А

Аварийное освещение
Аварийное освещение, прежде всего, должно обеспечивать безопасность людей при выходе из строя общего освещения. На предприятиях и в цехах с непрерывным циклом производства аварийное освещение, кроме того, должно обеспечивать минимально необходимые условия для продолжения работы. В этом случае оно играет роль резервного освещения. Еще одной важной функцией аварийного освещения является указание путей эвакуации из помещений в аварийных ситуациях.

Б

Белый цвет
Белый цвет — это совокупность всех или нескольких цветов, взятых в определенной пропорции. Если луч белого света пропустить через стеклянную призму , то он разложится на цветные составляющие. Совокупность цветных составляющих сложного излучения называется спектром излучения:

Безэлектродные люминесцентные лампы
Срок службы обычных люминесцентных ламп определяется двумя факторами: спадом светового потока за счет «отравления» люминофора атомами ртути и продуктами распыления электродов и потерей эмиссионной способности электродов из-за полного расхода активирующего покрытия. Если раньше решающим был первый из этих факторов, то в последние годы научились делать лампы с защитной пленкой на люминофоре, значительно уменьшившей спад светового потока, и срок службы ламп нового поколения (Т5) определяется, в основном, уже только эмиссионной способностью электродов. Поэтому создание ламп без электродов — это реальный путь повышения срока службы люминесцентных ламп.

Возбуждение атомов до высокого энергетического уровня и связанное с этим свечение могут происходить не только при протекании электрического тока через разрядный промежуток, но и при воздействии высокочастотного электромагнитного поля. Спектр излучения при этом остается таким же, как и при возбуждении атомов протекающим электрическим током. Это давно известное явление удалось претворить в реальные и жизнеспособные конструкции источников света только в 90-е годы минувшего века благодаря достижениям полупроводниковой электроники. Сейчас три мировых лидера в области источников света (Philips, Osram, General Electric) производят безэлектродные люминесцентные лампы низкого давления трех разных типов.

Г

Газоразрядные источники света
К газоразрядным или просто разрядным источникам света относятся все люминесцентные лампы (в том числе компактные и безэлектродные), металлогалогенные, натриевые высокого и низкого давления, ксеноновые, неоновые и другие. Все разрядные лампы делятся на три группы: низкого, высокого и сверхвысокого давления. Эти группы достаточно сильно различаются по физике протекающих в них процессов, параметрам, областям применения. Чем же отличаются разрядные источники света от тепловых? Если в тепловых источниках свет образуется за счет нагрева вольфрамовой проволоки до очень высоких температур, то в разрядных источниках свет возникает в результате электрического разряда между двумя электродами. Спектральный состав возникающего при разряде излучения определяется составом газа, в котором происходит разряд. Яркость свечения зависит не только от состава газа, но и от его давления и от величины тока разряда.

Д

Диаграмма направленности светового потока
В телесном угле световой поток распределен неравномерно и для характеристики его распределения используется выходная диаграмма направленности. Выходная диаграмма направленности светового потока формируется как формой рефлектора, так и формой корпуса светодиода. Возможно создание диаграмм направленности с различной шириной по вертикали и горизонтали, например, 120o по горизонтали и 60o по вертикали.

Дроссели
В качестве балластных сопротивлений всегда используются дроссели — катушки, намотанные медным или алюминиевым изолированным проводом на сердечнике, собранном из лакированных пластин или ленты из специальных сортов электротехнической стали. Индуктивность дросселей рассчитывается так, чтобы сумма напряжений на дросселе и лампе (с учетом разности фаз) равнялась напряжению питающей сети. Индуктивность дросселя определяется числом витков в катушке, типом применяемой стали для сердечника и величиной зазора в сердечнике. Как правило, пластины для сердечника делаются в виде буквы Ш и перемычки над ней или половинок буквы О. Катушки наматываются на литой или штампованный каркас из достаточно теплостойкой пластмассы. Наборы пластин вставляются в отверстие каркаса с двух сторон, а между ними прокладкой из электротехнического картона создается зазор строго определенной величины. При протекании по катушке переменного электрического тока сердечник перемагничивается с частотой тока. На это расходуется определенная энергия, которая тем меньше, чем тоньше пластины сердечника. Именно поэтому сердечники не делаются из цельных кусков стали, что было бы проще и дешевле, а набираются из отдельных пластин или ленты. Зазор между половинками сердечника необходим для того, чтобы исключить магнитное насыщение сердечника, приводящее к уменьшению индуктивности дросселя и, как следствие, к росту тока через лампу. Кроме потерь на перемагничивание, в дросселях неизбежны потери в проводах катушки, так как любой провод имеет какое-то сопротивление электрическому току.

Диаметр провода, которым наматывается катушка дросселя, выбирается на основании компромисса между двумя противоречивыми требованиями: чем больше диаметр, тем меньше потери мощности в катушке, но тем больше расход дорогой меди, то есть тем дороже и тяжелее дроссель. На практике диаметр провода выбирают таким, чтобы нагрев дросселя при работе не превышал заданной величины. На дросселях ставится контрольная точка «С», а в числе параметров дросселей указывается температура в этой точке, например, tc - 130 °С. Это означает, что при нормальной работе светильника с таким дросселем температура на нем не будет выше указанной (в нашем примере 130 °С).
Потери мощности в дросселях составляют от 10 до 50 % от мощности лампы (чем больше мощность ламп, тем меньше доля потерь). За рубежом дроссели для люминесцентных ламп по уровню потерь делятся на три класса: класс D — «нормальные потери» (для ламп мощностью 18 вт—до 30%, 36 Вт— 25%, 58 Вт—20%); класс С — «пониженные потери» (соответственно 25, 20 и 15%); класс В — «особо низкие потери» (20, 15 и 12 %). С целью экономии электроэнергии и защиты окружающей среды решением Международной экономической комиссии Европейского Союза с декабря 2001 года производство дросселей класса D должно было прекратиться во всех странах Европейского Союза, а с конца 2005 года должно быть прекращено производство дросселей и класса С. В ГОСТ 19680 нет деления дросселей на классы по уровню потерь мощности. Опыт показывает, что все российские дроссели относятся к классу D. Перемагничивание дросселей при протекании через них переменного тока приводит еще к одному неприятному явлению — их «гудению». В соответствии с ГОСТ 19680 по уровню создаваемого шума дроссели для люминесцентных ламп делятся на 4 класса: Н — нормальный, П — пониженный, С — очень низкий, А — особо низкий. Крупнейшими производителями дросселей для люминесцентных ламп в Европе являются фирмы Vossloh Schwabe (Германия), Helvar (Финляндия), Tridonic.Atco (Австрия).

