Жарық көздерінің дамуы және негізгі қолдану орындары
Кіріспе ... ... ... ... ... 3
І . Тарау. Жарық техникасының жабдықтары.
1.1. Оптикалық сәулелену көздері ... ... ... ... ... ... 4
1.2. Жарық көздерінің дамуы және негізгі қолдану орындары ... ... ... ... ... ... ..7
1.3. Қыздыру лампасының құрылысы және жұмысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
1.4. Галоген қыздыру лампалары ... ... ... ... 15
ІІ. Тарау. Ауыл шаруашылығы өндірісінде пайдаланылатын инфрақызыл сәулелену көздері...17
2.1. Газ.разрядтық лампалар ... ... ... ... ... 18
2.2. Люминесценттік лампалардың құрылысы және жұмысы ... ... ... ... ... ..19
2.3. Люминесценттік лампалардың жүргізу.реттеу аппараттары ... ... ... ... ... 23
2.4. Жоғары қысымды газ.разрядтық лампалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25
Қорытынды ... ... ... ... ... ... 29
IV. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ..30
І . Тарау. Жарық техникасының жабдықтары.
1.1. Оптикалық сәулелену көздері ... ... ... ... ... ... 4
1.2. Жарық көздерінің дамуы және негізгі қолдану орындары ... ... ... ... ... ... ..7
1.3. Қыздыру лампасының құрылысы және жұмысы ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
1.4. Галоген қыздыру лампалары ... ... ... ... 15
ІІ. Тарау. Ауыл шаруашылығы өндірісінде пайдаланылатын инфрақызыл сәулелену көздері...17
2.1. Газ.разрядтық лампалар ... ... ... ... ... 18
2.2. Люминесценттік лампалардың құрылысы және жұмысы ... ... ... ... ... ..19
2.3. Люминесценттік лампалардың жүргізу.реттеу аппараттары ... ... ... ... ... 23
2.4. Жоғары қысымды газ.разрядтық лампалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25
Қорытынды ... ... ... ... ... ... 29
IV. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ..30
Оптикалық сәулеленудің (ультракүлгін, көрінерлік және инфрақызыл сәулеленулер) адамзат тіршілік әрекетіндегі маңызы зор. Планетамыздағы барлық жанды организмдер оптикалық сәулеленудің арқасында пайда болды және өмір сүреді. Олардың, әсіресе, өсімдіктер үшін маңызы зор болады. Ал өсімдіктерсіз адам да, мал да өмір сүре алмас еді.
Электр жарығы адамның өндірістік қызмет уақытын ұзартуға мүмкіншілік береді. Электр жарығының арқасында өнеркәсіпте де, ауыл шаруашылығында да және халық шаруашылығының басқа салаларында да тәулікті түгел жұмыс уақыты ретінде пайдалануға болады. Мысалы, ауыл шаруашылығында мал және құс қораларында, сондай-ақ басқа өндірістік үйлерде көп технологиялық процестер электр жарығымен орындалады.
Сонымен қатар, электр энергиясы құстар мен олардың балапандарын және малдың төлдерін ультракүлгін сәулелерімен сәулелендіруге, әрі сол бұзаулар, торайлар, қозылар, балапандар және басқа да жас түліктер тұратын қораларды инфрақызыл сәулелерімен жылытуға пайдаланылады.
Ауыл шаруашылығының өндірістік және тұрмыстық қажетіне тұтынылатын жалпы электр энергиясының 15 проценттен астамы жарықтандырғыш және сәулелендіргіш қондырғылар арқылы беріледі.
Жарықтандырғыш қондырғылар деп технологиялық операцияларды орындауға немесе қараңғыда жөн табуға әдеттегідей жағдай тудыруға арналған құрылғыларды айтады. Сәулелендіргіш қондырғылар – ауыл- шаруашылығындағы технологиялық процестерге тікелей әсер етуге арналған құрылғылар. Оларды, пайдалану мал мен өсімдіктердің өнімділігін жоғарылатуға мүмкіндік береді. Жалпы оптикалық сәулелену ауыл шаруашылығының салаларын интенсивтендірудің бір тәсілі болып табылады.
Электр жарығы адамның өндірістік қызмет уақытын ұзартуға мүмкіншілік береді. Электр жарығының арқасында өнеркәсіпте де, ауыл шаруашылығында да және халық шаруашылығының басқа салаларында да тәулікті түгел жұмыс уақыты ретінде пайдалануға болады. Мысалы, ауыл шаруашылығында мал және құс қораларында, сондай-ақ басқа өндірістік үйлерде көп технологиялық процестер электр жарығымен орындалады.
Сонымен қатар, электр энергиясы құстар мен олардың балапандарын және малдың төлдерін ультракүлгін сәулелерімен сәулелендіруге, әрі сол бұзаулар, торайлар, қозылар, балапандар және басқа да жас түліктер тұратын қораларды инфрақызыл сәулелерімен жылытуға пайдаланылады.
Ауыл шаруашылығының өндірістік және тұрмыстық қажетіне тұтынылатын жалпы электр энергиясының 15 проценттен астамы жарықтандырғыш және сәулелендіргіш қондырғылар арқылы беріледі.
Жарықтандырғыш қондырғылар деп технологиялық операцияларды орындауға немесе қараңғыда жөн табуға әдеттегідей жағдай тудыруға арналған құрылғыларды айтады. Сәулелендіргіш қондырғылар – ауыл- шаруашылығындағы технологиялық процестерге тікелей әсер етуге арналған құрылғылар. Оларды, пайдалану мал мен өсімдіктердің өнімділігін жоғарылатуға мүмкіндік береді. Жалпы оптикалық сәулелену ауыл шаруашылығының салаларын интенсивтендірудің бір тәсілі болып табылады.
1. Ө. Өтешев. «Село электригінің серігі» Алматы 1986ж.
2. В.Е.Китаев, Л.С.Шляпинтох «Электротехника және өнеркәсіптік электроника негіздері» Алматы 1972ж
3. 2006-2007 оқу жылында Қазақстан Республикасының жалпы білім беру ұйымдарында ғылым негіздерін оқыту ерекшеліктері туралы әдістемелік нұсқау хат.- Алматы, 2006.
4. Физика. Орта жалпы білім беретін мектептің 10-11-сыныптарына арналған бағдарламалар. – Алматы, 2006.-23 бет.
5. Бондарев А., Виноградов Т. «Применение электроэнергии в сельском хозяйстве»
2. В.Е.Китаев, Л.С.Шляпинтох «Электротехника және өнеркәсіптік электроника негіздері» Алматы 1972ж
3. 2006-2007 оқу жылында Қазақстан Республикасының жалпы білім беру ұйымдарында ғылым негіздерін оқыту ерекшеліктері туралы әдістемелік нұсқау хат.- Алматы, 2006.
4. Физика. Орта жалпы білім беретін мектептің 10-11-сыныптарына арналған бағдарламалар. – Алматы, 2006.-23 бет.
5. Бондарев А., Виноградов Т. «Применение электроэнергии в сельском хозяйстве»
Жоспары
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
І – Тарау. Жарық техникасының жабдықтары.
1.1. Оптикалық сәулелену
көздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... 4
1.2. Жарық көздерінің дамуы және негізгі қолдану
орындары ... ... ... ... ... ... ..7
1.3. Қыздыру лампасының құрылысы және
жұмысы ... ... ... ... ... ... ... . ... ...11
1.4. Галоген қыздыру
лампалары ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
15
ІІ. Тарау. Ауыл шаруашылығы өндірісінде пайдаланылатын инфрақызыл сәулелену
көздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
..17
2.1. Газ-разрядтық
лампалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...18
2.2. Люминесценттік лампалардың құрылысы және
жұмысы ... ... ... ... ... ..19
2.3. Люминесценттік лампалардың жүргізу-реттеу
аппараттары ... ... ... ... ... 23
2.4. Жоғары қысымды газ-разрядтық
лампалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..25
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ..29
IV. Пайдаланылған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . .30
Кіріспе
Оптикалық сәулеленудің (ультракүлгін, көрінерлік және инфрақызыл
сәулеленулер) адамзат тіршілік әрекетіндегі маңызы зор. Планетамыздағы
барлық жанды организмдер оптикалық сәулеленудің арқасында пайда болды және
өмір сүреді. Олардың, әсіресе, өсімдіктер үшін маңызы зор болады. Ал
өсімдіктерсіз адам да, мал да өмір сүре алмас еді.
Электр жарығы адамның өндірістік қызмет уақытын ұзартуға мүмкіншілік
береді. Электр жарығының арқасында өнеркәсіпте де, ауыл шаруашылығында да
және халық шаруашылығының басқа салаларында да тәулікті түгел жұмыс уақыты
ретінде пайдалануға болады. Мысалы, ауыл шаруашылығында мал және құс
қораларында, сондай-ақ басқа өндірістік үйлерде көп технологиялық процестер
электр жарығымен орындалады.
