Лампа накаливания из чего состоит: Как устроена лампочка накаливания?

Содержание

Энергосберегающие лампы и лампы накаливания: за и против.

Нашу жизнь невозможно представить без искусственного освещения. Для жизни и работы людям просто необходимо освещение с применением ламп.

Раньше для этого использовались только обычные лампочки накаливания. Принцип действия ламп накаливания основан на преобразовании электрической энергии, проходящей через нить, в световую. В лампах накаливания вольфрамовая нить под действием электрического тока раскаляется до яркого свечения. Температура разогретой нити достигает 2600-3000 градусов С. Колбы ламп накаливания вакуумируются или заполняются инертным газом, в среде которого вольфрамовая нить накала не окисляется: азотом; аргоном; криптоном; смесью азота, аргона, ксенона. Лампы накаливания сильно греются в процессе эксплуатации.

С каждым годом все больше увеличиваются потребности человечества в электроэнергии. В результате анализа перспектив развития технологий освещения, наиболее прогрессивным направлением эксперты признали замену устаревших ламп накаливания энергосберегающими лампами. Причиной этого специалисты считают значительное превосходство последнего поколения энергосберегающих ламп над «жаркими» лампами.

Энергосберегающими лампами принято называть люминесцентные лампы, которые входят в обширную категорию газоразрядных источников света. Газоразрядные лампы в отличие от ламп накаливания излучают свет благодаря электрическому разряду, проходящему через газ, заполняющий пространство лампы: ультрафиолетовое свечение газового разряда преобразуется в видимый нам свет.

Энергосберегающие лампы состоят из колбы, наполненной парами ртути и аргоном, и пускорегулирующего устройства (стартера). На внутреннюю поверхность колбы нанесено специальное вещество, называемое люминофор. Под действием высокого напряжения в лампе происходит движение электронов. Столкновение электронов с атомами ртути образует невидимое ультрафиолетовое излучение, которое, проходя через люминофор, преобразуется в видимый свет.

Преимущества энергосберегающих ламп

Главным преимуществом энергосберегающих ламп считается их высокая световая отдача, превышающая тот же показатель ламп накаливания в несколько раз. Энергосберегающая составляющая как раз и заключается в том, что максимум электроэнергии, запитанной на энергосберегающую лампу, превращается в свет, тогда как в лампах накаливания до 90% электроэнергии уходит просто на разогрев вольфрамовой проволоки.

Другим несомненным преимуществом энергосберегающих ламп является их срок службы, который определяется промежутком времени от 6 до 15 тысяч часов непрерывного горения. Эта цифра превышает срок службы обычных ламп накаливания приблизительно в 20 раз. Наиболее частая причина выхода из строя лампы накаливания – перегорание нити накала. Механизм работы энергосберегающей лампы позволяет избежать этой проблемы, благодаря чему они имеют более длительный срок службы.

Третьим достоинством энергосберегающих ламп можно назвать возможность выбора цвета свечения. Он может быть трех видов: дневным, естественным и теплым. Чем ниже цветовая температура, тем ближе цвет к красному, чем выше – тем ближе к синему.

Еще одним преимуществом энергосберегающих ламп является незначительное тепловыделение, которое позволяет использовать компактные люминесцентные лампы большой мощности в хрупких бра, светильниках и люстрах. Использовать в них лампы накаливания с высокой температурой нагрева нельзя, так как может оплавиться пластмассовая часть патрона, либо провод.

Следующее преимущество энергосберегающих ламп в том, что их свет распределяется мягче, равномернее, чем у ламп накаливания. Это объясняется тем, что в лампе накаливания свет идет только от вольфрамовой спирали, а энергосберегающая лампа светится по всей своей площади. Из-за более равномерного распределения света энергосберегающие лампы снижают утомляемость человеческого глаза.

Недостатки энергосберегающих ламп

Энергосберегающие лампы имеют также и недостатки: фаза разогрева у них длится до 2 минут, то есть, им понадобится некоторое время, чтобы развить свою максимальную яркость. Также у энергосберегающих ламп встречается мерцание.

Другим недостатком энергосберегающих ламп является то, что человек может находиться от них на расстоянии не ближе, чем 30 сантиметров. Из-за большого уровня ультрафиолетового излучения энергосберегающих ламп при близком расположении к ним может быть нанесен вред людям с чрезмерной чувствительностью кожи и тем, кто подвержен дерматологическим заболеваниям. Однако если человек находится на расстоянии не ближе, чем 30 сантиметров от ламп, вред ему не наносится.

Также не рекомендуется использовать в жилых помещениях энергосберегающие лампы мощностью более 22 ватт, т.к. это тоже может негативно отразиться на людях, чья кожа очень чувствительна.

Еще одним недостатком является то, что энергосберегающие лампы неприспособлены к функционированию в низком диапазоне температур (-15-20ºC), а при повышенной температуре снижается интенсивность их светового излучения.

Срок службы энергосберегающих ламп ощутимо зависит от режима эксплуатации, в частности, они «не любят» частого включения и выключения. Конструкция энергосберегающих ламп не позволяет использовать их в светильниках, где есть регуляторы уровня освещенности. При снижении напряжения в сети более чем на 10% энергосберегающие лампы просто не зажигаются.

К недостаткам можно также отнести содержание ртути и фосфора, которые, хоть и в очень малых количествах, присутствуют внутри энергосберегающих ламп. Это не имеет никакого значения при работе лампы, но может оказаться опасным, если ее разбить. По той же причине энергосберегающие лампы можно отнести к экологически вредным, и поэтому они требуют специальной утилизации (их нельзя выбрасывать в мусоропровод и уличные мусорные контейнеры).

