Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng: Chương 2 - ThS. Nguyễn Cao Trí

Bài giảng Kỹ thuật chiếu sáng: Chương 2 cung cấp cho người học những kiến thức như: Phân loại nguồn sáng; Các loại đèn nung sáng; Các loại đèn phóng điện; LED, đèn cảm ứng; Thiết bị khởi động; Các mạch đèn huỳnh quang; Các mạch đèn phóng điện cao áp. Mời các bạn cùng tham khảo!

Trang 1

Chương 2: CÁC LOẠI NGUỒN SÁNG VIỆN KỸ THUẬT HUTECH

KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG

ThS Nguyễn Cao Trí

ThS Nguyễn Cao Trí

NỘI DUNG

2.1 Phân loại nguồn sáng

2.2 Các loại đèn nung sáng

2.3 Các loại đèn phóng điện

2.4 LED, đèn cảm ứng

2.5 Thiết bị khởi động

2.6 Các mạch đèn huỳnh quang

2.7 Các mạch đèn phóng điện cao áp

Các phương pháp tạo ra ánh sáng

Bình thường các điện tử trong nguyên tử ở mức cơ bản với năng lượng thấp

Khi nhận thêm NL, chúng nhảy lên mức NL cao hơn (NL kích thích)

Trong thời gian ngắn chúng trở về mức NL cơ bản và phát ra photon

Photon

E2

E1

Trang 2

Điện

tử kích thích

KT điện

KT quang

KT chất bán dẫn

KT nhiệt

Điện

tử kích thích

KT điện

KT quang

KT chất bán dẫn

KT nhiệt Tạo ra bởi dao động nhiệt của các hạt vật chất trong chất rắn khi bị nung nóng

(đèn sợi đốt)

Tạo ra bởi va chạm các hạt

mang điện được gia tốc

trong điện trường (đèn

phóng điện chất khí)

Tạo ra bởi sự hấp thụ photon (bức

xạ thứ cấp)

(đèn huỳnh quang)

Khi chuyển tiếp p-n của một số chất bán dẫn được đặt vào điện trường ngoài theo chiều thuận

sẽ phát photon (LED)

2.1 Phân loại nguồn sáng

CÁC LOẠI ĐÈN

ĐÈN SỢI ĐỐT

ĐÈN PHÓNG ĐIỆN

ĐÈN SỢI ĐỐT THƯỜNG

ĐÈN SỢI ĐỐT HALOGEN

ĐÈN HUỲNH QUANG

ĐÈN THỦY NGÂN

ĐÈN NATRI

ĐÈN METAL HALIDE

ĐÈN HUỲNH QUANG ỐNG

ĐÈN HUỲNH QUANG COMPACT

ĐÈN NATRI

ÁP SUẤT CAO

ĐÈN NATRI

ÁP SUẤT THẤP

ĐÈN LED

ĐÈN CẢM ỨNG

http://edisontechcenter.org/

5

6

7

8

Trang 3

• Đèn phát sáng do dòng điện đi qua dây tóc

• 1879: T.A.Edison: phát minh đèn sợi đốt

với dây tóc cacbon

• 1909: Sử dụng dây tóc hình lò xo làm bằng

volfram

• 1912 – 1913: xuất hiện loại đèn nung sáng

được nạp khí nitơ và khí trơ (Ar, Kr)

2.2 Các loại đèn sợi đốt

Đèn sợi đốt gồm sợi đốt bằng kim lọai chịu nhiệt đặt trong

bóng thủy tinh trong môi trường chân không hoặc khí trơ

2.2.1 Đèn sợi đốt thường

Vỏ bóng

Dây tóc

Râu đỡ

Chân đỡ

Dây dẫn

Lỗ hút khí Đui đèn

• Theo loại đèn: Kiểu B là đèn nung sáng chân không

Kiểu C là đèn nung sáng chứa khí trơ

• Theo hình dạng:

Phân loại:

• Theo kiểu đui: đui xoáy và đui ngạnh

• Theo mục đích sử dụng: đèn chiếu sáng chung,

đèn chiếu sáng chuyên dụng

Phân loại:

Trang 4

Statistics

*CRI 100 (best CRI possible)

*Color Temperature - comes in all variations,

but normally 2700 - 5000K

*Lumens per watt 8 - 24

*Lamp life: 750 - 1000 hrs (standard

household bulb)

life can be greatly extended by using the lamp

at a lower than normal voltage.

Common uses: used everywhere for almost

any application From 1-10,000 W.

Advantages:

*Great for small area lighting

*Good color rendering: CRI of 100 which is the best possible

*Cheap to produce

*No quantity of toxic materials to dispose of (like mercury,

toxic alloys, or semiconductors)

*Is easily used in strobe or dimming circuits

Disadvantages:

*Not energy efficient (90% of energy goes to heat, 10%

makes visible light)

*Traditional incandescent light bulbs are not useful for lighting

large areas It takes many to light a large area where as only

one HID lamp can light a large open area Halogen

incandescent is useful for this purpose but it is not covered

on this page

• Nhiều loại công suất, kích thước ứng với nhiều cấp điện áp khác nhau

• Không đòi hỏi thiết bị phụ

• Bật sáng tức thời

• Không phụ thuộc nhiệt độ môi trường

• Quang thông giảm không đáng kể khi bóng đèn làm việc gần hết tuổi thọ

• Giá thành rẻ

Các ưu điểm:

• Quang hiệu thấp < 20lm/W

• Tuổi thọ không cao < 2000 giờ

• Tiêu thụ năng lượng nhiều khi E cao

• Gây phát nóng

Các nhược điểm:

13

14

15

16

Trang 5

• Hiệu suất cao hơn 20% so với bóng sợi đốt thông thường

• Lớp tráng phản xạ tia hồng ngoại làm tăng hiệu suất lên

đến 25-30% so với bóng halogen thông thường

2.2.2 Đèn sợi đốt Halogen

• Sử dụng chiếu sáng những nơi

cần sự diễn sắc cao: cửa kính,

tiệm, tiền sảnh, salons, triển

lãm, trang trí, bể bơi…

Trong đèn ngoài khí trơ còn có khí thuộc nhóm halogen

• HALOSTAR STARLITE: áp suất thấp,

dùng để chiếu sáng trong công nghiệp,

dân dụng…

Công suất: 5, 10, 20, 35, 50, 75, 90W

Điện áp: 6, 12V

Một số loại đèn halogen:

• HALOSPOT: điện áp thấp, chóa nhôm,

dùng trong cửa hiệu, tủ kính…

Công suất: 20, 50W

Điện áp: 12, 24V

2.2.2 Đèn sợi đốt Halogen

• Ống thủy tinh

có tráng lớp bột huỳnh quang ở phía trong

2.3 Các loại đèn phóng điện

2.3.1 Đèn huỳnh quang

Là đèn phóng điện trong hơi thủy ngân áp suất thấp

• Điện cực làm bằng vonfram phủ lớp oxit để tăng khả năng bức xạ các hạt electron

• Hg và một ít khí trơ (Ar, Ne)

Trang 6

• Kinh tế

• Tuổi thọ cao

• Nhiều màu sắc

• Độ chói nhỏ

• Ít loại công suất khác nhau

• Cần các thiết bị phụ

• Kích thước phụ thuộc điện áp

và công suất

• Khó làm việc ở những nơi quá nóng hay quá lạnh

• Quang thông dao động và giảm sút nhiều (60%) ở cuối tuổi thọ

2.3.1 Đèn huỳnh quang

• Đèn huỳnh quang compact còn gọi là đèn tiết kiệm năng lượng

• Có thể thay trực tiếp đèn nung sáng mà không cần thay đui đèn

• Ballast đèn CF được tích hợp trong đui đèn

2.3.2 Đèn compact (CF)

1-Giới thiệu chung

• Phần bóng: bên trong chứa đầy khí:

Ar, hơi Hg, và Hg lỏng Thành trong phủ lớp mỏng hỗn hợp ba loại bột huỳnh quang khác nhau

• Phần đế: gồm các điện cực Ballast

bên trong đế điều khiển dòng điện và điện áp vào các cực bóng đèn

2- Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

21

22

23

24

Trang 7

Ánh sáng được tạo ra từ hỗn

hợp ba loại bột huỳnh quang phủ

bề mặt bên trong bóng đèn

Chúng phát ra ánh sáng nhìn thấy

được khi bị kích thích bởi các tia

bức xạ cực tím thoát ra từ nguyên

tử hơi thủy ngân

Nguyên lý hoạt động của nó như sau: Dưới

tác dụng của dòng điện, dây tóc kim loại nóng

lên, các điện tử thoát ra ngoài dây tóc và chạy

về cực đối diện Trên đường đi, chúng va

chạm với hơi thủy ngân, làm thủy ngân phát

xạ bức xạ cực tím Bức xạ này tác dụng với

bột huỳnh quang làm phát ra ánh sáng có

bước sóng dài hơn chẳng hạn như dải phổ

màu trắng.