Сонымен қатар, электр энергиясы құстар мен олардың балапандарын және
малдың төлдерін ультракүлгін сәулелерімен сәулелендіруге, әрі сол бұзаулар,
торайлар, қозылар, балапандар және басқа да жас түліктер тұратын қораларды
инфрақызыл сәулелерімен жылытуға пайдаланылады.
Ауыл шаруашылығының өндірістік және тұрмыстық қажетіне тұтынылатын
жалпы электр энергиясының 15 проценттен астамы жарықтандырғыш және
сәулелендіргіш қондырғылар арқылы беріледі.
Жарықтандырғыш қондырғылар деп технологиялық операцияларды орындауға
немесе қараңғыда жөн табуға әдеттегідей жағдай тудыруға арналған
құрылғыларды айтады. Сәулелендіргіш қондырғылар – ауыл- шаруашылығындағы
технологиялық процестерге тікелей әсер етуге арналған құрылғылар. Оларды,
пайдалану мал мен өсімдіктердің өнімділігін жоғарылатуға мүмкіндік береді.
Жалпы оптикалық сәулелену ауыл шаруашылығының салаларын интенсивтендірудің
бір тәсілі болып табылады.
Жарықтандырғыш және сәулелендіргіш қондырғылардың негізгі элементі -
оптикалық сәулелену көзі. Ол ретінде әр түрлі қыздыру және газ-разрядтық
лампылар пайдаланылады.
Жарық техникасының жабдықтары.
Оптикалық сәулелену көздері.
Жасанды жарық көзі немесе оптикалық сәулелену көзі деп энергияның кез
келген түрін спектрі оптикалық диапазонда жататын электромагниттік
сәулелену энергиясына айналдыруға арналған құралды айтады. Ал, спектрдің
оптикалық диапазоны үш түрлі сәулелерден тұрады:
а) толқын ұзындығы 10... 380 нанометр (10-9 м) аралығындағы интервалда
жататын ультракүлгін сәулелер;
б) толқын ұзындығы 380...770 нанометр (нм) аралығындағы
интервалда жататын көрінерлік сәулелер; в) толқын ұзындығы 770 нм-ден
1,0 мм аралығындағы интервалда жататын инфрақызыл сәулелер.
Спектрдің оптикалық диапазонына жататын электромагниттік сәуле шығару,
сәулеленетін дененің құрамындағы электрондар мен иондардың энергеиялық
күйінің өзгеруіне байланысты болады. Дененің сәулелену спектрі сыртқы күш
әсер еткенде электрондар мен иондардың қандай энергиялық күйге
келетіндігімен, былай айтқанда, дененің және оны құратын атомдар мен
молекулалардың құрылысымен анықталады.
Сәулеленуді табиғатына байланысты екі үлкен класқа бөлуге болады:
а) жылулық жарық көздері;
б) люминесценттік жарық көздері.
Денені не ол, не бұл әдіспен қыздыру - жылулық жарық көздерінің
жұмыс істеуінің ең негізгі шарты.
Жылулық жарық көздеріне: жалынды жарық көздері (лаулаған от, шырпы,
шам, шырақ, майлы және керосин лампылар), электрлік қыздыру лампылары
жатады. Оларда сәулелену көзі болып қыздырылатын қатты денелер
пайдаланылады. Қазіргі қыздыру лампаларында, сәулелену көзі ретінде өз
бойымен өтетін электр тогынан жоғары температурада қызатын вольфрам сымы
қолданылады. Қөптеген қатты денелердің жылулық сәуле шығару ерекшелігі -
сәулелену спектрінің үздіксіздігі болып табылады.
Люминесценттік жарық көздерінің жұмыс істеу негізіне энергияның кейбір
түрлерінін, әрқилы тәсілдермен тікелей оптикалық сәулеге айналуы жатады.
Люминесценттік сәулелену термодинамикалық тепе-теңсіз сәулелену болып
табылады. Бұл сәулелену сыртқы энергияны заттар бөлшектері таратпай
жұтқанда немесе сәуле таралмай шыққанда пайда болады. Сондықтан ол заттың,
жылулық күйіне байланысты болмайды. Люминесценттік сәулелену заттың
агрегаттық күйіне де байланыссыз былайша айтқанда, газ күйінде, сұйық
немесе қатты зат күйінде кездесетін денелерде пайда бола алады.
Люминесценттік сәулелену спектрі сәуле шығаратын заттың электрондары
мен иондарының энергиялық күйлеріне тікелей қатысты келеді.
Сөйтіп, сәулеленудің негізгі жұмыс тәсілдерін түсінгеннен кейін,
енді қазір практикада пайдаланылып жүрген және шаруашылықта маңызы бар
люминесценциялық құбылыстық кейбір түрлеріне тоқтала кеткен жөн болады.
Электролюминесценция. Электролкшинесценция деп электр ерісінде
зарядталған бөлшектердің, иондар мен электрондардың соқтығуынан пайда
болған сәулеленуді айтады. Осы тәсіл көптеген газдағы разрядты
пайдаланатын жарық көздерінін, жұмыс істеу негізі болып
табылады. Мұндай жарық көздерінде газдағы разряд кезінде электрондардың
бейтарап атомдарды соғуы арқылы газ атомдары немесе металл булары
қоздырылады және ионизацияланады. Осы құбылысқа
зарядталған бөлшектердің соқтығысуы арқылы люминофордың (жарық
құрамдардың) қозуы да жатады. Сәулеленудің бұл тәсілі электрон-сәулелік
түтіктерде (телевизордың, осциллографтың ж. т. б. құралдардың), электрон-
оптикалық турлендіргіштерде, электрондық микроскоптарда, арнаулы лампыларда
және тағы басқа құралдарда кең қолданылады. Бұл құралдарда электр өрісінде
қозғалып жүрген электрондардың соқтығысуының әсерінен қозатын кристалдық
люминофорлар пайдаланылады. Электролюминесценция сәулеленуді тудыратын
қозғалььп жүрген белшектердің зарядының таңбасына қарай екі түрге
бөлінеді. Катодолюминесценция деп теріс таңбалы зарядталған бөлшектердің
әсерінен пайда болған сәулеленуді айтады. Анодолюминесценция деп оң
таңбалы зарядталған бөлшектердің әсерінен пайда болған сәулеленуді айтады.
Фотолюминесценция. Фотолюминесценция деп фотондарды немесе кванттарды
жұтудың әсерінен пайда болған сәулеленуді айтады. Бұл құбылыс газ күйінде,
сұйық немесе қатты зат күйінде болатын заттарда пайда бола алады.
Фотолюминесценциянын, ең жай түрі болып газдардық және металл буларының
сәулеленуі саналады. Люминофорларда өтетін фотолюминесценция құбылысы
қазіргі газдағы разрядты пайдаланатын жарық кездерінде олардың пайдалы әсер
коэффициентін жоғарылатуға және люминофорлардың сәулелену спектрін
өзгертуге қолданылады.
Радиолюминесценция. Радиолюминесценция деп α және β бөлшектері немесе
ү сәулелері әсерінен кейбір заттарда пайда болатын оптикалық сәулеленуді
айтады. Бұл құбылыс тұрақты әсер ететін жарық құралдарда және соңғы кезде
пайда болған радиоизотоптық жарық көздерінде қолданылады.
Химилюминесценция. Химилюминесңенция деп химиялық реакциялардың
энергиясы тікелей жарық энергиясьша айналған уақыттағы сәулеленуді айтады.
Сәулеленудің бұл түріне кейбір заттардың жалынындағы және баяу
тотыққандағы сәуле таратуы (ағаш шіріктерінің, фосфордың ж. т. б.) жатады.
Жануарлар мен өсімдіктер әлемінде байқалатын сәулеленуді
биолюминесценция деп атайды. Мысалы, жарқырауық қоңыздардың жарық шығаруы.
Соңғы жылдары кванттық электрониканың қарқындап дамуына байланысты
люминесценттік құбылысты зерттеуге көп көңіл бөлініп отыр. Сөз жоқ бұл
зерттеулердің нәти-жесінде түрлі-түрлі мәліметтер алынады. Бұл
мәліметтердің тек оптикалық кванттық генераторларды жасау мәселесіне емес,
сондай-ақ, жаңа, тиімді және қолайлы жарық көздерін жасау мәселесіне де
керекті болатындығы даусыз. Мысалы, жақында жартылай еткіз-гіш типті
кристалдардың ездері бойымен электр тогы өткенде тікелей сәулеленетіні бай-
қалды. Электролюминесценцияның бұл жаңа түрін пайдалану оптикалық'
сәулелену көәде-рінің болашақтағы дамуына өте маңызды әсер етуі мүмкін.