И

Инфракрасное излучение
Длинноволновое излучение, называемое инфракрасным, воспринимается кожей человека как тепло. Это излучение используется для сушки лакокрасочных покрытий, нагревания предметов, в медицинских целях, в устройствах дистанционного управления радиоаппаратурой и т.п. В совокупности видимое, ультрафиолетовое и инфракрасное излучения образуют оптический диапазон спектра электромагнитных колебаний или оптическое излучение.

К

Кандела
Одна кандела — это сила света источника, излучающего световой поток в телесном угле. Примерно такую силу света имеет обычная стеариновая свеча (отсюда ясно, что световой поток такой свечи равен примерно 12,56 люмен). Свет от какого-либо источника нужен, как правило, для того, чтобы осветить конкретное место — рабочий стол, витрину, улицы и т.п. Для характеристики освещения конкретных мест вводится еще одна световая величина — освещенность.

Классификация осветительных приборов

Классификация осветительных приборов по основному назначению
По основному назначению ОП делятся на ряд групп:

  • ОП для освещения производственных помещений;
  • ОП для освещения административных, офисных, культурно-просветительских и других помещений общественного назначения;
  • ОП для освещения бытовых помещений;
  • ОП для освещения сельскохозяйственных помещений;
  • ОП для освещения спортивных сооружений;
  • ОП для функционального наружного освещения;
  • ОП для декоративного наружного освещения;
  • ОП для внутреннего освещения средств транспорта;
  • ОП для архитектурно-художественного освещения зданий, памятников, фонтанов и т.п.;
  • ОП аварийного освещения.

Каждая из этих групп, в свою очередь, делится на более мелкие подгруппы. Так, в группе ОП для освещения производственных помещений можно выделить:

  1. ОП для освещения помещений с нормальной средой;
  2. ОП для освещения помещений с тяжелой средой (пыльных, влажных, с агрессивными парами);
  3. ОП для освещения взрывоопасных помещений;
  4. ОП для освещения пожароопасных помещений.

В группе осветительных приборов функционального наружного освещения выделяются ОП: для улиц, дорог и площадей; для больших открытых пространств; для автотранспортных туннелей и подземных пешеходных переходов; для автозаправочных станций и т.п.
Классификация ОП по основному назначению определяет преимущественные области их применения. Однако эта классификация довольно условна, так как часто один и тот же светильник может использоваться в самых разных ситуациях.

Классификация осветительных приборов по основному назначению
В основу этой классификации положен, прежде всего, способ установки ОП на их «законных» местах. По способу установки ОП делятся на следующие группы (в скобках указано обозначение по ГОСТ 17677):

  • встраиваемые (В);
  • потолочные (П);
  • подвесные (С);
  • настенные (Б);
  • напольные (Т);
  • настольные (Н);
  • венчающие (Т);
  • консольные (К);
  • переносные (Р).

В литературе иногда еще встречаются старые названия типов светильников: настенные светильники называются «бра», напольные — «торшеры», потолочные — «плафоны». В соответствии с ГОСТ 17677 использование таких названий в официальной технической документации не допускается.
В каталогах потолочные светильники иногда называются накладными. В ГОСТ 17677 такого термина нет, однако можно сказать, что он имеет право на существование, так как характеризует конструк¬тивную особенность ОП: они действительно как бы накладываются на опорную поверхность. При этом опорной поверхностью для таких ОП может быть не только потолок, но и стены, наклонные плоскости сводов и т.п.

Классификация осветительных приборов по степени защиты от пыли и влаги
Существует международная система классификации и обозначения ОП и другого электротехнического оборудования по степени их защищенности от воздействия влаги (воды) и твердых частиц (пыли). Степень защиты обозначается буквами IP (Ingress Protection — защита от проникновения) и двумя цифрами. Первая цифра показывает степень защищенности ОП от проникновения в него пыли и посторонних тел и может принимать значения от 2 до 6:

2 — специальной защиты от пыли нет; обеспечена защита от проникновения твердых тел с максимальным размером в поперечном сечении более 12 мм, что исключает возможность прикоснове ния пальцами ктоковедущим элементам;
3 — защиты от пыли также нет, но исключена возможность прикосновения к токоведущим элементам твердым телом с максимальным размером в поперечном сечении более 2,5 мм (например, отверткой);
4 — защиты от пыли нет, исключена возможность прикосновения к токоведущим элементам твердыми телами с максимальным размером в поперечном сечении 1 мм (например, проволокой диаметром 1 мм);
5 — обеспечена защита от попадания пыли натоковедущие элементы и колбы ламп. Полная защита от соприкосновения с токоведущими деталями;
6 — полная защита от попадания пыли во внутренний объем ОП (пыленепроницаемые приборы) и от соприкосновений с токоведущими деталями.

Вторая цифра в обозначении показывает степень защиты от проникновения воды внутрь ОП. Эта цифра может быть от 0 до 8 и означает:

0 — никакой защиты от попадания воды нет;
1 — в классификации степени защищенности не используется;
2 — обеспечена защита от капель воды, падающих сверху под углом не более 15° к вертикали (каплезащищенные ОП);
3 — защита от капель и брызг, падающих сверху под углом к вертикали до 60° (дождезащищенные);
4 — защита от капель и брызг, попадающих на прибор с любого направления (брызгозащищенные);
5 — защита от водяных струй, падающих с любого направления (струезащищенные);
6 — защита от проникновения воды при непостоянном попадании на ОП больших ее масс (волнозащищенные);
7 — защита от проникновения воды внутрь ОП при погружении его на определенную глубину и заданное время (водонепроницаемые);
8 — защита от проникновения воды при погружении ОП в воду на неограниченное время (герметичные).

Классификация осветительных приборов по электробезопасности
Электробезопасность ОП должна обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током. Степень безопасности определяется наличием и качеством электрической изоляции токоведущих элементов (проводов, клеммных колодок, патронов), наличием заземления и величиной электрического напряжения, на которое включен ОП.

