Автор: инженер Сандро Косто
Чтобы лучше понять различия между системами освещения, начнём с глоссария.
Разность потенциалов
Термин «разность потенциалов» относится к величине, измеряемой в вольтах (В), которая представляет собой разницу между точкой с определенным электрическим потенциалом и другой опорной точкой. Эта величина называется напряжением. Возьмем, например, батарейку, похожую на маленькие квадратные батарейки, которые мы все хотя бы раз использовали в портативном радиоприемнике, будильнике или другом устройстве. На ее корпусе можно прочитать, что это 9-вольтовая батарейка. Это означает, что батарейка способна создавать разность потенциалов, или напряжение, между своими электродами (+ и -), равное ровно 9 вольтам.
Электрический ток
Электрический ток (I) — это поток тока через проводник за единицу времени. Он измеряется в амперах (А).
Потенца электрическая
Электрическая мощность — это составная величина, объединяющая две предыдущие величины, и измеряется в ваттах (Вт). Формула для расчета мощности на основе потенциала и тока выглядит следующим образом:
В=В*Я
Мощность определяется работой, совершаемой за единицу времени. Единицей работы является джоуль, а единицей мощности — ватт: 1 джоуль в секунду соответствует 1 ватту (Вт = Дж/с).
Свет
| спички | английский термин | единство | ||
| Количество света | количество излучаемой, принимаемой или энергии переносится излучением |
люмен секунда | лм с | |
| Флуссо люминозо | Световой поток | количество световой энергии, излучаемой источник в единице времени |
просвет | лм (= кд ср) |
| Иллюминаменто | Освещенность | падающий световой поток на единицу поверхность |
роскошь | лк (= лм/м2) |
| Сила света | Интенсивность света | Световой поток, излучаемый под определенным углом единичное твердое тело |
свеча | cd |
Как видите, люмены связаны с мощностью лампочки (ватт), а освещенность (люкс) определяется формулой...
лм/м^2 По этой причине фонари с разными параболическими углами будут давать разный уровень освещения при одинаковой мощности: поэтому лампа мощностью 100 Вт с параболическим углом 8° будет иметь гораздо более компактный, яркий и проникающий луч, чем лампа с параболическим углом 100°, которая, однако, будет освещать гораздо большую площадь (рис. 1).
Виды лампочек
Подводные фонари в основном делятся на три основных типа:
-
Галоген
-
LED
-
HID
1. Галоген
Определение: любая стеклянная лампочка, внутри которой находится нить накаливания (обычно вольфрамовая или аналогичная), излучающая свет по принципу накаливания (принципу, по которому развивается огонь) путем подачи напряжения непосредственно на полюса.
Галогенные лампы, если хотите, ВСЕГДА имеют внутреннюю нить накаливания, которая постепенно изнашивается: независимо от того, как долго лампа включена, нить накаливания раскаляется (то есть излучает свет), и по мере этого от нее отслаивается все больше атомов вольфрама, пока, когда она не станет слишком тонкой, она не сломается и не остановит процесс накаливания (то есть лампа не перегорит). Из этого очевидно, что это лишь вопрос времени. Такие факторы, как время и условия эксплуатации, или качество изготовления лампы, часто определяют срок ее службы. Поэтому одна и та же лампа может прослужить от незначительного времени до бесконечности. Чтобы замедлить этот процесс износа нити накаливания с течением времени, было обнаружено, что заполнение галогенной лампы такими газами, как ксенон, немного продлевает срок ее службы. Атомы испаряются с вольфрамовой нити и соединяются с атомами галогенов, образуя газообразное соединение, которое оседает обратно на нить накаливания, повторно осаждая атомы вольфрама. Затем атомы галогенов могут свободно рекомбинировать с атомами вольфрама. Этот цикл, называемый регенерацией, является секретом долгого срока службы этого особого типа ламп накаливания.
Галогенные лампы, безусловно, являются наиболее распространенными на рынке; они выпускаются в широком ассортименте типов и мощностей. В целом, для любительского/продвинутого дайвинга без особых требований достаточно 50 Вт с временем работы 50-60 минут; очевидно, 100 Вт лучше, но увеличение мощности сокращает время работы или увеличивает стоимость более мощных батарей. В галогенных лампах часто используются ксеноновые лампы, которые дают гораздо более белый свет (около 3500 К).
| льготы | недостатки |
|
|
2. Светодиодные лампы
Термин «LED» — это аббревиатура от «светоизлучающий диод». Светодиоды состоят из PN-перехода, изготовленного из арсенида галлия или фосфида галлия, оба материала способны излучать свет при прохождении через них электрического тока; величина этого тока составляет от 10 до 30 мА.
Работа светодиода основана на явлении, называемом «электролюминесценцией», обусловленном излучением фотонов (в видимом или инфракрасном диапазоне), возникающих в результате рекомбинации электронов и дырок при поляризации перехода в прямом направлении.
Светодиоды имеют положительный и отрицательный полюса, и для работы их необходимо подключать к цепи с учетом этой полярности. Положительный полюс обычно самый длинный, но его можно точно определить, поднеся внутреннюю часть светодиода к свету: как видно на рисунке, положительный электрод тонкий и имеет форму копья, а отрицательный электрод напоминает небольшой флажок.
При использовании светодиода всегда необходимо последовательно подключать к нему резистор, чтобы ограничить протекающий через него ток и предотвратить его выход из строя; падение напряжения на светодиоде может варьироваться от 1,1 до 1,6 В в зависимости от длины волны излучаемого излучения (более короткие длины волн соответствуют большему падению напряжения).
Светодиодные лампы обладают двумя основными преимуществами: длительным временем автономной работы и ударопрочностью. Это, безусловно, делает их очень выгодным решением для резервного освещения и для ситуаций, когда требуется длительное время работы от батареи, например, в пещерах. Однако во время дневных погружений они не обеспечивают такой же производительности, как галогенные лампы.
| льготы | недостатки |
|
|
В таблице ниже приведены некоторые пояснения к принципу работы светодиодов.
| Вопрос | ответ | |
| 1 | Светодиоды не выделяют тепло. | Светодиоды выделяют тепло, но удерживают его в своих структурах. внутренний, поэтому необходимо, чтобы кабели или оболочка могли Рассейте его. Если конструкция неправильная, светодиод будет иметь... очень кратковременный. |
| 2 | Светодиоды не дают достаточно света. для общего освещения |
Мощные светодиоды излучают достаточно света, чтобы Многочисленные специальные и общие области применения освещения. |
| 3 | Белый свет светодиодов не имеет Качество, достаточное для замены ламп накаливания. |
Большинство белых светодиодов излучают яркий свет. с цветовой температурой 5500K. Очень немногие способны на это. предлагают цветовую температуру, которая воспроизводит цветовую температуру ламп. раскаленный. |
| 4 | Индекс цветопередачи светодиодов недостаточен для приложения для освещения |
Обычно белые светодиоды имеют индекс цветопередачи, равный... Цвет 60-70, как при 3200K, так и при 5500K. |
| 5 | Мощные светодиоды стоят дорого. | Учитывая соотношение люмен/доллар, мощные светодиоды Электроэнергия может быть наиболее удобным вариантом из доступных. на рынке. |
| 6 | Светодиоды энергоэффективны. лучше любого другого источника света |
Белые светодиоды примерно в два раза эффективнее. ламп накаливания. Учитывая направленность света, Свет, излучаемый светодиодом, легче контролировать, что позволяет... Высокоэффективное общее освещение. |
| 7 | Хроматическая неоднородность светодиода Белый цвет слишком большой для использования в приложениях. общее освещение. |
Учитывая производственные характеристики светодиода Белый цвет позволяет получить широкий спектр оттенков. В процессе Необходимо разработать и изготовить световое оборудование. внимание к управлению распределением хроматических оттенков для получения качественное решение. |
| 8 | Это слишком сложно сделать. Светодиодное освещение |
Аналогично другим технологиям освещения, например, люминесцентные лампы и высокоэффективные люминесцентные лампы. Для работы светодиодов (с высокой интенсивностью излучения) требуются схемы управления. оптические и тепловые элементы, подходящие для обеспечения всех их преимущества. |
| 9 | Все светодиоды имеют срок службы 100 000 часов. руда |
Было показано, что некоторые светодиоды, в зависимости от цвет и бренд, поддерживать количество полезного света или значительный - примерно 70% первоначально излучаемого света - в течение 6.000 часов или менее. |
| 10 | Аксессуары, подходящие для использования с Светодиоды, как и оптические или тепловые компоненты и электронные драйверы, не имеются в достаточном количестве |
В настоящее время существуют сотни производителей, которые предлагают компоненты для светодиодных систем. |
3. Лампы HID
(Разряд высокой интенсивности)
Это лампочки без металлической нити накаливания. Два электрода, погруженные в ксеноновую атмосферу, соединены с двумя полюсами электрической цепи. Разряд электронов между ними производит очень интенсивный свет, примерно вдвое интенсивнее, чем у галогенных ламп, и чрезвычайно белый (настолько белый, что он даже кажется синим). Поскольку у них нет нити накаливания, эти лампочки служат дольше, чем обычные (все равно примерно вдвое дольше), и потребляют на 70% меньше энергии. Для предотвращения повреждений от колебаний напряжения они должны регулироваться электронным блоком управления.
Ксеноновые лампы (HID) гораздо эффективнее галогенных и ксенофотометрических ламп; их светоотдача также очень высока: 35-ваттная лампа HID с 3500 люменами эквивалентна 100 лм/Вт, в то время как для галогенных ламп без усиления (срок службы которых составляет около 2000 часов) это около 25 люмен/ватт; галогенные лампы с усилением, с другой стороны (срок службы которых составляет около 50 часов, и многие подводные светильники работают таким образом), дают около 35 люмен на ватт.
Можно сделать вывод, что в первом приближении характеристики HID-ламп в 4 раза выше, и, следовательно, при той же емкости батареи они обеспечивают в четыре раза большую автономность.
С другой стороны, у ксеноновых ламп есть и недостатки: прежде всего, стоимость, ведь одна только лампа может стоить более 100 евро! Электронный блок управления стоит около 200 евро. Конечно, вы экономите на аккумуляторе, но напряжение находится в диапазоне 6000-30000 вольт, и поэтому всё крайне чувствительно к влажности: даже небольшое количество сконденсированной воды вызывает дуговые разряды, которые наносят непоправимый ущерб электронике, что приводит к значительным финансовым потерям.
| льготы | недостатки |
|
|
Воспроизведение текста и фотографий из данной статьи, даже частичное, строго запрещено без согласия автора.
