Συγγραφέας: Μηχανικός Sandro Costo
Για να κατανοήσουμε καλύτερα τις διαφορές μεταξύ των συστημάτων φωτισμού, ας ξεκινήσουμε με το γλωσσάρι.
Διαφορά δυναμικού
Ο όρος διαφορά δυναμικού αναφέρεται σε μια ποσότητα, μετρούμενη σε βολτ (V), που αντιπροσωπεύει τη διαφορά μεταξύ ενός σημείου σε ένα συγκεκριμένο ηλεκτρικό δυναμικό και ενός άλλου σημείου αναφοράς. Αυτή η ποσότητα ονομάζεται τάση. Λαμβάνοντας, για παράδειγμα, μια μπαταρία όπως οι μικρές τετράγωνες που όλοι έχουμε χρησιμοποιήσει τουλάχιστον μία φορά στο φορητό μας ραδιόφωνο, ξυπνητήρι ή άλλη συσκευή, μπορούμε να διαβάσουμε στο περίβλημά της ότι είναι μια μπαταρία 9 βολτ. Αυτό σημαίνει ότι η μπαταρία είναι ικανή να δημιουργήσει μια διαφορά δυναμικού, ή τάση, στα ηλεκτρόδιά της (+ και -) ίση με ακριβώς 9 βολτ.
Ηλεκτρικό ρεύμα
Το ηλεκτρικό ρεύμα (I) είναι η ροή ρεύματος που διαπερνά έναν αγωγό ανά μονάδα χρόνου. Μετράται σε αμπέρ (A).
Ηλεκτρική ενέργεια
Η ηλεκτρική ισχύς είναι ένα σύνθετο μέγεθος των δύο προηγούμενων μεγεθών και μετριέται σε Watt (W). Ο τύπος για τον υπολογισμό της ισχύος από το δυναμικό και το ρεύμα έχει ως εξής:
W = V * I
Η ισχύς προκύπτει από το έργο που παράγεται σε μια μονάδα χρόνου. Η μονάδα έργου είναι το Joule και η μονάδα ισχύος είναι το Watt: 1 Joule ανά δευτερόλεπτο αντιστοιχεί σε 1 Watt (W = J/s).
Λα Λούις
| Ημερομηνίες | Αγγλικός όρος | ενότητα | ||
| Ποσότητα φωτός | ποσότητα ενέργειας που εκπέμπεται, λαμβάνεται ή μεταφέρεται με ακτινοβολία |
δευτερόλεπτο αυλού | ταινίες | |
| Φωτεινή ροή | Φωτεινή ροή | ποσότητα φωτεινής ενέργειας που εκπέμπεται από μια πηγή στη μονάδα του χρόνου |
αυλός | lm (= cd sr) |
| Φωτισμός | Φωτισμός | προσπίπτουσα φωτεινή ροή ανά μονάδα επιφάνεια |
πολυτέλεια | lx (= lm/m2) |
| Φωτεινή ένταση | Φωτεινή ένταση | φωτεινή ροή που εκπέμπεται ανά γωνία μοναδιαίο στερεό |
κερί | cd |
Όπως μπορείτε να δείτε, τα lumens συνδέονται με την ισχύ της λάμπας (Watt), αλλά η ένταση φωτισμού (Lux) δίνεται από
lm/m^2 και για αυτόν τον λόγο, οι φακοί με διαφορετικές παραβολές θα δώσουν διαφορετικά επίπεδα φωτισμού για την ίδια ισχύ: επομένως, ένας λαμπτήρας 100 W με παραβολή 8° θα έχει μια πολύ πιο συμπαγή, φωτεινή και διεισδυτική δέσμη από έναν με παραβολή 100°, ο οποίος, ωστόσο, θα φωτίσει μια πολύ ευρύτερη περιοχή, σχήμα 1.
Τύποι λαμπτήρων
Οι υποβρύχιοι πυρσοί χωρίζονται κυρίως σε τρεις κύριους τύπους:
-
Αλαγόνο
-
LED
-
HID
1. Αλογόνο
Ορισμός: οποιαδήποτε γυάλινη λάμπα που έχει ένα νήμα στο εσωτερικό της (συνήθως βολφραμίου ή παρόμοιο) και που εκπέμπει φως σύμφωνα με την αρχή της πυρακτώσεως (η αρχή με την οποία αναπτύσσεται η φωτιά) εφαρμόζοντας τάση απευθείας στους πόλους.