Коэффициэнты пропускания и поглощения
Доля света, которая проходит сквозь материал, характеризуется коэффициентом пропускания, а доля, которая поглощается — коэффициентом поглощения. Соотношения между этими тремя коэффициентами — отражения, поглощения и пропускания — могут быть самыми разными, но во всех без исключения случаях сумма трех коэффициентов равна единице. В природе нет ни одного материала, у которого хотя бы один из трех коэффициентов был равен 1. Наибольшее диффузное отражение имеют свежевыпавший снег, химически чистые сернокислый барий и окись магния. Наибольшее зеркальное отражение у чистого полированного серебра и у специально обработанного алюминия.

Величина коэффициента пропускания указывается в справочной литературе для определенной толщины материала (обычно для 1 см). К наиболее прозрачным материалам можно отнести особо чистый кварц и некоторые марки полиметилметакрилата (органического стекла), у которых гипотетическое (реально несуществующее!) вещество с коэффициентом поглощения, равным 1, называется «абсолютно черным телом». Как и отражение, пропускание света может быть направленным (у силикатных или органических стекол, поликарбоната, полистирола, кварца и т.п.), диффузным или рассеянным (молочные стекла), направленно-рассеянным (матированные стекла) и смешанным.

Подавляющее большинство материалов по-разному отражает, пропускает или поглощает свет с разной длиной волны, то есть разного цвета. Именно это свойство материалов определяет их цвет и создает многокрасочность окружающего нас мира. Для полной характеристики светотехнических свойств материалов необходимо знать не только абсолютные значения их коэффициентов отражения, пропускания и поглощения, но и распределение этих коэффициентов в пространстве (индикатрисы) и по длинам волн. Распределение коэффициентов по длинам волн называется спектральными характеристиками (отражения, пропускания или поглощения). Все три названных коэффициента являются относительными (безразмерными) величинами и измеряются в долях единицы или в процентах (в тех же долях, умноженных на 100).

Коэффициент пульсации освещенности
В России нормируется еще один качественный показатель освещения — коэффициент пульсации освещенности. Нормирование этого показателя также потребовалось в связи с повсеместным внедрением газоразрядных источников света, так как у излучения ламп накаливания пульсации весьма незначительны и каких-либо неудобств от их существования люди не испытывали. У газоразрядных источников света — люминесцентных, метал-логалогенных, натриевыхламп — величина светового потока изменяется с удвоенной частотой тока сети. В России, странах СНГ, Европы и Азии частота переменного тока в электрических сетях равна 50 Гц; в США, Канаде и ряде других стран — 60 Гц. Следовательно, световой поток ламп изменяется («пульсирует») 100 или 120 раз в секунду — все газоразрядные лампы как бы мерцают с такой частотой. Глаз этих мерцаний не замечает, но они воспринимаются организмом и на подсознательном уровне могут вызывать неприятные явления — повышенную утомляемость, головную боль и даже (по последним со общениям зарубежной печати) стрессы. Кроме этого, при освещении пульсирующим светом вращающихся или вибрирующих предметов возникает так называемый «стробоскопический эффект», когда при совпадении частоты вращения или вибрации с частотой пульсаций света предметы кажутся неподвижными, а при неполном совпадении — вращающимися с очень малыми скоростями. Это вызывает у людей ошибочные реакции и является одной из серьезных причин травматизма на производстве.

Таким образом, в нормативных документах регламентируются четыре параметра — величина освещенности, показатель дискомфорта, общий индекс цветопередачи и коэффициент пульсаций освещенности. Первый из этих параметров определяет количественную сторону освещения, три остальных — качественную.

Л

Люкс
Люкс равен освещённости поверхности площадью 1 кв.м. при световом потоке падающего на неё излучения, равном 1 лм.

Люмен
Люмен это 1/683 ватта светового монохроматического, то есть строго одноцветного, излучения с длиной волны 555 нм, соответствующей максимуму кривой спектральной чуствительности глаза. Величина 1/683 появилась исторически, когда основным источником света были обычные свечи, и излучение только появлявшихся электрических источников света сравнивалось со светом таких свечей. В настоящее время эта величина узаконена многими международными соглашениями и принята повсеместно.

Люминесцентные лампы
Люминесцентные лампы — второй в мире по распространенности источник света, а в Японии они занимают даже первое место, обогнав лампы накаливания. Ежегодно в мире производится более одного миллиарда люминесцентных ламп. Первые образцы люминесцентных ламп современного типа были показаны американской фирмой General Electric на Всемирной выставке в Нью-Йорке в 1938 году. За 65 лет существования они прочно вошли в нашу жизнь, и сейчас уже трудно представить какой-нибудь крупный магазин или офис, в котором не было бы ни одного светильника с люминесцентными лампами. Люминесцентная лампа — это типичный разрядный источник света низкого давления, в котором разряд происходит в смеси паров ртути и инертного газа, чаще всего — аргона.

М

Металлогалогенные лампы
В 1964 году американская фирма General Electric для освещения павильонов Всемирной выставки Экспо-64 в Нью-Йорке впервые применила новый тип ламп — металлогалогенные (МГЛ). С 1969 года выпуск таких ламп освоили фирмы Philips и Osram, в 70-е годы Саранский электроламповый завод в СССР. Срок службы ртутных ламп высокого давления не менее 15000 часов. По устройству МГЛ похожи на ртутные лампы высокого давления, но внешняя колба у них не покрыта люминофором, а сделана из прозрачного или (гораздо реже) из матового стекла. Первичным источником излучения, как и в лампах ДРЛ, служит горелка из кварца или поликристаллической окиси алюминия, наполненная инертным газом и ртутью. Но если в лампах ДРЛ для исправления цветности и повышения световой отдачи применяется люминофор, то в МГЛ для этой же цели применяются специальные светоизлучающие добавки: галогенные соединения различных металлов (чаще всего — натрия и скандия, а также галлия, индия, таллия и редкоземельных элементов — диспрозия, гольмия, тулия и др.).

Н

Натриевые газоразрядные лампы
Обычно эти лампы имеют аббревиатуру ДНАТ, что означает «Дуговая Натриевая Трубчатая Лампа». Натриевые газоразрядные лампы используют газовый разряд в парах натрия для получения света. Дают ярко-оранжевый свет. Натриевые газоразрядные лампы широко применяются для уличного освещения, где они постепенно заменяют ртутные газоразрядные лампы. Натриевые лампы представляют собой одну из самых эффективных групп источников видимого излучения, так как обладают самой высокой световой отдачей среди всех известных газоразрядных ламп и незначительным снижением светового потока при длительном сроке службы.

Однако следует заметить, что применение натриевых ламп низкого давления ограничено тем фактом, что их эффективность зависит от температуры окружающей среды (во время холодной погоды они светят хуже), а в большинстве натриевых ламп высокого давления в качестве наполнителя применяется амальгама натрия (соединение натрия с ртутью). Поэтому на вопрос о большей экологичности натриевых ламп по сравнению с ртутными однозначного ответа не существует.

Существуют два принципиально различных типа натриевых ламп - лампы низкого давления (НЛНД) и лампы высокого давления (НЛВД).

Натриевая лампа низкого давления (НЛНД)
Натриевая лампа низкого давления характеризуется максимальной эффективностью среди всех источников света - около 200 лм/Вт. Эти лампы идеально подходят для освещения улиц, так как излучают привычный монохромный желтый цвет, однако, не обладают достаточной передачей светового спектра. Для других целей применение ламп низкого давления затруднительно, так как цвета предметов, освещенных такой лампой различать невозможно. В закрытом помещении цветовосприятие предметов искажается (зеленый цвет, например, преобразуется в черный либо темно-синий), и помещения часто теряют свой архитектурный облик.

Натриевая лампа высокого давления (НЛВД)
Такие лампы наиболее подходят для спортивных залов, коммерческих и производственных комплексов. Свет, который излучают натриевые лампы высокого давления, позволяет различать цвета почти во всем диапазоне, исключая лишь коротковолновый, в котором цвет может несколько тускнеть.

По сравнению с другими источниками искусственного освещения, натриевые лампы высокого давления имеют самый высокий КПД (около 30%). Натриевые лампы высокого давления несколько уступают лампам низкого давления по световой отдаче, которая в зависимости от мощности лампы находится в пределах 80-130 лм/Вт (что всё еще является высоким значением, по сравнению например с 13 лм/Вт у лампы накаливания).

Исходя из спектрального анализа света, испускаемого натриевыми лампами высокого давления, на длины волн 550-640 нм приходится наибольшее излучение, что максимально близко для восприятия человеческим глазом. Цветопередачу можно улучшить путем использования различных смесей газов, применения разнообразных и люминесцирующих материалов, а также изменяя давление в лампе, но все эти приемы несколько снижают КПД и световой поток лампы.

Иногда в качестве наполнителя ламп применяют смесь натрия и ртути, что даёт более качественное освещение, но ухудшается экологический аспект их применения.
При изменении питающего напряжения у натриевых ламп значительно изменяется напряжение работы лампы, а также другие ее параметры. Поэтому, если вы решили купить натриевые лампы, то нужно помнить, что производители рекомендуют эксплуатировать их при сравнительно небольших изменениях питающего напряжения.

О

Общий индекс цветопередачи
Зрительный аппарат человека сформировался за многие тысячи лет эволюции в условиях, когда единственным источником света было Солнце. Мы привыкли считать правильными те цвета предметов, которые они имеют при солнечном освещении. С конца 19-го века в жизнь людей стали активно вторгаться электрические источники света. Пока были только тепловые источники света (лампы накаливания), имеющие сплошной спектр излучения, зрительный аппарат человека подсознательно вносил коррективы в восприятие цветов при искусственном освещении, и проблем с оценкой качества цветопередачи не возникало. Положение резко изменилось с массовым внедрением газоразрядных источников света, имеющих не сплошной, а линейчатый или полосчатый спектр излучения. Люди стали замечать, что при освещении таким светом цвет предметов изменяется, и иногда изменение цвета бывает настолько сильным, что предметы становятся трудноузнаваемыми. Поэтому в 70-е годы минувшего века была выработана методика оценки качества цветопередачи при освещении искусственным светом.

Международными организациями было выбрано и согласовано несколько типов предметов, цвет которых оценивался при освещении их различными источниками света: человеческая кожа, зеленые листья растений, специальные выкраски. Оценки качества цветопередачи каждого из таких предметов при освещении их оцениваемым источником света по сравнению с освещением «стандартным» источником были названы «частными индексами цветопередачи, а средняя из полученных 14-ти оценок — «общим индексом цветопередачи». За «стандартный» источник был принят свет тепловых излучателей, то есть ламп накаливания — их общий индекс цветопередачи по соглашению равен 100.

Освещенность
Освещенность — это величина светового потока, приходящаяся на единицу площади освещаемой поверхности. Если световой поток Ф падает на какую-то площадь S, то средняя освещенность этой площади (обозначается буквой Е) равна: Е = Ф/S . Единица измерения освещенности называется люксом (сокращенное обозначение в русскоязычной литературе — лк). Один люкс — это освещенность, при которой световой поток 1 лм падает на площадь в 1 квадратный метр: 1 лк = 1 лм/ 1 м2. Чтобы представить себе эту величину, скажем, что освещенность около 1 лк создается стеариновой свечой на плоскости, перпендикулярной направлению света, с расстояния 1 метр. Для сравнения: освещенность от полной Луны на поверхности Земли зимой на широте Москвы не превышает 0,5 лк; прямая освещенность от Солнца в летний полдень на широте Москвы может достигать 100 000 лк. Допустим, что на рабочем столе освещенность равна 100 лк. На столе лежат листы белой бумаги, какая-то папка черного цвета, книга в сером переплете. Освещенность всех этих предметов одинакова, а глаз видит, что листы бумаги светлее книги, а книга — светлее папки. То есть наш глаз оценивает светлоту предметов не по их освещенности, а по какой-то другой величине. Эта «другая величина» называется яркостью.

