Вторник
18.02.2020
10:30
Форма входа
Категории раздела
Мои статьи [66]
Поиск
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz
  • Мой сайт
    Главная » Статьи » Мои статьи

    SWOT анализ по теме «Лампы»

    Лампа – это электрический источник света, в котором тело накала (тугоплавкий проводник), помещённое в прозрачный вакуумированный или заполненный инертным газом сосуд, нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока, в результате чего излучает в широком спектральном диапазоне, в том числе видимый свет. 

    Все современные лампы можно классифицировать по трем основным признакам: это тип цоколя, способ получения света и напряжение, от которого они работают. Рассмотрим самый главный способ – способ получения светового потока. Именно от него в полной мере зависит способность лампы потреблять определенное количество электрической энергии.

     

    Лампа накаливания - осветительный прибор, искусственный источник света. Свет испускается нагретой металлической спиралью при протекании через неё электрического тока.

     

    Принцип действия ламп накаливания это преобразование электрической энергии в световую энергию. Нить разогретой лампы достигает температуры 2600 - 3000 ºС и не плавится, т.к. температура плавления вольфрама (3200 – 3400) превышает температуру плавления нити накала. В лампах накала преобладает желтый и красный спектр лучей. Баллоны ламп заполняются инертным газом, в среде которого вольфрамовая нить не окисляется.

     

    При включении лампы накаливания, нить из вольфрамовой проволоки раскаляется (2600 - 3000ºС) проходящим через нее током, и лампа начинает светиться. Спираль укреплена на электродах, и один из них припаян к металлической гильзе цоколя, другой – к металлической контактной пластине. Их разделяет между собой изоляция. Ток, преодолевая электрическое сопротивление нити, раскаляет ее. Для того чтобы спираль быстро не перегорела, стеклянный баллон заполняется инертным газом: криптоном; азотом; аргоном; смесью азота, ксенона, аргона.

     

     

    С ней сравнивают все другие типы ламп, и причина для этого одна – она появилась первой и, между прочим, используется по сей день. Скажем прямо, хорошего у этого типа ламп освещения, кроме стоимости, ничего нет. Проще перечислить ее недостатки, к которым можно отнести и неприятный для глаз желтый свет, и высокое энергопотребление (самая слабая лампа на 220V потребляет 40Вт в час), и быстрый выход из строя, обусловленный тем, что источником светового излучения является спираль, горящая в вакууме. Кроме того, лампы накаливания очень боятся встряски и перегорают при перепадах напряжения в сети. В общем, экономить электроэнергию вместе с этими лампами никак не получится – на них можно разориться. Мало того, что потребляют много электричества, так еще и приобретать их приходится пачками.

     

    Галогенные лампы - лампа накаливания в балон которой добавлен буферный газ - пары галогенов (брома или йода).

    Галогенная лампа состоит из: колбы лампы (длинная узкая кварцевая трубка) и тела накала (прямолинейная вольфрамовая спираль, закреплённая на вольфрамовых держателях по оси колбы).

     

    Принцип действия заключаются в образовании на стекле колбы летучих соединений (галогенидов вольфрама), которые испаряются со стенки, разлагаются на теле накала и таким образом возвращают ему испарившиеся атомы вольфрама.

     

    В лампах накаливания галогенная добавка с вольфрамовым телом вызывает замкнутый цикл. Йодо-вольфрамовый цикл препятствует осаждению на колбе вольфрама, но не

     

    может обеспечить возвращение его частиц в дефектные участки тела накала. Механизм перегорания тела накала йодных ламп остаётся таким же, как и в обычных лампах накаливания. В большинстве галогенных ламп накаливания применяют химические соединения галогеновCH3Br(бромистый метил) иCH2Br2(бромистый метинел)

     

    Чистый бром выделяется, в зонах с температурой выше 1500 °С. Для галогенных ламп с большим сроком службы применяютCH3Br, полагая, что таким путём вводится некоторый избыток водорода, компенсирующий его утечку через горячую кварцевую трубу. В настоящее время продолжается исследования по подбору новых летучих соединений галогенов.

     

    Установлено, что йодо-вольфрамовый цикл не происходит в лампе, абсолютно свободной от кислорода. Однако, введение в галогенные лампы накаливания кислорода способствуют появлению вредного для ламп водяного цикла, как и в обычных лампах накаливания.