Жарық көздерінің дамуы және негізгі қолдану орындары
Жасанды жарық көздері негізінде жарықтандыруға пайдаланылады. Сонымен
қатар, соңғы жылдарда жасанды жарық көздері сәулемен емдейтін құралдар мен
аппараттарда кең қолданылуда. Оларда көрінерлік сәулелермен қатар
ультракүлгін және инфрақызыл сәулелердің де әртүрлі қасиеттері
пайдаланылады.
Қазір өндірісте жақсы меңгерілген және халық шаруашылығында кең
тараған жасанды жарық көзі - электрлік қыздыру лампалары. Олар дүние
жүзінде жылына 5 миллиардтан артық шығарылады. Қыздыру лампаларының кең
тарауы мына себептерге байланысты:
1) сәулелену спектрінің жұмыс орнына жалпы жарық беруге
жарайтындығы;
2) қолданылуының әр жақтылығы (универсалдылығы);
3) құрылысының қарапайымдылығы;
4) пайдалануға ыңғайлылығы.
Бірақ қарапайым (арнаулы түрі емес) қыздыру лампаларының қазіргі
түрлерінің жарық бергіштігі 10...20 лмВт-тан аспайды және олардың электр
қуатын жарыққа айналдыру пайдалы әсер коэффициенті өте төмен келеді. Бұл
коэффициент лампаға берілген электр қуатының 3...4 процентінен аспайды.
Теориялық және тәжірибелік зерттеулер қыздырылатын денесі вольфрам сымынан
жасалған қыздыру лампаларының электр қуатын жарыққа айналдыру пайдалы әсер
коэффициентін әрі өсіруге қазіргі уақытта практикалық мүмкіншіліктің өте аз
екендігін көрсетіп отыр. Бұл коэффициентті айтарлықтай жоғарылату тек
газдағы разрядты пайдаланатын жарық көздерінде мүмкін екендігі теориялық
және тәжірибелік зерттеулермен анықталды. Мысалы, 20-шы ғасырдың 30-шы
жылдарында жоғары қысымды газ-разрядтық сынап лампаларының қыздыру
лампаларынан 3...4 есе пайдалылығы және қызмет істеу мерзімінің көп
екендігі айқындалды. Аз қысымды натрий бұында өтетін разрядтың сәулелену
пайдалы әсер коэффициенті кейбір арнаулы жағдайларда өте жоғары болады.
Осындай разряд кезінде электр қуатының 60...70 проценті жарыққа айналады.
Бірақ бұл лампалар п. ә. к-нің көптігіне қарамастан сәулелену спектрінің
сызықтық сипатына байлаңысты жарық көзі ретінде уақытында қолданылмады.
Өйткені сызықтық спектр көрсететін заттың түсін дұрыс бермейді (өзгертіп
жібереді).
1938 жылы люминесценттік лампалардың бірінші үлгілері жасалынды. Бұл
лампалардың шығарылуы газразрядтық жарық кездері дамуының жаңа кезеңін
бастады. Төмен қысымда сынап буында өтетін разряд ультракүлгін сәуле
шығарады. Осы ультракүлгін сәулелерді көрінерлік сәулелерге түрлендіретін
люминофорларды пайдалану газ-разрядтық жаңа-жарық көздерін жасауға
мүмкіншілік ашты.
Мұндай газ-разрядтық жарық кездері құрамы бірнеше түрлі тұтас спектрлі
сәуле шығарады. Олардың қыздыру лампаларынан сәулеленуі де және қызмет ету
мерзімі де көп болады. Бұл құбылысты газ-разрядтық лампалардың сәулеленуін
жоғарылатуға пайдалануға болатындығын академик С. И. Вавилов 1931 жылы
айтқан болатын. Бірақ көп жылдар бойы газдағы разряд және фотолюминесценция
құбылыстарын терең зерттеуге арналған ғылыми-зерттеу жұмыстары жүргізілді.
Осы себептермен люминесценция құбылысын пайдаланатын лампалардың алғашқы
үлгілері тек 1938 жылы жасалынды.
Қазіргі уақытта люминесценттік лампалар қыздыру лампаларынан кейінгі
көп таралғаң жарық кезі болып отыр. Олар қазір дүние жүзінде бірнеше
миллиондап шығарылады. Қуаттары бірдей болғанда люминесценттік лампаның
қыздыру лампасынан сәулеленуі 4...5 есе, ал қызмет ету мерзімі 5...8 есе
көп екендігін ескерсек, жалпы қызмет ету мерзімінде люминесценттік лампаның
қыздыру лампасынан 20...40 есе көп жарық беретіндігі анықталады. Осы
себептермен қазіргі уақытта люминесценттік лампалар халық шаруашылығының
барлық салаларьшда кең қолданылады.
Люминесценттік лампалардың кең таралуы оларды жасауға керек
калибрленген шыны түтіктерді, люминофорларды, сондай-ақ олардың жүргізу-
реттеу аппараттарын, стартерлерін (жүргізгіштерін) және басқа арнаулы
электр бұйымдарын дайындап шығаруды қажет етті. Өнеркәсіптің люминесценттік
лампалар шығаратын жаңа саласы пайда болды.
1951 жылдан бастаітспектрі жақсартылған жоғары қысымды кварц-сынапты
лампалар көшелерді, алаңдарды және өндірістік үйлерді жарықтандыруға кең
қолданылып келеді. Олардың жарық бергіштігі 40...55 лмВт, ал қызмет ету
мерзімі 10...15 мың сағатқа жетеді. Бұл лампалар дүние жүзінде бірнеше
миллиондап шығарылады және оларды шығару жыл сайын көбеюде.
Соңғы жылдары жетілдірілген натрий лампалары көшелерді және алаңдарды
жарықтандыруға қолданыла бастады. Сәулеленуі күн спектріне жақындатылған
қуатты ксенон лампалар шығарылады. 60-шы жылдардың басында газ-разрядтық
жарық кездері дамуыньщ жаңа жолдары ашылды, Олардың колбалары жаңа
материалдан (алюминийдін, поликристалдық тотығынан) дайындалатын болды. Бұл
материал кварц шыныға қарағанда жоғары температурада жұмыс істей алады,
сілті және жерсілті металдардың буында өтетін разряд әсеріне төзімді
келеді. Натрий мен цезийдің буларында жоғары қысымда өтетін разряд
пайдаланылатын лампалардың бірінші үлгілерінің колбалары осы материалдан
жасалынады. Бұл лампалардың жарық бергіштігі 130...150 лмВт және
сәулелерінің түсі жақсы келеді.
Цезий лампаларының үлгілері 1тамаша түсті үздіксіз спектрлі сәулелер
шығарады.
Йод циклін пайдаланатын қыздыру лампаларының шығарылуы қарапайым
химиялық қоспалардың буларында өтетін циклді газ-разрядтық лампаларда
пайдалануға болатындығын ойға салды. Бұл жаңалық газ-разрядтық лампалардың
дамуьшың жаңа кезеңін ашты. Осы принципте бір түсті (монохромат) сәулелер
шығаратын немесе үздіксіз спектрлі сәулелер шығаратын лампалар жасауға
болады. Олардың пайдалы әсер коэффициенті жоғары келеді. Натрийдің,
талийдің, индийдің йодидтері қосылған жоғары қысымды сынап лампалар
шығарыла бастады. Олардың электрлік параметрлері бірдей ДРЛ типті
лампалардан жарық бергіштігі 1,5...2,0 есе көп (80...90 лмВт) келеді.
Оптикалық сәулелену көздері жарықтан-дырумен қатар халық
шаруашылығының әртүрлі салаларында басқа мақсатқа да пайда-ланылады.
Техникада, медицинада, ауыл шаруашылығында. және басқа салаларда
сәулелердің физикалық, фотохимиялық және биологиялық әсері кеңінен
пайдаланылады. Неон лампаларының қызыл жарығы сигналдық жарықтандыруға,
газ-разрядтық. лампалардың инфақызыл сәулелері оптикалық байланыста
қолданылады. Импульстік лампалар машиналар мен механизмдердің жылдам
қозғалатын бөлшектері мен тез өтетін процестерді зерттейтін салада, әуеден
суретке түсіруде, фотографияда колданылатын құралдар мен қондырғыларда кең
пайдаланылады.
Газ-разрядтық сәулелену көздерінің көптеген жақсы жақтарымен қатар
кейбір кемшіліктері бар. Негізгі кемшіліктерінің бірі - олардың электр
желісіне қосылуының күрделілігі. Бұл күрделілік газдағы разрядтың ерекше
өтуіне байланысты болады. Көп газ-разрядтық лампалардың вольт-амперлік
сипаттамаларының құламалы немесе жоғары баяу көтерілетін бөліктері бар.