Еще одним недостатком энергосберегающих ламп по сравнению с традиционными лампами накаливания является их высокая цена

Лампы накаливания. Конструкция и принцип работы

До изобретения и широкого распространения лампочек люди спали в среднем по 10 часов в сутки, а сегодня – только 7.5 часов. Лампа полностью изменила жизнь людей, подарив каждому из нас около 6 лет бодрствования. Далеко не многие изобретения смогли так круто повернуть историю развития человечества. При этом за последние 120 лет источники света и по своему виду, и принципу действия значительно преобразились. Почти неизменной осталась только лампа накаливания, которую в народе прозвали «лампочкой Ильича», хотя впервые такая конструкция была запатентована американским изобретателем Томасом Эдисоном.

Конструкция и принцип работы

Из чего же сделан источник искусственного света? Он состоит из трёх составляющих – это стекло, металл и газ. В лампе накаливания используется эффект нагревания проводника при прохождении через него электрического тока. Тело накаливания раскаляется настолько, что начинает светиться.

Температура светового излучения металла должна быть ниже температуры его плавления. Этому требованию полностью удовлетворяют вольфрам и осмий. Последний стоит гораздо дороже, поэтому его используют крайне редко. Поскольку вольфрам при нагреве на воздухе мгновенно окисляется, нить из него помещают в стеклянную колбу.

Производство ламп накаливания

Колбы производят из кварцевого песка и извести. Сырьё нагревается в печи до температуры 1500 градусов, от чего они спекаются и превращаются в жидкое стекло. Затем с помощью специального автоматического оборудования из него формируются колбы для лампочек. Длинное горлышко отрезают газовыми горелками, а колбы после остывания отправляются на участок сборки.

Трёхцветные электроды для лампы накаливания состоят из трёх видов материалов:

  • меди
  • платинита
  • стали, покрытой никелем.

Цоколи для ламп могут быть керамическими, но чаще металлическими. Штамповочные прессы разматывают тонкую стальную ленту, формируют из неё колпачки, а затем с помощью специальных станков на них нарезается резьба. В цоколях формируются отверстия, через которые будет выведен электрод лампочки, контактирующий с патроном светильника.

На заключительном этапе внутренняя часть лампы помещается в колбу. Через носик из неё выкачивается воздух, а внутрь подаётся газовая смесь. После нанесения на внутреннюю часть цоколя мастики он надевается на колбу, а контакты выводятся наружу и запаиваются – один из них замыкается на спираль цоколя, другой – на донышко.

Источник: my-light.ru

Похожее

Навигация по записям

Почему перегорает лампа накаливания и как продлить ей жизнь | Лампа Эксперт

Несмотря на бурное развитие энергосберегающих технологий, старая добрая лампа накаливания продолжает широко использоваться. Поэтому продление срока ее службы – весьма актуальная задача даже сегодня. Почему лампочка Ильича служит так недолго и можно ли продлить ей жизнь?

Конструкция и принцип работы

Для того чтобы решить вопрос по продлению жизни лампы накаливания, необходимо четко представлять ее конструкцию и принцип работы.

Конструктивно любая лампа накаливания независимо от типа, мощности и назначения представляет собой стеклянную колбу, заполненную инертным газом. В колбе на токопроводящих держателях крепится так называемое тело накала – спираль из тугоплавкого металла. Обычно это вольфрам или его сплавы. К колбе крепится цоколь – он позволяет быстро подключить прибор к сети.

Конструкция классической лампы накаливания

Конструкция классической лампы накаливания

При подаче на лампу напряжения спираль накаляется и начинает ярко светиться. Инертный газ не позволяет спирали окислиться и тут же сгореть. Вроде все просто и должно быть долговечным. Но это не совсем так. Точнее, совсем не так.

Благодаря инертному газу спираль действительно почти не окисляется, но из-за высокой температуры вольфрам испаряется и оседает на стенках колбы. Со временем спираль утончается и, наконец, перегорает — лампу можно выбросить. Причем срок жизни прибора не особо и велик – в районе 1 000 часов.

Существуют и лампы, в колбе которых вакуум. В основном это миниатюрные индикаторные лампочки и лампы для карманных фонарей. Но испарение вольфрама с тела накала происходит и в них.

Это одна из причин выхода лампы накаливания из строя. Но есть еще одна, причем немаловажная. Любой проводник изменяет свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры. Чем нагрев сильнее, тем сопротивление выше.

Если ради эксперимента измерить сопротивление холодной спирали лампочки накаливания, то можно получить очень любопытный результат. Сопротивление холодной 100-ваттной лампы будет равняться 38 Ом.

Сопротивление тела накала 100-ваттной лампы

Сопротивление тела накала 100-ваттной лампы

Согласно закону Ома при таком сопротивлении и напряжении питания в 220 В ток через лампу будет равняться:

I = U/R =220/38 = 5.8 А

Потребляемая мощность составит соответственно:

P = I*U = 5.8*220 = 1 276 Вт

Но на лампочке написано 100 Вт, а не 1 270! В чем подвох? Он как раз в том, что холодное тело накала имеет электрическое сопротивление в 10 раз ниже номинального! Когда спираль прогреется, ее сопротивление станет нормальным и прибор выйдет на штатный режим, потребляя все те же 100 Вт.

Но проблема состоит в том, что в момент включения спираль холодная и лампа потребляет более киловатта, хотя рассчитана на мощность вдесятеро меньшую. Очень часто спираль не выдерживает такого токового удара и сгорает. Особенно часто это происходит при утончении тела накала после длительной работы.

Бытует мнение, что чем реже включаешь/выключаешь лампу накаливания, тем дольше она проживет. Теперь вполне очевидно, что это абсолютная истина – лампа накаливания чаще всего сгорает именно во время включения из-за токового удара.

Как продлить жизнь?

Прежде всего, рассмотрим первую причину выхода прибора из строя – перегорание спирали из-за ее утончения. Для того чтобы решить эту проблему, достаточно уменьшить на приборе напряжение. В этом случае спираль будет работать с недонакалом и, естественно, проживет много дольше. Как уменьшить напряжение, если в сети оно постоянно держится на одном уровне? Ставить громоздкий понижающий трансформатор?

Это неоправданно дорого, да и технически трудновыполнимо – придется либо питать все лампочки от отдельной линии, либо ставить трансформатор на каждый светильник. Но можно обойтись и более простыми и бюджетными решениями.