     

    По сравнению с обычными лампами галогенные лампы накаливания имеют более стабильный по времени световой поток, что повышает его полезный срок службы, а также имеют значительно меньшие размеры, более высокую термостойкость и благодаря применению кварцевой колбы механическую прочность. Прочная оболочка и малые размеры позволяет наполнить лампу до высоких давлений ксеноном и на этой основе получить высокую яркость и значительно повышенную световую отдачу.

     

    В принципе, это та же лампа накаливания, только немного модернизированная – стеклянная колба, в которую помещена вольфрамовая спираль, наполнена инертным газом с примесями йода и брома, а также повышающих температуру горения нити накаливания и уменьшающие скорость испарения вольфрама. Если сравнивать их с обычными лампами накаливания, то здесь добавляется одно преимущество – увеличен срок эксплуатации. Но в месте с этим прибавляется и несколько недостатков: во-первых, такие лампы сильно нагреваются (в закрытом пространстве, например, в подвесном потолке, они быстро сгорают) и, во-вторых, они не переносят плотного контакта с жиром на пальцах человека. Чтобы установить такую лампу в патрон светильника, придется надеть перчатки. Кроме того, если говорить об энергопотреблении галогенных ламп, то оно практически ничем не отличается от ламп накаливания – разница лишь в том, что в зависимости от добавляемых в инертный газ веществ, она может светить либо белым светом, либо желтым. Этот вид ламп накаливания так же, как и первый, не позволит вам сэкономить ни одного киловатта энергии.

     

    Люминесцентные лампы.

    газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не превышает нескольких процентов.

     

    При работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы возникает электрический разряд. Лампа заполнена парами ртути, и проходящий ток приводит к появлению УФ излучения.

    Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок свечения лампы.

     

    Именно к этому виду электрических ламп относятся небезызвестные энергосберегающие лампы, которые позволяют снизить электропотребление в целых пять раз. По свечению такую лампу мощностью, к примеру, 25Вт, можно сравнить с лампой накаливания, потребляющей 125Вт. Ощущаете разницу? При такой постановке вопроса уже можно не заботиться о не вовремя выключенном свете в ванной комнате или туалете. Но и это еще не все – серьезные производители таких осветительных приборов дают гарантию на свою продукцию 5 лет. В течение этого времени сгоревшую энергосберегающую лампу можно свободно обменять в магазине на новую. Единственное условие такого обмена – это наличие на сохраненной упаковке отметки о приобретении лампы в этом магазине. Не обходится и без недостатков – энергосберегающие лампы очень плохо работают при отрицательных температурах, долго разогреваются, чтобы выйти на максимальный уровень светоизлучения, не переносят частых включений и выключений, внутрь нее закачан вредный для человека газ, содержащий пары ртути. Кроме того, все виды энергосберегающих люминесцентных ламп стоят достаточно дорого – как минимум раз в 5 дороже, чем обычная лампа накаливания.

     

     Энергосберегающая лампа (ЭЛ) — люминесцентная лампа, имеющая меньшие размеры по сравнению с колбчатой лампой и меньшую чувствительность к механическим повреждениям. Зачастую встречаются предназначенными для установки в стандартный патрон для ламп накаливания (с интегрированным электронным балластом).

    Лампа содержит пары ртути, а также газы аргон, неон, иногда криптон. При подаче электроэнергии на лампу, мощность нагревает катод и он начинает излучать электроны. Электроны ионизируют газовую смесь до образования плазмы. Плазма излучает ультрафиолетовый свет, который человеческому глазу не видим, он “заставляет” светится люминофор, которым покрыты стенки трубки, в итоге, люминофор выдает готовый продукт – видимый свет.

    Часто в быту энергосберегающими называют только компактные люминесцентные лампы, что некорректно в силу того, что энергосберегающие лампы могут иметь другую конструкцию (например, люминесцентные лампы линейного типа с пониженным содержанием ртути и меньшим диаметром трубки), или даже основываться на других физических принципах — таких, как светодиодные лампы, обладающие перед люминесцентными рядом преимуществ: бо́льшая светоотдача, выше механическая прочность из-за отсутствия хрупкой стеклянной колбы и вольфрамовых нитей, долговечность и независимость от частых переключений, более естественный спектр, правда, при более высокой цене. Образ компактных люминесцентных ламп часто используется в рекламе, призывающей к экономии электроэнергии и энергосбережению, что способствует распространению этого заблуждения.

