§ 41. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

►   Свет — это электромагнитное излучение.

Источниками света называют устройства, излучающие электромагнитные волны видимого спектра — от 0,38 до 0,77 мк.

Эти источники можно подразделить на две основные группы: естественные и искусственные. Самым важным естественным источником света является Солнце. Когда отсутствует естественное освещение или оно недостаточно, используют искусственные источники света. В качестве таких источников служат лампы накаливания и газоразрядные лампы.

Лампы накаливания. Источником света в лампе накаливания (рис. 179) является тепловая энергия нагретой вольфрамовой спирали 2. Для уменьшения интенсивности процесса окисления и распыления спирали лампы выполняют либо вакуумными, либо с колбами 1, заполненными инертным газом — аргоном, криптоном и др.

Лампы накаливания просты по устройству и в эксплуатации, дешевы, не нуждаются в применении специальной пусковой аппаратуры. Их существенный недостаток — отличие спектра создаваемого света от дневного и малая светоотдача. Средняя продолжительность службы таких ламп около 1000 ч.

Рис. 179. Лампа накаливания

Люминесцентные лампы. Люминесцентные лампы светятся в результате электрического разряда в газовой среде. Они получили наиболее широкое распространение наряду с ртутными.

Люминесцентные лампы представляют собой стеклянную трубку 1 (рис. 180), внутренние стенки которой покрыты люминофором 2. Взаимодействуя с люминофором, ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимый свет. Для того чтобы уменьшить распыление электродов и облегчить возникновение электрического разряда, трубку заполняют инертным газом (аргоном) или небольшим количеством ртути. Электроды покрыты оксидным слоем, что позволяет увеличить выделение электронов с нагреваемых поверхностей. Концы спиралей 3 связаны через ножку 4 с цоколем 5 и тоководами 6. Для зажигания разряда используют пускорегулирующую аппаратуру.

Рис. 180. Люминесцентная лампа

Существует несколько видов схем включения люминесцентных ламп. Самая простая и наиболее часто используемая— схема со стартером (рис. 181). Один из электродов стартера 9 изготовлен из биметаллической пластины. При включении лампы Л под влиянием напряжения U между электродами стартера возникает тлеющий разряд, что приводит к их разогреву. Биметаллический электрод изгибается и касается другого электрода. Пока электроды соприкасаются, через спирали проходит сильный ток, нагревающий их до температуры 1000 °С. Возникает термоэлектронная эмиссия, и газ ионизируется. В это время биметаллический электрод стартера охлаждается, возвращается на прежнее место и разрывает цепь. В тот же момент в лампе возникает электрический разряд и она начинает светиться. Дроссель Др выполняет роль балластного сопротивления и способствует возникновению электрического разряда. Конденсатор стартера служит для уменьшения радиопомех, конденсатор С₂ предназначен для компенсации реактивной мощности индуктивной нагрузки дросселя.

►   Непосредственное световое излучение трубки очень мало, но электрический разряд в ртутных парах является источником интенсивного ультрафиолетового излучения (невидимого для глаза), которое в слое люминофора преобразуется в видимый свет.

Люминесцентные лампы имеют сравнительно большую светоотдачу, малую яркость и хорошую передачу цвета. Срок службы таких ламп составляет 6000—7000 ч. Их основные недостатки: необходимость в пускорегулирующей аппаратуре и большие габаритные размеры трубок.

Рис. 181. Одноламповая стартерная схема

Помимо люминесцентных в качестве источников света широко используют ртутные, металлогалогенные и натриевые лампы.

Осветительные устройства. Для эффективного и качественного выполнения осветительных устройств источники света обычно используются не самостоятельно, а в сочетании с осветительными телами, которые перераспределяют световой поток источника света, направляют его в нужную сторону, предохраняют глаза человека от прямого потока света и защищают лампу от механических, а также атмосферных воздействий и пыли.

Схемы подключения осветительных устройств зависят от числа ламп в одном, либо в одновременно включаемых устройствах, а также от числа мест включения и выключения. Для различных способов включения применяют

разные типы выключателей. Для примера на рис. 182, а—в приведены различные схемы подключения ламп.

Для питания источников света и других потребителей электроэнергии в домах и производственных помещениях сооружают специальные устройства. Они состоят из щитов и линий.

►   Электрические щиты бывают: главными, групповыми, этажными и квартирными. В зависимости от их предназначения в них монтируют аппаратуру защиты, управления, измерения и сигнализации.

Рис. 182. Схемы подключения ламп

►   Электрические линии отходят от щитов и бывают питающими, групповыми и выводными.

Питающие линии связывают главный щит с внешней электрической сетью или групповыми щитами. Групповые линии связывают групповые щиты непосредственно с приемниками электроэнергии. Выводные служат для подсоединения к контактам и лампам (осветительным устройствам).

На фазных проводниках питающих и групповых линий обязательно устанавливают предохранители. На нулевом проводнике предохранители не устанавливают.

Питание электрических устройств в жилых и производственных зданиях осуществляют от распределительной сети с напряжением 380/220 В.

Рабочий проект. Для создания любого электрического устройства готовят рабочий проект. Объем и содержание проекта зависят от сложности и особенности объекта. В самом общем случае он состоит из пояснительной записки, расчетной части, сметы и графической части, содержащей план электрического устройства и схемы электрических щитов.

Рис. 183. План сети (а) и схема электрического щита (б) для освещения небольшого жилого дома

План устройства — это начерченный в масштабе 1 : 50 или 1 : 100 горизонтальный разрез строения (строительный план) с нанесенными с помощью графических знаков элементов устройства (электрических линий в однолинейном исполнении, распределительных щитов, ламп, розеток и др.). Данные о каждом потребителе (лампе, розетке) обозначают в виде дроби, где числитель — это мощность в ваттах, знаменатель — номер групповой линии. Указывают также сечение, число и вид питающих проводов.

В качестве примера на рис. 183 показан план электрического устройства со схемой щита для небольшого жилого дома.