10ο Ενιαίο Λύκειο Λάρισας Ερευνητική Εργασία
Λαμπτήρες Φωτισμού Σχολικό Έτος 2013-2014
Λαμπτήρες πυράκτωσης 1.φύση του φωτός 2.ιστορία του λαμπτήρα πυράκτωσης 3.λειτουργία λαμπτήρα 4.επίδραση αλογόνων 5.κατασκευαστικά μέρη λαμπτήρα 6.επίδραση των μεταβολών της τάσεως στο χρόνο ζωής των λαμπτήρων πυράκτωσης Λαμπτήρες φθορισμού 1.γενικά 2.αρχή λειτουργίας 3.λειτουργία του ballast 4.πλεονεκτήματα-μειονεκτήματα 5.ειδικοί τύποι λαμπτήρων φθορισμού 6.βλάβες λαμπτήρων φθορισμού
LED 1.ιστορική αναδρομή 2.τεχνολογία 3.απόδοση λειτουργικές παράμετροι 4.λευκά led 5.μέθοδος πολύχρωμα λευκά led 6.led βασισμένα στο φώσφορο 7.πλεονεκτήματα led 8.εφαρμογές 9.μειονεκτήματα
Οπτικών ινών 1.κατασκευή 2.που τις χρησιμοποιούμε? 3.αρχή λειτουργίας 4.σύστημα φωτισμού οπτικών ινών , συσκευή φωτισμού , οπτικές ίνες 5.οπτικές ίνες πλάγιου φωτισμού 6.πλαστικές οπτικές ίνες 7.πλεονεκτήματα του φωτισμού με οπτικές ίνες
ΛΑΜΠΤΗΡΕΣ ΠΥΡΑΚΤΩΣΗΣ
ΦΥΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ • Ένα σώμα, όταν εκπέμπει ακτινοβολία δημιουργεί γύρω του δύο μεταβαλλόμενα πεδία, τα οποία είναι κάθετα μεταξύ τους και διαδίδονται ταυτόχρονα στον χώρο. Το ηλεκτρικό και το μαγνητικό πεδίο. Η ακτινοβολία αυτή ονομάζεται ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.
ΦΥΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ • Μια φωτεινή ακτινοβολία ονομάζεται μονοχρωματική όταν συνίσταται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα με το ίδιο μήκος κύματος. Για παράδειγμα, η ακτινοβολία που αντιστοιχεί στο κόκκινο χρώμα έχει μήκος κύματος περίπου 7000 Αo. Αντίθετα όταν μια ακτινοβολία αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα με διαφορετικά μήκη κύματος ονομάζεται σύνθετη.
ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΛΑΜΠΤΗΡΑ Η λειτουργία του λαμπτήρα πυράκτωσης στηρίζεται στο φαινόμενο της θέρμανσης ενός μεταλλικού νήματος μέχρι λευκοπυρώσεως με την βοήθεια του ηλεκτρικού ρεύματος. Παρ’ όλες τις βελτιώσεις που έγιναν μέχρι σήμερα το ποσοστό της καταναλισκόμενης ηλεκτρικής ενέργειας που μετατρέπεται σε ωφέλιμη φωτεινή ενέργεια ( ακτινοβολία ορατού φάσματος) δεν ξεπερνά το 10-12% και η φωτιστική απόδοση των λαμπτήρων αυτών είναι 10-20 Lm/w .
ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΑΛΟΓΟΝΩΝ • Υψηλές όμως θερμοκρασίες στο νήμα προκαλούν γρήγορη εξάχνωσή του. Η εξάχνωση του νήματος τα τελευταία χρόνια έχει αντιμετωπιστεί με την χρήση αλογόνων στοιχείων ( ιώδιο, φθόριο, βρώμιο) .Μέσα στον κώδωνα του λαμπτήρα τοποθετείται μικρή ποσότητα ατμών ενός αλογόνου η οποία επιδρά με τα προϊόντα της εξάχνωσης και σχηματίζει χημική ένωση. Το αλογονίδιο επικάθεται στο νήμα και λόγο της υψηλής θερμοκρασίας διασπάται, έτσι το τουνγκστένιο μένει πάνω στο νήμα ενώ το αλογόνο ελευθερώνεται για να αρχίσει ένα νέο κύκλο.
ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΑ ΜΕΡΗ ΤΟΥ ΛΑΜΠΤΗΡΑ • Τα κυριότερα μέρη από τα οποία αποτελείται ένας λαμπτήρας πυράκτωσης είναι το νήμα, ο κώδωνας, το αέριο και ο κάλυκας. Το νήμα κατασκευάζεται από το υλικό τουγκστένιο, λόγω του υψηλού σημείου τήξεως.
ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΑ ΜΕΡΗ ΤΟΥ ΛΑΜΠΤΗΡΑ • • • • • • • • •
Τα νήματα παράγονται σε τρεις μορφές: α) ευθύγραμμη β) ελικοειδή γ) διπλής ελικοειδούς περιελίξεως. Το νήμα ελικοειδούς περιελίξεως εξασφαλίζει σμίκρυνση του μήκους και συνεπώς απλούστευση στη στήριξη του. 1. Με την ελικοειδή και την διπλή ελικοειδή περιέλιξη, αυξάνεται ο βαθμός απόδοσης, και το μέγεθος του νήματος, απλουστεύεται η στήριξη του νήματος και η κατασκευή του λαμπτήρα. 2. Τα στηρίγματα νήματος 3.Ο κώδωνας 4.Το αέριο 5. Ο κάλυκας
ΛΑΜΠΤΗΡΕΣ ΦΘΟΡΙΣΜΟΥ
Γενικά Ο λαμπτήρας φθορισμού είναι ένας λαμπτήρας εκκένωσης αερίου χαμηλής πίεσης ο οποίος χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα για την διέγερση των ατμών υδραργύρου (πίεση του αερίου στον σωλήνα 5/1000 mm Hg σε θερμοκρασία 40 βαθμών Κελσίου).
Ο Σωλήνας των λαμπτήρων αυτών περιέχει δυο νήματα πυράκτωσης, αέρια , άζωτο ή αργό, και μια σταγόνα υδράργυρο . Επίσης εσωτερικά ο σωλήνας είναι επιχρισμένος με φθορίζουσα ουσία που συνήθως είναι άλατα θορίου πυριτίου ή βολφραμίου. Όταν στον λαμπτήρα ασκηθεί κατάλληλη τιμή τάσης στο εσωτερικό του λαμπτήρα προκαλείται εκκένωση αερίου από την οποία παράγεται υπεριώδης (αόρατη) ακτινοβολία. Η φθορίζουσα ουσία έχει την ιδιότητα να μετατρέπει την αόρατη ακτινοβολία σε ορατή. Με κατάλληλο συνδυασμό των διάφορων φθοριζουσών ουσιών πετυχαίνονται διάφορες αποχρώσεις του παραγόμενου φωτός.
Λειτουργίες που εκτελούν τα ballast • Περιορίζει και σταθεροποιεί το ρεύμα που αναπτύσσεται λόγω της αρνητικής αντίστασης που παρουσιάζει ο λαμπτήρας. • Εξασφαλίζει την διατήρηση της εκκένωσης αν και η τάση και το ρεύμα μηδενίζονται ,σε κάθε περίοδο δυο φορές. • Παρέχει την απαιτούμενη μεγάλη τάση για την εναυση του λαμπτήρα.
Πλεονεκτήματα • Οικονομική λειτουργία • Κατά τη λειτουργία τους δεν αναπτύσσονται μεγάλες θερμοκρασίες • Η ποικιλία και η ένταση του φωτισμού των λαμπτήρων επιτρέπει την χρήση τους σε πλήθος εφαρμογών στο χώρο της φωτεινής διακόσμησης • Οι λαμπτήρες φθορισμού παρουσιάζουν μικρή λαμπρότητα.
•
• • •
Μειονεκτήματα Για την λειτουργία τους οι λαμπτήρες φθορισμού απαιτούν την τοποθέτηση τους σε κατάλληλα φωτιστικά σώματα. Αυτό έχει σαν συνέπεια τη μεγάλη δαπάνη αρχικής εγκατάστασης. Απαιτείται η χρήσης ειδικής διάταξης απόσβεσης λόγω των ηχητικών παρασίτων που δημιουργούνται. Απαιτείται η κατάλληλη ηλεκτρολογική συνδεσμολογία διαφόρων εξαρτημάτων για την απρόσκοπτη λειτουργία τους. αν δεν γίνει η κατάλληλη επιλογή λαμπτήρα με βάση συγκεκριμένα κριτήρια τότε ο φωτισμός θα υστερεί κυρίως στην απόδοση χρωμάτων.