Питание через диод

Как известно, большинство бытовых приборов, включая осветительные, питается от бытовой сети 220 В. Напряжение в сети переменное, то есть плавно изменяет свой знак 100 раз в секунду.

График, поясняющий понятие переменного напряжения

График, поясняющий понятие переменного напряжения

Величина 220 В относится к действующему напряжению. Амплитудное или мгновенное значение в таких сетях составляет 310 В, но для понимания вопроса это несущественно.

Что будет, если в этой синусоиде срезать одну полуволну?

Синусоида со срезанной полуволной

Синусоида со срезанной полуволной

Очевидно, что действующее напряжение уменьшится вдвое, что и требуется для решения поставленной задачи. А срезать одну полуволну можно обычным диодом – ведь он пропускает ток только в одном направлении. Итак, чтобы уменьшить питающее лампу напряжение вдвое, достаточно включить ее через диод. При этом полярность включения полупроводника роли не играет – абсолютно не важно, верхняя или нижняя полуволна будет срезана.

Схема подключения лампочки через диод

Схема подключения лампочки через диод

В результате лампа будет питаться пониженным напряжением и прослужит в десятки раз дольше. Схема предельно простая и ее сможет собрать практически каждый, кто знаком с основами электротехники. Но она, увы, имеет существенные недостатки. Во-первых, спектр излучения спирали, работающей практически в полнакала, сдвинется в «красную» сторону. То есть свет такой лампы будет тускло-желтым и неприятным.

Ну а во-вторых, после срезания одной полуволны частота питающего напряжения снизится вдвое и упадет до пятидесяти герц. Это не только неприятно, но и сильно утомляет глаза. Таким образом, за простоту схемы придется платить достаточно высокую цену. Поэтому использовать подобный вариант стоит лишь в местах, где редко бывают люди и не занимаются серьезной работой – на лестничных площадках, в кладовых и т.п.

Выбирая диод, необходимо учитывать: его максимально допустимое обратное напряжение должно быть не менее 400 В, а максимально допустимый прямой ток — в полтора-два раза выше тока, потребляемого лампой.

Можно ли как-то обойти эти проблемы, не усложняя при этом схему? Первую проблему – желтый неприятный свет – обойти можно лишь частично. А вот второй вопрос решить можно.

Схема с гасящим конденсатором

Любой конденсатор, работая в цепях переменного тока, обладает некоторым реактивным сопротивлением тем большим, чем ниже частота напряжения и меньше емкость конденсатора. Причем сопротивление это будет действовать на обе полуволны.

Ограничение амплитуды синусоиды гасящим конденсатором

Ограничение амплитуды синусоиды гасящим конденсатором

Поскольку напряжение в сети переменное, то включив последовательно с лампой конденсатор соответствующей емкости, можно снизить питающее напряжение без снижения частоты. Мерцание, появившееся при использовании диода, в этом случае не появится.

Схема подключения лампочки через гасящий конденсатор

Схема подключения лампочки через гасящий конденсатор

Что касается яркости, то ее можно регулировать в широких пределах практически от 0 до 90-95%. Это очень удобно. Если снизить напряжение на лампе не вдвое, а, к примеру, всего на 10-20%, подобрав соответствующий конденсатор, то желтизна и снижение светового потока будет не так сильно заметно, а лампа прослужит пусть не так долго, как с диодом, но все равно много дольше, чем при включении напрямую.

Как подобрать гасящий конденсатор? Сделать это совсем не сложно – достаточно воспользоваться калькулятором и парой формул. Прежде всего, необходимо рассчитать ток через лампу при желаемом напряжении:

I = P/U

Где:

  • I – эффективный ток через лампу;
  • P – мощность, которую будет потреблять лампа при напряжении U;
  • U – желаемое напряжение.

Для того чтобы узнать, какую мощность будет потреблять лампа при пониженном напряжении, решим простую пропорцию:

Pном/U1 = P/U2 или P = U2*Pном/U1

Где:

  • Pном – мощность лампочки при номинальном напряжении;
  • U1 – номинальное напряжение питания лампочки;
  • P – мощность, потребляемая лампой при желаемом напряжении;
  • U2 – желаемое напряжение питания лампочки.

На самом деле зависимость мощности от напряжения нелинейна – при снижении напряжения тело накала будет нагреваться слабее, а значит, его сопротивление станет понижаться. Таким образом, реальная потребляемая мощность будет несколько выше расчетной.

Теперь нам нужна формула, приведенная ниже:

Здесь:

· C – емкость гасящего конденсатора;

· f – частота питающей сети;

· U – напряжение питающей сети;

· Uвых – желаемое питающее напряжение лампы;

· I – эффективный ток через лампу (см. первую формулу).

Конденсатор, используемый в этой схеме, должен быть бумажным, неполярным и рассчитан на рабочее напряжение не ниже 400 В.

Происходит ли экономия электроэнергии?

Можно ли продлив срок службы лампочки подобными схемами, заодно и сэкономить электроэнергию? На первый взгляд можно – ведь лампа будет потреблять меньшую мощность. На самом деле при таких схемах произойдет не экономия, а перерасход!

Если понизить питающее напряжение лампы накаливания вдвое, то световой поток, создаваемый ею, упадет примерно в 4 раза! То есть, чтобы получить такой же световой поток, как у стоваттной лампы, необходимо использовать 4 таких же лампочки, включенные через диоды. Нетрудно подсчитать, что расход электроэнергии при таком раскладе увеличится ровно вдвое.

Использование плавного включения

Итак, использование диодов и конденсаторов действительно позволяет существенно продлить срок службы ламп накаливания, но, несмотря на свою простоту, в таких решениях больше минусов, чем плюсов. Есть ли оптимальный вариант? Безусловно. Поскольку лампы накаливания чаще всего сгорают от токового удара, для решения проблемы достаточно от него избавиться. Необходимо устройство, подающее напряжение на световой прибор после включения не мгновенно, а с постепенным увеличением.

Такое устройство при желании и умении можно собрать – схем в сети Интернет есть множество. Но для неспециалиста в радиоэлектронике проще воспользоваться так называемым УПВЛ – Устройством Плавного Включения Лампы.

Устройство плавного включения лампы

Устройство плавного включения лампы

Найти этот прибор можно практически в любом соответствующем магазине, и стоит он относительно недорого. Если включить его последовательно с лампочкой, то напряжение на ней при подаче питания будет увеличиваться постепенно и токового удара не произойдет. Единственно, выбирая УПВЛ, необходимо проследить, чтобы оно было рассчитано на работу в сети 220 В, а мощность должна быть не меньше мощности используемой лампы.

Есть и еще один вариант – диммер, позволяющий регулировать освещенность в комнате по своему желанию. Включается свет таким диммером плавно, так что токового удара не произойдет и в этом случае. Кроме того, покупая диммер, мы получаем дополнительное удобство – возможность изменять освещение в комнате по своему усмотрению.

Диммер с плавным включением лампы

Диммер с плавным включением лампы

Лампа накаливания

На прошлом уроке мы уже знакомились с основными видами ламп. Давайте вспомним, что к ним относятся: лампы накаливания, люминесцентные, галогенные и светодиодные лампы.

Сегодня мы подробно поговорим о лампе накаливания. Прежде всего давайте рассмотрим, из чего она состоит.

Чтобы лампа служила долго, воздух из стеклянной колбы откачивают и заполняют её инертным газом.

Именно газ уменьшает распыление вольфрамовой нити, что позволяет повысить температуру нагрева и яркость свечения.

На наших прилавках можно встретить лампы накаливания разных форм и размеров.

Мы говорили, что диапазон мощности ламп накаливания в бытовых осветительных приборах очень широкий – от 15 до 200 ватт.

Очевидно, что чем больше мощность лампы, тем больше электроэнергии нужно для её работы. Узнать мощность лампы накаливания довольно просто. На колбе и цоколе каждой лампы есть соответствующие надписи, которые не только указывают её мощность, но и говорят о величине рабочего напряжения, необходимом для работы именно этой лампы.

Так, например, если на лампочке для карманного фонарика написано 1,5 вольта, то для нормальной работы такой лампочки нужно напряжение именно в 1,5 вольта. Если мы в фонарик поставим батарейки более высокого напряжения, например, 3 вольта, то наша лампочка перегорит. Если же взять батарейку меньшего напряжения или севшую, то лампочка будет светить очень тускло.

Для ламп, которые используются в бытовой осветительной сети рабочим напряжением может быть 127, 220 и 230 вольт.

Как вы уже поняли, лампы накаливания очень чувствительны к колебаниям напряжения. Так, увеличение напряжения на 10% повышает световую отдачу лампы на 40%, но при этом уменьшает срок её службы на 65%. Уменьшение напряжения на 10%, наоборот, уменьшает светоотдачу лампы на 40%, но увеличивает срок службы на 50%.

В среднем срок службы лампы накаливания составляет 1000 часов непрерывной работы. В бытовом использовании, эти тысяча часов могут растянуться на год и даже более. Ведь свет в квартире не горит 24 часа в сутки, верно?

Но важным условием является то, что напряжение сети не должно превышать 220 вольт.

Если вы знаете, что напряжение в вашей электрической сети повышается, то стоит купить лампы на повышенное напряжение. Для таких ламп рабочим напряжением будет 235-245 вольт.

Но если лампочки служат больше двух лет, то это говорит о том, что напряжения мало и они горят с недостаточным накалом. Световой поток таких ламп значительно уменьшен. Ведь снижение напряжения даже на один процент ведёт к снижению светового потока на три четыре процента. В таком случае лучше использовать лампы, которые рассчитаны на пониженное напряжение – 215-225 вольт.

Практически вся электрическая энергия в лампе накаливания, а именно 95%, превращается в тепло. Это позволяет использовать её не только для света, но и в качестве источника тепла.

Для вас не секрет, что при нагревании, металлы меняют цвет. При температуре 530° металлы излучают розоватый свет, при 700° свет становится тёмно-красным, а при температуре в 1500° – свет становится ослепительно белым. Именно этот эффект и используется в лампе накаливания.

В процессе эксплуатации вольфрамовая нить утончается, её сопротивление увеличивается, снижается температура и наступает такой момент, когда нить рвётся. В таком случае мы говорим, что лампочка перегорела.

Если вы сталкивались с этим, то, скорее всего замечали, что перед тем как перегореть, свет сначала меркнет, потом ярко вспыхивает, а потом пропадает. В некоторых случаях стеклянный баллон даже взрывается.

Для того, чтобы не начался пожар или человек не травмировался в результате взрыва стеклянной колбы, на лампах, мощность которых 60 и выше ватт в одном из медных выводов устанавливают плавкий предохранитель.

Именно он расплавляется раньше, чем вольфрамовая нить и предотвращает взрыв стеклянного баллона.

Но не во всех лампах накаливания есть такие предохранители. Если в колбе лампы нет такого предохранителя, то на ней обязательно присутствует маркировка о том, в каком положении можно использовать эту лампу: баллоном вверх или вбок – ни в коем случае не вниз. Потому что в таком положении стекло наиболее уязвимо.

При работе лампа накаливания очень сильно нагревается, естественно, нагревается и плафон светильника. Это приводит к тому, что частички воздуха и пыли очень быстро циркулируют вокруг него. После выключения циркуляция этих частичек уменьшаются, и они оседают на плафоне в виде пыли и копоти.

Пыль и копоть накапливается и начинает сильно поглощать свет, тем самым снижая освещённость в помещении.

Особенно много пыли и копоти скапливается в тех светильниках, в которых лампы устанавливаются колбой вверх.

Для того, чтобы не снижалась освещённость в помещении, рекомендуется лампы, плафоны и арматуру протирать не реже двух раз в месяц.

