Схема подключения люминесцентного светильника: полное описание как подключить c дросселем и стартером, соединить последовательно или параллельно, с ЭПРА

Содержание

полное описание как подключить c дросселем и стартером, соединить последовательно или параллельно, с ЭПРА

Время на чтение: 5 минут

АА


Люминесцентные лампы давно и надежно служат нам повсюду. Они светят, когда мы работаем, отдыхаем, учимся, совершаем покупки и занимаемся спортом. Мало кто задумывается, что зажечь свет этой лампы непросто. Для этого требуется специально собранная схема из пусковых и поддерживающих горение устройств.

Конструкция люминесцентной лампы, со времени своего изобретения в 19 веке, практически не претерпела изменений. Изменялись и совершенствовались приборы и схемы для их подключения в сеть. В настоящее время актуальны и надежно работают электромагнитные и электронные устройства для люминесцентных светильников. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки.

Варианты соединения светильника дневного света

Люминесцентная лампа (дневного света) представляет собой герметичный сосуд наполненный газом. С двух сторон в него впаяны электроды с вольфрамовыми нитями. Свечение газа под воздействием электричества и позволяет получить освещение.

Чтобы газ в колбе начал светиться, на электроды подается и кратковременно поддерживается высокое напряжение.

Вольфрамовые нити разогревают газ, и он начинает светиться. Когда газ разгорится и начнет источать свет, напряжение спадает и поддерживается в так называемом, тлеющем режиме.

Для запуска и поддержания свечения в люминесцентных лампах были разработаны несколько схем подключения к электрической сети:

  1. С использованием классического электромагнитного балласта (ЭмПРА) – одна лампа и один дроссель.
  2. Две трубки и два дросселя.
  3. Подключения двух ламп от одного дросселя.
  4. Электронный балласт.
  5. Используя умножитель напряжения.

Использование электромагнитного балласта (ЭмПРА)

Стандартная схема с использованием электромагнитного балласта была придумана в 1934 году американцами, и в 1938 уже повсеместно использовалась в США. Она проста и включает в себя помимо лампы дроссель, стартер и конденсатор.

Одна лампа и один дроссель

Дроссель представляет собой индуктивное сопротивление и может накапливать ЭДС самоиндукции. Стартер — это небольшая неоновая лампочка, имеющая биметаллический контакт и конденсатор. Конденсатор стартера служит для подавления радиопомех, а параллельный дросселю для коррекции мощности.

После включения в сеть ток течет через дроссель на спираль лампы, потом через стартер на вторую спираль. Дроссель начинает накапливать электрический заряд. По схеме вначале течет слабый ток, ограниченный сопротивлением стартера. Контакты стартера нагреваются и замыкаются. Ток в схеме резко возрастает, но его безопасную величину обеспечивает дроссель.

Поэтому дроссель и называют – пускорегулирующий аппарат. Большой ток позволяет спиралям разогреть газ в колбе. В это время, контакты стартера остывают и размыкаются, через стартер ток уже не течет. Но дроссель успел накопить энергию и уже отдает ее на спирали лампы. Она начинает светиться. Дроссель, отдав накопленный заряд, в дальнейшем выступает как сопротивление. Поддерживает только тлеющий разряд, позволяя лампе гореть. Стартер уже выключен из схемы и не работает до следующего пуска.

Процесс пуска занимает доли секунды, но может незаметно для глаз, повторится несколько раз.

Достоинства и недостатки

Схема обладает рядом достоинств:

  • Дешевые и доступные комплектующие.
  • Достаточно проста.
  • Надежна.

По сравнению с современным электронным, дроссельное устройство имеет весомые недостатки:

  • Избыточный вес.
  • довольно продолжительное время запуска.
  • Небольшую надежность при низкой температуре.
  • Большее потребление энергии.
  • Шумный дроссель.
  • Нестабильный световой поток.

Две трубки и два дросселя

Применение в одном светильнике двух пар дросселей и ламп ведет к утяжелению и увеличению конструкции. Каждая из пар, имеет свой стартер. Мощность дросселя и лампы в этом случае совпадает, стартер применяется на 220 вольт.

Две схемы с использованием электромагнитного балласта работают в таком случае параллельно.

Достоинством этого варианта является его надежность. Выход из строя одной из веток не влияет на работу другой. Светильник будет работать, хотя бы и наполовину мощности.

Главный недостаток – очень громоздкая конструкция.

В остальном, имеет такие же плюсы и минусы, как и все ЭмПРА.

Включение двух ламп от одного дросселя

Дроссель является самой дорогостоящей деталью люминесцентного светильника. В целях экономии, иногда используется схема подключения двух ламп от одного дросселя.

Две лампы от одного дросселя можно запитать двумя способами:

  1. Последовательно.
  2. Параллельно.

Последовательное соединение двух ламп

Копируется схема стандартного подключения с использованием электромагнитного балласта.

Вторая лампа со своим стартером подключается последовательно первой. Светильник получается дешевле. Но, возникает несколько конструктивных и эксплуатационных проблем.

Конструктивные:

  • Мощность дросселя должна соответствовать суммарной мощности ламп.
  • Стартеры должны быть однотипными, рассчитанными на пониженное напряжение.

Эксплуатационные:

  • При выходе из строя одной из ламп или стартеров не будет работать весь светильник.
  • Усложняется поиск неисправности.

Конструктивные проблемы решаются просто. Необходимо только подобрать из имеющихся в наличии или приобрести подходящие по характеристикам комплектующие.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Задать вопрос эксперту

Для схемы с параллельным соединением, следует выбирать стартеры, рассчитанные на рабочее напряжение от 110 вольт.

Кроме удешевления конструкции, последовательное соединение имеет те же достоинства и недостатки, что и классическое ЭмПРА подключение.

Параллельное соединение

Такую схему собрать несложно. Вторая лампа подключается параллельно и имеет отдельный стартер. К одной из ламп, при таком соединении, целесообразно подсоединить фазосдвигающий конденсатор. Это позволит нивелировать один из недостатков схем ЭмПРА – мерцание. Конденсатор сдвинет фазу одной лампы, сгладит общий световой поток и сделает его приятнее для зрения.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Задать вопрос эксперту

Стартеры при такой сборке следует устанавливать на 220 вольт.

К плюсам электромагнитных схем, параллельное соединение добавляет еще два:

  1. Экономия средств на одном дросселе.
  2. Сглаженный световой поток.

Электронный балласт

Электронный запуск и поддержание горения люминесцентных ламп разработали еще в восьмидесятые и начали применять в начале девяностых годов ХХ века. Использование электронного балласта позволило сделать люминесцентное освещение на 20% экономичнее.

При этом сохранились и улучшились все характеристики светового потока. Равномерное, без характерного мерцания освещение стабильно даже при колебаниях напряжения в сети.

Этого удалось достичь благодаря повышенной частоте тока, подаваемого на лампы и большим коэффициентом полезного действия электронных устройств.

Плавный запуск и мягкий рабочий режим позволили почти вдвое увеличить срок эксплуатации ламп. Дополнительно появилась возможность плавного управления яркостью светильника. Необходимость использования стартеров исчезла. С ними пропали и радиопомехи.

Принцип работы электронного балласта отличается от электромагнитного. При этом, выполняет те же функции: разогрев газа, розжиг и поддержание горения. Но, делает это точнее и мягче. В различных схемах используются полупроводники, конденсаторы, сопротивления и трансформатор.

Электронные балласты могут иметь разные схематические исполнения в зависимости от применяемых компонентов. Упрощенно, прохождение тока по схеме можно описать следующим алгоритмом:

  1. Напряжение поступает на выпрямитель.
  2. Выпрямленный ток обрабатывается электронным преобразователем, посредством микросхемы или автогенератора.
  3. Далее напряжение регулируется тиристорными ключами.
  4. Впоследствии один канал фильтруется дросселем, другой конденсатором.
  5. И по двум проводам напряжение поступает на пару контактов лампы.
  6. Другая пара контактов лампы замкнута через конденсатор.

Выгодным отличием электронных систем является то, что напряжение, поступающее на контакты ламп имеет большую, чем у электромагнитных, частоту. Она варьируется от 25 до 140 кГц. Именно поэтому в системах ЭПРА мерцание светильников сведено к минимуму и их свет менее утомителен для человеческих глаз.

Схемы подключения ламп к ЭПРА и их мощность, большинство производителей указывают на верхней стороне устройства. Поэтому потребители имеют наглядный пример, как правильно собрать и подключить прибор в сеть.

В электронных балластах предусмотрено различное количество подключаемых ламп разной мощности, например:

  • К дросселям Philips серии HF-P можно подключить от 1 до 4 трубок, мощностью от 14 до 40 Вт.
  • Дроссели Helvar серии EL предусмотрены для одной – четырех ламп, мощностью от 14 до 58 Вт.
  • QUICKTRONIC торговой марки Osram типа QTР5 также имеют возможность управлять одной – четырьмя лампами, мощностью 14 – 58 Вт.

Электронные приборы имеют массу достоинств, из которых можно выделить следующие:

  • небольшой вес и малую величину устройства;
  • быстрое и сберегающее люминесцентную лампу, плавное включение;
  • отсутствует видимое глазу мерцание света;
  • большой коэффициент мощности, примерно 0,95;
  • прибор не греется;
  • экономия электроэнергии в размере 20%;
  • высокий уровень пожарной безопасности и отсутствие рисков в процессе работы;
  • большой срок службы люминесцентов;
  • отсутствие высоких требований к температуре окружающей среды;
  • способность автоматической подстройки к параметрам колбы;
  • отсутствие шумов во время работы;
  • возможность плавной регулировки светового потока.

Отмечаемый многими, единственный минус электронных систем это их цена. Но она оправдывается достоинствами.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Задать вопрос эксперту

При покупке электронного балансового устройства не следует слишком экономить. Зачастую дешевые приборы оказываются всего лишь умножителями напряжения. Они не берегут лампы и опасны для жизни.

Использование умножителей напряжения

Умножители напряжения для запуска люминесцентных ламп не получили широкого распространения. Такие схемы применяют любители, собирая их кустарным способом.

Они просты, дешевы и достаточно стабильны. Состоят из четырех конденсаторов и четырех диодов. Иногда дополняются конденсаторами.

Принцип работы заключается в ступенчатом увеличении величины напряжения на контактах лампы. Высокое напряжение вызывает пробой газовой среды без ее разогрева, и позволяет запустить даже вышедшие из строя лампы.

Но, умножитель напряжения имеет один большой минус.

Мнение эксперта

Изосимов Владимир Николаевич

Электрик высшей категории. Специалист по осветительным приборам.

Задать вопрос эксперту

Напряжение на контактах ламп может быть очень высоким, доходить до 1 тыс. вольт и выше. Такие схемы опасны для окружающих.

Учитывая опасность поражения электрическим током, умножители напряжения не используются в промышленных разработках.

Люминесцентные светильники постепенно уступают свои позиции более современным LED приборам освещения. Но пока еще достаточно популярны благодаря своей экономичности, простоте эксплуатации, надежности и приемлемой стоимости. Простота схем подключения, позволяет самостоятельно устанавливать люминесцентные приборы либо выполнять их замену в случае выхода из строя.

Предыдущая

ЛюминесцентныеДроссели и их назначение при использовании люминесцентных ламп

Следующая

ЛюминесцентныеКуда сдавать: пункты приема энергосберегающих ламп

Подключение светодиодной лампы вместо люминесцентных

Заходя в любое производственное помещение, учебное заведение или даже некоторые квартиры, можно увидеть люминесцентные светильники. Они по праву завоевали репутацию лучших приборов освещения прошлых лет. Но время идет, и уже сейчас многие стараются заменить световые приборы на более высокотехнологичные, долговечные и энергосберегающие – светодиодные лампы.  И все же, как установить освещение на кристаллах на 220 вольт вместо ЛДС?

Для некоторых такая замена не представляет ничего сложного, но основная масса людей не представляет, как можно подключить светодиодную лампу взамен люминесцентной. Им проще и надежней поменять светильник целиком, и единственное, что их останавливает – это высокая стоимость такого устройства.

А ведь при затрате минимума усилий люминесцентный прибор очень быстро превращается в светодиодный светильник. Нужно лишь понять, как это сделать.

Подключение светодиодной лампы Т8

Самым распространенным корпусом люминесцентных ламп является Т8, обычная и привычная для всех ЛДС. Для большего удобства замены светодиоды выпускаются в том числе и в подобных корпусах. Особенность диодных трубок заключается в том, что для их работы не требуется пускорегулирующий аппарат, все, что нужно, уже встроено в саму светодиодную лампу.

Схема подключения светодиодной трубки

Для того чтобы модернизировать люминесцентный светильник, требуется лишь исключить из схемы стартер и дроссель и изменить подачу напряжения на лампы. Если электричество на ЛДС поступает по принципу «контактный штырь – фаза, контактный штырь – ноль» с каждой стороны, то светодиодные трубки подключаются «фаза на одну сторону лампы, ноль на другую». При этом не имеет значения, на какой из штырьков цоколя будет подходить провод, т. к. каждая сторона закорочена внутри осветительного прибора.

Существование светодиодных светильников, которые нужно подключать лишь с одной стороны (один штырь цоколя – фаза, другой – ноль), также имеет место. Такие лампы сейчас уже отсутствуют в свободной продаже, т. к. производятся они в Украине, но встретить их все-таки возможно. На таком световом приборе указана сторона подключения.

Если замена люминесцентных ламп происходит в арендованном офисе, и нет уверенности, что не придется со временем переехать в другой, демонтировать дроссели и стартеры будет неправильно. Лучше их просто отключить с возможностью восстановления до исходного состояния. Тогда при необходимости можно вернуть на место люминесцентные лампы, а светодиодные забрать с собой.

Преимущества светодиодов

Люминесцентные светильники потребляют большее количество электроэнергии за счет потерь, связанных с работой пускорегулирующего аппарата. А если установлен более старый образец, работающий посредством электромагнитного балласта, энергопотребление возрастает еще на 20–25%.

Светодиодной трубке не требуется стартера, балласта или ЭПРА. К тому же такой осветительный прибор не содержит опасных тяжелых металлов (таких, как ртуть), а потому не требует особой утилизации, в отличие от люминесцентных.

Также у световых приборов на кристаллах отсутствует мерцание и гудение, что более положительно сказывается на состоянии организма, как физическом, так и психическом. Да и долговечность службы люминесцентных ламп всего около 6 000 часов против 50 000 у светодиодной.

Светодиодная трубка Т8

Технические преимущества

Основной особенностью, обеспечивающей большой срок службы светодиодной лампы на 220 вольт, можно назвать грамотно продуманное отведение тепла от световых элементов. Основной радиатор, обеспечивающий теплоотведение, дублирует дополнительное приспособление в виде продольной пластины по всей длине трубки. В результате чего оборудование не перегревается, а значит, дольше не выходит из строя.

К тому же есть и третья точка теплоотведения – это двухсторонняя печатная плата, изготовленная из особого стеклотекстолита с повышенной плотностью.

Строение светодиодной трубки

Особенности платы

Удивительно, но контакты на плате диодной лампы не паяные. Монтаж производится с помощью инновационных контактных соединений, которые позолочены с целью повышения надежности и увеличения срока службы.

Драйвер выполнен на основе микросхем, минимизирующих габариты и позволяющих обойтись без таких деталей, как высоковольтный электролитический конденсатор. В результате данных инноваций улучшается работа светового прибора, снижаются до нуля скачки напряжения, в частности и при подаче его на лампу, а также не имеется электрических помех.

Стабилизирующее устройство смонтировано с использованием ШИМ (широтно-импульсный модулятор), который поддерживает необходимое напряжение на светодиодах при разнице этих показателей от 175 вольт до 275 вольт.

Максимально допустимая нагрузка на широтно-полюсной модулятор составляет 35 ватт. Поэтому даже при большой нагрузке температура прибора не возрастает.

Светодиодная трубка с модульной системой

Схема подключения

Схема подключения светодиодного светильника не представляет собой ничего сложного. Световые элементы на основе кристаллов подключаются к сети с переменным напряжением 220 вольт через диммер или к стабилизирующему трансформатору 12 В или 24 В. При желании стабилизирующее устройство для подключения чипов к общей электрической сети можно собрать своими руками, хотя процесс это непростой и довольно продолжительный по времени.

Что же касается светодиодных трубок Т8 с цоколем G13 и им подобных, равно как и приборов освещения с цоколем Е27, то для их подключения не требуется устанавливать дополнительные устройства. Все, что нужно для их бесперебойной стабильной работы – подать напряжение на контакты. Все необходимые элементы схемы уже включены в устройство.

Вообще при приобретении имеет смысл обратить внимание на упаковку осветительного прибора, точнее на маркировки на ней. В обязательном порядке помимо информации о номинальном напряжении, силе светового потока и цветовой температуры там будет указано, требуются ли дополнительные устройства для подключения лампы.

Схема подключения светодиодной лампы

Но обычно приборы со встроенным диммером называются лампами, в то время как требующие дополнительного оборудования – светодиодами или LED-элементами.

Также установка стабилизирующего трансформатора, а иногда и контроллера необходима и при монтаже светодиодной полосы. Контроллер – это своего рода мозг подсветки. Монтируется он при условии того, что световая полоса является многоцветной, и «продумывает» переменное включение разных цветов при помощи пульта дистанционного управления.

Схема светодиодного фонаря

Большое распространение получили в наше время и переносные фонари на основе светодиодов. Небольшие и налобные фонарики могут иметь в своей схеме от трех до двадцати двух элементов на кристаллах. Более мощные, с использованием аккумуляторных батарей и возможностью подзарядки от сети в 220 В – до 64 светодиодов. Их несомненное преимущество перед приборами на основе лампы накаливания – в яркости свечения и в то же время экономичности. Заряд батареи расходуется в 10–20 раз медленнее. При этом сила светового потока в разы сильнее.

Схема светодиодного аккумуляторного фонаря

Все дело в том, что обычные лампы накаливания рассеивают свет вокруг себя, а значит, половина светового потока идет назад. В фонарях установлены отражатели с целью уменьшить потери и направить луч в нужном направлении. Но проблема в том, что лампочка находится очень близко к отражателю, а значит, загораживает часть отраженного светового потока.

Таким образом, лампа теряет около 30 процентов света.

Светодиоды, в отличие от приборов с нитью накаливания, изначально светят вперед, не тратя силу на освещение пространства вокруг и позади себя. Конечно, отражатель здесь тоже присутствует, но служит он больше для коррекции луча светового потока, а не для его усиления.

Схема, по которой происходит подключение светодиодного фонаря, предельно проста и вполне жизнеспособна при ее сборке своими руками.

Вывод

Подключение светодиодной лампы – дело простое и не требующее каких-либо особых знаний и навыков. Главное – делать все правильно и четко по инструкции. Экономичные и имеющие очень большой срок эксплуатации осветительные приборы – хороший вариант для дома, квартиры или дачи.

При ассортименте, присутствующем сейчас на полках магазинов, возможен подбор любого типа подобных ламп в любом корпусе и для любых люстр. Замена любого вида освещения, даже люминесцентных приборов, очень проста. Ну а о лампах накаливания и говорить не приходится. А выгода от такой замены, конечно же, немалая.

Схема подключения люминесцентной лампы | Онлайн журнал электрика

Лампы дневного света достаточно обширно всераспространены в использовании, так как владеют некими преимуществами перед лампами накаливания. А конкретно, они экономнее в потреблении электроэнергии, так как меньше расходуют энергии на образование тепла, так же у их более растерянный свет и имеется возможность выбирать свечение с определённым цветом, хотя более пользующиеся популярностью и ходовые всё же являются с белоснежным свечением. Ну, а что касается специфичности их работы, то скажу последующее: для хоть какой люминесцентной лампы либо лампы дневного света, нужны определённые условия. Другими словами, так как в их содержится инертный газ с парами ртути, как понятно, газы являются нехорошими проводниками электронного тока. И для их зажигания требуется высочайшее напряжение пробоя. Так же, для облегчения этого зажигания, делаются изнутри люминесцентной лампы спиральки, которые при подачи напряжения накаляются и тем упрощают выход электронов из металла электродов. Беря во внимание данные условия, обычное подключение к контактам лампы дневного света сетевого напряжения не пойдет.

Для этого в один прекрасный момент выдумали очень ординарную схему на дросселе. В ней смешиваются все подходящие условия для воплощения зажигания и предстоящего горения люминесцентной лампы. Дроссель, как Вы должны знать, при подаче на него переменного напряжения способен ограничить силу тока, за счет индуктивного сопротивления. Это нам пригодится для предстоящего поддержания конкретного горения люминесцентной лампы.

Ещё дроссели могут выдавать огромные ЭДС, за счет внутренней самоиндукции, но для этого нужно сделать в цепи питания краткосрочное прерывания, в виде замыкания и размыкания. Это и обеспечивает ещё один элемент схемы, под заглавием стартёр.

И так, на вход схемы лампы дневного света подается сетевое напряжение 220в. Оно проходит через дроссель и поступает на первую спиральку лампы, с неё перебегает на стартёр и с него идёт во вторую спиральку, с которой поступает на вторую клемму сетевого напряжения. Первым в этой цепи срабатывает стартёр.
Напряжение зажигания тлеющего разряда стартера меньше напряжения сети, но больше рабочего напряжения лампы. Его  внутренние контакты греются и замыкаются, тем обеспечивая прохождение тока через спиральки лампы, нагревая их до температуры 800-900 градусов. Это позволяет легче проходить запуску лампы.
После, контакты стартера остывают и размыкаются, что даёт краткосрочный импульс на дроссель, а он выдаёт выброс высочайшего напряжения на электроды люминесцентной лампы, обеспечивая тем пробой и предстоящее горение. Что касается подключённой емкости на входе. Это сетевой фильтр для гашения реактивной мощности, которую производит дроссель. Без ёмкости естественно лампа то же будет работать, но при всем этом потребляя больше электроэнергии из сети.
В первом варианте схемы происходит включение одной лампы.  В данном случае элементы схемы будут такими: если лампа на 40Вт, то и дроссель на 40Вт, а стартер на напряжение 220в (если лампа одна). При подключении 2-ух ламп к одному дросселю, общая схема уже имеет вид варианта 2, на нашем рисунке.
В данном случае: дроссель на 40 Вт, а лампы на 20Вт и стартера, напряжением  по 127в каждый. Ну а конденсатор, в первом и втором варианте можно поставить на напряжение не меньше сетевого, а лучше с припасом и емкостью около 0.22мкФ.

Ниже приведена таблица (для общего ознакомления) соответствия частей схемы ( импортных комплектующих — лампы, дросселя, стартера и конденсатора  ). А так же указанны случаи при которых может быть подключения 2-ух ламп на один дроссель.

что это такое, схема подключения к светильникам и лампам, фото, видео

Автор Aluarius На чтение 8 мин. Просмотров 4.9k. Опубликовано

Люминесцентные лампы напрямую от сети в 220 вольт не работают. Им необходим специальный переходник, который будет стабилизировать напряжение и сглаживать пульсацию тока. Этот прибор носит название пускорегулирующая аппаратура (ПРА), состоящая из дросселя, с помощью которого сглаживается пульсация, стартер, используемый как пускатель, и конденсатор для стабилизации напряжения. Правда, ПРА в этом виде – это старый блок, который постепенно выводится из оборота. Все дело в том, что ему на смену пришла новая модель – ЭПРА, то есть, тот же пускорегулирующий аппарат, только электронного типа. Итак, давайте разберемся в ЭПРА – что это такое, его схема и основные составляющие.

Конструкция и принцип работы ЭПРА

По сути, ЭПРА – это электронное плато, небольшого размера, в состав которого входит несколько специальных электронных элемента. Компактность конструкции дает возможность установить плато в светильник вместо дросселя, стартера и конденсатора, которые все вместе занимают больше места, чем ЭПРА. При этом схема подключения достаточно проста. О ней чуть ниже.

Преимущества

  • Люминесцентная лампа с ЭПРА включается быстро, но плавно.
  • Она не моргает и не шумит.
  • Коэффициент мощности – 0,95.
  • Новый блок практически не греется по сравнению с устаревшим, а это прямая экономия электрического тока до 22%.
  • Новый пусковой блок снабжен несколькими видами защиты лампы, что повышает ее пожарную безопасность, безопасность эксплуатации, а также продлевает в несколько раз срок службы.
  • Обеспечение плавного свечения, без мерцания.
Внутреннее устройство ЭПРА

Внимание! Современные правила охраны труда предписывают использовать в рабочих помещениях люминесцентные лампы, снабженные именно этой новой аппаратурой.

Схема устройства

Начнем с того, что люминесцентные лампы – это газоразрядные источники света, которые работают по следующей технологии. В стеклянной колбе находятся пары ртути, в которые подается электрический разряд. Он-то и образует ультрафиолетовое свечение. На саму колбу изнутри нанесен слой люминофора, который преобразует ультрафиолетовые лучи в видимый глазами свет. Внутри лампы всегда находится отрицательное сопротивление, вот почему они не могут работать от сети в 220 вольт.

Но тут необходимо выполнить два основных условия:

  1. Разогреть две нитки накала.
  2. Создать большое напряжение до 600 вольт.

Внимание! Величина напряжения прямо пропорциональна длине люминесцентной лампы. То есть, для коротких светильников мощностью 18 Вт оно меньше, для длинных мощностью выше 36 Вт больше.

Теперь сама схема ЭПРА.



Начнем с того, что люминесцентные лампы, к примеру, ЛВО 4×18, со старым блоком всегда мерцали и издавали неприятный шум. Чтобы этого избежать, необходимо подать на нее ток частотой колебания более 20 кГц. Для этого придется повысить коэффициент мощности источника света. Поэтому реактивный ток должен возвращаться в специальный накопитель промежуточного типа, а не в сеть. Кстати, накопитель с сетью никак не связан, но именно он питает лампу, если случиться сетевой переход напряжения через ноль.

Как работает

Итак, сетевое напряжение в 220 вольт (оно переменное) преобразуется в постоянное с показателем 260-270 вольт. Сглаживание производится с помощью электролитического конденсатора С1.

После чего постоянное напряжение необходимо перевести в высокочастотное напряжение до 38 кГц. За это отвечает полумостовой преобразователь двухтактного типа. В состав последнего входят два активных элемента, которые собой представляют два высоковольтных транзистора (биполярных). Их обычно называют ключами. Именно возможность перевода постоянного напряжения в высокочастотное дает возможность уменьшить габариты ЭПРА.

Электронный пускорегулирующий аппарат

В схеме устройства (балласта) также присутствует трансформатор. Он является одновременно и управляющим элементом преобразователя, и нагрузкой для него. Этот трансформатор имеет три обмотки:

  • Одна из них рабочая, в которой всего лишь два витка. Через нее происходит нагрузка на цепь.
  • Две – управляющие. В каждой по четыре витка.

Особую роль во всей этой электрической схеме играет динистор симметричного типа. В схеме он обозначен, как DB3. Так вот этот элемент отвечает за запуск преобразователя. Как только напряжение в соединениях его подключения превышает допустимый порог, он открывается и подает импульс на транзистор. После чего происходит запуск преобразователя в целом.

Далее происходит следующее:

  • С управляющих обмоток трансформатора импульсы поступают на транзисторные ключи. Эти импульсы являются противофазными. Кстати, открытие ключей вызывает наводку на двух обмотках и на рабочей тоже.
  • Переменное напряжение с рабочей обмотки подается на люминесцентную лампу через последовательно установленные элементы: первая и вторая нить накала.

Внимание! Емкость и индуктивность в электрической цепи подбираются таким образом, чтобы в ней возникал резонанс напряжений. Но при этом частота преобразователя должна быть неизменной.

Обратите внимание, что на конденсаторе С5 будет происходить самое большое падение напряжения. Именно этот элемент и зажигает люминесцентную лампу. То есть, получается так, что максимальная сила тока разогревает две нити накала, а напряжение на конденсаторе С5 (оно большое) зажигает источник света.

По сути, светящаяся лампа должна снизить свое сопротивление. Так оно и есть, но снижение происходит незначительно, поэтому резонансное напряжение все еще присутствует в цепи. Это и есть причина, по которой лампа продолжает светиться. Хотя дроссель L1 создает ограничения тока на показатель разницы сопротивлений.

Преобразователь продолжает после запуска работать в автоматическом режиме. При этом его частота не меняется, то есть, идентична частоте запуска. Кстати, сам запуск длится меньше одной секунды.

Тестирование

Перед тем как запустить ЭПРА в производство проводились всевозможные тесты, которые показатели, что встроенный люминесцентный светильник может работать в достаточно широком диапазоне подаваемых на него напряжений. Диапазон составил 100-220 вольт. При этом оказалось, что частота преобразователя изменяется в следующей последовательности:

  • При 220 вольт она составила 38 кГц.
  • При 100 вольтах 56 кГц.

Но необходимо отметить, что при снижении напряжения до 100 вольт яркость свечения источника света явно уменьшилась. И еще один момент. На люминесцентный светильник всегда подается ток переменного типа. Это создает условия его равномерного износа. А точнее сказать, износа его нитей накаливания. То есть, увеличивается срок эксплуатации самой лампы. При тестировании лампы постоянным током, срок ее службы снизился в два раза.

Причины неисправностей

Итак, по каким причинам люминесцентная лампа может не гореть?

  • Трещины в местах пайки на плате. Все дело в том, что при включении светильника плата начинает нагреваться. После того как он будет включен, происходит остывание блока ЭПРА. Перепады температуре негативно влияют на места пайки, поэтому появляется вероятность обрыва схемы. Исправить неполадку можно пайкой обрыва или даже обычной его чисткой.
  • Если произошел обрыв нити накаливания, то сам блок ЭПРА остается в исправном состоянии. Так что эту проблему можно решить просто – заменить сгоревшую лампу новой.
  • Скачки напряжения являются основной причиной выхода из строя элементов электронного ПРА. Чаще всего выходит из строя транзистор. Производители пускорегулирующей аппаратуры не стали усложнять схему, поэтому варисторов в ней нет, который бы и отвечали за скачки. Кстати, и установленный в цепь предохранитель также от скачков напряжения не спасает. Он срабатывает лишь в том случае, если один из элементов схемы будет пробит. Поэтому совет – скачки напряжения обычно присутствуют в непогоду, поэтому не стоит включать люминесцентную лампу, когда за окном сильный дождь или ветер.
  • Неправильно проведена схема подключения аппарата к лампам.

Это интересно

В настоящее время ЭПРА устанавливаются не только с газоразрядными источниками света, но и с галогенными и светодиодными лампами. При этом нельзя использовать один аппарат, предназначенный для одного вида ламп, к другой лампе. Во-первых, не подойдут по параметрам. Во-вторых, у них разные схемы.

При выборе ЭПРА необходимо учитывать мощность лампы, в которую он будет устанавливаться.

Оптимальный вариант модели – это аппараты с защитой от нестандартных режимов работы источника света и от деактивации их.

Обязательно обратите внимание на позицию в паспорте или инструкции, где указано, в каких погодных климатических условиях электронный ПРА может работать. Это влияет и на качество эксплуатации, и на срок службы.

Подключение

И последнее – это схема подключения. В принципе, ничего сложного. Обычно производитель прямо на коробке указывает эту самую схему подключения, где точно по клеммам указаны и номера, и контур подключения. Обычно для вводного контура – три клеммы: ноль, фаза и заземление. Для выходного на лампы – по две клеммы, то есть попарно, на каждую лампу.

Как подключить светодиодную лампу вместо люминесцентной

Содержание:

  1. Введение
  2. Причины замены
  3. Схемы подключения
  4. Процесс замены
  5. Видео

Не секрет, что светодиоды миниатюрны. По этой причине инженеры сумели воплотить лампы абсолютно разной конструкции – формы галогенных и люминесцентных ламп в том числе. Также заменяют люминесцентные лампы в форме трубки с типом цоколя G13 на светодиодные аналоги, при этом в лучшую сторону меняются их оптические и энергетические качества.

Причины замены

Одним из главных аргументов в пользу замены является полное превосходство по всем показателям светодиодных источников света над люминесцентными, что подкрепляется постоянным развитием светодиодных технологий. Чтобы подтвердить свою мысль, ниже представим характеристики и отличия двух лам Т8 – люминесцентной и светодиодной.

Люминесцентная лампа:

  • Скорость выхода из строя зависит от количества включений и выключений, в среднем работает около 2000 часов.
  • Колба – стеклянная, в ней содержатся пары ртути, из-за чего обращаться с ней и утилизировать следует особенно аккуратно.
  • Нуждается в отражателе, так как свет распространяется во все стороны.
  • Яркость угасает постепенно в момент выключения.
  • Пускорегулирующий аппарат – источник помех.
  • Со временем световой поток снижается на 30% из-за деградации защитного слоя.

LED-лампа:

  • Срок службы не зависит от количества включений и выключений. Служит не менее 10 тысяч часов.
  • Абсолютно экологически безопасный вариант.
  • Имеет направленный световой поток.
  • Теряет яркость максимум на 10% за весь срок службы.
  • Мощность потребления электроэнергии значительно меньше.
  • Драйвер не влияет на электросеть.
  • При включении достигает полной яркости за секунды.

Глядя на сравнение вышеперечисленных характеристик, легко сделать вывод о том, что подключение светодиодной лампы вместо люминесцентной – это выгодное решение. Как с экономической, так и с технической точки зрения.

На место люминесцентной лампы Т8 вы можете установить светодиодную на 9 Вт, 18 Вт, 24 Вт и 36 Вт.

Схемы подключения

Перед тем, как переделать люминесцентную лампу на светодиодную, необходимо разобраться, какие схемы подключения можно использовать.

Существует два пути подключения:

  • Первый вариант: подключение на базе ПРА при помощи стартера, конденсатора и дросселя. Подробная схема подключения представлена на рисунке 1 ниже.
  • Второй вариант: подключение на базе ЭПРА – электронного балласта при помощи лишь одного блока – высокочастотного преобразователя. Схему вы также можете увидеть на рисунке 2 ниже.

В потолочных светильниках растрового типа необходимо подключить четыре люминесцентные трубки к 2 ЭПРА: из них каждый обеспечивает работу двух ламп. Или же подключаем трубки к комбинированному ПРА – включает в себя 1 конденсатор, 2 дросселя и 4 стартера.

Ниже на рисунке 3 представлена подробная схема подключения светодиодной лампы Т8, которая не содержит никаких дополнительных элементов.

У такого светильника стабилизированный драйвер уже встроен внутрь корпуса. Внутри также расположен алюминиевый радиатор, а на нем закреплена печатная плата со светоизлучающими диодами. Сверху расположен стеклянный или пластиковый рассеиватель. На драйвер поступает напряжение 220В прямо через цоколь. Причем как с одной стороны (на украинских изделиях, в этом случае штырьки с другой стороны являются крепежом), так и с обеих (здесь задействованы 1-2 штырька цоколя).

Специалисты компании LIGHT HOUSE советуют перед тем, как переделывать свою лампу, прочесть схему подключения, которая приведена либо на корпусе изделия, либо в паспорте.

Самой распространённой до сих пор является лампа Т8, фаза и ноль к ней подводятся с разных сторон. Именно на ее примере мы и разберем процесс модификации.

Процесс замены

Даже если вы не обладаете обширным опытом, взглянув на схему, разобраться с процессом самостоятельно не составит труда.

Если вы планируете подключать лампу с ПРА, то последовательность ваших действий будет следующей:

  1. Первым делом убедитесь, что в цепь не поступает электричество. Для этого нужно отключить защитный автомат и проверить, отсутствует ли напряжение.
  2. Снимите крышку и получите доступ ко всем элементам схемы.
  3. Затем вам нужно отключить от электрической цепи такие элементы как стартер, дроссель и конденсатор.
  4. Следующим шагом будет отделение проводов, которые идут к клеммам, после чего их необходимо подключить к фазному и нулевому проводам напрямую.
  5. Оставшиеся провода нужно удалить или заизолировать.
  6. Далее необходимо вставить светильник Т8 в цоколь G13 и попробовать включить.

Еще проще будет модифицировать люминесцентную лампу с электронным балластом. Ваша последовательность действий будет такова:

  1. Провода, которые идут к балласту и выходят из него, нужно выпаять или перекусить кусачками.
  2. Фазный и нулевой провода соедините с левым и правым проводами самой лампы.
  3. Обязательно тщательно изолируйте место соединения.
  4. Вставьте лампу и включите ее в сеть.

Если вы хотите подключить светодиодный светильник Т8 в фирменный светильник Phillips, то провести такую процедуру будет еще проще, так как производитель позаботился о потребителях, существенно упростив им задачу.

Допустим, у вас есть светодиодный светильник длинной 600 мм (данный способ одинаков и для ламп длинной 900 мм, 1200 мм, 1500 мм). Ваши действия будут таковы: в первую очередь выкручиваем стартер, а на его место помещаем заглушку. Она идет в комплекте. При этом корпус самой лампы не нужно разбирать, снимать дроссель – тоже.

Довольно часто можно встретить комментарии от потребителей, купивших лампу Т8, о том, что срок их службы гораздо меньше заявленного. Такое случается, когда вы приобретаете китайские аналоги ламп от малоизвестных производителей – низкокачественные светодиоды и драйвера едва ли дадут ей возможность прослужить вам и один год. Мы советуем обращать внимание только на качественные изделия от известных производителей. Обратите внимание, что в наличии всегда должна быть гарантия – не на шесть месяцев, а на 1-3 года.

Видео

Более наглядно понять, как установить светодиодную лампу своими руками, разобраться в схеме подключения светодиодной лампы вместо люминесцентных можно, взглянув на небольшие видео-инструкции.

Как подключить светодиодную лампу вместо люминесцентных, схема

Появление на рынке LED-ламп привело к новой индустрии освещения. Но в офисах и на производстве продолжают работать миллионы старых люминесцентных ламп. Проще всего не менять весь светильник целиком, а просто установить светодиодную лампу в уже существующий. Рассмотрим, как подключить светодиодную лампу вместо люминесцентной, используя старую арматуру.

Преимуществом светодиодной лампы является малое потребление энергии и больший рабочий ресурс. Хотя они и немного дороже, однако светят ярче и служить вам будут в 5 раз дольше чем люминесцентные.

Как работает светодиодная лампа

Источником света в светодиодной лампе является светоизолирующий диод, состоящий из полупроводникового кристалла, имеющего два вывода (катод и анод) и оптической системы. Далее по тексту будет использована аббревиатура СД или LED.

При прохождении электрического тока через полупроводник в прямом направлении, носители заряда (электроны и дырки) осуществляют рекомбинацию. В результате этого происходит оптическое излучение фотонов (из-за перехода электронов на другой энергетический уровень).

Также в лампе находится драйвер (специальная микросхема), который обеспечивает питание светодиода. Радиатор (система охлаждения) собирает и выводит излишнее тепло. Рассеиватель минимизирует потери света.

Схематическое изображение светодиода

На схемах светодиоды условно обозначаются как диоды со стрелками, которые обозначают оптическое излучение.

Выпускаемые светодиодные лампочки на 220В могут отличаться между собой внешним дизайном, но принцип внутреннего устройства сохраняется для всех моделей.

Излучение света в лампах выполняется светодиодами, число и размеры кристаллов которых может варьироваться в зависимости от мощности и возможностей охлаждения. Их цветовой спектр задается веществом, входящим в структуру каждого кристаллика.

Чтобы добраться до пускового драйвера, необходимо аккуратно снять защитную «юбочку» лампы. Под ней откроется печатная плата либо монтажная сборка из соединенных между собой радиоэлементов.

На входе драйвера расположен диодный мост, подключенный к электрическому цоколю лампы, контактирующему с патроном. Благодаря ему переменное питающее напряжение выпрямляется в постоянное, поступает на плату и через нее подается к светодиодам.

Чтобы лучше рассеять излучаемый поток и защитить кристаллы от прикосновений, а также избежать их контакта с посторонними предметами, снаружи устанавливается рассеивающее защитное стекло (прозрачная пластмассовая колба). Поэтому своим внешним видом они очень напоминают традиционные источники света.

Для вкручивания лампочки в патрон их цоколи выполняют стандартных размеров Е14, Е27, Е40 и т.д. Это позволяет использовать лед лампы в домашней сети, не прибегая к каким либо изменениям в электропроводке.

Устройство светодиодной лампы 220

    В состав лампы входят:
  • корпус;
  • цоколь;
  • рассеиватель;
  • радиатор;
  • блок светодиодов LED;
  • бестрансформаторный драйвер.

Как устроена светодиодная лампа? На рисунке изображена современная LED-лампа по технологии СОВ. Светодиод выполнен как одно целое, с множеством кристаллов. Для него не требуется распайка многочисленных контактов. Достаточно присоединить всего одну пару.

    Каждая светодиодная лампа состоит из следующих частей:
  1. Рассеиватель – специальный полусферы, увеличивающей угол и равномерно разбрасывающей направленный пучок светодиодного излучения. В большинстве случаев элемент производится из прозрачных и полупрозрачных пластиков либо матированного поликарбоната.
  2. Светодиодные чипы – основных составляющих ламп нового поколения. Они устанавливаются как по одному, так и десятками. Их число зависит от конструктивных особенностей изделия, его размеров, мощности и наличия приспособлений для отвода тепла.
  3. Печатной платы. При их изготовлении используются анодированные алюминиевые сплавы, способные эффективно отвести тепло на радиатор, что создаст оптимальную температуру для бесперебойной работы чипов.
  4. Радиатора, который отводит тепло от печатной платы с утопленными в ней светодиодами. Для отливки радиаторов тоже выбирается алюминий и его сплавы, а также специальные формы с большим количеством отдельных пластин, помогающих увеличить теплоотводящую площадь.
  5. Конденсатора, убирающего пульсацию по напряжению, подаваемому на кристаллы светодиодов с драйверной платы.
  6. Драйвера, сглаживающего, уменьшающего и стабилизирующего входное напряжение электрической сети. Без этой миниатюрной печатной платы не обходится ни одна светодиодная матрица. Различают выносной и встраиваемый драйвер. Большинство современных ламп оснащается встраиваемыми устройствами, которые монтируются непосредственно в их корпусе.
  7. Полимерного основания, вплотную упирающегося в цокольную часть, защищая корпус от электрических пробоев, а меняющих лампочки — от случайного поражения электрическим током.
  8. Цоколя, обеспечивающего подключение к патронам. Обычно при его изготовлении используют латунь, покрытую никелем. Это гарантирует хороший контакт и долговременную коррозионную защиту.

Также существенным отличием светодиодных приборов от их обычных прототипов стало расположение зоны максимального нагрева. У остальных типов излучателей распространение тепла происходит от внешней стороны поверхности.

Светодиодные кристаллы нагревают свою печатную плату с внутренней стороны. Поэтому им требуется своевременное отведение тепла изнутри лампы, а это конструктивно решается путем установки охлаждающих радиаторов.

Когда делается ремонт светильника с перегоревшим светодиодом, его меняют целиком. По форме лампы бывают круглыми, цилиндрическими и прочими. Подключение к сети питания производится через резьбовые или штырьковые цоколи. Под общее освещение выбираются светильники с цветовой температурой 2700К, 3500К и 5000К.

Градации спектра могут быть любыми. Их часто используют для освещения реклам и в декоративных целях.

Типы светодиодов

Светодиод – это полупроводниковый кристалл из нескольких слоев, преобразующий электричество в видимый свет. При изменении его состава получается излучение определенного цвета. Светодиод делается на основе чипа – кристалла с площадкой для подключения проводников питания.

Чтобы воспроизвести белый свет, «синий» чип покрывается желтым люминофором. При излучении кристалла люминофор испускает собственное. Смешивание желтого и синего света образует белый.

    Разные способы сборки чипов позволяют создавать 4 основных типа светодиодов:
  • DIP – состоит из кристалла с расположенной сверху линзой и присоединенными двумя проводниками. Он наиболее распространен и используется для подсветки, в световых украшениях и табло.
  • «Пиранья» – похожая конструкция, но с четырьмя выводами, что делает ее более надежной для монтажа и улучшает отвод выделяющегося тепла. Большей частью применяется в автомобильной промышленности.
  • SMD-светодиод – размещается на поверхности, за счет чего удается уменьшить габариты, улучшить теплоотвод и обеспечить множество вариантов исполнения. Используется в любых источниках света.
  • СОВ-технология, где чип впаивается в плату. За счет этого контакт лучше защищен от окисления и перегрева, а также значительно повышается интенсивность свечения. Если светодиод перегорает, его надо полностью менять, поскольку ремонт своими руками, с заменой отдельных чипов, не возможен.

Недостатком светодиода является его маленький размер. Чтобы создать большое красочное световое изображение, требуется много источников, объединенных в группы. Кроме того, кристалл со временем стареет, и яркость ламп постепенно падает. У качественных моделей процесс износа протекает очень медленно.

Схема светодиодной лампочки на 220в

Конструктивно схема светодиодной лампы на 220В состоит из трех основных частей: корпуса, электронной части и системы охлаждения. Сетевое напряжение через цоколь поступает на драйвер, где преобразуется в сигнал постоянного тока, необходимый для свечения светодиодов.

Свет от излучающих диодов обладает широким углом рассеивания и поэтому не требует установки дополнительных линз. Достаточно обойтись рассеивателем. В процессе работы детали драйвера и светодиоды нагреваются. Поэтому в конструкции лампы обязательно должен быть продуман отвод тепла.

К корпусной части светодиодной лампы относится цоколь, оболочка из пластика, внутри которой размещен драйвер, и полупрозрачная крышка в виде полусферы, по совместительству являющаяся рассеивателем света. В дорогих моделях ламп большую часть корпуса занимает ребристый радиатор из алюминия или специального теплопроводящего пластика.

В лампочках бюджетного класса радиатор либо вовсе отсутствует, либо расположен внутри, а по окружности корпуса сделаны отверстия. Дешёвая китайская продукция мощностью до 7 Вт вовсе имеет сплошной корпус, без какого-либо отвода тепла.

В фирменных светодиодных лампах на 220В печатная плата с SMD светодиодами крепится к радиатору через термопасту для эффективного отвода тепла.

В дешевых китайских моделях эта плата либо просто вставлена в пазы корпуса, либо прикреплена саморезами к металлической пластине для охлаждения кристаллов. Эффективность такого охлаждения крайне низкая, так как пластина имеет малую площадь, да и наносить термопасту китайские производители, как правило, забывают.

Вывод излучения происходит через рассеиватель, как правило, из матового пластика. А в дешевых светодиодных лампах на 220В такой корпус ещё надёжно скрывает недостатки китайской сборки от любопытных глаз потребителя. Крепится рассеиватель к основанию либо герметиком, либо резьбовым соединением.

Лампы светодиодные вместо люминесцентных

Зайдя практически в любое офисное помещение, школу, детский сад или контору любого предприятия, можно обратить внимание на то, что освещение практически везде состоит из так называемых ламп дневного света, т. е. люминесцентных светильников (обычно это приборы мощностью 36 Вт.).

Действительно, еще буквально 5–7 лет назад казалось, что для офиса это самый экономичный вид световых приборов. Но время идет, появляются новые варианты освещения, куда более энергосберегающие и долговечные.

Сейчас повсеместно в целях экономии внедряются LED-лампы. Конечно, если в кабинете висит обычная люстра, то все, что нужно сделать для модернизации – это поменять лампочки накаливания на LED.

А возможно ли поставить светодиодные лампы в люминесцентные светильники, если было решено перейти на более энергосберегающий вид освещения или придется их выбросить, чтобы после на их место установить светодиодные трубки?

Торопиться с этим не стоит. Ведь совершенно ясно, что покупка такого светильника в магазине обойдется в разы дороже, чем приобретение отдельного элемента. Нужно разобраться, возможно ли переделать люминесцентный светильник в светодиодный.

Остается понять, как заменить ЛДС на LED. Переделка люминесцентной лампы в ЛЕД-лампу не составляет практически никакого труда, и по своей сути это простая доработка старого светильника.

    Ведь требуется только изменение схемы, а светодиодные трубки по форме полностью повторяют лампы дневного света. Для этого требуется выполнить несколько простых действий:
  1. Сначала необходимо отключить питание старого светильника. Причем целесообразнее будет снятие напряжения в сети путем отключения вводного автомата, т. к. неизвестно, кто и как производил электромонтаж и не пущен ли через выключатель ноль вместо фазы. Обязательно после отключения нужно удостовериться в отсутствии напряжения с помощью отвертки-индикатора.
  2. Следующим шагом демонтируется старый светильник, далее снимаются трубки ЛДС, т. е. производятся те же действия, которые требуются, чтобы заменить люминесцентные лампы, с той лишь разницей, что на место их уже ставить не придется.
  3. Все провода, идущие от стартера (это алюминиевый либо пластиковый цилиндр), а также от дросселя или пускового регулирующего аппарата (прямоугольный элемент в форме удлиненной коробки из металла) отсоединяются. Эти части тоже больше не пригодятся.

Несмотря на то, что при подключении люминесцентной трубки на патрон с каждой стороны подавалась фаза на одно гнездо патрона и ноль на другое, в работе светодиодной лампы используется совершенно иная схема подключения.

Необходимо так собрать светильник, чтобы по одной стороне патронов на оба их контакта подавалось напряжение только лишь с одного, фазного провода, ну а по противоположной стороне так же на два контакта шел только нулевой, т.к. на светодиодные лампы (в том числе и Т8) подается разнополярное напряжение на противоположные стороны.

Таким образом, получится схема подключения, показанная на рисунке. На этом переделка люминесцентной лампы на светодиодную окончена. Теперь остается только повесить светильник на место и поставить в него лампы Т8 с цоколем G13, которые являются светодиодными аналогами люминесцентных, после чего подать напряжение.

Преимущества светодиодных ламп перед люминесцентными

    Обычно заявленное производителем рабочее время LED-лампы составляет не менее 30 000 часов, и все же многое будет зависеть от производителя драйвера, т. е. электронного балласта, и самих светоэлементов. Но в любом случае установка Т8 вместо люминесцентных ламп выгодна по нескольким причинам:
  • Переделка люминесцентного светильника, т. е. изменение схемы старой лампы, не представляет никаких проблем и занимает минимум времени. И с каждым переделанным прибором, с пришедшим опытом это будет делаться все быстрее.
  • LED-светильники не нужно обслуживать и ревизировать, достаточно иногда вытирать с них пыль и очень редко менять трубки.
  • До 60% электричества экономится при их работе, если сравнивать с энергозатратами люминесцентных ламп.
  • Они более долговечны в работе, средний показатель срока службы – 40 000 часов.
  • Светодиодные трубки не мерцают, как это происходило с их предшественниками, а значит, их вполне целесообразно монтировать в детских садах и школах.
  • Они не содержат вредных отравляющих веществ, следовательно, не требуют особой утилизации после выхода из строя.

Даже если напряжение в сети упадет до 110 В, светодиодные аналоги люминесцентных ламп продолжат работать так же, как и при 220 В. И еще одно важное преимущество – это то, что у светодиодных светильников отсутствуют недостатки, за исключением, может быть, высокой цены в их премиум-вариантах.

Одним словом, переделка люминесцентного светильника в светодиодный своими руками – дело выгодное, и пренебрегать им по возможности не стоит. Ну а вопросов, как переделать лампу, теперь остаться не должно.

Схема подключения светодиодной лампы вместо люминесцентных

Тип колбы Т8 (диаметр трубки 25,76 мм, цоколь G13), единственный типоразмер, который позволяет использовать один и тот же светильник для установки в него ламп разной конструкции, но одинаковой длины. Правда, потребуется небольшая модернизация, отключение пуско – регулирующей арматуры, но это дело нетрудное и не займёт много времени.

Как видите, схема простая. Стартёры нужно вынуть из разъёмов. В разъём дросселя можно поставить перемычку, но если на входе стоит УЗО то велика вероятность ложных срабатываний, поэтому просто демонтируйте балласт.

В принципе, дроссель и компенсационный конденсатор можно оставить, всё будет работать, но образуемые при включении кратковременные импульсы ЭДС (700-1000 В) вряд ли будут способствовать долгой работе LED прибора.

Трубки Т8 с цоколем G13 имеют четыре вывода (штырька), но для подключения LED сборки понадобится только два, по одному с каждого торца колбы. Так, должно быть, но китайские производители, как всегда, не строго придерживаются стандартов, поэтому встречаются LED трубки с выводами на один из торцов.

Как подключить светодиодный светильник к 220в

    Главное преимущество таких светильников перед моделями, работающими от 12 вольт, заключается в том, что питание подается напрямую от выключателя. В результате затрачивается меньше средств и усилий на монтаж ламп. В настоящее время существуют три способа подключить светильник:
  1. последовательный;
  2. параллельный;
  3. лучевой.

Каждый имеет свои достоинства и недостатки, применяется в разных ситуациях. Обсудим схемы более подробно.

  • Последовательный

Если возникает необходимость экономии провода, а к помещению нет особых требований, тогда последовательное подключение подойдет лучше других. Тут потребуется небольшое количество двойных или тройных проводов.

При этом разрешается ставить в одну цепь не больше шести ламп, иначе яркость всех устройств будет низкой. А также если один из светильников выйдет из строя, подача питания прекратится, и придется проверять каждое устройство отдельно, чтобы найти дефект.

Сам процесс подключения прост: от выключателя прокладывается фаза к первому светильнику, далее от него подается провод к следующему и так до тех пор, пока не будет произведено подсоединение в одну цепь всех устройств.

К последнему прокладывается ноль, идущий от распределительной коробки. Если перепутать провода местами и вместо питания пустить ноль, то лампы будут всегда оставаться под напряжением, что небезопасно.

Все современные светильники выпускаются с расчетом на подключение провода «земля». Если в вашем случае в квартире есть заземление, тогда придется протягивать кабель напрямую от розетки к каждой лампе.

Для экономии средств, реализуя последовательную схему, применяют провод, так как в кабеле вторая жила будет просто обрываться и никак не использоваться.

