Bir ışık kaynağı olarak akkor lambaların dezavantajları
Tüm avantajlarına rağmen, karbon filamanlı bir vakumla başlayan ve tungsten gazıyla doldurulmuş olanlarla biten tüm akkor lambaların ışık kaynağı olarak iki önemli dezavantajı vardır:
- düşük verimlilik, yani aynı güç altında birim başına düşük görünür radyasyon verimliliği;
- zayıf kısa dalga görünür radyasyon ve uzun dalgaların baskınlığı ile karakterize edilen, doğal aydınlatmadan (güneş ışığı ve dağınık gün ışığı) gelen enerjinin spektral dağılımında güçlü bir fark.
İlk durum, akkor lambaların kullanımını ekonomik açıdan kârsız hale getirir, ikincisi ise nesnelerin rengini bozma sonucunu doğurur. Her iki dezavantaj da aynı durumdan kaynaklanmaktadır: bir katıyı nispeten düşük bir ısıtma sıcaklığında ısıtarak radyasyon elde etmek.
Tungstenin erime noktası yaklaşık 3700 ° K olduğundan, bir akkor lambanın spektrumundaki enerji dağılımını güneş spektrumundaki dağılımla önemli yakınsama anlamında düzeltmek mümkün değildir.
Ancak filament gövdesinin çalışma sıcaklığında, örneğin 2800 ° K'lik bir renk sıcaklığından 3000 ° K'ye küçük bir artış bile, lamba ömründe (yaklaşık 1000 saatten 100 saate) önemli bir azalmaya yol açar. tungsten buharlaşma sürecinin önemli bir hızlanmasına.
Bu buharlaşma öncelikle tungsten kaplı lamba ampulünün kararmasına ve sonuç olarak lambanın yaydığı ışığın kaybolmasına ve nihayetinde filamanın yanmasına neden olur.
Filament mahfazasının düşük çalışma sıcaklığı, akkor lambaların düşük ışık çıkışının ve düşük verimliliğinin de nedenidir.
Tungstenin buharlaşmasını azaltan bir gaz dolgusunun varlığı, renk sıcaklığındaki artış nedeniyle görünür spektrumda yayılan enerji fraksiyonunu biraz artırmayı mümkün kılar. Sarmal filamanların kullanılması ve daha ağır gazlarla (kripton, ksenon) doldurulması, görünür bölgeye düşen radyasyon fraksiyonunda biraz daha artışa izin verir, ancak yalnızca yüzde birkaç olarak ölçülür.
En ekonomik, yani. en yüksek ışık verimine sahip, tüm giriş gücünü o dalga boyundaki radyasyona dönüştüren bir kaynak olacaktır. Böyle bir kaynağın ışık verimi, yani yarattığı ışık akısının aynı giriş gücünde mümkün olan maksimum akıya oranı bire eşittir. Maksimum ışık çıkışının 621 lm / W olduğu ortaya çıktı.
Bundan, akkor lambaların ışık verimliliğinin, görünür radyasyonu karakterize eden rakamlardan (7,7 - 15 lm / W) önemli ölçüde daha düşük olacağı açıktır.Karşılık gelen değerler, lambanın ışık gücünün bir kaynağın ışık gücüne bölünmesiyle bulunabilir ve ışık verimi bire eşittir. Sonuç olarak, bir vakum lambası için %1,24 ve gazla doldurulmuş bir lamba için %2,5 ışık verimi elde ediyoruz.
Akkor lambaları iyileştirmenin radikal bir yolu, tungstenden önemli ölçüde daha yüksek sıcaklıklarda çalışabilen filament gövde malzemeleri bulmak olacaktır.
Bu, verimliliği artıracak ve emisyonlarının kromasını iyileştirecektir. Bununla birlikte, elektrik enerjisini ışığa dönüştürmek için tamamen farklı bir mekanizmaya dayanarak daha iyi spektral dağılıma sahip daha ekonomik ışık kaynaklarının inşa edilmesinin bir sonucu olarak, bu tür malzemelerin arayışı başarı ile taçlandırılmadı.
