В зависимости от способа преобразования подводимой электрической энергии искусственные источники оптического излучения разделяют на тепловые и газоразрядные.
Лампы для искусственного облучения растений

В тепловых источниках излучение образуется за счет электрического разогрева до высокой температуры (3000° К) накальных нитей. К таким источникам излучения относятся все лампы накаливания, в том числе и мощные зеркальные и галогенные.

В газоразрядных источниках излучение образуется за счет электрического разряда в газах и парах металлов. К ним относятся мощные ксеноновые, ртутные, металлогалоидные, натриевые лампы высокого давления, а также газоразрядные лампы низкого давления, в том числе и люминесцентные лампы.

При оценке искусственных источников излучения, предназначенных для облучения растений, необходимо учитывать, в первую очередь, следующие их характеристики:

  • спектральный состав излучения, испускаемого лампой;
  • величину потока излучения лампы;
  • эффективную (полезную) отдачу;
  • электрические параметры лампы;
  • необходимость в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА);
  • срок службы.

Спектральный состав излучения источника. Спектральный состав излучения разных типов ламп различен. Так, например излучение ламп накаливания имеет сплошной спектр, максимальная спектральная интенсивность которого приходится на инфракрасную область. Спектральный состав излучения газоразрядных ламп зависит от газового наполнения и разрядного промежутка внутри ламп и может быть: линейчатым, сплошным или смешанным, то есть имеющем в своем составе излучения как непрерывный, так и линейчатые составляющие спектра. Спектральный состав излучения электрических ламп, наиболее часто используемых для облучения растений, приведен при описании этих ламп.

Зная спектральный состав излучения ламп, можно качественно оценить приемлемость той или иной лампы для данного вида облучения растений.

Поток излучения источника. Поток излучения, испускаемый лампой, характеризуется суммарной (интегральной) мощностью излучения, распределением излучения по спектру и распределением излучения в различных направлениях пространства. Очень важно при облучении растений знать ту часть потока, которая могла быть использована растениями в процессе фотосинтеза и на другие фотобиологические процессы.

В первом приближении это может быть величина фотосинтетически активного потока, более точно — величина фотосинтезного (фотосинтетически эффективного) потока. Возможность и экономичность применения лампы для облучения растений определяется содержанием в ее спектре длинноволнового красного и инфракрасного излучения, а также наличием ультрафиолетовых излучений с длиной волны менее 300 нм.

Эффективная отдача лампы. Электрическая энергия, потребляемая лампой, не вся превращается в полезный для данного процесса поток излучения. Часть электрической энергии, потребляемой лампой, безвозвратно утрачивается в виде тепловой энергии, а часть генерируется в виде инфракрасных излучений, не используемых растениями. Для практики важно знать отношение эффективного (полезного) потока, например, фотосинтезного потока лампы к ее электрической мощности. Это отношение называют эффективной отдачей — фотосинтезной отдачей (фитоотдачеи). Фотосинтезная отдача выражается в миллифитах на ватт (мфт/Вт) или в фитах, на ватт (фт/Вт). Электрическая мощность вместе с эффективным потоком определяет значение эффективной отдачи.

Электрические параметры ламп. К числу электрических характеристик ламп относится величина и вид (переменное, постоянное) напряжения питания, величина пускового и рабочего тока, потребляемая мощность.

Потребность источника в пускорегулирующей аппаратуре. В отличие от ламп накаливания, которые непосредственно подключаются к электрической сети, газоразрядные лампы, как правило, могут включаться в сеть только последовательно с соответствующим балластным сопротивлением, а для их зажигания необходимы зажигающие устройства. Это обусловлено тем, что все газоразрядные лампы, за исключением высокоинтенсивных ксеноновых, имеют падающую вольтамперную характеристику и включение этих ламп непосредственно в сеть без балластного сопротивления приводит к их разрушению. Напряжения сети, в которую включаются газоразрядные лампы, недостаточно для зажигания в них разряда. Для поджига газоразрядных ламп необходимо еще иметь зажигающее устройство. Балластные сопротивления (активные или реактивные) совместно с устройствами поджига, а в некоторых случаях и устройством для подавления радиопомех, возникающих при работе ламп, называют пускорегулирующей аппаратурой (ПРА).

Коэффициент мощности газоразрядных ламп меньше единицы и при работе с индуктивным балластом (дроссель) коэффициент мощности комплекта лампа-балласт весьма низок (0,5-0,6). В связи с этим в ПРА иногда предусматривается устройство для повышения коэффициента мощности.

Срок службы ламп. В процессе эксплуатации лампы изнашиваются, снижается их полезная отдача. Для различных типов ламп устанавливают значения предельного уменьшения эффективной отдачи, после которого эксплуатация лампы становится экономически нецелесообразной. Время работы лампы в часах, за которое эффективная отдача лампы уменьшается до предельного значения с точки зрения экономичности ее эксплуатации, называют полезным сроком службы лампы. Полным сроков службы лампы называют время в часах, в течение которого лампа разрушилась и перестала действовать.