- История создания
- Принцип действия
- Ограниченные источники питания
- Разновидности ламп накаливания
- Принцип работы электрической лампы накаливания
- Строение
- Колба
- Газовая среда
- Нить накала
- Технические характеристики
- Эксплуатационные параметры
- Преимущества и недостатки
- Применяемые в лампах накаливания материалы
- Металлы
- Вводы
- Стекла
- Газы
- Где применяют лампочки разных видов?
- Виды
- Специальные лампы
- Некоторые особенности и предназначение конструктивных элементов вольфрамовой лампы
- Криптоновые источники света
- Маркировка
- Виды ламп и их функциональное назначение
- Общего, местного предназначения
- Декоративные
- Иллюминационные
- Сигнальные
- Зеркальные
- Транспортные
- Двухнитевые
- Сфера использования
- КПД
- Какие типы цоколей бывают
- Плюсы и минусы
- Оценка элементов конструкции и технических характеристик ламп накаливания
История создания
интересно, что в первых лампах использовался не вольфрам, а ряд других материалов, включая бумагу, графит и бамбук. Поэтому, несмотря на то, что все лавры за изобретение и усовершенствование лампы накаливания принадлежат Эдисону и Лодыгину, ошибочно приписывать всю заслугу только им.
Не будем писать о неудачах отдельных ученых, но приведем основные указания, к которым стремились люди того времени:
- Ищем лучший филаментный материал. Необходимо было найти материал, который был бы одновременно огнестойким и отличался высокой прочностью. Первая прядь была создана из бамбуковых волокон, которые были покрыты тончайшим слоем графита. Бамбук служил изолятором, а графит — проводящей средой. Поскольку слой был небольшим, сопротивление значительно увеличилось (что необходимо). Все было бы хорошо, но древесная основа угля привела к быстрому возгоранию.
- Затем исследователи подумали о том, как создать максимально строгие условия вакуума, поскольку кислород является важным элементом процесса сгорания.
- Далее необходимо было изготовить съемные и контактные элементы электрической схемы. Задача усложнялась применением слоя графита, который отличается высокой прочностью, поэтому ученым пришлось использовать драгоценные металлы — платину и серебро. Это увеличивало проводимость тока, но стоимость продукта была слишком высокой.
- примечательно, что и по сей день используется базовый провод Эдисона — марки Е27. Первые способы установить контакт включали пайку, но в такой ситуации сегодня сложно говорить о быстро заменяемых лампочках. А при сильном нагревании такие соединения быстро распадались бы.
В наше время популярность таких ламп стремительно падает. В 2003 году в России амплитуда питающего напряжения была увеличена на 5%, на сегодняшний день этот параметр составляет уже 10%. В результате срок службы лампы накаливания сократился в 4 раза. С другой стороны, если вы снизите напряжение до эквивалентного значения, выходной световой поток будет значительно уменьшен, до 40 %.
Вспомните учебный курс: в школе учитель физики проводил эксперименты, демонстрируя, как увеличивается свечение лампы при увеличении тока, подаваемого на вольфрамовую нить накала. Чем больше ток, тем больше излучения и больше тепла.
Принцип действия
Принцип работы лампы основан на сильном нагреве нити накала за счет проходящего по ней электрического тока. Чтобы твердотельный материал начал светиться красным, его температура должна достигать 570 градусов. По Цельсию. Излучение будет приятно человеческому глазу только при увеличении этого параметра в 3-4 раза.
Такой огнеупорностью обладают немногие материалы. Благодаря доступной ценовой политике выбор был сделан в пользу вольфрама, температура плавления которого составляет 3400 градусов. По Цельсию. Для увеличения площади излучения света вольфрамовая нить скручена по спирали. В эксплуатации он может нагреваться до 2800 градусов. По Цельсию. Цветовая температура такого излучения составляет 2000-3000 К, что дает желтоватый спектр — несравнимый с дневным, но при этом не оказывает негативного воздействия на органы зрения.
Попадая в воздух, вольфрам быстро окисляется и разрушается. Как было сказано выше, вместо вакуума стеклянная колба может быть заполнена газом. Это инертный азот, аргон или криптон. Это позволило не только увеличить срок службы, но и увеличить световой поток. На срок службы влияет то, что давление газа предотвращает испарение вольфрамовой нити из-за высокой температуры накала.
Ограниченные источники питания
Лампы накаливания, характеристики которых рассчитаны на использование в специальных устройствах, могут питаться от ограниченных источников (аккумулятор, аккумулятор, генератор и т.д.).