Akkor lambaların bir başka dezavantajı:
Neden akkor lambalar genellikle açma anında yanar?
Ekonomideki üstünlüğüne rağmen, gaz deşarjlı lamba türlerinin hiçbiri, aydınlatma için akkor lambaların yerini alamaz. floresan lambalar... Bunun nedeni, nesnelerin rengini tamamen bozan radyasyonun tatmin edici olmayan spektral bileşimidir.
İnert gazlı yüksek basınçlı lambalar, yüksek ışık verimliliğine sahiptir.Tipik bir örnek, sodyum lambaFloresanlar da dahil olmak üzere tüm gaz deşarjlı lambalar arasında en yüksek ışık verimine sahip olanıdır. Yüksek verimliliği, giriş gücünün neredeyse tamamının görünür radyasyona dönüştürülmesinden kaynaklanmaktadır.Sodyum buharındaki bir deşarj, spektrumun görünür kısmında yalnızca sarı bir renk yayar; bu nedenle, bir sodyum lambası ile aydınlatıldığında, tüm nesneler tamamen doğal olmayan bir görünüm kazanır.
Tüm farklı renkler sarıdan (beyaz) siyaha (sarı ışınları yansıtmayan herhangi bir rengin yüzeyi) kadar değişir. Bu tür bir aydınlatma göze son derece rahatsız edicidir.
Bu nedenle, gaz deşarjlı ışık kaynakları, radyasyon yaratma yöntemiyle (tek tek atomların uyarılması), insan gözünün özellikleri açısından, doğrusal yapısında oluşan temel bir kusur olarak ortaya çıkar. spektrum.
Bu dezavantaj, deşarjın bir ışık kaynağı olarak doğrudan kullanılmasıyla tamamen ortadan kaldırılamaz. Bite sadece işlev verildiğinde tatmin edici bir çözüm bulundu. fosfor ışıltısının uyarılması (floresan lambalar).
Floresan lambalar, alternatif akımla çalışırken ışık akısında güçlü dalgalanmalardan oluşan akkor lambalara kıyasla olumsuz bir özelliğe sahiptir.
Bunun nedeni, akkor lambaların filamanlarının ataletine kıyasla fosfor parlamasının önemli ölçüde daha düşük ataletidir, bunun sonucunda sıfırdan geçen herhangi bir voltajda, fosfor deşarjın sona ermesine yol açar. ters yönde boşalma gerçekleşmeden önce parlaklığının önemli bir bölümünü kaybeder. Florasan lambaların ışık akısındaki bu dalgalanmaların 10 - 20 katı geçtiği ortaya çıktı.
Bu istenmeyen fenomen, iki bitişik flüoresan lambayı açarak, birinin voltajı ikincinin voltajının çeyrek periyot kadar gerisinde kalacak şekilde büyük ölçüde zayıflatılabilir.Bu, lambalardan birinin devresine istenen faz kaymasını oluşturan bir kondansatör dahil edilerek elde edilir. Aynı anda bir kapsayıcı kullanmak geliştirir ve Güç faktörü tüm kurulum.
Üç ve dört lambanın faz kayması ile geçiş yapıldığında daha da iyi sonuçlar elde edilir. Üç lambayı üç aşamada açarak ışık akışındaki dalgalanmaları da azaltabilirsiniz.
Yukarıda belirtilen bir dizi kusura rağmen, yüksek verimlilikleri nedeniyle flüoresan lambalar yaygınlaştı ve bir zamanlar kompakt flüoresan lamba tasarımları şeklinde akkor lambalar her yerde değiştirildi. Ancak bu lambaların devri de kapandı.
Şu anda, LED ışık kaynakları ağırlıklı olarak elektrikli aydınlatmada kullanılmaktadır:
LED lambanın cihazı ve çalışma prensibi