Οι λαμπτήρες αλογόνου, αν προτιμάτε, είναι ΠΑΝΤΑ κατασκευασμένοι με ένα εσωτερικό νήμα που φθείρεται προοδευτικά: ανεξάρτητα από το πόσο καιρό είναι αναμμένος ο λαμπτήρας, το νήμα πυρακτώνεται (δηλαδή, εκπέμπει φως) και καθώς το κάνει, όλο και περισσότερα άτομα βολφραμίου αποκολλώνται από αυτό, μέχρι που, μόλις γίνει πολύ λεπτό, σπάει και σταματά τη διαδικασία πυρακτώσεως (δηλαδή, ο λαμπτήρας καίγεται). Από αυτό, είναι προφανές ότι είναι μόνο θέμα χρόνου. Παράγοντες όπως ο χρόνος και οι συνθήκες χρήσης, ή η ποιότητα κατασκευής του λαμπτήρα, συχνά καθορίζουν τη διάρκεια ζωής του λαμπτήρα. Ο ίδιος λαμπτήρας, επομένως, μπορεί να διαρκέσει από ένα ελάχιστο έως ένα άπειρο χρονικό διάστημα. Για να επιβραδυνθεί αυτή η διαδικασία φθοράς του νήματος με την πάροδο του χρόνου, έχει ανακαλυφθεί ότι η πλήρωση του λαμπτήρα αλογόνου με αέρια όπως το ξένον παρατείνει ελαφρώς τη διάρκεια ζωής του. Τα άτομα εξατμίζονται από το νήμα βολφραμίου και συνδυάζονται με άτομα αλογόνου, σχηματίζοντας μια αέρια ένωση που πέφτει πίσω στο νήμα πυρακτώσεως, επανατοποθετώντας τα άτομα βολφραμίου. Τα άτομα αλογόνου είναι στη συνέχεια ελεύθερα να ανασυνδυαστούν με τα άτομα βολφραμίου. Αυτός ο κύκλος, που ονομάζεται αναγέννηση, είναι το μυστικό της μεγάλης διάρκειας ζωής αυτού του συγκεκριμένου τύπου λαμπτήρα πυρακτώσεως.
Οι λάμπες αλογόνου είναι σίγουρα οι πιο συνηθισμένες που διατίθενται στην αγορά. Διατίθενται σε μεγάλη ποικιλία τύπων και watt. Γενικά, για ψυχαγωγικές/προηγμένες καταδύσεις χωρίς ειδικές ανάγκες, τα 50 W με χρόνο καύσης 50/60 λεπτά είναι αρκετά. Προφανώς, τα 100 W είναι καλύτερα, αλλά η αύξηση της ισχύος μειώνει τον χρόνο καύσης ή αυξάνει το κόστος των μεγαλύτερων μπαταριών. Οι λάμπες xenon χρησιμοποιούνται συχνά στις λάμπες αλογόνου, οι οποίες παράγουν πολύ πιο λευκό φως (περίπου 3500 K).
| οφέλη | μειονεκτήματα |
|
|
2. Λαμπτήρες LED
Ο όρος "LED" είναι αρκτικόλεξο για το "Light Emitting Diode". Τα LED αποτελούνται από μια σύνδεση PN κατασκευασμένη από αρσενικούχο γάλλιο ή φωσφίδιο του γαλλίου, και τα δύο υλικά ικανά να εκπέμπουν φως όταν διέρχονται από ηλεκτρικό ρεύμα. Η τιμή αυτού του ρεύματος κυμαίνεται μεταξύ 10 και 30 mA.
Η λειτουργία του LED βασίζεται στο φαινόμενο που ονομάζεται «ηλεκτροφωταύγεια», λόγω της εκπομπής φωτονίων (στην ορατή ή υπέρυθρη ζώνη) που παράγεται από τον ανασυνδυασμό ηλεκτρονίων και οπών, όταν η επαφή είναι πολωμένη προς τα εμπρός.
Οι λυχνίες LED έχουν έναν θετικό και έναν αρνητικό ακροδέκτη και για να λειτουργήσουν, πρέπει να συνδεθούν σε ένα κύκλωμα με αυτήν την πολικότητα κατά νου. Ο θετικός ακροδέκτης είναι συνήθως ο μακρύτερος, αλλά μπορείτε να τον αναγνωρίσετε με βεβαιότητα κρατώντας το εσωτερικό του LED προς το φως: όπως μπορείτε να δείτε στο σχήμα, το θετικό ηλεκτρόδιο είναι λεπτό και σε σχήμα δόρατος, ενώ το αρνητικό ηλεκτρόδιο μοιάζει με μια μικρή σημαία.