Основные светотехнические формулы:

Отражение
Коэффициент отражения — это отношение величины светового потока, отраженного от какой-либо поверхности, к световому потоку, падающему на эту поверхность от какого-либо источника света или светильника. Чем выше коэффициент отражения предмета, тем более светлым он нам кажется. В приведенном примере с рабочим столом коэффициент отражения листов бумаги выше, чем переплета книги, а у этого переплета — выше, чем у папки. Коэффициент отражения материалов зависит как от свойств самих материалов, так и от характера обработки их поверхности. Отражение может быть направленным в какую-то одну сторону или рассеянным в определенном телесном угле. Возьмем лист обычной белой писчей бумаги или ватмана. С какой бы стороны и под каким бы углом мы на такой лист не смотрели, он кажется нам одинаково светлым, то есть яркость его по всем направлениям одинакова. Такое отражение называется диффузным или рассеянным; соответственно, поверхности с таким характером отражения также называются диффузными. Это неглянцевая бумага, большинство тканей, матовые краски, побелка, шероховатые металлические поверхности и многое другое. Но если мы начнем полировать шероховатую металлическую поверхность, то характер ее отражения начнет изменяться. Если поверхность отполирована очень хорошо, то весь падающий на нее свет будет отражаться в одну сторону. При этом угол, под которым отражается падающий свет, точно равен углу, под которым он падает на поверхность. Такое отражение называется зеркальным, а равенство углов падения и отражения света является одним из базовых законов светотехники: на этом законе основаны все методы расчетов прожекторов и светильников с зеркальной оптической частью. Кроме зеркального и диффузного отражения, существует направленно-рассеянное (например, от плохо отполированных металлических поверхностей, шелковых тканей или от глянцевой бумаги), а также смешанное (например, от молочного стекла). Кривая, характеризующая угловое распределение коэффициента отражения, называется индикатрисой отражения. Для поверхностей с диффузным отражением яркость связана с освещенностью простым соотношением: яркость зеркальной поверхности равна яркости отражающихся в ней предметов (источников света, потолка, стен и т.п.), умноженной на коэффициент отражения. Для оценки яркости предметов и поверхностей с направленно-рассеянным и смешанным отражением необходимо знать индикатрисы отражения. Четыре названных световых величины — световой поток, сила света, освещенность и яркость — это те важнейшие понятия, без знания которых невозможно объяснение работы источников света и осветительных приборов. Однако для такого объяснения необходимо еще и знание светотехнических характеристик материалов. С одной из таких характеристик — коэффициентом отражения — мы уже познакомились. Но в природе нет материалов, отражающих весь падающий на них свет. Та доля света, которая не отражается от материала, в общем случае делится еще на две части: одна часть проходит сквозь материал, другая поглощается в нем.

П

Параметры сравнения источников света
Все параметры источников света можно разбить на две группы: технические и эксплуатационные. Технические параметры — это те, которые характеризуют сам источник света безотносительно к условиям его применения. К техническим относятся все электрические, световые и механические параметры ламп.
Основные электрические параметры источников света:

  1. Номинальное напряжение — напряжение, на которое рассчитана конкретная лампа или на которое она может вклю чаться с предназначенной для этого специальной аппаратурой. Для ламп накаливания все остальные параметры снимаются именно при номинальном напряжении. Номинальное напряжение (впрочем, как и любое другое) измеряется в вольтах (сокращенное обозна чение — В, V).
  2. Номинальная мощность лампы — расчетная мощность, потребляемая лампой накаливания при ее включении на номиналь ное напряжение. Для газоразрядных ламп номинальная мощность — это расчетная мощность, которую потребляет лампа при ее включении со специально предназначенной для этого аппаратурой. Мощность измеряется в ваттах (сокращенное обозначение — Вт, W).
  3. Для газоразрядных ламп иногда оговаривается род питающего тока — переменный или постоянный, так как отдельные типы ламп могут работать только на постоянном токе (например, шаровые ксе-ноновые или ртутные). Если такой оговорки в документации на лампу нет, то лампы должны включаться только на переменное напряжение. При работе на постоянном токе обязательно указывается полярность включения: к какому выводу лампы должен подключаться положительный полюс сети (+), ккакому — отрицательный (-). Электрод лампы, к которому подключается положительный полюс напряжения, называется анодом, отрицательный — катодом.
  4. Для некоторых типов ламп (например, для эталонных или образцовых ламп накаливания) вместо номинальной мощности указывается номинальный ток (1Н), который измеряется в амперах (А) или миллиамперах (мА, тА; 1 А - 1000 мА). Из световых параметров в каталогах и справочниках чаще всего указывается номинальный световой поток Ф, то есть поток, который создает лампа при ее номинальной мощности. Единица измерения светового потока, как уже было сказано, — люмен {лм, 1т).

Полупроводниковый источник света
В последние годы, кроме этих двух типов, появился и начал все активнее вторгаться во все области третий тип электрических источников света — полупроводниковый. По прогнозам специалистов, именно этому новому типу принадлежит будущее — уже лет через 10 - 12 может начаться массовое повсеместное внедрение полупроводниковых источников света — светодиодов — не только для световой сигнализации, где они уже сегодня составляют серьезную конкуренцию традиционным лампам накаливания, но и для общего освещения.

Р

Ртутная газоразрядная лампа
Ртутные газоразрядные лампы используют газовый разряд в парах ртути для получения света. Дают свечение белого цвета, кроме того, интенсивное ультрафиолетовое излучение.

Ртутные газоразрядные лампы широко применяются для уличного освещения, однако в настоящее время они постепенно заменяются на более экологически чистые натриевые газоразрядные лампы. Виды:

  • дуговые ртутные лампы высокого давления (ДРЛ);
  • дуговые ртутные металлогалогенные лампы (ДРИ);
  • натриевые газоразрядные лампы низкого и высокого давления (ДНАТ).


Дуговые ртутные лампы высокого давления (ДРЛ)
Для общего освещения цехов, улиц промышленных предприятий и других объектов, не предъявляющих высоких требований к качеству цветопередачи, применяются ртутные лампы высокого давления типа ДРЛ.

Данные лампы характеризуются хорошей передачей цвета, значительной надежностью, а также меньшими расходами на установку и техобслуживание. В составе ламп присутствуют пары ртути, находящиеся под высоким давлением (до 105 Па).

Устройство и принцип действия

Лампа ДРЛ имеет следующее строение: стеклянный баллон, снабженный резьбовым цоколем. В центре баллона укреплена ртутно-кварцевая горелка (трубка) , заполненная аргоном с добавкой капли ртути.

Для получения светового потока применяется электроразрядное излучение в парах ртути. Так как около 40% излучения составляет ультрафиолетовая часть спектра, увеличение светоотдачи достигается при помощи люминофора, преобразующего ультрафиолет в видимый свет. Люминофором покрывается колба лампы.
При изменении напряжения сети на 10-15% в большую или меньшую сторону работающая лампа отзывается соответствующим повышением или потерей светового потока на 25-30%. При напряжении менее 80% сетевого лампа может не зажечься, а в горящем состоянии погаснуть.

