20. Ismertesse a halogén ciklust. Milyen munkavédelmi problémák merülhetnek fel a halogén lámpák alkalmazásánál.
Halogén izzólámpák
Az izzólámpa tönkremenetelét a Wolfram elpárolgása által bekövetkező száltörés okozza. E hiba csökkentését szolgálja a halogén körfolyamat, amelynek az a lényege, hogy az izzószálból kilépő Wolframot visszatereli az izzószálhoz. A wolfram párolgását kémiai úton csökkentik, a lámpa töltő gázához kis mennyiségű halogénvegyületet (jódot) kevernek, mely az izzólámpa gázterében disszociál (felbomlik), és a halogén elem a kisebb hőmérsékletű térrészben (a bura előtt) a wolfram atomokkal egyesül, vegyületet képez. Ezzel megakadályozza a wolfram kicsapódását a bura falon, másrészt a keletkezett wolframhalogenid a melegebb térrész (izzószál) irányába halad, és az egyensúlyi hőmérsékletet átlépve ott ismét szétbomlik wolframra és halogénre.
A halogén izzók felépítése: burája nagyobb hőállóságú és szilárdságú. A halogének agresszív anyagok, ezért az elektródák molibdénből készülnek. Fényhasznosítása, élettartama kedvezőbb, mint a hagyományos izzóké, miközben azok előnyös tulajdonságait is megtartották. Rövid felfutási és újragyújtási idejű fényforrás.
1 - fémérintkező; 2 - molibdén huzal; 3 - kerámiafej; 4- ponthegesztés;
5- szilikonos fejelőkitt; 6 - molibdén fólia; 7 - Wolfrámhuzal; 8 - tartógyűrű;
9 - szívócső-leszúrás; 10 - spirál; 11 - kvarcbura; 12 lapítás
Beruházási költsége 25 %-a1 nagyobb, mint a hagyományos izzóé (üzemeltetési költségükben nincs jelentős eltérés), fényhasznosítása 20 %-al kedvezőbb.
Napjainkban a miniatürizált törpefeszültségű halogén izzók igen elterjedtek. Megfelelő bura hiányában UV sugárzásuk káros lehet.
21. Ismertesse a fénycsövek működési elvét, kapcsolási vázlatukat.
Lumineszcens sugárzók, kisülőlámpák
Működésének elvi alapja, hogy gáz állapotban minden atom szabadon mozog. A lumineszcens fényforrások sugárzása az atom külső elektronhéjon lévő valencia elektronjának gerjesztése útján keletkezik. A kisülőcsöves fényforrások működéséhez mindig szükség van gyújtóra, ami a gerjesztést létrehozza. Ez a gyújtó lehet önálló hálózati elem, mint a nátrium lámpáknál, vagy lehet un. belső gyújtó, mint a higanylámpáknál.
Az ívkisülés karakterisztikája negatív, azaz növekvő áramerősséggel a cső feszültsége csökken, ezért szükség van a cső védelmére, azaz áramkorlátozásra. Az áramkorlátozó előtét mindig külső elem, a kevertfényű lámpa kivételével, amelynél az előtét, a beépített izzószál.
A kisülőcsőben a nyomás lehet néhány mbar, ekkor kisnyomású, pl. fénycső és a kisnyomású nátriumlámpa. Ha a nyomás néhányszor 10 mbar, akkor nagynyomású kisülőcsőről van szó, pl. higanylámpák, fémhalogénlámpák, nagynyomású nátriumlámpák.
Fénycső
Kisnyomású kisülőcsöves fényforrás. Működéséhez áramkorlátozó előtétre, gyújtóra és esetleg fázisjavító kondenzátorra van szükség.
A fénycső teljesítményfelvétele, fényhasznosítása az előtét fajtájától függ.
A fénycső a felvett villamos teljesítmény 25 %-át sugározza a látható tartományba, és fény érzetet 10 %-a hoz létre.
Névleges élettartama több ezer óra (8-10.000h).
A fénycsövek színhőmérsékleti csoport szempontjából a legszélesebb spektrumot biztosítják. Hasonlóképpen széles a színvisszaadás fokozata is, amely közepestől a legjobbig terjed.
Felfutási, újragyújtási idő szempontjából rövid idejűnek számít.
Kompakt fénycsövek
Működési elvük megegyezik a standard fénycsövekével. Gyakran Edison fejjel készítik, és ebben helyezik el az előtétet és gyújtót.
Fényárama a néhány száz lumentől a néhány ezerig tart. Fényhasznosítása kisebb, mint a hagyományos fénycsöveké. Névleges élettartama néhány ezer óra. Élettartama során a fényáram csökkenés jelentős.
Üzemeltetési költsége kedvező, beruházási igénye az izzólámpáénak többszöröse.
22. Ismertesse a nagynyomású kisülőlámpákat és azok főbb technikai paramétereit.
A higanylámpa nagynyomású kisülőcsöves fényforrás. Működéséhez nem szükséges gyújtó, mert azt a segédelektróda helyettesíti, előtét viszont kell hozzá. Sugárzásának jelentős része az UV tartományba esik, amelyet a külső bura fénypor bevonata alakít fénnyé.
Felépítése: 1 - fej; 2 - gyújtó ellenállás; 3 - segéd elektróda; 4 - főelektróda;
5 - áramvezető és tartó; 6 – kisülőcső; 7 - fénypor bevonat; 8 - bura
A higanylámpa a felvett villamos teljesítmény 15%-át alakítja látható sugárzássá, 18% az UV sugárzás és mindössze 8-9 % a fényként érzékelt sugárzás. Élettartama utolsó harmadában fényárama gyorsan és nagymértékben csökken. Jellemzője a fényhalál, ami azt jelenti, hogy a fényforrás villamosan még működik, a hálózatból felveszi a névleges teljesítményt, de fényárama a kezdeti fényáramnak csak töredéke.
Fényhasznosítása közepes. Névleges élettartama 16.000 h. Színhőmérséklete meleg vagy semleges, színvisszaadása közepes, színvisszaadási fokozata: 3 (Rá=40).
Felfutási és újragyújtási ideje hosszú (az újragyújtáshoz először le kell hűlnie).
A higanylámpa 50 - 2000 W-s egységteljesítmény tartományban készül. Általában E27-es ill. E40-es fejjel készül.
Fémhalogénlámpák olyan higanylámpák, amelyeknek kisülőcsövébe a gyújtáshoz szükséges argon (Ar) és a higany mellé a színképet gazdagító adalékokat tettek. Készülhet átlátszó burával vagy fénypor-bevonattal. Van belső gyújtós kivitelű is, de a többség külső gyújtóval üzemel. Egy vagy két végén fejelt típusban készülnek. Eegyes típusainál az égetési helyzet kötött.
A felvett teljesítmény 25 %-a alakul látható sugárzássá, és 10%-a hoz létre fényérzetet. Fényhasznosítása jó, színvisszaadása kiváló. Színhőmérsékletének és fényszínének gyártási szórása jelentős. Hosszú felfutási és újragyújtási idejű. Névleges élettartama típusonként változó, 500-10.000 h-ig.
Nátriumlámpák
A higanylámpa műszaki adatainak javításaként született meg. Két fő fajtája a kisnyomású és a nagynyomású. Hazánkban a nagynyomású terjedt el.
Nagynyomású nátriumlámpa
1 - porcelán szigetelő; 2 - fej; 3 - getter; 4 - áramvezető és tartó; 5 - kerámia zárósapka; 6 - kerámia kisülőcső; 7 - bura; 8 - áramvezető és tartó; 9 - kitámasztás
Fényhasznosításban csak a kisnyomású változata múlja felül. Működéséhez az esetek többségében gyújtó és előtét, valamint fázisjavító kondenzátor szükséges. Létezik un. belső gyújtós változat is. Lámpatesteiken feltüntetik, hogy külső vagy belső gyújtós fényforráshoz készítették-e.
Felvett teljesítményének 30%-a a látható sugárzás, fényérzetet pedig ennek mintegy a fele 17,5 % hoz létre.
Élettartama alatt fényáram-csökkenése elenyésző. Színhőmérséklete mintegy 2000 K, azaz M (meleg) színhőmérsékleti csoportba tartozik, színvisszaadása rossz, színvisszaadási fokozata 4 (Ra=25). Van un. javított színvisszaadási fokozatú fajtája is, ezek fényhasznosítása azonban valamivel kisebb.
Névleges élettartama nagyon jó, 28.500 h! Felfutási és újragyújtási ideje hosszú.
Ellipszoid burás fénypor-bevonatos, a tubus alakú átlátszó burájú.
23. Ismertesse a kisülőlámpák gyújtási és újragyújtási folyamatait, a felfutás és újragyújtás jellemzőit.
Felfutási idő a bekapcsolástól a fényforrás névleges (állandósult) fényárama 95 %-ának eléréséig eltelt idő. Jele: tf, egysége: min (perc). Rövid felfutási idejű fényforrás, amely 0,1 min, vagy annál rövidebb idő alatt eléri állandósult állapotát, p1.: izzólámpa, fénycső. Hosszú felfutási idejű fényforrások, pl.: nátriumlámpa. Az üzemeltetésben kap szerepet a felfutási idő.
Újragyújtási idő a feszültség visszatérésétől a névleges (állandósult) fényáram 95 %-ának eléréséig eltelt idő. Jele: tú; egysége: min (perc).
Rövid újragyújtási idejű fényforrás, amelynél a feszültség visszatéréstől az állandósult állapot eléréséig legfeljebb 0,1 min telik el, pl.: izzólámpa, fénycső. Hosszú újragyújtási idejű fényforrás, pl.: nátriumlámpa. Szerepe az üzemeltetésben van. Ezeknél szükség lehet un. átmeneti világítás létesítésére is, de különleges gyújtókkal megvalósítható az azonnali újragyújtás pl.: stadionokban.
24. Ismertesse a kevertfényű (HML) lámpák felépítését, főbb technikai paramétereit, alkalmazásukkal járó munkavédelmi problémákat.
Kevertfényűlámpa
A higanylámpa és az izzólámpa egybeépítésével alakult ki. Fényhasznosítása kisebb, mint a higanylámpáé, színvisszaadása pedig rosszabb, mint az izzólámpáé.
Felfutási ideje rövid, újragyújtási ideje azonban hosszú.
Alkalmazásának egyetlen előnye, hogy külön elemek nélkül használható, ez azonban hátránya is, mivel higanylámpa kinézetű és könnyen összetévesztik a higanylámpával, és a higanylámpa előtét nélkül szétrobbanhat.
A kevertfényűlámpa felépítése:
1 - fej; 2 - állvány; 3 - fénypor bevonat; 4 - gyújtóellenállás; 5 - segédelektróda; 6 - főelektróda; 7 - áramvezető; 8 - kisülőcső; 9 - izzószál; 10 - bura.
25. Milyen veszéllyel jár törött burájú higanylámpa üzemeltetése.
26. Fényforrások kiválasztásának főbb szempontjai.
A mesterséges fény előállítására szolgáló optikai sugárforrás a lámpa, vagy fényforrás.
A fénykeltés alapvetően két féle módon valósulhat meg:
- hőmérsékleti sugárzással, ha a szilárd anyagban történik az energiaváltozás az elektronok számára,
- lumineszcens sugárzással, ha a gázokban, gőzökben történik az elektronok vándorlása.
