Frage:
Gibt es einen "Kondensator" für Licht, der das Flackern herausfiltern könnte?
salfasano
2016-07-28 19:59:16 UTC
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Wenn ich ein Licht habe, das mit einer Frequenz flackert, die niedrig genug ist, um vom menschlichen Auge wahrgenommen zu werden, gibt es irgendeine Art von Material, das das Auftreten von Flackern glättet?Ähnlich wie ein Kondensator den Ausgang eines Gleichrichters glättet?

Vielleicht eine Art phosphoreszierendes Material.
Wenn Ihre Frage ist, ein solches Instrument zu entwerfen, denke ich, dass es getan werden kann.Ich weiß nicht, dass MATERIALIEN den Job machen.
Was Sie beschreiben, ist kein Kondensator für Licht, sondern eine Art [Tiefpassfilter] (https://en.wikipedia.org/wiki/Low-pass_filter) für die Lichtintensität (obwohl in der Elektronik wie zFilter werden normalerweise mit einer parallelen Kapazität implementiert.)
Meiner Meinung nach liegt diese Frage an der Grenze zwischen Physik und Technik, was sie nicht offtopisch macht.
Wird nicht so ziemlich alles, was Licht absorbieren kann, dies tun, indem es Strahlung basierend auf seiner Temperatur erwärmt und emittiert?
Mit Ausnahme der aktivierenden Strahlung (Elektronen gegen Photonen) beschreiben Sie die Beschichtung auf der Innenseite eines alten Röhrenfernsehers, eines Oszilloskops oder einer Leuchtstoffröhre.Für ein weißes Licht suchen Sie wahrscheinlich ein Zinkoxid oder ein Zink-Silberoxid irgendeiner Art.
Leuchtstoffe sind farbspezifisch.
Ich denke, dieses Flackern kann mit weniger Aufwand elektrisch reduziert werden, wenn das Ihr Problem ist.
Für die Leute, die denken, dass es kein Thema ist.Entschuldigung, ich bin anderer Meinung.Es * könnte * zur Physik gehören.SE, wenn man sich auf die Materialeigenschaft konzentriert, aber im Kontext von Beleuchtungsanwendungen ist es auch ein Thema von EE-Interesse.Abstimmung zur Wiedereröffnung.
IMO, dies ist kein Thema. Siehe: http://electronics.stackexchange.com/help/on-topic Zitat: Zu den Themen gehören "Elektronik, physikalisches Rechnen und solche, die mit Mikrocontrollern, Arduinos und eingebetteten Systemen arbeiten".Dies ist eine Materialfrage.Und die Antwort lautet NEIN. Sie müssten ein sehr intelligentes Material haben, das ein ~ 24-Hz-Lichtsignal erkennen kann.
Was Sie fragen, ist nicht ganz analog zu Kondensator.Kondensator-Tiefpassfilter in Wechselstromkreisen.Aber Licht ist EM-Strahlung mit einer Frequenz von 10 ^ 12 Hz, und dann * modulieren * Sie dies mit 1 Hz.Aber man kann Licht gleichrichten, wie wäre es zum Beispiel mit Photovoltaik?Licht geht rein, DC kommt raus.
Irgendwie macht das eine Glühbirne.Es flackert, wenn der Strom 50 Mal pro Sekunde wechselt, aber die Wärme nimmt "langsam" (relativ) ab und die Intensität des Lichts variiert nicht so stark.Es ist viel schneller als das, was Sie fragen, aber das ist die gleiche Idee.
@close Wähler (auf Physik SE) dies ist definitiv ein Thema.Die Frage berührt nicht die technischen Anwendungen eines solchen Materials, sondern fragt nur, ob es existiert.Die Frage, ob es existiert oder existieren kann, ist sehr physikalisch.
Dies klingt nach einem Fall des "XY-Problems".Sie fragen nach einem "visuellen Kondensator", möchten aber wirklich, dass ein Licht nicht mehr flackert.;-);
Das ist Physik, nicht Elektronik.Strahlen Sie das Licht in die Umlaufbahn um eine Singularität, die richtig dimensioniert ist, um zu verdampfen, wenn Sie das Licht zurück haben möchten.
Acht antworten:
Cort Ammon
2016-07-28 21:33:57 UTC
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Man könnte argumentieren, dass dies genau das ist, was im Dunkeln leuchtende Materialien tun. Phosphoreszierende Materialien sammeln Energie in Form von Elektronen, die auf höhere Potentiale bewegt werden.Das Ergebnis ist ein sehr verlustbehaftetes Tiefpassfilter für das empfangene Licht.

Das eigentliche Problem ist der Verlust.Phosphoreszierende Materialien sind wesentlich weniger effizient als ein Kondensator

Überlegen Sie zur weiteren Untersuchung, was es für Sie bedeutet, das Auftreten von Flackern zu "glätten" oder was es bedeutet, den Ausgang eines Gleichrichters zu "glätten".Die Analogie ist gut für einen ersten Durchgang, aber wenn Sie wirklich genau wissen möchten, was als "Kondensator für Licht" qualifiziert ist und was nicht, müssen Sie möglicherweise tiefer in die Eigenschaften eintauchen, die Sie in diesem Kondensator sehen möchten.

James Rowland
2016-07-28 21:23:49 UTC
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Ein solches Material müsste Licht absorbieren und langsam emittieren.Ein schwarzer Körper kommt in den Sinn, aber dies wäre nicht praktisch, wenn Sie sichtbares Licht emittieren müssen.Es kann einfacher sein, eine Schaltung zu entwerfen, die dem Licht ein Signal liefert, das ein Flackern verhindert.

Lösen Sie das XY-Problem erneut.+1.
Ja, wie @wizzwizz4 vorschlägt, kann es einfacher sein, die Ursache zu verhindern, als die Wirkung zu heilen.
@wizzwizz4 erwägen, die Pluszeichen 1 zu entfernen
Floris
2016-07-29 01:10:46 UTC
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Einige Beobachtungen, die sich am Rande des Themas befinden und nützlich sein können:

  • Das Flackern von Licht ist normalerweise eine Folge von Schwankungen der Ansteuerspannung (AC)
  • Der Effekt ist stärker ausgeprägt, wenn das Licht eine schnelle Reaktionszeit hat (LED, Leuchtstofflampe). Beachten Sie, dass sowohl weiße LEDs als auch Leuchtstofflampen einen Leuchtstoff haben, um Photonen mit höherer Energie in ein Streuspektrum umzuwandeln
  • Die Emission der gemischten Leuchtstoffe in weißem Licht hat unterschiedliche Lebensdauern: Wenn Sie also ein fluoreszierendes Licht durch einen Fächer beobachten, sehen Sie tatsächlich einen farbigen Rand - da verschiedene Farben mit unterschiedlichen Raten "zerfallen"
  • Leuchtstoffe mit langer Lebensdauer existieren (denken Sie an leuchtende Zifferblätter auf einer Uhr), aber diese haben eine geringe Intensität: Sie können nur wenige Atome tief im Material "sehen", und es gibt eine begrenzte Anzahl von Molekülen auf der Oberfläche. Wenn jedes dieser Moleküle bei Anregung ein einzelnes Photon emittieren kann, hängt die maximale Intensität, die Sie vom Material erhalten können, von der Zeitkonstante ab: längere Zeit, geringere Intensität.
  • Alle Leuchtstoffe haben Verluste: hohe Energie rein, weniger Energie raus. Der Unterschied ist Wärme. Dies macht "warmes" Leuchtstofflampen weniger effizient (UV in Rot umwandeln - die Hälfte der Energie verlieren)
  • In Anwendungen, in denen flimmerfreies Licht benötigt wird, werden verschiedene Techniken verwendet:
    1. Hochfrequenzwandler zur Erzeugung von "im Wesentlichen Gleichstrom" (Verwendung von Induktivitäten und Kondensatoren zur Aufrechterhaltung eines konstanten Stroms, obwohl der Eingang variiert; auch Schaltregler genannt)
    2. 3-Phasen-Antrieb - 1/3 der Lichter wird von jeder der drei Phasen angetrieben, die um 120 ° phasenverschoben sind. Das Nettoergebnis ist, dass die Lichtleistung bis zu einer ziemlich hohen Ordnung flackerfrei ist (dh auch wenn die Lichtleistung nicht linear mit der Eingangsspannung ist).
    3. Hochleistungsglühlicht: Ausreichend große Filamente haben eine solche Wärmekapazität, dass sie bei Stromumkehr nicht merklich abkühlen.
    4. Lead / Lag-Ballast: Mithilfe eines LC-Netzwerks können Sie die Phase des Stroms durch Ihre Last verschieben (Hutspitze an @Farcher, um dies in einem Kommentar anzuzeigen).Dies ist nicht ganz so effektiv wie die Dreiphasenlösung, lässt sich jedoch leichter in Situationen installieren, in denen am Lastpunkt keine Dreiphasenversorgung verfügbar ist.Das folgende Diagramm (aus "Elektrische Installationsarbeiten: Level 3 EAL Edition" von Peter Roberts) zeigt, was dies ist und welche Auswirkungen es hat:
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enter image description here

Wenn keine 3-Phasen-Versorgung verfügbar ist, reduziert ein System aus zwei Leuchtstofflampen mit sogenanntem Vorlauf- / Nachlauf-Vorschaltgerät das Flimmern, indem die Phase der Ströme durch die Lampen geändert wird.
@Farcher - das stimmt."Induktivitäten und Kondensatoren".Ich werde aktualisieren - es ist ein guter Punkt.
@Farcher et al.Lange Leuchtstoffröhren wurden häufig paarweise oder paarweise installiert (ich datiere mich hier).Ist Lead / Lag-Ballastierung einer der Gründe - wurde es häufig verwendet?
Gemessen an der Konversation in [diesem Thread] (http://www.lighting-gallery.net/index.php?action=printpage;topic=4087.0) ist dies nicht ungewöhnlich - aber beachten Sie, dass "Gesamtlichtleistung" auch eine istAusreichender Grund (dh es werden weniger Anker benötigt, um einen Raum zu beleuchten - senken Sie die Installationskosten).
user56903
2016-07-29 15:08:34 UTC
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Ja.Sie können eine Reihe von Bose Einstein-Kondensaten (BEC) verwenden, die jeweils eine andere Lichtverzögerungszeit haben.Zum Beispiel 1 Sekunde bis 10 Sekunden.Lassen Sie dann einen Spiegel, der Licht, das mit 1 Sekunde ankommt, in die Verzögerung von 10 Sekunden umlenken ... zu Licht, das mit 10 Sekunden ankommt, in die Verzögerung von 1 Sekunde.