Их фактическое среднее напряжение не соответствует номинальному. Поэтому для ламп накаливания, питаемых от источников ограниченного тока, используется такой показатель, как расчетное напряжение. Он равен среднему значению, при котором лампа накаливания может работать.
Разновидности ламп накаливания
Лампы накаливания классифицируются по их конструкции и характеристикам диапазона.
Общие и местные: самая большая группа. Общие лампы используются при организации основного освещения жилых, производственных и общественных помещений. Основное отличие локальных устройств — пониженное напряжение блока питания. Поэтому их чаще всего используют в переносных лампах, для освещения рабочего места и так далее;
Декоративные отличаются разнообразием размеров, форм и положения спирали. Такие лампы накаливания в последнее время приобрели популярность благодаря своему необычному внешнему виду. Чаще всего их используют в дизайн-проектах как элемент декора.
Типы освещения ламп накаливания имеют низкое рабочее напряжение. Как правило, они имеют цветную луковицу, окрашенную изнутри (реже снаружи) неорганическим пигментом. Палитра красок очень разнообразна и зависит от цели использования. Чаще всего используется в осветительных приборах. Но эффективная цветопередача длится недолго: под воздействием высокой температуры пигмент «выгорает» и теряет первоначальную яркость.
Лампа накаливания.
Приметы постепенно становятся историей. Их все чаще заменяют светодиодные элементы. Этот тип лампы накаливания был разработан для различных устройств световой сигнализации.
Сигнальная лампа.
Зеркала имеют воздушный шар особой формы. Он был разработан таким образом, чтобы световой поток имел определенную направленность. Специальное алюминиевое покрытие предотвращает рассеивание и помогает сосредоточиться. Его наносят изнутри, оставляя неокрашенным определенный участок колбы (обычно верхний), через который будет выходить световой луч. Применяется там, где необходимо организовать направленное освещение.
Транспортные фонари используются в самых разных транспортных средствах. Их конструкция и технические характеристики соответствуют условиям эксплуатации. Такие осветительные элементы отличаются повышенной прочностью и виброустойчивостью. Базовое устройство позволяет быстро заменить неисправную лампу на новую. Предназначен для работы от электросети автомобиля. Основные типы таких элементов используются в осветительных приборах автомобилей и мототехники, на тракторах, самолетах и вертолетах, на морских и речных судах.
Отдельно в этой категории выделяются двухниточные лампы накаливания. У них две спирали, что позволяет в некоторых ситуациях использовать один осветительный элемент вместо двух. Например, автомобильные фары (переключение с низкого на высокий или от габаритного до стоп-сигнала), железнодорожные светофоры и т.д.
Лампа накаливания, 12В, 21 / 5Вт, BAY15d, LIGHTHOUSE, 61215, двойная нить с широким цоколем.
Отдельную группу составляют галогенные лампы накаливания. Использование галогенов позволило значительно уменьшить размеры конструкции при одновременном увеличении светоотдачи. По этой технологии изготавливаются элементы общего освещения, инфракрасные излучатели, кино- и телеаппаратура, проекторы и т.д.
Принцип работы электрической лампы накаливания
Свечение электрической лампы накаливания вызывается нагревом вольфрамовой нити, через которую проходит электрический ток. Выбор в пользу вольфрама при изготовлении корпуса накаливания был сделан в связи с тем, что он является наименее дорогим из многих тугоплавких проводящих материалов. Но иногда нить накаливания электрических ламп состоит из других металлов: осмия и рения.
Мощность лампы зависит от размера используемой нити накала. То есть это зависит от длины и толщины проволоки. Таким образом, лампа накаливания мощностью 100 Вт будет иметь более длинную нить, чем лампа накаливания на 60 Вт.
Строение
Типовая лампа состоит из следующих конструктивных элементов:
- столовая;
- в него закачан вакуум или инертный газ;
- нить накала;
- электроды — токопроводы;
- крючки, необходимые для удержания нити;
- нога;
- предохранитель;
- основание, состоящее из корпуса, изолятора и нижнего контакта.
Помимо стандартных вариантов кондуктора, стеклянной тары и кабелей, существуют специальные лампы. Вместо цоколя используют другие держатели или добавляют дополнительную лампочку.