• Tính thẩm mỹ cao

• Phù hợp với nhiều loại chao đèn nhỏ gọn.

• Tiết kiệm 80% điện năng tiêu thụ so với đèn sợi đốt cùng độ sáng

• Ít tỏa nhiệt trong quá trình sử dụng

• Bật sáng tức thị, ánh sáng không nhấp nháy

• Ánh sáng trung thực, tự nhiên

• Dễ dàng thay thế bóng đèn sợi đốt thông thường

Ưu điểm:

Nhược điểm:

Ưu điểm:

• Sử dụng thủy tinh không chì giúp cho thủy tinh có độ trong suốt, nâng cao hiệu suất phát quang, ngăn chặn tia tử ngoại có bước sóng < 320 nm, an toàn cho người

sử dụng, thân thiện với môi trường.

• Sử dụng viên Amalgam thay thế thủy ngân lỏng giúp kiểm soát tốt hàm lượng Hg trong bóng, nâng cao khả năng duy trì quang thông và đặc biệt thân thiện với môi trường

Trang 8

Mã sản phẩm Công

suất (W)

Quang Thông (2700/65 00K) (lm)

Tuổi thọ (h)

Nhiệt độ màu (K) Đầu đèn

Kích thước (mm)

Số lượng (cái/

thùng) Đường

kính bầu

Chiều dài bóng CFL 3UT4

1200/10

50 6000

2700/

6500 E27/B22 48 166 24 CFL 3UT4

15W 15 900/800 6000

2700/

6500 E27/B22 48 141 24 CFL 2UT4

11W 11 600/550 6000

2700/

6500 E27/B22 42 156 24 CFL

3UT3 20W 20

1200/11

50 6000

2700/

6500 E27/B22 44 166 24

CFL HST4 26W 26 1700/1600 6000 2700/ 6500 E27/B22 58 165 12

2.3.3 Đèn thủy ngân cao áp (TNCA)

Ngoài khí trơ (neon, argon) còn có hơi thủy ngân

Giá đỡ

Vỏ ngoài Lớp bột

huỳnh quang

Điện cực chính Điện cực phụ

Cột phóng điện

Điện trở Đuôi đèn

2.3.3 Đèn thủy ngân cao áp (TNCA)

Ưu điểm:

 Diễn sắc kém

 Chỉ làm việc ở điện xoay chiều,

 Cần phải có ballast

 Thời gian bắt sáng lâu

 Đèn chỉ bật sáng trở lại sau khi đã nguội

Quang hiệu cao, tuổi thọ lớn không chịu ảnh hưởng môi trường

Nhược điểm:

2.3.4 Đèn halogen kim loại

Cấu tạo giống TNCA & có hơi kim loại trong cột phóng điện

Tuổi thọ ngắn

Thời gian khởi động đèn tương tự TNCA

Đèn khởi động lại sau khi nguội (4-12 phút)

Công suất lớn, quang hiệu cao, chỉ

số màu cao, ánh sáng trắng

Nhược điểm:

Ưu điểm:

29

30

31

32

Trang 9

2.3.4 Đèn halogen kim loại

Model Công suất (W)

Dòng điện (A)

Đầu đèn

Nhiệt

độ màu (K)

Quang thông (lm)

Chỉ

số hoàn màu

Tuổi thọ (giờ)

Kích thước ØxH (mm)

Số lượng / thùng MH-TS

70W/7 42

70 0.98 G12 4200 5600 70 1000

0 22.5

x 89 12 MH-ED

250W/

642

250 3 E40 4200 21000 65 10000 91 x 221 12 MH-T

70W/6 42

70 0.98 E27 4200 5600 65 10000 39 x 156 12

2.3.4 Đèn halogen kim loại thế hệ mới

Model

Công

suất

(W)

Dòng điện (A)Đầu đèn

Nhiệt độ màu (K)

Quang thông (lm)

Chỉ số hoàn màu

Số lượng/

thùng CMH T

942/70W 70 0.98 E27 4200 5800 >90 15000 39 x 156 12

Ưu điểm:

- Sáng hơn 30% so với bóng đèn sử

dụng lõi quartz thông thường

- Tuổi thọ tăng 1,5 lần so với đèn

Metal Halide sử dụng lõi quartz

- Chỉ số hoàn màu cao Ra>90 cho

ánh sáng rực rỡ, trung thực tự nhiên

2.3.5 Đèn natri áp suất thấp

Đèn phát xạ ánh sáng màu da cam với phổ vạch 589 –

589,6 nm

Dùng chiếu sáng các đường hầm, bãi chứa, phòng ảnh,

hệ thống giao thông

Thời gian mồi đèn 5 – 10 phút

2.3.6 Đèn natri áp suất cao

Ở nhiệt độ trên 1000 o C, natri phát ra các vạch trong phổ nhìn thấy, ánh sáng trắng hơn.

Nhược điểm:

Ưu điểm:

Ứng dụng:

Quang hiệu cao (80 – 140 lm/w) Tuổi thọ lớn (24000 giờ) Chỉ số màu thấp Ra = 20 – 25, đối với loại ngoài trời

Những nơi đòi hỏi về cảm nhận màu sắc chính xác.

Công viên, trung tâm mua bán, đường phố, bãi thể thao…

Trang 10

odel

Công

suất

(W)

Dòng điện (A) Đầu đèn

Nhiệt

độ màu (K)

Quang thông (lm)

Số lượng/

thùng HPS.E-T

400W/22

0

400 4.6 E40 2000 55000 - 24000 47 x

285 12

LED

Model Công suất

(W)

Quang thông (lm)

Chỉ số hoàn màu Nhiệt độ màu (K) Tuổi thọ (giờ)

Kích thước Øx H (mm) LED

A50N/1W 1 45 75 6500 15000 50 x 91

LED PAR28

4W/120 4 340 80 Trắng/ vàng 25000 90 x 110

Đặc tính sản phẩm:

- Vỏ bóng làm bằng nhựa cao cấp

- Nguồn sáng chất rắn, có độ bền

cao, tuổi thọ dài

- Không sử dụng thủy ngân, không

tạo ra tia tử ngoại, không chứa hóa

chất độc hại, an toàn và thân thiện

với môi trường.

Ưu điểm:

- Hiệu suất cao, tiết kiệm điện

- Kiểu dáng nhỏ gọn, dễ dàng thay thế cho đèn sợi đốt và đèn Compact.

- Chất lượng ánh sáng cao, sang trọng và tiện nghi

Model

Công suất (W)

Điện áp nguồn (V)

Quang thông (lm)

Nhiệt độ màu (K)

Kích thước (m m) LED Tube

01 120/22W 22 150÷250 2200 80 5000 25000

ø26x121 2

• Ưu điểm:

- Hiệu suất sáng cao tới 100lm/W.

- Tuổi thọ dài lên tới 25000h, cao hơn 1,7 lần so với đèn huỳnh quang.

- Tiết kiệm điện.

- Không chứa thủy ngân và hóa chất độc hại, không phát ra tia tử ngoại và thân thiện môi trường.

- Dễ dàng lắp mới hoặc thay thế cho các bộ đèn huỳnh quang

37

38

39

40

Trang 11

Đèn cảm ứng

Ưu điểm

Hiệu suất phát sáng cao: 65-87 lm/W Chỉ số thể hiện màu cao: 80

Nhiều loại màu sắc (Tm = 3000 – 6500K) Ánh sáng không nhấp nháy

Tuổi thọ cao: 60000 – 100000 giờ

Hệ số công suất lớn: >0,95 Bật sáng tức thời

Trang 12

Nhược điểm

Giá thành cao

Ít chủng loại

Công suất giới hạn (<200W)

Không điều chỉnh được công suất

Kích thước lớn

Thanks!

45

46

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	1,53 MB