Ειδικοί τύποι λαμπτήρων • Λαμπτήρες μαύρου φωτός : είναι λαμπτήρες υπεριωδών ακτινών και φέρουν ως περίβλημα γυάλινο φίλτρο με προσμίξεις κοβαλτίου. Βρίσκει εφαρμογές στην αναζήτηση πλαστών. • Λαμπτήρες απόχρωσης 79 : τονίζει το κόκκινο και το ροζ χρώμα, χρησιμοποιούνται σε βιτρίνες ,κρεοπωλεία , ανθοπωλεία κτλ.
• Λαμπτήρες απόχρωσης 89 : δίνει ψυχρή αίσθηση, χρησιμοποιούνται για τον φωτισμό ενυδρείων και συναφών εφαρμογών. • Λαμπτήρες φθορισμού με εξωτερικό κάλυμμα προστασίας: είναι λαμπτήρες φθορισμού με αντιθραυσματική προστασία και χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές φωτισμού χώρων όπου παράγονται, διανέμονται, είδη τροφίμων. Χάρις στη διαφανή επικάλυψη του λαμπτήρα , σε περίπτωση σπασίματος του, κάθε κομμάτι γυαλιού παραμένει στη θέση του προστατεύοντας τα προϊόντα που φωτίζονται και το περιβάλλον εργασίας.
Βλάβες λαμπτήρων φθορισμού •
• •
Συμπτώματα: ο λαμπτήρας ανάβει με δυσκολία, το φως δεν είναι σταθερό, τα άκρα του λαμπτήρα μαυρίζουν Αίτια: ο λαμπτήρας τελειώνει Απαιτούμενη ενέργεια: Αντικατάσταση του λαμπτήρα.
ΔΙΟΔΟΙ ΦΩΤΟΕΚΠΟΜΠΗΣ [LED] ΓΕΝΙΚΑ LED σημαίνει δίοδος εκπομπής φωτός (Light Emitting Diode ). Δίοδος φωτός αποκαλείται ένας ημιαγωγός που εκπέμπει φωτεινή ακτινοβολία όταν του παρέχεται μια ηλεκτρική τάση κατά τη φορά ορθής πόλωσης δηλαδή είναι δίοδοι που, όταν πολωθούν ορθά, εκπέμπουν φως. Η αρχή λειτουργίας τους οφείλεται στον μηχανισμό επανασύνδεσης των ηλεκτρονίων και των οπών που είναι διαφορετικός από τις κοινές διόδους. Με την επανασύνδεση τα ηλεκτρόνια, επιστρέφοντας στη ζώνη αγωγιμότητας, ελευθερώνουν ενέργεια που εμφανίζεται στο χώρο σαν ακτινοβολία.
ΑΠΟΔΟΣΗ ΧΡΩΜΑΤΟΣ • Το χρώμα του φωτός που εκπέμπει μία φωτοδίοδος εξαρτάται από το υλικό που έχει κατασκευαστεί και από τη ποιότητα των προσμείξεων. Για παράδειγμα οι δίοδοι που είναι κατασκευασμένες από γάλλιο και φώσφορο δίνουν πράσινο χρώμα ενώ δίοδοι που είναι κατασκευασμένες από γάλλιο-αρσενικό και φώσφορο δίνουν κόκκινο χρώμα.
ΛΕΥΚΑ LED • Υπάρχουν δύο τρόποι για την παραγωγή λευκού φωτός χρησιμοποιώντας led .Ο ένας είναι να χρησιμοποιηθούν μεμονωμένα led που εκπέμπουν τα τρία βασικά χρώματα κόκκινο, πράσινο, μπλε και στη συνέχεια να αναμειχθούν όλα τα χρώματα για να παράγουν λευκό φως. Ο άλλος τρόπος είναι η χρήση φωσφόρου για να μετατρέψει το μονοχρωματικό φως από ένα led μπλε σε λευκό φως κατά τον ίδιο τρόπο που δουλεύει ένας λαμπτήρας φθορισμού.
ΛΕΥΚΑ LED • Η πιο κοινή μέθοδος είναι η χρήση κόκκινου, πράσινου και μπλε (RGB) η μέθοδος ονομάζεται πολύχρωμα λευκά LED. Αυτή η μέθοδος παρουσιάζει ευελιξία στη ανάμειξη διαφόρων χρωμάτων. Ο μηχανισμός αυτός έχει μεγαλύτερη απόδοση στην παραγωγή λευκού φωτός.
