делает его абсолютно чистым, и он не потребляет природные ресурсы. В то же самое время искусственные источники для преобразования накопленной энергии в световую энергию обычно требуют потребления природных ресурсов, таких как ископаемое топливо. Электрическое освещение с одной стороны превосходит по всем параметрам обыкновенное пламя от сгорание древесины, газа, нефти, но и является источником загрязнения. В то же самое время, электричество может быть получено из природных источников энергии, таких как ветер, гидро-, геотермальная и солнечная энергии.
Принцип работы электрической лампы накаливания определяет практически все параметры света создающегося такой лампой. В общем и целом, лампы накаливания генерируют свет по принципу накаливания, при котором металл нагревается до тех пор, пока он не начинает светиться.
В это же время большинство других типов ламп излучают свет посредством сложной системы химических реакций, при протекании которых электрическая энергия превращается в световую энергию.

При этом выделение тепловой энергии всегда является побочным эффектом.

Эти процессы протекают в таких лампах в отношении генерируемого света обычно более эффективно, чем в лампах накала — за счет сложности и других ограничений. Например, флуоресцентная лампа генерирует свет при подачи электрического напряжения в газе, который в свою очередь испускает ультрафиолетовое излучение, которое окончательно преобразуется в видимый свет особым веществом, которое и обеспечивает необходимое свечение. Этот процесс генерирует свет примерно на 400 процентов более эффективно , чем в случае с обычными лампами накаливания.

Существуют природные, или естественные, источники света. Это Солнце, звезды, атмосферные электрические разряды (например, молния). Луну также причисляют к источникам света, хотя правильнее было бы отнести её к отражателям света, так как она сама свет не излучает, а лишь отражает падающие на нее солнечные лучи. Естественные источники света существуют в природе независимо от человека.

Источники света. Люминесцентная пампа: 1 - контакты; 2 - стеклянная трубка, изнутри покрытая люминофором и наполненная инертным газом. Лампа накаливания: 1 - баллон; 2 - нить накала; 3 - держатель; 4 - цоколь. Ртутная газоразрядная лампа.

Электрическая дуга тоже может быть источником света.

Но есть множество источников света, создаваемых человеком. Это тела, вещества и устройства, в которых энергия любого вида при определенных, зависящих от человека условиях преобразуется в свет. Простейшие и древнейшие из них - костер, факел, лучина. В древнем мире (Египте, Риме, Греции) в качестве светильников использовали сосуды, наполненные животным жиром. В сосуд опускали фитиль (кусок веревки или скрученную в жгут тряпицу), который пропитывался жиром и горел довольно ярко.

В дальнейшем, вплоть до конца XIX в., основными источниками света служили свечи, масляные и керосиновые лампы, газовые фонари. Многие из них (например, свечи и керосиновые лампы) дожили до наших дней. Все эти источники света основаны на сжигании горючих веществ, поэтому их еще называют тепловыми. В таких источниках свет излучают мельчайшие раскаленные твердые частицы углерода. Их световая отдача очень мала - всего около 1 лм/Вт (теоретический предел для источника белого света около 250 лм/Вт).

Величайшим изобретением в области освещения было создание в 1872 г. русским ученым А. Н. Лодыгиным электрической лампы накаливания. Лампа Лодыгина представляла собой стеклянный сосуд с помещенным внутрь его угольным стержнем; воздух из сосуда откачивался. При пропускании по стержню электрического тока стержень разогревался и начинал светиться. В 1873 - 1874 гг. А. Н. Лодыгин проводил опыты по электрическому освещению кораблей, предприятий, улиц, домов. В 1879 г. американский изобретатель Т. А. Эдисон создал удобную для промышленного изготовления лампу накаливания с угольной нитью. С 1909 г. стали применять лампы накаливания с зигзагообразно расположенной вольфрамовой проволочкой (нить накаливания), а спустя 3–4 года вольфрамовую нить начали изготовлять в виде спирали. Тогда же появились первые лампы накаливания, наполненные инертным газом (аргоном, криптоном), что заметно повысило срок их службы. С начала XX в. электрические лампы накаливания благодаря экономичности и удобству в эксплуатации начинают быстро и повсеместно вытеснять другие источники света, основанные на сжигании горючих веществ. В настоящее время лампы накаливания стали наиболее массовыми источниками света.

Все многочисленные разновидности ламп накаливания (более 2000) состоят из одинаковых частей, различающихся размерами и формой. Устройство типичной лампы накаливания показано на рисунке. Внутри стеклянной колбы, из которой откачан воздух, на стеклянном или керамическом штенгеле при помощи держателей из молибденовой проволоки закреплена спираль из вольфрамовой проволоки (тело накала). Концы спирали прикреплены к вводам. В процессе сборки из колбы лампы через штенгель откачивают воздух, после чего её наполняют инертным газом и штенгель заваривают. Для крепления в патроне и подключения к электрической сети лампу снабжают цоколем, к которому подводят вводы.

Лампы накаливания различают по областям применения (осветительные общего назначения, для фар автомобилей, проекционные, прожекторные и т. д.); по форме тела накала (с плоской спиралью, биспиральные и др.); по размерам колбы (миниатюрные, малогабаритные, нормальные, крупногабаритные). Например, у сверхминиатюрных ламп длина колбы меньше 10 мм и диаметр меньше 6 мм, у крупногабаритных ламп длина колбы достигает 175 мм и более, а диаметр больше 80 мм. Лампы накаливания изготовляют на напряжения от долей до сотен вольт, мощностью до десятков киловатт. Срок службы ламп накаливания от 5 до 1000 ч. Световая отдача зависит от конструкции лампы, напряжения, мощности и продолжительности горения и составляет 10–35 лм/Вт.

В 1876 г. русский инженер П. Н. Яблочков изобрел дуговую угольную лампу переменного тока. Это изобретение положило начало практическому использованию электрического заряда для целей освещения. Созданная П. Н. Яблочковым система электрического освещения на переменном токе с применением дуговых ламп - «русский свет» - демонстрировалась на Всемирной выставке в Париже в 1878 г. и пользовалась исключительным успехом; вскоре во Франции, Великобритании, США были основаны компании по её использованию.

Начиная с 30‑х гг. XX в. получают распространение газоразрядные источники света, в которых используется излучение, возникающее при электрическом разряде в инертных газах или парах различных металлов, особенно ртути и натрия. Первые образцы ртутных ламп в СССР были изготовлены в 1927 г., а натриевых ламп - в 1935 г.

Газоразрядные источники света представляют собой стеклянную, керамическую или металлическую (с прозрачным окном) оболочку цилиндрической, сферической или иной формы, содержащую газ, а иногда и некоторое количество паров металлов или других веществ. В оболочку впаяны электроды, между которыми и возникает электрический разряд.

Наиболее широко для освещения зданий и сооружений применяются люминесцентные лампы, в которых ультрафиолетовое излучение электрического разряда в парах ртути преобразуется при помощи особого вещества - люминофора - в видимое, т. е. в световое, излучение. Световая отдача в срок службы люминесцентных ламп в несколько раз больше, чем ламп накаливания того же назначения. Среди подобных источников света наибольшее распространение получили ртутные люминесцентные лампы. Выполняется такая лампа в виде трубки из стекла (см. рис.) с нанесенным на её внутреннюю поверхность слоем люминофора. С двух концов в трубку впаяны вольфрамовые спиральные электроды для возбуждения электрического разряда. В трубку же вводят каплю ртути и немного инертного газа (аргона, неона и др.), который увеличивает срок службы и улучшает условия возникновения электрического разряда. При подключении лампы к источнику переменного тока между электродами лампы возникает электрический ток, возбуждающий ультрафиолетовое свечение паров ртути, которое в свою очередь вызывает свечение люминофорного слоя лампы. Световая отдача люминесцентных ламп достигает 75–80 лм/Вт. Мощность их колеблется в пределах от 4 до 200 Вт. Срок службы превышает 10 тыс. ч. Длина люминесцентных ламп составляет от 130 до 2440 мм. По форме трубки различают лампы прямые, V‑образные, W‑образные, кольцевые, свечеобразные. Такие лампы широко применяются для освещения помещений, в копировальных аппаратах, в световой рекламе и т. д. Для освещения автострад применяют натриевые лампы со световой отдачей до 140 лм/Вт. Улицы освещаются обычно ртутными лампами со световой отдачей 80–95 лм/Вт. Для газоразрядных источников света кроме высокой световой отдачи характерны простота и надежность в эксплуатации.

Совершенно новый тип источника света представляют собой лазеры, которые дают световые пучки с острой направленностью, исключительно яркие и однородные по цвету. А будущее осветительных приборов лежит за светодиодами.