Подключение светильников параллельным способом более практично и применяется чаще, чем последовательное. При реализации этого метода все источники света будут выдавать яркость, заявленную производителем. Единственным недостатком можно считать повышенный расход проводника по отношению к предыдущему варианту.

Рекомендуется применять кабель ВВГ нг 2х1,5 или 3х1,5. Эта маркировка означает, что два или три провода сечением 1,5 мм и кабель в целом имеют ПВХ-оболочку. Отметка «нг» в маркировке свидетельствует о том, что кабель негорючий.

В некоторых случаях применяют кабель с дополнительной маркировкой «Is», означающей отсутствие сильного выделения дыма при воспламенении. Большинство пожаров возникает из-за некачественной проводки, поэтому на ней не стоит экономить, особенно если дом деревянный.

Для подключения от распределительной коробки через выключатель тянут кабель, который по очереди соединяется к каждому светильнику. После первой лампы провод обрезается и подается к следующей, пока не закончатся все устройства. Такая схема гарантирует работоспособность цепи даже в том случае, если одна из ламп перегорит.

В помещениях, разделенных на несколько функциональных зон, устанавливают две группы светильников. Обычно их подключают к двухклавишному выключателю. Так появляется возможность управлять включением света, давая его там, где планируется активность.

В таком случае придется прокладывать кабель отдельно от каждой клавиши на определенную группу ламп. В целом принцип такой схемы ничем не отличается от описания в абзаце выше.

Лучевая схема по своей природе относится к параллельному методу подключения и часто встречается в люстрах. Он подразумевает прокладку питания к каждому светильнику индивидуально.

Такой вариант более затратный, так как требует наибольшего количества провода. Чтобы сэкономить, прокладывают кабель в центр комнаты, откуда до каждого светильника будет равное расстояние. Далее к нулю и фазе подключаются одножильные провода, которые тянутся к осветительным приборам.

Важно решить, как будут соединены жилы кабеля с отдельным проводом. Если ламп немного, то можно довольствоваться обычно скруткой. Важно ее надежно обжать пассатижами и сварить воедино.

В таком случае соединение выходит неразъемным и требует много времени для реализации. Для более безопасного варианта понадобится приобрести клеммы с нужным количеством выходов. На каждую жилу одевается разъем, и уже от него тянут провода к лампам.

При желании в цепь можно подключить диммеры — устройства, позволяющие управлять яркостью светильников.

Автор:
Сергей Владимирович, инженер-электрик.
Подробнее об авторе.

Люминесцентные лампы — Руководство по устройству электроустановок

Подробнее см. Также «Схемы освещения».

Люминесцентные лампы и сопутствующее оборудование

Мощность Pn (ватт), указанная на лампе люминесцентной лампы, не включает мощность, рассеиваемую в балласте.

Ток определяется по формуле: Ia = Pballast + PnUCosφ {\ displaystyle {\ mbox {Ia}} = {\ frac {{\ mbox {P}} _ {\ mbox {ballast}} + {\ mbox {Pn} }} {{\ mbox {UCos}} \ varphi}}}

Где U = напряжение, приложенное к лампе вместе с соответствующим оборудованием.

Если для балласта не указано значение потерь мощности, можно использовать значение 25% от Pn.

Стандартные трубчатые люминесцентные лампы

С (если не указано иное):

  • cos φ = 0,6 без коррекции коэффициента мощности (PF) [1] конденсатор
  • cos φ = 0,86 с коррекцией коэффициента мощности [1] (одинарная или сдвоенная труба)
  • cos φ = 0,96 для электронного балласта.

Если для балласта не указано значение потерь мощности, можно использовать значение 25% от Pn.

На рисунке A6 приведены эти значения для различных схем балласта.

Рис. A6 — Потребление тока и потребляемая мощность люминесцентных ламп обычных размеров (при 230 В, 50 Гц)

Расположение ламп, стартеров и балластов Мощность трубки (Вт) [a] Ток (А) при 230 В Длина трубки (см)
Магнитный балласт Электронный балласт
Без конденсатора коррекции коэффициента мощности С конденсатором коррекции коэффициента мощности
Одинарная трубка 18 0.20 0,14 0,10 60
36 0,33 0,23 0,18 120
58 0,50 0,36 0,28 150
Двойные трубы 2 х 18 0,28 0,18 60
2 х 36 0,46 0.Мощность в ваттах, указанная на трубке

Компактные люминесцентные лампы

Компактные люминесцентные лампы обладают такими же характеристиками экономии и длительного срока службы, как и классические лампы. Они обычно используются в общественных местах, которые постоянно освещаются (например: коридоры, коридоры, бары и т. Д.), И могут быть установлены в ситуациях, которые иначе освещаются лампами накаливания (см. Рис. A7).

Рис. A7 — Потребление тока и потребляемая мощность компактных люминесцентных ламп (при 230 В — 50 Гц)

Тип лампы Мощность лампы (Вт) Ток при 230 В (A)
Отдельный балластный светильник 10 0. 1 2 «Коррекция коэффициента мощности» часто называется «компенсацией» в терминологии газоразрядных ламп.
Cos φ составляет приблизительно 0,95 (нулевые значения V и I почти совпадают по фазе), но коэффициент мощности равен 0,5 из-за импульсной формы тока, пик которого возникает «поздно» в каждом полупериоде.

Люминесцентные лампы — как работает люминесцентная лампа и ее применение

Что такое люминесцентные лампы?

Люминесцентные лампы — это лампы, в которых свет возникает в результате потока свободных электронов и ионов внутри газа.Типичная люминесцентная лампа состоит из стеклянной трубки, покрытой люминофором и содержащей по паре электродов на каждом конце. Он заполнен инертным газом, обычно аргоном, который действует как проводник, а также состоит из жидкой ртути.

Люминесцентная лампа

Как работает люминесцентная лампа?

Когда электричество подводится к трубке через электроды, ток проходит через газовый проводник в форме свободных электронов и ионов и испаряет ртуть. Когда электроны сталкиваются с газообразными атомами ртути, они испускают свободные электроны, которые перескакивают на более высокие уровни, а когда они возвращаются на исходный уровень, испускаются фотоны света.Эта излучаемая световая энергия находится в форме ультрафиолетового света, невидимого для человека. Когда этот свет попадает на люминофор, нанесенный на трубку, он возбуждает электроны люминофора на более высокий уровень, и когда эти электроны возвращаются к своему исходному уровню, излучаются фотоны, и эта световая энергия теперь находится в форме видимого света.


Запуск люминесцентной лампы

В люминесцентных лампах ток течет через газовый проводник, а не через твердотельный проводник, где электроны просто текут от отрицательного конца к положительному.Должно быть много свободных электронов и ионов, чтобы позволить потоку заряда через газ. Обычно в газе очень мало свободных электронов и ионов. По этой причине необходим специальный пусковой механизм для введения большего количества свободных электронов в газ.

Два пусковых механизма для люминесцентной лампы

1. Один из методов заключается в использовании стартера и магнитного балласта для подачи переменного тока к лампе. Выключатель стартера необходим для предварительного нагрева лампы, так что требуется значительно меньшее количество напряжения для запуска образования электронов на электродах лампы.Балласт используется для ограничения силы тока, протекающего через лампу. Без выключателя стартера и балласта большое количество тока будет течь непосредственно к лампе, что уменьшит сопротивление лампы и, в конечном итоге, нагреет лампу и разрушит ее.

Люминесцентная лампа с магнитным балластом и выключателем стартера

Используемый выключатель стартера представляет собой обычную колбу, состоящую из двух электродов, так что между ними образуется электрическая дуга, когда через колбу протекает ток. В качестве балласта используется магнитный балласт, который состоит из катушки трансформатора.Когда через катушку проходит переменный ток, создается магнитное поле. По мере увеличения тока магнитное поле увеличивается, и это в конечном итоге препятствует прохождению тока. Таким образом ограничивается переменный ток.

Первоначально для каждого полупериода сигнала переменного тока ток течет через балласт (катушку), создавая вокруг него магнитное поле. Этот ток, проходя через нити трубки, медленно нагревает их, вызывая образование свободных электронов. Когда ток проходит через нить накала к электродам колбы (используется в качестве выключателя стартера), между двумя электродами колбы образуется электрическая дуга.Поскольку один из электродов представляет собой биметаллическую полосу, он изгибается при нагревании, и в конечном итоге дуга полностью гаснет, а поскольку через пускатель не течет ток, он действует как размыкающий выключатель. Это вызывает коллапс магнитного поля на катушке, и в результате возникает высокое напряжение, которое обеспечивает необходимое срабатывание для нагрева лампы, чтобы произвести необходимое количество свободных электронов через инертный газ, и в конечном итоге лампа загорится.

6 причин, по которым магнитный балласт не считается удобным?

  • Потребляемая мощность довольно высокая, порядка 55 Вт.
  • Они большие и тяжелые
  • Они вызывают мерцание, поскольку работают на более низких частотах
  • Они не служат дольше.
  • Потери от 13 до 15 Вт.

2. Использование электронного балласта для запуска люминесцентных ламп

Электронные балласты, в отличие от магнитного балласта, подают переменный ток в лампу после увеличения частоты сети с 50 Гц до 20 кГц.

Электронный балласт для запуска люминесцентной лампы

Типичная схема электронного балласта состоит из преобразователя переменного тока в постоянный, состоящего из мостов и конденсаторов, которые преобразуют сигнал переменного тока в постоянный и отфильтровывают пульсации переменного тока для выработки постоянного тока.Это постоянное напряжение затем преобразуется в высокочастотное прямоугольное напряжение переменного тока с помощью набора переключателей. Это напряжение приводит в действие резонансный контур LC-резервуара, чтобы произвести отфильтрованный синусоидальный сигнал переменного тока, который подается на лампу. Когда ток проходит через лампу с высокой частотой, он действует как резистор, образуя параллельную RC-цепь с цепью резервуара. Первоначально частота переключения переключателей снижается с помощью схемы управления, что приводит к предварительному нагреву лампы, что приводит к увеличению напряжения на лампе.В конце концов, когда напряжение на лампе достаточно увеличивается, она загорается и начинает светиться. Существует устройство для измерения тока, которое может определять количество тока, протекающего через лампу, и соответственно регулировать частоту переключения.

6 причин, по которым предпочтение отдается электронным пускорегулирующим аппаратам. Больше

  • Они имеют низкое энергопотребление, менее 40 Вт
  • Потери незначительны
  • Устранено мерцание
  • Они легче и больше подходят для разных мест
  • Они служат дольше

Типичное применение люминесцентной лампы — автоматическое переключение света

Вот полезная домашняя схема для вас.Эта автоматическая система освещения может быть установлена ​​в вашем доме для освещения помещения с помощью КЛЛ или люминесцентных ламп. Лампа автоматически включается около 18:00 и гаснет утром. Таким образом, эта схема без выключателя очень полезна для освещения помещений дома, даже если заключенных нет дома. Обычно автоматические огни на основе LDR мерцают, когда интенсивность света изменяется на рассвете или в сумерках. Поэтому КЛЛ нельзя использовать в таких схемах. В автоматических осветительных приборах с симисторным управлением возможна только лампа накаливания, так как мерцание может повредить цепь внутри КЛЛ.Эта схема преодолевает все подобные недостатки и мгновенно включается / выключается при изменении заданного уровня освещенности.

Как это работает?

IC1 (NE555) — это популярная микросхема таймера, которая используется в схеме в качестве триггера Шмитта для получения бистабильного действия. Действия установки и сброса IC используются для включения / выключения лампы. Внутри ИС есть два компаратора. Компаратор с верхним порогом срабатывает при 2/3 В постоянного тока, а компаратор с нижним триггером срабатывает при 1/3 В постоянного тока. Входы этих двух компараторов связаны вместе и соединены на стыке LDR и VR1.Таким образом, напряжение, подаваемое LDR на входы, зависит от интенсивности света.

LDR — это разновидность переменного резистора, сопротивление которого изменяется в зависимости от интенсивности падающего на него света. В темноте LDR предлагает очень высокое сопротивление, достигающее 10 Мегаом, но при ярком свете оно уменьшается до 100 Ом или меньше. Итак, LDR — идеальный датчик света для автоматических систем освещения.

В дневное время LDR имеет меньшее сопротивление, и через него течет ток к пороговому (Pin6) и триггерному (pin2) входам IC.В результате напряжение на пороговом входе превышает 2/3 Vcc, что сбрасывает внутренний триггер, и выход остается низким. В то же время триггерный вход получает более 1/3 В постоянного тока. Оба условия поддерживают низкий уровень выходного сигнала IC1 в дневное время. Транзистор драйвера реле подключен к выходу IC1, так что реле остается обесточенным в дневное время.

Схема автоматического переключения света

На закате сопротивление LDR увеличивается, и ток, протекающий через него, прекращается.В результате напряжение на входе компаратора пороговых значений (вывод 6) падает ниже 2/3 В постоянного тока, а напряжение на входе компаратора триггера (вывод 2) — менее 1/3 В постоянного тока. Оба эти условия вызывают высокий уровень на выходе компараторов, который устанавливает триггер. Это изменяет выход IC1 на высокий уровень и запускает T1. Светодиод указывает на высокий выход IC1. Когда T1 проводит, реле активируется и замыкает цепь лампы через общий (Comm) и NO (нормально разомкнутый) контакты реле.Это состояние продолжается до утра, и IC сбрасывается, когда LDR снова подвергается воздействию света.

Конденсатор C3 добавлен к базе T1 для чистого переключения реле. Диод D3 защищает Т1 от обратного ЭДС при выключении Т1.

Как настроить?

Соберите схему на общей печатной плате и поместите в противоударный корпус. Коробка переходника вставного типа — хороший выбор для включения трансформатора и цепи. Разместите блок в местах, где в дневное время доступен солнечный свет, предпочтительно вне дома.Перед подключением реле проверьте выход с помощью светодиодного индикатора. Отрегулируйте VR1, чтобы светодиод загорелся при определенном уровне освещенности, например, в 18:00. Если все в порядке, подключите реле и соединения переменного тока. Фаза и нейтраль могут быть отведены от первичной обмотки трансформатора. Возьмите фазный и нейтральный провода и подключите к патрону. Вы можете использовать любое количество ламп в зависимости от номинального тока контактов реле. Свет от лампы не должен попадать на LDR, поэтому установите лампу соответствующим образом.

Осторожно : На контактах реле 230 В во время зарядки. Поэтому не прикасайтесь к цепи, когда она подключена к сети. Используйте хорошую оплетку для контактов реле, чтобы избежать удара.

Фотография предоставлена:

  • Люминесцентная лампа от wikimedia
  • Запуск люминесцентной лампы с использованием магнитного балласта и выключателя стартера от wikimedia

Глава 46 — Освещение

Глава 46 — Освещение

ВИДЫ ЛАМП И ОСВЕЩЕНИЯ

Ричард Форстер

Лампа — это преобразователь энергии.Хотя он может выполнять второстепенные функции, его основная цель — преобразование электрической энергии в видимое электромагнитное излучение. Есть много способов создать свет. Стандартный метод создания общего освещения — это преобразование электрической энергии в свет.

Типы света

Накаление

Когда твердые тела и жидкости нагреваются, они излучают видимое излучение при температурах выше 1000 K; это известно как накал.

Такой нагрев является основой генерации света в лампах накаливания: электрический ток проходит через тонкую вольфрамовую проволоку, температура которой повышается примерно до 2500–3200 К, в зависимости от типа лампы и ее применения.

У этого метода есть предел, который описывается законом Планкса для характеристик излучателя черного тела, согласно которому спектральное распределение излучаемой энергии увеличивается с температурой. При температуре около 3600 К и выше наблюдается заметное усиление излучения видимого излучения, и длина волны максимальной мощности смещается в видимый диапазон.Эта температура близка к температуре плавления вольфрама, который используется для нити накала, поэтому практический предел температуры составляет около 2700 К, выше которого испарение нити становится чрезмерным. Одним из результатов этих спектральных сдвигов является то, что большая часть испускаемого излучения испускается не как свет, а как тепло в инфракрасной области. Таким образом, лампы накаливания могут быть эффективными нагревательными устройствами и используются в лампах, предназначенных для сушки печатных изображений, приготовления пищи и содержания животных.

Электрический разряд

Электрический разряд — это метод, используемый в современных источниках света для торговли и промышленности из-за более эффективного производства света.В некоторых типах ламп электрический разряд сочетается с фотолюминесценцией.

Электрический ток, пропущенный через газ, будет возбуждать атомы и молекулы, чтобы испускать излучение спектра, характерного для присутствующих элементов. Обычно используются два металла, натрий и ртуть, поскольку их характеристики дают полезное излучение в видимом спектре. Ни один из металлов не излучает непрерывный спектр, а газоразрядные лампы имеют избирательные спектры. Их цветопередача никогда не будет идентична непрерывным спектрам.Газоразрядные лампы часто классифицируются как лампы высокого или низкого давления, хотя эти термины являются лишь относительными, и натриевые лампы высокого давления работают при давлении ниже одной атмосферы.

Типы люминесценции

Фотолюминесценция возникает, когда излучение поглощается твердым телом, а затем повторно излучается с другой длиной волны. Когда повторно испускаемое излучение находится в пределах видимого спектра, этот процесс называется флуоресценцией или фосфоресценцией.

Электролюминесценция возникает, когда свет генерируется электрическим током, проходящим через определенные твердые тела, например люминофоры.Он используется для самосветящихся вывесок и приборных панелей, но не зарекомендовал себя как практичный источник света для освещения зданий или экстерьера.

Эволюция электрических ламп

Хотя технический прогресс позволил производить различные лампы, основными факторами, влияющими на их развитие, были внешние рыночные силы. Например, производство ламп накаливания, используемых в начале этого века, стало возможным только после появления хороших вакуумных насосов и волочения вольфрамовой проволоки.Однако именно крупномасштабное производство и распределение электроэнергии для удовлетворения спроса на электрическое освещение определило рост рынка. Электрическое освещение имело много преимуществ перед светом, генерируемым газом или маслом, например, постоянный свет, требующий нечастого обслуживания, а также повышенную безопасность за счет отсутствия открытого пламени и местных побочных продуктов сгорания.