Die Ausgänge des BEC bieten dann über 10 Sekunden gesammelte Photonen, die über 1 Sekunde ausgegeben werden.

Jack B
2016-07-28 18:40:34 UTC
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Phosphor

Phosphor ist ein Material, das Licht absorbiert und kurze Zeit später wieder emittiert.Es wird in einigen LEDs und CCFL-Lampen verwendet.Aber:

  • Die meisten Leuchtstoffe sind farbspezifisch, absorbieren eine bestimmte Farbe und geben eine Ausbreitung roterer Farben wieder ab.Es ist möglicherweise nicht einfach, eine Mischung zu erhalten, die hauptsächlich Weiß absorbiert und emittiert.
  • Leuchtstoffe haben unterschiedliche Zeitkonstanten, dh einige emittieren sehr schnell wieder, andere langsamer.Sie müssen einen Leuchtstoff wählen, der langsam genug ist, um die dunkle Zeit Ihrer flackernden Lampe abzudecken.
  • Ich habe keine Ahnung, wie Sie einen Leuchtstoff auf eine vorhandene Leuchte auf eine Weise auftragen, die eine angemessene Betriebsdauer hat und den größten Teil des Lichts abfängt.Es wird schwierig sein, mit Farbe einen anständigen Job zu machen.

Alles in allem wird es wahrscheinlich einfacher sein, das Flackern elektronisch mit einem Kondensator und / oder einer Induktivität herauszufiltern.

Crowley
2016-07-29 14:22:01 UTC
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Im Kondensator können wir sagen, dass sich Elektronen in einer Elektrode ansammeln und auf der anderen abbauen, wodurch dort Energie (Chage-Times-Spannung) gespeichert wird. Das hydrodynamische Äquivalent wäre ein Wassertank, in dem Energie proportional zur Masse mal Höhe gespeichert wird. Photonen sind "reine Energie" - sie haben keine stationäre Masse und keine Ladung.

Die Verwendung von Anregung und Erregung wird schwierig sein, weil

  • es verursacht eine Rotverschiebung - die Energie des einfallenden Photons muss größer sein als die Energie, die zur Anregung benötigt wird - daher muss normalerweise flackerndes Licht im nahen UV-Bereich als glatt sichtbar gefiltert werden.
  • Die verfügbaren "Farben" werden durch die Spektren des Filters begrenzt.
  • Die spontane Strahlung ist normalerweise schnell, sodass das Flackern nicht effektiv gefiltert wird.
  • Insgesamt soll es einfacher sein, die Lichtquelle zu stabilisieren, als das Licht zu stabilisieren. Sie können wieder auf die Glühbirne von Edisons umschalten, die Abkühlung des Filaments sollte langsam genug sein, oder die Stromquelle für eine kontinuierlich leuchtende Quelle stabilisieren.

    N.G. near
    2016-07-30 13:29:17 UTC
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    Sicher nicht im klassischen Sinne eines geladenen Plattenkondensators.Es ist schwierig genug, bei GHz-Frequenzen einen anständigen Kondensator zu finden, geschweige denn den THz-Bereich.

    Es tut mir leid, die von Ihnen gestellte Frage zu beantworten, aber ich denke, Sie suchen nach einer Art optischem Integrator - dies könnte durch Signalverarbeitung von erfassten Videodaten oder sogar in Echtzeit erreicht werden -, aber ich kenne kein Material, das dies tut.

    S. McGrew
    2018-12-25 21:47:14 UTC
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    Wenn das Flimmern kein "EIN / AUS" -Flimmern ist (z. B. bei LEDs nicht ungewöhnlich), sondern eher eine Welligkeit, bei der die Helligkeit um etwa 10% abnimmt, kann es zu einem direkten kommentechnische Lösung: Verwenden Sie einen Fotodetektor, um die Helligkeit zu messen, und geben Sie dann das Signal zurück, um den Ansteuerstrom zur Lampe zu steuern - oder um die Durchlässigkeit eines Flüssigkristallschirms zu steuern, der die Lampe umgibt.

    Dies kann verwendet werden, um alle Welligkeiten effektiv zu beseitigen, deren Häufigkeit kleiner als $ 1 / t $ span> ist, wobei $ t $ span> ist die Verzögerungszeit in der Rückkopplungsschleife.



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