admin / 27.12.2019

Лампа накаливания, что это?

Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания.

Лампа накаливания — это электрический источник света, который излучает световой поток в результате накала проводника из тугоплавкого металла (вольфрама). Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления среди всех чистых металлов (3693 К). Нить накала находится в стеклянной колбе, заполненной инертным газом (аргоном, криптоном, азотом). Инертный газ предохраняет нити накаливания, от окисления. Для ламп накаливания небольшой мощности (25 Вт) изготавливают вакуумные колбы, которые не заполняются инертным газом. Стеклянная колба препятствует негативному воздействию атмосферного воздуха на вольфрамовую нить.

Для расчёта освещенности помещения вы можете воспользоваться калькулятором расчета освещенности помещения.

Разновидности ламп накаливания.

Лампы накаливания делятся на:

  • Вакуумные;
  • Аргоновые (азот-аргоновые);
  • Криптоновые (+10 % яркости от аргоновых);
  • Ксеноновые (в 2 раза ярче аргоновых);
  • Галогенные (состав I или Br, в 2,5 раза ярче аргоновых, высокий срок службы);
  • Галогенные с двумя колбами (улучшенный галогенный цикл за счёт лучшего нагрева внутренней колбы);
  • Ксенон-галогенные (состав Xe + I или Br, до 3х раз ярче аргоновых);
  • Ксенон-галогенные с отражателем ИК-излучения;
  • Накаливания с покрытием, преобразующим ИК-излучение в видимый диапазон. (новинка)

Достоинства и недостатки ламп накаливания.

Достоинства:

  • невысокая стоимость;
  • мгновенное зажигание при включении;
  • небольшие габаритные размеры;
  • широкий диапазон мощностей.

Недостатки:

  • большая яркость (негативно воздействует на зрение);
  • небольшой срок службы — до 1000 часов;
  • низкий КПД. (только десятая часть потребляемой лампой электрической энергии преобразуется в видимый световой поток) остальная энергия преобразуется в тепловую.

Характеристики ламп накаливания.

Световой поток – это физическая величина, характеризующая количество «световой» мощности в соответствующем потоке излучения.

Световая отдача – это отношение излучаемого источником светового потока к потребляемой им мощности измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Является показателем эффективности и экономичности источников света.

Люмен – это единица измерения светового потока, световая величина.

Световой поток и световая отдача ламп накаливания.

Тип, мощность, Вт

Световой поток

(люмен)

Световая отдача

(лм/ватт)

Лампа

накаливания

5 Вт

Лампа

накаливания

10 Вт

Лампа

накаливания

15 Вт

Лампа

накаливания

25 Вт

Лампа

накаливания 40 Вт

Лампа

накаливания

60 Вт

Лампа

накаливания 75 Вт

Лампа

накаливания

100 Вт

Лампа

накаливания

150 Вт

Лампа

накаливания

200 Вт

Солнце

3,63•1028

Идеальный

источник

света

683,002

Сравнительная таблица соотношения светового потока к потребляемой мощности различных типов ламп.

Лампа

накаливания,

мощность,

Вт

Л.Л лампа,
мощность,

Вт

Светодиод.

лампа,

мощность

Вт

Световой

поток,

Лм

20 Вт

5-7 Вт

2-3 Вт

Около 250 Лм

40 Вт

10-13 Вт

4-5 Вт

Около 400 Лм

60 Вт

15-16 Вт

8-10 Вт

Около 700 Лм

75 Вт

18-20 Вт

10-12 Вт

Около 900 Лм

100 Вт

25-30 Вт

12-15 Вт

Около 1200 Лм

150 Вт

40-50 Вт

18-20 Вт

Около 1800 Лм

200 Вт

60-80 Вт

25-30 Вт

Около 2500 Лм

Характеристики раздичных видов ламп по светопередаче.

  • ЛН — лампы накаливания;
  • ГЛН — галогенный лампы;
  • КЛЛ — компактно люминесцентные лампы;
  • МГЛ — металлогалогенные лампы;
  • ЛЛ — люминисцентные лампы;
  • Светодиоды — светодиодные лампы.

Характеристики различных типов ламп накаливания.

Напряжение на лампе — U, Вольт;

Мощность лампы — W, Вт;

Световой поток – Лм, Люмен.

Лампы накаливания общего назначения (стандартные).

Тип лампы

U, В

W, Вт

Лм

Срок

службы

ч.

Длина

мм

Диам.

мм

Тип

цоколя

Б 220-230-25-1

225

25

200

1000

105

61

E27

Б 220-230-40-1

225

40

430

1000

105

61

E27

Б 220-230-60-1

225

60

730

1000

105

61

E27

Б 220-230-75-1

225

75

960

1000

105

61

E27

Б 220-230-100

225

100

1380

1000

105

61

E27

Б 220-235-40-2

230

40

335

1000

98

51

E27

Б 225-235-60-2

230

60

655

1000

98

51

E27

Б 225-235-100-2

230

100

1203

1000

98

51

E27

Б 235-245-150-1

240

150

2180

1000

130

71

E27

РН 220-230-15-4

225

15

90

600

65

22

E14

РН 220-230-200-1

225

200

2950

1000

145

71

E27

РН 220-230-300

225

300

3350

1000

140

91

E27

РН 230-240-300

235

300

4800

1000

200

200

E40

РН 215-225-500

220

500

8400

1000

240

132

E40

Лампы накаливания общего назначения (миньоны).

Тип лампы

U,В

W,Вт

Лм

Срок

Службы

Ч.

Длина

мм

Диам.

мм

Тип

цоколя

ДС 220-230-40

225

40

400

1000

103

36

E14

ДС 220-230-60

225

60

680

1000

103

36

E14

ДСО 235-245-40

240

40

395

1000

103

31

E14

ДСО 235-245-60

240

60

670

1000

103

36

E14

Лампы накаливания общего назначения (зеркальные).

Лампы накаливания общего назначения (матовые).

Тип лампы

U,В

W,Вт

Лм

Срок

Службы

Ч.

Длина

мм

Диам.

мм

Тип

цоколя

БО 230-240-40

235

40

420

1000

105

61

E27

БО 230-240-60

235

60

710

1000

105

61

E27

БО 230-240-100

235

100

1360

1000

105

61

E27

Лампы накаливания для местного освещения.

Тип лампы

U,В

W,Вт

Лм

Срок

Службы

ч

Длина

мм

Диам.

мм

Тип

цоколя

МО 36-25

36

25

300

1000

108

61

E27

МО 12-40

12

40

620

1000

108

61

E27

МО 36-40

36

40

580

1000

108

61

E27

МО 36-60

36

60

950

1000

108

61

E27

МО 36-100

36

100

1590

1000

108

61

E27

Лампочка

Лампочка Лампа накаливания. 230 В, 60 Вт, 720 лм, цоколь E27, Высота примерно 110 мм

Ла́мпа нака́ливания — осветительный прибор, искусственный источник света. Свет испускается нагретой металлической спиралью при протекании через неё электрического тока.

Принцип действия

В лампе накаливания используется эффект нагревания проводника (нити накаливания) при протекании через него электрического тока (тепловое действие тока). Температура вольфрамовой нити накала резко возрастает после включения тока. Нить излучает электромагнитное тепловое излучение в соответствии с законом Планка. Функция Планка имеет максимум, положение которого на шкале длин волн зависит от температуры. Этот максимум сдвигается с повышением температуры в сторону меньших длин волн (закон смещения Вина). Для получения видимого излучения необходимо, чтобы температура была порядка нескольких тысяч градусов, в идеале 5770 K (температура поверхности Солнца). Чем меньше температура, тем меньше доля видимого света и тем более «красным» кажется излучение.

Лампа накаливания на 36 Вт

Часть потребляемой электрической энергии лампа накаливания преобразует в излучение, часть уходит в результате процессов теплопроводности и конвекции. Только малая доля излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение. Для повышения КПД лампы и получения максимально «белого» света необходимо повышать температуру нити накала, которая в свою очередь ограничена свойствами материала нити — температурой плавления. Идеальная температура в 5770 K недостижима, т. к. при такой температуре любой известный материал плавится, разрушается и перестаёт проводить электрический ток. В современных лампах накаливания применяют материалы с максимальными температурами плавления — вольфрам (3410 °C) и, очень редко, осмий (3045 °C).

При практически достижимых температурах 2300—2900 °C излучается далеко не белый и не дневной свет. По этой причине лампы накаливания испускают свет, который кажется более «жёлто-красным», чем дневной свет. Для характеристики качества света используется т. н. цветовая температура.

В обычном воздухе при таких температурах вольфрам мгновенно превратился бы в оксид. По этой причине вольфрамовая нить защищена стеклянной колбой, заполненной нейтральным газом (обычно аргоном). Первые лампы делались с вакуумированными колбами. Однако в вакууме при высоких температурах вольфрам быстро испаряется, делая нить тоньше (что приводит к быстрому её перегоранию) и затемняя стеклянную колбу при осаждении на ней. Позднее колбы стали заполнять химически нейтральными газами. Вакуумные колбы сейчас используют только для ламп малой мощности.

Конструкция

Лампа накаливания состоит из цоколя, контактных проводников, нити накала, предохранителя и стеклянной колбы, заполненной буферным газом и ограждающей нить накала от окружающей среды.

Колба

Стеклянная колба защищает нить от сгорания в окружающем воздухе. Размеры колбы определяются скоростью осаждения материала нити. Для ламп большей мощности требуются колбы большего размера, для того чтобы осаждаемый материал нити распределялся на большую площадь и не оказывал сильного влияния на прозрачность.

Буферный газ

Колбы первых ламп были вакуумированы. Современные лампы заполняются буферным газом (кроме ламп малой мощности, которые по-прежнему делают вакуумными). Это уменьшает скорость испарения материала нити. Потери тепла, возникающие при этом за счёт теплопроводности, уменьшают путём выбора газа, по возможности, с наиболее тяжёлыми молекулами. Смеси азота с аргоном являются принятым компромиссом в смысле уменьшения себестоимости. Более дорогие лампы содержат криптон или ксенон (молярные массы: азот: 28,0134 г/моль; аргон: 39,948 г/моль; криптон: 83,798 г/моль; ксенон: 131,293 г/моль)

Нить накала

Двойная спираль лампы накаливания (Osram 200 Вт) с контактными проводниками и держателями нити

Нить накала в первых лампах делалась из угля (точка сублимации 3559 °C). В современных лампах применяются почти исключительно спирали из осмиево-вольфрамового сплава. Провод часто имеет вид двойной спирали, с целью уменьшения конвекции за счёт уменьшения ленгмюровского слоя.

Лампы изготавливают для различных рабочих напряжений. Сила тока определяется по закону Ома (I=U/R) и мощность по формуле P=U·I , или P=U2/R. Т. к. металлы имеют малое удельное сопротивление, для достижения такого сопротивления необходим длинный и тонкий провод. Толщина провода в обычных лампах составляет 40-50 микрон.

Так как при включении нить накала находится при комнатной температуре, её сопротивление на порядок меньше рабочего сопротивления. Поэтому при включении протекает очень большой ток (в десять — четырнадцать раз больше рабочего тока). По мере нагревания нити её сопротивление увеличивается и ток уменьшается. В отличие от современных ламп, ранние лампы накаливания с угольными нитями при включении работали по обратному принципу — при нагревании их сопротивление уменьшалось, и свечение медленно нарастало.

В мигающих лампах последовательно с нитью накала встраивается биметаллический переключатель. За счёт этого такие лампы самостоятельно работают в мигающем режиме.

Цоколь

Форма цоколя с резьбой обычной лампы накаливания была предложена Томасом Альвой Эдисоном. Размеры цоколей стандартизированы. У ламп бытового применения наиболее распространены цоколи Эдисона E14 (миньон), E27 и автомобилях.

Предохранитель

Перегорание лампы происходит во время её работы, то есть в то время, когда одновременно нить накала нагрета и через нить протекает электрический ток. Если в это время происходит разрыв нити, то между разведёнными концами нити обычно загорается электрическая дуга. В быту это можно заметить по яркой синевато-белой вспышке в момент перегорания лампы.

Поскольку нить, как правило, представляет собой относительно тонкий провод, свёрнутый в спираль, то электрическое сопротивление нити может быть бо́льшим, нежели сопротивление ионизированного газа в дуге. Поэтому концы дуги начинают разбегаться от места разрыва нити, а сила тока в цепи возрастает.

При дальнейшем развитии этого процесса дуга может загореться уже между держателями нити, сопротивление которых относительно мало, в результате сила тока в питающей цепи может намного превысить допустимые пределы, что приведёт либо к срабатыванию предохранителей в питающей цепи, либо к перегреву питающих проводов, что, возможно, спровоцирует пожар.

Для того, чтобы разомкнуть цепь при возгорании дуги и не допустить перегрузки питающей цепи, в конструкции лампы предусмотрен плавкий предохранитель. Он представляет собой отрезок тонкой проволоки и расположен в цоколе лампы накаливания. Для бытовых ламп с номинальным напряжением 220 В такие предохранители обычно рассчитаны на ток 7 А.

КПД и долговечность

Долговечность и яркость в зависимости от рабочего напряжения

Почти вся подаваемая в лампу энергия превращается в излучение. Потери за счёт теплопроводности и конвекции малы. Для человеческого глаза, однако, доступен только малый диапазон длин волн этого излучения. Основная часть излучения лежит в невидимом инфракрасном диапазоне и воспринимается в виде тепла. Коэффициент полезного действия ламп накаливания достигает при температуре около 3400 K своего максимального значения 15 %. При практически достижимых температурах в 2700 K КПД составляет 5 %.

С возрастанием температуры КПД лампы накаливания возрастает, но при этом существенно снижается её долговечность. При температуре нити 2700 K время жизни лампы составляет примерно 1000 часов, при 3400 K всего лишь несколько часов. Как показано на рисунке справа, при увеличении напряжения на 20 %, яркость возрастает в два раза. Одновременно с этим время жизни уменьшается на 95 %.

Уменьшение напряжения питания хотя и понижает КПД, но зато увеличивает долговечность. Так понижение напряжения в два раза (напр. при последовательном включении) сильно уменьшает КПД, но зато увеличивает время жизни почти в тысячу раз. Этим эффектом часто пользуются, когда необходимо обеспечить надёжное дежурное освещение без особых требований к яркости, например, на лестничных площадках. Часто для этого при питании переменным током лампу подключают последовательно с диодом, благодаря чему ток в лампу идет только в течении половины периода.

Ограниченность времени жизни лампы накаливания обусловлена в меньшей степени испарением материала нити во время работы, и в большей степени возникающими в нити неоднородностями. Неравномерное испарение материала нити приводит к возникновению истончённых участков с повышенным электрическим сопротивлением, что в свою очередь ведёт к ещё большему нагреву и испарению материала в таких местах. Когда одно из этих сужений истончается настолько, что материал нити в этом месте плавится или полностью испаряется, ток прерывается и лампа выходит из строя.

Преимущественная часть износа нити накала происходит при резкой подаче напряжения на лампу, поэтому значительно увеличить срок её службы можно используя разного рода плавные пускатели. Вольфрамовая нить накаливания имеет в холодном состоянии удельное сопротивление, которое всего в 2 раза выше, чем сопротивление алюминия. При перегорании лампы часто бывает, что сгорают медные проводки, соединяющие контакты цоколя с держателями спирали. Так, обычная лампа на 60 Вт в момент включения потребляет свыше 700 Вт, а 100-ваттная — более киловатта. По мере прогрева спирали её сопротивление возрастает, а мощность падает до номинальной.

Для сглаживания пиковой мощности могут использоваться терморезисторы с сильно падающим сопротивлением по мере прогрева, реактивный балласт в виде ёмкости или индуктивности. Напряжение на лампе растет по мере прогрева спирали и может использоваться для шунтирования балласта автоматикой. Без отключения балласта лампа может потерять от 5 до 20 % мощности, что тоже может быть выгодно для увеличения ресурса.

Галогенные лампы

Галогенная лампа

Добавление в буферный газ паров галогенов (брома или йода) повышает время жизни лампы до 2000—4000 часов. При этом рабочая температура спирали составляет примерно 3000 К. Эффективность галогенных ламп достигает 28 лм/Вт.

Иод (совместно с остаточным кислородом) вступает в химическое соединение с испарившимися атомами вольфрама. Этот процесс является обратимым — при высоких температурах соединение распадается на составляющие вещества. Атомы вольфрама высвобождаются таким образом либо на самой спирали, либо вблизи неё.

трансформатор и электронный инвертор для питания 12-вольтных галогеновых ламп

Добавление галогенов предотвращает осаждение вольфрама на стекле, при условии, что температура стекла выше 250 °C. По причине отсутствия почернения колбы, галогенные лампы можно изготавливать в очень компактном виде. Малый объём колбы позволяет, с одной стороны, использовать большее рабочее давление (что опять же ведёт к уменьшению скорости испарения нити) и, с другой стороны, без существенного увеличения стоимости заполнять колбу тяжёлыми инертными газами, что ведёт к уменьшению потерь энергии за счёт теплопроводности. Всё это удлиняет время жизни галогенных ламп и повышает их эффективность.

Ввиду высокой температуры колбы любые загрязнения поверхности (например, отпечатки пальцев) быстро сгорают в процессе работы, оставляя почернения. Это ведёт к локальным повышениям температуры колбы, которые могут послужить причиной её разрушения. Также из-за высокой температуры, колбы изготавливаются из кварцевого стекла.

Новым направлением развития ламп является т. н. IRC-галогенные лампы (сокращение IRC обозначает «инфракрасное покрытие»). На колбы таких ламп наносится специальное покрытие, которое пропускает видимый свет, но задерживает инфракрасное (тепловое) излучение и отражает его назад, к спирали. За счёт этого уменьшаются потери тепла и, как следствие, увеличивается эффективность лампы. По данным фирмы .

Хотя IRC-галогенные лампы не достигают эффективности ламп дневного света, их преимущество состоит в том, что они могут быть использованы как прямая замена обычных галогенных ламп.

Специальные лампы

  • Проекционные лампы — для диа- и кинопроекторов. Имеют повышенную яркость (и соответственно, повышенную температуру нити и уменьшенный срок службы); обычно нить размещают так, чтобы светящаяся область образовала прямоугольник.
  • Двухнитевые лампы для автомобильных фар. Одна нить для дальнего света, другая для ближнего. Кроме того, такие лампы содержат экран, который в режиме ближнего света отсекает лучи, которые могли бы ослеплять встречных водителей.

История изобретения

Томас Альва ЭдисонАлександр Николаевич Лодыгин

  • В 1809 году англичанин Деларю строит первую лампу накаливания (с платиновой спиралью)
  • В 1838 году бельгиец Жобар изобретает угольную лампу накаливания.
  • В 1854 году немец Генрих Гёбель разработал первую «современную» лампу: обугленную бамбуковую нить в вакуумированном сосуде. В последующие 5 лет он разработал то, что многие называют первой практичной лампой.
  • 11 июля 1874 года российский инженер Александр Николаевич Лодыгин получил патент за номером 1619 на нитевую лампу. В качестве нити накала он использовал угольный стержень, помещённый в вакуумированный сосуд.
  • Английский изобретатель Джозеф Вильсон Сван получил в 1878 году британский патент на лампу с угольным волокном. В его лампах волокно находилось в разреженной кислородной атмосфере, что позволяло получать очень яркий свет.
  • Во второй половине 1870-х годов американский изобретатель Томас Эдисон проводит исследовательскую работу, в которой он пробует в качестве нити различные металлы. В 1879 году он патентует лампу с платиновой нитью. В 1880 году он возвращается к угольному волокну и создаёт лампу с временем жизни 40 часов. Одновременно Эдисон изобрёл патрон, цоколь и выключатель. Несмотря на столь непродолжительное время жизни его лампы вытесняют использовавшееся до тех пор газовое освещение.
  • В 1890-х годах Лодыгин изобретает несколько типов ламп с металлическими нитями накала.
  • В 1906 году Лодыгин продаёт патент на вольфрамовую нить компании General Electric. Из-за высокой стоимости вольфрама патент находит только ограниченное применение.
  • В 1910 году Вильям Дэвид Кулидж изобретает улучшенный метод производства вольфрамовой нити. Впоследствии вольфрамовая нить вытесняет все другие виды нитей.
  • Остающаяся проблема с быстрым испарением нити в вакууме была решена американским учёным Ирвингом Ленгмюром, который, работая с 1909 года в фирме «General Electric», придумал наполнять колбы ламп инертным газом, что существенно увеличило время жизни ламп.

Интересные факты

Изображение предмета, напоминающего лампу накаливания, на рельефе времён Клеопатры в Дендере.

  • В США в одном из пожарных отделений города Ливермор (штат Калифорния) есть 4-ваттная лампа ручной работы, известная под именем «Столетняя лампа». Она практически постоянно горит уже более 100 лет, с 1901 года.
  • В СССР после претворения в жизнь ленинского плана ГОЭЛРО за лампой накаливания закрепилось прозвище «лампочка Ильича». В наши дни так чаще всего называют простую лампу накаливания, свисающую с потолка на электрическом шнуре без плафона.
  • Пока лампа Томаса Эдисона не завоевала популярность, люди спали по 10 часов в сутки.

Яблочков Павел Николаевич (2.09.1847-19.03.1894), русский изобретатель в области электротехники, военный инженер и предприниматель. Основное изобретение — дуговая лампа без регулятора — электрическая свеча (см.: Дуговая свеча. Свеча Яблочкова) — положило начало первой практически применимой системе электрического освещения (1876) подробнее — http://www.hrono.ru/biograf/yabloch.html

См. также

  • Лампа

Примечания

  1. 1 2 3 Keefe, T.J. The Nature of Light (2007). Проверено 5 ноября 2007.
  2. 1 2 Klipstein, Donald L. The Great Internet Light Bulb Book, Part I (1996). Проверено 16 апреля 2006.
  3. 1 2 Black body visible spectrum
  4. See luminosity function.
  5. Давид Шарле. Король изобретательства Томас Альва Эдисон
  6. Электротехническая энциклопедия. История изобретения и развития электрического освещения
  7. Light Bulb Methuselahs (англ.). www.roadsideamerica.com. Проверено 24 августа 2008.
  8. В оригинале эти сведения были опубликованы в статье Дженнифер Харпер под названием «Спать надо ровно семь часов — не меньше и не больше», написанной для The Washington Times в августе 2008 года. Однако сейчас статья перемещена в архив. Ссылки, косвенно подтверждающие это утверждение: 1(англ.), 2(англ.).

Литература

Ссылки

  • Статья о путях создания первой электрической лампочки накаливания в России
  • Почему не возможно существование вечной лампочки
  • Подборка статей о лампах накаливания
  • Статья «Солнце в интерьере. Часть 1. Лампы накаливания.» о лампах в люстрах и т.д. для интерьерного освещения

• На основе горения: Карбидная лампа | Свеча | Газовая лампа | Керосиновая лампа | Масляная лампа | Лучина

• Химические: Химический источник света

• Электрические: Дуговая лампа | Лампа накаливания | Люминесцентная лампа | Свеча Яблочкова

• Другие: Светодиод | Неоновая лампа | Ксеноновая лампа | Лампа чёрного света

Освещение и лампы
Накаливания: Лампа накаливания — Галогенные лампы —
Флуоресцентные: Компактная люминесцентная лампа — Люминесцентная лампа — Индукционные лампы
Газоразрядные: Лампы высокой интенсивности — Ртутные лампы — Металгалогенидные — Неоновые лампы — Натриевые лампы — Ксеноновая лампа-вспышка — Газосветные лампы(трубки)
Электродуговые Дуговая лампа — HMI — Ксеноновая дуговая лампа — Свеча Яблочкова
На сгорании: Ацетиленовые лампы — Свечи — Газовая лампа — Керосиновые лампы — Друммондов свет — Масляные лампы — Взрывобезопасная лампа
Прочие: Серная лампа — Светодиоды и светодиодная лампа — Органический светодиод — Оптоволокно — Плазменные лампы — Электролюминесцентный провод — Лампа чёрного света
Люминесценции: Хемилюминесценция — Биолюминесценция — Сонолюминесценция

Подробная характеристика лампы накаливания : преимущества и недостатки

В настоящее время все чаще используются энергосберегающие лампочки. Но востребованность такого источника света, как лампа накаливания, еще высока. Даже через десятилетия она не будет забыта.

Что такое лампа накаливания

Лампы накаливания – источники света, тепла. Внешне это стеклянный сосуд, внутри которого вольфрамовая спираль. Сама полость в лампах накаливания заполнена инертным газом. Он не дает металлическим элементам окисляться. При включении электрический ток проводится через спираль, в результате чего происходит нагревание и излучение видимого света.

До появления энергосберегающих ламп, лампочки накаливания использовались в производственных областях, домашнем обиходе и пр. Такое применение обуславливала простота монтажа и эксплуатации. Но и сейчас данные лампы можно увидеть часто:

  • Внутреннее, наружное освещение комнат, улиц, офисов.
  • Освещение рабочего места.
  • Автомобильные лампы накаливания.
  • В фонарики тоже вкручивается маленькая лампочка данного вида.
  • В общественном транспорте, поездах и пр.

Для описания характеристики применяются названия показателя и его значение.

Данные характеристики приведены в таблице:

Наименование Показатель
Мощность, Вт бытовое применение – 25-150Вт, другое – до 1000
Накаливание нити, градусов до 2000-2800
Напряжение, В 220-330
Световая отдача, Лм/1Вт 9-19
Размер и маркировка цоколя Е 14, Е 27, Е 40
Тип цоколя Резьбовой, штифтовой
Часы работы, часов до 1000
Вес, г 15

Заявленные часы работы выполняются при формировании оптимальных условий работы. Не допускаются частые включения, выключения.

Устройство и схема

Устройство лампочки накаливания у всех ее видов практически одинаковое:

  • Основная рабочая деталь – вольфрамовая спираль. Обладает сопротивлением в три раза больше, чем медный материал. Из него достигается выплавка максимально тонких элементов. Электроды поддерживают данную спираль и переводят ток.
  • Стеклянная колба. Она заполнена инертным газом. Именно он не дает сгореть нити и препятствует окислению металлических элементов.
  • Цокольная часть. Она присутствует во всех видах, кроме автомобильных. По цоколю нарезана резьба, ее шаг может отличаться у каждого вида.

Подробная схема составляющих отображена на рисунке:

Принцип работы лампы накаливания заключается в нагревании вещества, через который протекает ток. Веществом выступает сама нить накаливания, ее температура нарастает в момент замыкания электроцепи. При этом возникает результат электромагнитного термического испускания. Видимым для глаза оно становится при прогревании более 570 градусов, при этом начинается красное свечение.

Нить накаливания нагревается до 2800 градусов. В процессе прогревания вольфрам преобразовывается в оксид (белый поверхностный налет), для этого и происходит закачка в полость нейтральных газов. При монтаже лампочки (закручивания ее в патрон), замыкается цепь и происходит процесс разогрева нити, и происходит подача света.

Распространенными считаются лампочки с маркировкой цоколя E14, E27, E40. Где цифра означает диаметр самого цоколя. Без резьбовые элементы встречаются в автомобильных производствах.

Есть страны, где другое напряжение в сети и, соответственно, применяются лампочки с другим диаметром цоколя – Е12, Е17, Е26, Е39.

Перед покупкой надо изучить маркировку. Она представлена буквенным и цифровым сочетанием. Буквенная маркировка и значение представлены в таблице:

Буквенная маркировка Значение
Б биспиральная
БО Биспиральная с опаловой колбой, наполненной аргоном
БК Биспиральная, наполнение колбы криптоном
ДБ Диффузная с матированием внутри колбы
В Вакуумная
Г Газонаполненная
О Опаловая колба
М Молочная колба
Ш Шаровидная
З Зеркальная
МО Для местного освещения

Цифры указывают на пределы напряжения, мощности.

Коэффициент полезного действия

У данных ламп низкий КПД (коэффициент полезного действия). Он выражается соотношением мощности излучением, заметным человеку. При прогревании нити до 2700 К, КПД до 5 процентов. Остальная энергия затрачивается на инфракрасное излучение, которое не просматривается человеческим глазом, только чувствуется теплом. Если повышать КПД хотя бы до 20 процентов, необходимо увеличить прогревание нити до 3400 К.

Свет при этом будет светить в два раза ярче, но срок службы лампы сократится на 95 процентов. И наоборот, снижение напряжения, увеличит период работы во много раз. Все это учитывается при производстве дежурного освещения, которое требует надежности.

Таблица соотношения люменов и ватт в лампочке

Световой поток измеряется в люменах (Лм). В светодиодах световые потоки колеблются в зависимости от производителя, его качества товара, напряжения. Примерное значение для одного Вт составляет 80-150 Лм. В таблице приведено соотношение Лм и Вт для лампочек накаливания по отношению к светодиодной лампе:

Светодиодная лампа, Вт Лампа накаливания, Вт Световой поток, Лм
4-5 40 400
8-10 60 700
10-12 75 900
13-15 100 1200

Виды ламп и их функциональное назначение

Вид лампы определяется по структурному назначению, функциональному:

  • Нормально-осветительные – самый распространенный вид. Рассчитан для общего освещения и декоративного. Выпуск данного вида ограничен.
  • Декоративные – разного размера, с фигурной стеклянной колбой. Внешний вид очень необычен, красив. Поэтому и применение особенное, декоративное.
  • Иллюминационные – разноцветный внешний окрас. Тон наносится на внутреннюю часть стеклянной колбы. Для окраса применены неорганические пигменты. Очень редко встречается наружный окрас. По мощности ограничения до 25 вт. Чем больше эксплуатация, тем изменяется окрас и яркость.
  • Сигнальные – для подсветки светосигнальных приборов. Сейчас на их смену пришли светодиодные лампы.
  • Зеркальные лампы накаливания – своеобразной формы. Внутренняя стеклянная поверхность покрыта слоем алюминия. Это и придает зеркальности изделию. Принцип работы – световой поток распределяется и собирается в определенной зоне. Применение: торговые залы, витрины, инкубаторах (обогрев новорожденных птенцов).
  • Транспортные. Сфера применения: фары автомобиля, мотоцикла, трактора, подсветка. Различаются прочностью, вибрационной прочностью.
  • Двухнитевые. Применимы для фар авто. Одна нить для ближнего освещения, другая для дальнего. Также применяется в местах, где требуется постоянное освещение, при перегорании одной нити, работает вторая.

Преимущества и недостатки

Лампы накаливания обладают собственными достоинствами и недостатками.

Достоинства:

  • Легкость изготовления. Поэтому цена на них соответствующая.
  • Легкость применения. Не требуется установка дополнительных элементов при включении в сеть. Часто лампы мощностью 150 Вт применяются в освещении теплиц. Их свет близок к естественному. Кроме освещения, они дают и тепло.
  • Не влияет на зрение человека.
  • Не требуется время для разогрева.
  • Выдерживает перепады температур.
  • Утилизируется как бытовой отход.
  • В состав не входят вредные элементы.

Недостатки:

  • Короткий срок эксплуатации.
  • Зависимость от перебоя в сети, частого включения/выключения – это является причиной разрыва спирали в лампах накаливания. Чтобы исключить трудности с напряжением, устанавливаются стабилизаторы.
  • Низкий уровень коэффициента полезного действия. Это связано с расходом большей части энергии на тепло.
  • Пожароопасность. Так как вокруг лампы образуется скопление тепла.
  • Хрупкость.
  • Есть вероятность разрыва корпуса, что может привести к травмированию.

При покупке лампочки накаливания стоит учитывать все достоинства и недостатки, чтобы избежать малоприятных факторов при эксплуатации.

Советуем посмотреть видео:

Ответы на частые вопросы

Покупатели часто задают интересующие их вопросы. Это связано с отсутствием полной информации на упаковке.

Срок службы, стоимость

На лампу накаливания влияет множество факторов, которые способствуют сокращению ее срока службы.

За последнее время качество производимых лампочек упало. Часто дефект заметен сразу. Поэтому большинство покупателей перешли на покупку товара от иностранных производителей.

Надо обращать внимание на патрон светильника, люстры, в который вкручивается лампа. В большинстве приборов он пластиковый, при повышении температуры расплавляется, трескается и приходит в негодность. Это влияет на перегрев лампочки и выхода из строя.

Часто снижение времени работы совершается из-за высокого напряжения в сети. При этом происходит перегрев нити накаливания, она уменьшается в толщине, колба начинает темнеть. Происходит разрыв спирали. При отклонении величины напряжения всего на один процент, срок службы лампы сокращается на 14 процентов.

Стоимость лампочки зависит от вида, мощности, производителя. Она колеблется от 7 рублей до 100 рублей (для домашнего потребления).

Существует несколько способов, увеличивающих срок службы лампочки:

  • Установка диммера. Это простой прибор может продлить срок эксплуатации в несколько раз. Для этого после подключения регулируется процент освещения. При освещении кладовых, подъездов и пр. достаточно выставить работоспособность лампы на 75 процентов.
  • Так как часто выход из строя обусловлен скачками напряжения, то достаточно установить стабилизатор.

Какой газ в лампе

В колбах изделия не может содержаться воздух или любой газ. Там должен быть только инертный газ (ксенон, криптон, аргон). Это связано с тем, что температура спирали прогревается больше 2000 градусов.

При таких температурах вольфрамовая нить будет реагировать со всеми газами, кроме инертных. Гелий и неон дорого стоят, поэтому их не используют.

Температура

Световая температура зависит от вида закаченного газа. Так, без газовая вакуумная среда способствует прогреванию до 2700 К. При этом излучается теплый белый свет. При прогревании до 4200 излучается естественный белый свет. При закачивании ксенона, галогена криптона температура прогревания от 4000 до 6400 К. При этом излучается холодный белый свет.

Из-за чего рвется спираль

Вольфрамовая нить очень тонкая и хрупкая. Ее обрыв случается из-за уменьшения диаметра, по причине испарения материала при воздействии высокой температуры. Также часто нить обрывается при механическом воздействии – встряхивании.

Световой поток

Назначение светового потока – освещение. Создается преобразованием тепловой энергии. Единицей измерения считается Люмен (Лм). Увеличение потока зависит от мощности лампы

Лампы накаливания одинаковой мощности излучают разный световой поток. Чем выше напряжение, тем выше значение светового потока.

Сколько потребляет

Мощность 60 Вт — энергопотребление составит 60 Вт или 0,06 киловатт за 1 час
Мощность 95 Вт — потребляет электричества 95 Вт 0,095 киловатт за 1 час
Мощность 100 Вт — израсходует 100 или 0,1 киловатт Вт электроэнергии за 1 час.

Советуем посмотреть видео:

ТОП лучших производителей

Среди множества производителей выделены лучшие:

  • Philips
  • OSRAM (Белоруссия)
  • General Electric (GE)
  • OSRAM (Польша, Венгрия или Европа)
  • Электроламповый завод «Калашниково» в Тверской области (поселок «Калашниково»)

В заключение

Лампочки накаливания вытесняются из рынка, но все же еще востребованы. Перед покупкой надо убедиться в качестве товара. Лучше отдать преимущество проверенным ТМ.

Особенности светильников с лампой накаливания

Точечные светильники, оснащенные лампами накаливания, еще недавно были одними из самых востребованных изделий на рынке светотехнического оборудования. Сегодня они стали довольно привычными в обиходе и их постепенно сменяют модифицированные аналоги. Но сбрасывать вовсе со счетов их еще рано. Осветительное оборудование, на котором в качестве источника света используются лампочки накаливания, до сих пор занимает прилавки магазинов.

Характеристика точечных приборов освещения под ЛН

Как любые точечные светильники с другим типом светового источника, это светотехническое оборудование также подразделяется на отдельные группы, отличающиеся конструкцией, способом монтажа и прочими характеристиками.

Мнение эксперта Иван Зайцев Специалист по освещению, консультант в отделе строительных материалов крупной сети магазинов Задать вопрос эксперту Важно отметить! Осветители с лампой накаливания не могут встраиваться в мебель, только в подвесные потолочные конструкции или специально сделанные под них ниши.

Как и прочие декоративные приборы освещения, точечные модели с использованием ЛН могут отличаться крепежным механизмом, который может быть стационарным или поворотным. Как правило, мощности одного поворотного осветителя для качественного освещения даже недостаточно большого помещения будет мало. Поэтому такие приспособления используются группами.




Корпуса разных моделей точечной светотехники с лампами накаливания также отличаются формой и дизайнерским оформлением. В качестве расходного материала может использоваться цветное стекло или имитация под натуральный камень, различные орнаменты. Покрытие может быть сделано под серебро или золото.

Накладные потолочные приборы освещения

На современном рынке светотехнического оборудования довольно большой ассортимент осветительного оборудования: потолочные люстры и накладные светильники, настенные бра, напольные торшеры, настольные лампы, уличные фонари, прожекторы и прочие категории светотехники. Разные модели могут отличаться конструкцией, технико-эксплуатационными характеристиками, вариантами световых источников и прочими деталями. Но наиболее популярными у потребителя являются универсальные накладные потолочные конструкции, главной отличительной характеристикой которых является способ их монтажа.





Отличительные характеристики:

  • технология крепления светильника — светотехническое изделие накладывается непосредственно на потолочную поверхность;
  • накладные конструкции не требуют, в отличие от приборов освещения встраиваемого типа, свободного пространства в подвесной конструкции потолка;
  • модели накладных светильников, в отличие от потолочных подвесных люстр, не занимают много пространства, что очень важно при обустройстве систем освещения в квартирах и частных домах с невысокими потолками.

К сведению! Такая техника монтажа предоставляет возможность полностью наблюдать конструкцию осветителя, поэтому, кроме своих основных функций, он будет выполнять дополнительно декоративную.

Светильники с ЛН

Лампочки накаливания, как правило, работают по следующему принципу:

  • в стеклянной колбе светового источника, из которой выкачан воздух, размещен проводник (вовнутрь колбы может быть закачан инертный газ);
  • на проводник через электропровод от сети питания подается ток, под воздействием которого он накаливается и излучает световой поток.

Мнение эксперта Иван Зайцев Специалист по освещению, консультант в отделе строительных материалов крупной сети магазинов Задать вопрос эксперту Важно понимать! В таких лампочках на видимое излучение уходит всего лишь незначительный процент потребляемой электрической энергии. Большая ее часть преобразуется в тепло.

Поэтому ЛН отличаются довольно низким КПД, из-за чего их все меньше используют в качестве световых источников для светотехнического оборудования. Как правило, их заменяют энергосберегающими вариантами и современными светодиодными элементами, которые потребляют в десятки раз меньше электричества при аналогичной мощности с лампами накаливания.

Особенности точечных светильников с ЛН

Конструкция лампочки накаливания достаточно простая, не имеет множества деталей. Чтобы с ней разобраться и уверенно чувствовать себя в магазине перед объясняющим продавцом-консультантом, не обязательно быть техническим специалистом.

Для ламп накаливания за основу взята вольфрамовая нить, которая вод воздействием силы тока нагревается и излучает свет с тепловой энергией. Лампочки для осветителей точечного типа аналогичной конструкции. Единственное отличие — вместо обыкновенной стеклянной колбы применяются зеркально-матовые экземпляры.

Зеркальная часть, как правило, надежно защищает лампочку от излишнего перегревания, усиливая при этом ее сияние. Матовая часть конструкции колбы отвечает за мягкий и рассеянный световой поток.

Преимущества и недостатки светотехники с ЛН

Однозначно рекомендовать какой-то один источник освещения для постоянной эксплуатации невозможно, так как все они в определенных условиях имеют свои преимущества и недостатки. Но вот что говорят специалисты по поводу применения точечных приборов освещения с лампочками накаливания.

Преимущества

  • Для большинства пользователей световой поток от лампы накаливания ассоциируется с уютом и теплотой. В отличие от холодного света, излучаемого галогенными источниками, ЛН выдает световой поток желто-оранжевого оттенка. Конечно же, таким осветительным источником имитировать звездное небо не получится, но это световое излучение намного полезнее для человеческого здоровья. Специалисты говорят, что именно теплый поток света оказывает благоприятное воздействие на человека в темное время суток. Для органов зрения он также считается наиболее комфортным, помогает вырабатывать мелатонин.
  • Лампы накаливания характеризуются непрерывным спектром излучения, не сильно чувствительны к перепадам сетевого напряжения, сбоям электропитания.
  • ЛН, в отличие от галогенных источников, довольно просто меняются в случае перегорания. Здесь все просто: старая лампочка выкручивается, новая вкручивается, а вся эта процедура займет не более пары минут. Чтобы поменять другие типы ламп, придется дополнительно демонтировать защитное кольцо.
  • Главный плюс такого светового источника — самая низкая стоимость.

Недостатки

  • Главный недостаток — точечный светильник с лампой накаливания имеет большие размеры, поэтому в случае использования натяжной потолочной конструкции придется дополнительно потерять до 12 см высоты. Конечно же, для больших квартир с высокими потолками это некритично. Но лампочки накаливания очень быстро перегорают, придется постоянно брать лестницу и лезть по ней наверх к потолку, чтобы произвести замену очередной перегоревшей лампы. Не каждому это приносит удовольствие.
  • Такие источники света нельзя использовать для подсветки декоративных элементов из дерева, шкафов, так как они представляют пожарную опасность из-за сильного нагревания.
  • Достаточно короткий срок службы, особенно если сравнивать со светодиодными модулями.

Можно подытожить! Точечные приборы освещения с ЛН чаще всего используются для формирования в помещении расслабленной будуарной обстановки, когда можно отключить верхнее освещение и наслаждаться исключительно теплым световым излучением от точечных светильников. Поэтому оптимальный вариант — это комбинированные системы освещения.

Размеры ламп накаливания

Стандартные размеры традиционных ламп накаливания:

Сетка размеров стандартных ламп накаливания общего назначения:

Сетка размеров ламп накаливания общего назначения (миньонов):

    Длина: 103 (мм), диаметр: 31 (мм), 36 (мм). Мощность: 40 (Вт), 60 (Вт). Тип цоколя: Е14.

Сетка размеров зеркальных ламп накаливания общего назначения:

  • Длина: 102.5 (мм), 116 (мм), диаметр: 63.5 (мм), 81 (мм).
  • Мощность: от 40 до 100 (Вт).
  • Тип цоколя: Е27.

Сетка размеров матовых ламп накаливания общего назначения:

  • Длина: 105 (мм), диаметр: 61 (мм), мощность: от 40 до 100 (Вт).
  • Тип цоколя: Е27.

Сетка размеров ламп накаливания местного освещения:

  • Длина: 108 (мм), диаметр: 61 (мм), мощность: от 25 до 100 (Вт).
  • Тип цоколя: Е27.

Сетка размеров кварцево-галогенных ламп накаливания:

  • Длина: 132 (мм), 189 (мм), 254 (мм), 335 (мм), диаметр: 11 (мм), 12 (мм).
  • Мощность: от 500 до 2000 (Вт).
  • Тип цоколя: R7s.

Разновидности ламп накаливания: вакуумные, ксеноновые, аргоновые, криптоновые, галогенные, ксенон-галогенные, галогенные с двумя колбами, другие.

Важно: лампы накаливания применяются для освещения бытовых помещений, производственных зон, для иллюминации и подсветки, в транспорте, для подсветки оптических приборов и так далее.

FILED UNDER : Статьи

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*