Традиционные области применения ламп ДРЛ: освещение открытых территорий, производственных, сельскохозяйственных и складских помещений. Везде, где это связано с необходимостью большой экономии электроэнергии, эти лампы постепенно вытесняются натриевыми лампами высокого давления (НЛВД).

Дуговые ртутные металлогалогенные лампы (ДРИ)

Металлогалогенные лампы (МГЛ) относятся к классу газоразрядных ламп. Не стоит путать их с галогенными, которые являются лампами накаливания. Их объединяют разве что малые размеры и использование в качестве точечных источников света. Но в своей работе металлогалогенные лампы используют не тепловое свечение нити накала, а газовый разряд.

Аббревиатура «ДРИ» расшифровывается, как «Дуговая Ртутная с Излучающими добавками (иодиды и бромиды металлов)». Наряду с ртутью, в эти лампы вводятся йодиды натрия, таллия и индия, благодаря чему значительно увеличивается световая отдача (она составляет примерно 70 - 95 люмен/Вт и выше) излучения. Все металлогалогенные лампы обладают прекрасным качеством цветовой передачи. Они излучают характерный ровный белый свет, с несколько разной цветовой температурой, растения и предметы выглядят под ними совершенно естественно.

Лампы имеют колбы эллипсоидной и цилиндрической формы. Внутри колбы размещается кварцевая или керамическая цилиндрическая горелка, где происходит разряд в парах металлов и их йодидов. Срок службы - до 8-10 тыс. ч.

Изменяя состав примесей в лампах ДРИ, можно добиться «монохроматических» свечений различных цветов (фиолетового, зеленого и т.п.). Благодаря этому ДРИ широко используются для архитектурной подсветки.

Область применения металлогалогенных ламп: уличное освещение, объекты коммерческой недвижимости, служебные помещения. Используются для наружной подсветки зданий, для освещения спортивных сооружений, для рекламной подсветки витрин и щитов. Металлогалогенные лампы отличает высокая мощность и отличный уровень светоотдачи - лампа мощностью в 250 Вт создает освещенность, соизмеримую с прожектором в 1 кВт.

На сегодняшний день широкое распространение данного вида ламп в муниципальных системах наружного освещения тормозится их высокой стоимостью.

С

Свет и излучение
Под светом понимают электромагнитное излучение, вызывающее в глазу человека зрительное ощущение. При этом речь идет об излучении в диапазоне от 360 до 830 нм, занимающем мизерную часть всего известного нам спектра электромагнитного излучения. .Электромагнитных излучений природного, или искусственного происхождения существует множество: это и радиотелевизионные сигналы, рентгеновские и космические лучи, и свет, и многое другое. Общим для всех видов электромагнитных излучений является скорость их распространения в вакууме, равная 300 000 000 метров в секунду. Электромагнитные излучения характеризуются частотой колебаний, показывающей число полных циклов колебаний в секунду, или длиной волны, то есть расстоянием, на которое распространяется излучение за время одного колебания (как говорят, за «один период колебаний»). Частота колебаний (обычно обозначается буквой ?), длина волны (обозначается y) и скорость распространения излучений (обозначается c) связаны простым соотношением: c = ?y

Световой поток
Основной мерой света можно считать световой поток, обозначаемый в светотехнической литературе буквой Ф. Фактически световой поток — это мощность светового излучения, оцениваемая по световому ощущению глаза человека, измеренная не в привычных ваттах или лошадиных силах, а в специальных единицах, называемых люменами (сокращенное обозначение в русскоязычной технической литературе—лм, в иностранной—lm).

Световая отдача h
Единица измерения: люмен на Ватт [лм/Вт].
Световая отдача h показывает, с какой экономичностью потребляемая электрическая мощность преобразуется в свет.

Светодиоды
Электрические источники света появились более 130 лет назад, и за все эти годы люди использовали два типа источников света — тепловые и газоразрядные. И только в самом конце 20-го века появился третий тип электрических источников света — полупроводниковые источники света или светоизлучающие диоды (светодиоды). В светодиодах используется принцип генерации света при прохождении электрического тока через границу полупроводникового и проводящего материалов. Прохождение электрического тока можно представить как поток электронов в определенном направлении, движущийся под действием напряжения между концами проводника. Проводящие материалы или проводники можно сравнить с каналом, по которому течет поток воды, а полупроводники — с порогом на пути потока. В одну сторону («сверху вниз») поток без проблем преодолевает порог, при этом даже выделяя какое-то количество энергии. Но чтобы заставить этот поток преодолеть порог в обратную сторону, надо затратить какое-то усилие, необходимое для подъема потока на высоту порога.

В полупроводниках электрический ток в одну сторону (в проводящем направлении) течет при приложении даже небольшого напряжения (как бы уклона в канале с водой), свободно преодолевая порог. В потоке воды энергия, выделяющаяся при преодолении порога, может вращать турбины, мельничные колеса и т. п. — все зависит от высоты порога и количества протекающей воды. Точно также электроны при преодолении «энергетического порога» выделяют определенную энергию. Обычно эта энергия выделяется в виде тепла, но при определенных условиях может превращаться и в свет. Факт свечения некоторых полупроводниковых материалов (вернее, границы между проводником и полупроводником) при прохождении электрического тока был замечен учеными очень давно (в 1920 году русским инженером А. Ф. Лосевым). Однако это свечение было очень слабым, и практического применения этот эффект долго не находил. В начале 60-х годов появились первые приборы, использующие этот эффект — индикаторные элементы со слабым красным, а через несколько лет и зеленым свечением. Приборы получили название светодиодов. В качестве полупроводникового материала в них использовались арсениды алюминия, индия и смеси этих веществ. Световая отдача светодиодов в те годы составляла не более 0,1 лм/Вт (в 100 раз меньше, чем у ламп накаливания), срок службы измерялся сотнями часов и, естественно, они даже не рассматривались как источники света в общепринятом понимании.