В период восстановления после Второй мировой войны упор делался на производительность. Люминесцентная трубчатая лампа стала доминирующим источником света, поскольку она сделала возможным бестеневое и сравнительно теплое освещение фабрик и офисов, позволяя максимально использовать пространство.Требования к световому потоку и мощности для типичной люминесцентной трубчатой ​​лампы 1500 мм приведены в таблице 46.1.

Таблица 46.1 Повышенные требования к светоотдаче и мощности некоторых типичных люминесцентных ламп 1500 мм

Мощность (Вт)

Диаметр (мм)

Газовая заправка

Световой поток (люмен)

80

38

аргон

4,800

65

38

аргон

4,900

58

25

криптон

5,100

50

25

аргон

5100 (высокочастотный редуктор)

К 1970-м годам цены на нефть выросли, и затраты на электроэнергию стали значительной частью операционных расходов.Люминесцентные лампы, которые излучают такое же количество света при меньшем потреблении электроэнергии, были востребованы рынком. Дизайн лампы был усовершенствован по нескольким направлениям. По мере приближения столетия растет понимание глобальных экологических проблем. Более эффективное использование истощающегося сырья, переработка или безопасная утилизация продуктов, а также постоянная озабоченность по поводу потребления энергии (особенно энергии, получаемой из ископаемого топлива) влияют на современные конструкции ламп.

Критерии эффективности

Критерии эффективности зависят от приложения.В целом не существует определенной иерархии важности этих критериев.

Светоотдача: Световой поток лампы определяет ее пригодность в зависимости от масштаба установки и требуемого количества освещения.

Внешний вид и цветопередача. Отдельные шкалы и числовые значения применяются к цветовому оформлению и цветопередаче. Важно помнить, что цифры являются ориентировочными, а некоторые являются приблизительными.По возможности, оценка пригодности должна проводиться с использованием реальных ламп и цветов или материалов, соответствующих ситуации.

Срок службы лампы: Большинство ламп потребуют замены несколько раз в течение срока службы осветительной установки, и проектировщики должны свести к минимуму неудобства для жителей, связанные с случайными сбоями и техническим обслуживанием. Лампы используются в самых разных областях. Ожидаемый средний срок службы часто является компромиссом между стоимостью и производительностью. Например, лампа для слайд-проектора прослужит несколько сотен часов, потому что максимальная светоотдача важна для качества изображения.Напротив, некоторые лампы освещения проезжей части могут заменяться каждые два года, а это составляет около 8000 часов горения.

Кроме того, срок службы лампы зависит от условий эксплуатации, поэтому не существует простой цифры, которая подходила бы для всех условий. Кроме того, эффективный срок службы лампы может определяться различными режимами отказа. Физическому сбою, например, разрыву нити или лампы, может предшествовать снижение светоотдачи или изменение внешнего вида цвета. Срок службы лампы зависит от внешних условий окружающей среды, таких как температура, вибрация, частота включения, колебания напряжения питания, ориентация и т. Д.

Следует отметить, что средний срок службы, указанный для типа лампы, составляет 50% отказов из партии испытательных ламп. Это определение жизни вряд ли применимо ко многим коммерческим или промышленным установкам; таким образом, практический срок службы лампы обычно меньше опубликованных значений, которые следует использовать только для сравнения.

КПД: Как правило, КПД данного типа лампы повышается с увеличением номинальной мощности, потому что большинство ламп имеют фиксированные потери.Однако у разных типов ламп есть заметные различия в эффективности. Следует использовать лампы с наивысшим КПД при соблюдении критериев размера, цвета и срока службы. Экономия энергии не должна происходить за счет визуального комфорта или рабочих характеристик пассажиров. Некоторые типичные значения эффективности приведены в таблице 46.2.

Таблица 46.2 Типичный КПД лампы

КПД лампы

Лампа накаливания 100 Вт

14 люмен / Вт

Люминесцентная лампа 58 Вт

89 люмен / Вт

Натриевая лампа высокого давления 400 Вт

125 люмен / Вт

131 Вт натриевая лампа низкого давления

198 люмен / ватт

Типы основных ламп

За прошедшие годы было разработано несколько систем номенклатуры национальных и международных стандартов и регистров.

В 1993 году Международная электротехническая комиссия (МЭК) опубликовала новую Международную систему кодирования ламп (ILCOS), предназначенную для замены существующих национальных и региональных систем кодирования. Список некоторых сокращенных кодов ILCOS для различных ламп приведен в таблице 46.3.

Таблица 46.3 Краткая система кодирования Международной системы кодирования ламп (ILCOS) для некоторых типов ламп

Тип (код)

Общая мощность (Вт)

Цветопередача

Цветовая температура (К)

Срок службы (часы)

Компактные люминесцентные лампы (FS)

555

хорошее

2,7005,000

5,00010,000

Ртутные лампы высокого давления (QE)

80750

ярмарка

3,3003,800

20 000

Натриевые лампы высокого давления (S-)

501,000

от плохого до хорошего

2,0002,500

6,00024,000

Лампы накаливания (I)

5500

хорошее

2,700

1,0003,000

Индукционные лампы (XF)

2385

хорошее

3,0004,000

10,00060,000

Натриевые лампы низкого давления (LS)

26180

монохромный желтый цвет

1,800

16 000

Низковольтные вольфрамовые галогенные лампы (HS)

12100

хорошее

3,000

2,0005,000

Металлогалогенные лампы (М-)

352,000

от хорошего до отличного

3,0005,000

6,00020,000

Трубчатые люминесцентные лампы (ФД)

4100

от удовлетворительного до хорошего

2,7006,500

10,000 15,000

Вольфрамовые галогенные лампы (HS)

1002,000

хорошее

3,000

2,0004,000

Лампы накаливания

В этих лампах используется вольфрамовая нить накала в инертном газе или вакууме со стеклянной оболочкой.Инертный газ подавляет испарение вольфрама и уменьшает почернение оболочки. Существует большое разнообразие форм ламп, которые в значительной степени имеют декоративный вид. Конструкция типовой лампы Службы общего освещения (GLS) показана на рисунке 46.1.

Рисунок 46.1 Конструкция лампы GLS

Лампы накаливания также доступны в широком диапазоне цветов и отделок. Коды ILCOS и некоторые типичные формы включают те, которые показаны в таблице 46.4.

Таблица 46.4 Общие цвета и формы ламп накаливания с их кодами ILCOS

Цвет / форма

Код

Прозрачный

/ К

Матовый

/ ф

Белый

/ Вт

Красный

/ R

Синий

/ Б

Зеленый

/ G

Желтый

/ г

Грушевидной формы (GLS)

IA

Свеча

IB

Конический

IC

Шаровидный

IG

Гриб

IM

Лампы накаливания по-прежнему популярны для домашнего освещения из-за их невысокой стоимости и компактных размеров.Однако для коммерческого и промышленного освещения низкая эффективность влечет за собой очень высокие эксплуатационные расходы, поэтому газоразрядные лампы являются нормальным выбором. Лампа мощностью 100 Вт имеет типичную эффективность 14 люмен / ватт по сравнению с 96 люмен / ватт для люминесцентной лампы мощностью 36 Вт.

Лампы накаливания легко уменьшить, уменьшив напряжение питания, и все еще используются там, где диммирование является желаемой функцией управления.

Вольфрамовая нить накала представляет собой компактный источник света, легко фокусируемый рефлекторами или линзами.Лампы накаливания полезны для освещения дисплеев, где необходимо управление направлением.

Вольфрамовые галогенные лампы

Они похожи на лампы накаливания и излучают такой же свет от вольфрамовой нити. Однако колба содержит газообразный галоген (бром или йод), который активно контролирует испарение вольфрама. См. Рисунок 46.2.

Рисунок 46.2 Цикл галогена

Основой галогенного цикла является минимальная температура стенок колбы 250 ° C, чтобы галогенид вольфрама оставался в газообразном состоянии и не конденсировался на стенках колбы.Эта температура означает, что лампы изготовлены из кварца вместо стекла. С помощью кварца можно уменьшить размер колбы.

Большинство вольфрамовых галогенных ламп имеют более длительный срок службы по сравнению с аналогами накаливания, а нить накаливания имеет более высокую температуру, что создает больше света и более белый цвет.

Вольфрамовые галогенные лампы стали популярными там, где главными требованиями являются малый размер и высокая производительность. Типичными примерами являются сценическое освещение, включая кино и телевидение, где управление направлением и затемнение являются общими требованиями.

Лампы вольфрамовые галогенные низковольтные

Изначально они были разработаны для слайд-проекторов и кинопроекторов. При 12 В нить накала при той же мощности, что и 230 В, становится меньше и толще. Это может быть более эффективно сфокусировано, а большая масса нити обеспечивает более высокую рабочую температуру, увеличивая световой поток. Толстая нить более прочная. Эти преимущества были реализованы как полезные для рынка коммерческих дисплеев, и даже несмотря на то, что необходим понижающий трансформатор, эти лампы теперь доминируют в освещении витрин.См. Рисунок 46.3.

Рисунок 46.3 Низковольтная лампа с дихроичным отражателем

Хотя пользователям кинопроекторов нужно как можно больше света, слишком большое количество тепла повреждает прозрачную среду. Был разработан специальный тип отражателя, который отражает только видимое излучение, позволяя инфракрасному излучению (теплу) проходить через заднюю часть лампы. Эта функция теперь является частью многих низковольтных рефлекторных ламп для освещения дисплеев, а также проекторного оборудования.

Чувствительность к напряжению: все лампы накаливания чувствительны к изменению напряжения, что влияет на светоотдачу и срок службы. Стремление к гармонизации питающего напряжения на уровне 230 В по всей Европе достигается за счет расширения допусков, с которыми могут работать генерирующие органы. Смещение в сторону ± 10%, что соответствует диапазону напряжения от 207 до 253 В. Лампы накаливания и галогенные лампы накаливания не могут работать разумно в этом диапазоне, поэтому необходимо будет согласовать фактическое напряжение питания с номинальными параметрами лампы.См. Рисунок 46.4.

Рисунок 46.4 Лампы накаливания GLS и напряжение питания

Газоразрядные лампы также подвержены влиянию этого большого колебания напряжения, поэтому правильная спецификация ПРА становится важной.

Трубчатые люминесцентные лампы

Это ртутные лампы низкого давления, выпускаемые в версиях с горячим катодом и холодным катодом. Первый — это обычная люминесцентная лампа для офисов и фабрик; Горячий катод связан с запуском лампы путем предварительного нагрева электродов для создания достаточной ионизации газа и паров ртути для установления разряда.

Лампы с холодным катодом в основном используются для вывесок и рекламы. См. Рисунок 46.5.

Рисунок 46.5 Принцип люминесцентной лампы

Люминесцентным лампам требуется внешний механизм управления для запуска и контроля тока лампы. Помимо небольшого количества паров ртути, есть исходный газ (аргон или криптон).

Низкое давление ртути создает разряд бледно-голубого света. Основная часть излучения находится в УФ-области на длине волны 254 нм, характерной для ртути частотой излучения.Внутри стенки трубки находится тонкое люминофорное покрытие, которое поглощает УФ-излучение и излучает энергию в виде видимого света. Качество цвета света определяется люминофорным покрытием. Доступен ряд люминофоров с различным внешним видом и цветопередачей.

В 1950-е годы доступные люминофоры предлагали выбор с разумной эффективностью (60 люмен / ватт) при недостатке света в красных и синих тонах или улучшенной цветопередачей за счет роскошных люминофоров с меньшей эффективностью (40 люмен / ватт).

К 1970-м годам были разработаны новые узкополосные люминофоры. Они по отдельности излучали красный, синий и зеленый свет, но вместе давали белый свет. Корректировка пропорций привела к появлению множества различных цветов, все с одинаково превосходной цветопередачей. Эти трифосфоры более эффективны, чем предыдущие типы, и представляют собой лучшее экономичное решение для освещения, даже несмотря на то, что лампы более дорогие. Повышенная эффективность снижает эксплуатационные расходы и затраты на установку.

Принцип трехфосфорного люминофора был расширен за счет использования многофосфорных ламп там, где необходима важная цветопередача, например, для художественных галерей и промышленного согласования цветов.

Современные узкополосные люминофоры более долговечны, лучше сохраняют световой поток и увеличивают срок службы лампы.

Компактные люминесцентные лампы

Люминесцентная лампа не является практичной заменой лампе накаливания из-за ее линейной формы. Маленькие трубки с узким отверстием могут иметь примерно такой же размер, что и лампа накаливания, но это накладывает гораздо более высокую электрическую нагрузку на люминофор. Использование трифосфоров необходимо для достижения приемлемого срока службы лампы.См. Рисунок 46.6.

Рисунок 46.6 Компактный люминесцентный датчик с четырьмя ножками

Во всех компактных люминесцентных лампах используется трифосфор, поэтому, когда они используются вместе с линейными люминесцентными лампами, последние также должны быть трехфосфорными для обеспечения однородности цвета.

Некоторые компактные лампы включают пускорегулирующую аппаратуру, которая образует приспособления для модернизации ламп накаливания. Ассортимент увеличивается и позволяет легко модернизировать существующие установки до более энергоэффективного освещения.Эти встроенные блоки не подходят для диммирования там, где это было частью оригинального управления.

Высокочастотный электронный пускорегулирующий аппарат: если обычная частота питания 50 или 60 Гц увеличивается до 30 кГц, эффективность люминесцентных ламп увеличивается на 10%. Электронные схемы могут управлять отдельными лампами на таких частотах. Электронная схема предназначена для обеспечения того же светового потока, что и ПРА с проволочной обмоткой, благодаря уменьшенной мощности лампы. Это обеспечивает совместимость светового потока с тем преимуществом, что уменьшение нагрузки на лампу значительно увеличивает срок ее службы.Электронный пускорегулирующий аппарат может работать в широком диапазоне питающих напряжений.

Не существует общего стандарта для электронных пускорегулирующих аппаратов, и характеристики лампы могут отличаться от опубликованной информации, выпущенной производителями ламп.

Использование высокочастотного электронного оборудования устраняет обычную проблему мерцания, к которой могут быть чувствительны некоторые пассажиры.

Индукционные лампы

Лампы, использующие индукционный принцип, недавно появились на рынке.Это ртутные лампы низкого давления с трехфосфорным покрытием, аналогичные люминесцентным лампам по производству света. Энергия передается лампе с помощью высокочастотного излучения с частотой примерно 2,5 МГц от антенны, расположенной в центре лампы. Между колбой лампы и катушкой нет физического соединения. Без электродов или других проводных соединений конструкция разрядного сосуда более проста и долговечна. Срок службы лампы в основном определяется надежностью электронных компонентов и чистотой люминофорного покрытия.

Ртутные лампы высокого давления

Отводы высокого давления более компактны и имеют более высокие электрические нагрузки; поэтому им требуются кварцевые дуговые трубки, чтобы выдерживать давление и температуру. Дуговая трубка заключена во внешнюю стеклянную оболочку с азотной или аргонно-азотной атмосферой для уменьшения окисления и образования дуги. Колба эффективно фильтрует УФ-излучение от дуговой трубки. См. Рисунок 46.7.

Рисунок 46.7 Конструкция ртутной лампы

При высоком давлении ртутный разряд представляет собой в основном синее и зеленое излучение.Для улучшения цвета люминофорное покрытие внешней лампы добавляет красный свет. Есть роскошные версии с повышенным содержанием красного, которые обеспечивают более высокий световой поток и улучшенную цветопередачу.

Всем газоразрядным лампам высокого давления требуется время для выхода на полную мощность. Первоначальный разряд происходит через заполнение проводящим газом, и металл испаряется при повышении температуры лампы.

При стабильном давлении лампа не включится сразу же без специального механизма управления.Имеется задержка, пока лампа достаточно охлаждается и давление снижается, так что нормального напряжения питания или цепи зажигания достаточно для восстановления дуги.

Газоразрядные лампы имеют отрицательную характеристику сопротивления, поэтому для контроля тока необходим внешний механизм управления. Из-за этих компонентов ПРА возникают потери, поэтому пользователь должен учитывать общую мощность при рассмотрении эксплуатационных расходов и электрического монтажа. Существует исключение для ртутных ламп высокого давления, и один из них содержит вольфрамовую нить накала, которая одновременно действует как устройство ограничения тока и добавляет теплые цвета в сине-зеленый разряд.Это дает возможность прямой замены ламп накаливания.

Хотя ртутные лампы имеют длительный срок службы около 20 000 часов, световой поток упадет примерно до 55% от первоначального в конце этого периода, и, следовательно, экономический срок службы может быть короче.

Металлогалогенные лампы

Цвет и светоотдача ртутных газоразрядных ламп могут быть улучшены путем добавления различных металлов в ртутную дугу. Для каждой лампы доза мала, и для точного применения удобнее обращаться с металлами в виде порошка в виде галогенидов.Он выходит из строя, когда лампа нагревается и высвобождает металл.

В металлогалогенной лампе могут использоваться различные металлы, каждый из которых имеет определенный характерный цвет. К ним относятся:

· диспрозий — широкий сине-зеленый

· индий — узкий синий

· литий-узкий красный

· скандий — широкий сине-зеленый

· натрий-желтый узкий

· таллий — узкий зеленый

· олово — оранжево-красный широкий

Стандартной смеси металлов не существует, поэтому металлогалогенные лампы разных производителей могут быть несовместимы по внешнему виду или рабочим характеристикам.Для ламп с меньшей мощностью, от 35 до 150 Вт, существует более тесная физическая и электрическая совместимость с общим стандартом.

Для металлогалогенных ламп требуется ПРА, но отсутствие совместимости означает, что необходимо согласовывать каждую комбинацию лампы и ПРА для обеспечения правильных условий запуска и работы.

Натриевые лампы низкого давления

Дуговая трубка аналогична по размеру люминесцентной лампе, но изготовлена ​​из специального многослойного стекла с внутренним покрытием, устойчивым к натрию.Дуговая трубка имеет узкую U-образную форму и заключена во внешнюю вакуумную рубашку для обеспечения термостойкости. Во время запуска лампы имеют сильное красное свечение от неоновой газовой заливки.