Очень важно, все работы по уходу за светильником проводить при выключенном напряжении и тогда, когда лампы накаливания остынут до комнатной температуры.

А слышали ли вы такое выражение «Лампочка Ильича»? Это словосочетание появилось после поездки Владимира Ильича Ленина в деревню Кашино, в связи с запуском местной электростанции. В тысяча девятьсот двадцатом году. Существовала даже поговорка: «Была коптилка да свеча – теперь лампа Ильича».

Раньше так говорили про бытовую лампу накаливания, патрон которой подвешен к потолку за провод и свободно свисает. А теперь так иногда называют любой источник света в целом.

А вот самая долгогорящая лампа располагается в пожарной части города Ливермор, Калифорния. Её ещё называют столетней.

Она горит непрерывно с тысяча девятьсот первого года и до настоящего времени. В пожарном департаменте утверждают, что эта лампа непрерывно горит как минимум 115 лет и за весь этот срок выключалась только несколько раз.

Подведём итоги урока.

Сегодня мы поговорили о лампе накаливания. Узнали её строение, поговорили о мощности ламп накаливания. Узнали, как световая отдача лампы зависит от напряжения в сети. Узнали о принципе получения света в лампах накаливания, а также рассмотрели основной уход за светильниками с лампами накаливания.

Лампа накаливания — New World Encyclopedia

Лампа накаливания и ее светящаяся нить.

Лампа накаливания или лампа накаливания является источником искусственного света, работающим за счет накаливания. Электрический ток проходит через тонкую нить накала, нагревая ее и вызывая возбуждение, при этом испуская свет. Окружающая стеклянная колба предотвращает попадание кислорода воздуха на горячую нить накала, которая в противном случае быстро окислилась бы и разрушилась.

Лампы накаливания составляют класс электрических ламп, расширяющий использование термина, применяемого к оригинальным дуговым лампам. В Австралии и Южной Африке их также называют световыми шарами или лампочками.

Преимуществом ламп накаливания является то, что они могут производиться для широкого диапазона напряжений от нескольких вольт до нескольких сотен вольт. С другой стороны, учитывая их относительно низкую светоотдачу, лампы накаливания во многих областях постепенно заменяются (компактными) люминесцентными лампами, газоразрядными лампами высокой интенсивности, светодиодами и другими устройствами.

Операция

Изображение на сканирующем электронном микроскопе (75x) нити накаливания 60-ваттной лампочки сетевого напряжения. Чтобы увеличить длину нити при сохранении небольшого физического размера, нить принимает форму намотанной катушки . Для сравнения, нити накала низковольтных ламп обычно имеют форму одной катушки.

Лампы накаливания состоят из стеклянного корпуса (колбы или колбы). Инертный газ уменьшает испарение нити и снижает требуемую прочность стекла.Внутри колбы находится нить из вольфрамовой проволоки, по которой проходит электрический ток. Ток нагревает нить накала до чрезвычайно высокой температуры (обычно от 2000 до 3300 К, в зависимости от типа нити, формы и величины проходящего тока). Нагретые электроны в непрерывных энергетических зонах вольфрама возбуждаются и затем переходят в более низкие энергетические состояния твердого тела. При этом они испускают термически уравновешенные фотоны, имеющие спектр абсолютно черного тела. Этот спектр, в отличие от спектров, вызванных неравновесными атомными или молекулярными переходами, например, в ртутной лампе, является непрерывным, обычно с пиком в спектре видимого света, но также содержит значительную энергию в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн.

Лампы накаливания обычно также имеют внутри стеклянную опору, которая поддерживает нить накала и позволяет электрическим контактам проходить через колбу без утечек газа/воздуха. Используются различные схемы электрических контактов, такие как винтовое основание (один или несколько контактов на конце, один на корпусе), байонетное основание (один или несколько контактов на основании, корпус используется как контакт или используется только как контакт). механическая опора), а для некоторых ламп — электрический контакт на обоих концах трубчатой ​​лампы.Контакты в патроне лампы позволяют электрическому току проходить через нить накала. Номинальная мощность варьируется от 0,1 Вт до 10 000 Вт и выше. Чтобы повысить эффективность лампы, нить накала обычно состоит из витков тонкой проволоки, также известной как «спиральная катушка». Для 60-ваттной 120-вольтовой лампы длина нити накала обычно составляет 6,5 футов или 2 метра.

Одной из самых маленьких проблем стандартной электрической лампочки является испарение нити накаливания. Самая большая проблема заключается в том, что неизбежные изменения удельного сопротивления вдоль нити накала вызывают неравномерный нагрев с образованием «горячих точек» в точках с более высоким удельным сопротивлением.Разбавление путем испарения увеличивает удельное сопротивление. Но горячие точки испаряются быстрее, увеличивая свое сопротивление быстрее — положительная обратная связь, которая заканчивается знакомой крошечной щелью на здоровой нити накала. Ирвинг Ленгмюр предположил, что инертный газ вместо вакуума будет замедлять испарение и при этом избегать возгорания, поэтому обычные лампы накаливания теперь заполнены азотом, аргоном или криптоном. Однако разрыв нити накала в газонаполненной колбе может привести к возникновению электрической дуги, которая может распространиться между клеммами и вызвать очень сильный ток; поэтому преднамеренно тонкие вводные провода или более сложные защитные устройства часто используются в качестве предохранителей, встроенных в лампочку. [1]

При обычной работе вольфрам накаливания испаряется; более горячие и эффективные нити испаряются быстрее. Из-за этого срок службы лампы накаливания представляет собой компромисс между эффективностью и долговечностью. Компромисс обычно устанавливается для обеспечения срока службы 750-1000 часов для обычных ламп.

В обычной (не галогенной) лампе испаряющийся вольфрам со временем конденсируется на внутренней поверхности стеклянной колбы, затемняя ее. Для ламп, содержащих вакуум, затемнение равномерное по всей поверхности колбы.При заполнении инертным газом испаренный вольфрам уносится потоками тепловой конвекции газа, оседая преимущественно в самой верхней части оболочки и почерняя именно эту часть оболочки.

