ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Εργαστήριο Φωτοτεχνίας Ενότητα: Μελέτη Χαρακτηριστικών των Λαμπτήρων Υδραργύρου (Hg) Γεώργιος Χ. Ιωαννίδης Τμήμα Ηλεκτρολογίας
Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 2
1. Σκοπός... 4 1.1 Σύντομη Θεωρητική Ανάπτυξη... 4 1.1.1 Αρχή Λειτουργίας... 4 1.1.2 Φάση Έναυσης... 4 1.1.3 Φάση run-u... 5 1.1.4 Φάση Σταθεροποίησης Λειτουργίας... 6 1.1.5 Βασικά Μέρη Λαμπτήρα... 6 1.1.6 Σωλήνας Εκφορτίσεως... 6 1.1.7 Ηλεκτρόδια... 7 1.1.8 Εξωτερικός Κώδωνας... 7 1.1.9 Επίστρωση Κώδωνα... 7 1.1.10 Αέριο Πληρώσεως... 7 1.1.11 Κάλυκας Βάσεως... 7 1.1.12 Ισοζύγιο Ενέργειας... 8 1.1.13 Θερμοκρασία χρώματος και δείκτης χρωματικής απόδοσης... 8 1.1.14 Εξωτερικές Επιδράσεις... 9 1.1.15 Επανέναυση... 10 1.1.16 Κυκλώματα Ballast (περιορισμού ρεύματος)... 10 1.1.17 Επαγωγικό ballast με αντιστάθμιση... 10 1.1.18 Ballast Αυτομετασχηματιστή Σταθερής Ισχύος... 11 1.1.19 Ρυθμιζόμενο Ballast (Dimming Ballast)... 11 1.2 Ερωτήσεις - Θέματα Μελέτης... 12 1.2 Βιβλιογραφία:... 16 3
1. Σκοπός Σ αυτή την ενότητα μελετώνται οι λαμπτήρες υδραργύρου (Hg). Στην θεωρητική ανάπτυξη που ακολουθεί αναφέρεται και εξηγείται ο τρόπος λειτουργίας των λαμπτήρων αυτών και μελετώνται τα βασικά τους χαρακτηριστικά. Με την ολοκλήρωση της μελέτης της ενότητας αυτής ο σπουδαστής θα πρέπει να έχει κατανοήσει τον τρόπο λειτουργίας των παραπάνω λαμπτήρων και να γνωρίζει τις εφαρμογές τους. 1.1 Σύντομη Θεωρητική Ανάπτυξη Οι λαμπτήρες υδραργύρου (Hg) και νατρίου (Na) είναι οι κύριοι εκπρόσωποι εκείνης της κατηγορίας των λαμπτήρων οι οποίοι είναι γνωστοί ως λαμπτήρες εκκενώσεως. Οι λαμπτήρες αυτοί χωρίζονται σε αντίστοιχους χαμηλής πιέσεως και υψηλής πιέσεως. Οι λαμπτήρες Hg χαμηλής πιέσεως, γνωστοί και ως λαμπτήρες φθορισμού εξετάστηκαν σε προηγούμενη ενότητα. Στους λαμπτήρες Hg υψηλής πιέσεως η εκφόρτιση λαμβάνει χώρα σε σωλήνα από χαλαζία (quartz) ο οποίος περιέχει μικρή ποσότητα υδραργύρου καθώς και ένα αδρανές αέριο, συνήθως αργό, για την επίτευξη της εκκίνησης της εκκένωσης. Η παραγόμενη ακτινοβολία συντίθεται από συχνότητες που βρίσκονται στο ορατό, στο υπέρυθρο και στο υπεριώδες τμήμα του φάσματος. Επιστρώνοντας την εσωτερική επιφάνεια του σωλήνα με κατάλληλη φθορίζουσα ουσία το μεγαλύτερο τμήμα της υπεριώδης ακτινοβολίας μετατρέπεται σε ορατή ακτινοβολία αυξάνοντας την φωτεινή και χρωματική απόδοση του λαμπτήρα. 