    Характеристика которая выгодно отличает энергосберегающие лампы от ламп накаливания, заключается в том, что энергосберегающие лампы могут иметь разную цветовую температуру, определяющую цвет лампы. Цветовые температуры энергосберегающих ламп: 2700 К — Мягкий белый свет, 4200 К — Дневной свет, 6400 К — Холодный белый свет (цветовая температура измеряется градусами по шкале Кельвина). Чем ниже цветовая температура, тем ближе цвет к красному, чем выше — тем ближе к синему. Таким образом, потребитель получает возможность обогатить цветовую гамму помещения.

     

    Светодиодные лампы

    полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока

     

    По своей сути, светодиод – это диод полупроводникового типа, p-n-переход. Это соединение двух кусков полупроводника с разными типами проводимости. Один из них обладает избытком электронов («n-тип»), а второй - избытком дырок («p-тип»). Если к p-части такого диода присоединить плюсом источник электротока, то через него пойдёт ток. Сегодня интегральные технологии развиты настолько, что на одном кристалле может быть размещено великое множество p-n-переходов. В процессоре современных компьютеров (например, Pentium-IV) таких переходов десятки миллионов.

     

    В устройстве светодиодов значение имеет процесс, происходящий после того, как через диод прошёл ток. В тот момент осуществляется рекомбинация носителей электрического заряда. Отрицательно заряженные электроны занимают место в положительно заряженных ионах кристаллической решётки полупроводника. И когда электрон и дырка встречаются, происходит выделение энергии, излучается фотон, квант света. Если излучение не происходит, высвобожденная энергия переходит в тепловую, нагревая вещество. Излучательная рекомбинация может быть как минимум пяти разновидностей, среди которых есть так называемая прямозонная рекомбинация.

     

    Последнее слово в области светотехники. Если уж говорить об экономии электроэнергии, то нужно вести речь именно о светодиодных технологиях. Все виды светодиодных ламп раз в десять превосходят по всем своим характеристикам энергосберегающие лампы. Если последняя потребляет 10Вт электроэнергии, что равносильно 50Вт в лампе накаливания, светодиодная «съедает» всего 1Вт. Таким образом, заменив лампы накаливания на их светодиодные аналоги, можно снизить потребление электроэнергии в целых 15 раз. Согласитесь, существенная разница. Есть, правда, одно «но» – выльется такая замена в довольно круглую сумму. Как и все энергосберегающие приборы, светодиодные лампы стоят очень дорого – примерно раза в два больше, чем энергосберегающие. Но, поверьте, оно того стоит – этот вид ламп и служит долго, и снижает затраты на оплату счетов за электроэнергию.

     

    СРАВНЕНИЕ СВЕТОДИОДНЫХ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ЛАМП

    В настоящее время для освещения жилых помещений, офисов и складов используется люминесцентные лампы. Они вошли в нашу жизнь достаточно недавно, быстро вытеснив лампы накаливания. Этому способствует стремление людей повысить эффективность используемой энергии, которая с каждым годом неуклонно дорожает. Ведь не секрет, что в лампах накаливания коэффициент полезного действия не более 6-8%, вся остальная энергия уходит на нагрев и рассеивается. Но прогресс не стоит на месте и уже на подходе новый вид ламп, который готовит замену люминесцентным аналогам - это светодиодные лампы. Попытаемся их сравнить.

    ИЗЛУЧЕНИЕ

    Люминесцентная лампа - газоразрядный источник света, в котором видимый свет излучается в основном люминофором, который в свою очередь светится под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; сам разряд тоже излучает видимый свет, но в значительно меньшей степени. То есть все люминесцентные лампы испускают ультрафиолет и инфракрасное излучение. УФ - излучение оказывает благотворное воздействие на человека, но длительное его действие способствует развитию меланомы, различных видов рака кожи, ускоряет старение и появление морщин. Стоит отметить, что это излучение неощутимо для глаз человека, но при интенсивном облучении вызывает типично ожог сетчатки. Но тем не менее, ультрафиолет чрезвычайно важен для глаз человека. Солнечный свет оказывает расслабляющее воздействие на окологлазные мускулы, стимулирует радужную оболочку и нервы глаз, увеличивает циркуляцию крови.

    Инфракрасное излучение повсеместно применяется в медицине, оно благотворно влияет на кровоток, расширяя сосуды, усиливает обмен веществ. Но сильное ИК - излучение представляет опасность для глаз, особенно при отсутствии видимого света.