Осы себептен газ-разрядтық лампалар электр торабына балластық кедергі
арқылң қосылады. Ол кедергі разряд тогын шектеу арқылы лампаның жану
режимін тұрақтандырады.
Металл бұларындағы разрядты пайдаланатын лампалардың сипаттамалары
оларды қоршап тұрған ортаның температурасына байланысты келеді. Лампалардьщ
жану режимі оларды электр торабына қосқаннан соң біраз уақыттан кейін
түрақтанады. Бұл уақыт ішінде лампа қызады және оның ішіндегі металл буға
айналады. Металл буларындағы разрядты пайдаланатын жоғары және аса жорары
қысымды лампалар электр желісінен айырған бойда қайта косқанда бірден
жанбайды. Өйткені ыстық лампаны қайта іске қосу үшін үлкен кернеу керек
болады.
Соңғы жылдар газ-разрядтық лампаларды, өндірудің ерекше дамуымен,
сол лампалардың қазіргі түрлерін жетілдірумен және жаңа түрлерін
дайындаумен сипатталынады.
Қыздыру лампасының құрылысы және жұмысы
Қыздыру лампаларының конструкциясы қолдану мақсатына байланысты
келеді. Шыны колбаның іші газбен (аргон, азот немесе криптон)
толтырылады. Қолбаның диаметрі лампаның қуатына байланысты болады Колба
лампаның цоколіне арнайы мастикамен қосылады. Цоколь тұрандалы, штифті және
фокустелінетің болып дайындалады. Колбаның ішіне штабиктен, күрекшеден және
штенгельден тұратын лампаның шыныдан жасалынған аяғы бекітіледі. Штабиктің
жоғарғы жағына молибден ілмектер дәнекерленеді.
Ілмектерге лампаның қызу денесі (қылы) бекітіледі. Қызу денесі екі
никель электродтардың жоғарғы ұшына пісіріліп қосылады. Электродтардың
екінші ұштары күрекшенің ішіне пісіріліп орнатылған екі платина сымдардың
жоғарғы ұштарына дәнекерленеді, ал платина (алтыннан да қымбат металл)
сымдардың теменгі ұштары лампаның цоколіне қосылған мыс сымдарға
дәнекерленеді.
Лампаның колбасы әр түрлі формада дайындалады. Жарықтандыруға арналған
қыздыру лампаларының колбалары мөлдір, сондай-ақ күңгірт, жылтыр түсті
немесе сүт түсті шыныдан дайындалады. Лампаның жарық ағыны бір жаққа
бағытталынуы керек болғанда, колбаның ішкі бетінің жоғарғы жағы күмістен
немесе алюминийден жасалынған айналы қабыршақпен қапталады. Осы
шағылыстырғыштың формасын өзгертумен лампаның жарық ағынының бағытын
реттеуге болады.
Қыздыру лампаларының жұмысы оның негізгі элементі - қызу денесінің
жұмысымен анықталады. Сондықтан қызу денесінің жұмысына тоқтаймыз. Негізгі
жылулық сәулелену заңдары бойынша қыздыру лампаларының маңызды
көрсеткіштері (сәулеленуінің спектрліқ құрамы, ағынының мәні, п. ә. к. және
тағы басқалары) қызу денесінің темпе-ратурасына байланысты - келеді. Бірақ
тек қызу денесініқ температурасын жоғарылатумен қыздыру лампаларының
тиімділігін арттыру ете қиын.
Өйткені температура жоғарылаған сайын қызу денесі материалының
бөлшектерінің қоршап тұрған ортаға ұшуы көбейеді де, лампаның қызмет ету
мерзімі азаяды. Лампалардың қызу денесі 2400...2800 К температураға дейін
қыздырылады. Температура осы шектен I процентке жоғарылағанда қызу денесі
материалының бөлшектерінің ортаға ұшуы екі рет көбейеді.
Қазіргі уақытта негізінде қызу денесі вольфрам сымынан дайындалған,
колбасы газбен толтырылған қыздыру лампалары пайдаланылады. Толтыратын газ
ретінде аргон мен азот қоспасы немесе азот қосылған крип-тон және ксенон
қолданылады. Азот газдық орта арқылы қысқаша тұйықтау болмас үшін қосылады.
Газ толтырылған лампаларда вакуум лампаларға қарағанда қызу денесі
материалының белшектерінің ұшуы баяу келеді. Осы себептен қызмет ету
мерзімін қыс-қартпай, қызу денесінің температурасын жоғарылатуға болады.
Газ толтырылған қуатты қыздыру лампаларының қызу денесіңің температурасы
3000К-ге дейін болады.
Газда жылу шығынын және қызу денесі материалының бөлшектерінің ұшу
жылдамдығын азайту үшін қазіргі жалпы мақсатқа арналған лампаларда қызу
денесі спираль түрінде дайындалады. Қос спираль түрінде жасалынған қызу
денелерін пайдалану қыздыру лампаларының тиімділігін одан әрі жоғарылатуға
мүмкіншілік берді.
Қыздыру лампаларының конструкциялық ерекшеліктері олардың типін
анықтайтын шифрде көрсетіледі. Лампалардың типі әріппен және цифрлармен
белгіленеді. Әріп лампаның түрін көрсетеді: В-вакуумдык, Г- газ
толтырылған, Б -қос спиральді, БҚ - қос спиральді криптонмен толтырылған.
Бірінші цифрлар лампаның кернеу диапазонын, ал екінші цифрлар лампаның
қуатын көрсетеді.
Қыздыру лампаларының негізгі сипаттамаларына олардың номинал кернеуі,
электрлік қуаты, жарық ағыны, жарық бергіштігі және қызмет ету уақыты
жатады.
Өнеркәсіп типіне және қолдану орнына байланысты номинал кернеуі I В-
тен 220 В-ке дейін болатын қыздыру лампаларын шығарады Мысалы, автомобиль
және трактор лампаларының номинал кернеуі 6 және 12 В болады, жергілікті
жарықтандыруға арналған лампалардың - 12 және 36 В, темір жол лампаларының
24, 50 және 74 В; жалпы мақсатқа арналған жарықтандыру лампаларьшың кернеуі
мынадай диапазонда 127...135 В,
215... 225 В, 220...235 В, 230...240 В-235...245 В болады. Қыздыру
лампалары пайдаланылатын жарықтандырғыш қондырғыларда көп жағдайда кернеу
өзінің номинал мәнінен өзгеше. Сондықтан лампалардың кернеуі әртүрлі
диапазонда болады.
Қыздыру лампаларының электрлік қуаты мемлекеттік стандартпен
тағайындалатын шектің орташа шамасы ретінде көрсетіледі. Өнеркәсіп қуаты Вт-
тың бөлшегінен бірнеше кВт-қа дейін болатын қыздыру лампаларьп шығарды.
Қыздыру лампаларының жарық ағыны олардың қуатына және қызу
денесінің температурасына байланысты. Пайдалану кезінде қызу денесінің
сәулеленуі және оның материалы бөлшектерінің ұшу німдерінің колбасың ішкі
бетіне қонуымен шынының мөлдірлігі кемуіне байланысты лампаның
жарық ағыны азаяды. Күңгірт түсті колбалы лампалардың жарық ағыны мөлдір
шынылы лампалардың жарық ағынының 97 процентінең, ал
колбалары сүт түсті болатын лампалардың жарық ағыны мөлдір колбалы
лампалардың ағынының 80 процентінен кем болмауы керек.
Жарық бергіштігі - қыздыру лампаларының тиімділігіп көрсететін
негізгі сипаттамалардың бірі. Оның мәні қызу денесінің температурасына
байлапысты келеді. Үлкен куатты және номиналы кернеу төмен
келетін лампалардың жарық бергіштігі жоғары болады. Мысалы, 125... 135 В
кернеуге арналған 40 Вт қызу денесі қос спираль лампаның жарық
бергіштігі 12,3 лмВт болса, ал типі және кернеуі сондай келетін, бірақ
куаты 1000 Вт лампаның жарық бергіштігі 19 лмВт болады. Кернеуі
215...225 В, қуаты 500 Вт лампаның жарық бергіщтігі 16,6 лмВт болса,-
ал қуаты сондай, бірақ 127... 135 В-қа арналған лампаның жарық бергіштігі-
17,4 лмВт. Жарық бергіштігі әдеттегідей лампалармен қатар; жарық
бергіштігі 11... 13 процентке жоғарылатылған криптонмен толтырылған
лампаларда шығарылады.