1.1.1 Αρχή Λειτουργίας Η λειτουργία του λαμπτήρα χωρίζεται σε τρεις φάσεις: Φάση έναυσης, Φάση run-u και Φάση σταθεροποίησης. 1.1.2 Φάση Έναυσης Η έναυση της λειτουργίας του λαμπτήρα επιτυγχάνεται με την βοήθεια βοηθητικού ηλεκτροδίου το οποίο τοποθετείται πολύ κοντά στο ένα από τα κύρια ηλεκτρόδια και συνδέεται με το άλλο (κύριο ηλεκτρόδιο) μέσω αντίστασης (τυπικά 25kΩ). 4
Σχήμα 1-1: Κατασκευή λαμπτήρα Hg υψηλής πιέσεως (πηγή Philis) Με την εφαρμογή τάσης στο λαμπτήρα προκαλείται ιονισμός του αερίου που βρίσκεται μεταξύ του κύριου και του βοηθητικού ηλεκτροδίου (Σχήμα 1-1) η οποία εμφανίζεται ως φωτεινή εκφόρτιση. Το ρεύμα περιορίζεται με τη βοήθεια της αντίστασης. Η φωτεινή εκφόρτιση εξαπλώνεται σ όλο το σωλήνα εκφόρτισης λόγω της επίδρασης του ηλεκτρικού πεδίου μεταξύ των δύο κύριων ηλεκτροδίων. Όταν αυτή η φωτεινή εκφόρτιση φθάσει στο μακρινό κύριο ηλεκτρόδιο, το ρεύμα αυξάνει και τα κύρια ηλεκτρόδια θερμαίνονται σημαντικά. Η θέρμανση αυτή συνεχίζεται έως ότου τα παραγόμενα ηλεκτρόνια από τα θερμά ηλεκτρόδια μετατρέψουν την προηγούμενη φωτεινή εκφόρτιση σε εκφόρτιση τόξου. Η επίδραση του βοηθητικού ηλεκτροδίου παύει να υφίσταται αφού το ρεύμα έχει βρει δρόμο αγωγής πολύ μικρής αντίστασης. (κύρια ηλεκτρόδια και τόξο εκφόρτισης). Σ αυτό το σημείο ο λαμπτήρας λειτουργεί όπως και ο λαμπτήρας Hg χαμηλής πιέσεως. Η εκφόρτιση που παρατηρείται σ αυτή τη φάση έχει μπλε χρώμα. 1.1.3 Φάση run-u Το αδρανές αέριο έχει ήδη ιονιστεί και έχει δημιουργηθεί τόξο εκφόρτισης. Η αύξηση της θερμοκρασίας στο εσωτερικό του σωλήνα έχει ως αποτέλεσμα τη σταδιακή εξάτμιση του υδραργύρου, αυξάνοντας την πίεση των ατμών Hg και περιορίζοντας την εκφόρτιση σε μια στενή ζώνη κατά μήκος του σωλήνα εκφόρτισης. Καθώς ολοένα και περισσότερο η πίεση των ατμών αυξάνεται η ακτινοβολούμενη ενέργεια συγκεντρώνεται σε μεγαλύτερα μήκη κύματος και το φως γίνεται πιο λευκό. Τελικά, η πίεση των ατμών σταθεροποιείται σε μια τιμή μεταξύ 2 και 15 Atm οπότε και λέμε ότι ο λαμπτήρας έχει φθάσει σε σημείο θερμοδυναμικής ισορροπίας. Ο υδράργυρος έχει εξατμιστεί πλήρως και η εκφόρτιση λαμβάνει χώρα στους ατμούς υδραργύρου. 5
Σχήμα 1-2: Χρονική εξέλιξη ρεύματος (I la ), τάσεως (V la ) και ισχύος (P la ) λαμπτήρα Hg υψηλής πιέσεως (πηγή Philis) Ο χρόνος run-u ορίζεται ως ο χρόνος που απαιτείται από τη στιγμή του ανάματος του λαμπτήρα έως ότου φθάσει να εκπέμπει το 80% του φωτός του και είναι ίσος με τέσσερα λεπτά περίπου. Στο Σχήμα 1-2 παρουσιάζεται η χρονική εξέλιξη του ρεύματος, της τάσης και της ισχύος τυπικού λαμπτήρα Hg υψηλής πιέσεως. 1.1.4 Φάση Σταθεροποίησης Λειτουργίας Ο λαμπτήρας Hg υψηλής πιέσεως, όπως και η πλειονότητα των λαμπτήρων εκφορτίσεως, εμφανίζουν αρνητική αντίσταση και επομένως θα πρέπει να συνδέονται με κατάλληλο ballast για την σταθεροποίηση του ρεύματος που τον διαρρέει. 1.1.5 Βασικά Μέρη Λαμπτήρα Τα βασικά μέρη ενός λαμπτήρα Hg υψηλής πιέσεως φαίνονται στο Σχήμα 1-1 και είναι: Ο σωλήνας εκφορτίσεως, Τα ηλεκτρόδια, Ο εξωτερικός κώδωνας, Η επίστρωση του κώδωνα, Το αέριο πληρώσεως και Ο κάλυκας βάσεως 1.1.6 Σωλήνας Εκφορτίσεως Ο σωλήνας εκφορτίσεως είναι κατασκευασμένος από χαλαζία, υλικό που ανθίσταται στις υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας και παρουσιάζει χαμηλή απορρόφηση στην υπεριώδη και ορατή ακτινοβολία. Ο σωλήνας περιέχει λεπτές λωρίδες ελάσματος από μολυβδαίνιο στα άκρα του, στις οποίες είναι συνδεδεμένα τα ηλεκτρόδια. Ο σωλήνας συγκρατείται με την βοήθεια κατάλληλων αγώγιμων συρμάτινων στηριγμάτων τα οποία αποτελούν και τους αγωγούς σύνδεσης μεταξύ του κύριου ηλεκτροδίου και του βοηθητικού μέσω της αντίστασης. 6
1.1.7 Ηλεκτρόδια Τα ηλεκτρόδια αποτελούνται από ράβδους βολφραμίου (tungsten) γύρω από τα άκρα των οποίων είναι τοποθετημένο τύλιγμα βολφραμίου επικαλυμμένο με υλικό κατάλληλο για εκπομπή ηλεκτρονίων. Το βοηθητικό ηλεκτρόδιο αποτελείται από σύρμα μολυβδαινίου ή βολφραμίου τοποθετημένο κοντά σε ένα από τα δύο κύρια ηλεκτρόδια και συνδεδεμένο με το άλλο με αντίσταση 25kΩ (τυπική τιμή). 1.1.8 Εξωτερικός Κώδωνας Ο εξωτερικός κώδωνας κατασκευάζεται από συνηθισμένο γυαλί (soda-lime, μίγμα υδροξειδίων του άνθρακα και του νατρίου) για ισχύ μέχρι 125W. Στην περίπτωση λαμπτήρων υψηλότερης ισχύος χρησιμοποιείται γυαλί κατασκευασμένο από άλατα βορικών και πυριτικών οξέων τα οποία αντέχουν σε υψηλότερες θερμοκρασίες και σε απότομες θερμοκρασιακές μεταβολές. Ο εξωτερικώς κώδωνας πληρώνεται με αδρανές αέριο (συνήθως αργό ή μίγμα αργού και αζώτου) πιέσεως 0.16 Atm και προστατεύει το σωλήνα εκφόρτισης από μεταβολές στην θερμοκρασία περιβάλλοντος καθώς και τα μέρη του λαμπτήρα από διάβρωση λόγω των υψηλών θερμοκρασιών που αναπτύσσονται. 1.1.9 Επίστρωση Κώδωνα Το τόξο το προερχόμενο από τον καθαρό υδράργυρο παράγει φάσμα με μήκη κύματος που αντιστοιχούν στο κίτρινο, πράσινο, μπλε και ιώδες χρώμα. Από το φάσμα λείπει το κόκκινο ενώ σημαντικό κομμάτι της εκπεμπόμενης ενέργειας βρίσκεται στην υπεριώδη περιοχή. Αποτέλεσμα των προηγούμενων είναι: οι λαμπτήρες διάφανου κώδωνα να εμφανίζουν ένα γαλαζωπό λευκό χρώμα και χαμηλό δείκτη χρωματική απόδοσης. Στους περισσότερους λαμπτήρες Hg υψηλής πίεσης, η εσωτερική επιφάνεια του εξωτερικού κώδωνα επιστρώνεται με λευκό φώσφορο για την αύξηση του ορατού φωτός τους αλλά και του δείκτη χρωματικής απόδοσης τους. Ο φώσφορος μετατρέπει ένα σημαντικό κομμάτι της υπεριώδης ακτινοβολίας σε ορατό φως, κυρίως στην περιοχή του κόκκινου. 1.1.10 Αέριο Πληρώσεως Ο σωλήνας εκφορτίσεως πληρώνεται με αδρανές αέριο (αργό) και με μια συγκεκριμένη ποσότητα καθαρού υδραργύρου. Το αδρανές αέριο είναι απαραίτητο για την έναυση του λαμπτήρα αλλά και την προστασία των ηλεκτροδίων. Ο εξωτερικός κώδωνας πληρώνεται με αργό ή μίγμα αργού και αζώτου σε ατμοσφαιρική πίεση. Το άζωτο χρησιμοποιείται για την αποφυγή ηλεκτρικού σπινθήρα μεταξύ των συρμάτων στήριξης του σωλήνα. 1.1.11 Κάλυκας Βάσεως Συνήθως για λαμπτήρες ισχύος μικρότερης ή ίσης των 125W χρησιμοποιούνται κάλυκες Edison ή bayonet ενώ για ισχύ μεγαλύτερη των 125W χρησιμοποιούνται μόνο κάλυκες Edison. 7
1.1.12 Ισοζύγιο Ενέργειας Το ισοζύγιο ενέργειας σε λαμπτήρες Hg υψηλής πιέσεως διαφανούς κώδωνα και αδιαφανούς κώδωνα με επικάλυψη φωσφόρου παρουσιάζεται στο Σχήμα 1-3. α) β) Σχήμα 1-3: Ενεργειακό ισοζύγιο λαμπτήρα Hg υψηλής πίεσης 400W α) διαφανούς κώδωνα και β) αδιαφανούς κώδωνα με επικάλυψη φωσφόρου (πηγή Philis) 1. Ισχύς στον σωλήνα εκφόρτισης 360W 2. Θερμικές απώλειες στα ηλεκτρόδια-40w 3. Ορατή ακτινοβολία-50w 4. UV ακτινοβολία από τον σωλήνα εκφόρτισης-90w 5. IR ακτινοβολία από τον σωλήνα εκφόρτισης-60w 6. Θερμικές απώλειες του σωλήνα εκφόρτισης-160w 7. UV ακτινοβολία-10w 8. IR ακτινοβολία-80w 9. Συνολική IR ακτινοβολία-260w 10. Απώλειες αγωγής και μεταφοράς 1. Ισχύς στον σωλήνα εκφόρτισης-370w 2. Θερμικές απώλειες στα ηλεκτρόδια- 30W 3. Ορατή ακτινοβολία από τον σωλήνα εκφόρτισης-59w 4. UV ακτινοβολία από τον σωλήνα εκφόρτισης-73w 5. IR ακτινοβολία από τον σωλήνα εκφόρτισης-60w 6. Θερμικές απώλειες του σωλήνα εκφόρτισης-178w 7. Ορατή ακτινοβολία από το επίπεδο της φθορίζουσας επίστρωσης-8w 8. UV ακτινοβολία-15w 9. IR ακτινοβολία-50w 10. Συνολική ορατή ακτινοβολία-67w 11. Συνολική IR ακτινοβολία-226w 12. Απώλειες αγωγής και μεταφοράς 1.1.13 Θερμοκρασία χρώματος και δείκτης χρωματικής απόδοσης 8
α) β) γ) Σχήμα 1-4: Καμπύλες σχετικής φασματικής κατανομής ισχύος λαμπτήρων Hg υψηλής πιέσεως α) διαφανούς κώδωνα β) συνήθους επίστρωσης φωσφόρου γ) ειδικής επίστρωσης (πηγή Philis) 1.1.14 Εξωτερικές Επιδράσεις Η θερμοκρασία περιβάλλοντος δεν επηρεάζει σημαντικά την φωτεινή ροή, την τάση του λαμπτήρα και την διάρκεια ζωής του. Επίσης, διακυμάνσεις της τάσης τροφοδοσίας φαίνεται να μη επηρεάζουν την λειτουργία αυτού του είδους λαμπτήρα με την έννοια ότι δεν οδηγούν σε πρόωρη καταστροφή του. Τέλος, ο λαμπτήρας μπορεί να λειτουργήσει σε οποιαδήποτε θέση λειτουργίας (burning osition). 9
1.1.15 Επανέναυση Σε περίπτωση που ο λαμπτήρας σβήσει θα λειτουργήσει πάλι εφόσον κρυώσει αρκετά έτσι ώστε, να μειωθεί η πίεση των ατμών σε σημείο όπου το τόξο θα αναδημιουργηθεί σε σχέση πάντα με την διαθέσιμη τάση. Ο χρόνος που απαιτείται για την επανάληψη της έναυσης είναι της τάξης των πέντε λεπτών. 1.1.16 Κυκλώματα Ballast (περιορισμού ρεύματος) Όπως αναφέρθηκε σε προηγούμενη ενότητα, οι λαμπτήρες Hg υψηλής πίεσης εμφανίζουν αρνητική αντίσταση και το περιορισμό του ρεύματος που τους διαρρέει αναλαμβάνει κατάλληλο ballast. Τέτοια κυκλώματα ballast είναι: Το επαγωγικό ballast με αντιστάθμιση, Το ballast αυτομετασχηματιστή σταθερής ισχύος και Το ρυθμιζόμενο ballast (dimming ballast). 1.1.17 Επαγωγικό ballast με αντιστάθμιση Αυτός ο τύπος ballast είναι ο πιο συνηθισμένος στην Ευρώπη. Η επαγωγική αντίδραση του πηνίου περιορίζει το ρεύμα στο λαμπτήρα εμφανίζοντας σχετικά μειωμένες απώλειες ενώ ο πυκνωτής χρησιμοποιείται για αντιστάθμιση του συντελεστής ισχύος. Ο συντελεστής ισχύος αυξάνεται από το 0.5 στο 0.85 ή και υψηλότερα. Στην περίπτωση της εν παραλλήλω αντιστάθμισης μειώνεται το ρεύμα εκκίνησης αλλά και το ρεύμα λειτουργίας σχεδόν 50 % (συγκρινόμενο με την περίπτωση του μη αντισταθμισμένου κυκλώματος). α) β) Σχήμα 1-5: Επαγωγικό ballast με α) εν σειρά αντιστάθμιση και β) εν παραλλήλω αντιστάθμιση (πηγή Philis) Στο Σχήμα 1-6 παρουσιάζεται η περίπτωση κυκλώματος ballast εφαρμοζόμενου σε δύο λαμπτήρες με αντιστάθμιση η οποία προκύπτει από τη χρήση επαγωγικού και χωρητικού κυκλώματος, γνωστή ως αντιστάθμιση επιπορείας-υστέρησης, όπου οδηγεί σε συντελεστή ισχύος σχεδόν μονάδα. 10