Характерное излучение паров натрия низкого давления — монохроматического желтого цвета. Это близко к максимальной чувствительности человеческого глаза, и натриевые лампы низкого давления являются наиболее эффективными из имеющихся ламп с яркостью около 200 люмен / ватт. Однако приложения ограничены областями, где различение цвета не имеет визуального значения, например, магистральные дороги и подземные переходы, а также жилые улицы.

Во многих случаях эти лампы заменяют натриевыми лампами высокого давления. Их меньший размер обеспечивает лучший оптический контроль, особенно для освещения проезжей части, где растет беспокойство по поводу чрезмерного свечения неба.

Натриевые лампы высокого давления

Эти лампы похожи на ртутные лампы высокого давления, но обладают большей эффективностью (более 100 люмен / ватт) и отличным сохранением светового потока. Реакционная природа натрия требует, чтобы дуговая трубка была изготовлена ​​из полупрозрачного поликристаллического оксида алюминия, так как стекло или кварц не подходят.Наружная стеклянная колба содержит вакуум для предотвращения искрения и окисления. УФ-излучение от разряда натрия отсутствует, поэтому люминофорные покрытия не представляют ценности. Некоторые лампы имеют матовое покрытие или покрытие для рассеивания света. См. Рисунок 46.8.

Рисунок 46.8 Конструкция натриевой лампы высокого давления

По мере увеличения давления натрия излучение становится широкой полосой вокруг желтого пика и выглядит золотисто-белым. Однако по мере увеличения давления эффективность снижается.В настоящее время доступны три отдельных типа натриевых ламп высокого давления, как показано в таблице 46.5.

Таблица 46.5 Типы натриевых ламп высокого давления

Тип лампы (код)

Цвет (K)

Эффективность (люмен / ватт)

Срок службы (часы)

Стандартный

2 000

110

24 000

Делюкс

2200

80

14 000

Белый (SON)

2,500

50

Обычно стандартные лампы используются для наружного освещения, люксовые лампы для промышленных интерьеров и белые лампы SON для коммерческих / выставочных приложений.

Регулировка яркости газоразрядных ламп

Лампы высокого давления не могут иметь удовлетворительного затемнения, так как изменение мощности лампы изменяет давление и, следовательно, основные характеристики лампы.

Диммирование люминесцентных ламп можно регулировать с помощью высокочастотных источников, обычно генерируемых электронным ПРА. Внешний вид цвета остается неизменным. Кроме того, световой поток приблизительно пропорционален мощности лампы, что приводит к экономии электроэнергии при уменьшении светового потока.Интегрируя световой поток лампы с преобладающим уровнем естественного дневного света, можно обеспечить почти постоянный уровень освещенности в интерьере.

УСЛОВИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ ВИЗУАЛЬНОГО КОМФОРТА

Фернандо Рамос Перес и Ана Эрнандес Каллеха

Люди обладают необычайной способностью приспосабливаться к окружающей среде и ближайшему окружению. Из всех типов энергии, которые могут использовать люди, свет является наиболее важным.Свет — ключевой элемент нашей способности видеть, и необходимо ценить форму, цвет и перспективу объектов, которые окружают нас в повседневной жизни. Большую часть информации, которую мы получаем через органы чувств, мы получаем через зрение — около 80%. Очень часто, и поскольку мы привыкли к тому, что это доступно, мы принимаем это как должное. Однако мы не должны забывать о том, что на такие аспекты человеческого благополучия, как наше душевное состояние или уровень усталости, влияет освещение и цвет вещей, которые нас окружают.С точки зрения безопасности труда чрезвычайно важны зрительная способность и визуальный комфорт. Это связано с тем, что многие несчастные случаи происходят из-за, среди прочего, недостатков освещения или ошибок, допущенных рабочим, поскольку ему или ей трудно идентифицировать объекты или риски, связанные с механизмами, транспортными средствами, опасными контейнерами и т. Д.

Расстройства зрения, связанные с недостатками системы освещения, распространены на рабочем месте. Из-за способности зрения адаптироваться к ситуациям с недостаточным освещением эти аспекты иногда не рассматриваются так серьезно, как следовало бы.

Правильная конструкция системы освещения должна обеспечивать оптимальные условия для визуального комфорта. Для достижения этой цели необходимо наладить раннее сотрудничество между архитекторами, дизайнерами освещения и лицами, ответственными за гигиену на рабочем месте. Это сотрудничество должно предшествовать началу проекта, чтобы избежать ошибок, которые будет трудно исправить после завершения проекта. Среди наиболее важных аспектов, о которых следует помнить, — тип лампы, которая будет использоваться, и система освещения, которая будет установлена, распределение яркости, эффективность освещения и спектральный состав света.

Тот факт, что свет и цвет влияют на продуктивность и психофизиологическое благополучие рабочего, должен поощрять инициативы специалистов по освещению, физиологов и эргономистов по изучению и определению наиболее благоприятных условий освещения и цвета на каждом рабочем месте. Комбинация освещения, контраст яркости, цвета света, воспроизведение цвета или выбор цветов — это элементы, которые определяют цветовой климат и визуальный комфорт.

Факторы, определяющие визуальный комфорт

Предпосылки, которым должна соответствовать система освещения для обеспечения условий, необходимых для визуального комфорта, следующие:

· равномерное освещение

· оптимальная яркость

· без бликов

· адекватные условия контраста

· правильные цвета

· отсутствие стробоскопического эффекта или прерывистого света.

Свет на рабочем месте важно рассматривать не только по количественным, но и по качественным критериям. Первый шаг — изучить рабочее место, требуемую точность выполняемых задач, объем работы, мобильность рабочего и так далее. Свет должен включать компоненты как рассеянного, так и прямого излучения. В результате комбинации будут создаваться тени большей или меньшей интенсивности, которые позволят рабочему воспринимать форму и положение объектов на рабочем месте.Следует устранить раздражающие отражения, которые затрудняют восприятие деталей, а также чрезмерные блики или глубокие тени.

Периодическое обслуживание осветительной установки очень важно. Цель состоит в том, чтобы предотвратить старение ламп и накопление пыли на светильниках, что приведет к постоянной потере света. По этой причине важно выбирать лампы и системы, которые просты в обслуживании. Лампа накаливания сохраняет свою эффективность до момента выхода из строя, но это не относится к люминесцентным лампам, которые могут снизить их мощность до 75% после тысячи часов использования.

Уровни освещенности

Каждое занятие требует определенного уровня освещения в зоне, где оно происходит. В общем, чем выше сложность зрительного восприятия, тем выше должен быть средний уровень освещенности. Рекомендации по минимальным уровням освещения, связанным с различными задачами, существуют в различных публикациях. Конкретно, те, которые перечислены на рисунке 46.9, взяты из европейских норм CENTC 169 и основаны больше на опыте, чем на научных знаниях.

Рисунок 46.9 Уровни освещенности в зависимости от выполняемых задач

Уровень освещенности измеряется люксометром, который преобразует энергию света в электрический сигнал, который затем усиливается и позволяет легко считывать показания по калиброванной шкале люкс. При выборе определенного уровня освещенности для конкретного рабочего места следует учесть следующие моменты:

· характер работы

· отражательная способность объекта и ближайшего окружения

· отличия от естественного освещения и необходимость дневного освещения

· рабочий возраст.

Единицы и величины освещенности

В области освещения обычно используются несколько величин. Основные из них:

Световой поток: Световая энергия, излучаемая источником света в единицу времени. Единица: люмен (лм).

Сила света: Световой поток, излучаемый в данном направлении светом, который не равномерно распределен. Единица: кандела (кд).

Уровень освещенности: Уровень освещенности поверхности в один квадратный метр, когда она получает световой поток в один люмен.Единица: люкс = лм / м 2 .

Яркость или фотометрическая яркость: определяется для поверхности в определенном направлении и представляет собой соотношение между силой света и поверхностью, видимой наблюдателем, находящейся в том же направлении (видимая поверхность). Единица: кд / м 2 .

Контраст: Разница в яркости между объектом и его окружением или между различными частями объекта.

Отражение: доля света, отраженного от поверхности.Это безразмерная величина. Его значение находится в диапазоне от 0 до 1.

Факторы, влияющие на видимость объектов

Степень безопасности, с которой выполняется задача, в значительной степени зависит от качества освещения и визуальных возможностей. Видимость объекта можно изменить разными способами. Одним из наиболее важных является контраст яркости, обусловленный факторами отражения, тенями или цветами самого объекта, а также факторами отражения цвета.На самом деле глаз воспринимает разницу в яркости между объектом и его окружением или между разными частями одного и того же объекта. В таблице 46.6 перечислены контрасты между цветами в порядке убывания.

Таблица 46.6 Цветовые контрасты

Цветовые контрасты в порядке убывания

Цвет объекта

Цвет фона

Черный

Желтый

Зеленый

Белый

Красный

Белый

Синий

Белый

Белый

Синий

Черный

Белый

Желтый

Черный

Белый

Красный

Белый

Зеленый

Белый

Черный

Яркость объекта, его окружения и рабочей области влияет на легкость, с которой объект виден.Поэтому чрезвычайно важно тщательно проанализировать область, в которой выполняется визуальная задача, и ее окружение.

Другой фактор — это размер объекта, который необходимо наблюдать, который может быть адекватным или нет, в зависимости от расстояния и угла зрения наблюдателя. Эти последние два фактора определяют расположение рабочего места, классифицируя различные зоны в соответствии с их видимостью. Мы можем установить пять зон в рабочей зоне (см. Рисунок 46.10).

Рисунок 46.10 Распределение визуальных зон на рабочем месте

Еще одним фактором является период времени, в течение которого происходит зрение. Время экспозиции будет больше или меньше в зависимости от того, статичны ли объект и наблюдатель или один из них или оба движутся. Адаптивная способность глаза автоматически приспосабливаться к различному освещению объектов также может иметь значительное влияние на видимость.

Распределение света; блики

Ключевыми факторами условий, влияющих на зрение, являются распределение света и контраст яркости.Что касается распределения света, предпочтительно иметь хорошее общее освещение вместо локального, чтобы избежать бликов. По этой причине электрические аксессуары должны быть распределены по возможности равномерно, чтобы избежать различий в силе света. Постоянное перемещение через неравномерно освещенные зоны вызывает утомление глаз, а со временем это может привести к снижению визуальной отдачи.

Ослепление возникает, когда в поле зрения присутствует яркий источник света; в результате снижается способность различать предметы.Рабочие, которые постоянно и последовательно страдают от бликов, могут страдать от перенапряжения глаз, а также от функциональных нарушений, даже если во многих случаях они этого не осознают.

Блики могут быть прямыми, если их источником являются яркие источники света непосредственно на линии обзора, или отражаться, когда свет отражается от поверхностей с высоким коэффициентом отражения. Факторы, влияющие на блики:

1. Яркость источника света: Максимально допустимая яркость при прямом наблюдении составляет 7 500 кд / м 2 .На рисунке 46.11 показаны некоторые приблизительные значения яркости для нескольких источников света.

Рисунок 46.11 Примерные значения яркости

2. Расположение источника света: этот вид ослепления возникает, когда источник света находится в пределах угла 45 градусов от линии обзора наблюдателя, и будет сведен к минимуму в той степени, в которой находится источник света. за этим углом. Способы и методы предотвращения прямых и отражающих бликов можно увидеть на следующих рисунках (см. Рисунок 46.12).

Рисунок 46.12 Факторы, влияющие на блики

Как правило, бликов больше, когда источники света устанавливаются на более низкой высоте или при установке в больших помещениях, поскольку источники света в больших помещениях или источники света, расположенные слишком низко, могут легко попасть в угол обзора, который производит блики.

3. Распределение яркости между различными объектами и поверхностями: чем больше разница в яркости между объектами в поле зрения, тем больше будет создаваться ослепление и тем сильнее будет ухудшение способности видеть из-за влияние на адаптивные процессы зрения.Максимальные рекомендуемые различия в яркости:

· визуальное задание — рабочая поверхность: 3: 1

· визуальное задание — окружение: 10: 1

4. Временной интервал экспозиции: Даже источники света с низкой яркостью могут вызвать блики, если продолжительность экспозиции слишком увеличена.

Избежать бликов — относительно простая задача, и ее можно добиться разными способами. Одним из способов, например, является размещение решеток под источниками освещения или использование огибающих рассеивателей или параболических отражателей, которые могут направлять свет должным образом, или установка источников света таким образом, чтобы они не мешали углу освещения. видение.При проектировании рабочего места правильное распределение яркости так же важно, как и само освещение, но также важно учитывать, что слишком равномерное распределение яркости затрудняет трехмерное и пространственное восприятие объектов.

Системы освещения

В последнее время возрос интерес к естественному освещению. Это связано не столько с качеством освещения, сколько с благополучием, которое оно обеспечивает. Но поскольку уровень освещенности от естественных источников неодинаков, требуется система искусственного освещения.

Чаще всего используются следующие системы освещения:

Освещение равномерное

В этой системе источники света распределены равномерно, независимо от расположения рабочих мест. Средний уровень освещенности должен быть равен уровню освещенности, необходимому для выполняемой задачи. Эти системы используются в основном на рабочих местах, где рабочие места не закреплены.

Он должен соответствовать трем основным характеристикам: Первая — быть оборудована антибликовыми устройствами (решетками, диффузорами, отражателями и т. Д.).Во-вторых, он должен распределять часть света в направлении потолка и верхней части стен. И в-третьих, источники света следует устанавливать как можно выше, чтобы минимизировать блики и добиться максимально однородного освещения. (См. Рисунок 46.13)

Рисунок 46.13 Системы освещения

Местное освещение и общее освещение

Эта система пытается усилить общую схему освещения, размещая лампы близко к рабочим поверхностям.Лампы такого типа часто создают блики, поэтому отражатели следует размещать таким образом, чтобы они закрывали источник света от прямого взгляда рабочего. Использование локального освещения рекомендуется в тех случаях, когда визуальные требования очень важны, например, при уровне освещения 1000 люкс или выше. Как правило, зрительная способность ухудшается с возрастом работника, что требует увеличения уровня общего освещения или дополнения его местным освещением.Это явление хорошо видно на рисунке 46.14.

Рис. 46.14 Потеря остроты зрения с возрастом

Общее локальное освещение

Этот тип освещения состоит из потолочных источников, распределенных с учетом двух вещей: характеристик освещения оборудования и потребностей в освещении каждого рабочего места. Этот тип освещения показан для тех пространств или рабочих зон, которые потребуют высокого уровня освещения, и он требует знания будущего местоположения каждого рабочего места до этапа проектирования.

Цвет: основные понятия

Выбор подходящего цвета для рабочего места в значительной степени способствует эффективности, безопасности и общему благополучию сотрудников. Таким же образом отделка поверхностей и оборудования на рабочем месте способствует созданию приятных визуальных условий и приятной рабочей среды.

Обычный свет состоит из электромагнитных излучений с разными длинами волн, которые соответствуют каждой из полос видимого спектра.Смешивая красный, желтый и синий свет, мы можем получить большинство видимых цветов, включая белый. Наше восприятие цвета объекта зависит от цвета света, которым он освещается, и от того, как сам объект отражает свет.

Лампы можно разделить на три категории в зависимости от внешнего вида излучаемого ими света:

· теплый цвет: белый, красноватый свет рекомендуется для использования в жилых помещениях

· цвет с промежуточным внешним видом: белый свет рекомендуется для рабочих площадок

· холодный цвет: белый голубоватый свет рекомендуется для задач, требующих высокого уровня освещения или для жаркого климата.

Цвета также можно разделить на теплые и холодные в зависимости от их тональности (см. Рисунок 46.15).

Рисунок 46.15 Тональность «теплого» и «холодного» цветов

Контрастность и температура разных цветов

Цветовые контрасты зависят от цвета выбранного источника света, и по этой причине качество освещения будет зависеть от цвета света, выбранного для приложения. Выбор цвета используемого света должен производиться в зависимости от задачи, которая будет выполняться под ним.Если цвет близок к белому, цветопередача и рассеивание света будут лучше. Чем больше света приближается к красному краю спектра, тем хуже будет воспроизведение цвета, но окружающая среда будет теплее и привлекательнее.

Цветовой вид освещения зависит не только от цвета света, но и от уровня силы света. Цветовая температура связана с различными формами освещения. Ощущение удовлетворения от освещения данной среды зависит от этой цветовой температуры.Таким образом, например, лампа накаливания мощностью 100 Вт имеет цветовую температуру 2800 K, люминесцентная лампа имеет цветовую температуру 4000 K, а пасмурное небо имеет цветовую температуру 10000 K.

Круитхоф определил путем эмпирических наблюдений диаграмму благополучия для разных уровней освещения и цветовых температур в данной среде (см. Рисунок 46.16). Таким образом, он продемонстрировал, что можно чувствовать себя комфортно в определенных условиях с низким уровнем освещенности, если цветовая температура также низкая — например, если уровень освещения равен одной свече, с цветовой температурой 1750 К.

Рисунок 46.16 Диаграмма комфорта в зависимости от освещенности и цветовой температуры

Цвета электрических ламп можно разделить на три группы в зависимости от их цветовой температуры:

· дневной белый — около 6000 К

· нейтральный белый — около 4000 К

· теплый белый — около 3000 К

Комбинация и подбор цветов

Выбор цветов очень важен, когда мы рассматриваем его вместе с теми функциями, где важна идентификация объектов, которыми необходимо управлять.Это также актуально при разграничении путей общения и в тех задачах, которые требуют резкого контраста.

Выбор тональности — не такой важный вопрос, как выбор правильных отражающих качеств поверхности. Есть несколько рекомендаций, которые относятся к этому аспекту рабочих поверхностей:

Потолки: Поверхность потолка должна быть как можно более белой (с коэффициентом отражения 75%), потому что тогда свет будет отражаться от нее рассеянно, рассеивая темноту и уменьшая блики от других поверхностей.Также это будет означать экономию на искусственном освещении.

Стены и полы: Поверхности стен на уровне глаз могут вызывать блики. Бледные цвета с коэффициентом отражения от 50 до 75% обычно подходят для стен. Хотя глянцевые краски, как правило, держатся дольше, чем матовые, они обладают большей отражающей способностью. Поэтому стены должны иметь матовую или полуглянцевую отделку.

