Конструкция, технические параметры и разновидности ламп накаливания. Что такое лампа накаливания

Размер и назначение резьбы определяет, поместится ли лампа в гнездо. Чтобы клиент не ошибся, производитель разработал единые символы пазов. Он состоит из трех символов.

Особенности лампочки накаливания

Лампы пользуются популярностью у многих людей, потому что они полезны. Они циркулируют в различных цветах, как в холодных, так и в теплых оттенках. В этой статье анализируется, какие лампы накаливания наиболее часто используются и что они собой представляют.

Сегодня существует множество ламп. Большинство из них было произведено в последние годы с использованием высоких технологий, но классическая лампа накаливания по-прежнему имеет множество преимуществ или комбинаций параметров, которые наиболее целесообразны при правильном использовании.

• достаточно низкая цена;
• устойчивость к различным температурам;
• моментальное зажигание;
• не мерцают;
• имеют разные режима света.

Однако, к сожалению, лампы накаливания имеют свои недостатки.

• основной недостаток — это достаточно пониженный КПД. У лампочек в 100 Вт КПД будет примерно 17 %, у изделий 60 Вт эта цифра будет всего лишь 5 %. Одним из методов увеличения КПД будет поднятие температуры накала, но в таком случае срок службы заметно снизится;

• малый срок службы;
• повышенная температура поверхности сосуда, которая может быть у 100Вт лампочки до 250°С. Это повышает риск возникновения возгораний или взрыва ламп;
• чувствительность к окружающей среде;
• применение термостойкой арматуры.

Ниже более подробно описаны типы и характеристики ламп накаливания.

Характеристики

Одним из основных параметров ламп накаливания является мощность, которая относится к ваттам. Поскольку лампы служат для разных целей, их выбор широк: от ламп мощностью 0,1 Вт до фар мощностью 23 000 Вт для аэропортов.

В домах используются маломощные лампы. Обычно от 15 до 200 Вт, но в промышленности их используют в лампах мощностью 2000 Вт.

Качество и уровень рассеивания светового пучка регулируется материалом изготовления лампы.

Самые высокие показатели яркости присущи изделиям с прозрачным стеклом, так как оно не поглощает свет. Охлажденные поверхности ламп поглощают 5% световых лучей, а белые поверхности ламп — 15%.

Размеры ламп накаливания варьируются от 60 мм до 130 мм. Зависит от области применения.

Принцип работы

При утечке электричества спираль быстро нагревается до высокой температуры — около 2500 градусов Цельсия. Это связано с тем, что катушка имеет высокое сопротивление току и при ее прохождении затрачивается большое количество энергии.

Тепло нагревает металл (вольфрам), и лампа начинает светиться. Поскольку в лампе нет кислорода, вольфрам не окисляется.

Таблица цветовой температуры

Старые лампы накаливания плотностью 100 Вт с углеродными стержнями в качестве тела накала были гораздо менее эффективны, чем современные модели. Это было связано с дополнительными расходами на синагоги. Тела со спиральной резьбой имеют меньшую долю таких потерь.

Низковольтные светильники, изготовленные по ГОСТ 1182-78, напряжение не должно быть выше 36 В, в производственных помещениях, на свет горючих материалов — 12 В. 15, 25, 40, 60 Вт. Средняя продолжительность освещения не менее 75%.

История создания

Интересно, что в первых лампах использовался не вольфрам, а различные другие материалы, такие как бумага, тонер и бамбук. Поэтому, несмотря на то, что вся слава за изобретение и усовершенствование лампы накаливания принадлежит Эдисону и Родигину, неправильно приписывать все достоинства только им.

Мы не пишем о неудачах отдельных ученых, но усилия людей того времени дают основное направление.

1. Поиски лучшего материала для нити накаливания. Нужно было найти такой материал, который одновременно был устойчив к возгоранию и характеризовался высоким сопротивлением. Первая нить была создана из волокон бамбука, которые покрывались тончайшим слоем графита. Бамбук выступал в качестве изолятора, графит — токопроводящей среды. Поскольку слой был малым, то существенно возрастало сопротивление (что и требовалось). Все бы хорошо, но древесная основа угля приводила к быстрому воспламенению.
2. Далее исследователи задумались над тем, как создать условия строжайшего вакуума, ведь кислород — важный элемент для процесса горения.
3. После этого нужно было создать разъемные и контактные компоненты электрической цепи. Задача усложнялась из-за использования слоя графита, характеризующегося высоким сопротивлением, поэтому ученым пришлось использовать драгоценные металлы — платину и серебро. Так повышалась проводимость тока, но стоимость изделия была чересчур высока.
4. Примечательно, что резьба цоколя Эдисона используется и по сей день — маркировка E27. Первые способы создания контакта включали пайку, но при таком раскладе сегодня говорить о быстро заменяемых лампочках было бы сложно. А при сильном нагреве подобные соединения быстро бы распадались.

Сегодня популярность этих ламп снизилась в геометрической прогрессии. В 2003 году в России диапазон питающего напряжения увеличился на 5%, сегодня он составляет 10%. Это привело к четырехкратному сокращению срока службы ламп накаливания. С другой стороны, когда напряжение возвращается к сопоставимым значениям, поток света на выходе снижается до 40%.

Вспомните свой урок — в школе ваш учитель физики провел эксперимент, чтобы показать, как увеличивается сила света лампочки при увеличении силы тока, подаваемого на вольфрамовую нить. Чем выше ток, тем больше излучение и тепло.

Принцип действия

Принцип работы лампы основан на мощном нагреве нити накаливания проходящим через нее током. Твердые материалы должны достичь температуры 570 градусов Цельсия, чтобы излучать красное свечение. Цельсия. Только при увеличении этого значения в три-четыре раза излучение становится приятным для человеческого глаза.

Немногие материалы столь же тугоплавки, как этот. Вольфрам, температура плавления которого составляет 3400 градусов Цельсия, был выбран из-за его доступности. Цельсия. Для увеличения светового диапазона вольфрамовая нить скручивается в спираль. Во время работы он может нагреваться до 2800 градусов Цельсия. Цельсия. Цветовая температура излучения составляет 2000-3000 К и имеет желтоватый спектр. Это не сравнимо с солнечным светом, но в то же время не вредно для глаз.

Попадая в воздух, вольфрам быстро окисляется и разлагается. Как и выше, вместо вакуума стеклянные сферы могут быть заполнены газами. Это инертные газы — азот, аргон или криптон. Это повышает яркость и долговечность. На срок службы влияет то, что давление газа препятствует испарению вольфрамовой нити из-за высокой температуры накаливания.

Строение

Обычные лампы состоят из следующих компонентов.

• колба;
• вакуум или инертный газ, закачиваемый внутрь нее;
• нить накала;
• электроды — выводы тока;
• крючки, необходимые для удерживания нити накала;
• ножка;
• предохранитель;
• цоколь, состоящий из корпуса, изолятора и контакта на донышке.

Помимо стандартных версий с проводником, стеклянной емкостью и клеммами, существуют специальные лампы. В них вместо цоколя используются другие гнезда или добавляется дополнительная лампа.

Предохранитель обычно изготавливается из феррито-никелевого сплава и размещается в вакууме на одном из силовых кабелей. Часто встречается в ноге. Его основное назначение — защитить лампу от повреждения в случае обрыва провода. Это происходит потому, что при разрыве нити возникает электрическая дуга, которая расплавляет остатки проводника, попадающие в стеклянную лампу. Из-за высоких температур он может взорваться и вызвать пожар. Однако с годами предохранители стали использоваться все реже, так как было доказано, что они имеют низкие эксплуатационные характеристики.

Колба

Для защиты нитей от окисления и повреждения используются стеклянные емкости. Размеры колбы выбираются в зависимости от скорости осаждения материалов, из которых состоит воздуховод.

Газовая среда

Раньше все лампы накаливания были заполнены вакуумом, но сейчас такой подход используется только для маломощных источников света. Самые мощные устройства заполнены инертным газом. Молекулярная масса газа влияет на тепловое излучение пряжи.

Галогены подаются к лампам в галогенных лампах. Вещество, которым покрыта пряжа, начинает испаряться и взаимодействует с галогеном в контейнере. В результате реакции образуется разлагающееся соединение, и вещество возвращается на поверхность пряжи. Это позволяет увеличить температуру воздуховода, тем самым повышая эффективность и срок службы изделия. Такой подход также позволил сделать лампы более компактными. Недостатком этой конструкции является изначально низкое сопротивление проводника при подаче электричества.

Нить накала

Форма нитей может быть разной — выбор той или иной зависит от характеристик лампы. В них часто используются нити с круглым поперечным сечением, смятые в спираль.

Современные лампы оснащены вольфрамовой нитью или осмием — сплавом Бранхардта. Вместо обычных катушек направление может быть повернуто в два и три раза. Это становится возможным благодаря вращению. Последнее приводит к снижению теплового излучения и повышению эффективности.

В современном мире многие люди давно отказались от использования ламп накаливания. Только 20% развитых городов используют такую продукцию. Все переходят на галогенные лампы.

Виды ламп накаливания, область применения и электрические характеристики.

Разберитесь с этими осветительными приборами.

1. Общего назначения. Предназначены для общего, местного и декоративного освещения в домах и офисах.
2. Местного освещения. Подобны предыдущей группе, но с низким напряжением (12, 24, 36 В). Применяются для подсветки рабочих мест, в том числе и на специальных станках.
3. Декоративные модели. Изготавливаются со специальными фигурными колбами (в виде свечей, шаров и др.). Применяются для украшения интерьера в квартирах и общественных зданиях.
4. Иллюминационные. Выпускаются с ярко окрашенными колбами. Имеют малую мощность. Применяются в иллюминационных установках.
5. Сигнальные. Прибор малой мощности, но долгого срока службы. Используются в светосигнальных устройствах.
6. Зеркальные. Изготавливаются с колбой специальной формы, покрытой отражающим слоем из алюминия. Применяются для локализации местного освещения в определенную точку.
7. Транспортные. Предназначены для различных видов транспорта. Выпускаются с высокой механической и вибрационной стойкостью. Имеют специальный цоколь.
8. Лампы для оптических приборов (измерительных, медицинских и др.).
9. Прожекторные лампы. Имеют большую мощность (до 10кВт) и световую отдачу.
10. Специальные:

• коммутаторные (миниатюрные, маломощные);
• фотолампы (сейчас практически не используются);
• проекционные (для кинопроекторов);
• двухнитевые и лампы-фары для автомобилей, самолетов и железнодорожных светофоров;
• нагревательные и лампы специального спектра излучения для различной техники (принтеры, сушильные камеры и др.).

Номенклатура светильника определяет его характеристики.

1. Диапазон мощности составляет от 0,1 Вт до 23 кВт. Для бытовых лампочек интервал значительно уже: от 15 до 150 Вт.
2. Цветовая температура находится в интервале от 2100 до 3000 К, что весьма близко к естественному солнечному спектру.
3. Коэффициент полезного действия у ламп накаливания довольно низкий: примерно 5%. Это обусловлено тем, что большая часть электроэнергии расходуется на тепловой нагрев нити накаливания и невидимое глазу инфракрасное излучение.
4. При работе осветительный прибор не требует дополнительных устройств для ограничения тока. Он подключается напрямую к электрической сети. Это связано со свойствами вольфрама. Он имеет положительный коэффициент температурного расширения. Значит, с ростом температуры увеличивается электрическое удельное сопротивление: стабилизация потребляемой мощности осветительного пробора достигается автоматически.
5. Световой поток или яркость свечения у лампы накаливания зависит от мощности. Для бытовых приборов он находится в рамках 90−2200 лм. Световая отдача при этом составляет 9−15 лм/Вт.
6. Индекс цветопередачи Rа 100. Следовательно, цвета предметов не искажаются.
7. Важной для потребителя характеристикой является размер и тип цоколя лампы. Чаще всего у бытовых осветительных приборов встречается резьбовой цоколь. Кроме него выпускают лампы со штифтовым одно- или двухконтактным цоколем. В зависимости от размера в Европе выпускают цоколи Е14, Е27 и Е40. Цифра соответствует диаметру цоколя в миллиметрах. В странах с меньшим напряжением сети (110В) лампы меньше. Цоколи для них имеют размеры Е12, Е17, Е26 и Е39.

Преимущества и недостатки.

Лампы накаливания имеют больше преимуществ, чем недостатков.

• Низкая цена осветительного прибора. Дешевле пока не производят.
• Небольшой размер, эргономичная форма.
• Низкая чувствительность к перепадам напряжения.
• Моментальное свечение при включении в сеть.
• Не вредно для глаз: мерцание человеческим глазом не фиксируется.
• Возможность использования димеров – регуляторов яркости.
• Спектр света максимально близок к естественному солнечному освещению.
• Свечение не искажает цвета предметов.
• Постоянный спектр излучения.
• Надежность при работе в условиях, отличающихся от нормальных: низкие или высокие температуры, конденсат в атмосфере.
• Широкий диапазон рабочих напряжений.
• Легкая и безопасная утилизация.
• Простота электрической схемы. Лампа подключается напрямую к сети без дополнительных регулирующих приборов.
• Устойчивость к ионизирующей радиации и электромагнитным импульсам.
• Не создает помех для радиочастот.
• Не гудит при работе.
• Может работать и от переменного, и от постоянного тока; не зависит от полярности.
• Невысокий уровень ультрафиолетового излучения.

• Маленький срок службы.
• Невысокая световая отдача, которая зависит от напряжения.
• Низкий коэффициент полезного действия: не более 5%.
• Пожароопасность из-за сильного теплового нагрева колбы.
• Хрупкость стеклянной колбы.
• Возможность взрыва колбы.
• Высокое потребление электроэнергии по сравнению с другими типами ламп.

Лампы накаливания изгнаны с рынка, но все еще пользуются спросом. Перед покупкой важно проверить качество продукта. Предпочтение отдается брендам с проверенной репутацией.

Лампочки накаливания: технические характеристики, виды и советы по выбору

Первый прототип электрической лампы был разработан А. Н. Лодыгиным в 1874 году. Оба открытия изменили жизнь как коллег, так и всего мира. Сегодня можно найти светодиоды, энергосберегающие источники и другие источники света, но традиционные лампы накаливания остаются конкурентоспособными и востребованными. В данной статье мы более подробно обсуждаем это изобретение и даем рекомендации по выбору надежной модели.

Принцип работы лампочки накаливания

На протяжении более 100 лет конструкция устройства остается неизменной, улучшились только конструкционные материалы. Мы кратко объясним, как это работает, чтобы вы могли представить свою функцию. Ниже мы разместили изображение, показывающее устройство лампы накаливания. Материал взят из учебника физики Перышкина. В.

Основным элементом, на котором функционирует лампа, является нить. Он прикрепляется к электроду и пропускает электрический ток. Эта тенденция заставляет нить нагреваться и блестеть.

Чтобы создать в доме приятный горячий желтый свет, температура в лампе должна достигать не менее 2500°C. По этой причине в качестве металла, из которого изготавливается нить, используется вольфрам. Для увеличения полезной площади излучения вольфрамовая проволока скручивается в спирали или множество металлических полос.

Стеклянный натрий — лампа из малярного стекла защищает корпус нити от воздействия окружающей среды. Мы привыкли к традиционной форме груши, но эта серия представлена необычными изделиями в форме свечи, гриба или шара.

Как выбрать лампочку накаливания: обзор технических параметров

Чтобы использовать лампы в домашних условиях, необходимо знать их основные функции. Производители обязаны указывать их на упаковке.

Мощность (Вт, W) — это количество потребленной электроэнергии. Для домашних ламп достаточно 40-60 Вт. Это мощность, на которую рассчитано приспособление. Если мощность меньше указанной, в помещении будет темно, если больше — светильник будет разрушен.

Люмены (LM) — сила света. Само по себе это значение не несет значительной информации для потребителя, но это число используется для сравнения характеристик ламп накаливания с другими источниками света.

Вольт (v) — напряжение сети, при котором функционирует изделие. Обычно это значение равно 220. Если диапазон задан до … Если дать ему возможность … … Продукт устойчив к воздействию тока.

Время (ч) — время открытия лампы.

Размер основания. Этот параметр описан ниже.