Как называется пружина в лампочке

Как устроена лампа накаливания: принцип работы и потребление электрики

Как называется пружина в лампочке

Для создания искусственного освещения часто используют обычную лампу накаливания. Этот элемент знаком всем еще со времен СССР. Стеклянная колба, патрон и спираль — основные видимые части продукта. Как устроена лампа накаливания изнутри, интересно и мастеру-новичку, и профессионалу.

История изобретения лампочки

Внешний вид лампы накаливания

Изделие проектировалось и дорабатывалось многими учеными в разные периоды. Первая электрическая дуга была зажжена ученым Петровым В.В. в 1802 году. Изобретение состояло из двух угольных стержней, которые подключались к полюсам гальванической батареи.

В момент их сближения возникал электрический разряд, и над элементами формировалась светящаяся дуга. Применение такой лампы в быту было невозможным по ряду причин – неудобство конструкции, быстрое перегорание угольных стержней. Зато мировые ученые начали понимать, из чего сделать лампу.

Спустя 70 лет в 1872 году Лодыгин А.Н. получил патент на лампу накаливания. В качестве спирали в ней был использован стержень ретортного угля, который находился под стеклянным колпаком.

Уже в 1880 году 10 мая лампочкой Лодыгина было обустроено уличное освещение в Санкт-Петербурге на Литейном мосту. Срок службы источника света составлял всего 2 месяца (пока не перегорал угольный стержень).

В 1880 году в США Томас Эдисон представил усовершенствованную лампу накаливания Лодыгина. Он сумел добиться устранения воздуха из стеклянной колбы, что обеспечило более длительное горение спирали и более яркое её свечение. Эдисон также разработал цоколь с резьбой для ввинчивания лампы в патрон.

В 1910 году было принято решение скручивать вольфрамовую нить в спираль для увеличения ресурса её службы. Таким образом, изделие теперь работает вместо первоначальных 50-100 часов целых 1000 ч.

Принцип теплового получения излучения используют и при производстве галогеновых ламп дневного света.

Из чего состоит лампа

Строение лампы накаливания

Строение и схема лампы накаливания выглядят так:

  • стеклянная колба грушевидной или округлой формы;
  • тело накала (вольфрамовая или угольная нить), расположенное в ней на двух держателях-крючках;
  • два электрода;
  • предохранитель;
  • ножка;
  • цоколь (корпус) с изолятором;
  • его контакт (донышко).

Окисление вольфрамовой нити (спирали, тела накала) исключается за счет её помещения в вакуум или газообразную среду. Ими наполняют стеклянную колбу.

Электротехнические параметры

Все лампочки производятся для разных напряжений. Поскольку тугоплавкий металл вольфрам имеет малое удельное сопротивление, для устройства светового элемента нужен длинный провод. Таким образом, нить накаливания в электрической лампочке часто достигает 50 микрометров. При включении света через тело накала проходит ток, превышающий рабочий в 10-14 раз. Чем больше прогревается нить, тем сильнее увеличивается сопротивление нити и снижается сила тока.

Принцип работы электрической лампы накаливания

Рассмотрев, из чего состоит лампочка, важно понять и принцип её работы:

  • При включении света через донышко цоколя к телу накала проходит ток.
  • Вольфрамовая нить сильно разогревается после замыкания электрической цепи, что приводит к её свечению.
  • На этот момент температура нити достигает 570 градусов.
  • Таким образом спектр свечения лампочек сдвинут в сторону теплых температур.

Для справки: чем ниже градус вольфрамовой/угольной нити, тем ниже будет доля энергии, которая подходит к телу накала и провоцирует его видимое излучение. Ретро-лампы тем и отличаются, что медленнее и слабее прогревают спираль.

Разновидности световых элементов

Классифицируют все изделия по разным параметрам. По типу наполнения колбы различают такие лампы:

  • самые простые вакуумные (при их изготовлении из колбы отсасывается весь воздух);
  • наполненные газом аргоном;
  • ксенон-галогенные;
  • наполненные криптоном.

По типу предназначения лампочки делят на такие виды:

  • Декоративные. Работают по привычному принципу. Колба выполнена в виде свечи или шара.Декоративные лампы накаливания
  • Общего назначения. Это знакомые всем обычные элементы, которые вкручиваются в люстру или бра. Часто мастера волнует вопрос, сколько ватт потребляет лампочка. Можно купить изделие на 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 и более Вт. Чем больше показатель, тем ярче будет свечение.
  • Лампы для локального освещения. Конструктивно они ничем не отличаются от обычных элементов. Но рабочее напряжение для них находится в диапазоне 12-42 В.
  • Лампочки для иллюминации. Имеют окрашенную в яркие цвета колбу. Рабочая мощность в диапазоне 10-25 Вт.
  • Сигнальные. Имеют предельно низкую мощность и используются для светосигнальных устройств. На сегодняшний день такие изделия уверенно вытесняются современными светодиодными лампами.
  • Прожекторные. Тело накала здесь укладывается особым образом за счет удобной её подвески в колбе. В результате удается достичь лучшей фокусировки свечения. Мощность таких ламп достигает 10-50 киловатт.
  • Зеркальные. Имеют особое покрытие колбы. Она частично обтянута пленкой распыленного термическим способом алюминия. Таким образом удается добиться узкой направленности светового луча. Зеркалки применяются для устройства локального освещения.
  • Транспортные. Эти изделия отличаются повышенной прочностью, устойчивостью к вибрациям. Для транспортных ламп используют специальные цоколи, благодаря которым можно быстро заменить осветительный элемент в стесненных условиях машины. Работают такие элементы от электросети авто 6-220 В.
  • Изделия для оптических приборов. Сегодня почти не выпускаются. Ранее использовались для кинопроекторов, медтехники. Лампы такого типа имеют колбу особой формы.
  • Коммутаторная лампочка. Относятся к классу сигнальных. Имеют малый размер колбы, что позволяет размещать их под кнопками панелей различных установок.Двухнитевая сигнальная лампа 

По количеству нитей накаливания все элементы бывают:

  • Двухнитевые. Имеют одно тело накала для дальнего (сильного) света и одно – для ближнего (слабого) освещения. Используются в авто, авиации, ж/д светофорах, в звездах Московского Кремля.
  • Однонитевые. Привычные лампочки с вольфрамовым телом накала.

Тело накала малоинерционных изделий имеет крайне тонкую спираль. Ранее они применялись для систем оптической записи звука. Существуют также нагревательные лампы, которые используют для устройства сушильных камер, электроплит, оргтехники и др.

Преимущества и недостатки

Лампы накаливания имеют ряд своих достоинств:

  • приемлемую стоимость;
  • компактные габариты;
  • мгновенную реакцию на включение/выключение;
  • отсутствие мерцания, неблагоприятно воздействующего на глаза;
  • инертность к скачкам напряжения;
  • мягкая гамма свечения, способствующая расслаблению, созданию атмосферы уюта;
  • хороший индекс цветопередачи, равный Ra 90;
  • работа в любых условиях (в том числе при высокой влажности);
  • постоянная доступность для потребителя;
  • экологичность;
  • отсутствие шума при работе;
  • инертность к ионизирующей радиации.

К недостаткам ламп накаливания относят такие моменты:

  • хрупкость, чувствительность к механическим повреждениям;
  • сравнительно малый срок эксплуатации;
  • низкий КПД, не превышающий 5-7% (отношение расходуемой мощности к видимому излучению);
  • пожарная опасность при прямом контакте лампы с горючими веществами (текстиль, солома и др.);
  • вероятность взрыва при термическом ударе или разрыве спирали под напряжением.

Несмотря на все перечисленные недостатки, привычные лампочки уверенно сохраняют за собой занятые позиции. Более 70% населения СНГ все еще пользуются ими.

Кпд и долговечность

Влияние напряжения на срок службы лампочки

Разбирая, как устроена лампа накаливания, важно понять коэффициент ее полезного действия. При световой температуре 3400 Кельвинов КПД элемента составляет 15%. Имеется в виду отношение потребляемой мощности к видимому человеческим глазом световому излучению. При температуре 2700 К (средняя нормальная для обычной бытовой лампы) коэффициент полезного действия равен всего 5%.

Чем выше температура накала, тем большим будет КПД. Но при этом срок службы изделия снижается. К примеру, если повысить напряжение на 20%, яркость освещения станет сильнее – повысится КПД лампочки, однако срок эксплуатации сократится на 90-95%. Соответственно, снижение напряжения приводит к уменьшению коэффициента полезного действия изделия и увеличению срока его эксплуатации.

Как увеличить срок службы лампы накаливания

Схема устройства для увеличении срока службы лампы накаливания

В среднем обычная бытовая лампочка накаливания служит 700-1000 часов. Но на деле элемент перегорает гораздо быстрее. Чтобы продлить срок службы лампочки, нужно предотвратить провоцирующие перегорание спирали факторы.

  • Учитывать диапазон напряжений. Его указывают на колбе изделия. Как правило, он равен 125-135 Вт, 220-230 Вт, 2,3-2,4 кВт. При превышенном напряжении в доме изделие будет перегорать скорее. К примеру, в квартире максимальное напряжение 220 В, а лампа куплена с диапазоном 125-135 В. Здесь нить накала перегорит однозначно быстрее, поскольку увеличивается КПД изделия.
  • Устранить неисправность патрона. Если лампы перегорают часто, стоит осмотреть его, перепроверить контакты. При необходимости патрон меняют.
  • Исключить вибрации. Они приводят к быстрому перегоранию вольфрамовой нити. Поэтому перенос мобильных светильников лучше выполнять с выключенной лампочкой.

Для продления срока службы лампы накаливания можно снизить напряжение в сети всего на 7-8%. В этом случае изделие проработает дольше в 3-3,5 раза при экономном расходе электроэнергии.

Источник: https://StrojDvor.ru/elektrosnabzhenie/iz-chego-sostoit-lampochka-nakalivaniya-sxema-i-ustrojstvo/

Все что вы не знали о первой лампе накаливания

Как называется пружина в лампочке

Лампочка накаливая – предмет, знакомый всем. Электричество и искусственный свет уже давно стали для нас неотъемлемой частью действительности. Но мало кто задумывается, как появилась та самая первая и привычная нам лампа накаливания.

Наша статья расскажет вам, что собой представляет лампа накаливания, как она работает и как появилась в России и во всем мире.

Что собой представляет

Лампа накаливания — электрический вариант источника света, основная часть которого представляет собой тугоплавкий проводник, играющий роль тела накала. Проводник размещен в колбе из стекла, которая внутри бывает накаченной инертным газом или полностью лишенной воздуха. Пропуская через тугоплавкий тип проводника электрический ток, данная лампа может испускать световой поток.

Свечение лампы накаливания

Принцип функционирования базируется на том, что когда электрический ток течет по телу накала, данный элемент начинает накаливаться, нагревая вольфрамовую нить. Вследствие этого нить накала начинает испускать излучение электромагнитно-теплового типа (закон Планка). Для создания свечения температура накала должна составлять пару тысяч градусов.

При снижении температуры спектр свечения будет становиться все более красным.Все минусы, имеющиеся у лампы накаливания, кроются в температуре накала. Чем лучше нужен световой поток, тем большая температура потребуется. При этом вольфрамовая нить характеризуется пределом накала, при превышении которого этот источник света навсегда выходит из строя.

Обратите внимание! Температурный предел нагрева для ламп накаливания — 3410 °C.

Конструкционные особенности

Поскольку лампа накаливания считается самым первым источников света, то вполне закономерно, что ее конструкция должна быть достаточной простой. Особенно, если сравнивать с нынешними источниками света, которые ее постепенно вытесняют с рынка.
В лампе накаливания ведущими элементами считаются:

  • колба лампы;
  • тело накала;
  • токовводы.

Обратите внимание! Первая подобная лампа имела именно такое строение.

Конструкция лампы накаливания

На сегодняшний день разработано несколько вариантов ламп накаливания, но такое строение характерно для самых простых и самых первых моделей.В стандартной лампочке накаливания, кроме вышеописанных элементов имеется предохранитель, который представляет собой звено. Оно состоит из ферроникелевого сплава. Его вваривают в разрыв одного из двух токовводов изделия. Звено размещается в ножке токоввода.

Оно нужно для того, чтобы предупредить разрушение стеклянной колбы во время прорыва нити накала. Это связано с тем, что при прорыве вольфрамовой нити создается электрическая дуга. Она может оплавить остатки нити. А ее фрагменты могут повредить колбу из стекла и привести к возникновению возгорания.Предохранитель же разрушает электрическую дугу. Такое ферроникелевое звено размещается в полости, где давление равняется атмосферному.

В данной ситуации дуга гаснет.

Такое строение и принцип работы обеспечили лампе накаливания широкое распространение по миру, но из-за их высокого энергопотребления и непродолжительному сроку службы, она сегодня стали использоваться гораздо реже. Связано это с тем, что появились более современные и эффективные источники света.

История открытия

В создание лампы накаливания в том виде, в котором она известна на сегодняшний день, сделали свой вклад исследователи, как из России, так и из других стран мира.

Александр Лодыгин

До момента, когда изобретатель Александр Лодыгин из России начал трудиться над разработкой ламп накаливания, в ее истории нужно отметить некоторые важные события:

  • в 1809 году известный изобретатель Деларю из Англии создал свою первую лампу накаливания, оснащенную платиновой спиралью;
  • через почти 30 лет в 1938 году уже бельгийский изобретатель Жобар разработал угольную модель лампы накаливания;
  • изобретатель Генрих Гёбель из Германии в 1854 году уже представил первый вариант рабочего источника света.

Лампочка немецкого образца имела обугленную нить из бамбука, которая помещалась в вакуумированный сосуд. В течение пяти последующих лет Генрих Гёбель продолжал свои наработки и в конечном счете пришел к первому опытному варианту рабочей лампочки накаливания.

Первая практичная лампочка

Джозеф Уилсон Суон, знаменитый физик и химик из Англии, в 1860 году явил миру свои первые успехи в области разработки источника света и за свои результаты был вознагражден патентом. Но некоторые трудности, которые возникли с созданием вакуума, показали неэффективную и не долгосрочную работу лампы Суона.В России, как уже отмечалось выше, исследованиями в области эффективных источников света занимался Александр Лодыгин.

В России он смог добиться свечения в стеклянном сосуде угольного стержня, из которого предварительно был откачен воздух. В России история открытия лампочки накаливания началась в 1872 году. Именно в этом году Александру Лодыгины удались его эксперименты с угольным стержнем. Через два года он в России получает патент под номером 1619, который был выдан ему на нитевой вид лампы.

Нить он заменил на стержень из угля, находившийся в вакуумной колбе.

Ровно через год В. Ф. Дидрихсон значительно улучшил вид лампы накаливания, созданную в России Лодыгином. Усовершенствование заключалось в замене угольного стержня на несколько волосков.

Обратите внимание! В ситуации, когда один из них перегорал, происходило автоматическое включение другого.

Джозеф Уилсон Суон, который продолжал свои попытки усовершенствовать уже имеющеюся модель источника света, получает патент на лампочки. Здесь в качестве нагревательного элемента выступало угольное волокно. Но здесь оно располагалось уже в разреженной атмосфере из кислорода. Такая атмосфера позволила получить очень яркий свет.

Вклад Томаса Эдисона

В 70-х года позапрошлого столетия в изобретательскую гонку по созданию работающей модели лампы накаливания включился изобретатель из Америки — Томас Эдисон.

Томас Эдисон

Он проводил исследования в вопросе применения в виде элемента накаливания нитей, произведенных из разнообразных материалов. Эдисон в 1879 году получает патент на лампочку, оснащенной платиновой нитью. Но через год он возвращается к уже проверенному угольному волокну и создает источник света со сроком эксплуатации в 40 часов.

Обратите внимание! Одновременно с работой по созданию эффективного источника света, Томас Эдисон создал поворотный тип бытового выключателя.

При том, что лампочки Эдисона работают всего лишь 40 часов, они начали активно вытеснять с рынка старый вариант газового освещения.

Результаты работ Александра Лодыгина

В то время, как на другом конце мира Томас Эдисон проводил свои эксперименты, в России аналогичными изысканиями продолжал заниматься Александр Лодыгин. Он в 90-х годах 19 века изобрел сразу несколько видов лампочек, нити которых были изготовлены из тугоплавких металлов.

Обратите внимание! Именно Лодыгин первым решился использовать вольфрамовую нить в качестве тела накаливания.

Лампочка Лодыгина

Кроме вольфрама он также предлагал использовать нити накаливания, изготовленные из молибдена, а также скручивать их в форме спирали. Такие свои нити Лодыгин размещал в колбах, из которых откачивался весь воздух.