Όταν χρησιμοποιείτε μια λυχνία LED, είναι πάντα απαραίτητο να τοποθετείτε μια αντίσταση σε σειρά με αυτήν, προκειμένου να περιορίσετε το ρεύμα που τη διαρρέει και να αποτρέψετε την αυτοκαταστροφή της. Η πτώση τάσης σε μια λυχνία LED μπορεί να κυμαίνεται από 1,1 έως 1,6 V, ανάλογα με το μήκος κύματος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας (τα μικρότερα μήκη κύματος αντιστοιχούν σε μεγαλύτερη πτώση τάσης).
Οι λάμπες LED έχουν δύο σημαντικά πλεονεκτήματα: τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και την αντοχή στους κραδασμούς. Αυτό σίγουρα τις καθιστά μια πολύ πλεονεκτική λύση για εφεδρικό φωτισμό και για καταστάσεις όπου απαιτείται μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, όπως σε σπηλιές. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια των καταδύσεων κατά τη διάρκεια της ημέρας, δεν προσφέρουν την ίδια απόδοση με τις λάμπες αλογόνου.
| οφέλη | μειονεκτήματα |
|
|
Ο παρακάτω πίνακας παρέχει ορισμένες διευκρινίσεις σχετικά με τον τρόπο λειτουργίας των LED.
| ερώτηση | Απάντηση | |
| 1 | Τα LED δεν παράγουν θερμότητα | Τα LED παράγουν θερμότητα, αλλά τη συγκρατούν στο εσωτερικό τους. εσωτερικό, επομένως είναι απαραίτητο τα καλώδια ή το περίβλημα να μπορούν διαχέεται. Εάν δεν έχει σχεδιαστεί σωστά, η λυχνία LED θα έχει πολύ σύντομη διάρκεια. |
| 2 | Οι λυχνίες LED δεν παράγουν αρκετό φως για γενικές εφαρμογές φωτισμού |
Τα LED υψηλής ισχύος εκπέμπουν αρκετό φως για να πολλές ειδικές και γενικές εφαρμογές φωτισμού. |
| 3 | Το λευκό φως των LED δεν έχει επαρκής ποιότητα για την αντικατάσταση λαμπτήρων πυρακτώσεως |
Τα περισσότερα λευκά LED εκπέμπουν έντονο φως με θερμοκρασία χρώματος 5500K. Πολύ λίγα είναι ικανά για προσφέρουν μια θερμοκρασία χρώματος που αναπαράγει αυτή των λαμπτήρων λάμπων. |
| 4 | Ο CRI των LED δεν επαρκεί για εφαρμογές φωτισμού |
Συνήθως οι λευκές λυχνίες LED έχουν δείκτη απόδοσης χρώμα 60-70, τόσο στους 3200K όσο και στους 5500K. |
| 5 | Οι λυχνίες LED υψηλής ισχύος είναι ακριβές | Λαμβάνοντας υπόψη την αναλογία lumen/$, τα LED υψηλής ισχύος η ισχύς μπορεί να είναι η πιο βολική μεταξύ των διαθέσιμων στην αγορά. |
| 6 | Τα LED είναι ενεργειακά αποδοτικά καλύτερα από οποιαδήποτε άλλη πηγή φωτός |
Τα λευκά LED είναι περίπου διπλάσια απόδοση των λαμπτήρων πυρακτώσεως. Δεδομένης της κατευθυντικής φύσης του, το Το φως που εκπέμπεται από μια LED ελέγχεται πιο εύκολα, επιτρέποντας ανώτερης απόδοσης γενικός φωτισμός. |
| 7 | Η χρωματική ασυνέχεια του LED Το λευκό είναι πολύ μεγάλο για να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές γενικός φωτισμός. |
Δεδομένων των κατασκευαστικών χαρακτηριστικών του LED λευκό είναι δυνατό να παραχθεί μια γκάμα χρωμάτων. Κατά τη διάρκεια του ο σχεδιασμός και η παραγωγή φωτισμού πρέπει να πραγματοποιούνται προσοχή στη διαχείριση της χρωματικής κατανομής για την παραγωγή ενός ποιοτική λύση. |
| 8 | Είναι πολύ περίπλοκο να φτιάξεις ένα Λύση φωτισμού LED |
Όπως και με άλλες τεχνολογίες φωτισμού, όπως λαμπτήρες φθορισμού και λαμπτήρες φθορισμού υψηλής απόδοσης ένταση (HID), οι λυχνίες LED απαιτούν κυκλώματα οδήγησης και οπτικά και θερμικά στοιχεία κατάλληλα για να προσφέρουν όλα τα φόντα. |
| 9 | Όλες οι λυχνίες LED έχουν διάρκεια ζωής 100.000 μετάλλευμα |
Έχει αποδειχθεί ότι ορισμένα LED, ανάλογα με το χρώμα και μάρκα, διατηρήστε την ποσότητα του χρησιμοποιήσιμου φωτός ή σημαντικό - περίπου το 70% του φωτός που εκπέμπεται αρχικά - για 6.000 ώρες ή λιγότερο. |
| 10 | Τα αξεσουάρ που είναι κατάλληλα για χρήση με το Οι λυχνίες LED, όπως οπτικά ή θερμικά εξαρτήματα και ηλεκτρονικοί οδηγοί, δεν διατίθενται σε επαρκή ποσότητα |
Αυτή τη στιγμή υπάρχουν εκατοντάδες κατασκευαστές που Προσφέρουμε εξαρτήματα για συστήματα LED. |
3. Λαμπτήρες HID
(Εκφόρτιση υψηλής έντασης)
Αυτές είναι λάμπες χωρίς μεταλλικό νήμα. Δύο ηλεκτρόδια βυθισμένα σε ατμόσφαιρα ξένου συνδέονται με τους δύο πόλους του ηλεκτρικού κυκλώματος. Η εκκένωση ηλεκτρονίων μεταξύ των δύο παράγει ένα πολύ έντονο φως, περίπου διπλάσιο από αυτό των λαμπτήρων αλογόνου, και εξαιρετικά λευκό (τόσο πολύ που φαίνεται ακόμη και μπλε). Επειδή δεν έχουν νήμα, αυτές οι λάμπες διαρκούν περισσότερο από τις συμβατικές (περίπου διπλάσιο χρόνο) και καταναλώνουν 70% λιγότερη ενέργεια. Πρέπει να ρυθμίζονται από μια ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου για την αποφυγή ζημιών από διακυμάνσεις τάσης.
Οι λαμπτήρες HID είναι πολύ πιο αποδοτικοί από τους λαμπτήρες αλογόνου και Xenophot. Η φωτεινή τους απόδοση είναι επίσης πολύ υψηλή: ένας λαμπτήρας HID 35W με 3500 lumens ισούται με 100 lm/W, ενώ για τους μη ενισχυμένους λαμπτήρες αλογόνου (οι οποίοι διαρκούν περίπου 2000 ώρες) η ισχύς είναι περίπου 25 lumens/watt. Οι ενισχυμένοι λαμπτήρες αλογόνου, από την άλλη πλευρά (διαρκούν περίπου 50 ώρες και πολλοί υποβρύχιοι λαμπτήρες λειτουργούν με αυτόν τον τρόπο) είναι περίπου 35 lumens ανά watt.
Μπορεί να συναχθεί ότι, ως πρώτη προσέγγιση, τα HID έχουν απόδοση 4 φορές υψηλότερη και επομένως, με την ίδια μπαταρία, επιτρέπουν τετραπλάσια αυτονομία.
Από την άλλη πλευρά, οι HID έχουν ορισμένα μειονεκτήματα: πρώτα και κύρια, το κόστος, καθώς η λάμπα από μόνη της μπορεί να κοστίσει πάνω από 100 ευρώ! Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου κοστίζει περίπου 200 ευρώ. Σίγουρα, εξοικονομείτε χρήματα στην μπαταρία, αλλά οι τάσεις που εμπλέκονται κυμαίνονται από 6000-30000 βολτ και, ως εκ τούτου, όλα είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στην υγρασία: ακόμη και μια μικρή ποσότητα συμπυκνωμένου νερού δημιουργεί τόξα που προκαλούν ανεπανόρθωτη ζημιά στα ηλεκτρονικά, με αποτέλεσμα σημαντικές οικονομικές απώλειες.
| οφέλη | μειονεκτήματα |
|
|
Απαγορεύεται αυστηρά η αναπαραγωγή του κειμένου και των φωτογραφιών σε αυτό το άρθρο, έστω και μερική, χωρίς τη συγκατάθεση του συγγραφέα.