Положение коренным образом начало меняться в конце 80-х годов благодаря работам Ж. И.Алферова и других ученых, когда были созданы принципиально новые полупроводниковые материалы, позволившие сразу на несколько порядков увеличить мощность, яркость, световую отдачу и срок службы светодиодов. В новых материалах используются соединения индия, галлия, алюминия в различных сочетаниях. Светодиоды на основе этих материалов давали уже довольно яркий свет красного, зеленого, желтого и оранжевого цветов. В 1996 году японским специалистам из компании Nichia после двадцатилетних поисков удалось создать первые светодиоды с синим цветом излучения. Синий свет с помощью люминофоров стали превращать в желтый, дающий в комбинации с синим белый свет различных оттенков, и с 1997-98 гг. в разных странах одновременно стали появляться первые осветительные приборы, в которых светодиоды выполняли функции не индикаторных элементов, а именно источников света.
Сегодня светодиоды (иностранное обозначение — LED, Lighting Emitted Diode) — наиболее развивающееся направление в области источников света. Сейчас созданы светодиоды практически всех цветов радуги — от красного до фиолетового, а также диоды, излучающие в инфракрасной области. К производству светодиодов приступили мировые лидеры в области источников света Osram и Philips и десятки более мелких фирм во всех развитых странах.

Cила света
Cила света — это отношение светового потока, заключенного в каком-либо телесном угле, к величине этого угла. Сила света измеряется в канделах (сокращенное русское обозначение кд, иностранное — cd). Слово кандела переводится на русский язык как свеча, и именно свечой называлась единица силы света в СССР до 1963 года.

Стартер
Для включения люминесцентных ламп, кроме дросселей, нужны стартеры. Стартеры во всех странах выпускаются в одном конструктивном исполнении — в виде цилиндра с двумя контактами на дне (рис. 38). Стартеры выпускаются на два номинальных напряжения сети: 110 - 130 В и 220 - 230 В. Параметры и качество стартеров импортного производства мало отличаются от российских показателей.

В 80-е годы ряд зарубежных фирм начал производство электронных стартеров, в которых вместо миниатюрной газоразрядной лампы с биметаллическими электродами была установлена электронная схема, обеспечивающая в комбинации с обычным дросселем прогрев электродов и подачу на лампу высоковольтного поджигающего импульса. Конструктивное исполнение таких стартеров и схемы их включения не отличались от традиционных. Особых преимуществ электронные стартеры не имеют, а цена их значительно выше. В связи с массовым производством электронных аппаратов включения люминесцентных ламп электронные стартеры сейчас не производятся.

Дроссельные схемы включения люминесцентных ламп создают сдвиг фаз между током и напряжением, что приводит к увеличению токовой нагрузки проводов, трансформаторных подстанций, выключателей. Для уменьшения угла сдвига фаз используются схемы компенсации (рис. 25). В подавляющем большинстве случаев используется схема параллельной компенсации. Емкость компенсирующего конденсатора определяется мощностью ламп. Многие недостатки дроссельных схем включения люминесцентных ламп устраняются при использовании электронных аппаратов. В настоящее время в мире ежегодно производятся десятки миллионов таких аппаратов, причем имеется явная тенденция к увеличению объемов их производства. В Швеции и Австрии доля светильников с электронными аппаратами уже превышает 50 %. Об особенностях работы электронных аппаратов и их достоинствах было рассказано выше.

Крупнейшими производителями электронных аппаратов в Европе являются Philips, Osram, TridonicAtco, Vossioh Schwabe, Helvar. Параметры аппаратов разных фирм мало отличаются друг от друга. Особо следует выделить аппараты Quiktronic-Multiwatt фирмы Osram и PC PRO T5 LP фирмы TridonicAtco, способные работать с лампами не одного, а нескольких номиналов мощности.

Практически все названные фирмы производят и аппараты, обеспечивающие регулирование светового потока ламп, то есть электронные пускорегулирующие аппараты (ЭПРА) в полном смысле этого понятия. Кроме обеспечения наиболее комфортного освещения, ЭПРА позволяют создавать и системы автоматического управления освещенностью, дающие экономию электроэнергии до 75 %. Коэффициент мощности всех аппаратов не менее 0,95. Для включения ламп типа ДРЛ требуются только дроссели. Как и в дросселях для люминесцентных ламп, в дросселях для ДРЛ теряется определенная мощность (10 - 15 % от мощности лампы), а для компенсации сдвига фаз между током и напряжением необходимо включение компенсирующих конденсаторов. При этом используется только параллельная компенсация.

В последние годы началось довольно широкое внедрение электронных аппаратов включения разрядных ламп высокого давления, совмещающих функции зажигающего устройства и дросселя. Как было сказано выше, такие аппараты обеспечивают питание ламп током прямоугольной формы с частотой 100 - 150 Гц, что приводит к значительному снижению глубины пульсаций светового потока и улучшению некоторых параметров ламп (срока службы и световой отдачи). За рубежом такие аппараты выпускаются только для ламп небольшой мощности (до 150 Вт).

Т

Телесный угол
Световой поток от источников света — будь то простая спичка или сверхсовременная электрическая лампа — как правило, распространяется более или менее равномерно во все стороны. Однако с помощью зеркал или линз свет можно направить нужным нам образом, сосредоточив его в некоторой части пространства. Часть или доля пространства характеризуется телесным углом. Понятие «телесный угол» прямого отношения к свету не имеет, однако используется в светотехнике настолько широко, что без него невозможно объяснение многих светотехнических терминов и величин.

Тепловые и газоразрядные источники света
Электрические источники света с самого начала развивались по двум направлениям: «лодыгинское» — использование теплового действия электрического тока для разогрева тел до такой температуры, при которой они создают достаточно яркий свет, и «яблочковское» — использование для генерации света электрического разряда между двумя электродами. Первое направление привело к созданию тепловых источников света, второе — газоразрядных. Именно эти два типа до недавнего времени (конец 90-х годов 20-го века) охватывали все многообразие искусственных источников света — от сверхминиатюрных ламп накаливания мощностью в сотые доли ватта до разборных ксеноновых ламп мощностью до 150 кВт.

Тепловые источники света
К тепловым источникам света относятся все лампы накаливания, в том числе галогенные и зеркальные. За 130 лет со времени появления первой лампы А. Н. Лодыгина с телом накала в виде угольного стержня лампы накаливания прошли несколько революционных этапов развития: снабжение ламп резьбовым цоколем (1879 год); использование вольфрама для тела накала (1909 год); наполнение ламп инертным газом и спирализация тела накала (1913 год); создание ламп с биспиральным телом накала и криптоновым наполнением (1936 год); создание ламп с вольфрамово-галогенным циклом (1959 год). Можно сказать, что к настоящему времени технические параметры ламп накаливания близки к теоретическим пределам, и ожидать какого-либо существенного прорыва здесь не приходится. Сейчас в мире ежегодно производится более 4 миллиардов ламп накаливания примерно 5000 типоразмеров — значительно больше, чем всех газоразрядных источников света вместе взятых. Чем же объясняется столь широкое распространение ламп накаливания, параметры которых значительно хуже, чем у лучших газоразрядных ламп? Например, световая отдача обычных осветительных ламп не превышает 15 лм/Вт при сроке службы 1000 часов, в то время как световая отдача последних разработок линейных люминесцентных ламп превысила 100 лм/Вт при сроке службы 18000 часов.

