PANOU FUNCTIONAL CU CORPURI DE ILUMINAT
ELECTRICIAN DE INTRETINERE SI
REPARATII APARATURA ELECTROCASNICA
1
Argument
Corpurile de iluminat sunt componente ale instalatiilor electrice in care se monteaza lampi cu incandescenta, lampi fluorescente.
Conditiile tehnice generale pe care trebuie sa le indeplineasca constructia corpurilor de iluminat sunt date in STAS 8114/89.
Pentru realizarea tuburilor, in functie de necesitati, se au in vedere: materialul folosit, modul de racordare, protectia impotriva solicitarilor mecanice, aptitudinea de a fi indoite, compotrarea la temperature, caracteristici electrice (de izolare), protectia contra patrunderii corpurilor straine silode si lichidelor, rezistenta la substante corozive sau poluante, rezistente la actiunea radiatiilor solare.
Corpul de iluminat este un aparat care serveste la distribuirea , filtrarea sau transformarea lampilor, construit din toate piesele necesare pentru fixarea si protejarea lampilor, precum si pentru conectarea acestora la circuitul de alimentare.
Partile componente ale unui corp de iluminat pot fi grupate in doua parti, cu rol functional distinct: sistemul optic si armatura.
a) Sistemul optic cuprinde urmatoarele elemente:
-reflectoare, bazate pe fenomenul de reflectie
-refractoare, bazate pe fenomenul de refractie
-ecrane difuzate din substante translucide, care avand suprafata mare, acopera lampile din corp, reducand luminanta prin difuzie;
-filtre colorate
-gratare de ecrane din elemente opace sau translucide, dispuse pentru a masca lampile de vederea directa, sub un unghi determinat.
b) Armatura corpului-consta in ansamblul pieselor, in general metalice, care asigura:
-fixarea lampii si a sistemului optic
2
1.Echiparea si montarea corpurilor de iluminat
Corpul de iluminat
este un aparat electric destinat in principal distributiei si transmisiei
fluxului luminos emis de lampi. Acesta cuprinde elemente de fixare, elemente de protectie si de
alimentare cu energie electrica.
Corpul de iluminat are doua componente principale:
- sistemul optic: are ca scop redistribuirea fluxului luminos emis de lampi,
astfel incat pe o suprafata sa se obtina o iluminare
corespunzatoare. De asemenea, se va micsora luminanta exagerata a lampilor cu
ajutorul unor ecrane, sa scoata lampa din campul vizual. Este constituit din
elemente reflectante si transmitatoare de lumina.
- armatura: este confectionata din materiale metalice si are rolul de fixare a
lampii si al sistemului optic, de protejare fata de mediu, de a alimenta lampa
cu energie electrica sau de fixare a elementelor de aprindere si stabilizare a
descarcarilor, daca este cazul.
In general, corpurile
de iluminat sunt simetrice. Acestea pot avea simetrie
plana, in raport cu un plan sau cu 2 plane perpendiculare si simetrie
cilindrica (axiala), in raport cu o axa.
La sursele cu simetrie axiala
avem urmatoarele elemente geometrice:
- axa longitudinala;
- plane paralele respectiv perpendiculare pe axa de simetrie.
La sursele cu simetrie plana
avem:
- axa longitudinala;
- plan transversal, perpendicular pe axa de simetrie;
- doua plane longitudinale: vertical si orizontal.
La corpurile
de iluminat mai intalnim:
- centrul luminos, care reprezinta un punct conventional ales in interiorul
corpului de iluminat, ce serveste la calculul iluminarii si masurarii ei; este punctul cu cea mai mare
luminanta;
- axa optica, care reprezinta o dreapta ce trece prin centrul luminos si poate
avea una din urmatoarele directii: axa de simetrie (la sursele cu simetrie
axiala), intersectia planelor de simetrie (la sursele cu simetrie plana in
raport cu doua plane perpendiculare) sau o directie din planul de simetrie,
dupa intensitatea luminoasa maxima a sursei (la sursele cu simetrie plana fata
de un singur plan).
3
1.2 Corpurile de iluminat pentru lampi cu incandescenta
Sunt prevazute cu dulii la care se leaga conductoarele de alimentare. Pentru efectuarea legaturilor la dulia corpului de iluminat, se desizoleaza conductoarele pe o portiune de circa 10 mm., se curate si se pregatesc. Conductorul de faza se leaga la borna in legatura cu contactul din fundul duliei, iar conductorul de nul se leaga la borna in legatura cu armatura cu filet. Conductoarele de nul si faza au culori diferite. Dupa executarea legaturilor, suportul izolant pe care se afla bornele se introduce in interiorul carcasei metalice, apoi se blocheaza dulia cu surubul de fixare existent pe carcasa. Portiunile conductoarelor care ies din dulie se izoleaza.
Corpul de iluminat se racordeaza la circuitul de lumina dupa suspendarea pe plafon, avand grija ca lungimea conductoarelor sa fie sufficient de mare pentru ca dupa tragerea prin tije sa permita efectuarea legaturilor correct si aceasta sa poata fi mascate cu o masca de protectie. Corpurile de iluminat sau chiar duliile nu se atarna de conductoare, deoarece acestea se pot deforma sau se pot rupe.
Lampile cu incandescenta sau becurile se construiesc cu socluri filetate (socluri Edison) sau cu socluri baioneta. Soclurile baioneta nu se pot autodesface in conditiile existentei vibratiilor.
Caracteristicile generale ale corpurilor de iluminat sunt: tipul, tensiunea nominala si puterea lampii, protectia, tipul de dulie, gabaritul, masa.
In functie de tip deosebim corpurile de iluminat pentru instalatii interioare, cu armature impermeabile si etanse, portative de atelier si pentru constructii, plafoniere cu protectie antiexploziva.
Pentru iluminatul portative se folosesc numai corpuri de iluminat prevazute cu manere si socluri din materiale electroizolante, neinflamabile, nehigroscopice, rezistente la solicitari mecanice si prevazute cu cosuri protectoare aplicate peste bloburi de sticla opace sau mate.
Tensiunea de alimentare a lampilor folosite este de 24 V.
Iluminatul cu lampi incandescente prezinta avantajul unor instalatii usor de executat, culori calde, dar randamentul luminos si durata de exploatare sunt scazute, ceea ce duce la la costuri de exploatare mari.
4
4.2 Corpuri pentru iluminat fluorescente
Lampile fluorescente emit radiatii luminoase convertite de catre luminofor din radiatii ultraviolete puternice care caracterizeaza descarcarea in vapori de mercur.
Lampile fluorescente se prezinta sub forma unor tuburi lungi, de diametru mic, cu axa dreapta sau, mai rar circulara, sau in forma de U.
Luminoforul este construit dintr-un amestec de substante de baza (fluorescenta), substanta activatoare si fondant.Substanta de baza, care transforma lungimea de unda a radiatiilor, trebuie sa indeplineasca mai multe conditii: sa absoarba intreaga energie ultravioleta si sa o converteasca in energie lumunoasa cu randament cat mai mare; sa absoarba cat mai putina radiatie vizibila; sa aiba o inertie luminoasa mare, pentru a produce palpairea luminii (efectul stroboscopic); sa reziste bine efectelor ce au loc in cursul functionarii lampii; lumina emisa sa aiba o compozitie spectrala corespunzatoare. In prrezent, ca substante fluorescente se folosesc amestecuri potrivite de: silicati de zinc si de culori
5
intermediare: wolframati de magneziu si de calciu care emit lumina albastra; borat de catmiu cu fluorescenta rosiatica. Halogenofosfati (fosfati de fluorum clor si brom) dau direct lumina alba, cu randament ridicat.
SE executa intr-o gama larga, particularitatile de constructie, utilizare si montare, fiind simbolizata dupa cum urmeaza: C- corp de iluminat;
I- pentru interior
R- cu reflector din tabla;D- cu dispersor;
D- un dispersor;
G- gratar difuzant;
A- pentru montaj apparent;
II- pentru montaj interior ingropat;
S- pentru montaj suspendat;
SI- pentru montaj semiangrosati;
P- protejat contra uminitatiisi a prafului.
Simbolurile sunt insotite de doua grupe de numere: primul (01,02, etc) indica varianta de fabricatie, iar al doilea numar este format din trei cifre, care indica: prima cifra -numarul de lampi din corpul de iluminat; a doua si a treia cifra - puterea nominala a unei lampi.
Exemplu. Simbolul CI 140 are urmatoarea semnificatie: corp de iluminat interior, pentru o lampa cu puterea de 40 w. Nu exista mai multe variante constructive.
In figura 8.80 este este aratat un corp de iluminat fluorescent pentru lampi tubulare de joasa presiune. Pentru mediul normal se asigura o protectie IP-20.
Corpurile pentru iluminat fluorescent se echipeaza cu tuburi, ballast si staner.
Tubul fluorescent contine doi electrozi executati sub forma de filament 2 si plasati pe o lopatica 3 din sticla. Pe peretele interior al tubului 4 se aplica o substanta 5 numita luminofor. Substantele numite luminofori sunt caracterizate de fenomenul de fluorescenta care consta in transformarea radiatiilor vizibile in radiatii invizibile. Tubul mai este prevazut la capete cu o zona umpluta cu material isolator
6 si o placa izolatoare 7 in care se fixeaza contactele 1 ale electrodului de aprindere.
Pentru aprinderea tubului, corpurile de iluminat sunt prevazute cu dulii. In interiorul tuburilor se gasesc gaze ca: neon argon, krypton la presiune joasa.
Pentru iluminatul general se folosesc tuburi de tip LFA, cu puteri de 14, 20, 40 si 65 W, cu lumina de diverse culori.
Aprinderea lampii este asigurata de un starter (la varianta LFR lipseste starterul), iar functionarea stabile este asigurata cu ajutorul balastului.
Starterul contine un bimetal introdus dintr-un tub de gaz inert. La punerea sub tensiune, bimetalul parcurs de current se deformeaza prin incalzire si deschide circuitul care a produs si incalzirea filamentului. Simultan, tubul se amorseaza.
In figura 8.82 este aratat un starter, impreuna cu o dulie de starter. Starterele uzuale sunt de tip SLU 4-80, SLUA 4-20, sau SLA 40, SLA 65.
Balasturile figura 8.83 utilizate sunt montate impreuna cu starterele in interiorul corpului de iluminat. Condensatorul are rolul de a compensa factorul de putere.
Pentru iluminatul halelor industriale, dar si in spatii deschise (santiere, strazi, etc.)
6
se folosesc corpuri de iluminat care contin laloane fluorescente in care are loc o
descarcare electrica in atmosfera de vapori de mercur sau de sodium, de inalta presiune.Corpurile care sunt prevazute cu dulii, iar soclul baloanelor este mai mare decat al lampilor obisnuite.
1.3 Surse de lumina cu descarcari
Acestea sunt sursele folosite la reclame luminoase sau in iluminatul special (in platourile de televiziune, in tehnica de copiat etc.). Constau dintr-un tub de sticla la ale carui capete se afla electrozii. In interiorul tubului se gasesc fie gaze (neon, argon, cripton), fie vapori metalici (de sodium, de mercur).
Calitatea senzatiilor luminoase (culoarea) depinde de metalul ce se afla in tub.
Aceste lampi se leaga la retea prin intermediul unei bobine L numita si ballast, pentru a stabiliza descarcarea.
Lampile pentru reclamele luminoase, datorita distantei mari dintre electrozi, sunt alimentate cu tensiune inalta prin intermediul unui transformator.
7
2.Sisteme de iluminat
Prin sistem de iluminat se
intelege ansamblul corpuri
lor de iluminat, inclusiv lampile care
echipeaza corpurile, amplasate intr-un anumit mod, fie pe considerente
functionale, fie estetice, ansamblu care drept scop realizarea unui
microclimat luminos confortabil in vederea desfasurarii unei
activitati umane de munca fizica sau intelectuala.
Clasificare:
- in functie de locul de amplasare al corpului de iluminat:
Ø sisteme de iluminat interior: corpurile de iluminat sunt intr-o incinta inchisa;
Ø sisteme de iluminat exterior: corpurile de iluminat sunt afara;
- in functie de natura surselor de lumina:
Ø sisteme de iluminat cu lampi cu incandescenta;
Ø sisteme de iluminat cu tuburi fluorescente;
Ø sisteme de iluminat cu lampi cu vapori metalici de inalta presiune;
Ø sisteme de iluminat realizate cu lampi speciale;
Ø sisteme de iluminat normal care asigura desfasurarea in conditii normale a activitatilor umane atunci cand iluminatul natural este insuficient sau inexistent
Ø sisteme de iluminat de siguranta care asigura fie continuitatea lucrului, fie evacuarea incintei sau alte functiuni;
8
Instalatia unui candelabru:
2.Conductori electrici
1.1 Definitii si clasificari
Materialele
conductoare se caracterizeaza prin valori mari
ale conductivitatii. Materialele conductoare cu conductibilitate
electronica au valori ale conductivitatii: σ>105S/m. Conductia electrica
rezulta prin deplasarea dirijata a electronilor din banda de conductie, sub influenta campului electric
exterior. Astfel de materiale sunt metalele si
grafitul.
Materialele conductoare cu conductivitate ionica, sunt
electrolitii sau solutiile de acizi,
saruri sau hidrati. Conductia electrica este realizata
prin deplasarea dirijata a ionilor
pozitivi si negativi sub influenta campului electric exterior, rezultand un proces
electrochimic cu schimbarea compozitiei electrolitului si
separarea de electrozi a componentelor. Conductivitatea
acestor materiale este mai redusa decat a celor cu conductibilitate electronica.
Dupa starea de agregare, materialele conductoare se
clasifica in: conductoare solide (metalele), conductoare lichide (mercur,
electroliti) si conductoare gazoase (gaze supuse la tensiuni
superioare tensiunii de strapungere, sau plasma
care prezinta atat conductibilitate ionica, cat si
electronica).
1.2Functiile materialelor conductoare
Functia de conductie a curentului electric
Pentru indeplinirea functiei de conductie, este necesar ca materialul sa posede rezistivitate scazuta, rezistenta mecanica si la coroziune si sa existe posibilitatea de prelucrare prin laminare, trefilare, lipire sau sudare. Materialele utilizate frecvent sunt Cu, Al, Ag, Au si aliaje Cu-Zn (alama) sau Cu-Be, care prezinta elasticitate si rigiditate mecanica.
1.3Functia de limitare a curentului electric
Pentru indeplinirea acestei functii, este necesar ca materialul (utilizat la fabricarea rezistoarelor bobinate de putere) sa prezinte rezistivitate ridicata, maleabilitate si ductilitate, astfel incat sa poata fi obtinute prin trefilare diametre reduse, invarianta a proprietatilor si dimensiunilor intr-un domeniu larg de temperaturi si potential electrochimic cat mai apropiat de cel al cuprului din care sunt confectionate terminalele rezistoarelor, astfel incat tensiunea termoelectromotoare de zgomot sa fie redusa. Sunt utilizate aliaje Cu-Ni (constantan), Cu-Ni-Mn (manganina), Cu-Ni-Zn (nichelina), sau Ni-Cr-Al-Co (Kantal).
10
1.4. Starea de
supraconductibilitate
Starea de
supraconductibilitate este o stare ordonata a
electronilor de conductie, care consta in
formarea unor perechi slab legate de electroni, denumite perechi Cooper. Natura si originea
ordonarii a fost explicata de Bardeen,
Cooper si Schrieffer. Teoria BCS, care prezinta un nivel intrinsec
avansat, a devenit o baza importanta pentru dezvoltari
ulterioare. Mai multe efecte au furnizat dovezi impresionante pentru descrierea
starii fundamentale supraconductoare in baza teoriei BCS,
printre care cuantificarea fluxului magnetic printr-un inel supraconductor.
Teoria BCS a supraconductibilitatii
O interactiune atractiva intre electroni (interactiunea neta este mai putin repulsiva pentru starea supraconductoare decat pentru starea normala - conductoare), poate conduce la o stare fundamentala a intregului sistem electronic, care este separata de starile excitate printr-un interval de energie interzis.
In stare supraconductoare, spectrul energetic are o singura stare fundamentala separata de starile excitate printr-un interval de energie interzis ΔE 10-4EF; EF=nxeV.
Procesul are loc astfel: un electron interactioneaza cu reteaua si o deformeaza, cedand energie si emitand un foton. Daca frecventa fotonului (si energia lui) este mult mai mare decat frecventa proprie, de rezonanta, a ionilor din nodurile retelei, fotonul este absorbit de alt electron.
Se produce un schimb rapid de energie intre cei doi electroni, pentru ca al doilea electron "vede" reteaua deformata si se adapteaza pentru a "profita" de deformatie si a-si micsora energia. In modul acesta, cel de-al doilea electron interactioneaza cu primul electron prin intermediul deformatiei retelei. Daca micsorarea energiei corespunde unei interactiuni atractive intre cei doi electroni, superioara repulsiei electrostatice, se formeaza o pereche Cooper de electroni. Interactiunea este dinamica, iar frecventa fononului trebuie sa fie mult mai mare decat frecventa de rezonanta a ionilor din nodurile retelei, pentru ca energia sa nu fie absorbita de ionul din retea.
Electronii supraconductori, grupati in
perechi Cooper, au vectori de unda egali si de sens contrar, iar
spinii sunt opusi. Energia potentiala, de atractie a
starii BCS, actioneaza astfel incat micsoreaza energia
totala a starii BCS fata de starea Fermi. Starile
uniparticula sau unielectronice (ale starii normale conductoare) sunt
caracterizate prin vectori de unda si spini orientati in
doua sensuri diferite: , unde indicii vectorului k sunt valori particulare
ale vectorului de unda, conform unui cod sau conventii arbitrare.
Starile uniparticula
sunt ocupate in perechi, formand stari multiparticula: daca o
stare cu vectorul de unda este ocupata, atunci si starea este
ocupata, iar daca prima stare este vacanta si a doua stare
este vacanta.
Modelul teoretic al
supraconductibilitatii, cu bosoni ( , ), nu trebuie inteles
intr-un sens prea strict, intrucat interactiunea dintre electroni este
dinamica, iar in volumul
ocupat de o singura pereche Cooper, exista aproximativ 106 electroni. Teoria BCS se
aplica cel mai bine unui gaz de bosoni cu un numar foarte mare de bosoni pe acelasi orbital. Principiul de excluziune al lui Pauli, care stabileste ca doi electroni nu pot avea aceleasi valori pentru cele patru numere cuantice: azimutal, magnetic, principal si de spin, nu se aplica bosonilor, rezultand proprietatea fundamentala a starii BCS: se pot gasi
in aceeasi stare oricat de multi electroni supraconductori pe nivele energetice inferioare
11
benzii interzise. Aceasta stare se caracterizeaza printr-un grad de ordine mai ridicat si o
valoare mai mare
a entropiei, comparativ cu starea normala de conductie.
Probabilitatea de
imprastiere a electronilor in reteaua cristalina este
foarte redusa, iar electronii circula prin retea fara
ciocniri. Legatura de tip boson intre cei doi electroni din perechea
Cooper, este foarte slaba si poate fi usor distrusa prin
agitatie termica
Pentru T TSC, o
parte din electronii supraconductori escaladeaza banda interzisa ΔEi, trecand in zona electronilor normali
de conductie, iar pentru T>TSC, toti electronii sunt situati
in tona "n", fiind distribuiti pe defectele din retea.
In starea supraconductoare,
repartitia electronilor este modificata in raport cu repartitia
electronilor corespunzatoare starii conductoare, in sensul ca in
vecinatatea nivelului Fermi EF se formeaza o banda
interzisa de latime ΔEi 4kTSC, unde k este constanta lui Boltzmann, iar TSC este temperatura la
care este obtinuta starea supraconductoare. La temperaturi
superioare, dar apropiate de TSC, in regiunea "n" se gasesc electroni normali
de conductie, iar in regiunea "s" se gasesc electroni supraconductori
grupati in perechi Cooper avand energii inferioare electronilor normali.
TIPURI DE CORPURI DE ILUMINAT:
12
Bibliografie
1.Nicolae Mira, constantin Negus - Instalatii si echipamente electrice
2.Cartea electricianului instalator - Editura tehnica
3.Manual instalatii electrice - Editura didactica si pedagogica
13
