Sources lumineuses électriques. Schéma, description

ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
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Sources lumineuses électriques. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / éclairage

Sources lumineuses électriques lampes à incandescence, lampes fluorescentes basse pression et lampes au mercure haute pression.

Les lampes électriques les plus courantes sont à incandescence. Le principe de leur fonctionnement repose sur la transformation de l'énergie électrique passant par son fil en énergie de rayonnement visible, affectant les organes visuels humains et créant une sensation de lumière proche du blanc.

Ce processus se produit lorsque le filament de la lampe est chauffé à 2600 2700-3200 3400 °C. Le filament de la lampe ne brûle pas, car le point de fusion du tungstène à partir duquel le filament est fabriqué est beaucoup plus élevé (XNUMX XNUMX-XNUMX XNUMX °C) que la température du filament, et également parce que l'air a été retiré de la lampe. l'ampoule ou l'ampoule est remplie de gaz inertes (un mélange d'azote, d'argon, de xénon), dans lesquels le métal ne s'oxyde pas.

La durée de vie des lampes à incandescence est très variable, car elle dépend des conditions de fonctionnement, notamment de la stabilité de la tension nominale, de la présence ou non d'impacts mécaniques sur la lampe (chocs, vibrations), de la température ambiante, etc. les lampes à incandescence à usage général durent entre 1000 1200 et XNUMX XNUMX heures

Lorsqu'une lampe à incandescence fonctionne longtemps, son filament s'évapore progressivement sous l'influence de températures de chauffage élevées, diminue de diamètre et finit par griller.

Plus la température de chauffage du filament est élevée, plus la lampe émet de lumière, mais en même temps le processus d'évaporation du filament est plus intense et la durée de vie de la lampe est réduite. À cet égard, pour les lampes à incandescence, une température de filament est fixée à laquelle le rendement lumineux requis de la lampe et une certaine durée de son service sont assurés.

vide sont appelées lampes à incandescence, du volume interne (ampoule) duquel l'air a été retiré.

Les lampes à flacons remplis de gaz inertes sont appelées rempli de gaz.

A conditions égales, les lampes à gaz ont un rendement lumineux supérieur aux lampes à vide, puisque le gaz sous pression dans l'ampoule empêche l'évaporation du filament, ce qui lui permet d'augmenter sa température de fonctionnement. L'inconvénient des lampes à gaz est une perte supplémentaire de chaleur du filament par convection du gaz remplissant la cavité interne de l'ampoule.

Afin de réduire les pertes de chaleur, les lampes à gaz sont remplies de gaz à faible conductivité thermique. Une autre direction pour réduire les pertes de chaleur est de réduire la taille et de modifier la conception du filament : il est réalisé sous la forme d'une monohélice hélicoïdale dense ou d'une double hélice (bispirale).

L'inconvénient des lampes à incandescence est leur faible rendement lumineux : seulement 2 à 4 % de l'énergie électrique qu'elles consomment est convertie en énergie du rayonnement visible perçu par l'œil humain ; le reste de l'énergie est principalement converti en chaleur émise par la lampe.

Ils sont largement utilisés dans l'éclairage des installations électriques des entreprises, des institutions, des établissements d'enseignement et médicaux. lampes fluorescentes, qui est un tube de verre hermétiquement fermé dont la surface intérieure est recouverte d'une fine couche de phosphore. Les phosphores sont des substances chimiques dans lesquelles, sous l'influence de facteurs externes (décharge électrique, etc.), se produit une lueur, ou luminescence. L'air est retiré du tube et une petite quantité de gaz (argon) et une certaine quantité de mercure sont introduites. À l'intérieur du tube, dans ses pieds en verre, sont fixées des électrodes bispirales en tungstène, reliées à des prises à deux broches qui servent à connecter la lampe au réseau électrique.

Lorsqu'une tension est appliquée à la lampe entre ses électrodes, une décharge électrique se produit dans la vapeur de mercure et la lampe commence à émettre de la lumière. Pour fournir un rayonnement électronique plus intense, les électrodes des lampes fluorescentes sont recouvertes de substances activatrices (oxydes de strontium, de baryum ou de calcium).

Le flux lumineux émis par les lampes fluorescentes n'est pas le même en couleur.

En fonction de la couleur du flux lumineux émis par la lampe,:

lampes fluorescentes (LD);
lumière blanche (LB);
lumière blanche froide (LHB);
lumière blanche chaude (LTB), etc.

Lors de l'exécution de travaux nécessitant une détermination précise des nuances de couleurs, par exemple dans une imprimerie lors de la réalisation de reproductions de couleurs, dans un atelier d'art, dans une usine de textile ou de vêtements, etc., on utilise des lampes LDI conçues pour un rendu correct des couleurs.

Les lampes fluorescentes basse pression sont des sources lumineuses électriques à décharge gazeuse.

Les lampes fluorescentes basse pression sont fabriquées pour une tension de 127 V avec une puissance de 15 et 20 W ; pour tension 220 V avec puissance de 30, 40, 80 et 125 W. La durée de vie et le fonctionnement normal des lampes fluorescentes sont d'environ 5000 15 heures, sous réserve d'allumages peu fréquents, de stabilité de la tension nominale et de garantie d'une température ambiante optimale (25-XNUMX °C).

Ils sont largement utilisés dans les installations électriques d'éclairage modernes des entreprises industrielles. lampes à arc au mercure (MALV) haute pression. Ces lampes sont disponibles avec deux et quatre électrodes.

Un DRL à quatre électrodes se compose d'une base filetée, d'un ballon (ballon) et d'un brûleur à quartz. À l’intérieur du brûleur se trouve une certaine quantité de mercure et d’argon. Des électrodes de tungstène principales et supplémentaires activées sont soudées aux extrémités du brûleur et la surface intérieure de l'ampoule est recouverte d'une fine couche de phosphore.

Lorsqu'une tension est appliquée aux électrodes de la lampe, une décharge électrique se produit dans la vapeur de mercure à haute pression, accompagnée d'une émission lumineuse intense dont le spectre ne contient pas de rayons rouge orangé, ce qui rend la lampe impropre à l'éclairage, donc le la composition du phosphore recouvrant la surface interne de l'ampoule est choisie de telle sorte que lorsqu'elle est exposée aux rayons ultraviolets, elle émet une couleur rouge orangé qui, lorsqu'elle est mélangée au flux lumineux principal de la lampe, forme une lumière perçue par l'œil humain comme blanc avec une légère teinte verdâtre.

Les DRL à quatre électrodes diffèrent de ceux à deux électrodes par la présence de deux électrodes supplémentaires connectées aux électrodes principales via des résistances supplémentaires. Cela facilite l'allumage de la lampe : lorsqu'une tension est appliquée à la lampe, une décharge luminescente se produit entre l'électrode principale et l'électrode supplémentaire la plus proche, sous l'influence de laquelle la vapeur de mercure est ionisée, favorisant une décharge entre les électrodes principales. Les DRL avec une base d'un diamètre de 40 mm sont produits avec une puissance de 250 à 1000 XNUMX W.

Les sources lumineuses à décharge (lampes fluorescentes et DRL) sont beaucoup plus économiques que les lampes à incandescence - leur rendement lumineux et leur durée de vie sont plusieurs fois supérieures à celles des lampes à incandescence.

Auteur : Bannikov E.A.

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