Основные параметры источников излучения, КПД.

В зависимости от назначения и условий эксплуатации источника освещения к нему предъявляются определенные требования. Для оценки качества источника света и определения степени его соответствия требованиям того или иного применения используется набор параметров, всесторонне характеризующих свойства источника.

Для каждого источника искусственного освещения устанавливаются номинальные параметры, то есть параметры, которыми источник должен обладать при заданных условиях эксплуатации. В нормативных документах регламентируются предельные значения и возможный разброс параметров. В теории обычно рассматриваются так называемые идеальные источники, т. е. такие воображаемые источники, у которых один или несколько параметров имеют наилучшие теоретически достижимые значения. Теория идеальных источников позволяет оценить предельные возможности источника.

Все параметры источника излучения можно разделить на технические и эксплуатационные.

К техническим параметрам относятся:

· Параметры излучения: световой поток Ф_e, распределение излучения по спектру φ_e, сила излучения I_e, энергетическая яркость и её распределение, а также изменение этих величин с течением времени при переменном токе. Сюда также можно отнести параметры, характеризующие цвет излучения.

· Параметры электрического режима: мощность лампы P_л, рабочее напряжение U_л, напряжение пробоя U_п, сила тока I и род тока (постоянный, переменный). Для разрядных ламп сюда также относятся параметры пускорегулирующего аппарата, токи пускового режима и др.

· Конструктивные параметры: габаритные и присоединительные размеры, высота светового центра, размеры излучающего тела, форма колбы и ее оптические свойства, конструкция и размеры электродов и др.

Рис. 1. Схематическое распределение яркости, потенциала и напряженности электрического поля в тлеющем разряде. 1 – астоново темное пространство; 2 – катодное свечение; 3 – первое катодное темное пространство; 4 – отрицательное тлеющее свечение; 5 – фарадеево темное пространство; 6 – положительный столб; 7 – анодное темное пространство.

К эксплуатационным параметрам относятся:

· Надежность – свойство объекта выполнять все заданные функции в определенных условиях эксплуатации в течение заданного времени при сохранении значений основных параметров в заранее установленных пределах. Надежность состоит из сочетания свойств безотказности, долговечности, ремонтопригодности, сохранности. Для источников оптического излучения надежность характеризуется сроком службы. Полный срок службы лампы – это суммарное время горения от начала эксплуатации в часах до момента полной утраты ими работоспособности. Полезный срок службы – это суммарное время горения ламп в часах от начала эксплуатации до момента ухода одного из параметров, определяющих целесообразность использования лампы, за установленные пределы (например, снижение яркости ниже предельной).

· Экономичность – это важный параметр для источников освещения массового применения. Требования к экономичности побуждают производителя находить оптимальное соотношение между качеством и ценой источника. Вырабатывается критерий оптимальности, позволяющий количественно сопоставить пригодность различных источников света в тех или иных случаях. Например, стоимость эксплуатации, отнесенная к одному люмен-часу. Оптимальный вариант – вариант с наименьшей стоимостью в расчете на один люмен-час при прочих одинаковых условиях (вариант с наименьшими приведенными затратами).

· Приспособленность источника к условиям установки. Этот параметр определяется такими свойствами, как возможность изготовления ламп на различные мощности, возможность рационального размещения источника света в установке, возможность использования стандартных элементов в светотехнической установке, приспособленность к режиму стандартных источников, универсальность источника, гигиеничность. Для газоразрядных ламп важны условия безопасности источника при использовании, отсутствие излучений и выделений, вредно действующих на организм.

· Эффективность: определяется энергетическим КПД преобразования электрической энергии в оптическое излучение, а также долей энергии оптического излучения, превращаемой в эффективную энергию приемника.

Энергетический КПД лампы в заданной области спектра:

Эффективный КПД лампы для соответствующего приемника излучения:

где – относительная спектральная чувствительность приемника излучения.

Эффективная отдача излучения лампы:

где - так называемый эффективный поток, оцениваемый по уровню реакции приемника, - размерная величина, измеряемая в специальных единицах, выбранных для оценки реакции данного приемника. - значение максимальной спектральной чувствительности приемника. В случае использования в качестве приемника человеческого глаза - это световой поток в люменах. – относительная спектральная световая эффективность излучения. =680 лм/Вт при λ=555 нм.

Таким образом, световая отдача лампы:

Световой КПД лампы равен:

Реальный КПД лампы связан с КПД ряда устройств, обеспечивающих нормальную работу источника, в которых тоже имеют место потери энергии.

Дата добавления: 2015-07-11