Некоторые старые мощные лампы, используемые в театрах, проекциях, прожекторах и маяках, с тяжелыми прочными нитями накала содержали в оболочке незакрепленный вольфрамовый порошок. Время от времени оператор вынимал лампочку и встряхивал ее, позволяя вольфрамовому порошку стереть большую часть вольфрама, сконденсировавшегося внутри оболочки, удаляя почернение и снова осветляя лампу.

При разрыве оболочки лампочки при включенной лампе или при утечке воздуха в оболочку горячая вольфрамовая нить вступает в реакцию с воздухом, образуя аэрозоль коричневого нитрида вольфрама, коричневого диоксида вольфрама, фиолетово-синего пятиокиси вольфрама и желтого триоксид вольфрама, который затем осаждается на близлежащих поверхностях или внутри колбы. [2]

  1. Стеклянная колба
  2. Инертный газ низкого давления
  3. Вольфрамовая нить
  4. Контактный провод (выходит из штока)
  5. Контактный провод (входит в шток)
  6. Опорные тросы
  7. Стержень (крепление на стекло)
  8. Контактный провод (выходит из штока)
  9. Крышка (рукав)
  10. Изоляция (витрит)
  11. Электрический контакт

История лампочки

Хотя преобразование электрической энергии в свет было продемонстрировано в лабораториях еще в 1801 году, потребовалось более 100 лет, чтобы разработать современную форму электрической лампочки при участии многих изобретателей.Многие изобретатели приложили руку к разработке практического устройства для производства электрического света.

Ранняя эволюция лампочки

В 1801 году сэр Хамфри Дэви, английский врач, заставил платиновые полоски светиться, пропуская через них электрический ток, но полоски испарялись слишком быстро, чтобы стать полезным источником света. Проблема выгорания нити накала через несколько минут, а также низкое сопротивление и высокое потребление тока сделали лампы накаливания практически неудачными до разработок Эдисона и Суона в 1870-х годах. [3] В 1809 году Дэви создал первую дуговую лампу, создав небольшое, но ослепляющее электрическое соединение между двумя угольными стержнями, соединенными с батареей. Это изобретение, продемонстрированное Королевскому институту Великобритании в 1810 году, стало известно как дуговая лампа.

В 1835 году Джеймс Боумен Линдсей продемонстрировал постоянный электрический свет на общественном собрании в Данди, Шотландия. Он заявил, что может «читать книгу на расстоянии полутора футов». Однако, усовершенствовав устройство к собственному удовлетворению, он обратился к проблеме беспроволочной телеграфии и не стал дальше развивать электрический свет.Его утверждения плохо документированы.

В 1840 году британский ученый Уоррен де ла Рю (1815-1889) заключил платиновую катушку в вакуумную трубку и пропустил через нее электрический ток. Конструкция была основана на концепции, согласно которой высокая температура плавления платины позволит ей работать при высоких температурах, а вакуумированная камера будет содержать меньше молекул газа, реагирующих с платиной, что продлит срок ее службы. Хотя это была эффективная конструкция, стоимость платины делала ее непрактичной для коммерческого использования.

В 1841 году Фредерик де Молейнс из Англии получил первый патент на лампу накаливания, в конструкции которой использовался порошкообразный уголь, нагреваемый между двумя платиновыми проводами внутри вакуумной лампы.

В 1845 году американец Джон Веллингтон Старр получил патент на собственную лампу накаливания с использованием углеродных нитей. [4] Он умер вскоре после получения патента. Кроме информации, содержащейся в самом патенте, о нем мало что известно.

В 1851 году Робер Уден публично продемонстрировал лампы накаливания в своем поместье в Блуа, Франция. Его лампочки находятся в постоянной экспозиции в музее замка Блуа.

В 1872 году Александр Николаевич Лодыгин изобрел лампочку накаливания. В 1874 году он получил патент на свое изобретение.

В 1893 году немецкий изобретатель Генрих Гёбель заявил, что он разработал первую лампочку в 1854 году: карбонизированную бамбуковую нить в вакуумной бутылке для предотвращения окисления, и что в следующие пять лет он разработал то, что многие называют первым практическим источником света. лампочка.

Джозеф Уилсон Суон (1828–1914) был физиком и химиком, родившимся в Сандерленде, Англия. В 1850 году он начал работать с карбонизированными бумажными нитями в вакуумированной стеклянной колбе. К 1860 году он смог продемонстрировать работающее устройство, но отсутствие хорошего вакуума и достаточного количества электричества привело к короткому сроку службы лампы и неэффективному источнику света. К середине 1870-х стали доступны более совершенные насосы, и Свон вернулся к своим экспериментам. Суон получил британский патент на свое устройство в 1878 году.Свон сообщил об успехе Химическому обществу Ньюкасла и на лекции в Ньюкасле в феврале 1873 года продемонстрировал работающую лампу, в которой использовалась нить накала из углеродного волокна, но к 1877 году он обратился к тонким углеродным стержням. Наиболее важной особенностью лампы Свона было то, что в вакуумной трубке было мало остаточного кислорода для воспламенения нити накала, что позволяло нити накаливания светиться почти добела, не загоревшись. С этого года он начал устанавливать лампочки в домах и достопримечательностях Англии, а к началу 1880-х годов основал собственную компанию.

В Северной Америке также происходили параллельные разработки. 24 июля 1874 года медицинский электрик из Торонто по имени Генри Вудворд и его коллега Мэтью Эванс подали заявку на канадский патент на светильник Woodward and Evans Light. Они построили свои лампы из углеродных нитей разных размеров и форм, удерживаемых между электродами в стеклянных шарах, наполненных азотом. Вудворд и Эванс пытались коммерциализировать свою лампочку, но безуспешно. Тем не менее, Томас Эдисон счел их подход достаточно многообещающим и купил права как на канадский, так и на американский.С. патентов на 5000 долларов США, прежде чем приступить к своей собственной программе разработки лампочки. Чтобы получить достаточно денег на грант, Эдисон сказал прессе, что он уже изобрел лампочку и что ему нужны деньги для ее производства.

После многочисленных экспериментов с платиновыми и другими металлическими нитями Эдисон вернулся к углеродной нити (первое успешное испытание состоялось 21 октября 1879 г., оно длилось 13,5 часов). Эдисон продолжал совершенствовать эту конструкцию и к 1880 году получил патент на лампу, которая могла работать более 1200 часов с использованием карбонизированной бамбуковой нити.Эдисон и его команда нашли эту коммерчески жизнеспособную нить только через шесть месяцев после того, как Эдисон подал заявку на патент.

В январе 1882 года Льюис Латимер получил патент на «Процесс производства углерода», усовершенствованный метод производства нитей накала для ламп, который был приобретен компанией United States Electric Light Company.

В Великобритании компании Edison и Swan объединились в Edison and Swan United Electric Company (позже известную как Ediswan, которая затем была включена в Thorn Lighting Ltd).Первоначально Эдисон был против этого объединения, но после того, как Свон подал на него в суд и выиграл, Эдисон в конечном итоге был вынужден сотрудничать, и слияние было совершено. В конце концов, Эдисон приобрел все доли Свона в компании. Свон продал свои патентные права в Соединенных Штатах компании Brush Electric Company в июне 1882 года. Позже Свон писал, что у Эдисона было больше прав на свет, чем у него, чтобы защитить патенты Эдисона от претензий к ним в Соединенных Штатах.

Патентное ведомство США вынесло решение от 8 октября 1883 г. о том, что патенты Эдисона основаны на известном уровне техники Уильяма Сойера и недействительны.Судебные разбирательства продолжались несколько лет. В конце концов, 6 октября 1889 года судья постановил, что заявление Эдисона об улучшении электрического освещения в отношении «углеродной нити с высоким сопротивлением» было обоснованным.

При ответе на вопрос «Кто изобрел лампу накаливания?» историки Роберт Фридель и Пол Исраэль (1987, 115–117) перечисляют 22 изобретателя ламп накаливания до Свона и Эдисона. Они пришли к выводу, что версия Эдисона смогла опередить другие благодаря сочетанию факторов: эффективный материал накаливания, более высокий вакуум, чем могли достичь другие, и лампа с высоким сопротивлением, которая сделала распределение энергии от централизованного источника экономически выгодным.Другой историк, Томас Хьюз, приписывал успех Эдисона тому факту, что он изобрел целую интегрированную систему электрического освещения. «Лампа была небольшим компонентом в его системе электрического освещения и не более важна для ее эффективного функционирования, чем генератор Эдисона Джамбо, сеть и фидер Эдисона, а также система параллельного распределения. Другие изобретатели с генераторами и лампами накаливания, и с сопоставимой изобретательностью и превосходством, давно забыты, потому что их создатели не руководили их введением в систему освещения» (Hughes 1977, 9).

В 1890-х годах австрийский изобретатель Карл Ауэр фон Вельсбах работал над металловолоконными мантиями, сначала с платиновой проволокой, а затем с осмием, и в 1898 году изготовил действующий вариант.

В 1897 году немецкий физик и химик Вальтер Нернст разработал лампу Нернста, форму лампы накаливания, в которой использовался керамический шар и не требовалось помещение в вакуум или инертный газ. Лампы Nernst, вдвое более эффективные, чем лампы накаливания с угольной нитью, на короткое время были популярны, пока их не обогнали лампы с металлическими нитями накаливания.

В 1903 году Уиллис Уитнью изобрел нить накала, которая не почернела внутри лампочки. (Некоторые из экспериментов Эдисона по предотвращению этого почернения привели к изобретению электронной вакуумной трубки.) Это была углеродная нить с металлическим покрытием. В 1906 году General Electric Company первой запатентовала метод изготовления вольфрамовых нитей для использования в лампах накаливания. В том же году Франьо Ханнаман, хорват из Загреба, изобрел лампу накаливания с вольфрамовой (вольфрамовой) нитью, которая работала дольше и давала более яркий свет, чем угольная нить.Вольфрамовые нити были дорогими, но к 1910 году Уильям Дэвид Кулидж (1873–1975) изобрел усовершенствованный метод изготовления вольфрамовых нитей. Вольфрамовая нить пережила все другие типы нитей, и Кулидж сделал затраты практичными. Марвин Пипкин, американский химик, в 1924 году запатентовал процесс нанесения инея на внутреннюю часть колб без их ослабления, а в 1947 году запатентовал процесс покрытия внутренней поверхности ламп кремнеземом.

Лампа галогенная

Галогенная лампа за круглым УФ-фильтром.
В комплект некоторых галогенных светильников входит отдельная линза для фильтрации УФ-излучения.

Одним из изобретений, направленных на решение проблемы короткого срока службы лампы, была галогенная лампа , , также называемая вольфрамово-галогенной лампой , — кварцево-галогенная лампа , или кварцево-йодная лампа , , в которой вольфрамовая нить накаливания запечатанный в небольшой конверт, заполненный газообразным галогеном, таким как йод или бром. В обычной лампе накаливания толщина нити накала может незначительно отличаться.Сопротивление нити накала выше на более тонких участках, что приводит к тому, что тонкие участки нагреваются сильнее, чем более толстые части нити. Скорость испарения вольфрама в этих точках будет выше из-за повышенной температуры, в результате чего тонкие области станут еще тоньше, создавая эффект разгона до тех пор, пока нить накала не выйдет из строя. Вольфрамово-галогенная лампа создает равновесную реакцию, при которой вольфрам, испаряющийся при испускании света, предпочтительно повторно осаждается в горячих точках, предотвращая преждевременный выход лампы из строя.Это также позволяет использовать галогенные лампы при более высоких температурах, что может привести к неприемлемо короткому сроку службы обычных ламп накаливания, обеспечивая более высокую светоотдачу, видимую яркость и более белую цветовую температуру. Поскольку лампа должна быть очень горячей, чтобы вызвать эту реакцию, оболочка галогенной лампы должна быть сделана из твердого стекла или плавленого кварца, а не из обычного мягкого стекла, которое слишком размягчается и течет при этих температурах.