Led βασισμένα στο φωσφόρο • Αυτή η μέθοδος συμπεριλαμβάνει την επίστρωση ενός led μονού χρώματος (συνήθως μπλε led) με φωσφόρο σε διάφορα χρώματα για να παράγουν λευκό φως, προκύπτοντας έτσι led που ονομάζονται λευκά led βασιζόμενα σε φωσφόρο. Τα βασισμένα σε φωσφόρο led έχουν χαμηλότερη απόδοση από τα συνηθισμένα led, λόγω της απώλειας θερμότητας και εξαιτίας άλλων παραγόντων που σχετίζονται με τον φώσφορο. .Ωστόσο η μέθοδος φωσφόρου εξακολουθεί να είναι η πιο δημοφιλής τεχνική για την κατασκευή λευκών led. Ο σχεδιασμός και η παραγωγή μιας πηγής φωτός χρησιμοποιώντας μονοχρωματικό εκπομπέα με μετατροπέα φωσφόρου είναι απλούστερη και φθηνότερη από ένα πολύπλοκο σύστημα RGB και η πλειονότητα των υψηλής έντασης λευκών led σήμερα στην αγορά κατασκευάζονται με την χρήση μετατροπέα φωσφορούχου φωτός.]
Πλεονεκτήματα χρήσης των led • •
• • •
• • •
Απόδοση –Τα led παράγουν περισσότερο φώς ανά watt από τους λαμπτήρες πυρακτώσεως. Αυτό είναι σημαντικό σε συσκευές εξοικονόμησης ενέργειας ή συσκευές που τροφοδοτούνται από μπαταρίες. Χρώμα – Τα led μπορούν να εκπέμψουν φώς στο χρώμα της προτίμησής μας χωρίς τη χρήση φίλτρων χρωματισμού που απαιτούνται στις παραδοσιακές μεθόδους φωτισμού. Αυτό είναι πιο αποδοτικό και μπορεί να μειώσει το αρχικό κόστος Χρόνος on/off – Τα led ανάβουν πολύ γρήγορα Συχνή χρήση – Τα led είναι ιδανικά για χρήση σε εφαρμογές που υπόκεινται σε συχνή on-off χρήση, σε αντίθεση με τους λαμπτήρες φθορισμού που καίγονται πιο γρήγορα όταν εναλλάσσονται συχνά Ψυχρό φώς-σε αντίθεση με τις περισσότερες πηγές φωτός, τα led εκπέμπουν πολύ λίγη θερμότητα με τη μορφή της IR που να προκαλεί βλάβες σε ευαίσθητα αντικείμενα ή υφάσματα. Η καταναλισκόμενη ενέργεια διανέμεται ως θερμότητα μέσω της βάσης των led. Διάρκεια ζωής-τα led μπορεί να έχουν μια σχετικά μακρά διάρκεια ζωής μία έρευνα εκτιμά 35.000-50.000 ώρες ωφέλιμης ζωής, εντούτοις ο χρόνος μέχρι την οριστική τους παύση μπορεί να είναι μεγαλύτερος. Αντοχή σε κραδασμούς-τα led, όντας συμπαγή, είναι δύσκολο να καταστραφούν με εξωτερικούς κραδασμούς, σε αντίθεση με τους λαμπτήρες φθορισμού και τους λαμπτήρες πυρακτώσεως που είναι εύθραυστοι. Τοξικότητα-τα led δεν περιέχουν υδράργυρο, σε αντίθεση με τους λαμπτήρες φθορισμού.