Fényforrásokkal kapcsolatos fogalmak
Egységfényáram a sugárzott teljesítményből az emberi szem spektrális érzékenységének figyelembe vételével származtatott mennyiség. Egysége a lumen.
Fényhasznosítás (F) a fényforrás által kibocsátott fényáram és a felvett villamos teljesítmény hányadosa. Jele:h; egysége: lumen per watt, lm/W.
Élettartam a fényforrás működési idejét jellemző időtartam. Jele: T; egysége: óra, h.
Névleges élettartam: a gyártó által deklarált érték.
Átlagos élettartam: a kiégési görbe 50%-ához tartozó érték.
Tényleges élettartam: a vizsgált darabot jellemző érték.
Prognosztizált élettartam: adott helyen, adott üzemi feltételek mellett várható érték.
Fényerősség (I) a fényforrás adott irányú egységnyi térszögbe kisugárzott fényárama. Egysége a kandela [cd].
Színhőmérséklet a sugárzott teljesítmény spektrális eloszlására jellemző, a színérzetet meghatározó fogalom. Számértéke az adott hőmérsékletű fekete test által keltett színérzetet jellemzi. Jele: F; egysége: kelvin, K.
Színvisszaadási index az adott színhőmérsékletű összehasonlító sugárzás által keltett színérzettől való eltérést, a spektrális telítettséget jellemző fogalom. Jele: Ra; dimenzió nélküli szám.
Felfutási idő a bekapcsolástól a fényforrás névleges fényárama 95 %-ának eléréséig eltelt idő. Jele: tf; egysége: min (perc). Rövid felfutási idejű fényforrások, amelyek az állandósult állapotukat 0,1 min, vagy annál rövidebb idő alatt elérik, p1.: izzólámpa, fénycső.
Újragyújtási idő a feszültség visszatéréstől a névleges fényáram 95 %-ának eléréséig eltelt idő. Jele: tú; egysége: min (perc). Rövid újragyújtási idejű fényforrások, amelyeknél a feszültség visszatéréstől az állandósult állapotuk eléréséig legfeljebb 0,1 min telik el, p1.: izzólámpa, fénycső.
Fej a fényforrásnak a hálózathoz történő csatlakozására, a villamos áram bevezetésére szolgáló része. Leggyakoribb az un. Edison fej. (gyertya foglalat E14, normál foglalat E27, góliát foglalat E40).
Az egy végén fejelt fényforrások másik leggyakoribb fej típusa a B jelű un. bajonett fej. Vannak még csapos fejek is.
Geometriai méretek a fényforrás kubaturája, a fejméret.
27. Fényforrások élettartamával kapcsolatosan értelmezze a névleges, átlagos, tényleges, prognosztizált és garantált jellemzőket. Mit jelent a fényhalál.
Névleges élettartam
A gyártó által megadott (deklarált) - a működőképességet jellemző - időtartam.
Átlagos élettartam
A fényforrás kiégési görbéjének 50%-os értékéhez tartozó időtartam.
Tényleges élettartam
A vizsgált darabot jellemző érték.
Prognosztizált élettartam
Az átlagos élettartamból a tényleges üzemi feltételek alapján számított élettartam.
(adott helyen, adott üzemi feltételek mellett várható érték)
Garantált élettartam
Időtartam, amelyre a fényforrást gyártó -- a garanciális szerződésben rögzített -feltételeket érvényesnek tekinti.
Fényhalál azt jelenti, hogy a fényforrás villamosan még működik, a hálózatból felveszi a névleges teljesítményt, de fényárama a kezdeti fényáramnak csak töredéke.
28. A fénytechnika hatásfok és hatásfok jellegű fogalmai (fényhasznosítás, lámpatest-hatásfok, geometriai hatásfok, helyiség-hatásfok).
Fénytechnikai jellemzők
A lámpatestben is veszteségek keletkeznek, ezeket hatásfokkal jellemezzük.
A hatásfok a lámpatestből kisugárzott fényforrások fényáramának aránya.