Вследствие таких действий нити предохранялись от кислородного окисления, что делало срок службы изделий значительно продолжительным.Первый тип коммерческой лампочки, произведенный в Америке, содержала вольфрамовую нить и изготавливалась по патенту Лодыгина.

Также стоит отметить, что Лодыгиным были разработаны газонаполненные лампы, содержащие угольные нити и заполненные азотом.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое лм в лампах

Таким образом, авторство первой лампочки накаливания, отправленной в серийное производство, принадлежит именно российскому исследователю Александру Лодыгину.

Особенности работы лампочки Лодыгина

Для современных ламп накаливания, которые являются прямыми потомками модели Александра Лодыгина, характерны:

  • отменный световой поток;
  • отличная цветопередача;

Цветопередача лампы накаливания

  • низкий показатель конвекции и проводимости тепла;
  • температура накала нити — 3400 K;
  • при максимальном уровне показателя температуры накала коэффициент для полезного действия составляет 15 %.

Кроме этого данный тип источника света в ходе своей работы потребляет много электроэнергии, по сравнению с другими современными лампочками. Из-за конструкционных особенностей такие лампы могут работать примерно 1000 часов.
Но, несмотря на то, что по многим критериям оценки данная продукция уступает более совершенным современным источникам света, она, благодаря своей дешевизне, все еще остается актуальной.

Заключение

В создании эффективной лампы накаливания участвовали изобретатели из разных стран. Но только российский ученый Александр Лодыгин смог создать самый оптимальный вариант, которым мы, собственно, и продолжаем пользоваться по сегодняшний день.

Полезные материалы

Источник: https://1posvetu.ru/istochniki-sveta/lampa-nakalivaniya.html

Какие бывают лампы для освещения: обзор разнообразия типов

Как называется пружина в лампочке

Свет – основа жизни. Потому что благодаря ему существует фотосинтез – базовый процесс появления органики. В жизни людей свет также очень важен. Но день сменяется ночью. И чтобы эффективно преодолеть эту закономерность, была изобретена электрическая лампа. Со временем различные виды электрических ламп прочно вошли в нашу жизнь.

Первые электрические лампочки

Первые лампы освещения появились в конце девятнадцатого века. Для получения света было использовано сопротивление металла. Эти лампы накаливания, название которых связано с принципом работы, функционируют следующим образом.

В них электрический ток нагревает металл до высокой температуры. По мере увеличения температуры металл сначала приобретает темно-красный цвет, но при ее дальнейшем росте он желтеет, а затем белеет. При этом видимого света становится все больше и больше. Для получения максимально высокой температуры и наибольшего количества света лампы накаливания снабжены колбой, из которой откачан воздух.

Для применения в лампочке наиболее эффективной формой металлического проводника является спираль. Она позволяет уменьшить место, занимаемое проводником. Но чтобы достичь наиболее высокой температуры, необходимы особые свойства металла. Он должен быть максимально тугоплавким. По этой причине спирали ламп накаливания изготавливаются из вольфрама.

Несмотря на то, что уже прошло более ста лет с появления первой электрической лампочки и появились новые разновидности ламп, принцип получения света путем простого нагрева вольфрамовой спирали до сих пор востребован.

Современные лампы, работающие по принципу накаливания спирали, весьма разнообразны по своим размерам и мощности. Их главное преимущество – минимальная себестоимость, основанная на простом устройстве.

При включении этих лампочек сразу же достигается максимальная освещенность пространства. Они могут работать в широком диапазоне температур. По этим причинам лампочки накаливания – основные осветительные приборы в системах аварийного освещения.

Несмотря на разнообразные формы и размеры, все они устроены одинаково.

Устройство лампы накаливания

Принцип излучения света раскаленной вольфрамовой спиралью усовершенствовался, воплотившись в галогенных лампочках. Если обычная лампочка имеет ограниченный ресурс из-за испарения вольфрама, в галогенных лампочках этот недостаток устранен благодаря использованию галогенных соединений-восстановителей. Они позволили увеличить температуру спирали и, соответственно, яркость лампочки. При этом ресурс ее также вырос.

Но нагрев и связанное с этим тепло, в большом количестве излучаемое раскаленной спиралью, также увеличились. Чтобы получить больший световой поток от лампочки при меньшей температуре и расходе электрической энергии, надо изменить принцип создания света.

Модели галогенных лампочек

Люминесцентные лампы

Свет в виде люминесценции был открыт в конце девятнадцатого века. Тогда обнаружили, что слабый электрический ток в разреженном газе с давлением менее 100 Па вызывает его свечение. Это явление назвали тлеющим разрядом.

Причем состав света для каждого газа получается разный. У паров ртути наблюдалось совсем незначительное свечение. Такой эффект происходит потому, что наибольшую силу излучение имеет в ультрафиолетовом спектре. Энергия его велика и заметно воздействует на различные вещества. Некоторые из них от воздействия ультрафиолета излучают видимый свет. Эти вещества называются люминофорами.

Стало возможным создать новые виды осветительных ламп – люминесцентные лампочки. Их производство началось в 1938 году и существует до нашего времени. Обычные люминесцентные лампы имеют вид длинных стеклянных трубок белого цвета. Они стали частью дизайна потолков многих офисов и промышленных помещений.

Трубчатая колба изнутри покрыта белым порошком люминофора. Чтобы люминесцентная лампочка нормально функционировала, необходимо ограничить ток через нее. С этой целью используется так называемый балласт в виде дросселя или инверторный.

Люминесцентная лампа с тлеющим разрядом

Современные типы ламп чаще снабжаются инверторными балластами. Они существенно улучшают основные характеристики ламп. Вместе с мощными высоковольтными транзисторами появились новые типы ламп освещения – энергосберегающие лампочки. В них трубчатая колба изогнута в компактную конструкцию, уменьшающую максимальные размеры до минимума. Для ознакомления с тем, какие бывают энергосберегающие лампочки на рынке, предложено изображение ниже.

Модели энергосберегающих лампочек

Газоразрядные лампы

Яркость и потребляемая мощность – две важнейшие характеристики ламп освещения. Они определяют поиск технических решений, чтобы создать новые виды ламп освещения с лучшими параметрами.

Принцип создания света в люминесцентной лампе требует большой поверхности люминофора для увеличения светового потока. Он достаточен для использования в бытовых и офисных помещениях. Но как мощный компактный источник света не пригоден.

По этой причине была изобретена газоразрядная лампа высокого давления.

В ней тлеющий разряд возникает лишь сразу после включения. Затем давление внутри колбы возрастает одновременно с увеличением силы тока в лампе. Возникающая в газе дуга является источником мощного излучения. Это излучение используется по-разному в зависимости от состава газа. Разряд в парах ртути при высоком давлении порядка 100 кПа дает много как видимого света, так и ультрафиолетового излучения.

Но видимый свет имеет оттенок синего цвета. Люди и предметы при таком освещении неприятно выглядят. Для коррекции цветопередачи источник света – горелка из кварцевого стекла – окружается колбой с покрытием люминофором. Получается лампа, которая называется ДРЛ – дуговая ртутная люминесцентная. Эти лампы широко применялись для уличного освещения.

Лампы ДРЛ

Но колба с люминофором увеличивает себестоимость источника света. Преобразование ультрафиолета в видимый свет с применением люминофора имеет тенденции к ухудшению со временем. От осыпавшегося люминофора мутнеет кварцевое стекло. Цветопередача даже с люминофором оставляет желать лучшего. В силу перечисленных причин ДРЛ были вытеснены в уличном освещении натриевыми лампами. Они устроены функционально точно так же. Но вместо паров ртути используются пары натрия.

Колба прозрачна, а горелка изготовлена из специальных материалов, более тугоплавких, чем кварцевое стекло. Свет охватывает желтые цвета спектра, которые лучше всего воспринимает человеческое зрение. Поэтому натриевые лампы выглядят ярче, чем ДРЛ такой же мощности.

Их широко применяют как наиболее современные и выносливые источники света не только для уличного освещения, но и в сельском хозяйстве для теплиц и помещений птицеводческого и животноводческого комплексов. Но главным ограничителем применения натриевых ламп является их неправильная цветопередача из-за узкого спектра излучения.

Натриевая лампа высокого давления

Среди газоразрядных ламп наиболее правильная цветопередача у ртутных ламп сверхвысокого давления и ксеноновых ламп. Лампа ДРШ – дуговая ртутная шаровая – это горелка специальной формы из кварцевого стекла.