    В отличии от люминесцентных ламп светодиодные лампы обладают абсолютной когерентностью излучения, другими словами они светят только в заданном диапазоне спектра. В наше время существуют ИК-светодиоды, УФ - светодиоды, светодиоды красного, синего, зеленого и множества других цветов и сфера их применения по истине огромна.

    МЕРЦАНИЕ

    В светодиодных лампах отсутствует мерцание, так как для их питания используется постоянное напряжение. Эта проблема присуща люминесцентным лампам, которые мерцают с частотой 50Гц. Средний человек этого не ощущает, но у части людей, находящихся в пределах работы такой лампы, это вызывает подавленное состояние и излишнюю нервозность.

    СРОК СЛУЖБЫ

    В данном аспекте светодиодные лампы опять же лидируют, на данный момент срок их службы, по заявлениям производителей, составляет 50 000 часов. Что даже при интенсивном (12 часов в день) их использовании составляет около 10 лет. Среднее время наработки на отказ люминесцентной лампы, по заявлениям производителей, около 15 000 часов(3,5 года).

    ТЕМПЕРАТУРА

    Кристалл светодиода по своим размерам достаточно мал и испуская столько света 50-60% своей энергии все равно уходит в тепло. И тут появляется первая проблема этих ламп - это качественный отвод тепла. Все светодиодные лампы имеют алюминиевые или другие радиаторы, но не качественное исполнение либо кустарная китайская сборка резко уменьшают время работы. Также из-за отсутствия термопасты происходит тепловой пробой p-n - перехода и лампа сгорает. Но при низких температурах (до -40°С), эта проблема уходит на второй план, по заявлению производителей ни что не мешает идеальной работе светодиодов. Чего не скажешь о люминесцентных лампах, при низких температурах ртуть не такая летучая и требуется длительно время для набора рабочей температуры, чтобы выйти на номинальную яркость. Повышенная влажность окружающего воздуха вызывает образование плёнки на поверхности трубки люминесцентной лампы, которая снижает поверхностное сопротивление. Изменение поверхностного сопротивления трубки влияет на напряжение зажигания лампы. При относительной влажности 75-80% напряжение зажигания имеет максимальное значение.

    ЭКОЛОГИЧНОСТЬ

    Не секрет, что все люминесцентные лампы содержат ртуть (Hg) в количестве 1-70мг. Компактные люминесцентные лампы которые используются в квартирах содержат 3-5 мг ртути - ядовитого вещества 1-го класса опасности. Люминесцентные лампы нового поколения, произведенные с применением технологии Amalgam. Принцип основан на использовании не ртути в чистом виде, а амальгамы - сплавов ртути. Применение этой технологии увеличивает стабильный срок службы лампы и, в случае если лампа разобьется, не дает парам ртути распространиться по помещению, сохраняя амальгаму в твердом виде. Важно знать! Что нужно делать, если вы разбили люминесцентную лампу. Очень остро стоит вопрос утилизации ртутосодержащих ламп, выбрасывать их в мусоропровод общего назначения категорически запрещается. Необходимо их сдавать на специализированные предприятия, с юридическими лицами эта советская система хоть как-то да работает. Но как быть простым людям, куда сдавать? Светодиодные лампы не содержат ядовитых веществ, способных причинить вред человеку.

     

    ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕ

    Низкое энергопотребление светодиодных ламп - не более 10% от потребления ламп накаливания и не более 50% от потребления люминесцентных ламп. Это усредненные значения при использовании ламп одинаковой эффективности. Также стоит отметить, возможность регулировки интенсивности свечения светодиодов.

    СТОИМОСТЬ

    На первый взгляд очень высокая стоимость светодиодных ламп может рассматриваться, как минус, но в долгосрочной перспективе они все же выгоднее. Это можно наглядно видеть в расчете экономической эффективности применения светодиодных ламп. Но все же почему они такие дорогие? Ответ на этот вопрос таится в очень сложной технологии производства.

    Сравнение светодиодной лампы с люминесцентной лампой, экономический расчет

    Исходные данные (стоимости взяты без учета затрат на замену, утилизацию, инфляцию т.п.):

    Время эксплуатации — 10 лет



    Источник: http://neretina-iv.my1.ru/swot_analiz_po_teme_lampy.pptx
    Категория: Мои статьи | Добавил: neretina_iv (12.09.2015)
    Просмотров: 629 | Рейтинг: 0.0/0
    Всего комментариев: 0
    Имя *:
    Email *:
    Код *: