Стенд по исследованию ламп освещения

Стенд по исследованию ламп освещения

Описание

С помощью данного лабораторного стенда обучающиеся могут определить различные параметры и характеристики ламп освещения, что позволяет провести сравнительный анализ, уяснить достоинства и недостатки, тем самым лучше освоить лекционный материал.

Спроектированную лабораторную установку возможно применить в образовательном процессе при обучении студентов в вузе.

Лабораторный стенд состоит из корпуса, ламп освещения, используемых для исследований, устройств защиты и блока питания.  Для исследования основных характеристик ламп освещения предназначен компьютер с программным обеспечением. Наибольшее распространение получили следующие виды ламп, выпускаемые отечественными и зарубежными производителями: натриевая лампа, ртутная лампа, металлогалогенная лампа, светодиодная, компактная люминесцентная, индукционная люминесцентная и лампа накаливания.

Актуальность работы продиктована сложившимися условиями и тенденциями в электроэнергетике: высокая стоимость электроэнергии и рост тарифов требуют применения энергосберегающих потребителей и экономически обоснованных решений

Преимущество и недостатки

Лампа накаливания

Преимущества:

малая стоимость

небольшие размеры

отсутствие пускорегулирующей аппаратуры

быстрый выход на рабочий режим

отсутствие токсичных компонентов

возможность работы на любом роде тока

нечувствительность к полярности напряжения

возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)

отсутствие мерцания и гудения при работе на переменном токе

непрерывный спектр излучения

устойчивость к электромагнитному импульсу

возможность использования регуляторов яркости

не боятся низкой и повышенной температуры окружающей среды, устойчивы к конденсату

Недостатки:

относительно малый срок службы

хрупкость, чувствительность к удару и вибрации

бросок тока при включении (примерно десятикратный)

лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает в зависимости от мощности следующих величин: 25 Вт-100 °C, 40 Вт — 145 °C, 75 Вт — 250 °C, 100 Вт — 290 °C, 200 Вт — 330 °C. При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается ещё сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут.

нагрев частей лампы требует термостойкой арматуры светильников

Светодиодная лампа

Преимущества:

Высокая световая отдача. Современные светодиоды сравнялись с натриевыми газоразрядными лампами и металлогалогенными лампами, достигнув 150 Люмен на Ватт.

Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих).

Длительный срок службы - от 30000 до 100000 часов (при работе 8 часов в день - 34 года). При длительной работе и или плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости.

Малая инерционность включаются сразу на полную яркость. А у ртутных и люминесцентных – экономичных ламп – время включения от 1 сек до 1 мин, а яркость увеличивается от 30% до 100% за 3-10 минут, в зависимости от температуры окружающей среды.

Количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света - ламп накаливания, газоразрядных ламп).

Различный угол излучения - от 15 до 180 градусов.

Безопасность – не требуются высокие напряжения, низкая температура светодиода или арматуры, обычно не выше 60 градусов Цельсия.

Нечувствительность к низким и очень низким температурам. Однако, высокие температуры противопоказаны светодиоду, как и любым полупроводникам.

Экологичность – отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от люминесцентных ламп.

Недостатки:

Высокая стоимость

Миниатюрность, из-за которой требуется объединять многочисленные отдельные светодиоды в группы. Чтобы обеспечить яркий и красочный свет, мгновенно привлекающий внимание, требуется большое количество светодиодов.

Чувствительность к высоким температурам

Энергосберегающая люминесцентная лампа

Достоинства люминесцентных ламп:

Экономия энергии

Имеют низкую температуру колбы.

Повышенный срок службы.

Недостатки люминесцентных ламп:

Снижает световой поток при повышенных температурах

Содержание ртути.

Имеют большой пусковой ток;

Люминесцентные лампы не работаю при температуре воздуха ниже 15-20 °С.

Не устойчивы к электромагнитному импульсу.

Высокая стоимость

Натриевая лампа высокого давления

Достоинства натриевых ламп:

высокий уровень светоотдачи.

длительный срок службы (до 12 000 ч.);

энергетическая экономичность;

Недостатки натриевых ламп:

плохая цветопередача.

имеют большой пусковой ток.

долгое зажигание и перезажигание (до 10 мин).

Ртутная лампа высокого давления

Преимущества ртутных газоразрядных ламп:

широкий диапазон мощностей.

достаточный уровень световой отдачи.

большой срок службы (до 12000 ч.)

компактные размеры;

Недостатки ртутных газоразрядных ламп:

плохая цветопередача;

имеют большой пусковой ток;

долгое зажигание и перезажигание (до 5 -10 мин).

Металлогалогенная лампа

Достоинства металлогалогенных ламп:

Высокая световая отдача (60-110лм/Вт).

Большой срок службы.

Независимость характеристик (МГЛ) от температуры окружающего воздуха.

Недостатки:

Не подходят для плавной регулировки.

Долгое зажигание и перезажигание.

Высокая стоимость (в несколько раз дороже ДРЛ, особенно лампы с керамическими горелками).

Необходимость применения зажигающих устройств.

Высокая пульсация света, достигающая у некоторых устаревших ламп 100%.

В обычных металлогалогенных лампах содержится около 25 мг ртути.

Индукционная люминесцентная лампа

Достоинства индукционных люминесцентных ламп:

Экономия энергии

Имеют низкую температуру колбы.

Повышенный срок службы.

Недостатки индукционных люминесцентных ламп:

Высокая стоимость.

Чувствительность к перепадам напряжения.

Не подходят для плавной регулировки.

Ультрафиолетовое излучение.