19. Параметры электрического сопротивления тела человека. Эквивалентная схема замещения.

См. работу №9.

21 – 23. Про шум.

См. работу №4.

24-25. Про вибрации.

См. работу №5.

26. Анализ и характеристики бесконтактных индукционных ламп и светодиодов (вопрос 33 про светодиоды – сюда же).

Индукционная лампа — электрический источник света, принцип работы которого основан на электромагнитной индукции и газовом разряде для генерации видимого света. Фактически представляет собой усовершенствованную модификацию люминесцентной лампы, основным отличием от которой является безэлектродная конструкция — отсутствие термокатодов и нитей накала, что значительно увеличивает срок службы.

Индукционная лампа состоит из трёх основных частей: газоразрядной трубки, внутренняя поверхность которой покрыта люминофором, магнитного кольца или стержня (феррита) с индукционной катушкой, электронного балласта (генератора высокочастотного тока). Возможны два типа конструкции индукционных ламп по виду индукции:

• Внешняя индукция: магнитное кольцо расположено вокруг трубки.

• Внутренняя индукция: магнитный стержень расположен внутри колбы.

Два типа конструкции индукционных ламп по способу размещения электронного балласта:

• Индукционная лампа с отдельным балластом (электронный балласт и лампа разнесены как отдельные элементы).

• Индукционная лампа с встроенным балластом (электронный балласт и лампа находятся в одном корпусе).

Электронный балласт вырабатывает высокочастотный ток, протекающий по индукционной катушке на магнитном кольце или стержне. Электромагнит и индукционная катушка создают газовый разряд в высокочастотном электромагнитном поле, и под воздействием ультрафиолетового излучения разряда происходит свечение люминофора. Конструктивно и по принципу работы лампа напоминает трансформатор, где имеется первичная обмотка с высокочастотным током и вторичная обмотка, которая представляет собой газовый разряд, происходящий в стеклянной трубке.

• Заявляемый производителями срок службы: 60 000—150 000 часов. Благодаря безэлектродному исполнению срок службы значительно выше, чем у традиционных электродных люминесцентных ламп (ЭЛЛ) и других газоразрядных ламп.

• Номинальная светоотдача: > 90 лм/Вт и при увеличении мощности лампы увеличивается световой поток, при этом снижается срок службы за счет повышенной эксплуатационной нагрузки.

• Производители заявляют высокий уровень светового потока после длительного использования. К примеру, после 60 000 часов наработки уровень светового потока по расчетам должен составлять свыше 70 % от первоначального (60000 часов=13 лет использования в 12 часовом режиме).

• Энергоэффективность: имеет большую эффективность по сравнению с лампами накаливания.

• Неограниченное количество циклов включения/выключения

• Номинальные напряжения: 120/220/277/347В AC, 12/24В DC.

• Номинальные мощности: 12—500 Вт.

• Отсутствие мерцаний: рабочая частота от 190 кГц до 250 кГц или единицы мегагерц в зависимости от моделей.

• Экологичность продукта: электромагнитное излучение индукционным элементом (свечения люминофора достигается за счет возбуждения энтропии электронов индукционным элементом по принципу излучателя микроволновой печи);специальная амальгама; содержание компактной ртути < 0,5 мг, что значительно меньше, чем в обычной ЭЛЛ.

Светодиод — полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении. Излучаемый свет лежит в узком диапазоне спектра. Его спектральные характеристики зависят во многом от химического состава использованных в нём полупроводников. Иными словами, кристалл светодиода излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона), в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр и где конкретный цвет отсеивается внешним светофильтром.

Вольт-амперная характеристика светодиодов в прямом направлении нелинейна. Диод начинает проводить ток начиная с некоторого порогового напряжения. Это напряжение позволяет достаточно точно определить материал полупроводника.

Современные сверхъяркие светодиоды обладают менее выраженной полупроводимостью, чем обычные диоды. Высокочастотные пульсации в питающей цепи (т. н. «иголки») и выбросы обратного напряжения приводят к ускоренному деградированию кристалла. Скорость деградирования также зависит от питающего тока (нелинейно) и температуры кристалла (нелинейно).

• Высокая световая отдача. Современные светодиоды сравнялись по этому параметру с натриевыми газоразрядными лампами[9] и металлогалогенными лампами, достигнув 160 люмен на ватт.

• Высокая механическая прочность, вибростойкость (отсутствие нити накаливания и иных чувствительных составляющих).

• Длительный срок службы — от 30000 до 100000 часов (при работе 8 часов в день — 34 года). Но и он не бесконечен — при длительной работе и/или плохом охлаждении происходит «отравление» кристалла и постепенное падение яркости.

• Малая инерционность — включаются сразу на полную яркость, в то время как у ртутно-фосфорных (люминесцентных-экономичных) ламп время включения от 1 с до 1 мин, а яркость увеличивается от 30% до 100% за 3-10 минут, в зависимости от температуры окружающей среды.

• Количество циклов включения-выключения не оказывают существенного влияния на срок службы светодиодов (в отличие от традиционных источников света — ламп накаливания, газоразрядных ламп).

• Низкая стоимость индикаторных светодиодов.

• Безопасность — не требуются высокие напряжения, низкая температура светодиода или арматуры, обычно не выше 60 °C.

• Экологичность — отсутствие ртути, фосфора и ультрафиолетового излучения в отличие от люминесцентных ламп.