Главными причинами этого, безусловно, являются относительная дешевизна ламп и простота их включения. Для ламп накаливания не требуется использование какой-либо пускорегулирующей аппаратуры, как для всех без исключения газоразрядных ламп — они просто ввинчиваются или вставляются в патроны и включаются обыкновенными выключателями. Другими важными достоинствами ламп накаливания являются: компактность, позволяющая легко управлять распределением светового потока в пространстве; мгновенное включение — номинальный световой поток ламп устанавливается сразу же после подачи на них напряжения; практическая независимость параметров от температуры окружающей среды; достаточно высокая надежность; устойчивость к внешним механическим воздействиям; сплошной спектр излучения, обеспечивающий хорошую цветопередачу (как было сказано выше, общий индекс цветопередачи Ra для всех ламп накаливания равен 100). Основные недостатки ламп накаливания: низкая световая отдача; относительно небольшой срок службы; сильная зависимость световых и эксплуатационных параметров от колебаний сетевого напряжения; большая доля теплового излучения в спектре ламп; большие броски тока в момент включения.

У

Ультрафиолетовое излучение
Коротковолновое излучение, называемое ультрафиолетовым, оказывает сильное биологическое действие — образует загар на коже человека, убивает микробы, а также вызывает различные фотохимические реакции (превращает обычный кислород воздуха в озон, приводит к выцветанию красок и т.п.). С помощью специальных веществ — люминофоров — ультрафиолетовое излучение может быть превращено в видимый свет.

Ц

Цветовая температура
Единица измерения: Кельвин [K].
Цветовая температура источника света определяется путем сравнения с так называемым “черным телом” и отображается “линией черного тела”. Если температура “черного тела” повышается, то синяя составляющая в спектре возрастает, а красная составляющая убывает. Лампа накаливания с тепло-белым светом имеет, например, цветовую температуру 2700 К, а люминесцентная лампа с цветностью дневного света — 6000 К

Цветность света
Цветность света очень хорошо описывается цветовой температурой. Существуют следующие три главные цветности света:
тепло-белая < 3300 К
нейтрально-белая 3300 — 5000 К
белая дневного света > 5000 К.
Лампы с одинаковой цветностью света могут иметь весьма различные характеристики цветопередачи, что объясняется спектральным составом излучаемого ими света.

Цветопередача
В зависимости от места установки лампы и выполняемой ими задачи искусственный свет должен обеспечивать возможность наиболее лучшего восприятия цвета (как при естественном дневном свете). Данная возможность определяется характеристиками цветопередачи источника света, которые выражаются с помощью различных степеней “общего коэффициента цветопередачи” Ra.

Коэффициент цветопередачи отражает уровень соответствия естественного цвета тела с видимым цветом этого тела при освещении его эталонным источником света. Для определения значения Ra фиксируется сдвиг цвета с помощью 8 указанных в DIN 6169 стандартных эталонных цветов, который наблюдается при направлении света тестируемого или эталонного источника света на эти эталонные цвета. Чем меньше отклонение цвета излучаемого тестируемой лампой света от эталонных цветов, тем лучше характеристики цветопередачи этой лампы.

Источник света с показателем цветопередачи Ra = 100 излучает свет, оптимально отражающий все цвета, как свет эталонного источника света. Чем ниже значение Ra, тем хуже передаются цвета освещаемого объекта.

Я

Яркость
Яркость поверхности S — это отношение силы света, излучаемой этой поверхностью в каком-либо направлении, к площади проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную выбранному направлению. Как известно, площадь проекции какой-либо плоской поверхности на другую плоскость равна площади этой поверхности, умноженной на косинус угла между плоскостями. Если для светового потока, силы света и освещенности существуют специальные единицы измерения (люмен, кандела и люкс), то для единицы измерения яркости специального названия нет. Правда, в старых (до 1963 года) учебниках по физике, светотехнике, оптике и в другой технической литературе было несколько названий единиц измерения яркости: в русскоязычной — нит и стильб, в англоязычной — фут-ламберт, апостильб и др. Международная система СИ ни одну из этих единиц не приняла, а принятой единице измерения яркости специального названия не придумала. За единицу измерения яркости сейчас во всех странах принята яркость плоской поверхности, излучающей силу света в 1 кд с одного квадратного метра в направлении, перпендикулярном светящей поверхности, то есть 1 кд/м2. От чего же зависит яркость предметов? Прежде всего, конечно, от количества попадающего на них света. Но в приведенном примере на все предметы, лежащие на столе, попадает одинаковое количество света. Значит, яркость зависит и от свойств самих предметов, а именно — от их способности отражать падающий свет.

Новости компании


Нам доверяют


КЛИЕНТЫ И ПАРТНЕРЫ, КОТОРЫМ НАМ ПОСЧАСТЛИВИЛОСЬ ОКАЗАТЬСЯ ПОЛЕЗНЫМИ:
  • Баннер 38
  • Баннер 40
  • Баннер47
  • Баннер 34
  • Баннер 35
  • Баннер 33
  • Баннер 32
  • Баннер 18
  • Баннер 39
  • Баннер 9
  • Баннер 36
  • Связьстрой Инжиниринг
  • Баннер 7
  • Баннер 1
  • Баннер 26
  • Баннер45
  • Баннер 3
  • Баннер 15
  • Баннер 22
  • Баннер 20
  • Баннер 13
  • Баннер 41
  • Баннер 30
  • Баннер44
  • Баннер 10
  • Баннер 42
  • Баннер 12
  • Баннер 21
  • Баннер 11
  • Баннер 19
  • Баннер 8
  • Баннер46
  • Баннер 4
  • Баннер48
  • Баннер 29
  • Баннер 23
  • Баннер 14
  • Баннер 37
  • Банер 43
  • Баннер 28