Во избежание бликов полы должны быть немного темнее стен и потолков. Коэффициент отражения полов должен составлять от 20 до 25%.

Оборудование: Рабочие поверхности, механизмы и столы должны иметь коэффициент отражения от 20 до 40%. Оборудование должно иметь стойкое покрытие чистого цвета — светло-коричневого или серого — и материал не должен быть блестящим.

Правильное использование цветов в рабочей среде способствует благополучию, повышает производительность и может положительно сказаться на качестве. Это также может способствовать лучшей организации и предотвращению несчастных случаев.

Существует распространенное мнение, что отбеливание стен и потолков и обеспечение надлежащего уровня освещения — это все, что можно сделать с точки зрения визуального комфорта сотрудников.Но эти факторы комфорта можно улучшить, сочетая белый цвет с другими цветами, что позволяет избежать усталости и скуки, которые характерны для монохромной среды. Цвета также влияют на уровень стимуляции человека; теплые цвета, как правило, активизируются и расслабляются, в то время как холодные цвета используются, чтобы побудить человека высвободить или высвободить свою энергию.

Цвет света, его распределение и цвета, используемые в данном пространстве, среди прочего являются ключевыми факторами, которые влияют на ощущения, которые испытывает человек.Учитывая множество существующих цветов и факторов комфорта, невозможно установить точные рекомендации, особенно учитывая, что все эти факторы должны сочетаться в соответствии с характеристиками и требованиями конкретного рабочего места. Однако можно перечислить ряд основных и общих практических правил, которые могут помочь в создании жизнеспособной среды:

· Яркие цвета вызывают комфортные, стимулирующие и безмятежные ощущения, а темные цвета имеют угнетающий эффект.

· Источники теплого света помогают хорошо воспроизводить теплые цвета. Предметы теплых цветов приятнее для глаз при теплом свете, чем при холодном.

· Четкие и тусклые цвета (например, пастель) очень подходят в качестве фоновых цветов, в то время как объекты должны иметь насыщенные и насыщенные цвета.

· Теплые цвета возбуждают нервную систему и создают ощущение повышения температуры.

· Для предметов предпочтительны холодные цвета.Они обладают успокаивающим действием и могут использоваться для создания эффекта кривизны. Холодные цвета помогают создать ощущение, что температура падает.

· Ощущение цвета объекта зависит от цвета фона и от воздействия источника света на его поверхность.

· Физически холодную или горячую среду можно смягчить, используя соответственно теплое или холодное освещение.

· Интенсивность цвета будет обратно пропорциональна той части нормального поля зрения, которую он занимает.

· На пространственный вид комнаты влияет цвет. В комнате будет казаться более низкий потолок, если ее стены выкрашены в яркий цвет, а пол и потолок темнее, и будет казаться, что потолок выше, если стены темнее, а потолок светлый.

Распознавание предметов по цвету

Выбор цвета может влиять на эффективность систем освещения, влияя на долю отраженного света.Но цвет также играет ключевую роль в распознавании объектов. Мы можем использовать яркие и привлекательные цвета или цветовые контрасты, чтобы выделить ситуации или объекты, требующие особого внимания. В Таблице 46.7 перечислены некоторые коэффициенты отражения для разных цветов и материалов.

Таблица 46.7 Коэффициенты отражения различных цветов и материалов, освещенные белым светом

Цвет / материал

Коэффициент отражения (%)

Белый

100

Белая книга

8085

Слоновая кость, желто-желтый

7075

Ярко-желтый, светло-охристый, светло-зеленый, пастельно-голубой, светло-розовый, кремовый

6065

Желто-зеленый, бледно-серый, розовый, оранжевый, сине-серый

5055

Светлое дерево, голубое небо

4045

Дуб сухой бетон

3035

Темно-красный, листовой, оливково-зеленый, лугово-зеленый

2025

Темно-синий, фиолетовый

1015

Черный

0

В любом случае идентификацию по цвету следует использовать только тогда, когда это действительно необходимо, поскольку идентификация по цвету будет работать должным образом только в том случае, если не слишком много объектов, выделенных цветом.Ниже приведены некоторые рекомендации по идентификации различных элементов по цвету:

· Противопожарное оборудование и оборудование для обеспечения безопасности: рекомендуется идентифицировать это оборудование, размещая узнаваемый рисунок на ближайшей стене, чтобы его можно было быстро найти.

· Машинное оборудование: Окраска остановочных или аварийных устройств яркими цветами на всех механизмах имеет решающее значение. Также рекомендуется пометить цветом участки, требующие смазки или периодического обслуживания, что может сделать эти процедуры более простыми и функциональными.

· Шланги и трубы: если они важны или содержат опасные вещества, лучший совет — полностью их покрасить. В некоторых случаях может быть достаточно закрасить только линию по их длине.

· Лестницы: для облегчения спуска предпочтительнее использовать одну полосу на каждую ступеньку, чем несколько.

· Риски: Цвет следует использовать для идентификации риска только в том случае, если риск не может быть устранен. Идентификация будет намного эффективнее, если она будет проводиться по заранее заданному цветовому коду.

ОБЩИЕ УСЛОВИЯ ОСВЕЩЕНИЯ

Н. Алан Смит

Освещение внутри помещений предусмотрено для соответствия следующим требованиям:

· для обеспечения безопасных условий труда

· для оказания помощи в выполнении наглядных заданий

· для разработки соответствующей визуальной среды.

Обеспечение безопасных условий труда должно быть во главе списка приоритетов, и, как правило, безопасность повышается за счет того, что опасности четко видны.Порядок приоритета двух других требований будет в значительной степени зависеть от использования интерьера. Производительность задач может быть улучшена за счет обеспечения того, чтобы детали задачи было легче увидеть, в то время как соответствующие визуальные среды разрабатываются путем изменения акцента освещения, придаваемого объектам и поверхностям в интерьере.

На наше общее самочувствие, включая моральный дух и усталость, влияют свет и цвет. При низком уровне освещения объекты будут иметь слабый цвет или форму или вообще не иметь их, и будет потеряна перспектива.И наоборот, избыток света может быть столь же нежелательным, как и его недостаток.

В целом люди предпочитают комнату с дневным освещением комнате без окон. Кроме того, считается, что контакт с внешним миром способствует чувству благополучия. Внедрение автоматического управления освещением вместе с высокочастотным затемнением люминесцентных ламп позволило создать в интерьере управляемую комбинацию дневного и искусственного света. Это дает дополнительное преимущество в виде экономии затрат на электроэнергию.

На восприятие характера интерьера влияют как яркость, так и цвет видимых поверхностей, как внутренних, так и внешних. Общие условия освещения в интерьере могут быть достигнуты за счет использования дневного света или искусственного освещения, или, что более вероятно, комбинации обоих.

Оценка освещения

Общие требования

Системы освещения, используемые в коммерческих интерьерах, можно разделить на три основные категории: общее освещение, локальное освещение и местное освещение.

Установки общего освещения обычно обеспечивают приблизительно равномерную освещенность по всей рабочей плоскости. Такие системы часто основаны на методе расчета светового потока, при котором средняя освещенность составляет:

.

Средняя освещенность (люкс) =

Локализованные системы освещения обеспечивают освещение общих рабочих зон с одновременным пониженным уровнем освещенности прилегающих территорий.

Локальные системы освещения обеспечивают освещение относительно небольших площадей, включая визуальные задачи.Такие системы обычно дополняются общим освещением определенного уровня. На рисунке 46.17 показаны типичные различия между описанными системами.

Рисунок 46.17 Системы освещения

При выполнении визуальных задач важно достичь требуемого уровня освещенности и учитывать обстоятельства, влияющие на его качество.

Использование дневного света для освещения задач имеет как достоинства, так и ограничения. Окна, пропускающие дневной свет в интерьер, обеспечивают хорошее трехмерное моделирование, и хотя спектральное распределение дневного света меняется в течение дня, его цветопередача обычно считается отличной.

Тем не менее, постоянное освещение задачи не может быть обеспечено только естественным дневным светом из-за его большой вариативности, и если задача находится в том же поле зрения, что и яркое небо, то вероятно отключение бликов, что затрудняет выполнение задачи. спектакль. Использование дневного света для освещения задач имеет лишь частичный успех, а искусственное освещение, над которым можно осуществлять больший контроль, играет важную роль.

Поскольку человеческий глаз будет воспринимать поверхности и объекты только через свет, который от них отражается, отсюда следует, что характеристики поверхности и значения коэффициента отражения вместе с количеством и качеством света будут влиять на внешний вид окружающей среды.

При рассмотрении внутреннего освещения важно определить уровень освещенности и сравнить его с рекомендуемыми уровнями для различных задач (см. Таблицу 46.8).

Таблица 46.8 Типичные рекомендуемые уровни поддерживаемой освещенности для различных мест или визуальных задач

Расположение / задание

Типичный рекомендуемый уровень поддерживаемой освещенности (люкс)

Общие офисы

500

Компьютерные рабочие станции

500

Заводские сборочные участки

Черновая работа

300

Средняя работа

500

Мелкая работа

750

Очень тонкая работа

Инструмент в сборе

1000

Монтаж / ремонт ювелирных изделий

1,500

Операционные больницы

50 000

Освещение для визуальных задач

На способность глаза различать детали — остроту зрения — существенно влияют размер задачи, контрастность и зрительные способности зрителей.Увеличение количества и качества освещения также значительно улучшит визуальные характеристики. Влияние освещения на выполнение задачи зависит от размера критических деталей задачи и от контраста между задачей и окружающим фоном. На рисунке 46.18 показано влияние освещения на зрительную активность. При рассмотрении визуального рабочего освещения важно учитывать способность глаза выполнять визуальную задачу как быстро, так и точно. Эта комбинация известна как визуальное представление.На рис. 46.19 показаны типичные эффекты освещения на визуальное исполнение данной задачи.

Рисунок 46.18 Типичная зависимость между остротой зрения и освещенностью

Рисунок 46.19 Типичная зависимость между визуальными характеристиками и освещенностью

Прогнозирование освещенности рабочей поверхности имеет первостепенное значение при проектировании освещения. Однако зрительная система человека реагирует на распределение яркости в поле зрения.Сцена в поле зрения интерпретируется путем различения цвета поверхности, отражения и освещения. Яркость зависит как от освещенности, так и от отражательной способности поверхности. И освещенность, и яркость являются объективными величинами. Однако реакция на яркость субъективна.

Для создания среды, обеспечивающей визуальное удовлетворение, комфорт и производительность, необходимо сбалансировать яркость в поле зрения. В идеале яркость вокруг задачи должна постепенно уменьшаться, избегая резких контрастов.Предлагаемое изменение яркости для выполнения задачи показано на рисунке 46.20.

Рисунок 46.20 Изменение яркости при выполнении задачи

Метод светового потока при проектировании освещения приводит к средней освещенности в горизонтальной плоскости на рабочей плоскости, и этот метод можно использовать для определения средних значений освещенности на стенах и потолках внутри помещения. Можно преобразовать средние значения освещенности в средние значения яркости на основе деталей среднего значения отражательной способности поверхностей комнаты.

Уравнение, связывающее яркость и освещенность:

На рисунке 46.21 показан типичный офис со значениями относительной освещенности (от системы верхнего общего освещения) на поверхностях основного помещения вместе с предполагаемыми коэффициентами отражения. Человеческий глаз обычно привлекает ту часть визуальной сцены, которая наиболее ярка. Отсюда следует, что более высокие значения яркости обычно возникают в области визуальной задачи. Глаз распознает детали в визуальной задаче, различая более светлые и темные части задачи.

Изменение яркости визуальной задачи определяется из расчета яркостного контраста:

где

L t = Яркость задачи

L b = Яркость фона

, и обе яркости измеряются в кд · м 2

Вертикальные линии в этом уравнении означают, что все значения яркости должны считаться положительными.

На контраст визуальной задачи будут влиять отражательные свойства самой задачи. См. Рисунок 46.21.

Рисунок 46.21 Типичные значения относительной освещенности вместе с предлагаемыми значениями отражательной способности

Оптический контроль освещения

Если в светильнике используется голая лампа, распределение света вряд ли будет приемлемым, и система почти наверняка будет неэкономичной. В таких ситуациях голая лампа, вероятно, будет источником ослепления для людей, находящихся в комнате, и хотя часть света может в конечном итоге достичь рабочей плоскости, эффективность установки, вероятно, будет серьезно снижена из-за ослепления.

Очевидно, что требуется некоторая форма управления освещением, и наиболее часто используемые методы подробно описаны ниже.

Препятствие

Если лампа установлена ​​в непрозрачном кожухе с единственным отверстием для выхода света, то распределение света будет очень ограниченным, как показано на рисунке 46.22.

Рисунок 46.22 Регулировка мощности освещения препятствием

Отражение

В этом методе используются отражающие поверхности, которые могут варьироваться от очень матовой до сильно зеркальной или зеркальной.Этот метод контроля более эффективен, чем препятствие, поскольку рассеянный свет собирается и перенаправляется туда, где он требуется. Используемый принцип показан на рисунке 46.23.

Рисунок 46.23 Управление светоотдачей путем отражения

Распространение

Если лампа установлена ​​внутри полупрозрачного материала, видимый размер источника света увеличивается с одновременным уменьшением его яркости. К сожалению, практичные диффузоры поглощают часть излучаемого света, что, как следствие, снижает общую эффективность светильника.Рисунок 46.24 иллюстрирует принцип диффузии.

Рисунок 46.24 Регулировка светоотдачи путем рассеивания

Преломление

Этот метод использует эффект призмы, когда обычно материал призмы из стекла или пластика изгибает лучи света и тем самым перенаправляет свет туда, где он требуется. Этот метод отлично подходит для общего внутреннего освещения. Его преимущество заключается в сочетании хорошего контроля бликов с приемлемой эффективностью.На рис. 46.25 показано, как рефракция способствует оптическому контролю.

Рисунок 46.25 Регулировка светового потока по рефракции

Во многих случаях светильник будет использовать комбинацию описанных методов оптического управления.

Распределение яркости

Распределение светового потока от светильника играет важную роль в определении визуальных условий, которые впоследствии возникают. Каждый из четырех описанных методов оптического управления будет давать различные характеристики распределения светового потока от светильника.

Скрытые отражения часто возникают в местах, где установлены дисплеи. Обычными симптомами, наблюдаемыми в таких ситуациях, являются снижение способности правильно читать текст на экране из-за появления на самом экране нежелательных изображений с высокой яркостью, обычно от потолочных светильников. Может возникнуть ситуация, когда завуалированные отражения также появляются на бумаге на столе в интерьере.

Если светильники в интерьере имеют сильный вертикально направленный вниз компонент светоотдачи, то любая бумага на столе под таким светильником будет отражать источник света в глаза наблюдателя, который читает или работает с бумагой.Если бумага имеет глянцевое покрытие, ситуация усугубляется.

Решение проблемы состоит в том, чтобы расположить используемые светильники таким образом, чтобы распределение светового потока было преимущественно под углом к ​​нисходящей вертикали, чтобы в соответствии с основными законами физики (угол падения = угол отражения) отраженные блики будет сведено к минимуму. На рис. 46.26 показан типичный пример проблемы и решения. Распределение светового потока от светильника, используемое для решения этой проблемы, называется распределением «крылья летучей мыши».

Рисунок 46.26 Скрытые отражения

Распределение света от светильников также может привести к прямому ослеплению, и в попытке решить эту проблему, блоки местного освещения следует устанавливать за пределами запрещенного угла 45 градусов, как показано на рисунке 46.27.

Рисунок 46.27 Схематическое изображение запрещенного угла

Оптимальные условия освещения для визуального комфорта и производительности

При исследовании условий освещения для визуального комфорта и рабочих характеристик целесообразно учитывать факторы, влияющие на способность видеть детали.Их можно подразделить на две категории — характеристики наблюдателя и характеристики задачи.

Характеристики наблюдателя.

Сюда входят:

· чувствительность зрительной системы человека к размеру, контрасту, времени экспозиции

· переходные характеристики адаптации

· восприимчивость к ослеплению

· возраст

· мотивационно-психологическая характеристика.

Характеристики задания.

Сюда входят:

· конфигурация детали

· контрастность деталей / фона

· яркость фона

· зеркальность деталей.

Применительно к конкретным задачам необходимо ответить на следующие вопросы:

· Легко ли увидеть детали задачи?

· Будет ли задача выполняться в течение длительного периода?

· Если ошибки возникают в результате выполнения задачи, считаются ли их последствия серьезными?

Для создания оптимальных условий освещения на рабочем месте важно учитывать требования, предъявляемые к осветительной установке.В идеале рабочее освещение должно отражать цвет, размер, рельеф и характеристики поверхности задачи, одновременно избегая создания потенциально опасных теней, бликов и резкого окружения для самой задачи.

Блики.

Блики возникают при чрезмерной яркости в поле зрения. Влияние ослепления на зрение можно разделить на две группы: ослепление для инвалидности и ослепление, вызывающее дискомфорт.

Рассмотрим пример яркого света от фар встречного автомобиля в темноте.Глаз не может одновременно адаптироваться к фарам автомобиля и к гораздо более низкой яркости дороги. Это пример ослепления для людей с ограниченными возможностями, поскольку источники света с высокой яркостью создают эффект отключения из-за рассеяния света в оптических средах. Ослепление для инвалидности пропорционально интенсивности источника света, вызывающего нарушение.

Дискомфортные блики, которые чаще возникают внутри помещений, можно уменьшить или даже полностью устранить, уменьшив контраст между задачей и окружающей средой.Матовое диффузно отражающее покрытие на рабочих поверхностях должно быть предпочтительнее глянцевого или зеркально отражающего покрытия, а положение любого источника света, создающего помехи, должно находиться за пределами нормального поля зрения. Как правило, успешное визуальное исполнение достигается, когда задача сама по себе ярче, чем ее непосредственное окружение, но не чрезмерно.

Величине дискомфортного ослепления дается числовое значение и сравнивается с эталонными значениями, чтобы предсказать, будет ли уровень дискомфортного ослепления приемлемым.Метод расчета значений индекса ослепления, используемый в Великобритании и других странах, рассматривается в разделе «Измерение».