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ • • • • • •
Ενδείξεις κατάστασης σε μια ποικιλία εξοπλισμού Οθόνες led που χρησιμοποιούνται ως οθόνες τηλεόρασης σε γήπεδα, ηλεκτρονικούς πίνακες και διακοσμητικές εικόνες. Φωτεινούς σηματοδότες και σημάνσεις. Φωτεινά σήματα εξόδων. Κόκκινες ή κίτρινες λυχνίες LED που χρησιμοποιούνται ως ενδείξεις σε πιλοτήρια αεροσκαφών, γέφυρες υποβρυχίων και πλοίων, αστρονομικά παρατηρητήρια, καθώς και σε ανοιχτούς χώρους Εξαιτίας της μεγάλης διάρκειας ζωής τους και τους γρήγορους χρόνους ανταπόκρισής τους, τα led έχουν χρησιμοποιηθεί στην αυτοκινητοβιομηχανία για τα υψηλά τοποθετημένα φώτα φρένων, για τα φώτα φρένων των φορτηγών και των λεωφορείων και για τα φώτα σήμανσης πορείας( φλας) αλλά, πολλά ακριβά οχήματα αρχίζουν τώρα να χρησιμοποιούν led για ολόκληρα τα φωτιστικά του πίσω μέρους τους. Εκτός από το κέρδος σε αξιοπιστία, προσφέρουν και αισθητικό πλεονέκτημα βελτιώνει την ασφάλεια, δίνοντας στους οδηγούς περισσότερο χρόνο για να αντιδράσουν. Έχει αναφερθεί ότι σε κανονικές ταχύτητες αυτοκινητόδρομου η μείωση του χρόνου αντίδρασης αντιστοιχεί στην κάλυψη απόστασης ίσης με το μήκος ενός αυτοκινήτου.
ΛΑΜΠΤΗΡΕΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ
ΠΩΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΖΟΝΤΑΙ ΟΙ ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣ • Οι οπτικές ίνες κατασκευάζονται από εξαιρετικά καθαρό οπτικό γυαλί ή από πλαστικό. Ωστόσο το γυαλί σε μια οπτική ίνα , έχει πολύ λιγότερες προσμίξεις από γυαλί παραθύρου.
ΑΙΤΙΕΣ ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗΣ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ • Λόγω απορρόφησης που οφείλεται στις ξένες προσμίξεις που υπάρχουν στο γυαλί τότε το φως απορροφάτε από την οπτική ίνα • Σε περίπτωση που το γυαλί με το οποίο κατασκευάζεται η οπτική ίνα έχει ανομοιόμορφες διακυμάνσεις τότε προκαλείται σκέδαση του φωτός προς όλες τις κατευθύνσεις. Το φως διεισδύει στο μανδύα και διασκορπίζεται. Το φαινόμενο αυτό παρατηρείται αν στην οπτική ίνα υπάρχουν συνδέσεις.
• Κακή κατασκευή, εάν υπάρχουν μικροδιακυμάνσεις στο εσωτερικό της το φως αποδυναμώνεται. Η οπτική ίνα θα πρέπει να είναι λεία. • Λόγω μεγάλης καμπής της οπτικής ίνας.
ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣ Το φως κατά τη διέλευσή του παραμένει στον πυρήνα της οπτικής λόγω του φαινόμενου της ολικής ανάκλασης. Αυτό προκαλεί την ίνα να λειτουργήσει ως κυματοδηγό. Το κάθε κύμα φωτός εισέρχεται στην οπτική ίνα υπό ελαφρώς διαφορετική γωνία σε σχέση μετά άλλα και ακολουθεί την δική του διαδρομή μέσα της , μέσω διαδοχικών ανακλάσεων στο περίβλημα.
ΟΛΙΚΗ ΑΝΑΚΛΑΣΗ Ολική ανάκλαση ονομάζεται το φαινόμενο κατά το οποίο ανακλάσεις γίνονται στα τοιχώματα της οπτικής ίνας με αποτέλεσμα να λειτουργούν τα τοιχώματα σαν καθρέφτης και είναι η αιτία που τα κύματα φωτός μένουν μέσα στην οπτική ίνα συνεχίζοντας το ταξίδι τους μέχρι το άλλο άκρο, χωρίς να βγαίνουν από την ίνα.
ΤΜΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΑ ΟΠΟΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΙΤΑΙ ΜΙΑ ΟΠΤΙΚΗ ΙΝΑ Το εσωτερικό μέρος της οπτικής ίνας, ονομάζεται πυρήνας και μέσω αυτού ταξιδεύουν τα κύματα φωτός. Ωστόσο, ο πυρήνας είναι περιτυλιγμένος από την επικάλυψη (απλή ή πολλαπλή που είναι ομόκεντρος με τον πυρήνα κύλινδρος Έχει μικρότερο δείκτη διάθλασης από τον πυρήνα για να παθαίνει το φως συνεχείς ολικές ανακλάσεις. Η επικάλυψη αυτή ονομάζεται μανδύας. περίβλημα. Το περίβλημα προστατεύει την οπτική ίνα και την κάνει πιο ανθεκτική στις μηχανικές καταπονήσεις και είναι κατασκευασμένο από αδιαφανές πλαστικό
ΤΜΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΑ ΟΠΟΙΑ ΑΠΟΤΕΛΕΙΤΑΙ ΈΝΑ ΣΥΣΤΗΜΑ ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣ Μία ειδική συσκευή με τη φωτεινή πηγή (λαμπτήρα) Μία δεσμίδα οπτικών ινών (συμβατή με τη συσκευή και τον εξοπλισμό της) Τερματικά φωτιστικά σώματα (σταθερά, κινητά, διακοσμητικά)
ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟΝ ΤΡΟΠΟ ΠΟΥ ΦΩΤΙΖΟΥΝ •
• •
ΣΗΜΕΙΑΚΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Όπου το φως εισέρχεται από τη συσκευή στην ίνα και εξέρχεται από το τέλος της ίνας. Αυτές οι οπτικές ίνες είναι καλυμμένες με αδιαφανές υλικό, και καταλήγουν σε κάποιο φακό ή κάποιο φωτιστικό. ΠΛΑΓΙΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ Όπου το φως εισέρχεται από τη συσκευή στην ίνα και εξέρχεται συνεχώς από τα τοιχώματα της ίνας σαν νέο. Αυτές οι οπτικές ίνες επικαλύπτονται από διάφανο υλικό, γιατί ο σκοπός είναι να μην παγιδεύουν τις συνεχείς ανακλάσεις αλλά να διαφεύγει κάποιο φως και να φωτίζει όλο το μήκος τους
ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣ •
Οι γυάλινες εξασφαλίζουν επαρκή φωτισμό χωρίς να βλάπτουν τις φωτιζόμενες επιφάνειες ή τα αντικείμενα που φωτίζουν. • Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακόμα και από ελάχιστη απόσταση σε μικρούς χώρους εκεί όπου τα συμβατικά συστήματα φωτισμού δεν θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για λόγους ασφαλείας • Χρησιμοποιούνται κάτω από οποιεσδήποτε ατμοσφαιρικές συνθήκες ακόμα και υποβρυχίως. • . Η χρωματική τους απόδοση είναι άριστη • Το κόστος εγκατάστασης , λειτουργίας, συντήρησης είναι χαμηλό αφού χρησιμοποιείται ένας λαμπτήρας για πολλά φωτιστικά σημεία . •
Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε σε εκθέσεις αντικειμένων και υλικών που είναι ευαίσθητα στην θερμοκρασία ή στην υπεριώδη ή στην υπέρυθρη ακτινοβολία (εκθέσεις ζωγραφικής)
ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΦΩΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΠΛΑΣΤΙΚΕΣ ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣ • 1. Οι συνθετικές οπτικές ίνες χρησιμοποιούνται κυρίως για πλάγιο φωτισμό επειδή είναι πιο εύκαμπτες από τις γυάλινες δίνουν μεγαλύτερη ευελιξία για εγκατάσταση. • 2. Χρησιμοποιούνται στην διακόσμηση για προσόψεις κτιρίων σκάλες πισίνες κήπους βιτρίνες κτίρια μνημεία θέατρα κλπ • 3. Η χρησιμοποίηση τους στο νερό δε θέτει πρόβλημα ασφάλειας
ΛΑΜΠΤΗΡΕΣ ΑΤΜΩΝ ΝΑΤΡΙΟΥ ΧΑΜΗΛΗΣ ΠΙΕΣΗΣ Ο λαμπτήρας ατμών νατρίου χαμηλής πίεσης είναι ένα είδος λαμπτήρα εκκένωσης που έχει τον μεγαλύτερο βαθμό απόδοσης από τους λαμπτήρες εκκένωσης μπορεί να φθάσει τα 200 Lm/W. Η μονοχρωματική ακτινοβολία κίτρινου χρώματος είναι το παραγόμενο φως με μήκος κύματος 5890Αο . Το φώς που παράγουν οι λαμπτήρες ατμών νατρίου παρουσιάζει μεγάλη διεισδυτικότητα σε περιβάλλον ομιχλώδες ή σε σκονισμένο περιβάλλον. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με το μεγάλο βαθμό απόδοσης που μας παρέχει ο λαμπτήρας, τον καθιστά ως την πιο κατάλληλη πηγή φωτός για το φωτισμό οδικών αρτηριών. Εάν συγκρίνουμε το κόστος εκμετάλλευσης του λαμπτήρα νατρίου με αυτό του υδραργύρου οι λαμπτήρες νατρίου έχουν τρεις φορές μικρότερο κόστος από τους αντίστοιχους του υδραργύρου.