Optikai hatásfoknak nevezzük a lámpatestből kilépő fényáramnak és a lámpatestbe helyezett fényforrások fényáramának arányát.
A lámpatest fénytechnikai (üzemi) hatásfoka a lámpatestből kilépő fényáramnak és a lámpatesten kívül mért, de annak előtétjeiről üzemelő fényforrások fényáramának aránya (kisülő lámpák égési helyzettől és előtéttől is függ a fényáram).
A vizuális komfort befolyásolja a fényforrások ernyőzése és a lámpatestek kápráztató hatása is.
Fényhasznosítás
A fényforrás által kibocsátott fényáram és a felvett villamos teljesítmény hányadosa. Egysége: Lumen per watt; [lm/W].
Lámpatest hatásfok
A lámpatestből kisugárzott fényáramnak és a fényforrások fényáramának aránya. A lámpatest optikai hatásfoka a meghatározott körülmények között a lámpatestből kilépő fényáramnak és a lámpatestbe helyezett fényforrások fényáramának aránya.
Külsőtéren hasznosnak csak a terület egy része tekinthető (AH), s ez kisebb mint a bevilágított terület. hG=FH/FL
hG a geometriai hatásfok, azt mutatja meg, hogy mekkora fényáramhányad szolgálja a tervezett célt, s mekkora hányad világítja a „szomszéd kertjét".
Helyiség hatásfoknak (hR) nevezzük a munkasíkra eső fényáramnak (FH) és a lámpatestek fényáramának (FL) arányát. hR=FH/FL
Számértékét a belső tér reflexiós viszonyai, a falak, a mennyezet a padlóburkolat, és a bútorok fényvisszaverési tulajdonságai, az ablakok méretei, függönyözésük, a helyiség geometriai méretei és méretarányai, valamint a világítás módja határozza meg. A helyiség hatásfok számlálójában szereplő hasznos fényáramban a lámpatestekből közvetlenül a munkasíkra eső és a határoló falakról a reflektált hányada is.
Pl.: a gömb felületének megvilágítása: E=2D/A
29. Lámpatestek és a káprázáskorlátozási fokozatok.
Lámpatestek
Lámpatest meghatározása: készülék a lámpa vagy lámpák fényének elosztására, szűrésére vagy átalakítására. Az MSZ a lámpából és lámpatestből álló készüléket világítótestnek nevezi.
Lámpatestek csoportosítása
Alkalmazási terület szerint: belsőtéri és szabadtéri lámpatestek.
Fényforrások szerint: izzólámpás, fénycsöves, kisülőlámpás stb.
Érintésvédelmi szempontból: I érintésvédelmi osztályú (védővezető csatlakoztatására alkalmas szerkezet van), II érintésvédelmi osztályú (megerősített, vagy kettős szigetelése van), III érintésvédelmi osztályú (érintésvédelmi törpefeszültségű).
Érintés és idegen test behatolása elleni védettség, valamint a víz és pára behatolása elleni védelem az IPXX jelek szerint.
A szerelés helyének gyúlékonysága szerint: - gyúlékony anyagra közvetlenül szerelhető és - gyúlékony anyagra közvetlenül nem szerelhető.
Fénytechnikai szempontból: - a fényeloszlási görbék alakja és - a fényeloszlás jellege szerint osztályozhatók.
Lámpatestek kápráztató hatását azok fénysűrűség-eloszlása alapján értékelhetjük. A fényeloszlási görbék, s a lámpatest geometriai méretei alapján a lámpatest fénysűrűség-eloszlása számítható: L(g)=k´I(J)/A(g)
Ahol: L(g) a lámpatest felületének (g) irányú fénysűrűsége;
K fényáramszorzó, a fényforrások klm-ben kifejezett mérőszáma;
I(J) a fényeloszlási görbe (J) irányú fényerőssége;
A(g) a lámpatest felületének | 
AJÁNLOM AZ OLDALT