Σχήμα 1-6: Επαγωγικό ballast με αντιστάθμιση επιπορείας-υστέρησης (πηγή Philis) 1.1.18 Ballast Αυτομετασχηματιστή Σταθερής Ισχύος Αυτός ο τρόπος περιορισμού ρεύματος χρησιμοποιείται κυρίως στις ΗΠΑ και όπου υπάρχει δίκτυο 110V/60Hz. Ο πυκνωτής αντισταθμίζει τις επιπτώσεις από τις διακυμάνσεις της τάσης. Σχήμα 1-7: Κύκλωμα σταθερής ισχύος αυτομετασχηματιστή (πηγή Philis) 1.1.19 Ρυθμιζόμενο Ballast (Dimming Ballast) Αυτού του είδους οι περιοριστές ρεύματος χρησιμοποιούνται σε φωτισμούς δρόμων. Εισάγοντας ή αφαιρώντας μια αυτεπαγωγή στο κύκλωμα περιορίζεται το ρεύμα έτσι ώστε να περιορίζεται και η ισχύς στο μισό διατηρώντας την ομοιομορφία στο φωτισμό και μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας. Σχήμα 1-8: Τυπικά κυκλώματα ρυθμιζόμενων ballasts λαμπτήρων Hg υψηλής πίεσης (πηγή Philis) 11
1.2 Ερωτήσεις - Θέματα Μελέτης 1. Χρησιμοποιώντας το σύστημα λήψης & επεξεργασίας δεδομένων αλλά και την σφαίρα ολοκλήρωσης Ulbricht συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα για τον λαμπτήρα υδραργύρου HQL 250W. Τάση τροφοδοσίας λαμπτήρα 230V. 2. t I Lam V Lam E Lux P Lam t I Lam V Lam E Lux P Lam (min:sec ) (A) (V) (klux ) (W) (min:sec ) (A) (V) (klux ) (W) 00:15 04:45 00:30 05:00 00:45 05:15 01:00 05:30 01:15 05:45 01:30 06:00 01:45 06:15 02:00 06:30 02:15 06:45 02:30 07:00 02:45 07:15 03:00 07:30 03:15 07:45 03:30 08:00 03:45 09:15 04:00 09:30 04:15 09:45 04:30 10:00 12
α) Να σχεδιαστούν οι γραφικές παραστάσεις του ρεύματος του λαμπτήρα (I Lam ), της τάσης του λαμπτήρα (V Lam ), της φωτεινής ροής του λαμπτήρα (ανάλογη της E Lux ) και της ισχύος του λαμπτήρα (P Lam ), συναρτήσει του χρόνου για ονομαστική τάση τροφοδοσίας χρησιμοποιώντας τις τιμές του προηγούμενου πίνακα. β) Να σχολιαστούν οι τιμές των μετρούμενων μεγεθών καθώς και οι γραφικές παραστάσεις τους. 3. Χρησιμοποιώντας το σύστημα λήψης & επεξεργασίας δεδομένων αλλά και την σφαίρα ολοκλήρωσης Ulbricht συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα για τον λαμπτήρα υδραργύρου HQL 250W. V in (V) I Lam (A) V Lam (V) E Lux (klux) P Lam (W) S Lam (Υπολογιστικά) PF Lam (Υπολογιστικά) 215 220 225 230 235 240 245 250 α) Να σχεδιαστούν οι γραφικές παραστάσεις του ρεύματος του λαμπτήρα (I Lam ), της τάσης του λαμπτήρα (V Lam ), της φωτεινής ροής του λαμπτήρα (ανάλογη της E Lux ) και της ισχύος του λαμπτήρα (P Lam ), συναρτήσει της τάσης τροφοδοσίας με βάση τον πίνακα. β) Να σχολιαστούν οι τιμές των μετρούμενων μεγεθών καθώς και οι γραφικές παραστάσεις τους. γ) Να εξηγηθεί η μεταβολή του χρώματος του παραγόμενου φωτός του λαμπτήρα που παρατηρείται από την έναρξη της λειτουργίας του μέχρι την σταθεροποίηση του. 13
