Světelná technika

1. Světelná technika Výbojové zdroje světla

2. Nízkotlaké rtuťové výbojové zdrojeLineární zářivky 1. W vlákno s aktivní vrstvou (např. kysličník barya) 2. Elektron 3. Atom rtuti 4. UV záření (253,7 nm) 5. Luminiscenční vrstva 6. Viditelné záření 3 5 4 6 2 1 Princip: 1. Mezi elektrodami hoří výboj 2. Nízkotlaký výboj v parách rtuti se vyzařuje viditelné záření (2%) a UV záření (více než 60%). 3 Část UV záření (asi 19%) se transformuje prostřednictvím luminoforu, který je nanesen na vnitřní stěně trubice, na viditelné záření Vzácný plyn snižuje zápalné napětí a snižuje odpařování kovu z elektrod.

3. Lineární zářivky Vlastnosti: * Během prvních 100 hodin nelze světelný tok přesně definovat (v katalogu je světelný tok udáván po 100 hodinách svícení) – zahořenízářivky Příčiny: - snižující se účinnost luminoforu - u starších trubic zčernání u elektrod (odpařený wolfram z elektrod). * K největšímu odpařování wolframu z elektrod dochází při zapínání. Proto se zářivka nehodí pro časté vypínání a zapínání (induktivní předřadník) * Plný světelný tok je asi po 10 minutách * Hoření výboje je nestabilní, zářivka musí mít předřadník, který vytváří úbytek napětí (asi 50% Un). - induktivní – energetická třída B - zvyšuje příkon zářivky o (10–20) % - elektronický – energetická třída A

4. * Průměry trubic se postupně snižují od 38 mm až k 7 mm (nejvíce 16 a 26 mm), výkony běžných trubic jsou od 10 do 58 W, speciální již od 8 W, maximální výkon 120 W. * Maximální světelný tok při okolní teplotě zhruba u trubice s průměrem 26 mm při 250C, u průměru 16 mm 350C. Luminofor Vlastnosti: * Použitý luminofor tvoří teplotu chromatičnosti (Tc) a index barevného podání (Ra). * Indexy barevného podání Ra = 60, 80 a 90 * Ra = 60 nelze podle normy použít pro pobyt osob více než 4 hodiny * Ra = 80 běžné zářivky v domácnosti a v kanceláři * Ra = 90 v místnostech s vyššími požadavky (operační sály). Oproti Ra = 80 jsou méně ekonomické – mají nižší měrný výkon

5. Luminofor * Teploty chromatičnosti Tc = 2700, 3000, 4000, 5500, 6800, 8000 K * „Účinnost“ luminoforu výrazně závisí na teplotě okolí * Označení běžných zářivek L 18 W/840 /8xx - Ra = (80 – 89) /x40 - Tc = 4000 K (chladně bílá) Popište zářivku s označením H0 54 W/965

6. Zapojení s elektromagnetickým předřadníkem zapojení používané dříve v Německu – větší tepelné ztráty na tlumivce Popište jednotlivá zapojení

7. Zapnutí zářivky s induktivním předřadníkem Pro zapálení výboje se využívá se doutnavkový zapalovač (doutnavka + bimetal) 1. Po zapnutí se zapálí na doutnavce výboj, který ohřeje a posléze spojí bimetalový kontakt  výboj na doutnavce zhasne, hlavní obvod se propojí a začnou se žhavit hlavní elektrody. 2. Bimetal se rozpojí, hlavní obvod se přeruší  vlivem indukčnosti tlumivky vznikne přepětí, které zapálí výboj. 3. Při hoření výboje vzniká na tlumivce úbytek napětí, který snižuje napětí na elektrodách (stabilizuje výboj). animace Jaké jsou hlavní parametry tlumivky a startéru ?

8. Elektronický předřadník Elektronický předřadník nahrazuje doutnavkový zapalovač, tlumivku a kompenzační kondenzátory. Snižuje elektrický příkon zářivkového svítidla. Svítidlo s trubicí 36 W má příkon bez elektronického předřadníku asi 46W, s elektronickým předřadníkem 36 W  úspora elektrické energie je zhruba 20 %. Příklad: zářivka 2 x 36 W má příkon 69 W Vlastnosti: * okamžité rozsvícení zářivky (zhruba po 1 sek.) * frekvence (25 – 70) kHz  odstranění stroboskopického jevu (zářivka nebliká) * zpomaluje pokles světelného toku v průběhu života zářivky * životnost zářivek se zvyšuje asi o 50% * větší stabilita světelných parametrů při kolísání napětí

9. Elektronický předřadník Další možnosti elektronických předřadníků (automatizace osvětlení): - stmívání – dnes řešeno změnou frekvence ve stmívatelném předřadníku 1–10V. Způsob ovládání například systémem DALI (má otevřený protokol a lze ho volně programovat) - stmívání a světelné scény - udržení konstantního osvětlení - detekce pohybu Popište daný obrázek

10. Kompaktní zářivky Odstraňují hlavní nevýhodu lineárních zářivek – velikost. Provedení: a) neobsahují ani startér ani tlumivku (musí být vně). Snižují pouze rozměry zářivky b) mají startér, tlumivka je mimo zářivku c) obsahují elektronický předřadník Rozdělení podle patice: 1. paticové 2. na závit (E27, E14) Porovnejte oba typy z hlediska světelných vlastností

11. Předřadník kompaktní zářivky Filtrační elektrolytický kondenzátor Transformátor Předřadná tlumivka Spínací tranzistory Usměrňovací diody Nevýhody kompaktních zářivek: * plný světelný tok po 5 minutách * běžné typy se nehodí ke stmívání

13. Indukční výbojka (bezelektrodová zářivka) Cívka na feritovém jádře Elektron Cívka na feritovém jádře UV záření Magnetické pole cívky Atomy rtuti Luminofor Princip: Trubice nemusí být lineární a je tvořena speciálním geometrickým tvarem (obdélník). Elektrony jsou urychlovány magnetickým polem, které vzniká prostřednictvím dvou cívek na feritových jádrech (kmitočet 250 kHz). Odstraňuje hlavní nevýhodu - elektrody.

14. Indukční výbojka Plazmová výbojka(zatím ve vývoji)

15. * Vhodná v prostorách s obtížnou výměnou zářivek, životnost je až 60 000 hodin (tunely, výrobní haly, …) * Vyráběné výkony – 23, 70, 100 a 150 W * Měrný světelný výkon je 80 lm/W Řídící elektronika je v patici zářivky

16. Zdroj: Autor děkuje Petru Niesigovi z firmy Elkovo Čepelík za aktivní pomoc při tvorbě prezentačních materiálů. Osram –katalogy, studijní materiály Jiří Plch Světelná technika v praxi Jiří Habel Základy světelné techniky http://www.elkovo-cepelik.cz Materiál je určen pouze pro studijní účely