ΛΑΜΠΤΗΡΕΣ ΑΤΜΩΝ ΝΑΤΡΙΟΥ ΧΑΜΗΛΗΣ ΠΙΕΣΗΣ Ο λαμπτήρας ατμών νατρίου χαμηλής πίεσης είναι ένα είδος λαμπτήρα εκκένωσης που έχει τον μεγαλύτερο βαθμό απόδοσης από τους λαμπτήρες εκκένωσης μπορεί να φθάσει τα 200 Lm/W. Η μονοχρωματική ακτινοβολία κίτρινου χρώματος είναι το παραγόμενο φως με μήκος κύματος 5890Αο . Το φώς που παράγουν οι λαμπτήρες ατμών νατρίου παρουσιάζει μεγάλη διεισδυτικότητα σε περιβάλλον ομιχλώδες ή σε σκονισμένο περιβάλλον. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με το μεγάλο βαθμό απόδοσης που μας παρέχει ο λαμπτήρας, τον καθιστά ως την πιο κατάλληλη πηγή φωτός για το φωτισμό οδικών αρτηριών. Εάν συγκρίνουμε το κόστος εκμετάλλευσης του λαμπτήρα νατρίου με αυτό του υδραργύρου οι λαμπτήρες νατρίου έχουν τρεις φορές μικρότερο κόστος από τους αντίστοιχους του υδραργύρου.
ΛΑΜΠΤΗΡΕΣ ΑΤΜΩΝ ΥΔΡΑΡΓΥΡΟΥ
ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ • Μετά το σβήσιμο χρειάζεται ένας συγκεκριμένος χρόνος για την ψύξη του υδραργύρου και την επαναλειτουργία. Κατασκευάζεται σε σωληνοειδής και αχλαδωτούς. Ο χρόνος που μεσολαβεί από τη έναρξη μέχρι την πλήρη λειτουργία του λαμπτήρα κυμαίνεται από 3-5 λεπτά. Διακρίνονται σε απλούς, διορθωμένου φάσματος, με μεταλλικά ιώδια και λαμπτήρες μεικτού φωτισμού.
Απλοί λαμπτήρες ατμών υδραργύρου • Χρησιμοποιούνται στον οδικό φωτισμό καθώς είναι αρκετά φθηνοί. Ο χρόνος ζωής των λαμπτήρων ισχύος από 50400w είναι 22000 ώρες ενώ των λαμπτήρων ισχύος 700-1000w είναι 14000ώρες. Στους λαμπτήρες αυτούς κυριαρχεί το κίτρινο χρώμα και το μπλε ενώ λείπει το κόκκινο
Λαμπτήρες ατμών υδραργύρου βελτιωμένου φάσματος • Έχει γίνει επικάλυψη στα εσωτερικά τοιχώματα του εξωτερικού κώδωνα με φθορίζουσα ουσία, εμπλουτίζεται το φάσμα εκπομπής με ερυθρά μήκη κύματος. Επιπλέον το μεγαλύτερο μέρος της αόρατης υπεριώδους ακτινοβολίας που παράγεται μετατρέπεται από την φθορίζουσα ουσία σε ορατό φως και βελτιώνεται ο βαθμός απόδοσης σε 60lm/w..
Λαμπτήρες ατμών υδραργύρου υψηλής πίεσης με μεταλλικά αλογονίδια •
Πλεονεκτήματα: Εξαιρετική φασματική κατανομή, ικανοποιητικό δείκτη χρωματικής απόδοσης, εκπέμπουν χρώμα λευκό, χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, μεγάλη φωτιστική απόδοση, έχουν χαμηλές απώλειες υπό μορφή θερμότητας, έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής
Ειδικοί λαμπτήρες εκκένωσης • Χρησιμοποιούνται σε προβολείς και μηχανές κινηματογράφου. Επίσης σε βιομηχανικές επεξεργασίες, γραφικές τέχνες και σε φωτοτυπικά μηχανήματα, στην αρχαιολογία καθώς και για διαχωρισμό χρωμάτων κ.τ.λ
Λαμπτήρες μικτού φωτισμού • Ο ικανοποιητικός βαθμός απόδοσης και η διάρκεια τους αντικαθιστούν τον λαμπτήρα πυράκτωσης. Χρησιμοποιούνται για φωτισμό δρόμων πρατηρίων βενζίνης χώρων στάθμευσης.