4. Χρησιμοποιώντας το σύστημα λήψης & επεξεργασίας δεδομένων αλλά και την σφαίρα ολοκλήρωσης Ulbricht συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα για τον λαμπτήρα υδραργύρου HQL 400W. Τάση τροφοδοσίας λαμπτήρα 230V. t I Lam V Lam E Lux P Lam t I Lam V Lam E Lux P Lam (min:sec ) (A) (V) (klux ) (W) (min:sec ) (A) (V) (klux ) (W) 00:15 04:45 00:30 05:00 00:45 05:15 01:00 05:30 01:15 05:45 01:30 06:00 01:45 06:15 02:00 06:30 02:15 06:45 02:30 07:00 02:45 07:15 03:00 07:30 03:15 07:45 03:30 08:00 03:45 09:15 04:00 09:30 04:15 09:45 04:30 10:00 α) Να σχεδιαστούν οι γραφικές παραστάσεις του ρεύματος του λαμπτήρα (I Lam ), της τάσης του λαμπτήρα (V Lam ), της φωτεινής ροής του λαμπτήρα (ανάλογη της E Lux ) και της ισχύος του λαμπτήρα (P Lam ), συναρτήσει του χρόνου για ονομαστική τάση τροφοδοσίας χρησιμοποιώντας τις τιμές του προηγούμενου πίνακα. 14
β) Να σχολιαστούν οι τιμές των μετρούμενων μεγεθών καθώς και οι γραφικές παραστάσεις τους. 5. Χρησιμοποιώντας το σύστημα λήψης & επεξεργασίας δεδομένων αλλά και την σφαίρα ολοκλήρωσης Ulbricht συμπληρώστε τον παρακάτω πίνακα για τον λαμπτήρα υδραργύρου HQL 400W, V in (V) I Lam (A) V Lam (V) E Lux (klux) P Lam (W) S Lam (Υπολογιστικά) PF Lam (Υπολογιστικά) 215 220 225 230 235 240 245 250 α) Να σχεδιαστούν οι γραφικές παραστάσεις του ρεύματος του λαμπτήρα (I Lam ), της τάσης του λαμπτήρα (V Lam ), της φωτεινής ροής του λαμπτήρα (ανάλογη της E Lux ) και της ισχύος του λαμπτήρα (P Lam ), συναρτήσει της τάσης τροφοδοσίας με βάση τον προηγούμενο πίνακα. β) Να σχολιαστούν οι τιμές των μετρούμενων μεγεθών καθώς και οι γραφικές παραστάσεις τους. 15
1.2 Βιβλιογραφία: 1. Α. Τσακίρης, Φωτοτεχνία, Αθήνα 2004 2. Φ.Ι. Δημόπουλος, Φωτοτεχνία, Ηλεκτρικές συσκευές, εκδόσεις Φ.Δημόπουλου 3. Philis, LIGHTING MANUAL, 5η Έκδοση 1993 4. J. Krochmann, ON THE MEASUREMENT OF LUMINOUS FLUX WITH AN INTEGRATING SPHERE PHOTOMETER, June 1984 5. Φ. Τοπάλη, Φωτοτεχνία, εκδόσεις ΕΜΠ 6. Π. Νικολόπουλου, Φωτοτεχνία, εκδόσεις ΕΜΠ, 1985 7. Ι. Οικονομόπουλος, Θεωρητική και εφαρμοσμένη φωτοτεχνία, Εκδόσεις Philis 8. J. Favie, C. Damen, G. Hietbrink, N. Quaedfield, Lighting 9. C.I.E., Guide and calculations for interior lighting 10. www.oscram.gr 16