Предохранитель обычно изготавливается из сплава феррита и никеля и устанавливается в зазоре на одном из токовых выводов. Часто встречается в стебле. Его основное предназначение — защитить лампочку от разрушения в случае обрыва провода. Это связано с тем, что при обрыве образуется электрическая дуга, которая приводит к плавлению остатков проводника, попадающих на стеклянную колбу. Из-за высокой температуры он может взорваться и вызвать пожар. Однако уже много лет доказана низкая эффективность предохранителей, поэтому они используются реже.
Колба
Стеклянный сосуд используется для защиты нити от окисления и разрушения. Габаритные размеры баллона выбираются исходя из скорости наплавки материала, из которого изготовлен проводник.
Газовая среда
Если раньше все без исключения лампы накаливания заполнялись вакуумом, то сегодня такой подход применяется только для маломощных источников света. Самые мощные устройства заправлены инертным газом. Молярная масса газа влияет на тепловыделение нити накала.
Галогены закачиваются в галогеновую лампу. Вещество, покрывающее нить, начинает испаряться и взаимодействовать с галогенами, находящимися внутри сосуда. В результате реакции образуются соединения, которые снова разлагаются, и вещество возвращается на поверхность нити. Благодаря этому удалось повысить температуру проводника, увеличив КПД и срок службы изделия. Кроме того, такой подход позволил сделать воздушные шары более компактными. Недостаток конструкции связан с изначально низким сопротивлением проводника при подаче электрического тока.
Нить накала
Форма нити накала может быть разной — выбор в пользу той или иной связан со спецификой лампочки. Часто используют провод круглого сечения, скрученный по спирали, гораздо реже — ленточные проводники.
Современная лампа накаливания питается от вольфрама или нити накала из сплава осмий-вольфрам. Вместо обычных спиралей можно скручивать би-спирали и трис-спирали, что стало возможным благодаря многократному скручиванию. Последнее приводит к уменьшению теплового излучения и увеличению КПД.
Технические характеристики
Интересно наблюдать за зависимостью световой энергии от мощности лампы. Изменения не линейны: до 75 Вт световая отдача увеличивается, при превышении — уменьшается.
Одним из преимуществ таких источников света является равномерное освещение, поскольку свет излучается с одинаковой интенсивностью практически во всех направлениях.
Еще одно преимущество связано с пульсацией света, которая при определенных значениях приводит к значительной утомляемости глаз. Нормальным значением считается коэффициент пульсации, не превышающий 10%. Для ламп накаливания параметр достигает максимум 4%. Худший показатель у изделий мощностью 40 Вт.
Лампы накаливания нагреваются среди всех доступных электрических осветительных приборов. Большая часть тока преобразуется в тепловую энергию, поэтому прибор больше похож на обогреватель, чем на источник света. Световая отдача от 5 до 15%. По этой причине в законодательстве есть определенные положения, запрещающие, например, использование ламп накаливания мощностью более 100 Вт.
Обычно лампы мощностью 60 Вт достаточно для освещения помещения, для которого характерен небольшой обогрев.
Рассматривая спектр излучения и сравнивая его с естественным светом, можно сделать два важных наблюдения: световой поток таких ламп содержит меньше синего света и больше красного света. Однако результат считается приемлемым и не вызывает утомления, как в случае с источниками дневного света.
Эксплуатационные параметры
При использовании ламп накаливания важно учитывать условия их использования. Их можно использовать в помещении и на улице при температуре не ниже -60 и не выше +50 градусов. По Цельсию. При этом влажность воздуха не должна превышать 98% (+20 градусов Цельсия). Устройства могут работать в одной схеме с диммерами, предназначенными для регулировки светоотдачи путем изменения интенсивности света. Это недорогие изделия, которые самостоятельно сможет заменить даже неквалифицированный человек.
Преимущества и недостатки
У ламп накаливания есть свои достоинства и недостатки.
Преимущества:
- Легкость изготовления. Поэтому цена на них соответствующая.
- Удобство использования. При подключении к сети нет необходимости устанавливать какие-либо дополнительные элементы. Часто при освещении теплиц используют лампы мощностью 150 Вт, их свет приближен к естественному. Помимо освещения, они также обеспечивают тепло.
- Не влияет на зрение человека.
- Не требует времени на прогрев.
- Выдерживает экстремальные температуры.
- Утилизировать как бытовые отходы.
- В состав не входят вредные элементы.
Растрескивание:
- Короткий срок службы.
- Зависимость от перебоев в подаче электроэнергии, частое включение / выключение — вот причина поломки спирали в лампах накаливания. Для исключения сложностей с напряжением устанавливаются стабилизаторы.