Λαμπτήρες ξένου υψηλής πιέσεως
. Για να λειτουργήσουν χρειάζονται υψηλή τάση και με τη χρήση του αερίου ΄΄ξένον΄΄ ο λαμπτήρας αποδίδει χωρίς καθυστέρηση πλήρη φωτεινή ροή. Οι λαμπτήρες ‘’ξένον’’ εκπέμπουν λευκό φώς που μοιάζει με το φώς της ημέρας και αποδίδει με μεγάλη πιστότητα τα χρώματα των αντικειμένων.
Διάκριση: -Μικρού ηλεκτρικού τόξου -Μεγάλου ηλεκτρικού τόξου (αερόψυκτοι) -Μεγάλου ηλεκτρικού τόξου (υδρόψυκτοι)
ΕΙΔΗ ΛΑΜΠΤΗΡΩΝ ΞΕΝΟΥ ΥΨΗΛΗΣ ΤΑΣΕΩΣ 1. μικρού ηλεκτρικού τόξου
Επειδή το αέριο πλήρωσης βρίσκεται στο σωλήνα υπό πίεση πολλών ατμοσφαιρών, οι λαμπτήρες αυτοί παραδίνονται καλυμμένοι με προστατευτικό περίβλημα, ο οποίο αφαιρούμε μετά τις εργασίες. 2. μεγάλου
ηλεκτρικού τόξου (αερόψυκτοι
3. μεγάλου ηλεκτρικού τόξου (υδρόψυκτοι)
Φωτεινοί σωλήνες νέον Είναι λαμπτήρες που έχουν χαμηλή πίεση και δε διαθέτουν εκκινητές . Την υψηλή τάση την οποία χρειάζονται για να λειτουργήσουν τους την παρέχουν μετασχηματιστές κατάλληλου τύπου (σκεδαζόμενου μαγνητικού πεδίου) . .
Το χρώμα που εκπέμπουν εξαρτάται από το είδος ευγενούς αερίου : Νέον- Κόκκινο χρώμα Άζωτο-Χρυσοκίτρινο Ήλιον-Ανοιχτό ροζ Μίγμα νέον-Ατμοί υδραργύρου-κυανό χρώμα Μπορούν να επιτευχθούν έως τριάντα διαφορετικά χρώματα .Η απόδοση φωτός των φωτεινών σωλήνων κυμαίνεται μεταξύ 20 και 30 lm/w.
-Η διάρκεια ζωής είναι περίπου 6000 ώρες και δεν επηρεάζεται από την συχνότητα που αναβοσβήνουμε τον λαμπτήρα. -Οι λαμπτήρες αυτοί συνήθως χρησιμοποιούνται για διαφημιστικούς σκοπούς (φωτεινές επιγραφές). Τα μήκος των σωλήνων αυτών μπορει να φθάσει από 5 μέχρι 15 μέτρα.
Σημαντική παρατήρηση • Η ηλεκτρική συνδεσμολογία πρέπει να γίνεται από ειδικευμένους τεχνίτες , επειδή λειτουργούν σε πολύ υψηλές τάσεις λειτουργίας (6-15 kv ) και απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή η γείωσή της
Πηγές • • • • •
el wikipedia.org/wiki/οπτική ίνα 3lyk- kalam.mes.sch.gr/opt fiber gr.html www.lucarte.gr. www.bauerenergy.gr/el/led Στοιχεία ηλεκτρονικής Α΄τάξη 1ου κύκλου Τ.Ε.Ε. Ο.Ε.Δ.Β. Βαρζάκας Παναγιώτης Πάσχος Ιωάννης Τσελέκας Πολύδωρος • Φωτοτεχνία ηλεκτρικές συσκευές Φίλιππου Δημόπουλου • Ειδικές ηλεκτρικές εγκαταστάσεις Α τεύχος εκδόσεις ΟΕΔΒ Δημητρόπουλος Βασίλειος Βαρβατσουλάκης Μιχαήλ Κουτουλάκος Χρήστος Γεωργάκης Θεόδωρος