Жалпы мақсатқа арналған лампалардын қызмет ету мерзімі, яғни барлық
типті қыздыру лампаларының жұмыс істеу мерзімінің орта шамасы 1000 сағаттан
кем болмайды. Осымен қатар кернеу номиналь мәнінде болғанда әрбір лампа 700
сағаттан кем жұмыс істемеуі қажет. 750 сағат жұмыс істегеннен кейін
лампаның жарық ағыны өзінің бастапқы мәнінін, 85 процентінен кем болмауы
керек.
Электр желісінде кернеу өзгергенде қыздыру лампасының қызу денесімен
өтетін токтың мәні өзгеруіне байланысты қыл сымның температурасы өзгереді.
Осы себептен қызу денесінің жарықтығы, ал лампаның жарық ағыны, жарық
бергіштігі және қызмет ету мерзімі езгереді. Кернеу ауыл шаруашылық электр
қондырғыларында болатын шекте ауытқығанда осы параметрлердің қалай өз-
геретіндігі 4-2-таблицада берілген.
2-т а б л и ц а. Қыздыру лампаларының негізгі параметрлерінің өзгеруі
Кернеудің Қуаттың өзгеру Жарық Жарық Қызмет ету
ауытқу мәні, мәні, % ағынының бергішті-гінің мерзімінің
% өзгеру мәні, өзгеру мәні, % өзгеру мәні,
% %
-7,5 -13,0 -27 - 12 + 217
+ 2,0 + 3,0 + 7 + 4 -25
+7,5 + 15,0 +30 +20 -60
Қыздыру лампаларының жақсы жақтарына - құрылысының қарапайымдылығын,
дайындау құнының аздығын, әртүрлі орталарда жұмысының сенімділігін
жатқызуға болады.
Қыздыру лампаларының кемшіліктері: жарық бергіштігінің аздығы (20 лмВт-қа
дейін), сәулелену спектрі құрамының табиғи жарықтан көп өзгешілігі,
жарықтылығының өте жоғарылығы.
Галоген қыздыру лампалары
Қыздыру лампаларынын, қызу денесінін температурасын жоғарылатуға, яғни
лампаның тиімділігін көбейтуге, олардың қыл сымы материалының бөлшектерінің
қоршап тұрған ортаға ұшуы кедергі болады.
Йод циклді кварц лампаларында қыл сым материалының ұшуы жойылмағанмен осы
құбылыстың зардабына қарсы күрес әдісі табылған. Әдіс бұл типті лампалардың
негізгі көрсеткіштерін жоғарылатуға мүмкіншілік берді.
Йод циклді лампалардың колбалары кварц шыныдан түтік түрінде
дайындалады. Колбаның ішіне аргон және аз мөлшерде йод енгізіледі. Қызу
денесі аса таза вольфрам сымы пан моноспираль түрінде жасалынады. Қызу
денесі түтіктің осі бойына вольфрам сүйемел дермен монтаждалады,
Моноспираль лампаның кварц аяқшаларына дәнекерленген молибден
электродтарға бекітіледі. Электродтар лампаның контактылық жазық бетіне
дәне керленеді.
Лампаның ішінде мынадай регенерациялық йодтық цикл өтеді. Қызу
денесі материалынан ортаға ұшқан вольфрам бөлшектері қыл сымнан түтіктің
ішкі қабырғасына қарай қозғалады да, сол жерде йодпен қосылып
вольфрам йодидін құрады. Вольфрам йодиді тутіктің ішкі қабырғасы
айналасында температура 523...1473 К болғанда пайда бола алады, температура
осы шектен кем болса йодидің құрылу циклінің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
І – Тарау. Жарық техникасының жабдықтары.
1.1. Оптикалық сәулелену
көздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... 4
1.2. Жарық көздерінің дамуы және негізгі қолдану
орындары ... ... ... ... ... ... ..7
1.3. Қыздыру лампасының құрылысы және
жұмысы ... ... ... ... ... ... ... . ... ...11
1.4. Галоген қыздыру
лампалары ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
15
ІІ. Тарау. Ауыл шаруашылығы өндірісінде пайдаланылатын инфрақызыл сәулелену
көздері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
..17
2.1. Газ-разрядтық
лампалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
...18
2.2. Люминесценттік лампалардың құрылысы және
жұмысы ... ... ... ... ... ..19
2.3. Люминесценттік лампалардың жүргізу-реттеу
аппараттары ... ... ... ... ... 23
2.4. Жоғары қысымды газ-разрядтық
лампалар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..25
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ..29
IV. Пайдаланылған әдебиеттер
тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . .30
Кіріспе
Оптикалық сәулеленудің (ультракүлгін, көрінерлік және инфрақызыл
сәулеленулер) адамзат тіршілік әрекетіндегі маңызы зор. Планетамыздағы
барлық жанды организмдер оптикалық сәулеленудің арқасында пайда болды және
өмір сүреді. Олардың, әсіресе, өсімдіктер үшін маңызы зор болады. Ал
өсімдіктерсіз адам да, мал да өмір сүре алмас еді.
Электр жарығы адамның өндірістік қызмет уақытын ұзартуға мүмкіншілік
береді. Электр жарығының арқасында өнеркәсіпте де, ауыл шаруашылығында да
және халық шаруашылығының басқа салаларында да тәулікті түгел жұмыс уақыты
ретінде пайдалануға болады. Мысалы, ауыл шаруашылығында мал және құс
қораларында, сондай-ақ басқа өндірістік үйлерде көп технологиялық процестер
электр жарығымен орындалады.
Сонымен қатар, электр энергиясы құстар мен олардың балапандарын және
малдың төлдерін ультракүлгін сәулелерімен сәулелендіруге, әрі сол бұзаулар,
торайлар, қозылар, балапандар және басқа да жас түліктер тұратын қораларды
инфрақызыл сәулелерімен жылытуға пайдаланылады.
Ауыл шаруашылығының өндірістік және тұрмыстық қажетіне тұтынылатын
жалпы электр энергиясының 15 проценттен астамы жарықтандырғыш және
сәулелендіргіш қондырғылар арқылы беріледі.
Жарықтандырғыш қондырғылар деп технологиялық операцияларды орындауға
немесе қараңғыда жөн табуға әдеттегідей жағдай тудыруға арналған
құрылғыларды айтады. Сәулелендіргіш қондырғылар – ауыл- шаруашылығындағы
технологиялық процестерге тікелей әсер етуге арналған құрылғылар. Оларды,
пайдалану мал мен өсімдіктердің өнімділігін жоғарылатуға мүмкіндік береді.
Жалпы оптикалық сәулелену ауыл шаруашылығының салаларын интенсивтендірудің
бір тәсілі болып табылады.
Жарықтандырғыш және сәулелендіргіш қондырғылардың негізгі элементі -
оптикалық сәулелену көзі. Ол ретінде әр түрлі қыздыру және газ-разрядтық
лампылар пайдаланылады.
Жарық техникасының жабдықтары.
Оптикалық сәулелену көздері.
Жасанды жарық көзі немесе оптикалық сәулелену көзі деп энергияның кез
келген түрін спектрі оптикалық диапазонда жататын электромагниттік
сәулелену энергиясына айналдыруға арналған құралды айтады. Ал, спектрдің
оптикалық диапазоны үш түрлі сәулелерден тұрады:
а) толқын ұзындығы 10... 380 нанометр (10-9 м) аралығындағы интервалда
жататын ультракүлгін сәулелер;
б) толқын ұзындығы 380...770 нанометр (нм) аралығындағы
интервалда жататын көрінерлік сәулелер; в) толқын ұзындығы 770 нм-ден
1,0 мм аралығындағы интервалда жататын инфрақызыл сәулелер.
Спектрдің оптикалық диапазонына жататын электромагниттік сәуле шығару,
сәулеленетін дененің құрамындағы электрондар мен иондардың энергеиялық
күйінің өзгеруіне байланысты болады. Дененің сәулелену спектрі сыртқы күш
әсер еткенде электрондар мен иондардың қандай энергиялық күйге
келетіндігімен, былай айтқанда, дененің және оны құратын атомдар мен
молекулалардың құрылысымен анықталады.
Сәулеленуді табиғатына байланысты екі үлкен класқа бөлуге болады:
а) жылулық жарық көздері;
б) люминесценттік жарық көздері.
Денені не ол, не бұл әдіспен қыздыру - жылулық жарық көздерінің
жұмыс істеуінің ең негізгі шарты.
Жылулық жарық көздеріне: жалынды жарық көздері (лаулаған от, шырпы,
шам, шырақ, майлы және керосин лампылар), электрлік қыздыру лампылары
жатады. Оларда сәулелену көзі болып қыздырылатын қатты денелер
пайдаланылады. Қазіргі қыздыру лампаларында, сәулелену көзі ретінде өз
бойымен өтетін электр тогынан жоғары температурада қызатын вольфрам сымы
қолданылады. Қөптеген қатты денелердің жылулық сәуле шығару ерекшелігі -
сәулелену спектрінің үздіксіздігі болып табылады.
Люминесценттік жарық көздерінің жұмыс істеу негізіне энергияның кейбір
түрлерінін, әрқилы тәсілдермен тікелей оптикалық сәулеге айналуы жатады.
Люминесценттік сәулелену термодинамикалық тепе-теңсіз сәулелену болып
табылады. Бұл сәулелену сыртқы энергияны заттар бөлшектері таратпай
жұтқанда немесе сәуле таралмай шыққанда пайда болады. Сондықтан ол заттың,
жылулық күйіне байланысты болмайды. Люминесценттік сәулелену заттың
агрегаттық күйіне де байланыссыз былайша айтқанда, газ күйінде, сұйық
немесе қатты зат күйінде кездесетін денелерде пайда бола алады.
Люминесценттік сәулелену спектрі сәуле шығаратын заттың электрондары
мен иондарының энергиялық күйлеріне тікелей қатысты келеді.
Сөйтіп, сәулеленудің негізгі жұмыс тәсілдерін түсінгеннен кейін,
енді қазір практикада пайдаланылып жүрген және шаруашылықта маңызы бар
люминесценциялық құбылыстық кейбір түрлеріне тоқтала кеткен жөн болады.
Электролюминесценция. Электролкшинесценция деп электр ерісінде
зарядталған бөлшектердің, иондар мен электрондардың соқтығуынан пайда
болған сәулеленуді айтады. Осы тәсіл көптеген газдағы разрядты
пайдаланатын жарық көздерінін, жұмыс істеу негізі болып
табылады. Мұндай жарық көздерінде газдағы разряд кезінде электрондардың
бейтарап атомдарды соғуы арқылы газ атомдары немесе металл булары
қоздырылады және ионизацияланады. Осы құбылысқа
зарядталған бөлшектердің соқтығысуы арқылы люминофордың (жарық
құрамдардың) қозуы да жатады. Сәулеленудің бұл тәсілі электрон-сәулелік
түтіктерде (телевизордың, осциллографтың ж. т. б. құралдардың), электрон-
оптикалық турлендіргіштерде, электрондық микроскоптарда, арнаулы лампыларда
және тағы басқа құралдарда кең қолданылады. Бұл құралдарда электр өрісінде
қозғалып жүрген электрондардың соқтығысуының әсерінен қозатын кристалдық
люминофорлар пайдаланылады. Электролюминесценция сәулеленуді тудыратын
қозғалььп жүрген белшектердің зарядының таңбасына қарай екі түрге
бөлінеді. Катодолюминесценция деп теріс таңбалы зарядталған бөлшектердің
әсерінен пайда болған сәулеленуді айтады. Анодолюминесценция деп оң
таңбалы зарядталған бөлшектердің әсерінен пайда болған сәулеленуді айтады.
Фотолюминесценция. Фотолюминесценция деп фотондарды немесе кванттарды
жұтудың әсерінен пайда болған сәулеленуді айтады. Бұл құбылыс газ күйінде,
сұйық немесе қатты зат күйінде болатын заттарда пайда бола алады.
Фотолюминесценциянын, ең жай түрі болып газдардық және металл буларының
сәулеленуі саналады. Люминофорларда өтетін фотолюминесценция құбылысы
қазіргі газдағы разрядты пайдаланатын жарық кездерінде олардың пайдалы әсер
коэффициентін жоғарылатуға және люминофорлардың сәулелену спектрін
өзгертуге қолданылады.
Радиолюминесценция. Радиолюминесценция деп α және β бөлшектері немесе
ү сәулелері әсерінен кейбір заттарда пайда болатын оптикалық сәулеленуді
айтады. Бұл құбылыс тұрақты әсер ететін жарық құралдарда және соңғы кезде
пайда болған радиоизотоптық жарық көздерінде қолданылады.
Химилюминесценция. Химилюминесңенция деп химиялық реакциялардың
энергиясы тікелей жарық энергиясьша айналған уақыттағы сәулеленуді айтады.
Сәулеленудің бұл түріне кейбір заттардың жалынындағы және баяу
тотыққандағы сәуле таратуы (ағаш шіріктерінің, фосфордың ж. т. б.) жатады.
Жануарлар мен өсімдіктер әлемінде байқалатын сәулеленуді
биолюминесценция деп атайды. Мысалы, жарқырауық қоңыздардың жарық шығаруы.
Соңғы жылдары кванттық электрониканың қарқындап дамуына байланысты
люминесценттік құбылысты зерттеуге көп көңіл бөлініп отыр. Сөз жоқ бұл
зерттеулердің нәти-жесінде түрлі-түрлі мәліметтер алынады. Бұл
мәліметтердің тек оптикалық кванттық генераторларды жасау мәселесіне емес,
сондай-ақ, жаңа, тиімді және қолайлы жарық көздерін жасау мәселесіне де
керекті болатындығы даусыз. Мысалы, жақында жартылай еткіз-гіш типті
кристалдардың ездері бойымен электр тогы өткенде тікелей сәулеленетіні бай-
қалды. Электролюминесценцияның бұл жаңа түрін пайдалану оптикалық'
сәулелену көәде-рінің болашақтағы дамуына өте маңызды әсер етуі мүмкін.
Жарық көздерінің дамуы және негізгі қолдану орындары
Жасанды жарық көздері негізінде жарықтандыруға пайдаланылады. Сонымен
қатар, соңғы жылдарда жасанды жарық көздері сәулемен емдейтін құралдар мен
аппараттарда кең қолданылуда. Оларда көрінерлік сәулелермен қатар
ультракүлгін және инфрақызыл сәулелердің де әртүрлі қасиеттері
пайдаланылады.
Қазір өндірісте жақсы меңгерілген және халық шаруашылығында кең
тараған жасанды жарық көзі - электрлік қыздыру лампалары. Олар дүние
жүзінде жылына 5 миллиардтан артық шығарылады. Қыздыру лампаларының кең
тарауы мына себептерге байланысты:
1) сәулелену спектрінің жұмыс орнына жалпы жарық беруге
жарайтындығы;
2) қолданылуының әр жақтылығы (универсалдылығы);
3) құрылысының қарапайымдылығы;
4) пайдалануға ыңғайлылығы.
Бірақ қарапайым (арнаулы түрі емес) қыздыру лампаларының қазіргі
түрлерінің жарық бергіштігі 10...20 лмВт-тан аспайды және олардың электр
қуатын жарыққа айналдыру пайдалы әсер коэффициенті өте төмен келеді. Бұл
коэффициент лампаға берілген электр қуатының 3...4 процентінен аспайды.
Теориялық және тәжірибелік зерттеулер қыздырылатын денесі вольфрам сымынан
жасалған қыздыру лампаларының электр қуатын жарыққа айналдыру пайдалы әсер
коэффициентін әрі өсіруге қазіргі уақытта практикалық мүмкіншіліктің өте аз
екендігін көрсетіп отыр. Бұл коэффициентті айтарлықтай жоғарылату тек
газдағы разрядты пайдаланатын жарық көздерінде мүмкін екендігі теориялық
және тәжірибелік зерттеулермен анықталды. Мысалы, 20-шы ғасырдың 30-шы
жылдарында жоғары қысымды газ-разрядтық сынап лампаларының қыздыру
лампаларынан 3...4 есе пайдалылығы және қызмет істеу мерзімінің көп
екендігі айқындалды. Аз қысымды натрий бұында өтетін разрядтың сәулелену
пайдалы әсер коэффициенті кейбір арнаулы жағдайларда өте жоғары болады.
Осындай разряд кезінде электр қуатының 60...70 проценті жарыққа айналады.
Бірақ бұл лампалар п. ә. к-нің көптігіне қарамастан сәулелену спектрінің
сызықтық сипатына байлаңысты жарық көзі ретінде уақытында қолданылмады.
Өйткені сызықтық спектр көрсететін заттың түсін дұрыс бермейді (өзгертіп
жібереді).
1938 жылы люминесценттік лампалардың бірінші үлгілері жасалынды. Бұл
лампалардың шығарылуы газразрядтық жарық кездері дамуының жаңа кезеңін
бастады. Төмен қысымда сынап буында өтетін разряд ультракүлгін сәуле
шығарады. Осы ультракүлгін сәулелерді көрінерлік сәулелерге түрлендіретін
люминофорларды пайдалану газ-разрядтық жаңа-жарық көздерін жасауға
мүмкіншілік ашты.
Мұндай газ-разрядтық жарық кездері құрамы бірнеше түрлі тұтас спектрлі
сәуле шығарады. Олардың қыздыру лампаларынан сәулеленуі де және қызмет ету
мерзімі де көп болады. Бұл құбылысты газ-разрядтық лампалардың сәулеленуін
жоғарылатуға пайдалануға болатындығын академик С. И. Вавилов 1931 жылы
айтқан болатын. Бірақ көп жылдар бойы газдағы разряд және фотолюминесценция
құбылыстарын терең зерттеуге арналған ғылыми-зерттеу жұмыстары жүргізілді.
Осы себептермен люминесценция құбылысын пайдаланатын лампалардың алғашқы
үлгілері тек 1938 жылы жасалынды.
Қазіргі уақытта люминесценттік лампалар қыздыру лампаларынан кейінгі
көп таралғаң жарық кезі болып отыр. Олар қазір дүние жүзінде бірнеше
миллиондап шығарылады. Қуаттары бірдей болғанда люминесценттік лампаның
қыздыру лампасынан сәулеленуі 4...5 есе, ал қызмет ету мерзімі 5...8 есе
көп екендігін ескерсек, жалпы қызмет ету мерзімінде люминесценттік лампаның
қыздыру лампасынан 20...40 есе көп жарық беретіндігі анықталады. Осы
себептермен қазіргі уақытта люминесценттік лампалар халық шаруашылығының
барлық салаларьшда кең қолданылады.
Люминесценттік лампалардың кең таралуы оларды жасауға керек
калибрленген шыны түтіктерді, люминофорларды, сондай-ақ олардың жүргізу-
реттеу аппараттарын, стартерлерін (жүргізгіштерін) және басқа арнаулы
электр бұйымдарын дайындап шығаруды қажет етті. Өнеркәсіптің люминесценттік
лампалар шығаратын жаңа саласы пайда болды.
1951 жылдан бастаітспектрі жақсартылған жоғары қысымды кварц-сынапты
лампалар көшелерді, алаңдарды және өндірістік үйлерді жарықтандыруға кең
қолданылып келеді. Олардың жарық бергіштігі 40...55 лмВт, ал қызмет ету
мерзімі 10...15 мың сағатқа жетеді. Бұл лампалар дүние жүзінде бірнеше
миллиондап шығарылады және оларды шығару жыл сайын көбеюде.
Соңғы жылдары жетілдірілген натрий лампалары көшелерді және алаңдарды
жарықтандыруға қолданыла бастады. Сәулеленуі күн спектріне жақындатылған
қуатты ксенон лампалар шығарылады. 60-шы жылдардың басында газ-разрядтық
жарық кездері дамуыньщ жаңа жолдары ашылды, Олардың колбалары жаңа
материалдан (алюминийдін, поликристалдық тотығынан) дайындалатын болды. Бұл
материал кварц шыныға қарағанда жоғары температурада жұмыс істей алады,
сілті және жерсілті металдардың буында өтетін разряд әсеріне төзімді
келеді. Натрий мен цезийдің буларында жоғары қысымда өтетін разряд
пайдаланылатын лампалардың бірінші үлгілерінің колбалары осы материалдан
жасалынады. Бұл лампалардың жарық бергіштігі 130...150 лмВт және
сәулелерінің түсі жақсы келеді.
Цезий лампаларының үлгілері 1тамаша түсті үздіксіз спектрлі сәулелер
шығарады.
Йод циклін пайдаланатын қыздыру лампаларының шығарылуы қарапайым
химиялық қоспалардың буларында өтетін циклді газ-разрядтық лампаларда
пайдалануға болатындығын ойға салды. Бұл жаңалық газ-разрядтық лампалардың
дамуьшың жаңа кезеңін ашты. Осы принципте бір түсті (монохромат) сәулелер
шығаратын немесе үздіксіз спектрлі сәулелер шығаратын лампалар жасауға
болады. Олардың пайдалы әсер коэффициенті жоғары келеді. Натрийдің,
талийдің, индийдің йодидтері қосылған жоғары қысымды сынап лампалар
шығарыла бастады. Олардың электрлік параметрлері бірдей ДРЛ типті
лампалардан жарық бергіштігі 1,5...2,0 есе көп (80...90 лмВт) келеді.
Оптикалық сәулелену көздері жарықтан-дырумен қатар халық
шаруашылығының әртүрлі салаларында басқа мақсатқа да пайда-ланылады.
Техникада, медицинада, ауыл шаруашылығында. және басқа салаларда
сәулелердің физикалық, фотохимиялық және биологиялық әсері кеңінен
пайдаланылады. Неон лампаларының қызыл жарығы сигналдық жарықтандыруға,
газ-разрядтық. лампалардың инфақызыл сәулелері оптикалық байланыста
қолданылады. Импульстік лампалар машиналар мен механизмдердің жылдам
қозғалатын бөлшектері мен тез өтетін процестерді зерттейтін салада, әуеден
суретке түсіруде, фотографияда колданылатын құралдар мен қондырғыларда кең
пайдаланылады.
Газ-разрядтық сәулелену көздерінің көптеген жақсы жақтарымен қатар
кейбір кемшіліктері бар. Негізгі кемшіліктерінің бірі - олардың электр
желісіне қосылуының күрделілігі. Бұл күрделілік газдағы разрядтың ерекше
өтуіне байланысты болады. Көп газ-разрядтық лампалардың вольт-амперлік
сипаттамаларының құламалы немесе жоғары баяу көтерілетін бөліктері бар.
Осы себептен газ-разрядтық лампалар электр торабына балластық кедергі
арқылң қосылады. Ол кедергі разряд тогын шектеу арқылы лампаның жану
режимін тұрақтандырады.
Металл бұларындағы разрядты пайдаланатын лампалардың сипаттамалары
оларды қоршап тұрған ортаның температурасына байланысты келеді. Лампалардьщ
жану режимі оларды электр торабына қосқаннан соң біраз уақыттан кейін
түрақтанады. Бұл уақыт ішінде лампа қызады және оның ішіндегі металл буға
айналады. Металл буларындағы разрядты пайдаланатын жоғары және аса жорары
қысымды лампалар электр желісінен айырған бойда қайта косқанда бірден
жанбайды. Өйткені ыстық лампаны қайта іске қосу үшін үлкен кернеу керек
болады.
Соңғы жылдар газ-разрядтық лампаларды, өндірудің ерекше дамуымен,
сол лампалардың қазіргі түрлерін жетілдірумен және жаңа түрлерін
дайындаумен сипатталынады.
Қыздыру лампасының құрылысы және жұмысы
Қыздыру лампаларының конструкциясы қолдану мақсатына байланысты
келеді. Шыны колбаның іші газбен (аргон, азот немесе криптон)
толтырылады. Қолбаның диаметрі лампаның қуатына байланысты болады Колба
лампаның цоколіне арнайы мастикамен қосылады. Цоколь тұрандалы, штифті және
фокустелінетің болып дайындалады. Колбаның ішіне штабиктен, күрекшеден және
штенгельден тұратын лампаның шыныдан жасалынған аяғы бекітіледі. Штабиктің
жоғарғы жағына молибден ілмектер дәнекерленеді.
Ілмектерге лампаның қызу денесі (қылы) бекітіледі. Қызу денесі екі
никель электродтардың жоғарғы ұшына пісіріліп қосылады. Электродтардың
екінші ұштары күрекшенің ішіне пісіріліп орнатылған екі платина сымдардың
жоғарғы ұштарына дәнекерленеді, ал платина (алтыннан да қымбат металл)
сымдардың теменгі ұштары лампаның цоколіне қосылған мыс сымдарға
дәнекерленеді.
Лампаның колбасы әр түрлі формада дайындалады. Жарықтандыруға арналған
қыздыру лампаларының колбалары мөлдір, сондай-ақ күңгірт, жылтыр түсті
немесе сүт түсті шыныдан дайындалады. Лампаның жарық ағыны бір жаққа
бағытталынуы керек болғанда, колбаның ішкі бетінің жоғарғы жағы күмістен
немесе алюминийден жасалынған айналы қабыршақпен қапталады. Осы
шағылыстырғыштың формасын өзгертумен лампаның жарық ағынының бағытын
реттеуге болады.
Қыздыру лампаларының жұмысы оның негізгі элементі - қызу денесінің
жұмысымен анықталады. Сондықтан қызу денесінің жұмысына тоқтаймыз. Негізгі
жылулық сәулелену заңдары бойынша қыздыру лампаларының маңызды
көрсеткіштері (сәулеленуінің спектрліқ құрамы, ағынының мәні, п. ә. к. және
тағы басқалары) қызу денесінің темпе-ратурасына байланысты - келеді. Бірақ
тек қызу денесініқ температурасын жоғарылатумен қыздыру лампаларының
тиімділігін арттыру ете қиын.