- Низкий уровень эффективности. Это связано с потреблением большей части энергии на отопление.
- Опасность пожара. Поскольку вокруг лампы накапливается тепло.
- Хрупкость.
- Существует вероятность того, что корпус сломается и нанесет травму.
Покупая лампочку накаливания, стоит учесть все достоинства и недостатки, чтобы избежать неприятных факторов при эксплуатации.
Рекомендуем посмотреть видео:
Применяемые в лампах накаливания материалы
При изготовлении ламп накаливания используются разные материалы. Производство регулируется соответствующими статьями ГОСТа, в которых прописаны все необходимые требования, от размеров до требований безопасности.
Металлы
Лампа накаливания содержит металлические детали — спираль и опоры. Нить накала часто делают из вольфрама, тугоплавкого металла с температурой плавления до 3400 ° C. Осмий и рений используются для изготовления спиралей гораздо реже. При подключении к сети температура нити накала достигает 2000-2800 ° С. Ножки должны выдерживать высокие температуры и иметь низкое тепловое расширение, поэтому они изготовлены из молибдена, что соответствует предложенным требованиям.
Вводы
В этом осветительном элементе также будут металлические контакты, через которые ток от сети будет передаваться в рабочую зону. Контакт — это алюминиевая основа, к которой изнутри прикреплена проволока, ведущая к электроду (чаще всего никелевый). Второй контакт расположен внизу основания и отделен от основного корпуса изолятором.
Стекла
В лампе накаливания лампочка сделана из обычного прозрачного стекла. Есть виды матового стекла, которое рассеивает свет, делая его более мягким. Есть специальные модели в цветных флаконах или с зеркальной отделкой.
Газы
Чтобы предотвратить образование оксида и горение вольфрама, колба лампы заполнена инертным (химически неактивным) газом — аргоном, ксеноном, криптоном или азотом. Есть типы пустоты. Помимо относительного увеличения прочности, такие модели обладают минимальной теплоотдачей.
Виды луковиц.
Где применяют лампочки разных видов?
Выбирая источник света, нужно учитывать, где вы планируете его использовать.
Обычные лампы накаливания по-прежнему актуальны и используются как для общего освещения помещений, так и для уличного и акцентного освещения.
Люминесцентные лампы: линейные лампы используются для освещения офисов и производственных помещений, компактные — для декоративного освещения квартир (например, в лампе над зеркалом в ванной комнате), специального назначения — для цветного оформления рекламных вывесок, а также для исследования материалов в УФ спектре и дезинфекции помещений.
Светодиодные лампы и капсульные и световозвращающие галогенные лампы эффектно подчеркивают детали интерьера: создают точечное освещение ниш, карнизов, потолков, мебели, а также участвуют в дизайне ландшафтного освещения и легко интегрируются в архитектурные конструкции.
Кроме того, миниатюрные светодиодные лампы используются в устройствах сигнализации, световой индикации дверных звонков. Линейные галогенные лампы используются для освещения улиц и больших помещений. Вы можете создать интенсивный свет, направленный на объект, например, для фотографии и видеосъемки, или использовать его для работы с мелкими деталями.
Криптоновые лампы используются в автомобильных фарах, дорожных фарах, сигнализациях и других устройствах, где требуется высокая светоотдача для небольших изделий.
Виды
Существует несколько критериев классификации ламп накаливания, о которых пойдет речь ниже.
В зависимости от светоотдачи лампы накаливания бывают (от худших к лучшим):
- пустой;
- аргон или азот-аргон;
- криптон;
- ксеноновые или галогенные с установленным внутри лампы отражателем инфракрасного излучения, что увеличивает КПД;
- с покрытием, предназначенным для преобразования инфракрасного излучения в видимый спектр.
Существует еще много разновидностей ламп накаливания, связанных с функциональным назначением и конструктивными особенностями:
- Общего назначения — в 70-х годах прошлого века их называли «лампами нормального освещения». Самая распространенная и многочисленная категория — это изделия для общего и декоративного освещения. С 2008 года производство таких источников света значительно сократилось в связи с принятием множества законов.
- Декоративное назначение. Фляги таких изделий сделаны в виде изящных фигур. Наиболее распространены стеклянные банки в форме свечи диаметром до 35 мм и сферической формы (45 мм).
- Местное назначение. По конструкции они идентичны первой категории, но питаются от пониженного напряжения — 12/24/36/48 В. Обычно используются в переносных лампах и устройствах для освещения рабочих столов, станков и т.д.
