EEM 457 AYDINLATMA TEKNİĞİ VE PROJESİ DERSİ PROF. DR. CENK YAVUZ SAÜ MÜH FAK EEM HAFTA 6 KONVANSİYONEL IŞIK KAYNAKLARI Işık Kaynaklarından Beklenenler Genel olarak ışık kaynaklarında şu özellikler aranır. 1-Etkinlik faktörünün büyük olması 2-Ömrünün uzun olması 3-Şekil bakımından kararlı ve sarsıntıya dayanıklı olması 4-Işık renginin mümkün oldukça güneş ışığına yakın olması 5-İşletmenin basit olması Akkor Telli Lamba – Enkandesan Lamba 3 kısımdan oluşurlar. Işık yayan tel, havası boşaltılmış veya dolgu gazı ile doldurulmuş (asal gaz) cam balon, ışık yayan telden elektrik akımı geçmesini sağlayan başlık. İçindeki telden elektrik akımı geçmesi ile birlikte tel akkorlaşır ve ışık meydana gelir. Kullanmış olduğu enerjinin yaklaşık %99 u ısı enerjisi olarak kaybolurken %1 i ışığa dönüşür. Akkor Telli Lamba – Enkandesan Lamba AKKOR TELLİ LAMBA IŞIK SPEKTRUMU Akkor Telli Lamba – Enkandesan Lamba a)Kömür Telli Lambalar İçinde tel olarak kömürleştirilmiş selüloz bulunur. Lambasının ışık dağılım yüzeyi dönel simetriye sahiptir. En çok 2000 C° ye kadar ısıtılabilirler. Bunun üzerinde tel tozlaşır. En ekonomik çalışma şartlarında etkinliği 3-4 lümen /Watt’tır. Akkor Telli Lamba – Enkandesan Lamba b)Tungsten Telli Lambalar Günümüzde akkor telli lambaların %99 u tungsten tellidir.2500C° ye kadar ısıtılabilirler. Etkinlik faktörü lamba büyüklüğü ve tel kesitine göre 20 lümen/Watt’a kadar çıkabilir. Lamba içindeki tel çift helisel olarak sarılırsa etkinlik %20’lere kadar artar ve lamba boyutu küçülür. Dolgu gazı olarak kripton gibi ısı iletim katsayısı düşük bir gaz seçilirse K lambası denilen ışık verimi ve kalitesi daha yüksek lambalar elde edilir. ATL içine metal iyonları konulursa Tungsten halojen lamba elde edilir. Metal iyonları (Halojen metallerden elde edilen) ile tungsten parçacıklarının buharlaşan kısmı birleşerek 1400 C° üzeri sıcaklıklarda tekrar ayrışma yaparlar. Bu sayede başlangıç ışık akısı 2000 saat boyunca korunur. 5-2000 Watt ve 6050000 lümen aralıklarında 220 V ve 12 V ile çalışan çeşitleri vardır. Akkor Telli Lamba – Enkandesan Lamba AKKOR TELLİ LAMBA FİLAMENTİNİN YIPRANMASI YA DA KOPMASI Ark Lambaları İki elektrotu arasındaki boşalma sırasında elektrotlar akkor hale gelinceye kadar ısınan lambalardır. Projeksiyon ve projektör tekniğinde çok kullanılırlar. Parıltıları çok büyüktür ve noktasal işlev görebilirler. Günümüzde dış aydınlatmada çok az iç aydınlatmada hiç kullanılmaz. Kömür ve maden elektrotlu olarak çeşitleri vardır. Ekonomik ömürleri kısadır. Deşarj Lambaları Gazlar genel olarak yalıtkandır. Fakat enerji verilip serbest elektronlar üretilirse iletken hale geçerler. Verilen gücün büyüklüğü gazın cinsi, basıncı, kabın ve elektronların geometrik boyutları iletkenlik mertebesini değiştirir. Elektrik alanın etkisi altında serbest elektronlar anoda doğru hızla hareket ederler. Bu sırada gaz atomları ile çarpışırlar. Bu çarpışmada: 1) 2) 3) Elektronların hızları küçükse atoma çarpan elektronlar elastik olarak yansırlar ve enerji kaybı ısıya dönüşür. Elektronların hızları atomların uyarım gerilimine eşdeğer büyüklükte ise atoma çarpan elektron enerjisini atoma verir. Elektronların hızları atomların iyonizasyon gerilimine eşdeğer büyüklükteyse atom iyonize olur ve yeni parçacıklar oluşur. Bu süreç kendini tekrarlar. Deşarj Lambaları • Deşarj lambası içinde 3 farklı ışık bölgesi vardır. • Özellikle katot yakınında negatif ışık meydana gelir. Gece lambaları bu prensiple çalışır. • Negatif ışığın hemen ötesinde ışıksız karanlık bir bölge mevcuttur (Hitroff karanlık bölgesi). Gözümüz bu bölgeyi algılayamaz. • Tüp içinde iyonizasyon ve çarpışmalar sonucu görülen ışık pozitif ışık olarak adlandırılır. • Kısa bir genel tanıtım videosu – Link eklenecek Deşarj Lambaları Akım Sınırlayıcı Araçlar 1) Endüktif Balast 2) Kapasitif Balast: Tek başına kullanılırsa yüksek gerilim darbesi üretir. Endüktans bobini ile seri bağlı kondansatörden oluşur. 3) Kaçak Akılı Transformatör: Ateşleme gerilimi şebeke geriliminden yüksek lambalarda kullanılır. 4) Çift Endüktanslı Balast: Direk devreye sokulan flüoresanlı lambalarda kondansatör ile birlikte kullanılır. Elektrotları ısıtılarak yüksek gerilimle lamba tutuşmasını sağlar. 5) Transistör Doğrultmalı Akım Sınırlayıcılar: Doğru gerilimle beslenmesi gereken lambalarda kullanılır. 6) Elektronik Balastlar: Akım sınırlama işlemini elektronik devreler yardımıyla gerçekleştiren ve ilave özellikleri ileri modellerinde barındırabilen sürücülerdir. Deşarj Lambaları Ateşleme Araçları 1) Yardımcı elektrotlar: Ön boşalmanın gerçekleştiği yerdir. 2) İç ateşleme teli veya çizgisi: Patlayıcı yerlerde ön boşalmayı sağlar. 3) Dış ateşleme teli veya çizgisi: Elektrotları ısıtan yüksek gerilim ateşleme teli (starter, ignitron) Deşarj Lambaları DEŞARJ LAMBALARINDA ATEŞLEME ARAÇLARININ ÇALIŞMA PRENSİBİ Deşarj Lambaları A)Soğuk Elektrotlu Deşarj Lambaları (Işık Tüpleri) Y.G’ de pozitif plazma üretim prensibiyle çalışırlar. İki çeşidi vardır. 1)Azotlu ve Karbondioksitli Işık Tüpleri (Moore Işık Tüpleri) Azot kırmızımsı sarı renk, karbon yapay gün ışığı rengi sağlar.2000 V mertebesinde çalıştırılırlar. Etkinlikleri 1-3 lm/W arasındadır. 2)Asal Gazlı(Neonlu) Işık Tüpleri Mavi ışık verir,6000 V seviyesine kadar çalıştırılabilirler. Etkinlikleri 2,55 lm/W arasındadır. Deşarj Lambaları Deşarj Lambaları B)Kızgın Elektrotlu Deşarj Lambaları( Wehnelt Elektrotu) 1)Alçak Basınçlı Sodyum (Na) Buharlı Lambalar Tüp içinde oda sıcaklığında katı halde bulunan sodyum vardır. Tüpe az miktarda asal gaz da ilave edilmiştir. Boşalma önce asal gazla gerçekleşir. 250-300°C civarında Na buharlaşır, basınç azalır, tüp içinde iletken bir bileşikle kaplı tungsten elektrotlar vardır. Bunlar birbirine tutuşturma teliyle bağlıdırlar. Ön boşalma ana boşalmayı tetikler, tüp ısınır, Na tamamen buharlaşır, ışıklı plazma Na buharına geçer. Işık rengi altın sarısıdır. Renk geri verimi oldukça düşüktür. Bu nedenle şekil algısının önemli olduğu dış aydınlatma uygulamalarında kullanılması daha uygundur. Ø → 1800-33000 lm e →130-180 lm/W t → ~12000-15000 saat Deşarj Lambaları 2)Yüksek Basınçlı Sodyum Buharlı Lambalar Boşalma ve ateşleme için içinde cıva ve asal gaz bulunur. Çalışma sıcaklığı 700°C ile 5000°C arasında değişebilir. Işık rengi parlak, beyaz-sarıdır. Şehir içi, yol, cadde, sokak, meydan aydınlatmalarında şeffaf cam tüplü olanının kullanılması en uygundur. Ø → 1800-200000 lm e →90-130 lm/W t → ~10000 saat Deşarj Lambaları 3)Yüksek Basınçlı Cıva Buharlı Lambalar İçindeki cıva buharı ile termik yoldan ışık yayar. En iyi ışığını yaklaşık 5 dk sonra verir. Park, bahçe aydınlatmalarında kullanılması uygundur. Işık rengi soğuk beyaz-mavidir. Spektrumu 253 nm civarında, çift çizgi şeklinde bol miktarda mor ötesi ışık içerir. Deşarj Lambaları 4)Metal Halojen (Metal Halide) Lambalar Cıva buharlı lamba spektrumundaki boşlukları doldurmak için yüksek basınçlı cıva buharlı lamba içine metal iyonları konulursa bu lamba elde edilir. Ekonomik ömürleri kısadır. Işık renkleri gün ışığına çok yakındır. TV çekimi yapılacak spor aydınlatması, bina dış cephe aydınlatması gibi uygulamalarda, iyi ekranlanmış armatürlerle kullanılmalıdır. Dar açılı ve noktasal aydınlatma yapanları tercih edilir. Ø → 1600-200000 lm e →50-115 lm/W t → ~5000-10000 saat Deşarj Lambaları 5)Flüoresan Lambalar Yüksek basınçlı cıva buharlı lamba yerine alçak basınçlı kullanılırsa lamba mor ötesi ışınları daha da bol olan bir ışık yayar. Böylesi bir lambanın iç yüzeyine flüoresan madde sürüldüğünde mor ötesi ışınlar fotolüminesan ışınlanma ile görülebilir hale gelirler (Stokes Kuralı). Parıltıları düşüktür, bu nedenle bu lambalara çıplak gözle bakılabilir. Farklı renklerde flüoresan boyalar veya farklı özellikte flüoresan madde kullanılarak farklı renkte flüoresan lambalar elde edilir. Elektronik balastlarla kullanılmaları en uygundur. Ortamın sıcaklığından fazlasıyla etkilenirler. Ø → 1000-200000 lm e → ~80 lm/W t → ~5000-10000 saat Deşarj Lambaları • Elektronik balastı üzerinde olan kablo bağlantısı değil de duy bağlantısı ile tak çıkar özellikli olarak kullanılabilen kompakt , dairesel ve helezon olmak üzere yeni nesil çeşitleri mevcuttur.