Что такое рефлектор в светильнике

Что такое рефлектор в светильнике

Лампы накаливания

Обычные лампочки, которые всем нам знакомы, и их главное преимущество – приятный цвет света, который они излучают. Цвета объектов, как правило, выглядят точнее под лампой этого типа. Лампочки накаливания тратят много электричества, так как производят и много тепла.

Лампы накаливания производят 8-12 люменов света на 1 Вт потребленной энергии. Чем мощнее лампа накаливания тем больше люменов света она производит на единицу потребленной мощности. Например, одна 100 Вт лампа дает практически ровно столько же света (1360 Люменов), сколько и две 60 Вт лампы (1420 люменов).

Неудобство этих ламп состоит в том, что эти лампочки неэффективны по современным стандартам и имеют относительно короткий срок службы (около 1000 часов). Лампы накаливания доступны в разнообразных формах и размерах и имеют целый ряд различных цоколей.

Матовая или прозрачная?

    Основной принцип выбора между матовымим и прозрачными лампами следующий:

  • Если у светильника прозрачные плафоны, используйте прозрачные лампочки
  • Если у светильника матовые плафоны, используйте матовые лампочки
  • В детской комнате используйте матовые лампочки. Малыши любят смотреть на светильник, а эти лампы дают более комфортный для детского глаза свет
  • В хрустальных светильниках , светильниках с большим количеством подвесок, кристаллов и других преломляющих свет деталей используйте прозрачные лампочки, так как яркая открытая спираль прозрачной лампы накаливания дает необходимую игру света
Люстры в лампами накаливания » Настенные c лампами накаливания » Торшеры c лампами накаливания »

Рефлекторные лампы

Рефлекторные лампы накаливания имеют посеребренную поверхность — это их единственное отличие от обычных ламп накаливания. Отражающая поверхность направляет свет в определенном направлении. Такие лампы обычно предназначены для светильников направленного света – спотов. Самые распространенные типы этих ламп R50, R63, PAR38.

Галогенные лампочки

Галогенные лампочки — лампочки с нитью накаливания, содержащие галогенный газ. Дают, как и лампы накаливания, очень привлекательный свет, который напоминает солнечный. Но они несколько эффективнее, чем лампы накаливания, так как производят на 20% больше света на потребляемую мощность и работают дольше, около 2000 часов.

Главным преимуществом галогенной лампы является ее маленький размер. Появление этой лампы позволило дизайнерам создать новые дизайны светильников и плафонов. Галогенная лампа типа GU10, с встроенным отражателем является самой распространенной лампой для встраиваемых светильников. И используется во многих светильниках направленного света (споты).

Появление мощных линейных галогенных ламп типа R7S, мощностью 300Вт, позволило создать класс торшеров, которые дают мягкое, приятное отраженное от потолка освещение, и освещают всю комнату. Основные типы галогенных ламп: G9, G4, R7S, GU10. Каждый тип выпускается в нескольких мощностях.

Люминесцентные лампы

Они же — энергосберегающие лампочки. Cодержат газ в трубке и не имеют нити. Они повсюду используются уже в течение многих лет и лучше известны как длинные белые трубы, которые обычно встречаются на потолках общественных заведений.

Новейшие технологии уменьшили размер и улучшили эффективность лампочек. Появились Компактные люминесцентные лампы, которые сейчас и называются в широком обиходе Энергосберегающие. Сейчас доступны множество различных форм и вариантов мощности лампочек.

Термин «Энергосберегающие» нужно относить и к другим типам ламп с низким энергопотреблением, таким как светодиодным.

Преимущества компактных люминесцентных ламп – низкое энергопотребление за счет выделения малого количества тепла — потребляют 20% энергии обычной лампочки, при таком же излучаемом световом потоке. Долгий срок службы, до 8000 часов.

Компактные люминесцентные лампы производят 50-60 люменов на Вт, в пять раз больше света на единицу потребленной мощности, чем лампы накаливания. Они идеальны для использования там, где свет должен быть включен в течение долгого времени. У многих ведущих производителей ламп доступны "теплые белые" лампы, с улучшенным цветом света. Цвет, цветовое впечатление, которые создает при работе люминесцентная лампа характеризуется параметром Цветовая температура. Единица измерения Кельвин.

    Для люминесцентных ламп цветовая температура разделена на такие основные категории:

  • Ниже 3300 К – белый, теплый свет
  • 3300-5000 К нейтральный свет
  • Свыше 5000 К «холодный» свет

Информация о цветовой температуре люминесцентных ламп размещается на их упаковке .

Читайте также:  Прививка старых яблонь весной

К минусам этого типа ламп нужно отнести их высокую стоимость и не такой приятный, как у ламп накаливания, свет. Так же, практически со всеми энергосберегающими люминесцентными лампами нельзя использовать диммер (реостат мощности). Лишь несколько ведущих мировых производителей ламп, в частности Philips, имеют в ассортименте несколько артикулов люминесцентных ламп, которые могут работать с диммерами.

За счет малого выделения тепла, энергосберегающие лампы можно использовать (если они подходят по размеру к плафону) для увеличения количества света от светильников. Например, люстра, рассчитанная на 5 x 40 Вт ламп накаливания = 200 Вт. Хотим от нее больше света. Более мощные лампы накаливания использовать не можем, так как имеем ограничение по мощности лампы в патроне. (От более мощной лампы патрон может оплавиться). Но если в этой люстре использовать пять энергосберегающих ламп, каждая мощность 20 Вт, то за счет того, что 20Вт энергосберегающая лампа дает света как 100Вт лампа накаливания, такая люстра будет давать света как люстра с 5*100Вт накаливания.

На популярной волне движения к снижению энергопотребления, современные производители уделяют сейчас большое внимание разработке и производству серий светильников, предназначенных специально к работе с энергосберегающими лампами и продающихся в комплекте сразу с такими лампами.

Светодиодные лампочки

Светодиодные лампы изготавливаются на базе светодиода.
Светодиод, это полупроводник, который преобразовывает электрический ток в свет. Основой светодиода является полупроводниковый кристалл. При прохождении электрического тока через этот кристалл возникает световое излучение. Цвет излучения может быть различным– зависит от состава кристалла. В светодиодах для бытового освещения используется полупроводниковый кристалл из нитрида галлия, этот кристалл дает синий цвет. Для получения белого света на кристалл наносится люминофор. Люминофор — сложная химическая субстанция, которая возбуждается светом кристалла и дает собственное излучение желтого света. При этом люминофор поглощает только часть света от полупроводникового кристалла, а часть пропускает. В результате смешения синего света от нитрида галлия, прошедшего через люминофор, и желтого света от люминофора, получается белый свет.

Светодиодные источники света имеют огромные преимущества перед всеми другими лампами:

  • Экономичность. Светодиоды преобразуют в световое излучение до 80% полученной электроэнергии. Световая отдача лучших современных светодиодов достигла 160 люмен на ватт мощности. Это почти в два раза больше, чем у энергосберегающих люминесцентных ламп и почти в двадцать раз больше, чем у лампочек накаливания.
  • Долгий срок службы — 50 тысяч часов и более. Это обеспечит работу светодиодной лампы порядка 20 лет без замены, при ее использовании 8 часов в сутки.
  • Высокая механическая прочность – в отличие от всех ламп, изготавливающихся из стекла, светодиод устойчив к внешним воздействиям.
  • Количество включений/выключений не оказывает никакого влияния на срок службы светодиода.
  • Малоразмерность, компактность – в отличие от обычных ламп, которым конструктивно необходима колба – светодиод представляет собой просто небольшую пластину. Малоразмерность светодиода открывает возможности по созданию новых типов светильников. Возможно, что расширяющееся применение светодиодов в бытовом освещении может изменить сам подход ко всем формам и видам светильников. Сейчас же, большая часть светодиодов для бытового освещения помещается внутрь ламп с привычными формами и со стандартным цоколем.

Распространение светодиодных ламп сдерживается только, пока еще, высокой ценой. Но цены на светодиоды снижаются каждый год и в ближайшем будущем, как предсказывают многие, все освещение в быту будет создаваться с помощью светодиодов.

Применение рефлекторов вместе с лампами для освещения аквариума

Для чего нужен рефлектор

Ответ достаточно простой — чтобы получить больше света без увеличения количества ламп. Например, хороший рефлектор может увеличить количество падаемого на поверхность воды света почти в два раза. С другой стороны, плохой рефлектор может испортить все дело — из-за перегрева люминесцентной лампы ее светоотдача резко падает.

Далее рассмотрены рефлекторы, используемые вместе с люминесцентными лампами. В качестве материала можно использовть алюминизированные рефлекторы. Например, специальное Альзак-покрытие имеет коэффициент отражения до 85%. В принципе, можно использовать и металлическую фольгу, коэффициент отражения которой равен — 60-70%.

Читайте также:  Правильное подключение розетки фаркопа

Также рассмотрены и так называемые рефлекторные (или апертурные) лампы, которые имеют отражающее покрытие на поверхности лампы.

к началу страницы

Моделирование различных конфигураций рефлекторов.

Для того, чтобы рассмотреть различные формы рефлектора, с точки зрения их оптимальности я провел моделирование на компьютере (используя, свою собственную программу для расчета осветительных систем — OptCom). Для моделирования был выбран мой аквариум, длиной 36" (91 см) и шириной 12" (30 см). Лампы были выбраны длиной 24" (61 см). Условно световой поток каждой лампы принимался за 1000 Лм. Коэффициент отражения зеркального рефлектора равен 80%. В зависимости от типа используемого материала, коэффициент отражения алюминированного рефлектора может доходить до 85% (обычное зеркало имеет коэффициент отражения около 90%). Для моделирования шероховатости материала рефлектора было принято, что отраженный свет рассеивается в пределах малого угла по косинусному закону и это рассеяние зависит от угла падения.

Учитывался только лишь свет, попадающий на поверхность воды. Потери на отражение от поверхности воды, рассеяние света и т.д. не учитывались. Следует отметить, что полученные данные не характеризуют эффективность рефлектора, которая будет выше, поскольку часть света, вышедшего из рефлектора, не достигает воды, из-за небольшой ширины аквариума. Это надо иметь в виду, поскольку часто изготовители рефлекторов дают значение эффективности рефлектора, т.е. количеcтва света, вышедшего из рефлектора.

Светораспределение на поверхности воды не учитывалось. Например, иногда желательно иметь равномерную освещеность по поверхности или, наоборот, иметь больше света спереди.

Тщательной оптимизации рефлекторов не производилось, поэтому можно ожидать, что при дальнейшей оптимизации можно получить 5-10% эффективности. Однако, из-за погрешностей изготовления рефлектора, ошибки в положении ламп, относительно рефлектора, вариации в световом потоке ламп, которые могут достигать 10%, зависимость светоотдачи ламп от температуры, питающего напряжения и т.д. данная оптимизация представляется нецелесообразной.

Различные рефлекторы дают световой поток с различными углами падения к поверхности воды. Для минимизации потерь на отражение следует стараться, чтобы угол падения был как можно ближе к 90 градусам. С другой стороны, если поверхность воды находится в движении, например фильтр или компрессор создают волны, то такая оптимизация не имеет особого смысла.

Я промоделировал стандартные лампы диаметром T12 и T5, для ламп диаметром T8 результат будет где-то посередине. Лампы полагались излучающими равномерно по длине и с поверхностью излучающей по закону Ламберта (кто не знает этого, вполне могут пропустить). Свет попадающий обратно в лампу переизлучается с эффективностью 10% (в реальности, наверное, еще меньше). Лампы размещались на высоте 8 см от поверхности воды.

Никакой зависимости температуры ламп от их взаимного расположения не учитывалось. хотя этот фактор очень важен, поскольку при нагревании ламп их эффективность падает.

Было промоделировано 4 типа рефлекторов. В таблице приведены округленные значения светого потока. Конфигурации рефлекторов даны на рисунках ниже.

1620 (лампы близко к друг другу)
1770 (лампы далеко друг от друга)

1860 (лампы близко к другу)
2240 (лампы далеко друг от друга)

Из этого можно сделать следующие выводы:

  • Как и следовало ожидать, при отсутствии рефлектора, количество света, попадающего на поверхность воды, определяется углом между направлениями на края аквариума и с вершиной в лампе u=2 atan (15/8) = 124° . Количество света равно (лампа излучает в полный угол 360°) 124/360 = 34%. Эффективность не зависит от количества и диаметра ламп, при условии, что лампы размещены примерно посередине. Если разместить лампы близко к краю, то часть светового потока будет теряться.
  • Не имеет смысла использовать много ламп, особенно большого диаметра. При расположении их близко к друг другу теряется много света, при этом они нагреваются, что приводит к еще большим потерям.
  • Использование даже самого простого рефлектора приводит к увеличению полезного светового потока почти вдвое. Поэтому лучше использовать меньшее количсетво ламп, но с рефлектором.
  • Самый "хороший" рефлектор ненамного (10-20%) лучше самого плохого.
  • Моделирование показало, что если рефлектор расположен невысоко над водой, то использование диффузного рефлектора (покрытого белой краской с коэффициентом отражения 0.8 — 0.9) приводит к снижению его эффективности на 10-15% при 1-2 лампах и к намного большим потерям при 3-4 лампах.
Читайте также:  Схема подключения блока питания к материнской плате

Если рассматривать эффективность рефлектора совместно с водой в аквариуме, то различные рефлекторы отличаются эффективностью, но этот вопрос тут не рассматривается (это несложно, но в другой раз)

Полукруглый рефлектор. На самом деле — это форма не круглая, а достаточно сложный профиль — параболический или гиперболический

Во первом случае свет, излученный левой лампой, из-за близости верхней поверхности рефлектора, отражается во вторую лампу. Во втором случае, свет проходит мимо второй лампы. Помиомо этого, близкое расположение рефлектора вызывает перегрев ламп и снижение их светоотдачи.

Если пренебречь конечностью длины лампы и считать ее бесконечно длинной, то задача проектирования рефлектора сводится к двумерной, которая достаточно хорошо изучена.

Такой рефлектор лучше предыдущих, поскольку лучи, излучаемые вверх, не отражаются обратно в лампы, а как бы "огибают" их.

В итоге, можно сделать вывод:

Если вы не гонитесь за последними 5% (как известно, последние 5% требуют 95% усилий), то принципиального значения форма поверхности рефлектора не имеет. Любой "хороший" рефлектор будет давать примерно одинаковое количество света. Вариации в световом потокое ламп, положения ламп относительно рефлектора и т.д. делают дальнейшую оптимизацию не имеющей особого смысла.

Изготовление рефлектора

Рефлектор для лампы достаточно несложно изготовить самому. Если у вас нету материала с отражающим покрытием, то каркас можно изготовить из пластика, дерева и обклеить фольгой. Помните о том, что температура на поверхности рефлектора может быть достаточно высокой и вам необходимо обеспечить вентиляционные отверстия и не использовать легковозгораемые пластики и т.д.

Как было показано выше, форма рефлектора, особенно для одной-двух ламп не имеет принципиального значения, поэтому любая "хорошая" форма будет иметь примерно одинаковую эффективность в пределах 10-15%. Под "хорошей" формой понимается та форма, у которой число отражений не более одного и возврат лучей в лампу минимален. на рисунке предствалено двумерное сечение рефлектора. Видно, что высота рефлектора должна быть такой, чтобы все лучи выше того, который идет от лампы в край аквариума (или другую точку на воде), перехватывались рефлектором. Задавшись примерным направлением отраженного граничного луча (например, вниз или под углом), можно построить перпендикуляр к поверхности рефлектора в этой точке (точка 1 на рисунке). Аналогично определяется перпендикуляр и в точке 2. рекомендуется взять еще несколь точек, для проверки, чтобы не получилась ситуация, изображенная на точке 3, где отраженный луч не идет вниз. После этого можно либо сделать многоугольный каркас, либо построить плавную кривую и по шаблону выгнуть рефлектор. Не следует размещать верхнюю точку рефлектора близко к лампе, поскольку лучи будут попадать обратно в лампу. К тому же лампа будет греться.

Такой самодельный рефлектор будет иметь эффективность ненамного хуже фирменного.

к началу страницы

Использование рефлекторных ламп

Это можно понять, если предположить покрытие зеркально отражающим (для диффузного покрытия результат получается аналогично фотометрическому шару).

В таком случае, часть света, сгенерированного лампой, которая вышла из апертуры при первом проходе, полагая лампу бесконечно длинной:

F1 = F w, где w = w/360° — относительная площадь апертуры лампы. Часть потока отразится обратно — (F-F1) = u F. где u=1-w

Полагая коэффициент отражения и коэффицицент потерь при прохожении через лампу- r, получим, что при втором проходе количество света, вышедшее через апертуру равно: F2 = r u F w, а отразится обратно: r u 2 F

После второго отражения, через апертуру выйдет свет: F3 = r 2 u 2 F w. И так далее, в итоге получается бесконечная геометрическая прогрессия, сумма которой равна:

Положим коэффициент отражения r=0.8 и определим эффективность такой лампы:

Как и следовало ожидать, эффективность такой лампы не слишком высока. Иначе потери света можно обьяснить тем, что чем меньше апертура лампы, тем больше свет "бегает" внутри лампы, отражаясь от зеркального покрытия.

Из этого можно сделать вывод, что рефлекторная лампа по своей эффективности примерно равна обычной лампе с внешним рефлектором

Ссылка на основную публикацию
Что такое оптоволокно интернет
По мнению специалистов, на ближайшие несколько лет наиболее эффективную передачу данных в Сети будет обеспечивать оптоволокно, и мы будем пользоваться...
Что приготовить в походе на костре рецепты
Приближается лето - пора отпусков, солнечных выходных и отдыха вдали от цивилизации. Все популярней становятся туры выходного дня, куда-нибудь подальше...
Что приготовить из икры горбуши в домашних
Всем большой привет, дорогие мои читатели и подписчики! Довелось мне как-то разделывать купленную горбушу, готовила ее в мультиварке. И каково...
Что такое пажитник фото
Что это за растение, где оно встречается и как растет Пажитник – трава, хорошо известная всем кулинарам, потому что входит...
Adblock detector