Измерение

Светотехнические изыскания

Один из часто используемых методов съемки основан на сетке точек измерения по всей рассматриваемой территории. В основе этой техники лежит разделение всего интерьера на несколько равных участков, каждая в идеале квадратной формы. Освещенность в центре каждой из областей измеряется на высоте стола (обычно 0.85 метров над уровнем пола), и рассчитывается среднее значение освещенности. На точность значения средней освещенности влияет количество используемых точек измерения.

Существует взаимосвязь, позволяющая рассчитать минимальное количество точек измерения на основе значения индекса помещения, применимого к рассматриваемому интерьеру.

Здесь длина и ширина относятся к размерам помещения, а монтажная высота — это расстояние по вертикали между центром источника света и рабочей плоскостью.

Обозначенная взаимосвязь:

, где x — значение индекса помещения, равное следующему наибольшему целому числу, за исключением того, что для всех значений RI, равных или превышающих 3, x принимается равным 4. Это уравнение дает минимальное количество точек измерения, но условия часто требуется использовать большее, чем это минимальное количество точек.

При рассмотрении освещения рабочей зоны и ее непосредственного окружения необходимо учитывать изменение освещенности или однородность освещенности.

По любой рабочей области и ее непосредственному окружению равномерность должна быть не менее 0,8.

На многих рабочих местах нет необходимости в одинаковом освещении всех помещений. Локализованное или локальное освещение может обеспечить некоторую степень экономии энергии, но какая бы система ни использовалась, разница в освещенности внутри не должна быть чрезмерной.

Разнообразие освещенности выражается как:

В любой точке основной площади интерьера разброс освещенности не должен превышать 5: 1.

Инструменты, используемые для измерения освещенности и яркости, обычно имеют спектральные характеристики, которые отличаются от реакции зрительной системы человека. Ответы корректируются, часто с помощью фильтров. Когда фильтры включены, инструменты упоминаются как инструменты с цветокоррекцией.

Измерители освещенности

имеют дополнительную поправку, которая компенсирует направление падающего света на ячейку детектора. Инструменты, которые способны точно измерять освещенность от различных направлений падающего света, называются корректируемыми косинусом.

Измерение индекса ослепления

Система, часто используемая в Великобритании, с вариациями в других странах, по сути, представляет собой двухэтапный процесс. На первом этапе устанавливается значение индекса нескорректированного ослепления (UGI). На рисунке 46.28 показан пример.

Рис. 46.28. Виды фасада и сверху типичного интерьера, использованного в примере
.

Высота H — это расстояние по вертикали между центром источника света и уровнем глаз сидящего наблюдателя, которое обычно принимается за 1.2 метра над уровнем пола. Затем основные размеры комнаты преобразуются в кратные H. Таким образом, поскольку H = 3,0 метра, то длина = 4H и ширина = 3H. Для определения наихудшего сценария необходимо выполнить четыре отдельных расчета UGI в соответствии со схемами, показанными на рисунке 46.29.

Рисунок 46.29 Возможные комбинации ориентации светильника и направления взгляда внутри помещения, рассмотренные в примере

Производители осветительного оборудования выпускают таблицы, в которых для заданных значений коэффициента отражения ткани в помещении указываются значения индекса нескорректированного ослепления для каждой комбинации значений X и Y.

Второй этап процесса заключается в применении поправочных коэффициентов к значениям UGI в зависимости от значений выходного потока лампы и отклонения значения высоты (H).

Окончательное значение индекса бликов затем сравнивается со значением индекса предельного блеска для конкретных интерьеров, приведенным в таких справочных материалах, как CIBSE Code for Interior Lighting (1994).

ССЫЛКИ

Сертифицированный институт инженеров по обслуживанию зданий (CIBSE). 1993. Руководство по освещению.Лондон: CIBSE.

-. 1994. Правила внутреннего освещения. Лондон: CIBSE.

Международная комиссия по освещению (CIE). 1992. Техническое обслуживание систем внутреннего электрического освещения. Технический отчет CIE № 97. Австрия: CIE.

Международная электротехническая комиссия (МЭК). 1993. Международная система кодирования ламп. Документ МЭК № 123-93. Лондон: IEC.

Федерация световой промышленности. 1994. Руководство по лампам Федерации осветительной промышленности. Лондон: Федерация световой промышленности.

ДРУГИЕ СООТВЕТСТВУЮЩИЕ ЧТЕНИЯ

Association française de normalization. 1975. Couleurs dambiance pour les lieux de travail. Norme française enregistrée NF X 08-004. Документ СНГ № 76-1288. Париж: тур по Европе.

Бестратен, М., Р. Чаваррия, А. Эрнандес, П. Луна, С. Ногареда, С. Ногареда, М. Онсинс и М. Г. Соле. 1994. Ergonomía. Centro Nacional de Condiciones de Trabajo. Барселона: Национальный институт безопасности и культуры в Трабахо.

Cayless, MA и AM Marsden.1983. Лампы и освещение. Лондон: Э. Арнольд.

Комиссия Европейских сообществ (CEC). 1989 г. Рамочная директива. Директива ЕС № 89/391 / EEC. Брюссель: ЦИК.

Де Бур, Дж. Б. и Д. Фишер. 1981. Внутреннее освещение. Антверпен: Техническая библиотека Philips.

Департамент производительности труда. 1979. Искусственный свет в действии. Безопасность и гигиена труда Рабочая среда, № 6. Канберра: Издательская служба правительства Австралии.

-. 1980 г.Цвет в работе. Безопасность и гигиена труда Рабочая среда, № 8. Канберра: Издательская служба правительства Австралии.

Гардинер, К. и Дж. М. Харрингтон. 1995. Гигиена труда. Оксфорд: Blackwell Science.

Гранджин, Э. 1988. Подгонка задачи к человеку. Лондон: Тейлор и Фрэнсис.

Грин, ТК и П.А. Белл. 1980. Дополнительные соображения относительно влияния теплых и холодных цветов стен на энергосбережение. Лондон: Эргономика.

Общество инженеров по освещению Северной Америки. 1979. Американский национальный институт стандартов. Практика промышленного освещения. ANSI / IES RP-7-1979. Нью-Йорк: Общество инженеров по освещению Северной Америки.

-. 1981. Справочник по освещению. Нью-Йорк: Общество инженеров по освещению Северной Америки.

Международная организация труда (МОТ). N.d. Искусственное освещение на фабрике и в офисе. Информационный бюллетень СНГ № 11. Женева: МОТ.

Мандело, П.1994. Основы эргономики. Барселона: Политехнический университет Барселоны.

Moon, P. 1961. Научные основы светотехники. Лондон: Dover Publications.

Уолш, JWT. N.d. Учебник светотехники. Лондон: Питман.

10 советов по снятию напряжения глаз с компьютера

Гэри Хейтинг, OD, и Ларри К. Ван, OD

Кажется, сейчас все смотрят в экран компьютера, телефона или другого цифрового устройства.И это вызывает серьезную проблему, называемую цифровым перенапряжением глаз.

Как помочь глазам? Цифровые защитные очки для экрана.

Недавнее исследование, спонсируемое Vision Council, показало, что 59 процентов людей, регулярно использующих компьютеры и цифровые устройства, испытывают симптомы цифрового напряжения глаз (также называемого компьютерным напряжением глаз или синдромом компьютерного зрения).

Симптомы синдрома компьютерного зрения включают: усталость и дискомфорт в глазах, сухость глаз, головные боли, нечеткость зрения, боль в шее и плечах, подергивание глаз и красные глаза.

Вот 10 простых шагов, которые вы можете предпринять, чтобы снизить риск перенапряжения глаз и других распространенных симптомов синдрома компьютерного зрения (CVS):

1. Пройдите комплексное обследование зрения.

Ежегодное плановое комплексное обследование глаз — это самое важное, что вы можете сделать для предотвращения или лечения проблем с компьютерным зрением. Во время обследования обязательно сообщите офтальмологу, как часто вы используете компьютер и цифровые устройства на работе и дома.

Измерьте, насколько далеко ваши глаза находятся от экрана, когда вы сидите за компьютером, и принесите это измерение на свое обследование, чтобы окулист мог проверить ваши глаза на определенном рабочем расстоянии.

НУЖЕН ОСМОТР ГЛАЗ? Найдите ближайшего к вам глазного врача и запишитесь на прием.

2. Используйте подходящее освещение.

Усталость глаз часто возникает из-за чрезмерно яркого света от солнечного света, проникающего через окно, или резкого внутреннего освещения. Когда вы используете компьютер, окружающее освещение должно быть примерно вдвое меньше, чем обычно в большинстве офисов.

Удалите внешний свет, закрыв шторы, шторы или жалюзи. Уменьшите внутреннее освещение, используя меньше лампочек или люминесцентных ламп, или используйте лампы и лампы меньшей интенсивности.

Также, если возможно, расположите экран компьютера так, чтобы окна были сбоку, а не спереди или сзади.

Многие пользователи компьютеров чувствуют себя лучше, если не работают при люминесцентных лампах над головой. Если возможно, выключите люминесцентные лампы в офисе и используйте торшеры, которые обеспечивают непрямое «мягкое белое» светодиодное освещение.

Иногда переключение на флуоресцентное освещение «полного спектра», которое более точно соответствует световому спектру, излучаемому солнечным светом, может быть более удобным для работы за компьютером, чем обычные люминесцентные лампы.Но даже полноспектральное освещение может вызвать дискомфорт, если оно слишком яркое.

Попробуйте уменьшить количество люминесцентных ламп, установленных над рабочим местом компьютера, если вас беспокоит верхнее освещение.

3. Минимизируйте блики.

Блики света, отражающиеся от стен и готовых поверхностей, а также отражения на вашем компьютере экран также может вызвать напряжение глаз компьютера. Подумайте об установке на дисплей антибликового экрана и, если возможно, покрасьте ярко-белые стены в более темный цвет с матовым покрытием.

Если вы носите очки, покупайте линзы с антибликовым (AR) покрытием. Покрытие AR уменьшает блики, сводя к минимуму количество света, отражающегося от передней и задней поверхностей линз очков.

4. Обновите свой дисплей.

Если вы еще этого не сделали, замените старый ламповый монитор (называемый электронно-лучевой трубкой или ЭЛТ) плоским светодиодным (светоизлучающим диодом) экраном с антибликовой поверхностью.

Старомодные ЭЛТ-экраны могут вызывать заметное «мерцание» изображения, которое является основной причиной утомления глаз компьютера.Даже если это мерцание незаметно, оно все равно может способствовать утомлению глаз и утомлению во время работы за компьютером.

Чтобы снизить нагрузку на глаза, убедитесь, что вы используете хорошее освещение и сидите на достаточном расстоянии от экрана компьютера.

Осложнения из-за мерцания еще более вероятны, если частота обновления монитора меньше 75 герц (Гц). Если вам необходимо использовать ЭЛТ на работе, настройте параметры дисплея на максимально возможную частоту обновления.

При выборе нового плоского дисплея выберите экран с максимально возможным разрешением.Разрешение зависит от «шага точки» дисплея. Как правило, дисплеи с меньшим шагом точек дают более четкое изображение. Выберите дисплей с шагом точки 0,28 мм или меньше.

Также выберите относительно большой дисплей. Для настольного компьютера выберите дисплей с диагональю экрана не менее 19 дюймов.

5. Настройте параметры экрана компьютера.

Регулировка настроек дисплея компьютера может помочь снизить напряжение глаз и утомляемость. Как правило, эти настройки полезны:

  • Яркость: Отрегулируйте яркость дисплея так, чтобы она была примерно такой же, как яркость окружающей рабочей станции.В качестве теста посмотрите на белый фон этой веб-страницы. Если это похоже на источник света, значит, он слишком яркий. Если он кажется тусклым и серым, возможно, он слишком темный.

  • Размер и контраст текста: Отрегулируйте размер и контраст текста для удобства, особенно при чтении или составлении длинных документов. Обычно черный принт на белом фоне — лучшее сочетание для комфорта.

  • Цветовая температура: Это технический термин, используемый для описания спектра видимого света, излучаемого цветным дисплеем.Синий свет — это коротковолновый видимый свет, который вызывает большую нагрузку на глаза, чем более длинноволновые оттенки, такие как оранжевый и красный. Снижение цветовой температуры вашего дисплея снижает количество синего света, излучаемого цветным дисплеем, для большего комфорта при длительном просмотре.

Реклама

Около 70% взрослых американцев испытывают некоторую форму цифрового напряжения глаз из-за длительного использования электронных устройств. Для борьбы с этими эффектами Clearly предлагает линейку линз для цифровой защиты, которые предлагают экран, уменьшающий блики и фильтрующий синий свет от цифровых экранов и искусственного света.

Мы живем в цифровом мире, и увеличенное экранное время быстро становится нормой в нашей повседневной жизни. Длительное использование цифровых устройств, включая компьютеры, планшеты и смартфоны, увеличивает ваше воздействие вредного синего света, который может привести к напряжению глаз, нечеткости зрения, головным болям и проблемам со сном. Уменьшите риск заражения с помощью регулярных перерывов и цифровых защитных очков.

Купите новые линзы и расслабьтесь.

6. Моргайте чаще.

Мигание очень важно при работе за компьютером; мигание увлажняет глаза, чтобы предотвратить сухость и раздражение.

Когда люди смотрят на экран, люди моргают реже — примерно на треть меньше, чем обычно, — а многие мигания, выполняемые во время работы за компьютером, являются лишь частичным закрытием крышки, согласно исследованиям.

Слезы, покрывающие глаза, испаряются быстрее во время длительных фаз без мигания, и это может вызвать сухость глаз. Кроме того, во многих офисных помещениях воздух сухой, что увеличивает скорость испарения слез, повышая риск возникновения проблем с сухостью глаз.

Если вы испытываете симптомы сухого глаза, спросите своего глазного врача о искусственных слезах, которые можно использовать в течение дня.

Между прочим, не путайте смазывающие глазные капли с каплями, созданными для «устранения красного цвета». Последние действительно могут улучшить ваши глаза — они содержат ингредиенты, которые уменьшают размер кровеносных сосудов на поверхности ваших глаз, чтобы «отбелить» их. Но они не обязательно предназначены для уменьшения сухости и раздражения.

Чтобы снизить риск появления сухости глаз во время работы за компьютером, попробуйте следующее упражнение: каждые 20 минут моргайте 10 раз, закрыв глаза, как будто засыпая (очень медленно).Это поможет вам снова увлажнить глаза.

7. Тренируйте глаза.

Еще одна причина усталости глаз компьютера — это усталость от фокусировки. Чтобы снизить риск утомления глаз, постоянно сосредотачиваясь на экране, отводите взгляд от компьютера как минимум каждые 20 минут и смотрите на удаленный объект (не менее 20 футов) не менее 20 секунд. Некоторые глазные врачи называют это «правилом 20-20-20». Взгляд вдаль расслабляет фокусирующие мышцы глаза и снижает утомляемость.

Еще одно упражнение — смотреть вдаль на объект в течение 10-15 секунд, а затем пристально смотреть на что-то вблизи в течение 10-15 секунд.Затем посмотрите на далекий объект. Сделайте это 10 раз. Это упражнение снижает риск того, что ваши глаза «заблокируются» (состояние, называемое спазмом аккомодации) после длительной работы за компьютером.

Оба этих упражнения снизят риск компьютерной нагрузки на глаза. Кроме того, не забывайте часто моргать во время упражнений, чтобы снизить риск возникновения синдрома сухого глаза, связанного с компьютером.

8. Делайте частые перерывы.

Чтобы снизить риск синдрома компьютерного зрения и боли в шее, спине и плечах, делайте частые перерывы на экран в течение рабочего дня (хотя бы один 10-минутный перерыв каждый час).

Во время этих перерывов вставайте, двигайтесь и вытягивайте руки, ноги, спину, шею и плечи, чтобы уменьшить напряжение и мышечную усталость.

9. Измените свою рабочую станцию.

Если вам нужно переключаться между распечатанной страницей и вашим на экране компьютера поместите написанные страницы на подставку для копий рядом с экраном.

Правильно осветите подставку для копий. Вы можете использовать настольную лампу, но убедитесь, что она не светит ваши глаза или на экран вашего компьютера.

Плохая осанка также способствует развитию синдрома компьютерного зрения. Отрегулируйте рабочее место и стул на правильную высоту, чтобы ноги удобно лежали на полу.

Расположите экран компьютера на расстоянии от 20 до 24 дюймов от глаз. Центр экрана должен находиться примерно на 10-15 градусов ниже ваших глаз для удобного расположения головы и шея.

10. Рассмотрим компьютерные очки.

Для максимального удобства работы за компьютером вам может быть полезно попросить офтальмолога изменить рецепт на очки для создания индивидуальных компьютерных очков.Это особенно верно, если вы обычно носите контактные линзы, которые могут стать сухими и неудобными при длительном просмотре экрана.

Компьютерные очки также являются хорошим выбором, если вы носите бифокальные или прогрессивные линзы, потому что эти линзы обычно не оптимальны для расстояния до экрана вашего компьютера.

Кроме того, вы можете рассмотреть фотохромные линзы или слегка тонированные линзы для компьютерных очков, чтобы уменьшить воздействие потенциально опасного синего света, излучаемого цифровыми устройствами.За подробностями и советом обратитесь к своему офтальмологу.

ЧУВСТВУЕТЕ НА КОМПЬЮТЕРЕ НАРУШЕНИЕ ГЛАЗ? Найдите ближайшего к вам глазного врача. >

Примечания и ссылки

Частота мигания, амплитуда мигания и целостность слезной пленки во время задач терминала с динамическим визуальным отображением. Текущие исследования глаз . Март 2011.

Компьютерные рабочие станции. Министерство труда США, Управление по охране труда.Доступно на веб-сайте OSHA. Июнь 2010 г.

Компьютерная эргономика. Центры США по контролю и профилактике заболеваний. Доступно на веб-сайте CDC. Июнь 2010 г.

По данным исследования NIOSH, стратегические перерывы на отдых уменьшают дискомфорт, вызываемый VDT, без снижения производительности. Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH). Опубликовано на сайте CDC / NIOSH. Февраль 2009 г.

Дополнительные перерывы и упражнения на растяжку для операторов ввода данных: дополнительное полевое исследование.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *