Лампы накаливания: виды, технические характеристики, как правильно выбрать

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.

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.

Особенности источника света

Лампы накаливания представляют собой самый первый источник электрического света, который был изобретен человеком. Данная продукция может иметь разную мощность (от 5 до 200 Вт). Но наиболее часто используются модели на 60 Вт.

Перед тем, как приступать к рассмотрению таких параметров, как температура нагрева и цветовая температура, необходимо разобраться в конструкционных особенностях подобных ламп, а также в принципе ее работы. Лампы накаливания в ходе своей работы преобразует электрическую энергию, проходящую по вольфрамовой нити (спирали) в световую и тепловую. На сегодняшний день излучение, по своей физической характеристике, делится на два типа:

Устройство лампы накаливания

• тепловое;
• люминесцентное.

Под тепловым, которое характерно для ламп накаливания, подразумевается световое излучение. Именно на тепловом излучении основано свечение электрической лампочки накаливания. Лампы накаливания состоят из:

• стеклянной колбы;
• тугоплавкой вольфрамовой нити (часть спирали). Важный элемент всей лампы, так как при повреждении нити лампочка перестает светиться;
• цоколя.

В процессе работы таких ламп происходит повышение t0 нити из-за прохождения через нее электрической энергии в виде тока. Чтобы избежать быстрого перегорания нити в спирали, из колбы выкачивают воздух

Обратите внимание! В более продвинутых моделях ламп накаливания, коими является галогеновые лампочки, вместо вакуума в колбе закачан инертный газ. Установка вольфрамовой нити происходит в спираль, которая закреплена на электродах

В спирали нить находится посередине. Электроды, к которым происходит установка спирали и вольфрамовой нити, соответственно, припаиваются к разным элементам: один к металлической гильзе цоколя, а второй – к металлической контактной пластине. В результате такой конструкции электрической лампочки, ток, проходя через спираль, вызывает нагрев (повышение t0 внутри колбы) нити, так как он преодолевает ее сопротивление.

Виды ламп

Во многих светильниках и люстрах возможна замена ламп, в том числе на лампы другого типа, и даже прилагается инструкция, позволяющая их правильно разобрать, заменить лампу и собрать. Но есть модели, собранные исключительно под лампы определенных характеристик или вообще не предполагающие их замены, особенно это касается светильников

Поэтому перед выбором и покупкой осветительных приборов важно определиться, лампы какого типа вам подходят. Лампы, в зависимости от технологии изготовления, различаются характеристиками даваемого света, энергопотреблением и сроком службы

Рассмотрим основные типы ламп.

Накаливания

Самый старый тип ламп, до недавнего времени использовались повсеместно. Конструкции лампы накаливания современного образца уже исполнилось более сотни лет. Благодаря простоте в производстве и эксплуатации, относительной долговечности и низкой цене, получили распространение по всему миру. Именно лампа накаливания у большинства людей ассоциируется с понятием лампы вообще. Главные недостатки ламп накаливания — высокое энергопотребление, нагрев, короткий по сравнению с другими типами ламп срок службы. Очень низкая цена до некоторого времени компенсировала все эти недостатки, сейчас лампы накаливания постепенно уходят в прошлое. Свет, производимый ими, обладает желтоватым оттенком, поэтому лучшим применением для них будет использование в ночниках.

Люстра с классическими лампами накаливания

Галогенные

Тоже лампы накаливания по сути, но с одним отличием — внутреннее пространство заполнено галогенным газом, а не инертным газом (либо откачка газа). По сравнению с простыми лампами накаливания они имеют большую продолжительность работы и яркость, меньшее энергопотребление. Нагрев поверхности лампы в них еще более выражен — галогенные лампы даже используют в качестве источника тепла в печах для приготовления пищи.

Подсветка рабочей поверхности галогенными лампами

Важный момент: высокая температура поверхности ламп накаливания накладывает ограничения на их применение в осветительных приборах, в конструкцию которых входит пластик. От нагрева пластиковые детали деформируются и разрушаются. По этой же причине использование ламп накаливания вместе с натяжным потолком возможно только при соблюдении расстояния до полотна и общая мощность ламп накаливания в люстре не должна превышать определенное значение. Иначе от нагрева полотно потолка начнет провисать.

Люминесцентные лампы

Основное их преимущество перед лампами накаливания заключается в более низком энергопотреблении. Из плюсов еще можно отметить возможность подобрать лампу нужной световой температуры — если вы привыкли к лампам накаливания, то вам это понравится. Недостатком является сложность утилизации — их нельзя выбрасывать или разбивать (чем, к сожалению, часто пренебрегают), потому что внутри содержатся ядовитые вещества (пары ртути).

Люминесцентную лампу можно подобрать нужной температуры

Светодиоды

Получили широкое распространение совсем недавно, раньше главным ограничением продажи светодиодных ламп была высокая стоимость и отсутствие линий массового производства. Чемпионы по энергосбережению. Лампы на светодиодах, равные по уровню освещения лампам накаливания, могут иметь в десять раз меньшую потребляемую мощность. Еще они устойчивы к повреждениям и долговечны и тоже производятся с разной световой температурой.

Светодиодное освещение

Такое разнообразие ламп позволяет подобрать свой тип ламп для каждого осветительного прибора. Для большой люстры подойдут лампы накаливания или галогенные. Для точечных светильников — люминесцентные или светодиодные. Лампы на светодиодах даже могут помочь в почти безвыходной ситуации — когда нужно установить точечные светильники в готовую и обставленную кухню. Низкое энергопотребление позволяет им долго работать в светильниках на батарейках, поэтому необходимость в электропроводке отпадает.

Как устроена ЛН и принцип ее работы

Устройство лампочки накаливания мало изменилось за время ее развития. Основным элементом, работающим на принципе свечения раскаленного вещества, является нить или тело накаливания. Это тонкая вольфрамовая проволочка диаметром 30-40, максимум 50 микрон или микрометров (миллионных частей метра).

Цвета каления начинаются с красного и при увеличении температуры проходят через оранжевый, желтый до белого. При дальнейшем увеличении температуры металл тела накаливания сначала плавится, а потом, при наличии кислорода, горит.

Холодная вольфрамовая нить имеет малое удельное сопротивление. У вольфрама, как и большинства металлов, положительный температурный коэффициент сопротивления ТКС. Это значит, что в процессе разогрева нити электрическим током ее сопротивление увеличивается.

На разогрев нити требуются доли секунды. За это время ее сопротивление увеличивается. Первоначально большой ток, проходящий через лампу, по мере прогрева газа, колбы и всех конструктивных элементов снижается до номинального. Так источник света выходит на заданный режим и выдает паспортный световой поток. Оттенок свечения тоже становится номинальным, т.е. соответствующим цветовой температуре от 2000 до 3500 K. Он называется теплым белым и в указанном диапазоне имеет несколько градаций цветовой температуры с оригинальными названиями и аббревиатурами. Например:

• супер-теплый белый – 2200-2400 K, обозначается S-Warm или S-W, он же очень теплый белый или Warm 2400;
• теплый – 2600-2800 K или Warm 2700;
• белый теплый – 2700-3500 K или Warm White (WW);
• еще один теплый – 2900-3100 K или Warm 3000 (W).

Температура отдельных элементов лампы

Наружная поверхность колбы ЛОН зависит от мощности лампы и может нагреваться до 250-300℃ и более.

Нить раскаляется до 2000-2800℃, при температуре плавления вольфрама 3410°C.

В некоторых конструкциях нить изготавливают из осмия с температурой плавления 3045℃ или рения – 2174. Так спектр свечения ЛН смещается в красную зону видимого спектра.

Какой газ в колбе лампы

В первых лампах воздух из колбы выкачивали. Сейчас вакуумируют (выкачивают воздух) только лампочки малой мощности, не более 25 Вт.

При работе вольфрамовой проволочки, раскаленной до 2-3 тысяч градусов, с ее поверхности интенсивно испаряется металл. Его пары оседают на внутренней части колбы и уменьшают ее светопропускание.

Исследования, проведенные в начале прошлого века, показали, что если заполнить колбу инертным газом, то испарение уменьшится и повысится выход света. Поэтому колбы стали заполнять одним из инертных газов или их смесью. Чаще всего это аргон, азот, ксенон, криптон, гелий и пр. Гелий используют для эффективного пассивного охлаждения внутренних элементов светодиодных ламп-ретрофитов нового вида.

Их основной светоизлучающий элемент – тонкий стержень из искусственного сапфира или стекла, на котором расположены кристаллы светодиодов. Такой излучатель назван филаментом. Некоторые «эксперты» перепутали суть филаментных ламп и назвали их «лампами с сапфировыми излучателями света». Хотя искусственный сапфир в этих лампах используется только как монтажное основание и пассивный теплоотвод для светодиодных кристаллов.

Выход ЛН из строя в большинстве случаев связан не с испарением металла с поверхности тела накаливания, а с ускорением этого процесса в зонах нарушения толщины нити. Это происходит в зоне резкого перегиба проволочки или ее перелома. В этом месте ее сопротивление локально увеличивается, растут напряжение, рассеиваемая мощность и температура металла. Испарение ускоряется, становится лавинообразным, нить быстро уменьшает толщину и сгорает.

Эту проблему решили в конце 1950 – начале 1960-х, начав массовый выпуск галогенных ламп накаливания.

В состав инертного газа или смеси стали вводить галогены – хлор, бром, фтор или йод. В результате процесс испарения металла прекращается совсем или существенно замедляется. Атомы этих добавок связывают пары вольфрама, образуя молекулы нестойких соединений. Они оседают на поверхности тела накаливания. Под действием высокой температуры молекулы распадаются и выделяют атомы галогенов и чистый металл, который оседает на горячей поверхности нити и частично восстанавливает испарившийся слой.

Этот процесс интенсифицируют повышением давления. При этом увеличивается температура нити, срок службы, светоотдача, КПД и другие характеристики. Спектр излучения сдвигается в белую сторону. В газонаполненных лампах замедляется потемнение поверхности колбы изнутри от паров вольфрама. Такие источники света назвали галогенными.

Типы цоколей

Цоколь привычной для нас лампы накаливания был введен Эдисоном. Цоколи бывают следующих распространенных размеров: E14 (миньон), E27 (цоколь Эдисона), E40 (цифры – диаметр цоколя с внешней стороны). Существуют патроны без резьбы и лампы вообще без цоколей (W). Есть цоколи G – штырьковые, имеющие два и более выводов, они разделяются на: G4, GU6.35, G9, GU5.3, GU10, GU4. Различают еще цоколь с утопленными контактами (R), софитный цоколь (S), штифтовой (B), фокусирующий (P), телефонный (T), кабельный (K).

Современные лампы накаливания:

1. Простые лампы накаливания. Используются в домах в качестве общего освещения, могут подсвечивать оборудование, зеркальные поверхности.
2. Разноцветные лампы накаливания. Применяются для иллюминации, создают праздничное настроение.
3. Декоративные лампы накаливания. Применяются, когда нужно направленное освещение с целью акцентирования внимания на чем-либо.
4. Лампы с отражателями разных типов. Применяются для разнообразных целей, в зависимости от необходимости.

Мощность стандартных ламп накаливания: 25, 40, 60, 75 и 100 Вт.

https://youtube.com/watch?v=UeVlywm5Vx4

Основные виды и характеристики

К основным видам ламп накаливания относятся:

1. Лампы общего назначения. Обозначают аббревиатурой ЛОН. Обычно это устройства с мощностью 25, 40, 60, 75 и 100 Вт. Самые распространенные – 60 Вт. Но промышленно выпускаются ЛОН мощностью 150, 200, 500 и даже 1000 Вт.
2. Галогенные лампы накаливания. Производят для работы от высоковольтной сети 220 или 110 В и от низковольтной. В этом случае они питаются от понижающего трансформатора.

Низковольтная лампа накаливания

Разновидности низковольтных галогенных ЛН:

• капсюльные, имеют вид полностью стеклянных трубок с разными цоколями – торцовыми штыревыми GY6,35 или G4;
• рефлекторные, имеющие светоотражающий элемент, диаметром от 35 до 111 мм, цоколь GZ10 с вариантами.

Высоковольтные. Основное напряжение 220-230 В, 50 Гц. У этих ламп вариантов исполнения больше:

• линейные в виде трубки из стекла с цоколями R7S;
• цилиндрические – цоколи E27, E14 или B15D;
• с вынесенной или дополнительной колбой.

В последней модели внутри лампы жестко смонтирована малогабаритная галогенная лампа-капсюль или трубка. Она приварена к центральному стержню обычной колбы ЛОН, имеет гибкие выводы, соединенные со стандартным цоколем Эдисона Е27 или Е14. При потреблении мощности 70-100 Вт она обеспечивает световой поток на 20-30% больше, чем обычная лампа накаливания.

Срок службы галогенных моделей составляет от 4-5 до 10-12 тыс. часов.

Декоративные лампы

В последние годы появились ретро-лампы, имитирующие старинные ЛН Эдисона.

Кроме того, они формой колбы имитируют «свечу», «свечу на ветру», «шишку», «грушу», «шар» и т.д.

Лампы Эдисона – с цветовой температурой 2000 K, с разными по форме нитями накаливания, с разными колбами.

Зеркальные

Зеркальные лампы имеют часть колбы, покрытую изнутри отражающим слоем. Чаще всего это напыление из металла – серебра, алюминия, золота и пр. Этот слой может быть тонким, полупрозрачным или толстым, непрозрачным.

Зеркальная инфракрасная лампа.

Зеркальные конструкции используют в производстве для абсолютно чистого технологического нагрева, например, в полупроводниковом производстве с высочайшей чистотой материалов. В этом случае недостаток ламп накаливания – большой поток ИК-излучения – становится их непревзойденным достоинством.

Сигнальные

Сигнальные лампы – это мигающие источники света. Обычно в виде проблесковых маячков, например, на служебных автомобилях, на самолетах и вертолетах, для передачи световых сообщений на флоте и т.п. Имеют тонкую нить накаливания, обеспечивающую быстрый набор яркости.

Транспортные

Этот вид ламп предназначен для использования на разных видах транспорта – автомобилях, железной дороге и в метро, речных и морских судах. Главное требование к ним – стойкость к вибрациям и ударам. Для этого нить накаливания делают короткой и устанавливают на множестве поддерживающих элементов. Цоколи таких ламп – байонетные Свана, штифтовые или софитные. Они не дают устройству выкрутиться и выпасть из патрона.

Лампы транспортные со штифтовым цоколем.

Транспортные, автомобильные лампы с разными видами невыпадающих цоколей: д), е), ж) – со штифтовыми, з) с софитным.

Иллюминационные

Из названия понятно, что лампы используют для иллюминации. Поэтому их колбы изготавливают из стекла разных цветов – синего, зеленого, желтого, красного и т.д.

Иллюминационные лампы разного цвета с резьбовым цоколем Эдисона E27.

Двухнитевые

Схема такой лампы накаливания: в одной колбе две отдельные нити накаливания. Например, в автомобильной фаре двухнитевая лампа используется так:

• при подаче напряжения на одну нить включается ближний свет – поток света «прижат» к полотну дороги и луч распространяется на несколько десятков метров;
• после переключения на вторую нить свет поднимается и его дальность может достигать сотен метров, а поток будет значительно больше.

Такие лампы могут быть и в заднем фонаре. Первая нить – для габаритных огней, вторая – для стоп-сигнала.

В светофорах двухнитевые лампы повышают их надежность. Дублирование позволяет устройству работать или с одной нитью, или включать вторую, после того как первая перегорела. А, например, на железных дорогах надежность сигнализации – это гарантия безопасности перевозок.

Общего, местного назначения

Лампы разного назначения.

Верхний ряд, слева направо – лампа с цоколем Е14 – для люстр, бра и малогабаритных светильников; с цоколем Е27 – общего назначения; зеленая, красная, желтая – иллюминационные.

Нижний ряд: синяя – медицинского назначения для процедур; зеркальная с отражателем – для фоторабот или специального освещения, с виолевым стеклом, две крайние – декоративные с колбой «свеча» и цоколями Е27 и Е14.

Принцип работы диммера

Когда стоит вопрос выбора диммера, необходимо учитывать тип тех ламп, с которыми будет работать светорегулятор. Регулировка мощности у ламп разного типа (галогенных, накаливания, люминесцентных и других) отличаются, соответственно и диммеры имеют различные схемы:

• от величины напряжения, подаваемого с диммера зависит разогрев нити накала. От этого происходит смена яркости свечения. Эта схема относится к галогенным лампам и лампам накаливания, у которых 220 В — рабочее напряжение;
• применение трансформатора, который преобразует уровень напряжения, выдаваемого диммером до 12 –24 В. Данная схема применяется к галогенным низковольтным лампам. Нужно понимать, что трансформатор, который применяется в этой схеме, должен быть регулированным и электронным, а также обеспечивать «мягкое», поэтапное включение. Это обязательное условие для того чтобы нить лампы могла разогреться. Учитывая то, что изначально ток небольшой, перегрузка отсутствует;
• с применением люминесцентных ламп, у которых в составе есть электронный дроссель. Диммер построен последующей электронной схеме: преобразование напряжения сети в промежутке 0 –10 В. Напряжение подаётся на электроды лампы и регулирует создаваемую между ними мощность электрического разряда, он, в свою очередь, управляет силой свечения газа.

Существует четыре способа управлять работой светорегулятора:

• электронный;
• механический;
• дистанционный;
• акустический.

Механический способ является наиболее простым и распространённым. Тут в схеме предусмотренно наличие потенциометра, который включён в низковольтную цепь элемента, являющегося силовым — дросселя, тиристора, реостата и других.

Диммер, у которого электронное управление (сенсоры и кнопки) имеет много разных датчиков в своём составе.

Дистанционное управление подразумевает регулирование освещение при помощи пульта, происходит это по ИК-сигналам или радиоканалам.

Чтобы управлять акустическим диммером применяются звуковые сигналы (голосовые команды, хлопки и другие). При выборе такого диммера необходимо учитывать общую мощность ламп, которые к нему подключаются. От сорока до тысячи Ватт — стандартная мощность бытовых светорегуляторов.

Лучшие по критерию цена/качество светодиодные лампочки для дома

OSRAM Led Star Classic 827 FR, E27, A60, 9,5 Вт

Многие до сих пор уверены, что продукция мировых лидеров (OSRAM, Philips) стоит очень дорого. Сегодня это не совсем так: посмотрите, например, на лампу серии Star Classic от OSRAM. Купить такую можно меньше, чем за 100 руб., при этом производитель гарантирует «честную» мощность 9,5 Вт и срок службы до 15 000 часов. Теплый белый свет подойдет как для спальни, так и для помещений типа коридора или кабинета.

ЭРА Б0020629, E27, P45, 6 Вт

Недорогая светодиодная лампочка от компании ЭРА способна прослужить 25000 часов. Ее мощность составляет всего 6 Вт, что соответствует 40 Вт лампы накаливания. В большинстве своем она удобна для установки в туалете, так как, например, при посещении этой комнаты ночью, она не сильно режет глаза. Также ее можно вкрутить для освещения кладовок, шкафов и других помещений, где человек бывает относительно редко.

Ее средняя цена в магазинах составляет 50 — 60 рублей. За долгий срок службы она окупит свою цену сполна. Подходит она под обычный патрон, который «принимает» цоколи диаметром 27 мм.

Lightstar E27 G95 13Вт 4200K

13-ваттная, похожая на воздушный шар светодиодная лампочка, подойдет для освещения комнаты в доме площадью до 20 м2. Изготавливается лампа в Италии, чем апеллирует производитель, говоря о ее высоком качестве. Матовая лампочка имеет приятный теплый свет (максимально приближенным к дневному). Одним из главных ее преимуществ является возможность подключения диммера. Диммер — это регулятор мощности лампочки в системе освещения дома, который позволяет менять яркость под свои нужды.

Продукция компании Lightstar время от времени появляется в таких телевизионных программах, как «Квартирный вопрос» и «Школа ремонта». Срок службы лампы составляет 20000 часов — не самый большой для светодиодных моделей, но стоимость свою окупает.

REV 32421 8, E27, 50Вт

Мощная светодиодная лампа немецкого производства в 50 Вт (эквивалент лампы накаливания в 400 Вт) предназначена для освещения ремонтных боксов или небольшой домашней мастерской. Подходит под стандартный патрон. Лампочка выдает холодный насыщенный белый свет.

Лампочка может прослужить своему владельцу до 30000 часов — три с половиной года беспрерывной работы (а если учесть, что работает она не постоянно, то срок службы увеличивается в два раза). Стоимость у лампы конечно немалая, но за немецкое качество нужно платить.

• 6 опасных ошибок при работе с болгаркой, которые лучше не совершать
• Трехфазное питание в доме: есть ли смысл?

Характеристики лампочек

При выборе лампы обычно обращают внимание на такие характеристики:

Важно, чтобы свет был комфортным для глаз и способствовал сохранению здоровья зрения. Желательно, чтобы потребление электрической энергии при постоянном использовании было относительно небольшим

Нужны лампы не имели свойств, которые вредны для здоровья человека.

Электролампа

При выборе необходимо учитывать технические характеристики изделий:

Могут использоваться различные типы цоколя. При покупке нужно приобретать только такую лампу, которая подойдет к патрону. Каждый вид имеет условное обозначение, состоящее из буквы «E» и одной или двух цифр, которые равны диаметру, измеренному в миллиметрах. Мощность используемых ламп ограничивается величиной, которая указывается в спецификации светильника. Если необходимо установить в нем несколько экземпляров, ограничение относится к суммарной характеристике. В некоторых светильниках используются переходники, которые позволяют применять с двумя или четырьмя штырьками. У ламп может быть различная форма колбы

Они могут быть в форме груши, шарика, свечи или в какой-нибудь другой

Важной характеристикой является яркость освещения. Принято считать, что в помещении высотой 2,7 м на 10 кв

метров нужно потратить мощность 100 Вт. Измерение освещенности квартиры или офиса осуществляют в люксах. Существуют нормативы, определяющие освещение, необходимое для различных типов офисов или жилых помещений.

Большое разнообразие свойств позволяют выбрать наиболее подходящий вариант.

Характеристики

Для описания характеристики применяются названия показателя и его значение.

Данные характеристики приведены в таблице:

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 действия

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.

Цоколь

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.

Маркировка

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

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:

Устройство лампы накаливания.

Такая лампа состоит из следующих деталей: цоколь, колба, электроды, крючки для держания нити накаливания, нить накаливания, штенгель, изолирующий материал, контактная поверхность.

Для того, чтобы вам было более понятно, я сейчас напишу про каждую деталь отдельно. Так же смотрите рисунок и видео.

Колба – изготавливается из обычного стекла и нужна для защиты нити накаливания от внешней среды. В неё вставляется штенгель с электродами и крючками, которые держат саму нить. В колбе специально создаётся вакуум, или она заполняется специальным газом. Обычно это аргон, так как он не поддается нагреванию.

С той стороны, где находятся вывода электродов, колба заплавляется стеклом и приклеивается к цоколю.

Цоколь нужен для того, чтобы лампочку можно было вкрутить в патрон. Обычно он изготовляется из алюминия.

Нить накаливания – деталь, которая излучает свет. Изготавливается в основном из вольфрама.

https://youtube.com/watch?v=ywXX-DggaAM

А теперь для закрепления своих знаний, предлагаю вам посмотреть очень интересное видео, в котором рассказывается, и показывается, как делаются лампы накаливания.

Заключение

История появления той модели электрической лампы, к которой мы привыкли, связана с именами многих русских и иностранных ученых и изобретателей. На протяжении двух столетий этот искусственный источник освещения подвергался преобразованиям, модернизации, целью которых было увеличение эксплуатационного срока службы прибора, снижение его стоимости.

Самый большой износ нити накала наблюдается в случае резкой подачи на лампу напряжения. Для решения этой проблемы, изобретатели стали снабжать лампы разнообразными устройствами, гарантирующими их плавный запуск.

В холодном виде вольфрамовая нить обладает удельным сопротивлением, которое всего в два раза превышает показатель алюминия. Для того чтобы избегать пиковых значений мощности, разработчики используют терморезисторы, сопротивление которых падает по мере повышения температуры.

У низковольтовых ламп при равной мощности ресурс эксплуатации и светоотдача намного выше, поскольку они имеют большее сечение тела накаливания. В светильниках, рассчитанных на множество ламп, эффективно последовательное соединение нескольких ламп меньшего напряжения. К примеру, можно вместо шести ламп мощностью 60 Вт, включенных параллельно, использовать всего три.

Безусловно, в наши дни появились различные модели электрических ламп, которые имеют гораздо более результативные характеристики, чем обычные лампочки, изобретенные во время Лодыгина и Эдисона.

Похожие записи:

Что такое дроссель в электрике Клей для напольной плитки: какой лучше, каким слоем наносить Варианты декоративной отделки фасада дома Схема подключения скважинного насоса: как сделать правильно Строим на даче летний душ из сотового поликарбоната Какой фундамент лучше и дешевле: ленточный или плитный?