SAMOCHODOWE ŹRÓDŁA ŚWIATŁA.pdf

SAMOCHODOWE Ź RÓDŁA Ś WIATŁA

Obecnie na rynku jest dostępnych wiele typów Ŝarówek samochodowych. Wielu kierowców

lubi udoskonalać oświetlenie swojego samochodu, zakładając do reflektorów „lepsze”, ale i

droŜsze Ŝarówki. Jednak taka wymiana czasem nie daje spodziewanych wyników, często

drogie Ŝarówki szybko się przepalają, nie dają wcale lepszego oświetlenia drogi, albo

oślepiają innych uŜytkowników dróg, co moŜe powodem wypadku, konfliktów z innymi

kierowcami zatrzymania przez policję i konsekwencji finansowych. Aby zrozumieć

parametry Ŝarówek samochodowych warto zapoznać się z pojęciami związanymi ze światłem,

technika świetlną i parametrami Ŝarówek.

Ś wiatło widzialne jest promieniowaniem elektromagnetycznym o długości fal zawartych w

przedziale od 380 do 780 nm (nanometrów). Oko ludzkie potrafi rozróŜniać fale o róŜnej

długości, zawartej w tym przedziale, odbierając to jako barwę światła. Najkrótszym falom

odpowiada barwa fioletowa, najdłuŜszym barwa czerwona. Czułość oka jest róŜna dla

róŜnych barw. Największa czułość występuje w dzień dla barwy zielonoŜółtej, natomiast w

nocy dla zielonej.

Najlepsze właściwości dla ludzkiego wzroku mają źródła światła dające światło o widmie

zbliŜonym do światła słonecznego, czyli białe. Podczas mgły, deszczu, śniegu

najkorzystniejsze do oświetlenia drogi przed samochodem jest światło Ŝółte, poniewaŜ ulega

najmniejszemu rozpraszaniu i poprawia kontrast widzenia. Natomiast ogólnie bardzo

niekorzystne jest światło niebieskie. Ze względu na małą długość fal ulega znacznemu

rozpraszaniu, powodując mniejszy kontrast widzenia. Daje ono więc wyraźnie gorsze

oświetlenie drogi, niŜ światło białe oraz powoduje oślepianie kierowców jadących z

przeciwka, gdyŜ czas adaptacji ludzkiego oka do światła niebieskiego jest znacznie dłuŜszy,

niŜ np. do światła Ŝółtego.

Wskaźnikiem barwy światła jest temperatura barwowa podawana w K (kelwinach). Jest to

temperatura ciała doskonale czarnego, wysyłającego światło o danej barwie.

) jest mocą promieniowania świetlnego wysyłanego przez źródło

światła, ocenianą według wraŜenia wzrokowego. Jednostką strumienia jest lm (lumen).

Odpowiada on mocy równej w przybliŜeniu 1/670 W dla światła o barwie zielonoŜółtej (555

nm).

Przykładowe typowe wartości strumienia świetlnego dla róŜnych źródeł światła są

następujące:

Ź ródło ś wiatła

, [lm]

śarówka do latarki 3,5V/0,2A

5,6

śarówka rowerowa 6V/2,7W

śarówka samochodowa R2 45/40 W

700/450

śarówka samochodowa H4 60/55W

1750/1000

śarówka samochodowa H1 55W

1550

Samochodowa lampa ksenonowa D1

3000

Ś wiatło ść (I) jest gęstością przestrzenną promieniowania świetlnego w danym kierunku. Jest

ona stosunkiem strumienia świetlnego wypromieniowanego w danym kierunku do kąta

przestrzennego, wyraŜonego w sr (steradianach) obejmującego ten kierunek. Jednostką

światłości jest cd (kandela, „ ś wieca” ). Światłość jest wielkością wektorową.

Strumie ń ś wietlny (

Światłość jest ona stosowana do podawania charakterystyk promieniowania źródeł światła

(opraw oświetleniowych), gdyŜ promieniowanie to jest zwykle niejednorodne w róŜnych

kierunkach.

Luminancja (L) jest stosunkiem światłości źródła światła w kierunku patrzenia do

powierzchni rzutu ciała świecącego na płaszczyznę prostopadła do tego kierunku. Jednostką

luminancji jest cd/m 2 czyli nit.

Luminancja (czyli jaskrawość) charakteryzuje subiektywne odczuwanie wraŜeń świetlnych

przez oko ludzkie. Zbyt duŜa luminancja jest nieprzyjemna dla wzroku, powoduje oślepianie i

dlatego zmniejsza się ją, np. stosując Ŝarówki ze szkła mlecznego, co powoduje zwiększenie

powierzchni świecącej.

Nat ęŜ enie o ś wietlenia (E) jest stosunkiem strumienia świetlnego padającego prostopadle na

powierzchnie oświetlana, do tej powierzchni. Jednostką natęŜenie oświetlenia jest lx (luks),

czyli lm/m 2 .

NatęŜenie oświetlenia jest podstawową wielkością w technice świetlnej. Charakteryzuje ono

ilość światła padającą na powierzchnię oświetlaną, albo inaczej jasność powierzchni

oświetlanej. Maleje ono wraz z kwadratem odległości od źródła światła, czyli np. w

odległości 20 m będzie ono 4-krotnie mniejsze, niŜ w odległości 10 m od źródła. Jest

proporcjonalne do cosinusa kąta padania promieni świetlnych na daną powierzchnię –

maksymalne natęŜenie oświetlenia występuje, gdy światło pada prostopadle do powierzchni

(czyli pod kątem 0°).

Rozkład natęŜenia oświetlenia drogi (światło mijania) samochodowym reflektorem

prostokątnym z Ŝarówką H4 (z lewej) i soczewkowym z Ŝarówką H1 (z prawej) przedstawia

poniŜszy rysunek:

Rodzaje samochodowych ź ródeł ś wiatła

śarówki są nadal najpopularniejszym źródłem światła, stosowanym w samochodach. Źródłem

światła jest w nich Ŝarnik wykonany z drutu wolframowego i umieszczony w bańce szklanej

wypełnionej gazem. Zwykłe Ŝarówki są wypełniane argonem, natomiast halogenowe

(oznaczane literą H w symbolach) gazem, zwanym halogenem, powstałym ze związków jodu

i bromu. Dodatek ten pozwala na podwyŜszenie temperatury Ŝarnika, co daje bielsze i

jaśniejsze światło. W latach 90-tych XX wieku pojawiły się lampy wyładowcze D1

wypełnione ksenonem (stąd nazwa „ksenony”). Źródłem światła jest w nich łuk elektryczny,

palący się pomiędzy dwoma elektrodami. Do zapłonu tego łuku potrzebne jest wysokie

napięcie o wartości 6...12 kV, natomiast do podtrzymania wystarczy napięcie 85 V. Lampa

taka pobiera tylko ok. 35 W mocy i daje 3-krotnie większy strumień świetlny, niŜ Ŝarówka H4

(światło mijania), o barwie zbliŜonej do światła dziennego. PoniewaŜ zdecydowana

większość samochodów wyposaŜona jest w Ŝarówki, świecące Ŝółto w porównaniu ze

światłem dziennym, natomiast ulice oświetlone są przewaŜnie lampami sodowymi, dającymi

światło o barwie zbliŜonej do pomarańczowej, „ksenony” w samochodach w nie

wyposaŜonych sprawiają wraŜenie świecenia na niebiesko bądź fioletowo. Lampy ksenonowe

wymagają specjalnych przetwornic zasilających, oraz (na podstawie obowiązujących m.in w

Polsce przepisów, ze względu na moŜliwość oślepiania silnym światłem kierowców jadących

z przeciwka ) reflektorów wyposaŜonych w układ automatycznego poziomowania i

urządzenie czyszczące szkła (spryskiwacz lub wycieraczki). Wszystko to sprawia, Ŝe

oświetlenie ksenonowe jest bardzo drogie i stosowane na razie w niewielu modelach

samochodów. Inną nowością jest zastępowanie Ŝarówek w lampach sygnalizacyjnych (światła

pozycyjne, światła stop) diodami LED. Pobierają one niewielką moc z porównaniu z

Ŝarówkami dającymi ten sam efekt świetlny, zapalają się o ułamek sekundy szybciej (co ma

znaczenie w lampach stop) i są bardzo trwałe.

Porównanie oświetlenia drogi reflektorami z Ŝarówkami halogenowymi (z lewej) oraz

ksenonowymi (po prawej) przedstawiają fotografie:

Parametry i własno ś ci Ŝ arówek

Termin

Opis

Napięcie nominalne

Napięcie przy którym Ŝarówka jest uŜywana, np. 6V, 12V , 24V

Napięcie znamionowe

Napięcie, na jakie została zaprojektowana Ŝarówka. Dla Ŝarówek reflektorowych

przeznaczonych do samochodów osobowych wynosi ono 13,2 V

Strumień świetlny

Moc promieniowania świetlnego („ilość światła wychodzącego poza Ŝarówkę w

róŜnych kierunkach”)

Wydajność świetlna

(sprawność)

Stosunek strumienia świetlnego Ŝarówki do mocy elektrycznej [lm/W]

ZuŜycie lumenów

Wskaźnik wydajności światła Ŝarówki uŜywanej w porównaniu z nową

Pomiar dokonany po 75% określonej (T c ) trwałości Ŝarówki

WyraŜony w procentach początkowego strumienia

Przykład: zaŜycie lumenów = 60%, co oznacza, Ŝe uŜywana lampa daje

40% mniej światła niŜ nowa lampa

Trwałość

Czas, który upływa od momentu przepalenia skrętki i braku emisji światła (B3 =

35, T c = 63.2% uszkodzonych Ŝarówek). Trwałość Ŝarówek halogenowych wynosi

od kilkuset do ponad tysiąca godzin, ale np. firma Philips zaleca wymianę Ŝarówek

co 2 lata, lub co 50000 km.

), mocy (P) i temperatury barwowej (Tc) Ŝarówek

halogenowych od napięcia zasilającego U. ZaleŜności podane są w procentach,

w odniesieniu do napięcia 13,2 V.

ZaleŜność trwałości Ŝarówek halogenowych od napięcia zasilającego, podana w

procentach trwałości dla napięcia 13,2 V.

Z wykresów widać, Ŝe trwałość Ŝarówek silnie zaleŜy od napięcia zasilającego. Zmiana

wartości napięcia tylko o 5% powoduje około dwukrotną zmianę Ŝywotności Ŝarówek.

Dlatego ten sam typ Ŝarówki stosowany w róŜnych samochodach (gdzie napięcie w

instalacjach wynosi np. 13,8V i 14,4V) moŜe wykazywać bardzo róŜną trwałość. Ponadto

Ŝywotność Ŝarówek maleje, gdy samochód jest eksploatowany na wyboistych drogach

(wstrząsy podczas jazdy). TakŜe strumień świetlny Ŝarówek zaleŜy dość mocno od napięcia,

dlatego nawet małe spadki napięcia w instalacji elektrycznej samochodu, np. spowodowane

brudnymi, zaśniedziałymi połączeniami (klemy akumulatora, konektory Ŝarówek, połączenia

alternatora) mogą osłabiać jasność świecenia reflektorów (zauwaŜalne w nocy).

Regulacje Europejskie ECE

Regulacje ECE (Europejskiego Komitetu Elektrotechnicznego) zapewniają

bezpieczeństwo w ruchu drogowym.

ZaleŜność strumienia (

Wszystkie wymienne Ŝarówki uŜywane jako oświetlenie zewnętrzne pojazdów muszą

być zgodne z regulaminem 37 (R37) ECE. śarówki uŜywane wewnątrz pojazdu nie

muszą posiadać homologacji na zgodność z R37.

śarówki wymienne, które nie mają homologacji nie są dopuszczone do stosowania w

reflektorach samochodowych i światłach sygnalizacji w normalnym ruchu drogowym

w Europie.

Wszystkie rodzaje (światła reflektorowe, sygnalizacyjne i Ŝarówki), które posiadają

homologację ECE są oznaczone znakiem E (E1, E2, ...). śarówki posiadają równieŜ

numer certyfikatu homologacji , np. E1 - 2AB.

Wybrane typy samochodowych ź ródeł ś wiatła

śarówka halogenowa H1 12V 55W z

trzonkiem P14,5s. Zastosowanie:

reflektory główne

śarówka halogenowa H3 12V 55W z

trzonkiem PK22s. Zastosowanie:

reflektory przeciwmgłowe

śarówka halogenowa H4 12V

60/55W z trzonkiem P43t-38.

Zastosowanie: reflektory główne

(światło mijania i drogowe).

Najpopularniejsza Ŝarówka

reflektorowa.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: