foto1
foto1
foto1
foto1
foto1

Знання - це скарб, а навчання - ключ до нього.

Навчання - світло, а не навчання тьма.

Знання за гроші не купиш.

Знання - це сила, а незнання - робоча сила?

Хорошого спеціаліста робота сама шукає.

Електротехніка

1.2. Електроосвітлювальні та опромінювальні установки в сільськогосподарському виробництві.

1.Загальні відомості

Оптимальні світлові умови для праці і відпочинку людей створюють освітлювальні установки.

Освітлювальні установки -це електротехнічні пристрої, призначені для освітлення територій будинків, споруд.

Опромінювальні установки - це електротехнічні пристрої, призначені для опромінювання (опромінювання в медичних установках, опромінювання сільськогосподарської продукції, сушіння, одержання хімічних речовин, в інформаційній техніці та ін.).

Основні елементи освітлювальних електроустановок-джерело світла, світильники і прилади для керування освітленням Електричні джерела світла - це тіла, які випромінюють світло внаслідок перетворення в них електричної енергії.

Освітлювальні прилади - це комплект джерел світла з освітлювальною арматурою. Освітлювальні прилади поділяються на світильники і прожектори.

Світильники - це прилади ближньої дії. Використовуються для освітлення об’єктів, віддалених на відстань лише в десятки раз більшу, ніж їх розміри.

Прожектори - це прилади дальньої дії. Використовуються для освітлення об’єктів віддалених на відстань, яка в сотні і тисячі разів перевищує їх діаметри. Прожекторами є прилади концентрованого світлорозподілу.

Залежно від призначення світильників освітлювальної електроустановки розрізняють загальне, місцеве, комбіноване робоче і аварійне освітлення.

Загальним називають освітлення всього або частини приміщення. Місцеве- це освітлення робочих місць, предметів або поверхонь, наприклад спеціальне освітлення оброблюваної деталі чи інструмента на токарному верстаті.

Комбіноване сполучає загальне і місцеве освітлення. Робочим називають освітлення, призначене для забезпечення нормальної діяльності виробничих і допоміжних підрозділів підприємств.

 Розрізнюють також освітлення переносне, охоронне і світло-огороджувальне.

 Переносне (ремонтне) освітлення здійснюють переносними ручними лампами, які приєднують до мережі напругою 127 або 220 В у нормальних приміщеннях і 12 В у приміщеннях підвищеної небезпеки .

 Охоронне освітлення встановлюють вздовж огорожі території, що охороняється, з таким розрахунком, щоб одночасно освітлювалися зовнішня і внутрішня зони, які прилягають безпосередньо до огорожі.

 Світлоогороджувальне освітлення встановлюють на високих будинках, димових трубах та інших спорудах для забезпечення безпеки польотів літаків у темну пору доби.

 2. Основні світлотехнічні величини

Виробниче освітлення характеризується кількісними та якісними показниками. До кількісних належать: світловий потік, сила світла, освітленість, яскравість, коефіцієнт відбиття.

Світловий потік Ф – частина променевого потоку, яка сприймається зором людини як світло. Одиницею світлового потоку є люмен (лм). Лампа розжарювання 40 Вт, 220 В випромінює світловий потік 268 лм; люмінесцентна лампа типу ЛБ 40 Вт випромінює світловий потік 2480 лм.

Сила світла I – просторова густина світлового потоку. За одиницю сили світла прийнята кандела (кд), яка чисельно дорівнює силі світла, випромінюваного з поверхні площею 1/600000 м2 повного випромінювача (державного еталона) в перпендикулярному напрямі при температурі твердіння платини (2046,65 К) і тиску 10325 Па.

Освітленість Е – відношення світлового потоку до площі освітлюваної поверхні. Одиниця освітленості – люкс (лк). Орган зору людини здатний бачити об'єкт при освітленості від 0,1 до 100000 лк.

Яскравість L – відношення сили світла, випромінюваного в розглянутому напрямі, до площі, що світиться. Одиниця яскравості кандела на квадратний метр (кд/м2). Уявлення про одиницю яскравості можуть дати наступні приклади: аркуш білого паперу, освітлюваний настільною лампою, має яскравість 30–40 кд/м2; яскравість люмінесцентної лампи складає 7–10 кд/м2, сонця в зеніті – 109 кд/м2.

Коефіцієнт відбиття ρ – відношення відбитого від поверхні світлового потоку до світлового потоку, який подає на неї.

До якісних показників належать: об'єкт розпізнання, фон, контраст об'єкта з фоном, видимість.

Колірна температура Тс - характеристика ходу інтенсивності випромінювання джерела світла як функції довжини хвилі в оптичному діапазоні.

Шкала кольорових температур поширених джерел світла:

800 К — початок видимого темно-червоного свічення розжарених тіл

2000 К — світло від полум’я свічки,

2360 К — лампа розжарювання, вакуумна,

2800 - 2854 К — газонаповнені (газоповні) лампи розжарювання з вольфрамовою спіраллю,

3200 - 3250 К — типові кінозйомні лампи,

5500 К — денне світло, пряме сонячне,

6500 К — стандартне джерело денного білого світла, воно близько до середньоденного сонячного світла,

7500 К — денне світло, з великою часткою розсіяного від чистого блакитного неба,

10000 К — колір джерела з «нескінченною температурою»

Енергозбережні люмінісцентні лампи можуть мати різну колірну температуру, яка визначає колір горіння лампи: Y - 2700 К - тепле (жовтий) світло; N - 4000 К - нейтральне ( денний ) світло; W - 6400 К - холодне ( біле ) світло.

 2700 - 3200 – тепле біле, світло такої кольорової температури аналогічне до світла лампи розжарювання, воно створює атмосферу комфорту та захищеності, використовується в основному для домашнього освітлення;

4000 - 4200 – нейтральне біле, м’яке біле світло, ідеально пристосоване для офісного освітлення;

6200 - 6500 – холодне біле, використовується для офісного та промислового освітлення.

Колірна температура вимірюється градусами за шкалою Кельвіна: чим вона нижча, тим ближче колір до червоного; чим вище - тим ближче до синього.

Об'єкт розпізнання – найменший розмір предмета, який розглядається, окрема його частина чи дефект, які необхідно розпізнати в процесі роботи (при креслярських роботах – товщина найменш тонкої лінії на кресленні).

Фон – поверхня, що прилягає безпосередньо до об'єкта розпізнання, на якій він розглядається. Фон може бути світлим, середнім і темним.

3. Електричні лампи

Електричні лампи - це освітлювальний прилад, в якому електрична енергія перетворюється на світло.

Складаються з освітлювального  джерела та цоколя. Цоколь  призначений для підключення лампи до мережі. Для різних видів цоколя використовують наступні позначення: Е14 - миньон ; Е27 -  стандартний ; Е40 - для промислових світильників.

Види ламп:

В лампах розжарювання світло випромінює нитка розжарювання, яка розігрівається струмом, що проходить по ній, до температури порядку 2700-3000 С. Нитку розжарювання виготовляють із вольфрамового дроту i, з метою запобігання окисленню, розміщують у герметичній скляній колбі.

Позначення лампи розжарювання загального призначення розшифровують так:

 перша буква означає: В - вакуумна, Г - газонаповнена моноспiральна аргонова); Б - бiспiральна (дві вольфрамові дротинки, звиті у спіраль); БК -бiспiральна криптонова ;

наступні цифри вказують діапазон робочих напруг 230-240 В,

останні цифри вказують на номінальну потужність ламп 40, 60, 75, 100, 150.

 Кварцові галогенні лампрозжарювання. Це кварцова трубка, вздовж осі якої розміщена вольфрамова спіраль. У трубку вводять 1-2мг йоду (галоген) і заповнюють її аргоном до тиску 0,08 МПа. Пари йоду при звичайних температурах (до +60 С) не створюють хімічних сполук із вольфрамом. При вищих температурах вони утворюють із частинками вольфраму, що осіли на колбі, йодистий вольфрам. Якщо температура колби вища за 250ОС, то йодистий вольфрам перебуває у пароподібному стані і поступово дифундує до нитки розжарювання. У зоні високих температур, близьких до температури розжарювання нитки, йодистий вольфрам розпадається на вольфрам і йод. Вольфрам осідає на нитку розжарювання, а атоми йоду повертаються до стінок колби.відбувається регенерація вольфрамової нитки. В результаті цього світловий потік у 2-2,5 раза більший, ніж при аналогічних за потужністю ламп розжарювання та більший термін служби галогенних ламп.

 

Газорозрядні лампи. Усі газорозрядні джерела за величиною робочого тиску поділяються: на лампи низького, високого тиску та надвисокого тиску.

 Люмінесцентні лампи низького тиску являють собою скляну циліндричну колбу, внутрішню поверхню якої покрито люмінофором. На обох кінцях колби є цоколі, на яких закріплені електроди з контактними. З колби лампи відкачане повітря i введено аргон під тиском біля 400 Па з невеликою кількістю ртуті (30 - 50 мг). У люмінесцентних лампах світлова енергія виникає в результаті подвійного перетворення енергії електричного струму. По-перше, електричний струм, що протікає між електродами лампи, викликає електричний розряд у газовому середовищі i випарах ртуті, внаслідок чого молекули газу i ртуті збуджуються i випромінюють при цьому променеву енергію, більша частина якої є ультрафіолетове проміння. По-друге, ультрафіолетове проміння попадає на люмінофор, що нанесений на стінки колби лампи i перетворюється у світлове випромінювання. Залежно від складу люмінофора можна отримати видиме випромінювання різного спектрального складу. При певній густині струму характер процесу іонізації між електродного проміжку лампи може бути лавиноподібним. У цьому випадку, із збільшенням струму опір між електродного проміжку різко зменшується, що веде, в свою чергу, до ще більшого збільшення струму, i як наслідок до аварійного режиму. Обмежити струм, а отже, стабілізувати режим роботи, можна шляхом застосування струмообмежувального опору, який називають баластним, оскільки потужність на ньому втрачається безкорисно. Для роботи при постійному струмі використовують активні баласти, при змінному струмі індуктивні, ємнісні (іноді активні). Люмінесцентні лампи випускаються потужністю 15, 20, 30, 40, 65, 80 Вт.

В залежності від способу запалювання люмінісцентних ламп схеми включання ламп є:стартерні  та безстартерних пускорегулювальні апарати ПРА. В стартерних схемах включення застосовують пускорегулювальні апарати , що складаються із симетричного дроселя i стартера з конденсатором. Стартер являє собою мініатюрну неонову лампу, один або два електроди якої виготовлені із біметалевої пластини. Біметалева пластина, виготовлена шляхом спаювання стрічок двох металів із різними коефіцієнтами теплового лінійного розширення, внаслідок чого при нагріванні вона вигинається. При подачі напруги на затискачі,  вона виявляється  прикладеною до електродів стартера i у його колбі виникає тліючий розряд. За рахунок струму, що протікає при цьому, виділяється тепло яке нагріває рухомий біметалевий електрод i він, прогинаючись, замикається з нерухомим електродом. Струм у колі у цьому випадку різко зростає, його величина виявляється достатньою для нагрівання електродів люмінесцентної лампи. Через 1-2 сек електроди лампи розігріваються до 800-900оС. Оскільки розряду в цей час у колбі стартера немає, то його електроди охолоджуються i розмикаються. В момент розриву кола у дроселі виникає Е.Р.С. самоіндукції, величина якої пропорційна індуктивності дроселя i швидкості зміни струму в момент розриву. Підвищена напруга (700...1000 В), що утворилась за рахунок Е.Р.С. самоіндукції виявляється прикладеною до електродів лампи, які вже нагріті i готові до запалювання лампи. Між електродами виникає дуговий розряд i лампа починає світитись. Після запалювання лампи її опір стає приблизно рівним опору послідовно підключеного дроселя i напруга на ній понижується приблизно до половини напруги мережі. Ця ж понижена напруга, прикладена до стартера, що підключений паралельно до лампи, i отже він більше не запалюється.

Конденсатор стартера служить для зменшення радіоперешкод при включенні лампи. Дросель, як баластний індуктивний опір, обмежує струм лампи при роботі, а також виробляє імпульс напруги при розриві кола стартера завдяки чому лампа запалюється.

В безстартерних люмінесцентних енергозберігаючих лампах для запалювання яких використовують спеціальний електронний блок, який вмонтовують у корпус лампи. Електронний блок практично усуває пульсацію світлового потоку даної лампи. Завдяки компактності й наявності цоколя, як у ламп розжарювання, їх можна вкручувати у патрони розраховані для ламп розжарювання. Порівняно з лампами розжарювання, дані лампи споживають у п'ять разів менше електроенергії при тій же світловій віддачі та кращій кольоропередачi і мають строк служби у 6-8 разів довший.

Люмінесцентна лампа наповнена парами ртуті і інертним газом (аргоном), а її внутрішні стінки покриті люмінофором. Під дією високої напруги в лампі відбувається рух електронів. Зіткнення електронів з атомами ртуті утворює невидиме ультрафіолетове випромінювання, яке, проходячи через люмінофор, перетворюється у видиме світло. Електронний блок забезпечує запалення і подальше горіння лампи, завдяки ньому енергозберігаюча лампа запалюється без мерехтіння і працює без мигання, властивого звичайним люмінесцентним лампам.