- Освещается цветными колбами. Часто мощность изделий не превышает 25 Вт, а для окраски внутренняя полость покрывается слоем неорганического пигмента. Гораздо реже можно встретить источники света, внешняя часть которых окрашена цветной краской. В этом случае пигмент тускнеет и очень быстро отпадает.
- Зеркальный. Воздушный шар выполнен в специальной форме, которая покрыта светоотражающим слоем (например, напылением алюминия). Эти изделия используются для перераспределения светового потока и повышения светоотдачи.
- Сигнал. Они устанавливаются в изделиях световой сигнализации, предназначенных для отображения любой информации. Они отличаются малой мощностью и рассчитаны на продолжительную работу. Практически бесполезен сегодня из-за наличия светодиодов.
- Транспорт. Еще одна обширная категория ламп, используемых в транспортных средствах. Они отличаются высокой прочностью и вибростойкостью. В них используются специальные розетки, обеспечивающие прочное крепление и возможность быстрой замены в стесненных условиях. Могут питаться от 6В.
- Обыщите маяк. Источники света большой мощности до 10 кВт, характеризующиеся высокой светоотдачей. Катушка помещается компактно для лучшей фокусировки.
- Лампы, используемые в оптических устройствах, таких как кинопроекция или медицинская техника.
Специальные лампы
Есть и более специфические виды ламп накаливания:
- Коммутационные щиты: подкатегория сигнальных ламп, используемых в коммутационных панелях и выполняющих функции индикаторов. Это узкие, удлиненные и небольшие изделия с параллельными гладкими контактами. Благодаря этому их можно разместить в кнопках. Маркируется как «КМ 6-50». Первая цифра указывает на напряжение, вторая — на силу тока (мА).
- Перекальная, или фотолампа. Эти изделия используются в фотоаппаратуре для нормализованного принудительного режима. Он отличается высокой светоотдачей и цветовой температурой, но коротким сроком службы. Мощность советских ламп достигала 500 Вт. В большинстве случаев баллон непрозрачный. Сегодня они практически не используются.
- Проекция. Используется в диапроекторах. Высокая яркость.
Двухниточный светильник выпускается в нескольких разновидностях:
- Для машины. Одна резьба используется для ближнего света, другая — для дальнего света. Если рассматривать лампы для задних фонарей, то провода можно использовать для стоп-сигнала и габаритного света соответственно. Дополнительный экран может отсекать лучи, которые в ближнем свете могут ослепить водителей встречных автомобилей.
- Самолетом. В посадочном фонаре одну нить можно использовать для условий низкой освещенности, а другую — для больших, но для этого требуется внешнее охлаждение и непродолжительная работа.
- Для ж / д светофоров. Для повышения надежности нужны две нити — если одна перегорит, другая загорится.
Продолжаем рассматривать специальные лампы накаливания:
- Фара — это сложная конструкция для движущихся объектов. Используется в автомобильной и авиационной технике.
- Низкая инерция. Они содержат тонкую нить. Он использовался в оптических системах звукозаписи и в некоторых типах фототелеграфов. В наше время его используют редко, так как есть более современные и улучшенные источники света.
- Обогрев. Он используется в качестве источника тепла в лазерных принтерах и копировальных аппаратах. Лампа цилиндрической формы закреплена во вращающемся металлическом валу, на который нанесена бумага с тонером. Вал передает тепло, вызывая утечку тонера.
Некоторые особенности и предназначение конструктивных элементов вольфрамовой лампы
Каждая деталь электрической лампы имеет свое предназначение и выполняет свои функции:
- Столовая. Он изготовлен из стекла — довольно недорогого материала, отвечающего основным требованиям:
— высокая прозрачность позволяет световой энергии проходить и до минимума поглощать ее, избегая дальнейшего нагрева (этот фактор имеет принципиальное значение для осветительных приборов);
— жаростойкость позволяет ей выдерживать высокие температуры за счет нагрева от раскаленной нити (например, в лампе мощностью 100 Вт колба нагревается до 290 ° C, 60 Вт — 200 ° C; 200 Вт — 330 ° C; 25 Вт — 100 ° C, 40 Вт — 145 ° C);
— твердость позволяет выдерживать внешнее давление при перекачке воздуха и не разрушается при ввинчивании. - Наполнение колбы. Сильно разреженная среда сводит к минимуму передачу тепла от горячей нити накала к частям лампы, но улучшает испарение частиц раскаленного тела. Заполнение инертным газом (аргон, ксенон, азот, криптон) исключает сильное испарение вольфрама из змеевика, предотвращает воспламенение нитей и сводит к минимуму теплопередачу. Использование галогенов позволяет переработать испарившийся вольфрам в спиральную нить.
- Спираль. Изготавливается из вольфрама, выдерживающего 3400 ° C, рения — 3400 ° C, осмия — 3000 ° C. Иногда вместо спиральной проволоки в лампе используется лента или корпус другой формы. Используемая проволока имеет круглое сечение, для уменьшения габаритных размеров и рассеивания энергии для передачи тепла она скручена по двойной или тройной спирали.
- Опорные крючки изготовлены из молибдена. Они не допускают слишком сильного прогиба спирали, которая увеличивается за счет нагрева при работе. Их количество зависит от длины провода, то есть от мощности лампы. Например, у лампы мощностью 100 Вт будет 2–3 опоры. Лампы накаливания меньшего размера могут не иметь опор.
- Плинтус металлический с наружной резьбой. Он выполняет несколько функций:
- соединить несколько частей (баллон, электроды и центральный контакт);
- служит для фиксации в розетке с помощью резьбы;
- это контакт.
Плинтусы бывают нескольких видов и форм в зависимости от назначения осветительного прибора. Есть конструкции, не имеющие цоколя, но с тем же принципом работы, что и лампа накаливания. Самые распространенные типы розеток — E27, E14 и E40.
Вот некоторые из типов вытяжек, используемых для различных типов ламп:
Помимо различных основных типов, существуют также разные типы мячей.
Помимо перечисленных конструктивных деталей, лампы накаливания могут иметь некоторые дополнительные элементы: биметаллические переключатели, отражатели, цоколи без резьбы, различные распылители и т.д.
Криптоновые источники света
Кто это придумал? Венгерский инженер Имре Броуди был первым, кто ввел эти лампы в производство в 1936 году. Добавление криптона уменьшило тепловые потери лампы: колба и окружающие предметы стали меньше нагреваться. Испытания показали, что срок службы источников криптона в 4 раза больше, чем у обычных ламп накаливания.
Как это работает и как это работает? Лампа содержит вольфрамовую нить и смесь инертных газов: азота и криптона, иногда ксенона. Из-за активности этих газов реакция в воздушном шаре более интенсивная, чем в обычной лампе накаливания, и свет намного ярче: объекты хорошо видны на улице даже в дождь или туман. Криптоновые лампы теперь доступны в небольших размерах и используются, когда потребителю нужен яркий свет от компактного источника. Обычно они работают от батареек. Лампа с прозрачной стеклянной колбой дает яркий направленный свет, с непрозрачной — насыщенный, но рассеянный.
Маркировка
Чтобы понять, какой тип лампы есть в продаже, для данной продукции разработана специальная маркировка. Чтобы правильно выбрать подходящий тип устройства, необходимо ознакомиться с общепринятыми соглашениями.
Например, аргоновая лампа накаливания с двойной спиралью мощностью 60 Вт, характеристики которой позволяют использовать ее в бытовых целях, будет иметь маркировку B235-245-60. Первая буква указывает на физические качества или конструктивные особенности продукта. Если в маркировке есть вторая буква, это и есть назначение лампы. Это может быть железнодорожный (Ф), самолетный (СМ), коллекторный (КМ), автомобильный (А), прожекторный (ПЖ).
Первая цифра в маркировке обозначает напряжение и мощность. Второе числовое значение — ревизия. Это позволяет подобрать подходящую лампу для конкретного светильника.
Виды ламп и их функциональное назначение
Ламп накаливания существует множество, их классифицируют по функциональному назначению и конструктивным особенностям.
Общего, местного предназначения
До 1970 года их называли обычным освещением. Эта группа наиболее распространена среди обычных LN. Раньше их успешно использовали как для общего, так и для декоративного освещения дома, офиса и других учреждений. На данный момент во многих странах, в том числе в России, их выпуск ограничен.
Что касается местных лампочек, то они такие же по конструкции, как и обычные, но рассчитаны на низкое рабочее напряжение. Их можно использовать в переносных переносных лампах, для освещения машин, верстаков и т.д.
Декоративные
Их главная особенность — фигурная лампочка, размеры ее могут быть самыми разными, как и положение внутри нити накала. Такие модели сегодня пользуются большим спросом, но они не так сильно играют роль освещения, как мебель, особенно в проектах винтажного или ретро-дизайна. Внешний вид такой лампы очень оригинален.
