Какой газ используется в лампах накаливания

Как выбирать лампочки

Какой газ используется в лампах накаливания

К лампам освещения сегодня предъявляется все больше требований. Хочется, чтобы они давали комфортный для глаз свет, потребляли минимум электроэнергии, были максимально безопасными и при утилизации не вредили окружающей среде. Какие лампочки наиболее эффективны и что выбирают для разных осветительных приборов — мы расскажем в этой статье.

Лампа накаливания — самый простой и доступный вариант для бытового освещения. Более 100 лет она применяется в различных осветительных приборах: светильниках, люстрах, бра. Она состоит из патрона и стеклянной колбы, в которую заключена вольфрамовая спираль.

Ее рабочая температура может превышать 3000 °С, поэтому, чтобы предотвратить перегрев, внутрь колбы закачан инертный газ, например, аргон. Лампы накаливания стоят дешево, но они крайне энергозатратны, потому что более 90% мощности расходуется на нагрев спирали.

Кроме того, их срок службы не превышает 1000 ч, а на практике и того меньше. Несмотря на это лампы накаливания и сейчас широко используют в быту: они дают комфортный свет без мерцания и достаточно безопасны в эксплуатации, так как не содержат вредных веществ.

 

Галогенные лампы используются для основного освещения, декоративной подсветки, оформления витрин и в автомобильной оптике. Одно из их главных преимуществ — возможность заключить источник света в очень маленькую колбу. В галогеновых лампах колба заполнена буферным газом с добавлением галогенов (паров брома, фтора, хлора, йода), из-за чего свечение вольфрамовой нити более интенсивное, чем в лампе накаливания.

Срок службы галогеновых ламп составляет 2000 – 4000 ч, а утилизировать их можно вместе с бытовыми отходами. Главный минус галогенок — чувствительность колбы к загрязнениям, с течением времени она темнеет. Лампы также чувствительны к качеству напряжения — из-за резких перепадов могут перегореть, поэтому к сети их часто подключают через устройство плавного включения. В этом случае срок службы может составлять до 12 000 ч. 

В газоразрядных лампах газ находится под давлением, а в его состав входят пары ртути, натрия или йодидов металлов (у металлогалогенных ламп). Напряжение в таких лампах подается на горелку, начинается нагрев электродов, испаряется вольфрам, который вступает в реакцию с газовыми парами, за счет чего обеспечивается яркое свечение.

При мощности в 100 Вт световой поток газоразрядной лампы составляет около 9000 лм, тогда как у лампы накаливания той же мощности он едва превышает 1000 лм. Показатель светоотдачи может достигать нескольких десятков тысяч люмен.

Это позволяет использовать такие лампы для освещения больших пространств, например, производственных помещений, торговых залов, улиц и т.д.

Срок службы газоразрядных ламп составляет 10 000 – 20 000 ч. Однако, при всех своих достоинствах они имеют и ряд недостатков. Лампы чувствительны к колебаниям напряжения, подключаются к электросети через пускорегулирующее устройство и требуют достаточно продолжительного времени для нагрева и равномерного свечения (иногда более 5 минут). Кроме того, свет газоразрядной лампы пульсирующий.

Пульсации почти незаметны человеческому глазу, но негативно влияют на восприятие и могут создавать дискомфорт. Поэтому такие источники света не рекомендуется использовать в жилых помещениях, больницах и т.д. Наконец, газоразрядные лампы неэкологичны и должны утилизироваться через специальные приемные пункты опасных отходов.

Обращаться с ними надо бережно, чтобы не разбить: пары тяжелых металлов опасны для здоровья человека.

Люминесцентная лампа является разновидностью газоразрядных ламп, так как в колбе также находится газ с парами ртути. Их классическая форма — спиральная, именно такие модели получили название «энергосберегающие». Отличает ее то, что внутри сосуд покрыт специальным порошком — люминофором, который обеспечивает свечение, в 5 раз превышающее по яркости свет от лампы накаливания аналогичной мощности.

Срок службы люминесцентной лампы может достигать 5000 – 10 000 ч. Их в основном используются для общего освещения, например, в офисах, медицинских и образовательных учреждениях, а также для специального освещения: в аквариумах, теплицах, витринах и т.д. Рациональнее всего устанавливать люминесцентные лампы в местах, где нет частых включений/выключений света, так как они имеют ограниченный ресурс — до 2000 включений.

Стоит отметить, что для подключения требуется специальное балластное устройство. Сегодня выпускаются компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), в цоколе которых уже встроен электронный балласт, поэтому они подключаются напрямую к сети и могут устанавливаться в обычные бытовые светильники вместо ламп накаливания.

Утилизировать люминесцентные лампы нужно через специальные организации или контейнеры приема использованных лампочек, батареек и т.д. 

Светодиодная лампа (LED) — на сегодняшний день самый современный и экономичный источник света.

Они широко применяются в бытовом и уличном освещении, в офисах, торговых залах, в прожекторах на стройках, автомобильных фарах, декоративной подсветке, дизайнерских и рекламных проектах.

Могут устанавливаться как в специализированных светодиодных светильниках, так и в обычных осветительных приборах. Внутри колбы лампы установлена плата с закрепленными на ней светодиодами, которые дают равномерный свет.

При небольшой мощности обеспечивается отличная светоотдача, поэтому светодиодная лампа мощностью в 4,5 Вт заменяет обычную лампу накаливания мощностью в 40 Вт, что в 10 раз сокращает потребление электроэнергии. По сравнению с другими источниками света светодиоды имеют меньшую температуру нагрева и не содержат опасных веществ, поэтому их можно утилизировать с бытовыми отходами. Время работы LED-ламп может достигать 30 000 – 50 000 ч.

Цоколь и форма колбы

В большинстве бытовых осветительных приборов используется резьбовой цоколь — чаще всего Е14 или Е27 (различаются по диаметру — 14 и 27 мм, соответственно). Колба может иметь форму шара, груши, свечи и т. д. 

В специализированных потолочных светильниках, которые находят применение в офисах, учебных классах, медицинских учреждениях, часто устанавливаются лампы линейного типа. У них с каждого конца трубки имеются контакты — по два или четыре штыря. Такой тип цоколя маркируется буквой G и числом, обозначающим расстояние между штырями — G5 (5 мм), G13 (13 мм) и т. д. Софитные или лампы с рефлектором также имеют штырьковые контакты, но только с одной стороны, и маркируются GU4, GU10 и т. д. 

Существует множество ламп с другими типами цоколя и формой колбы — легче всего подбирать их по маркировке, так как к каждому осветительному прибору производитель указывает подходящие типоразмеры ламп. 

Мощность

Сопоставлять значения мощности правильнее будет внутри каждого типа ламп: галогенные сравниваются с галогенными, светодиодные со светодиодными и т. д. Тогда закономерность «чем больше мощность, тем лучше светоотдача» будет обоснована. 

Мощность подбирается, исходя из рабочих характеристик осветительного прибора, в который будет устанавливаться лампа, либо допустимой суммарной нагрузки пускового устройства, через которое подключается светильник.

 Когда на смену лампе накаливания подбирается другой источник света, ищут аналогичный по светоотдаче вариант, при этом мощность может быть меньше.

В этом случае следует обращать внимание на такой параметр, как эквивалент мощности для лампы накаливания, который производитель, как правило, указывает на упаковке. К примеру, светодиодная лампа мощностью 4,5 Вт соответствует лампе накаливания 40 Вт.

Напряжение

Большинство ламп освещения предназначены для работы от однофазной сети с напряжением в 220 – 230 В. Промышленные лампы рассчитаны на подключение к трехфазной сети 380 В. Существуют и низковольтные лампочки (галогенные, светодиодные, люминесцентные), работающие от 12 или 24 В.
Стоит обратить внимание на маркировку: АС обозначает, что изделие рассчитано на питание переменным током, DC — постоянным, то есть, требует подключения через блок питания. 

Цветовая температура

Комфортность освещения во многом зависит от цветовой температуры источника света. Так, для домашнего освещения оптимальным будет теплый белый свет (желтый), который дают лампы с цветовой температурой 2700 – 3500 К. Он не раздражает глаза и способствует созданию уютной атмосферы. Для создания комфортных рабочих условий рекомендуется нейтральный белый свет, который характерен для ламп с цветовой температурой в 4200 – 4500 К.

Такой вариант применим к офисам, учебным классам, аудиториям. Для освещения нежилых помещений и магазинов, а также ванных комнат, гримерок, гаражей, подсобок и других помещений, где требуется максимально яркий и четкий свет, нужны лампы, обеспечивающие холодный белый или, как его называют, дневной (6500 К).

Стоит отметить, что люминесцентные и газоразрядные лампы дают окрашенный, зеленоватый свет, поэтому их не рекомендуется устанавливать в художественных и фотомастерских, студиях, галереях, магазинах ткани и ковров. 

Возможность регулировки яркости

В вопросе экономичного освещения большое значение имеют не только энергосберегающие технологии, используемые при производстве ламп, но и применение специальных выключателей для изменения интенсивности свечения. Такие устройства называются диммерами и устанавливаются вместо обычных клавишных выключателей.

С помощью поворотного регулятора настраивается яркость лампы — от приглушенного света, способствующего расслаблению и отдыху, до интенсивного, например, для чтения или готовки. С такими выключателями способны работать все лампы накаливания и галогенки. Газоразрядные, люминесцентные и светодиодные источники света, как правило, такой возможности не имеют.

У тех, что способны, в технических характеристиках стоит отметка о совместимости с регуляторами (либо они называются диммируемыми лампами). То же самое применимо и к выключателям с подсветкой. Об этом нужно помнить до покупки, иначе вместо ровного свечения будет неприятное мерцание.

Большой выбор ламп, светильников для дома и бизнеса в студии света LUMEN в Улан-Удэ.

104 квартал, ТЦ Клевер, т. 57-57-73

Жмите на картинку — Получите скидку! 

Источник: https://www.infpol.ru/94967-kak-vybirat-lampochki/

Лампа накаливания — принцип работы, виды, характеристики

Какой газ используется в лампах накаливания

Лампа накаливания – простой и дешевый источник света с приятным для человеческого глаза цветовым оттенком

Лампа накаливания применяется как источник освещения уже более сотни лет. Это – патриарх среди других ламп, освещающих жилища человека по всему свету. Однако, ей еще далеко до выхода в тираж. Несмотря на то, что идут постоянные разговоры о неактуальности применения лампы накаливания в современном мире. Так что же из себя представляет эта лампа?

Лампа накаливания – принцип работы

Лампа накаливания состоит их соединенных между собой стеклянной колбы и цоколя. Цоколь предназначен для контакта с питающей электросетью. В стеклянной колбе расположена спираль – нить накала.

Во время работы нить накала, при прохождения через нее электрического тока, разогревается до большой температуры. Как известно, она может достигать 3000°С. Поэтому спираль изготавливается из тугоплавкого металла, обычно вольфрама.

Температура плавления вольфрама 3422°С, что вполне достаточно для работы лампы накаливания.

Нить накала внутри колбы обычно закреплена на двух никелевых контактах – электродах. А также дополнительно поддерживается молибденовыми крючками – держателями, расположенными на стеклянном стержне.

Электроды, контактирующие с нитью накала, соединяются с двумя контактами на цоколе лампы. Расположение и вид контактов на цоколе лампы зависит от вида применяемого цоколя.

Иногда на одном из электродов делается специальное утоньшение, заключенное в стеклянную полость. Это утоньшение служит предохранителем. В аварийной ситуации он перегорает первым, что позволяет избежать взрыва стеклянной колбы лампы.

Лампа накаливания – устройство (Нажмите для увеличения)

Из самой же колбы через стеклянную трубочку – штенгель откачивается воздух. После этого конец штенгеля запаивается. Вакуум нужен для сохранности осветительной спирали. Поскольку воздух содержит кислород, поддерживающий горение. В результате вольфрамовая спираль при работе в воздухе сгорела бы, не прослужив и секунды. В итоге создание вакуума внутри колбы значительно продлевает срок службы лампы накаливания.

Но это справедливо лишь для маломощных ламп до 25ватт. Для более мощных ламп в колбу, дополнительно с откачкой воздуха, закачивается какой-нибудь инертный газ. К примеру – это может быть ксенон, аргон или криптон.

В основном применяется более дешевый, чем ксенон, криптон. Или еще более дешевый аргон, для большей экономии смешанный с азотом. Инертный газ позволяет нити накаливания прослужить более длительное время.

Это общее устройство ламп накаливания лишь немного различается для разных типов ламп.

Лампа накаливания – виды и типы

Существует большое количества различных типов и видов ламп накаливания. Безусловно, это и лампы общего назначения, железнодорожные, автомобильные, а также судовые, для киноаппаратов, рудничные, маячные. И еще множество разных разновидностей.

В зависимости от назначения у ламп накаливания может быть различного вида форма колба – конусная, цилиндрическая, шарообразная. Все зависит от того в каком типе светильников будет применяться лампа. Есть множество декоративных ламп накаливания, фантастичность форм которых зависит только от пределов фантазии дизайнера.

Колба лампы накаливания может быть не только прозрачной, но и матовой, зеркальной или цветной.

Нить накала лампы накаливания

Различаются лампы накаливания и нитью накала. в том числе и толщиной нити. Нить накала может быть простой спиралью. А также спиралью, свернутой в спираль вторично. То есть так называемые биспиральные лампы. Двойная спираль позволяет повысить мощность и яркость лампы без увеличения толщины нити накала. Что очень полезно. Поскольку увеличение толщины нити привело бы к её перегреву. А в результате более быстрому перегоранию нити.

Биспиральные лампы также дают увеличение яркости без увеличения длины спирали. Удлинение, бесспорно, привело бы к усложнению и удорожания конструкции лампы. С другой стороны, иногда нить в колбе лампы может представлять собой ажурно-скрученную, паутинообразную конструкцию. Такое устройство спирали может использоваться в декоративных целях. Например в потолочных светильниках. Существуют особо мощные лампы накаливания в несколько тысяч ватт, применяемые в прожекторах.

Такие лампы имеют тройную спираль.

Цоколи ламп накаливания

Лампы накаливания могут иметь также различные виды цоколя. К примеру, резьбовые цоколи. Они обозначаются латинской буквой E (цоколь Эдисона). А также цоколи байонетного типа. Обозначаются латинской буквой B. Цоколи байонетного типа (штифтовой цоколь) имеют два боковых штырька – контакта. А также один или два дополнительных нижних контакта.

Как правило применяются в автомобилях. Лампы накаливания, применяющихся для освещения дома, обычно имеют резьбовой цоколь E.  Чаще всего цоколь E типа бывает двух размеров. Это Е14 (миньон) и обычный средний цоколь – Е27. Число указывает внешний диаметр цоколя в миллиметрах.

Большой цоколь E40 применяется обычно в производстве, а в быту, пожалуй, только в прожекторах.

Характеристики ламп накаливания

Характеристики ламп накаливания находятся в зависимости от толщины и вида нити накала. А также колбы лампы, применяемого цоколя, отсутствия или наличия в колбе инертного газа. Чем больше толщина нити накала, тем более мощной, а соответственно и яркой будет лампа накаливания.   Чем мощнее будет лампа, тем больше будет размер ее колбы. Потому при превышении границы мощности в 25 ватт понадобится добавление в колбу лампы инертного газа.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как подключить многоцветную светодиодную ленту

От того, какой инертный газ будет добавлен в колбу, зависит яркость лампы накаливания. Наименьшую яркость имеют лампы накаливания наполненные аргон-азотной смесью. Закачка в колбу лампы криптона немного повышает яркость свечения лампы. А добавление ксенона повышает яркость, по сравнению с аргоновыми лампами в два раза.

Лампа накаливания и напряжение

Устройство ламп накаливания для применения в сетях переменного и постоянного тока не отличается. То есть лампы для переменного тока будут работать и при постоянном токе. И соответственно наоборот. Все различие между ними в величине напряжения на которое они рассчитываются. Лампы накаливания изготавливают для работы при определенном напряжении.

Если лампу включить в сеть с напряжением выше номинала данной лампы, то лампа естественно перегорит. Насколько быстро это произойдет, зависит от того, на сколько больше напряжение сети номинала лампы. Если напряжение больше номинала хотя бы раза в два, то включенная лампа разлетится на осколки. При включении лампы в сеть с пониженным напряжением, она будет светить слабее, чем ей предназначено.

Или же не будет работать вовсе, если напряжение слишком мало.

Обычно лампы накаливания на напряжение ниже 220 вольт применяют в сетях постоянного тока. За некоторым исключением для специальных ламп, применяемым, например, на судах или на железной дороге.

Лампы накаливания с обозначением 220 вольт, стоит применять только в сети со стабильным напряжением. Например, при использовании хорошего стабилизатора напряжения. Если такие лампы использовать в сети с постоянными перепадами напряжения, лампы быстро выйдут из строя.

При перепадах напряжения в сети применяют лампы накаливания с обозначением 230-240 вольт. По существу будет еще лучше маркировка 235-245 вольт. Такие лампы в условиях нестабильного напряжения прослужат значительно дольше.

Но с другой стороны, при наличии стабилизатора, они будут светить слабее, чем рассчитаны.

Обычно цветовая температура ламп накаливания — 2200-3000 Кельвин, но это справедливо лишь для ламп с прозрачной колбой. При применении цветной колбы изменяется и цветовая температура.

Стандартный срок службы лампы накаливания – 1000 часов. Срок этот можно увеличить. При условии что будет устанавливаться блок защиты галогенных ламп и ламп накаливания. А также можно применить диммер для плавного включения лампы.

Недостатки лампы накаливания

  1. Недолгий срок службы
  2. Низкий КПД (Коэффициент Полезного Действия) около 4%
  3. Пожароопасность при установке светильника на сгораемом основании. А также требуют установки в светильники из термостойких материалов

Достоинства лампы накаливания

  1. Малая цена
  2. Мгновенное включение и переключение (Быстрый пуск)
  3. Работа и от постоянного и от переменного тока
  4. Применение в широком диапазоне напряжений
  5. Отсутствие мерцания при применении в сети переменного тока
  6. Отсутствует гудение при работе в сети переменного тока
  7. Не требует пускорегулирующей аппаратуры
  8. Высокий индекс цветопередачи Ra 100 (Цвета окружающих предметов воспринимаются также как при солнечном свете)
  9. Стабильная работа как при больших морозах, так и при сильной жаре
  10. Возможность регулирования яркости и плавного запуска с помощью диммера
  11. Не содержит токсичных веществ и не требует специальной утилизации

При всех своих недостатках лампа накаливания имеет массу преимуществ и может занимать свою нишу в наших домах, совместно с другими видами ламп. Ажиотаж же вокруг чрезвычайной неэкономичности лампы накаливания и необходимостью ее полной замены на светодиоды очень сильно раздут и преувеличен. Большинство приборов и аппаратов, которыми мы пользуемся имеют низкий КПД. На самом деле, не один аппарат не имеет КПД 100%. Низкая же экономичность ламп накаливания и непродолжительность их службы с лихвой искупаются их малой ценой.

Светодиодные лампы для дома

Виды ламп для освещения помещений

Цветовая температура ламп освещения

Вы можете прочитать записи на похожие темы в рубрике – Освещение

Ваш Удобный дом

Источник: https://www.natrix-el.kz/ehlektrosnabzhenie-doma/osveshchenie/lampa-nakalivaniya.html

Все что вы не знали о первой лампе накаливания

Какой газ используется в лампах накаливания

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.

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

Лампы накаливания. Виды и устройство. Цоколи и применение

Старые добрые лампы накаливания знает каждый. Хотя в последние годы ее активно вытесняют газоразрядные и светодиодные источники света, лампа накаливания не исчезла с прилавков магазинов. Ее по-прежнему выпускают и применяют для освещения.

Устройство лампочки накаливания самое простое. Между двух электродов натянута спиральная вольфрамовая нить. При прохождении тока нить нагревается и начинает светиться. Иными словами, образуется тепловое излучение, которое освещает пространство вокруг.

Чтобы нить прослужила максимально долго и не окислилась, электроды помещают в колбу, заполненную инертным газом. В небольших лампочках вовсе создают вакуум. Колбы используются прозрачные, матовые и с особым покрытием, изменяющим характеристики свечения.

В зависимости от того, чем заполнена колба, лампы разделяют на следующие типы:

  • Вакуумные (мощностью не более 25 Вт).
  • Аргоновые (применяется смесь аргона и азота).
  • Криптоновые.
  • Ксеноновые.
  • Галогенные.
  • Ксенон-галогенные.

В галогенных типах используют смесь йода и брома. Такие источники света отличаются длительной службой и высокой яркостью. Ксеноновые, в свою очередь, ярче аргоновых, а аргоновые превосходят по яркости обычные вакуумные. Самыми яркими считаются ксенон-галогенные источники.

Мощность и тип цоколя

Помимо газа наполнения колбы, лампочки накаливания отличаются мощностью и типом цоколя. Мощность изменяется в диапазоне 15-750 Вт. Лампы для прожекторов могут иметь большее значение мощности (до 50 кВт).

Для бытовых нужд используется преимущественно винтовой цоколь (E) разного диаметра. Диаметр указывается в миллиметрах цифрами после буквы E.

Выпускают также лампы без цоколя с байонетным (штыковым) соединением. Обозначается буквой B. Их устанавливают на кино и диапроекторах, автомобилях, морском, железнодорожном транспорте и в других местах, где возможны сильные вибрации или необходимо соблюдать точную позицию.

Лампы накаливания: назначение

Лампы общего назначения применяются для освещения жилых комнат, рабочих мест, декоративной подсветки и других бытовых нужд. Поскольку они потребляют много энергии, в мире наблюдается тенденция по сокращению их выпуска.

Для изготовления фар применяют источники света с колбой сложной формы. Их устанавливают на летательных аппаратах и автомобильном транспорте. В копировальной и печатной лазерной технике используют нагревательные лампочки со спиралью. Существуют и другие специальные сферы применения, поэтому лампы накаливания не сдают свои позиции, продолжая пользоваться спросом.

Похожие темы:

Источник: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektroobustrojstvo/osveshhenie/lampy-nakalivaniia/

Газонаполненные лампы и их особенности

Между ламп накаливания и люминесцентными моделями расположился следующий тип освещения, такой как – лампа газоразрядная. Газоразрядный источник свечения способен выдавать свечение от электрических разрядов в газе, парах металла, или в их совокупности.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как снять плафон с круглого потолочного светильника

Данная газоразрядная лампа даёт возможность получить интенсивность и концентрированность света, с использованием всех плюсов газоразрядных технологий.

Внешне газонаполненные лампы выглядят как стеклянные, керамические или металлические оболочки в форме сферы, цилиндра или другой.

Сфера применения

Применяются они в качестве более эффективной альтернативы лампам накаливания, которые имеют преимущество в определённых целях. Это могут быть такие сферы применения, как:

  • Общее освещение, включая уличное;
  • Освещение билбордов;
  • Освещение фасадов;
  • Освещение витрин;
  • Сигнализация;
  • Автомобильное освещение.

Есть ряд узкоспециализированных осветительных устройств, такие как:

  1. Газоразрядные ксеноновые модели сверхвысокого давления, которые отличаются цветом и яркостью. Их использование необходимо для киноаппаратуры.
  2. Газоразрядные ртутно-таллиевые источники света погруженного типа, которые отличаются спектральным составом и мощностью. Их использование необходимо для фотохимии в больших объёмах.
  3. Газоразрядные ксеноновые лампы, имеющие металлическую оболочку, которые отличает идентичный солнечному спектральный состав излучения.
  4. Газоразрядные импульсные лампы, которые отличаются амплитудой и временными характеристиками излучения. Применяются при скоростных фотографиях и стробоскопии.

Принцип работы

Работа происходит по следующему принципу. Она генерирует свет путём создания разряда через ионизированный газ. Это может быть:

  • Криптон;
  • Арагон;
  • Неон;
  • Ксенон и прочие виды газа.

Разряды электричества, что проходят между электродами, выдают свет наполнителя, который находится в разрядной трубе. Свет, который излучает лампочка, происходит вследствие протекания дуговых разрядов. Чтобы ограничивать ток и зажигать газоразрядные источники света требуется ПРА.

Есть варианты, которые наполнены дополнительным газом. Это может быть натрий со ртутью. Когда питание попадает к лампе, в трубке создаётся электрическое поле.

Поле создает активацию свободных электронов в газ, который наполнен ионами, чем создаёт условия для столкновения электронов газа с атомами металла.

Определённые электроны, которые вращаются вокруг атомов, способны обеспечить конвертацию в более энергетически сильное состояние, в котором будет освобождена энергия фотонов. Для эффекта разного цвета свечения газоразрядных ламп, на их колбы наносится особое покрытие.

Классификация

Газоразрядные источники света распределяются на следующие виды:

Газоразрядные лампы низкого давления – содержат газ, который находится в низком давлении, в сравнении с атмосферным. Подразделяются газоразрядные лампы низкого давления на ЛЛ и КЛЛ. Они имеют хорошую светоотдачу и подходят как уличные и домашние. Производят они в основном желтый свет, исключение есть у бездроссельных ламп.

Газоразрядные лампы высокого давления – используются для освещения улиц или подсветки в автотранспорте. Это самые распространённые источники света для наружного освещения, для освещения внутри зданий они применяются крайне редко.

Данный тип включает в себя такие модели  под светильники с газоразрядными лампами, как: ДРЛ, ДРИ, ДНАТ, ДКсТ. Главной особенностью считается то, что в них отсутствует необходимость в пускорегулирующем аппарате.

Газ, который содержат газоразрядные лампы высокого давления, внутри находится в высшем давлении, чем атмосферное.

Газоразрядные лампы сверхвысокого давления создают излучение света с помощью электрической дуги, которая находится между электродами. Электроды находятся внутри полупрозрачной или прозрачной колбы и сделаны из вольфрама. Сюда входят ртутно-кварцевые шаровые лампы (ДРШ), способные издавать сильное ультрафиолетовое излучение.

Различие по катодам

Существует два вида катодов:

  1. Горячий катод. Для генерации в горячие катоды электрон с термоэлектронной эмиссией создаёт генерацию электронов. Иначе они могут называться термоэлектронные катоды. Катод – это электрическая вольфрамовая или танталовая нить. Для достижения большего свечения и меньшего выделения тепла используется покрытие, в качестве которого выступает эмиссионный материал, который позволяет существенно увеличивать КПД. Есть случаи, в которых переменные токи создают своеобразное звуковое сопровождение, тогда катод и нагреватель электрически изолируются друг от друга. Это весьма часто применяют в газоразрядных металлогалогенных лампах и светильниках с низким давлением. Горячий катод выдаёт гораздо больше электронов, если сравнивать с холодным катодом на альтернативном пространстве свечения. Они используются как устройства индикаторы, микроскопы, их  применяют для улучшения электронных пушек.
  2. Холодный катод. При холодном катоде происходит процесс термоэлектронной эмиссии. Высоковольтные лампы производят свечение от электродов, что генерируют мощное электрополе, которое в свою очередь наполняет газ ионами. Внутренняя часть колбы может создавать вторичные электроны, одновременно сводя их «упадок» на минимум. В некоторых трубках содержится заземление, что способно улучшать эмиссию электрона.

Есть ещё один принцип работы прибора с холодным катодом, который создан на генерации свободных электронов без термоэлектронной эмиссии. Всё достигается, используя полевую электронную эмиссию. Происходит данная эмиссия на электрическом поле, которое создаёт очень высокий уровень напряжения. Наиболее часто это используется в трубках для рентгена, микроскопах, что работают через электрополе, а также применим к газоразрядным натриевым лампам, особенно к днат (дуговая натриевая трубчатая).

Название катода вовсе не значит, что он не нагревается. Его рабочая температура способна повышаться в определённых моментах. К примеру, когда используется переменный ток, потому как электроды меняются местами и катод стал анодом. Более того, электрон способен вызывать тепловую локализацию.

Лампы холодного катода требуют высокого уровня напряжения, однако, высоковольтное питание для этого не требуется.

Устройство газоразрядной лампы

Газоразрядная лампа состоит из следующих частей:

  • Колбы;
  • Цоколя;
  • Горелки;
  • Основного электрода;
  • Поджигающего электрода;
  • Токоограничивающего резистора.

Характеристика

Газоразрядные источники света имеют следующие отличительные достоинства:

  1. Светоотдача составляет 40-220 лм\Вт.
  2. Цвет свечения от 3000 – 4200 К.
  3. Малое потребление электроэнергии.
  4. На всем сроке службы лампы имеют стабильный световой поток.
  5. Большой срок службы, если сравнивать с обычными лампами «Ильича».
  6. Не требуют дополнительных комплектующих.

Минусы

  • Стоимость выше, если сравнивать с лампами накаливания.
  • Для выхода на полноценное свечение требуется больше времени.
  • Ограниченный спектр лучей, который не позволяет видеть истинный цвет предметов. Более подходит как уличное и автомобильное освещение.
  • Работает только с переменным током.
  • Для включения нужен балластный дроссель.

Вывод

Газоразрядные источники света устойчиво закрепили своё положение на рынке и отзывы по ним преимущественно положительные. Считается, что натриевые газоразрядные лампы – это отличная альтернатива более дорогостоящим LED светильникам.

про газонаполненные лампы

Люминесцентные лампы и их утилизация

Источник: https://amperof.ru/osveshenie/lampy/gazonapolnennye-lampy-i-ih-osobennosti.html

Лампы накаливания: виды и основные характеристики

Человек постоянно пытается продлить световой день, освещая свое жилище в темное время суток. Началось это еще на заре цивилизации и продолжается по сей день.

Осветительные приборы прошли эволюционный путь от примитивной лучины, до высокопроизводительной электролампочки. Родительницей электроосвещения стала лампа накаливания, патент на которую был получен еще в середине XIX века.

И хотя инновационные осветительные ресурсы активно завоевывают рынок, но все равно добрая старая «лампочка Ильича» остается достаточно востребованной.

Принцип действия и особенности конструкции

При нагреве до определенной температуры металл начинает светиться. Это свойство и используется в лампах накаливания. При этом пришлось решить несколько проблем, которые препятствовали созданию эффективного осветительного элемента.

Во-первых, нужно было подобрать материал, который при накаливании не расплавится. В результате спираль изготавливается из вольфрама – самого дешевого из тугоплавких металлов. Во-вторых, процесс нагрева ускоряет окислительные процесс, который оказывает негативное влияние на состояние металла.

Значит, необходимо было предотвратить контакт раскаленной спирали с кислородом, т. е. с воздухом.

В результате получилась конструкция лампы, которая преодолевает все проблемы и в то же время поражает своей простотой:

  • грушевидная колба из стекла с прикрепленным к узкой части металлическим цоколем. На нем имеется резьба, при помощи которой устройство вкручивается в патрон. В некоторых моделях резьба отсутствует, но имеются другие решения, соответствующие условиям эксплуатации;
  • внутри колбы имеется стеклянная ножка, с впаянными двумя электродами. Своими верхними концами они крепятся к краям спирали, а нижними – к цоколю. Причем один припаян к корпусу, а второй – к контакту на его дне;
  • вольфрамовая спиралевидная струна крепится к электродам и держателям (ножкам), изготовленным из тугоплавкого металла (молибдена). Они не дают спирали провиснуть при нагреве и оборваться. В зависимости от назначения ламп накаливания спиралей может быть несколько, а значит количество контактов и поддерживающих ножек увеличивается соответственно.

Из колбы откачивают воздух и заполняют ее инертным газом либо оставляют вакуумную среду. Этим решается проблема окисления. Проходя через вольфрамовую спираль, электрический ток разогревает ее. Причем происходит это незаметно для человеческого глаза и световой поток в результате накала проводника распространяется практически мгновенно.

Как устроена лампочка накаливания.

Применяемые в лампах накаливания материалы

При изготовлении ламп накаливания используются разные материалы. Регулируется производство соответствующими статьями ГОСТа, в которых прописаны все необходимые требования – от размеров, до требований безопасности.

Металлы

В лампе накаливания присутствуют металлические детали – спираль и держатели. Нить накаливания чаще всего производят из вольфрама – тугоплавкого металла с температурой плавления до 3400°С. Значительно реже для спирали используют осмий и рений. При включении в сеть температура нити накала достигает 2000-2800°С. Ножки должны выдерживать высокую температуру и иметь низкий показатель теплового расширения, поэтому их делают из молибдена, который соответствует выдвигаемым требованиям.

Вводы

В этом осветительном элементе металлическими так же будут и контакты, по которым ток из сети будет передаваться на рабочую зону. Одним контактом выступает алюминиевый цоколь, к которому изнутри крепится проволока, выходящая к электроду (чаще всего, никелевому). Второй контакт располагается на донышке цоколя и отделяется от основного корпуса изолятором.

Стекла

В лампе накаливания колба производится из обычного прозрачного стекла. Встречаются виды из матового стекла, которое рассеивает свет, делая его мягче. Бывают особые модели в цветных колбах или с зеркальным напылением.

Газы

Для предотвращения образования окиси и сгорания вольфрама колбу лампы наполняют инертным (химически неактивным) газом – аргон, ксенон, криптон или азот. Бывают вакуумные виды. Кроме относительного повышения срока службы, подобные модели имеют минимальную теплоотдачу.

Характеристики

Лампы накаливания характеризуются такими величинами:

  • мощность (Вт). Диапазон этого показателя впечатляет размахом – от 25 до 1000 Вт. Подбирают «силу свечения» исходя из расчета освещенности помещения. Для бытовых нужд достаточно в 25-150 Вт, а для других – мощнее;
  • напряжение (В). Выпускаются виды ламп, работающих от напряжения 220 В, 380 В. Так же существуют источники освещения, работающие на пониженном напряжении;
  • светоотдача (Лм/Вт). Чем выше этот показатель, тем ярче будет гореть источник света. Для данного продукта он находится в диапазоне 9-19 Лм/Вт;
  • вид и размер цоколя. По виду монтажа цоколь бывает резьбовой и одно- либо двухконтактный штифтовой. Размер цоколя имеет три стандарта – Е14, Е27 и Е40 (самые ходовые). Цифры обозначают диаметр в миллиметрах;
  • эксплуатационный ресурс. В приемлемых условиях лампа накаливания может функционировать до 1000 часов.

Виды и характеристики ламп накаливания достаточно разнообразны. Это обуславливает их популярность и распространенность в различных производственных и бытовых сферах.

Цоколи ламп (типы, виды, расшифровка).

Разновидности ламп накаливания

Классифицируются лампы накаливания исходя из их конструкционных особенностей и сферы применения.

Общего и местного назначения – самая многочисленная группа. Лампы общего вида используются при организации основного освещения бытовых, промышленных и общественных помещений. Основным отличием устройств местного назначения является пониженное напряжения источника питания. Поэтому чаще всего их используют в переносных светильниках, для освещения рабочего места и т. д.;

Декоративные отличаются разнообразием размеров, форм и расположением спирали. Такие лампы накаливания обрели популярность в последнее время благодаря неординарному внешнему виду. Чаще всего их используют в дизайн-проектах в качестве декоративного элемента.

Иллюминационные виды ламп накаливания отличаются небольшим рабочим напряжением. Как правило, у них цветная колба, окрашенная изнутри (реже снаружи) неорганическим пигментом. Палитра красок самая разнообразная и зависит от цели использования. Чаще всего применяются в иллюминационных устройствах. Но эффективная цветопередача сохраняется недолго – под воздействием высокой температуры пигмент «выгорает» и теряет первоначальную яркость.

Иллюминационная лампа накаливания.

Сигнальные постепенно становятся историей. Все чаще их заменяют светодиодные элементы. Разрабатывался этот вид ламп накаливания для разнообразных светосигнальных устройств.

Зеркальные имеют колбу своеобразной формы. Ее разрабатывали с таким расчетом, чтобы световой поток имел определенную направленность. Препятствует рассеиванию и способствует фокусировке специальное алюминиевое покрытие. Оно наносится изнутри, оставляя не закрашенным определенный участок колбы (как правило верхний), через который и будет выходить луч света. Используется в местах где необходимо организовать направленное освещение.

Лампf накаливания зеркальные (ЗК).

Транспортные лампы используются в самых разнообразных ТС. Их конструкция и технические характеристики соответствуют условиям эксплуатации. Такие осветительные элементы отличаются повышенной прочностью и вибрационной устойчивостью.

Устройство цоколя позволяет быстро сменить вышедшую из строя лампу на новую. Рассчитаны на работу от электросети транспортного средства.

 Основные виды таких элементов используются в осветительных приборах авто- и мототранспорта, на тракторной технике, самолетах и вертолетах, на морских и речных судах.

Отдельно в этой категории стоят двухнитевые лампы накаливания. В них имеются две спирали, что позволяет в некоторых ситуациях использовать вместо двух один элемент освещения. Например, фары автомобиля (переключение с ближнего на дальний или с габаритов на стоп-сигналы), ж/д светофоры и т. д.

Лампа накаливания, 12V, 21/5W, BAY15d, МАЯК, 61215, двухнитевая с большим цоколем.

Отдельную группу составляют галогенные лампы накаливания. Использование галогенов позволило значительно уменьшить габариты конструкции при повышении светоотдачи. По этой технологии изготавливаются элементы для общего освещения, инфракрасных облучателей, кино- и телеоборудования, прожекторов и пр.

Сфера использования

Лампы накаливания используются в самых различных сферах жизнедеятельности человека. Трудно даже представить место или устройство, где бы они не применялись.

Начиная от обычного бытового освещения жилых помещений, до организации световой сигнализации, от карманного фонарика, до мощнейших военных прожекторов.

И хотя современные технологии не стоят на месте предлагая все новые источники освещения, но во многих случаях «классические» лампочки не имеют равноценной замены. Подобная популярность вполне объяснима – они недороги, просты в монтаже и эксплуатации.

Маркировка

В маркировке ламп накаливания используются буквенные и цифровые обозначения. Состоит она из четырех частей:

  • первая – буквенная. В ней отражены конструкционные и физические особенности. Б – биспиральная с аргоном, Г – газовая односпиральная аргоновая, В – вакуумная, БК – биспиральная криптоновая, МЛ – молочный цвет стекла, О – колба опалового цвета;
  • вторая – буквенная. Показывает сферу использования. Ж – для ж/д, СМ – для самолетов, КМ – коммутационная, А – для автотранспорта, ПЖ – для прожекторов;
  • третья – цифирная. Рабочее напряжение и номинальная мощность;
  • четвертая – цифирная. Номер доработки.
ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как правильно установить точечные светильники

Зная особенности маркировки продукции можно без труда подобрать необходимый для конкретных условий эксплуатации вид.

Достоинства и недостатки ламп накаливания

Лампы накаливания имеют как достоинства, так и недостатки. К основным минусам относится низкий коэффициент полезного действия. Для источников света под КПД подразумевается отношение интенсивности видимого светового потока к мощности, потребляемой для его производства. Его уровень не превышает 15% при температуре накала 3126°С. Но срок службы устройства при этом составляет всего несколько часов.

При снижении нагрева эксплуатационный период повышается, но снижается КПД. При 2427°С коэффициент полезного действия составляет всего 5%, но светит такая лампочка на протяжении около 1000 часов. (Расчеты взяты для обычной грушевидной лампы накаливания мощностью 60 Вт).

Это значит, что львиная доля энергии уходит в тепло (инфракрасное излучение), и только незначительная часть переходит в видимый для человеческого глаза спектр.

Еще имеются и такие недостатки у ламп накаливания:

  • светоотдача напрямую зависит от напряжения;
  • относительная пожароопасность – пространство вокруг колбы может нагреваться до +300°С;
  • неэкономичность;
  • хрупкость;
  • существует вероятность взрыва колбы;
  • незначительная величина срока службы лампы накаливания, особенно по сравнению с новейшими видами.

Но все эти недостатки перекрываются многочисленными достоинствами:

  • доступная цена;
  • компактность;
  • широкий диапазон мощности;
  • непрерывный светопоток с близкой к естественной светопередачей;
  • не мерцает на переменном токе;
  • не требуют дополнительных пускорегулирующих устройств и специальной утилизации;
  • не теряют яркости.

Благодаря этим достоинствам лампы накаливания остаются лидерами продаж в сегменте осветительных элементов.

Вместо заключения

К преимуществам ламп накаливания можно отнести и их «всепогодность». Был проведен интересный эксперимент, в котором включение осветительных элементов различных видов осуществлялось при экстремально низкой температуре — -150°С. И только обычна лампа накаливания выдержала и работала стабильно, обойдя галогеновую, светодиодную и люминесцентную.

Источник: https://lightgid.ru/osvetitelnye-ustanovki/lampa-nakalivaniya-vidy

Виды и основные технические характеристики ламп накаливания

Первый электрический осветительный прибор, который изобрели в конце 18 века – лампа накаливания (ЛН). Этот источник света до сих пор пользуется популярностью при организации освещения жилых, производственных помещений, улиц и т. д.

Это устройство имеет простую конструкцию и принцип работы.

На рынке осветительных приборов представлены разные виды лампочек с нитью накала.

Несмотря на то, что сейчас все большую популярность приобретают энергосберегающие лампочки, приборы с нитью накаливания не спешат сдавать позиции.

Конструкция лампы накаливания

Устройство разных видов ламп накаливания незначительно отличается, однако можно выделить 3 общих элемента: тело накаливания, стеклянная колба и токовые вводы. Они отличаются конструкцией держателей (крючки) тела накала, типом цоколей, некоторые из них могут быть бесцокольными.

Чтобы избежать разрушения колбы при разрыве спирали во время работы, ЛН оснащена ферроникелевым предохранителем, который обычно располагают в ее ножке. На участке разрыва тела накала образуется электродуга, из-за которой остатки спирали расплавляются, попадают на стеклянную поверхность, тогда повышается риск нарушения ее целостности. Предохранители помогают остановить процесс плавления. Однако сейчас они используются редко, так как их эффективность низкая.

Электрическая лампа имеет такие основные элементы:

  • колба;
  • тело накаливания;
  • электроды (токовводы) по обеим сторонам спирали;
  • крючки, которые удерживают спираль;
  • ножка;
  • токовый ввод;
  • цоколя;
  • изолятор цоколя;
  • контакт на дне цоколя.

Колба из стекла защищает спираль от разрушительного действия воздуха, при ее разрушении нить накала окисляется и быстрее разрывается. Состав колбы устройства отличается, ее полость может быть заполнена вакуумом или смесью газов.

Первые ЛН выпускали с безвоздушной емкостью, однако их мощность низкая. Для наполнения современной лампочки используется азотно-аргоновая смесь или только аргон. Некоторые виды устройств могут содержать криптон или ксенон.

Теплоотдача прибора зависит от молярной массы вещества, которым наполнена колба.

! В отдельную категорию входят галогеновые лампочки, колба которых заполнена специальными газами. Во время работы устройства из спирали испаряется металл, который вступает в реакцию с галогенами. Полученное в результате их взаимодействия вещество разрушается под влиянием высокой температуры, и оседает на поверхность тела накала. Как следствие, увеличивается КПД, а также срок эксплуатации устройства.

В зависимости от функционального назначения, форма спирали ЛН отличается: проволока с круглым сечением или ленточный проводник.

Накал и свечение первых устройств обеспечивали угольные стержни, современные лампы накала оснащены вольфрамовой спиралью. Проводник может быть создан из сплава металлов (осмий и вольфрам).

Боле новые модели оснащены биспиралями или триспиралями, которые получают в результате повторного закручивания. Такие устройства имеют высокий КПД и выделяют меньше тепла.

Форма и размер цоколя лампы накаливания стандартные, поэтому проблем с заменой осветительного элемента после его поломки обычно не возникает. Чаще всего применяются источники света с цоколем Е14, Е27, Е40. Буква Е в маркировке обозначает фамилию изобретателя (Эдисон), а цифра после – наружный диаметр в мм.

Разновидности

Прежде чем ознакомиться с видами ЛН, нужно изучить их характеристики:

  1. Мощность бытовых ламп колеблется от 25 до 150 Вт, а других – до 1000 Вт.
  2. Температура разогрева тела накала – до 2900 – 3000° С.
  3. Светоотдача – от 9 до 19 Лм/1 Вт. Эта характеристика имеет свой диапазон, например, лампочка на 40 Вт может излучать световой поток 415 – 460 Лм.
  4. Напряжение 220 – 230 В и 127 В.
  5. Диаметр цоколя – 14 мм для Е14, 27 мм для Е27, 40 мм для Е40.
  6. Тип цоколя – винтовой, штырьковый (с одним или двумя контактами).
  7. Срок эксплуатации – 1000 часов (если напряжение 220В) или 2500 часов (при 127В).

Основные параметры разных видов ламп накаливания отличаются.

В продаже имеются устройства разного виды, которые различают по форме, наполнению или покрытию колбы, назначению и т. д.

С учетом наполнителя и покрытия внутренней поверхности колбы выделяют такие разновидности лампочек:

  1. Вакуумные – это самые простые устройства с низкой мощностью.
  2. Аргоновые – наполненные аргоном.
  3. Криптоновые – закачан одноименный газ.
  4. Ксенон-галогенная с инфракрасным отражателем.
  5. Лампы с покрытием из люминофора, который преобразует инфракрасные лучи в видимый свет.

В зависимости от функционального излучения различают такие типы ламп:

  • общего назначения. Это самая большая группа устройств, которые применяются для общего, местного и декоративного освещения. Прибор местного назначения имеет такую же конструкцию, как общего. Отличается он тем, что рассчитан на меньше напряжение. Устанавливают местные лампочки в переносные светильники, станки и т. д.;

! Сейчас производство ламп накаливания сокращается с целью экономии электроэнергии.

  • декоративные лампочки отличаются от обычных формой колб и размещением тела накаливания. Часто применяются для украшения дизайна в стиле ретро;
  • иллюминационные. Колбы этих устройств окрашены в разные цвета с помощью неорганического пигмента или цветных лаков. Обычно их мощность низкая – до 25 Вт;
  • зеркальные. Колба лампы накаливания имеет особую форму, изнутри она частично покрыта тонким слоем распыленного алюминия. Эти устройства излучают более направленный световой поток;
  • сигнальные. Это маломощные лампочки, которые устанавливают в светосигнальные приборы. Сейчас их заменяют светодиодами;
  • транспортные. Это большая группа ламп, которые используются для установки в автомобили, мотоциклы, самолеты, морские судна и т. д. Они прочные, имеют специальный цоколь и рассчитаны на электрическую сеть от 6 до 220 В;
  • двухспиральные. Их применяют в автомобилях (одна нить отвечает за ближний свет, а вторая за дальний), самолетах, железнодорожных светофорах.

  Как правильно подключить светодиод к сети 220 В

Известно еще несколько видов специальных ламп накаливания (прожекторные, коммутаторные, фотолампа и т. д.), которые сейчас все больше замещаются экономками.

Достоинства

Лампы накаливания имеют такие преимущества:

  1. Низкая стоимость по сравнению с другими видами ламп (люминесцентные, светодиодные).
  2. Компактные размеры.
  3. Работают при незначительных перепадах напряжения.
  4. Функционируют без специального оборудования, излучают свет сразу после включения (не нужно время на разогрев).
  5. При работе на переменном токе мерцание присутствует, но человеческий глаз его не улавливает.
  6. Излучают свет, который приятен для человеческого зрения, коэффициент цветопередачи на высоком уровне.
  7. Обычная лампочка может работать при низких температурах, поэтому ее применяют для освещения улицы.
  8. Не содержит токсических веществ в колбе, поэтому ее можно выбрасывать в мусор.
  9. Работают беззвучно (нет шума, треска, гула), отсутствуют радиопомехи.
  10. Прибор не чувствителен к полярности подключения.
  11. Нить накала прибора испускает сравнительно мало УФ-лучей.

Это основные преимущества ламп накаливания.

Недостатки

Минусов у лампочки накаливания тоже достаточно:

  1. Прибор излучает много тепла и мало света.
  2. Срок службы сравнительно короткий, особенно при скачках напряжения.
  3. При низком напряжении свет становиться тусклым.
  4. Израсходует большое количество электрической энергии.
  5. Существует риск пожара, так как поверхность вокруг лампочки может повышаться до 330°С.
  6. Колба может взорваться и травмировать осколками рядом находящихся людей.
  7. Обычные лампочки хрупкие к вибрациям и очень громким звукам.

Важно! Недостатки ламп накаливания объясняют снижение их популярности в последнее время. Теперь их заменяют более прочные, долговечные и экономные светодиоды.

Основные выводы

До недавнего времени лампы с нитью накала широко применялись в разных сферах жизни, но сейчас их активно вытесняют современные источники света. Однако многие потребители до сих пор остаются верными ЛН. Если вы из их числа, то при выборе лампочки учитывайте ее важные характеристики и маркировку.

Также вам следует учитывать, что приборы с телом накала отличаются формой колбы, ее покрытием, наполнением, а также функциональным назначением. К основным плюсам лампочки накаливания относят низкую цену, простоту использования, приятную цветовую температуру, а к недостаткам – короткий ресурс работы, большие траты электроэнергии, ЛН выделяет много тепла и мало света.

Использовать лампочку накаливания для освещения жилого помещения или нет – выбор за вами.

ПредыдущаяСледующая

Источник: https://svetilnik.info/lampy-i-svetilniki/lampa-nakalivaniya.html

Лампочка накаливания: целая эпоха в освещении

Ни для кого не секрет, что даже сейчас, с появлением множества новых энергосберегающих источников света, лампа накаливания (еще ее называют «лампочка Ильича» или вольфрамовая лампа), остается очень востребованной, и многие пока не готовы от нее отказаться. Скорее всего, пройдет еще немного времени и этот световой прибор практически уйдет с рынка электротехники, но, естественно, забыт он не будет. Ведь по сути, с открытием обычной лампы накаливания началась новая эра в освещении.

Из чего состоит вольфрамовая лампочка?

Конструкция лампы накаливания с вольфрамовой нитью очень проста. Она состоит из:

  • колбы, т. е. самой стеклянной сферы, либо вакуумированной, либо наполненной газом;
  • тела накала (нить накаливания) – спирали из сплава вольфрама;
  • двух электродов, по которым на спираль подается напряжение;
  • крючков – держателей вольфрамовой нити, выполненных из молибдена;
  • ножки лампочки;
  • внешнего звена токоввода, служащего предохранителем;
  • корпуса цоколя;
  • стеклянного изолятора цоколя;
  • контакта донышка цоколя.

Принцип работы лампы накаливания также несложен. Свет вырабатывается по причине того, что вольфрамовая нить нагревается от подаваемого на нее напряжения. Подобное свечение, хоть и в более малых объемах, можно увидеть при работе электрической плитки с открытым нагревательным элементом из нихрома. Свет от спирали выделяется очень слабый, но на этом примере становится ясно, как работает лампа накаливания.

Кроме привычной формы, эти световые приборы могут быть и декоративными, в виде свечи, капли, цилиндра или шара. Так как свет от вольфрама всегда одного цвета, производители выпускают такие осветительные приборы с различными, иногда окрашенными стеклами.

Интересны в работе лампочки с нитями накаливания с зеркальным покрытием. Принцип действия лампы накаливания можно сравнить с точечными светильниками, так как освещают они направленно определенную площадь.

Разновидности форм ламп накаливания

Виды ламп накаливания

Лампочки с использованием вольфрамовой нити могут быть не только вакуумными. Устройство лампы накаливания различает несколько видов подобных осветительных приборов, каждый из которых используется в определенных отраслях. Они могут быть:

  • вакуумными, т. е. самыми простыми;
  • аргоновыми, либо азотно-аргоновыми;
  • криптоновыми, которые светят на 13–15% сильнее аргоновых;
  • ксеноновыми (чаще применяемыми в последнее время в фарах автомобилей и светящими в 2 раза ярче аргоновых);
  • галогенными – колба в лампе накаливания наполнена галогеном брома или йода. Свет в 3 раза ярче, чем у аргоновой, но эти лампы не терпят снижения напряжения и внешнего загрязнения стекла колбы;
  • галогенными с двойной колбой – с повышенной эффективностью работы галогенов по сбережению вольфрама в нити накаливания;
  • ксенон-галогенными (еще более яркими) – они наполнены помимо галогенов йода или брома еще и ксеноном, т. к. от того, какой газ находится в колбе, напрямую зависит то, сколько градусов составит нагрев лампы а, следовательно, зависит и ее яркость.

Галогенная лампа с двойной колбой

Коэффициент полезного действия

Как уже говорилось, ввиду того, что строение лампы накаливания подразумевает разогрев спирали, 95% подающейся на осветительный прибор энергии уходит в тепло, выделяемое при ее работе, и лишь 5% идет непосредственно на освещение. Это тепло является инфракрасным излучением, которое глаза человека не воспринимают.

Потому коэффициент полезного действия таких осветительных приборов при повышении температуры лампы накаливания до 3 400 К составит 15%. При снижении ее до 2 700 К (что соответствует температуре работы лампы в 60 Ватт) КПД ламп составит уже 5%.

Получается, что с повышением температурных режимов повышается и КПД, но при этом значительно падает срок службы. Значит, при условии понижения тока падает и коэффициент полезного действия, зато долговечность прибора возрастет в тысячи раз.

Такой способ увеличения срока службы ламп часто используется в подъездах многоквартирных домов, где питание на источники подается последовательно на два осветительных прибора, либо к лампе последовательно подключается диод, что позволяет понизить ток сети.

Что выбрать: светодиоды или вольфрамовые лампы?

Обычная лампа накаливания

Это вопрос, ответ на который каждый находит для себя сам, оценив для себя лампы накаливания, их достоинства и недостатки. Советов здесь быть не может. С одной стороны, светодиоды потребляют во много раз меньше электроэнергии и более долговечны в работе, чего нельзя сказать о «лампочках Ильича», а с другой – лампы накаливания оказывают более щадящее действие на зрение человека.

И все же есть статистика, а согласно ей, продажи светодиодов и энергосберегающих ламп в последнее время возросли более чем на 90%, т. к. человеку свойственно идти в ногу с прогрессом, а значит, недалеко время, когда лампы накаливания уйдут в прошлое.

Источник: https://LampaGid.ru/vidy/lampy-nakalivaniya/ustrojstvo

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электрогенератор
Каковы размеры зоны опасного шагового напряжения

Закрыть