 Человеку очень быстро понадобилось искусственно освещать вокруг себя: огонь, масляные светильники или свеча, то есть пламя, — это первые светила, возникшие в ходе цивилизованной эволюции мира.
Эти архаичные «свечи» использовались до 19 века для комфорта, но также и для безопасности (например, морские маяки со времен античности).
Эволюция науки и техники позволила преодолеть эти неэффективные светильники: одновременно с прогрессом науки распространение газа и электричества сделало возможным разработку новых источников, в том числе даты изобретения и производства смешиваются в веках:
– лампы накаливания ,
– газоразрядные лампы (относящиеся к люминесцентному типу).
Светодиоды и органические светодиоды являются гораздо более поздними источниками, поскольку эта технология появилась только в 20 веке, а их характеристики позволили использовать их в освещении только в 2000/2010 годах. Светильник квадратный встраиваемый также имеет светодиоды.
Тип лампы накаливания: горячее производство
Эти лампы дешевы, но также неэффективны (в частности, из-за малого срока службы и низкой энергоэффективности). Их принцип работы накаливания приводит к тому, что они имеют непрерывный электромагнитный спектр, что дает им отличную цветопередачу.
Лампы накаливания
Принцип работы ламп накаливания – тепло. Действительно, любое тело, находящееся при температуре выше примерно 700 К (Кельвин), излучает электромагнитное излучение в видимом диапазоне, тогда его называют «раскаленным». При самых низких температурах цвет красный/оранжевый (например, окурок), затем, чем выше температура, тем белее излучаемый цвет, затем склоняющийся к синему. Например, около 6000 К цвет приближается к цвету солнца; испускаемый белый свет остается приемлемым при температурах от 3000 К (теплый белый) до 6500 К (холодный белый). Указанные здесь температуры относятся к абсолютно черному телу.
Однако найти материал, который не плавится при таких высоких температурах, нелегко: вольфрам и углерод, среди прочего, имеют высокую температуру плавления и могут достигать температуры около 3000 К. Углерод широко использовался в начале (конец 19 века / начало 20 века), но был заменен вольфрамом, в частности, благодаря его механическим свойствам (легко растягивать и вытягивать) и низкой скорости испарения в горячем состоянии. Таким образом, вольфрамовые нити бывают трех разных форм: прямые, спиральные или биспиральные.
Однако раскаленное тело, вступившее в контакт с кислородом, вызывает возгорание и, следовательно, улетучивание тела: поэтому необходимо изолировать нить накала, что достигается с помощью кварцевой или стеклянной оболочки, заполненной инертным газом (пустой также подходит). Наиболее широко используемый газ — аргон, но также подходят криптон и ксенон, тем более что они замедляют испарение вольфрама и, следовательно, улучшают светоотдачу. Их использование ограничено их высокой стоимостью.
Эти лампы очень широко использовались в 20-м веке, особенно частными лицами, и очень много моделей существует или, вернее, существовало: на самом деле их низкая энергоэффективность привела к тому, что их использование постепенно запрещалось.
Галогенные лампы
Физический принцип галогенных ламп такой же, как и у ламп накаливания. Галогенное соединение просто добавляется для увеличения эффективности лампы и срока службы нити накала: эти частицы действительно будут реагировать с вольфрамовой нитью накала, чтобы повторно отложиться на последней (в отличие от накаливания, когда вольфрам испаряется и затемняет стекло), чтобы установить, что называется «галогенным циклом».
Поскольку оболочка больше не чернеет при испарении вольфрама, можно уменьшить объем и увеличить давление, что снижает скорость испарения вольфрама и, таким образом, увеличивает светоотдачу и продолжительность жизни. Чтобы противостоять высоким температурам, для оболочки используется кварц.
Лампы TBT (очень низкое напряжение, то есть менее 50 В) имеют большую эффективность и срок службы, чем лампы на 230 В, но требуют трансформатора.
Там тоже существует или, вернее, существовало множество моделей: на самом деле, как и в случае с лампами накаливания выше (и даже если характеристики галогенных ламп лучше), их низкая энергоэффективность привела к постепенному запрету их использования.
Люминесцентный тип: холодное производство.
Газоразрядные лампы
Физический принцип заключается в ионизации (или возбуждении того же физического явления, что и молния в небе) газа внутри оболочки за счет сильной разности электрических потенциалов, генерируемых электродами, что вызывает электрический разряд. Освещение поддерживается за счет ограничения силы электрического тока (балластом). Эти лампы, принцип действия которых восходит к концу 18 века, конкретно делятся на две категории по внутреннему давлению газа.
Низкое давление
Газоразрядные лампы низкого давления имеют общие характеристики: они занимают много места и имеют низкую мощность.
Натрий низкого давления
Натриевые лампы низкого давления состоят из газоразрядной трубки U-образной формы, содержащей натрий внутри трубчатой колбы под вакуумом. Они обладают отличной светоотдачей, но, тем не менее, имеют существенное слабое место: они излучают не белый свет, а оранжевый свет, что дает им очень плохую цветопередачу (поэтому плохой CRI), что ограничивает их несколько безопасное применение.
Лампы одноцокольные, имеют мощность, которая может варьироваться примерно от 35 до 180 Вт и должны питаться от магнитного или электронного балласта (в зависимости от мощности).
Флуоресценция
Благодаря хорошим характеристикам с точки зрения срока службы и светоотдачи, хорошей цветопередачи и разумной цене, флуоресценция десятилетиями была предпочтительным источником внутреннего освещения. Его производительность сейчас уступает светодиодам (цены на которые также упали), что приводит к медленному исчезновению этого типа источников. Ионизированный газ представляет собой смесь паров аргона и ртути, излучающую электромагнитные волны в ультрафиолете. Флуоресцентные порошки, нанесенные на стеклянные стенки (отсюда опаловый вид этого семейства), позволяют преобразовывать эти электромагнитные волны в видимые.
Флуоресцентные источники имеют мощность от 5 Вт до 120 Вт, питаются от магнитного или электронного балласта в зависимости от случая. Электронное затемнение возможно с этим типом лампы и широко используется.
|