Форма в виде шара придает колбе наибольшую прочность. Это необходимо из-за давления внутри колбы, которое может быть больше 1 МПа. Из-за большого давления и температуры пары ртути излучают более широкий спектр.

Но при этом лампа взрывоопасна, а в ее спектре много ультрафиолета.

Лампа ДРШ

Существенным недостатком ДРЛ, ДРШ и натриевых ламп высокого давления является использование металла для получения паров. По этой причине лампы долго запускаются, а после погасания не могут сразу зажечься из-за большого давления в колбе. Чтобы лампу зажечь, необходим балласт специальной конструкции.

Из газоразрядных ламп, получивших распространение в связи с развитием полупроводниковых приборов, выделяются ксеноновые лампы как источники, наиболее близкие к естественному свету. Они применяются в фотовспышках, автомобильных фарах, проекторах кинотеатров и мощных осветителях. Среди них также есть модели высокого и сверхвысокого давления. Это самые мощные современные источники качественного света.

Мощная ксеноновая лампа сверхвысокого давленияАвтомобильные ксеноновые лампы

Настоящая революция на рынке светотехники произошла после появления синих и ультрафиолетовых светодиодов. Стало возможным использовать светодиодное освещение и изготавливать лампочки для этих целей.

На сегодняшний день они являются наиболее эффективными источниками света для бытовых светильников. Их конструкция основана на использовании отдельных светящихся кристаллов. Причем сам кристалл излучает синий спектр, в том числе ультрафиолет. А видимый белый свет с тем или иным оттенком создает люминофор.

Точно так же, как и в люминесцентной лампе.

Светодиодные лампочки

Светодиод всегда излучает свет в одну сторону. Эта особенность определяется его расположением на подложке. Направленность света в светодиодных лампочках зависит от геометрии расположения излучателей света. С учетом этого надо выбирать лампочку для светильника или люстры. Более новыми конструктивными разновидностями являются филаментные лампочки. Они имитируют лампочки накаливания и создают свет, наиболее равномерно направленный во все стороны.

В них применены микросхемы в виде нитей. Нить на самом деле – это узкая сапфировая лента-подложка. На ней сформированы кристаллы и резисторы по аналогии со светодиодной лентой. Эти лампочки идеально подходят для различных светильников с дизайном, адаптированным под лампочки накаливания. Питает светодиодную лампочку электронный балласт, аналогичный тому, который применен в энергосберегающей лампочке.

Модели светодиодных ламп

Чтобы сравнить разные виды лампочек по основным характеристикам, далее приведены таблица и иллюстрация. Они наглядно показывают преимущества светодиодных ламп. Несмотря на более высокую цену, эти источники света окупаются сполна.

Таблица основных характеристик различных видов лампСамые распространенные типы источников света

Источник: https://LampaGid.ru/osveshchenie/kvartira-i-ofis/vidy-lamp

Устройство электрической лампы накаливания

Нагретое электрическим током тело может, оказывается, не только излучать тепло, но и светиться. Первые источники света функционировали именно на этом принципе. Рассмотрим, как работает лампа накаливания – самый массовый осветительный прибор в мире. И, хотя его со временем предстоит полностью заместить на компактные люминесцентные (энергосберегающие) и светодиодные источники света, без этой технологии человечеству еще долго не обойтись.

Конструкция лампы накаливания

Основным элементом лампочки является спираль из тугоплавкого материала – вольфрама. Для увеличения ее длины и, соответственно, сопротивления, она скручена в тонкую спираль. Это не видно невооруженным глазом.

Спираль укреплена на поддерживающих элементах, крайние из которых служат для присоединения ее концов к электрической цепи. Они изготовлены из молибдена, температура плавления которого выше температуры разогретой спирали. Один из молибденовых электродов соединяется с резьбовой частью цоколя, а другой – с его центральным выводом.

Молибденовые держатели удерживают вольфрамовую спираль

Из колбы, сделанной из стекла, выкачан воздух. Иногда внутрь вместо воздуха закачивают инертный газ, например, аргон или его смесь с азотом. Это необходимо для снижения теплопроводности внутреннего объема, в результате чего стекло менее подвержено нагреву. Дополнительно эта мера препятствует окислению нити накала. При изготовлении лампы воздух выкачивается через часть колбы, скрытую затем цоколем.

Принцип работы лампы накаливания основан на разогреве электрическим током ее нити до температуры, при которой она начинает излучать свет в окружающее пространство.

Лампы накаливания можно изготовить на мощность от 15 до 750 Вт. В зависимости от мощности применяются разные типы резьбовых цоколей: Е10, Е14, Е27 или Е40. Для декоративных, сигнальных и ламп подсветки используются цоколи ВА7S, ВА9S, ВА15S. Такие изделия при установке втыкаются внутрь патрона и поворачиваются на 90 градусов.

Помимо обычной, грушеобразной формы, выпускаются и декоративные лампы, у которых колба выполняется в форме свечи, капли, цилиндра, шара.

Лампа с колбой, не имеющей покрытия, светится желтоватым светом, по составу наиболее напоминающим солнечный. Но при нанесении на внутреннюю поверхность стекла специальных покрытий она может стать матовой, красной, желтой, синей или зеленой.

Интерес представляет устройство зеркальной лампы накаливания. На часть ее колбы нанесен отражающий слой. В результате, за счет отражения от него, световой поток перераспределяется в одном направлении.

Достоинства ламп накаливания

Самым важным плюсом в пользу применения лампочек накаливания является простота их изготовления и, соответственно, цена. Проще осветительного прибора придумать невозможно.

Лампы изготавливают на широкий диапазон мощностей и габаритных размеров. Все остальные современные источники света содержат устройства, преобразующие напряжение питания в необходимую для их работы величину.

Хотя их и ухитряются впихнуть в стандартные габаритные размеры лампочки, но при этом усложняется конструкция, увеличивается количество деталей в составе устройства. А это не всегда улучшает показатели стоимости и надежности.

Схема же включения лампы накаливания не требует никаких дополнительных элементов.

Светодиодные лампы вытеснили обычные из портативных устройств: переносных источников света, питающихся от батареек и аккумуляторов. При той же светоотдаче они потребляют меньший ток, а габаритные размеры светодиода еще меньше, чем лампочек, использующихся ранее в фонариках. Да и в составе елочных гирлянд они работают успешнее.

Стоит отметить еще одно достоинство, присущее лампочкам накаливания – их спектр свечения наиболее близок к солнечному, чем у всех остальных искусственных источников света. А это – большой плюс для зрения, ведь оно адаптировано именно к солнцу, а не монохромным светодиодам.

Из-за тепловой инерции разогретой нити накала свет от нее практически не пульсирует. Чего нельзя сказать об излучении от остальных устройств, особенно люминесцентных, использующих в качестве пускорегулирующего устройства обычный дроссель, а не полупроводниковую схему. Да и электроника, особенно дешевая, не всегда подавляет пульсации от сети должным образом. От этого тоже страдает зрение.

Но не только здоровью может повредить пульсирующий характер работы полупроводниковых устройств, использующихся в современных лампочках. Массовое их применение приводит к резкому изменению формы потребляемого от сети тока, что сказывается в итоге и на форме напряжения. Она настолько изменяется по отношению к изначальной (синусоидальной), что это сказывается на качестве работы других электроприборов в сети.

Недостатки ламп накаливания

Существенный недостаток лампочек накаливания, сокращающий их срок службы – зависимость его от величины питающего напряжения. При повышении напряжения износ нити накала происходит быстрее. Выпускают лампы на разные величины этого параметра (вплоть до 240 В), но при номинальном значении они светят хуже.

Понижение напряжения приводит к резкому изменению интенсивности свечения. А еще хуже воздействуют на осветительный прибор его колебания, при резких скачках лампа может и перегореть.

Но самое худшее – то, что нить накала рассчитана на длительную работу в нагретом состоянии. При нагревании ее удельное сопротивление увеличивается. Поэтому в момент включения, когда нить холодная, ее сопротивление намного меньше того, при котором происходит свечение. Это приводит к неизбежному скачку тока в момент зажигания, приводящему к испарению вольфрама. Чем больше количество включений – тем меньше проживет лампа.

Исправить ситуацию помогают устройства для плавного запуска или диммеры, позволяющие регулировать яркость свечения в широких пределах.

Самым главным недостатком лампочек накаливания считается их низкий коэффициент полезного действия. Подавляющая часть электроэнергии (до 96 %) расходуется на бесполезный нагрев окружающего воздуха и излучение в инфракрасном спектре. С этим поделать ничего нельзя – таков принцип действия лампы накаливания.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как подключить светодиоды

Ну и еще: стекло колбы легко разбить. Но в отличие от компактных люминесцентных, содержащих внутри небольшое количество паров ртути, разбитая лампа накаливания кроме возможного пореза ничем владельцу не угрожает.

Галогенные лампы

Причиной перегорания лампы накаливания является постепенное испарение фольфрама, из которого сделана нить. Она становится тоньше, а затем очередной скачок тока при включении расплавляет ее в самом тонком месте.

https://www.youtube.com/watch?v=0kUlTUlcrG0

Этот недостаток призваны устранить галогенные лампы, заполняемые парами брома или йода. При горении испаряющийся вольфрам вступает в соединение с галогеном. Получившееся вещество не способно осаждаться на стенках колбы или других, относительно холодных, внутренних поверхностях.

Вблизи же нити накала вольфрам под действием температуры извлекается из соединения и возвращается на место.

Применением галогенов решается еще одна задача: температуру спирали можно поднять, увеличивая световую отдачу и уменьшить размеры осветительного прибора. Поэтому при той же мощности габариты галогенных ламп оказываются меньше.

Источник: https://voltland.ru/svet/ustrojstvo-lampy-nakalivanija.html

Лампа с пузырьками: как называется, варианты светильников

Такой осветительный прибор не считается дефицитом, как в советское время. С годами он не становится менее популярным. Это модный элемент декора, который любят за яркость и оригинальную конструкцию. Но как называется лампа с пузырьками?

История

Современные приборы разнообразные по цветам, моделям, размерам. Стоимость на оригинальные декоративные устройства отличается по стране-изготовителю и индивидуальным параметрам изделия. Как называются лампы с пузырьками? Довольно оригинально на самом деле. Их называют лавовыми лампами.

Идея изготовления данного прибора принадлежит Э. К. Уолкеру – британскому инженеру. В 1963 году он осуществил эксперимент по перемешиванию масла и парафина с нагревом. Результат стал потрясающим! Еще как называется лампа с пузырьками внутри? Изобретатель дал ей наименование Astro Lamp.

Через 2 года в Гамбурге 2 американских бизнесмена стали интересоваться изобретением, которое было на торговой выставке. Они приобрели патент на данный прибор. Как называется лампа с пузырьками по их мнению? Догадаться нетрудно. Они стали именовать ее «Лава-лампа». После этого товары стали производиться в большом количестве.

В 1960-е гг. прибор стал очень востребованным. Его стали приобретать по всему миру, во многих странах Европы. В 1990-е гг. об устройствах стало известно в России. Первые лампы создавали с желтой или голубой жидкостью в колбе, а красные и белые «облачка» создавали оригинальные формы. Технические возможности помогли восстановить выпуск устройств разных форм и цветов. Но неизменной является суть – магия небольшой Вселенной, которая присутствует в прозрачном стекле.

Преимущества

Рассматривая тему, как называется лампа с пузырьками, следует ознакомиться с преимуществами приспособлений. Место для данного прибора может найтись в каждом интерьере. Он способен оживить даже очень скучный стиль. Лампа не просто является декоративной вещью, но и является осветительным устройством.

Нередко его применяют в виде ночника, поскольку его площадь освещения не больше 3 метров. Но обычно светильник покупают для украшения жилища, поскольку игра парафина в стеклянной колбе оригинальна. Устройство ценится за:

  • оригинальный дизайн;
  • универсальность;
  • компактность;
  • практичность.

Эту декоративную вещицу можно приобрести на День рождения или в подарок на Новый год. Она отлично подходит как для офиса, так и для тумбочки в спальне домашней обстановки.

Лампа с водой и пузырьками бывает настольной и напольной, все зависит от размера и дизайна стеклянной колбы. Светильник имеет простое устройство, которое включает:

  • стеклянный цилиндр, заполненный глицерином и полупрозрачным воском;
  • лампочки накаливания, размещенной в нижнем отделе;
  • основание, в котором есть цоколь, отражатель и лампа накаливания;
  • металлический колпачок;
  • провода для питания от электросети.

Как сделать лампу с пузырьками? Светильник имеет особое строение. Жидкостью является глицерин и парафин. Все превращения в колбе осуществляются благодаря второму компоненту, который при комнатной температуре способен тонуть в первом. Нагревание лампы с водой и пузырьками осуществляется с помощью функции светодиода и отражателя.

Во время нагревания воск тает, становится легче и медленно перемещается по цилиндру. Обеспечивается зрительный эффект облаков, которые плывут по воздуху. От перепадов температуры изменяется движение парафина, который способен принимать разные формы.

Как работает?

Настольная и напольная лампа с пузырьками не имеет специальной инструкции по работе. Это простое по конструкции устройство, которое нужно лишь подсоединить к электросети или специальной свече. Когда лампа поставляется в разобранном виде, ее следует правильно собрать. Это простая и быстрая работа:

  1. Лампочку устанавливают в цоколь в основании-подставке и закручивают.
  2. Подставку нужно вставить в колбу крышкой кверху.
  3. Затем на колбу надевается колпачок.

Устройство готово к подключению и началу работу. Нужно лишь несколько этапов пройти:

  1. Лампу с пузырьками и рыбками устанавливают на пол или на ровном столе около розетки.
  2. Чтобы устройство функционировало, его подсоединяют к сети электропитания.
  3. После подсоединения в розетку загорается лампочка накаливания.
  4. Выполняется нагрев глицерина и парафина, благодаря чему парафин движется.

Через 8 часов постоянной работы устройство выключают и оставляют в таком виде на час. Этого хватит, чтобы прибор смог функционировать снова. В некоторых лампах с пузырьками внутри есть регулятор мощности. Желательно использовать его на максимальном уровне, чтобы воск в колбе нагревался. Меньшая мощность лишает содержимого лампы той яркости, за которую ее так любят.

Дизайн

Ранее были указаны все варианты того, как называется лампа с пузырьками. На фото, представленном в статье, видно, что прибор оригинален. А потому много людей мечтают о нем. Лава-лампы продаются в большом количестве. Есть устройства, которые больше подходят для девичьих комнат и романтичных интерьеров спален. Но есть и лаконичные варианты, которые лучше выбирать для офисов и помещений в стиле минимализм.

Лампы с масляными пузырьками в основании обычно созданы из металла, что делает их устойчивыми во время установки и нагревании. Дизайн выбирают по личным предпочтениям, он может быть различным:

  1. Продолговатые колбы с одноцветными блестками, оригинально переливающимися и движущимися в прозрачном глицерине. Это настольный вариант, который имеет много цветов колпачка, основания, блесток.
  2. Колба такой же формы с глиттером этого же цвета, что и глицерин. Небольшие блестки имеют насыщенный оттенок. Есть разноцветная палитра, предполагается настольная установка.
  3. Основание и колпачок хромированные, блестки 3 цветов, лампа оснащена керамическим цоколем.
  4. Светильник напольный на высокой ножке. В колбе находится однотонный глиттер.
  5. Прибор для пола с широким хромированным основанием. Наполнением являются блестки.
  6. Водяные лампы с пузырьками с большой прозрачной частью, которая наполнена блестками.
  7. Прибор в форме цилиндра.
  8. Светильник в форме ракеты.
  9. Фигурные модели с блестками разных цветов радуги или восковыми пузырьками.

Приборы с глиттером отличаются от светильников с воском тем, что блестящие частицы движутся во время нагревания быстрее, а плотный воск создает затейливые фигуры. Ими могут быть продолговатые капли, кляксы, облачка, пузыри или что-то подобное медузе или парашютам. Каждый может увидеть что-то особое.

Обычно высота равна 35-75 см. Продаются и другие светильники как большие, так и меньшие, но данный диапазон наиболее распространенный. Есть гигантские напольные лампы высотой от 1 м. Они имеют потрясающий вид и добавляют магическое свечение цвета в дом.

Но следует учитывать, что при большой лампе нужно больше времени для нагрева и течения лавы. Нередко понаблюдать за большой лавовой лампой в ее красивом виде получится лишь несколько часов. Еще большие светильники выделяют много тепла.

Цвета и декор

При выборе лампы нужно обращать внимание на цвет:

  1. Голубая или сине-желтая лампа подходит в детскую, которая отделана в теплых оттенках.
  2. Красные светильники по дизайну связаны с музыкой. С ними обеспечивается соответствующая аура, поэтому их размещают во многих клубах.
  3. Если нравится синий и красный цвет, то можно приобрести фиолетовую лампу. Это смесь данных цветов.
  4. Успокаивающее влияние имеет сочетание зеленого воска и голубой жидкости. Этот светильник идеален для релаксации.
  5. Лампа с блестками создает взрывы блеска в доме.
  6. Можно выбрать разноцветный светильник.

Эксплуатация

При первом использовании устройства нужно 2-3 часа до разогрева парафина. Иногда он скапливается у основания или вверху и неподвижен даже спустя 1,5 часа функционирования устройства. Тогда его аккуратно поворачивают вокруг оси.

Светильник может работать без перерывов до 8 часов. Максимально допускается, если он будет включен на 2 часа больше. Более продолжительное использование способно привести к перегреву лампы и поломке.

Если при работе парафин скапливается внизу колбы или возникают сильно маленькие пузыри, нужно дать остыть час. Использовать прибор не сложно, но все же надо следовать простым правилам:

  1. Изделие должно быть лишь на ровной устойчивой поверхности.
  2. Лампочка накаливания должна быть в центральной части.
  3. Средняя температура – не меньше 20 градусов.
  4. Очищение стеклянной колбы выполняется мягкой ветошью, можно пользоваться стеклоочистителем без агрессивных компонентов.
  5. Нужно своевременно выключать прибор от сети, чтобы не допустить перегрев.
  6. Перегоревшие лампы меняют на подобные – маркировка А-15 ватт или А-40 Вт.
  7. Через 3 месяца выполнять весь цикл прогрева лампы.

Безопасность

При использовании лавы-лампы, как и иных устройств, действующих от сети, нужно соблюдать некоторые меры предосторожности. Чтобы исключить вред здоровью и не допустить повреждения устройства, нужно учитывать следующие правила:

  1. Нельзя перевозить приборы по холоду и хранить их при температуре меньше +5 градусов.
  2. На устройство не должны попадать прямые лучи солнца. Перегрев приводит к выцветанию воска и поломке прибора.
  3. Включенные светильники нельзя трясти, двигать, ронять. Иначе жидкость в колбе может помутнеть, вытечь или взорваться.
  4. Запрещено использовать дополнительные источники света и тепла для нагрева устройства. Ламп накаливания хватает для нормального функционирования прибора.
  5. Как сказано в инструкции, заменять можно только лампочки накаливания. Остальную конструкцию менять нельзя.
  6. Чтобы сохранить целостность светильники и обеспечить безопасность, нужно соблюдать правила эксплуатации, указанные в инструкции.

Несоблюдение правил безопасности и предписаний производителей наблюдается поломка изделия. Гарантийные обязательства не будут действовать при повреждении прибора по вине пользователя. Из-за некомпетентного вмешательства и пренебрежительного отношения к правилам предосторожности может быть взрыв изделия и травмирование людей.

Лучшие товары

Поскольку такие лампы стали популярными из-за декоративных и осветительных функций, выпускать их стали иностранные и отечественные фирмы. Как и в остальных сферах, здесь тоже есть лучшие производители.

Популярной является компания Alive Lighting с международным статусом. Она выпускает приборы для освещения с помощью работы множества профессионалов. Специалисты реализуют оригинальные идеи, которые востребованы за качество и стильный дизайн:

  1. UNO Volcano. Это популярная лампа, которая имеет напольную установку. Светильник защищен от перегрева, что особенно важно для такого прибора.

Источник: https://FB.ru/article/470568/lampa-s-puzyirkami-kak-nazyivaetsya-variantyi-svetilnikov

Первое изобретение лампочки: когда и кто изобрел первую лампу в мире

Современный мир невозможно представить без электричества. А ведь сравнительно недавно, каких-то двести лет назад, о нем можно было только мечтать. Освещение домов в темное время суток было доступно лишь состоятельным людям: жизнь простых крестьян и горожан зависела от солнечного света. Изобретение лампочки положило конец этому неравенству. Привычный для нас прибор сконструировали далеко не сразу. Давайте вспомним, какой путь прошли изобретатели, чтобы в домах было всегда светло.

Светильники до появления электрического аналога

Человек искал пути освещения в ночное время с тех самых пор, как стал “человеком разумным”. Если на экваторе световой день достаточно длинный, то в северных широтах зимой он составляет всего 6-7 часов. Человек – не медведь, он не может спать остальные 16-17 часов. Технология освещения жилищ во всем мире в доэлектрическую эпоху была одна: огонь.

Вначале это был просто костер в пещере. Затем, по мере цивилизации и усложнения жизненного уклада, стали появляться прообразы ламп. В огнестойкую емкость заливали подходящий состав и клали фитиль из ткани. В разных странах для этих целей использовали разные жидкости: жиры, растительные и минеральные масла, природный газ. Подобные лампы были пожароопасны и нещадно чадили.

Да и свет от них был весьма тусклым.

В Средние века придумали свечи из пчелиного воска. Чадили они меньше. Использование большого количества свечей позволяло хорошо освещать помещения. Но пожароопасность никуда не ушла – необходимо было вовремя их гасить. Естественно, что использование большого количества свечей было доступно только богатым аристократам или мещанам. Простолюдинам по-прежнему оставалось довольствоваться  тусклым светом восковой свечки или керосиновой лампы.

Кто и когда первым в мире изобрел электрическую лампочку

Все изменилось с изобретением электричества. Постепенно изобретатели нашли способ безопасно, ярко и дешево осветить дома всех людей.

В вопросе первенства изобретения лампочки, как и во многих других, отечественная и мировая точка зрения различаются. В России принято считать первооткрывателями Павла Николаевича Яблочкина и Александра Николаевича Лодыгина.

Ученые придумали разные типы осветительных приборов. Яблочкин в 1875-1876 годах первым сконструировал дуговую лампу. Однако в дальнейшем ее признали неэффективной.

Лодыгин же двумя годами ранее (1874 год) получил первый патент на лампу накаливания.

В мире же считается, что первая лампочка изобретена Томасом Эдисоном. Свой патент американский ученый получил в 1879 году, на пять лет позже Лодыгина. Эдисон после долгих экспериментов сконструировал прибор, горевший почти 40 часов – максимально возможный срок для того времени. Кроме этого, изобретатель добился удешевления производства, чтобы лампочку мог позволить себе каждый человек.

В вопросе первенства изобретения лампы нет однозначного ответа. Множество ученых в разных странах трудились над ней, но далеко не все патентовали свои открытия. Электрическую лампочку однозначно можно назвать коллективным детищем мирового научного сообщества.

История электрической лампочки: этапы открытия

Рассмотрим историю создания осветительного прибора подробнее. Привычная лампа – это один из простых электротехнических приборов. Электротехника оформилась в отдельную науку почти сразу после открытия электричества во второй половине XVIII века. Историю лампочки стоит начать с изобретения химического источника тока – первого гальванического элемента.

Его сконструировал итальянский ученый Алессандро Вольта в 1800 году. Почти сразу Санкт-Петербургская Академия закупила для опытов целую электрическую батарею, состоявшую из 420 пар гальванических элементов. Профессор Василий Петров несколько лет проводил с ней эксперименты.

В результате в 1808 году он открыл электрическую дугу: разряд, возникающий между стержнями-электродами, разведенными на определенное расстояние. Петров предположил, что это свечение можно использовать для освещения. К такому же выводу через два года пришел английский ученый Гэмфри Деви. Электроды использовались, как металлические, так и угольные. Последние светили ярче, но быстро сгорали.

Также необходимо было постоянно сдвигать электроды для поддержания необходимого расстояния. Ученым не удалось создать осветительный прибор, но их труды послужили основой для дальнейших исследований.

В 1838 году бельгийскому ученому Жобару удалось создать работающий прототип лампы с угольными электродами. Но они быстро сгорали, так как свечение проходило в воздушной среде.

В  1840 году член Петербургский Академии наук Уоррен Деларю (англичанин по происхождению) сконструировал лампу с платиновой спиралью. Устройство работало довольно продолжительное время и успешно освещало помещение, но из-за дороговизны материалов дальше опытного образца производство не пошло.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что такое ANSI люмен

В 1841 году ирландский ученый Фредерик де Моллейн получил первый на осветительный прибор. Устройство состояло из платиновой спирали, помещенной в вакуум.

В 1844 году американский патент получает Джон Старр. Его лампа работала на основе углеродной нити. В связи со смертью ученого исследования прекратились.

Спустя еще десять лет в 1854 году ученый из Германии Генрих Гебель разработал первый прототип современной лампы: в качестве электродов использовались обугленные палочки бамбука, помещенный в колбу с откачанным воздухом. Ученому удалось создать прибор, которым он освещал собственный магазин. К сожалению, Гебель не смог получить патент на свое устройство. 

В 1860 году физик-англичанин Джозеф Уилсон Суон представил свой вариант осветительного прибора. Его патентованная лампа работала в вакууме с угольным волокном. Из-за сложностей поддержания нужного разрежения технология не получила дальнейшего распространения.

Наконец, в 1874 году российский инженер Александр Лодыгин изобретает и получает патент на нитевую лампу. В качестве элемента накаливания он выбирает угольный стержень. Нить накала помещалась в герметичный стеклянный сосуд с откачанным воздухом.

Такое решение сразу повысило срок службы лампы до 30 минут и позволило использовать ее вне лабораторных стен. Через год ученый Василий Федорович Дидрихсон внес важные улучшения в конструкцию Лодыгина: поместил несколько нитей накаливания в одно устройство.

При перегорании одного угольного стержня следующий начинал работать автоматически.

Электротехник Павел Яблочков в 1875-1876 годах совершил открытие, которое привело к изобретению дуговых ламп. Ученый изучал свойства каолина (белой глины) и увидел, что при определенных условиях он светится на открытом воздухе. Конструкция «свечи Яблочкова», как их тогда называли, проста. Она состояла из двух параллельных угольных стержней, покрытых каолином.

Стержни стояли на подставке типа подсвечника. Электроды связывала тоненькая угольная перемычка. Она сгорала в момент включения лампы, разогревая каолин, который и светился в дальнейшем. Мировая общественность проявила к изобретению Яблочкова огромный интерес. Практически сразу же его лампы стали применять для освещения улиц Парижа, а потом и других столиц.

К сожалению, срок службы «свечи Яблочкова» был невелик, и постепенно их заменили лампы накаливания.

Тем временем Джозеф Уилсон Свон продолжал свои труды и в 1878 году запатентовал новую конструкцию лампы с угольным волокном, помещенным в разреженную кислородную атмосферу.

Американский изобретатель Томас Эдисон не остался в стороне от проблемы создания лампы. Путем изучения мирового опыта и собственных многолетних экспериментов в 1879 году ученый патентует свою лампу. Вначале Эдисон использовал платиновую спираль, но затем вернулся к угольному волокну. И в 1880 году он создает лампу со сроком службы целых 40 часов.

Устройство работало в герметичном корпусе с откачанным воздухом. Электроды изготавливались по специальной технологии из обугленных бамбуковых волокон. Лампа светила ярко и не мигала. Однако производство было слишком дорогим. Для удешевления Эдисон заменяет бамбук хлопковыми нитями. Попутно ученый изобретает выключатель, цоколь и патрон для лампочек.

Винтовая конструкция последних позволяла быстро и безопасно заменить осветительный прибор.

В конце 80-х годов XIX века Лодыгин эмигрировал в США, где продолжил свои научные труды. В 1890-х годах он придумал использовать тугоплавкие металлы в качестве нити накала для лампочек. В результате экспериментов Лодыгин остановился на нитях из вольфрама и молибдена, закрученных в спираль. Также он проводил эксперименты  с газонаполнением ламп.

В частности Лодыгиным была изготовлено  устройство с угольной нитью в атмосфере азота. В дальнейшем в 1906 году ученый продает идею использования вольфрамовой нити компании Эдисона. Сам Лодыгин сосредоточился на электрохимическом получении тугоплавких металлов. Данный метод отличался высокой стоимостью. Из-за этого вольфрамовые нити применялись редко, пока в 1910 году Уильям Кулидж не удешевляет их производство.

С этого момента вольфрамовые спирали вытесняют все другие варианты нитей накаливания.

Годом ранее решилась проблема быстрого испарения нити в вакууме: в 1909 году американский ученый Ирвинг Ленгмюр начал заполнять колбу лампы накаливания инертными газами. Чаще всего использовался аргон. Все это привело к существенному повышению времени работы лампы накаливания.

За прошедшие сто с лишним лет их конструкция принципиально не изменилась: герметичная стеклянная колба, заполненная аргоном и вольфрамовая спираль. Несмотря на появление новых осветительных приборов (светодиодных, люминесцентных и других), лампа накаливания не сдает своих позиций и широко используется во всем мире. Тем приятнее осознавать, что к изобретению столь популярного осветительного прибора приложили руку (и голову) многие российские ученые.

Источник: https://vamfaza.ru/istoria-lampi/

Куда вставляется лампочка как называется

Цоколь (ламповый цоколь) — компонент электрических ламп, обеспечивающий электрический контакт в месте крепления лампы и возможность безопасной замены лампы. Ответная часть для цоколя лампы называется патроном.

Существует множество видов цоколей ламп, стандарт на которые сложился де факто. Система обозначения цоколей состоит из буквы (или нескольких букв, образованных от аббревиатуры) и цифр, расположенных после.

[1] Некоторые миниатюрные лампы не имеют цоколя, а имеют гибкие выводы для непосредственного соединения с проводами. Мощные лампы с рефлектором могут иметь винтовой клеммник.

Наиболее распространенный тип цоколя ламп — цоколь Эдисона, он широко распространён в континентальной Европе, России и в Северной Америке. Байонетный цоколь популярен в странах содружества наций, Японии и в транспортной индустрии. Флуоресцентные лампы имеют свой специфический цоколь, чаще всего с четырьмя штырьками. В зависимости от типа и функции лампы, она может иметь цоколь своей подходящей конструкции.

Происхождение [ править | править код ]

Первые, экспериментальные лампы накаливания крепились выводами к проводам при помощи винтовых зажимов, но это было неприемлемо для серийных коммерческих изделий.

Фирма Эдисона на коммерческом пароходе «Колумбия» (которым владела компания «Oregon Railroad and Navigation Company») использовала простые деревянные гнезда с двумя медными полосками внутри. Эти патроны имели выключатель и были пригодны только для вертикальной установки.

Компания Эдисона позже разработала резьбовой цоколь в 1880, изначально также из дерева, но потом заменив его на гипсовый [2] . Множество разных конструкций цоколей возникло вместе с лампами накаливания, причем ни электрически, ни механически не совместимые между собой.

Конструкция и материалы [ править | править код ]

Цоколь лампы и патрон должны обеспечивать изоляцию проводников друг от друга, механическую прочность соединения, выдерживать температуру при работающей лампе.

Патроны, изготовленные из керамики (обычно электротехнический фарфор), выдерживают гораздо большую температуру, чем карболитовые или изготовленные из других видов пластика. Электрические контакты в патроне должны выдерживать рабочие токи и обеспечивать надежный электрический контакт с цоколем лампы.

В случае, если важно точное положение лампы (например, в кинопроекторе или в фокусе рефлектора), то патрон имеет конструктивные элементы, обеспечивающие точность позиционирования.

Выводы лампы накаливания часто припаиваются к цоколю мягкими припоями, поэтому температура патрона и цоколя во время работы лампы не должна превышать температуру плавления припоя (то есть быть ниже 180 °C). Также необходимо учитывать тепловое расширение узлов во всем диапазоне температур, поэтому часто патроны имеют предусмотренные упругие элементы, в том числе пружинные контакты.

Наиболее распространенные неисправности соединения цоколь-патрон вызываются перегревом патрона, потерей пружинных свойств контактами, окислением контактов. Иногда цоколь в патроне «закисает» и попытка заменить такую лампу заканчивается тем, что цоколь отрывается от баллона лампы и остается в патроне. Неисправный патрон вызывает мерцание и искрение ламп.

Цоколи Эдисона [ править | править код ]

Цоколи Эдисона обозначаются буквой E.

  • E5 Микроцоколь
  • E10 Миниатюрный цоколь
  • E11 Мини Люстровый цоколь
  • E12 Люстровый цоколь
  • E14 Малый цоколь; цоколь ламп типа «миньон»
  • E17 Средний цоколь
  • E26 Стандартный (дюймовый) цоколь для ламп 120 В
  • E27 Стандартный цоколь
  • E39 Mogul
  • E40 Большой цоколь «Голиаф»

Лампы с таким цоколем используются как лампы освещения с начала 20 века.

Байонетные цоколи [ править | править код ]

Называются также «штифтовый цоколь», «цоколь Свана». Цоколи такого типа обозначаются буквой B.

  • BA9s Miniature bayonet
  • BA15s Single Contact Bayonet
  • BA15d Double Contact Bayonet
  • Bay15d Indexed DC Bayonet
  • Bay22 Double Contact Bayonet
  • Bayonet Candelabra with prefocusing collar
  • P28s Medium prefocus
  • P40s Mogul prefocus

Штырьковый [ править | править код ]

Лампы с таким цоколем обозначаются буквой G. При штырьковом цоколе ламп (впрочем, как и при некоторых байонетных) положение спирали накаливания четко определено относительно патрона, что важно в проекционной и осветительной технике. Нить накаливания в виде зигзага имеет преимущественно излучение перпендикулярное плоскости нити и минимальное вдоль неё, что должно учитываться при установке лампы.

Источник: https://ravon-r2.ru/kuda-vstavljaetsja-lampochka-kak-nazyvaetsja/

Электрическая лампа: принцип работы, устройство, преимущества и недостатки

Сегодня сложно представить жизнь людей без электрической лампы. Этот довольно простой прибор используется для освещения различных помещений и улиц. Существует большое количество видов лампочек, отличающихся мощностью свечения и принципом работы. В последнее время все чаще пользователи обращают внимание на энергосберегающие устройства, но и обычная лампа накаливания не спешит сдавать позиции.

Принцип работы лампы накаливания довольно прост, как и конструкция этого устройства. Электроток проходит через тугоплавкий проводник и разогревает его до высокой температуры. Следует заметить, что температура нагрева зависит от подведенного к устройству напряжения. В соответствии с законом Планка, разогретый проводник способен генерировать электромагнитные волны.

Чем выше температура, тем короче длина волны испускаемого излучения. Волны видимого спектра появляются при нагреве проводника до нескольких тысяч градусов по шкале Кельвина. Если спираль электрической лампочки нагреть до 5000 К, то она будет светиться нейтральным светом (аналогично тому, что излучает Солнце). По мере снижения температуры цвет свечения начнет меняться сначала на желтый, а затем на красный.

В лампах преобладающая часть энергии трансформируется в тепловую и лишь незначительное ее количество преобразуется в световой поток. Также следует помнить, что органы зрения человека способны воспринимать только определенный диапазон световых волн. Чтобы увеличить освещенность помещения, приходится повышать температуру спирали. Однако это возможно лишь до определенного показателя, который ограничен свойствами материала проводника.

Таким образом, максимальная температура лампочки составляет 3410 градусов по шкале Цельсия. Дальнейший нагрев вольфрама приведет к деформации и расплавлению материала.

Однако даже такая температура может быть достигнута только при определенных условиях окружающей среды. Если вольфрам контактирует с кислородом, то он превращается в оксид.

Когда из колбы выкачивается воздух, появится возможность создать лампу мощностью максимум в 25 Вт. Более мощные устройства содержат в колбе инертные газы.

Особенности конструкции

Хотя лампы и отличаются конструкцией, они имеют три общих элемента — выводы, проводник и стеклянную колбу. У некоторых устройств специального назначения может отсутствовать цоколь, так как используются держатели другого типа. Также иногда в лампочки встраивается ферроникелевый предохранитель. Чаще всего он монтируется в ножке, поэтому после выхода из строя проводника колба не разрушается.

Когда нить накала обрывается, появляется электродуга, которая расплавляет остатки материала. Вещество в расплавленном состоянии падает на стеклянную емкость и может нарушить ее целостность. Предохранитель способен предотвратить процесс плавления спирали. Однако такая технология не получила широкого распространения по причине малой эффективности.

Если говорить о том, из чего состоит лампочка, то необходимо отметить основные элементы конструкции. К ним относятся:

  • колба, изготовленная из стекла;
  • излучающий проводник;
  • электроды;
  • цоколь;
  • газовая среда;
  • держатели излучающего проводника.

Колба и газовая среда

Благодаря стеклянной емкости нить накаливания защищена от процесса окисления, возникающего при взаимодействии материала излучающего проводника с кислородом. Первые электрические лампы накаливания производились с вакуумной колбой.

Сейчас по такой технологии выпускаются только устройства малой мощности. Для производства более мощных устройств чаще всего используется азотно-аргонная смесь или один аргон. Также в колбах некоторых ламп может содержаться ксенон либо криптон.

Показатель теплового излучения материала нити накаливания зависит от молярной массы газа.

Отдельной группой являются галогенные лампочки, в стеклянную емкость которых закачан газ группы галогенов. При нагреве материал излучающего проводника испаряется и вступает в реакцию с этими газами. Получившееся во время химического процесса вещество быстро расщепляется под воздействием высокой температуры и возвращается на нить накала. В результате не только повышается КПД устройства, но и увеличивается срок его эксплуатации.

Излучающий проводник

Форма нити накала может быть любой и зависит от специфики устройства. Чаще всего в обычной лампочке проводник имеет круглое сечение, но можно встретить и ленточное. Следует заметить, что в первых лампах использовался даже уголь, способный нагреться до температуры 3559 градусов по шкале Цельсия. Однако в современных приборах основным материалом нити накаливания является вольфрам.

Также этот элемент может быть изготовлен из сплава осмия с вольфрамом. Выбор вида спирали не является случайным, так как от этого зависят ее габариты. В современных лампах могут использоваться биспирали и даже триспирали. Они получаются благодаря повторному закручиванию. Это позволяет увеличить КПД устройства благодаря снижению показателя тепловыделения.

Цоколь лампы

Этот элемент стандартизован и имеет определенную форму и габариты. В результате можно легко заменить лампочку после ее выхода из строя. Сегодня чаще всего используются устройства с цоколем Е14, Е27, а также Е40. Расшифровка этой маркировки крайне проста — цифры после литеры Е указывают на наружный диаметр элемента.

Так как сейчас существует большое количество видов ламп, то некоторые из них отличаются конструкцией цоколя. Например, есть приборы, которые удерживаются в патроне благодаря силе трения. Также следует заметить, что цоколь в устройстве лампы накаливания выполняет следующие функции:

  • соединяет несколько элементов;
  • представляет собой один из контактов;
  • позволяет надежно крепить прибор в патроне.

Положительные качества

Одним из главных плюсов этих устройств является простота конструкции, что делает стоимость изделия невысокой. Сейчас без труда можно приобрести прибор желаемой мощности и габаритов. Не менее важным преимуществом классических электролампочек является спектр свечения их излучающего элемента. Так как он максимально близок к солнечному свету, то не может негативно влиять на органы зрения.

Разогретая нить накала обладает тепловой инерцией, поэтому испускаемый ею свет практически лишен пульсации. Это выгодно отличает обычные лампочки накаливания от изделий другого типа (например, люминесцентных ламп). При производстве этих устройств не используются вредные вещества, благодаря чему для их утилизации не требуются специальные технологии.

Негативные свойства

Одним из основных недостатков устройств можно считать зависимость от показателя питающего напряжения. Если он увеличивается и превышает допустимые пределы, то спираль быстро изнашивается. Когда напряжение падает, то уменьшается и световой поток, излучаемый устройством.

Кроме этого, следует помнить, что излучающий элемент предназначен для работы на протяжении продолжительного временного отрезка. Показатель сопротивления холодной спирали значительно ниже в сравнении с рабочим режимом.

Из-за этого в момент включения возникает сильный скачок силы тока, что приводит к испарению материала нити накала. Таким образом, срок службы устройства зависит от количества включений.

Однако с этим недостатком можно бороться, используя специальные устройства плавного пуска — диммеры. Также с их помощью можно регулировать и показатель светового потока в довольно широком диапазоне.

Наиболее серьезным недостатком ламп накаливания является низкий КПД. Основная часть электроэнергии преобразуется в тепло, которое рассеивается в окружающей среде. Сейчас все чаще используются светодиодные лампы, позволяющие экономить на электричестве.

Источник: https://220v.guru/elementy-elektriki/lampy/princip-raboty-i-ustroystvo-elektricheskoy-lampy-nakalivaniya.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электрогенератор
Что показывает удельное сопротивление проводника

Закрыть