Өйткені температура жоғарылаған сайын қызу денесі материалының
бөлшектерінің қоршап тұрған ортаға ұшуы көбейеді де, лампаның қызмет ету
мерзімі азаяды. Лампалардың қызу денесі 2400...2800 К температураға дейін
қыздырылады. Температура осы шектен I процентке жоғарылағанда қызу денесі
материалының бөлшектерінің ортаға ұшуы екі рет көбейеді.
Қазіргі уақытта негізінде қызу денесі вольфрам сымынан дайындалған,
колбасы газбен толтырылған қыздыру лампалары пайдаланылады. Толтыратын газ
ретінде аргон мен азот қоспасы немесе азот қосылған крип-тон және ксенон
қолданылады. Азот газдық орта арқылы қысқаша тұйықтау болмас үшін қосылады.
Газ толтырылған лампаларда вакуум лампаларға қарағанда қызу денесі
материалының белшектерінің ұшуы баяу келеді. Осы себептен қызмет ету
мерзімін қыс-қартпай, қызу денесінің температурасын жоғарылатуға болады.
Газ толтырылған қуатты қыздыру лампаларының қызу денесіңің температурасы
3000К-ге дейін болады.
Газда жылу шығынын және қызу денесі материалының бөлшектерінің ұшу
жылдамдығын азайту үшін қазіргі жалпы мақсатқа арналған лампаларда қызу
денесі спираль түрінде дайындалады. Қос спираль түрінде жасалынған қызу
денелерін пайдалану қыздыру лампаларының тиімділігін одан әрі жоғарылатуға
мүмкіншілік берді.
Қыздыру лампаларының конструкциялық ерекшеліктері олардың типін
анықтайтын шифрде көрсетіледі. Лампалардың типі әріппен және цифрлармен
белгіленеді. Әріп лампаның түрін көрсетеді: В-вакуумдык, Г- газ
толтырылған, Б -қос спиральді, БҚ - қос спиральді криптонмен толтырылған.
Бірінші цифрлар лампаның кернеу диапазонын, ал екінші цифрлар лампаның
қуатын көрсетеді.
Қыздыру лампаларының негізгі сипаттамаларына олардың номинал кернеуі,
электрлік қуаты, жарық ағыны, жарық бергіштігі және қызмет ету уақыты
жатады.
Өнеркәсіп типіне және қолдану орнына байланысты номинал кернеуі I В-
тен 220 В-ке дейін болатын қыздыру лампаларын шығарады Мысалы, автомобиль
және трактор лампаларының номинал кернеуі 6 және 12 В болады, жергілікті
жарықтандыруға арналған лампалардың - 12 және 36 В, темір жол лампаларының
24, 50 және 74 В; жалпы мақсатқа арналған жарықтандыру лампаларьшың кернеуі
мынадай диапазонда 127...135 В,
215... 225 В, 220...235 В, 230...240 В-235...245 В болады. Қыздыру
лампалары пайдаланылатын жарықтандырғыш қондырғыларда көп жағдайда кернеу
өзінің номинал мәнінен өзгеше. Сондықтан лампалардың кернеуі әртүрлі
диапазонда болады.
Қыздыру лампаларының электрлік қуаты мемлекеттік стандартпен
тағайындалатын шектің орташа шамасы ретінде көрсетіледі. Өнеркәсіп қуаты Вт-
тың бөлшегінен бірнеше кВт-қа дейін болатын қыздыру лампаларьп шығарды.
Қыздыру лампаларының жарық ағыны олардың қуатына және қызу
денесінің температурасына байланысты. Пайдалану кезінде қызу денесінің
сәулеленуі және оның материалы бөлшектерінің ұшу німдерінің колбасың ішкі
бетіне қонуымен шынының мөлдірлігі кемуіне байланысты лампаның
жарық ағыны азаяды. Күңгірт түсті колбалы лампалардың жарық ағыны мөлдір
шынылы лампалардың жарық ағынының 97 процентінең, ал
колбалары сүт түсті болатын лампалардың жарық ағыны мөлдір колбалы
лампалардың ағынының 80 процентінен кем болмауы керек.
Жарық бергіштігі - қыздыру лампаларының тиімділігіп көрсететін
негізгі сипаттамалардың бірі. Оның мәні қызу денесінің температурасына
байлапысты келеді. Үлкен куатты және номиналы кернеу төмен
келетін лампалардың жарық бергіштігі жоғары болады. Мысалы, 125... 135 В
кернеуге арналған 40 Вт қызу денесі қос спираль лампаның жарық
бергіштігі 12,3 лмВт болса, ал типі және кернеуі сондай келетін, бірақ
куаты 1000 Вт лампаның жарық бергіштігі 19 лмВт болады. Кернеуі
215...225 В, қуаты 500 Вт лампаның жарық бергіщтігі 16,6 лмВт болса,-
ал қуаты сондай, бірақ 127... 135 В-қа арналған лампаның жарық бергіштігі-
17,4 лмВт. Жарық бергіштігі әдеттегідей лампалармен қатар; жарық
бергіштігі 11... 13 процентке жоғарылатылған криптонмен толтырылған
лампаларда шығарылады.
Жалпы мақсатқа арналған лампалардын қызмет ету мерзімі, яғни барлық
типті қыздыру лампаларының жұмыс істеу мерзімінің орта шамасы 1000 сағаттан
кем болмайды. Осымен қатар кернеу номиналь мәнінде болғанда әрбір лампа 700
сағаттан кем жұмыс істемеуі қажет. 750 сағат жұмыс істегеннен кейін
лампаның жарық ағыны өзінің бастапқы мәнінін, 85 процентінен кем болмауы
керек.
Электр желісінде кернеу өзгергенде қыздыру лампасының қызу денесімен
өтетін токтың мәні өзгеруіне байланысты қыл сымның температурасы өзгереді.
Осы себептен қызу денесінің жарықтығы, ал лампаның жарық ағыны, жарық
бергіштігі және қызмет ету мерзімі езгереді. Кернеу ауыл шаруашылық электр
қондырғыларында болатын шекте ауытқығанда осы параметрлердің қалай өз-
геретіндігі 4-2-таблицада берілген.
2-т а б л и ц а. Қыздыру лампаларының негізгі параметрлерінің өзгеруі
Кернеудің Қуаттың өзгеру Жарық Жарық Қызмет ету
ауытқу мәні, мәні, % ағынының бергішті-гінің мерзімінің
% өзгеру мәні, өзгеру мәні, % өзгеру мәні,
% %
-7,5 -13,0 -27 - 12 + 217
+ 2,0 + 3,0 + 7 + 4 -25
+7,5 + 15,0 +30 +20 -60
Қыздыру лампаларының жақсы жақтарына - құрылысының қарапайымдылығын,
дайындау құнының аздығын, әртүрлі орталарда жұмысының сенімділігін
жатқызуға болады.
Қыздыру лампаларының кемшіліктері: жарық бергіштігінің аздығы (20 лмВт-қа
дейін), сәулелену спектрі құрамының табиғи жарықтан көп өзгешілігі,
жарықтылығының өте жоғарылығы.
Галоген қыздыру лампалары
Қыздыру лампаларынын, қызу денесінін температурасын жоғарылатуға, яғни
лампаның тиімділігін көбейтуге, олардың қыл сымы материалының бөлшектерінің
қоршап тұрған ортаға ұшуы кедергі болады.
Йод циклді кварц лампаларында қыл сым материалының ұшуы жойылмағанмен осы
құбылыстың зардабына қарсы күрес әдісі табылған. Әдіс бұл типті лампалардың
негізгі көрсеткіштерін жоғарылатуға мүмкіншілік берді.
Йод циклді лампалардың колбалары кварц шыныдан түтік түрінде
дайындалады. Колбаның ішіне аргон және аз мөлшерде йод енгізіледі. Қызу
денесі аса таза вольфрам сымы пан моноспираль түрінде жасалынады. Қызу
денесі түтіктің осі бойына вольфрам сүйемел дермен монтаждалады,
Моноспираль лампаның кварц аяқшаларына дәнекерленген молибден
электродтарға бекітіледі. Электродтар лампаның контактылық жазық бетіне
дәне керленеді.
Лампаның ішінде мынадай регенерациялық йодтық цикл өтеді. Қызу
денесі материалынан ортаға ұшқан вольфрам бөлшектері қыл сымнан түтіктің
ішкі қабырғасына қарай қозғалады да, сол жерде йодпен қосылып
вольфрам йодидін құрады. Вольфрам йодиді тутіктің ішкі қабырғасы
айналасында температура 523...1473 К болғанда пайда бола алады, температура
осы шектен кем болса йодидің құрылу циклінің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz