Вольфрамово-галоидные и газоразрядные лампы.





Вольфрамовые лампы

Наряду с углеродными дуговыми лампами вольфрамовые лампы стали первыми источниками света, использующими электрическую энергию. Для нескольких поколений фотографов вольфрамовые лампы были единственным искусственным источником света. Фактическим излучателем света в вольфрамовых лампах является спиралевидная нить накаливания, изготовленная из специального тугоплавкого материала, например вольфрама (отсюда и название). Электрический ток, проходя через нить накаливания, нагревает ее до свечения. Чтобы не допустить сгорания нити, в стеклянной колбе не должно быть кислорода. Это достигается выкачиванием из колбы воздуха и замещением его инертным газом или азотом. Чтобы нейтрализовать остаточный кислород обычно применяется так называемый газопоглотитель — осажденные из газовой фазы щелочные металлы или сплавы тория-алюминия-серебра, которые поглощают, разлагают или химически связывают остатки воздуха и водяного пара. Чем выше рабочая температура нити накаливания, тем более критичным становится удаление воздуха и остаточного кислорода из колбы.

Вольфрамовые лампы преобразуют в свет только порядка 4—8 % потребляемой мощности, остаток преобразуется в тепло.

Стандартные бытовые лампы. Колбы обычных бытовых ламп являются вакуумными, с частичным добавлением азота. Для ламп с малыми колбами используется инертный газ криптон. Цветовая температура бытовых ламп — около 2800 К, срок службы — порядка 1000 часов.

Фотографические лампы типа B. Эти лампы, мощностью 250, 500 и 1000 Ватт работают с небольшим перенапряжением, вырабатывая свет с цветовой температурой 3200 К. Колба заполняется азотом, который часто обозначается в названии (напр. Nitraphot). Срок службы — от 50 до 100 часов.

Фотографические лампы типа S. Альтернативный тип ламп, создававшийся для любительской киносъемки. Вырабатывает свет с еще более высокой цветовой температурой, до 3400 К. Перегруженный режим работы требует заполнения колбы инертным газом. Эти лампы известны также под названием «широкоизлучатели», их срок службы составляет от 2 до 15 часов. Существуют также лампы типа S с синим покрытием. Лаковое покрытие действует как преобразующий светофильтр, чтобы повысить цветовую температуру до 5500 К, что соответствует средней цветовой температуре дневного света.

Лампы для фотоувеличителей.Большинство ламп накаливания, предназначенных для использования в фотоувеличителе, являются лампами типа B с цветовой температурой 3200 К. По сравнению с обычными лампами у этих ламп увеличена площадь нити накаливания и стекло колбы более матовое. Срок службы таких ламп составляет 50—100 ч, в зависимости от того, как часто они включаются и выключаются.

В настоящее время в некоторых увеличителях используются вольфрамо-галоидные лампы. Их конструкция такая же, как и у обычных ламп с нормальным напряжением.

Низковольтные лампы. Низковольтные лампы, работающие от напряжения 6, 12 или 24 В почти исключительно предназначены для использования в качестве прожекторных ламп. Их конструкция такая же, как и у обычных ламп с нормальным напряжением.

Распределение спектральной энергии.Если рассматривать основные спектральные диапазоны, свет ламп накаливания содержит (очень грубо) 1 часть синего, 2 части зеленого и 3 части красного. Будучи тепловыми излучателями, лампы накаливания вырабатывают свет с непрерывным спектром, и в силу этого, в высшей степени пригодны для цветной фотографии. Чтобы обеспечить соответствие цветовой температуры цветовому балансу используемой фотопленки можно использовать преобразующие фильтры. К сожалению, вольфрамовые лампы обеспечивают заявленную цветовую температуру только в начале срока службы. Даже при использовании тугоплавкого вольфрама небольшой объем массы нити испаряется при рабочей температуре порядка 3000 °С. На более холодной стеклянной колбе появляется темный осадок.

При этом нить становится тоньше, а следовательно ее сопротивление — больше. По мере эксплуатации лампы, ее свет становится более слабым, а цветовой баланс смещается в сторону красного. Фотографическая лампа, которая в начале срока службы обеспечивает цветовой баланс 3200 К постепенно снижает его до примерно 2600 К. Такое поведение ламп накаливания делает их ненадежным источником света для цветной фотографии, и заставляет фотографа периодически измерять спектральное распределение цветовым термометром. Потеря синей части спектра приводит к необходимости применения светофильтров, компенсирующих недостаток синего.

Вольфрамово-галоидные и газоразрядные лампы.

 

Гораздо более предпочтительными в этом аспекте являются вольфрамово-галоидные лампы. Использующийся для заполнения колбы инертный газ содержит примеси галогена (обычно йода). Вольфрам нити накаливания испаряется, и свободный вольфрам взаимодействует с галогеном, и образует галоидид вольфрама, который не осаждается на более холодной колбе лампы. Частицы галоидида циркулируют в колбе и при осаждении на нити накаливания разделяются на вольфрам и галоген. Нить накала, таким образом, восполняет потерянный вольфрам. Такое восстановление не только предотвращает осаждение на колбу лампы, но и поддерживает толщину нити накаливания примерно одинаковой на протяжении всего срока работы лампы.

Поэтому вольфрамово-галоидные лампы сохраняют постоянную силу света и постоянную цветовую температуру в течение всего срока службы. Для поддержания рециркуляции температура лампы должна быть относительно высокой — это достигается за счет уменьшения размеров лампы. При выключении лампы, для прекращения циркуляции галогена, температура должна оставаться высокой в течение небольшого периода времени. Поэтому при выключении вольфрамово-галоидной лампы сразу же выключайте вентилятор, охлаждающий лампу.

Типы галогенных лам. Вольфрамово-галоидные лампы, работающие от нормальной сети питания, могут иметь цилиндрическую, луковицеобразную или U-образную форму.

Цилиндрические галогенные лампы обычно располагаются горизонтально. В зависимости от типа, их потребляемая мощность составляет от 500 до 1000 Ватт, а строк службы — от 100 до 2000 часов. Цветовая температура — 3000—3400 К. Лампы луковицеобразной формы имеют один цоколь, в них может использоваться армированная нить. Срок службы таких ламп составляет примерно 15 часов, а цветовая температура — от 3200 до 3400 К.

Низковольтные лампы (цветовая температура 3200—3400 К) также оснащены цоколем с одной стороны, такие лампы используются для прожекторов или для моделирующего освещения электронных студийных фотовспышек. После выключения следует дать галогенной лампе остыть, обеспечив ее максимальную неподвижность. Любое встряхивание или вибрация в этот момент значительно сокращают срок службы лампы. Для безопасности осветительные приборы, использующие галогенные лампы оснащаются сверхбыстрыми плавкими предохранителями. При сгорании нити накаливания, ее частицы могут вызвать взрыв лампы и взрывное разбрасывание стеклянных фрагментов колбы.

Газоразрядные лампы. Второй, после вольфрамовых и вольфрамово-галоидных ламп — тепловых излучателей, производящих непрерывный спектр, распространенный способ вырабатывания света — излучение света за счет газового разряда. Здесь создается движение потока электронов от одного электрода к другому в разрядной трубке или сосуде. Электроны сталкиваются с атомами газа и кратковременно возбуждают электроны внешней оболочки последнего до более высокого энергетического уровня. При возврате на основную орбиту электроны испускают электромагнитное излучение.

В зависимости от применяемого газа или смеси газов, а также от давления и напряжения, это излучение обладает определенной длиной волны или сериями длин волны. В любом случае, такое излучение всегда дискретно.

Для цветной фотографии требуются газоразрядные лампы, спектральные линии которых расположены близко друг от друга и захватывают весь видимый спектр.

Ртутные лампы высокого давления. Эти газоразрядные лампы первоначально не предназначались для обычного освещения. В этих лампах внутри цилиндрического кварцевого источника, заполненного парами ртути, происходит электрический разряд между двумя электродами. Ртутные лампы обычно работают от сети переменного тока, напряжением 220 или 240 В, с последовательно включенными дросселями.

Большую часть излучения составляет ультрафиолетовый диапазон. Некоторые стеклянные колбы могут поглощать видимую часть УФ-излучения. Такие ультрафиолетовые газоразрядные лампы используются для научных целей и в индустрии развлечений, например, в освещении дискотек, где они стимулируют флуоресценцию.

Когда ультрафиолетовые лучи падают на флуоресцирующее вещество, последнее испускает видимый свет. Основной тип ртутных ламп дал начало разработке следующих специальных типов ламп:

Флуоресцентные ртутные лампы. Внутренняя поверхность трубки этого типа ламп покрыта флуоресцентным покрытием, которое преобразует УФ лучи, главным образом, в красное излучение. Видимое излучение, таким образом, состоит из длинноволновой составляющей ультрафиолетового диапазона и красноватой флуоресценции, которые вместе дают эффект белого света. Такой свет пригоден для нефотографических целей, таких как освещение улиц и прожекторное освещение зданий в ночное время суток. При использовании некоторых флуоресцентных материалов свет может включать спектральные линии в зеленом, желтом и красном диапазонах — как показано на диаграмме выше.

Флуоресцентные ртутные/лампы накаливания. Для третьего типа ртутных ламп высокого давления используется источник разряда в ртутной паровой среде под высоким давлением и вольфрамовая нить накаливания, установленная в эллипсоидной стеклянной колбе с внутренним флуоресцентным флуоресцентным покрытием. Производимый свет сочетает УФ излучение, получаемое в результате разряда паров ртути, флуоресценцию и свет нити накаливания. Получающийся свет дневного типа обладает привлекательным цветом. Однако использование таких источников света в цветной фотографии подразумевает значительные оговорки. Для этих ламп не нужны дроссели, они могут работать непосредственно от сети переменного тока, как обычные вольфрамовые лампы.

Поскольку свет таких ламп походит на свет обычной люминесцентной лампы, они редко используются для обычных целей.

Натриевые лампы. Эти газоразрядные лампы обычно работают от сети 220 В через трансформатор реактивного сопротивления утечки и стартер нагревателя. В отличие от некоторых ультрафиолетовых ламп натриевые лампы излучают очень яркий желтый свет (спектральные линии натрия расположены в области длин волны 590 нм) с высоким КПД. Такие лампы широко используются для уличного освещения. С оранжевыми фильтрами они также хорошо подходят для использования для освещения при черно-белой фотопечати.






Дата добавления: 2020-04-18; просмотров: 117;


Поделитесь с друзьями:

Вы узнали что-то новое, можете расказать об этом друзьям через соц. сети.

Поиск по сайту:

Введите нужный запрос и Знаток покажет, что у него есть.
Znatock.org - Знаток.Орг - 2017-2020 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.009 сек.