Иллюминационные
Их воздушный шар окрашен в разные цвета в зависимости от предполагаемого использования. Удобен для оснащения систем освещения. Краска в основном наносится на внутреннюю часть колбы, для этого используются неорганические пигменты. Гораздо реже такие лампы окрашивают снаружи. Мощность у них небольшая, колеблется в пределах 10-25 Вт. Они дают нужный эффект только с первого раза, поэтому их цвет меняется, он теряет яркость.
Сигнальные
Они использовались в различных устройствах световой сигнализации. На данный момент в этом районе им заменяют светодиодные лампы.
Зеркальные
Колба такой лампы имеет специфическую форму, внутри покрыта тонким слоем алюминия. За счет этого создается зеркальный эффект, также присутствует прозрачная часть. Основная задача таких ламп — распределить световой поток так, чтобы он сосредоточился в пределах определенной площади. Их удобно использовать в витринах магазинов, в торговых залах. Именно этими лампами нагревают новорожденных цыплят и других животных.
Транспортные
Эта группа очень большая, используется в различных транспортных средствах, для фар или другого освещения. Обязательно, чтобы:
- Автомобили.
- Мотоцикл.
- Тракторы.
- Самолеты и вертолеты.
- Речные и морские корабли.
Такие лампы обладают рядом характеристик, в том числе:
- Большая сила.
- Устойчивый к вибрации.
- Специальные цоколи, благодаря которым можно быстро поменять неисправную лампу.
- Они рассчитаны на питание от электрической сети автомобиля.
Двухнитевые
Это подвид специальных ламп накаливания, используемых в:
- Автомобили. Таким образом, фары могут иметь 2 нитки накала. Один из них уходит на ближний свет, второй — на дальний. Аналогичная ситуация и с задними фонарями, только есть отдельные резьбы для габаритов и стоп-сигналов.
- Самолет. В избранных моделях свет при посадке и рулении.
- Железнодорожные светофоры. Здесь двухниточные лампы — это элемент безопасности и страховки, если одна перегорит, вторая сможет и дальше подавать сигнал.
Сфера использования
До появления энергосберегающих ламп лампы накаливания использовались в промышленных зонах, в быту и т.д. Это приложение упростило установку и эксплуатацию. Но и сейчас эти лампы часто можно увидеть:
- Внутреннее и внешнее освещение помещений, улиц, офисов.
- Освещение рабочего места.
- Лампы накаливания для автомобилей.
- В фонари вкручивается еще и фонарик такого типа.
- В общественном транспорте, поездах и т.д.
КПД
Электрический ток в лампах накаливания не только преобразуется в свет, видимый глазом. Одна часть уходит на излучение, другая превращается в тепло, третья — на инфракрасный свет, который не фиксируется органами зрения. При температуре проводника 3350 К КПД лампы накаливания составит 15%. Обычная лампа мощностью 60 Вт с температурой 2700 К характеризуется минимальным КПД 5 %.
Эффективность увеличивается за счет нагрева проводника. Но чем больше нагрев проволоки, тем меньше срок ее службы. Например, при температуре 2700 К одна лампочка будет гореть 1000 часов, 3400 К — в несколько раз меньше. Если увеличить напряжение питания на 20%, свечение увеличится вдвое. Это не рационально, так как продолжительность сократится на 95 %.
Какие типы цоколей бывают
Есть несколько вариантов цоколя / цоколя. Поэтому, чтобы в них не запутаться, был составлен специальный рейтинг. Однако в быту мы используем лампы двух основных типов:
- Резьбовой. Это традиционный и наиболее распространенный вариант. Обозначается буквой Е. После буквы должны стоять цифры, обозначающие размер основания. Например, для бытовых нужд мы используем лампочки с маркировкой Е14 или Е27. Версия с резьбой — самая доступная, поэтому она так распространена. Примечательно, что диаметр резьбового основания давно не менялся. Если вы найдете светильник 30-х годов 20 века, скорее всего, он будет укомплектован привычным цоколем.
- Штырь. Он состоит из двух металлических штифтов. Помимо функции фиксации, они действуют как контакты. Штифты могут находиться на разном расстоянии и иметь любой диаметр. Подобное основание обозначается буквой G. После буквы можно найти цифры, обозначающие расстояние между штырями. Например, лампы с цоколем G13 или G4 часто используются для освещения жилых помещений.
Плюсы и минусы
С одной стороны, лампы накаливания являются наиболее доступными источниками света, с другой — им присуща масса недостатков.
Преимущества:
- низкая цена;
- нет необходимости использовать дополнительные устройства;
- простота использования;
- комфортная цветовая температура;
- высокая влагостойкость.
Растрескивание:
- хрупкость — 700-1000 часов при соблюдении всех правил и рекомендаций по применению;
- слабая световая отдача — КПД от 5 до 15 %;
- хрупкая стеклянная колба;
- возможность взрыва при перегреве;
- высокий риск возгорания;
- перепады напряжения значительно сокращают срок службы.
Оценка элементов конструкции и технических характеристик ламп накаливания
- Лампы накаливания общего назначения
По функциональному назначению наиболее распространены лампы накаливания общего назначения (ЛОН). Все ЛОН, производимые в России, должны соответствовать требованиям ГОСТ 2239-79. Применяются для наружного и внутреннего освещения, а также для декоративного освещения в бытовых и промышленных сетях напряжением 127 и 220 В и частотой 50 Гц.
LON имеют относительно короткий срок службы, в среднем около 1000 часов, и низкую эффективность: они преобразуют только 5% электричества в свет, а остальное выделяется в виде тепла.
Особенностью маломощных ЛОН (до 25 Вт) является углеродная нить, используемая в них в качестве нагревательного элемента. Эта устаревшая технология использовалась и в первых «лампочках Ильича» и сохранилась только здесь.
Антисейсмические лампы, также входящие в группу LON, конструктивно способны выдерживать сейсмический удар длительностью до 50 мс.
- Лампы накаливания
Лампы накаливания для проекторов значительно превосходят другие типы источников питания и предназначены для направленного освещения или передачи световых сигналов на большие расстояния. Согласно ГОСТу они делятся на три группы: лампы для кинопроекций (ГОСТ 4019-74), для прожекторов общего назначения (ГОСТ 7874-76) и лампы для фар (ГОСТ 16301-80).
Использование трехпроводной проводки в домашней сети обеспечивает высокий уровень пожарной безопасности и снижает риски для жизни человека. Решая, как подключить розетку с заземлением, достаточно соблюдать элементарные правила и схему установки. Для оснащения электрических сетей жилых помещений устройствами безопасности необходимо выбирать между установкой УЗО или дифавтомата. В этом вам может помочь полезная статья. Установить дифавтомат можно несколькими способами, о которых вы можете прочитать здесь.
Корпус нити накала в лампах для проектора длиннее и в то же время расположен более компактно, чтобы увеличить общую яркость и последующую фокусировку светового потока. Задача фокусировки решается специальными фокусировочными головками, предусмотренными в некоторых моделях, или оптическими линзами в конструкции проекторов и маяков.
Максимальная мощность производимых сегодня в России проекторов составляет 10 кВт.
- Зеркальные лампы накаливания
Зеркала накаливания отличаются особой конструкцией колбы и отражающим алюминиевым слоем. Токопроводящая часть колбы сделана из матового стекла, что делает свет мягким и смягчает контрастирующие тени предметов. Эти лампы маркируются индексами, обозначающими тип светового потока: ZK (концентрированное светораспределение), ZS (среднее светораспределение) или ZSh (широкое светораспределение).
В эту группу также входят неодимовые лампы, отличием которых является добавление в формулу состава оксида неодима, из которого выбрасывается стеклянная колба. Из-за этого часть желтого спектра поглощается, и цветовая температура смещается в область более яркого белого излучения. Это позволяет использовать неодимовые лампы во внутреннем освещении для большей яркости и сохранения цвета в интерьере. В индекс неодимовых ламп добавлена буква «Н».
Сфера применения зеркальных светильников огромна: витрины, сценическое освещение, теплицы, теплицы, фермы, освещение медицинских кабинетов и многое другое.
- Галогенные лампы накаливания
Характеристики галогенных ламп накаливания предусматривают обязательное наличие в газовой колбе брома или йодно-галогенных соединений. Этот нюанс среды, в которой находится светящееся тело, позволяет молекулам испаренного вольфрама реагировать с буферным газом и осаждаться обратно на спиральную поверхность после температурного распада нестабильного соединения.
Благодаря такому циклу поглощения ударов галогенные лампы могут выдерживать повышенный нагрев змеевика, что означает, что они излучают более белый свет, уже около 3000K, а также имеют более длительный срок службы, среднее значение которого составляет 2000 часов.