Материал оболочки можно выбрать и модифицировать (с помощью оптического покрытия) для достижения любых требуемых характеристик лампы.Галогенные лампы широко используются, например, в автомобильных фарах, и, поскольку фары часто содержат пластмассовые детали, колбы галогенных ламп делаются из твердого стекла или из кварца, «легированного» добавками для блокирования большей части ультрафиолетового излучения (жесткий стеклянные блоки УФ без необходимости добавок).

И наоборот, для некоторых применений требуется ультрафиолетовое излучение , и в таких случаях оболочка лампы изготавливается из нелегированного кварца. Таким образом, лампа становится источником УФ-В излучения.Нелегированные кварцевые галогенные лампы используются в некоторых научных, медицинских и стоматологических инструментах в качестве источника УФ-В.

Стандартная галогенная лампа рассчитана на работу около 2000 часов, что вдвое больше, чем у обычной лампы накаливания.

Галогенный инфракрасный

Еще одной разработкой, которая повысила эффективность галогенных ламп, является покрытие, отражающее инфракрасное излучение (IRC). Кварцевая оболочка покрыта многослойным дихроичным покрытием, которое позволяет излучать видимый свет, отражая часть инфракрасного излучения обратно на нить накала.Такие лампы называются галогенными инфракрасными лампами , , и они требуют меньшей мощности, чем стандартные галогенные лампы, для получения любого заданного светового потока. Повышение эффективности может достигать 40 процентов по сравнению со стандартным эквивалентом.

Безопасность

Поскольку галогенная лампа работает при очень высоких температурах, она может стать причиной возгорания и ожогов. Кроме того, можно получить солнечный ожог от избыточного воздействия УФ-излучения нелегированной кварцевой галогенной лампы. Чтобы смягчить негативные последствия непреднамеренного воздействия УФ-излучения и удержать осколки горячей колбы в случае ее взрыва, производители ламп общего назначения обычно устанавливают над колбой или вокруг нее стеклянные фильтры, поглощающие УФ-излучение.В качестве альтернативы они могут добавить покрытие из УФ-ингибиторов на оболочку колбы, которая эффективно фильтрует УФ-излучение. Когда это сделано правильно, галогенная лампа с УФ-ингибиторами будет производить меньше УФ-излучения, чем ее стандартная лампа накаливания.

Меры предосторожности при обращении

Любое поверхностное загрязнение, особенно отпечатки пальцев, может повредить кварцевую оболочку при нагревании, заставляя кварц переходить из стекловидной формы в более слабую кристаллическую форму, из которой происходит утечка газа. Следовательно, с кварцевыми лампами следует обращаться, не касаясь прозрачного кварца, либо используя чистое бумажное полотенце, либо осторожно удерживая фарфоровый цоколь.Если кварц каким-либо образом загрязнен, его необходимо тщательно очистить медицинским спиртом и высушить перед использованием. В противном случае жир от ваших отпечатков пальцев создаст горячую точку на поверхности колбы, что может привести к образованию пузырьков, тем самым ослабив лампу.

Применение и популярность

Очень маленькие лампочки часто используются для рождественского освещения.

Лампа накаливания по-прежнему широко используется в быту и является основой большинства портативных осветительных приборов, таких как настольные лампы, некоторые автомобильные налобные фонари и электрические фонари.Галогенные лампы стали более распространенными в автомобильных фарах и в бытовых условиях, особенно там, где свет должен быть сконцентрирован в определенной точке. Однако люминесцентные лампы заменили многие области применения ламп накаливания благодаря своему превосходному сроку службы и энергоэффективности. Светодиодные лампы начинают все чаще использоваться в домах и автомобилях, заменяя лампы накаливания.

Эффективность и альтернативы

Приблизительно 95 процентов энергии, потребляемой лампой накаливания, излучается в виде тепла, а не видимого света.Лампа накаливания с эффективностью ~ 5 процентов примерно на четверть эффективнее люминесцентной лампы (эффективность около 20 процентов) и производит примерно в шесть раз больше тепла при одинаковом количестве света от обоих источников. Одна из причин, по которой лампы накаливания непопулярны в коммерческих помещениях, заключается в том, что тепловая мощность приводит к необходимости в большем количестве кондиционеров летом. Сторонники утверждают, что тепло, излучаемое лампами накаливания, может снять часть нагрузки по обогреву комнаты с системы с термостатическим управлением, особенно ночью и в холодные периоды года.Однако количество тепла, производимого одной бытовой лампочкой, для этой цели ничтожно мало.

Лампы накаливания обычно можно заменить компактными люминесцентными лампами с собственным балластом, которые вставляются непосредственно в стандартные розетки (но содержат ртуть, поэтому их нельзя выбрасывать в обычный мусорный бак). Это позволяет заменить лампу накаливания мощностью 100 Вт на люминесцентную лампу мощностью 23 Вт, при этом производя такое же количество света.

Качественные галогенные лампы накаливания имеют КПД ближе к 9 процентам, что позволяет лампе мощностью 60 Вт излучать почти столько же света, сколько негалогенной лампе мощностью 100 Вт.Кроме того, галогенная лампа меньшей мощности может производить такое же количество света, как и негалогенная лампа мощностью 60 Вт, но с гораздо более длительным сроком службы. Тем не менее, небольшие галогенные лампы часто имеют высокую мощность, из-за чего сильно нагреваются. Это связано как с тем, что тепло больше концентрируется на меньшей поверхности оболочки, так и с тем, что поверхность находится ближе к нити накала. Эта высокая температура необходима для их длительного срока службы (см. раздел о галогенных лампах выше). Оставленные без защиты, они могут вызвать пожар гораздо легче, чем обычная лампа накаливания, которая может обжечь только легко воспламеняющиеся предметы, такие как драпировки.Большинство норм безопасности в настоящее время требуют, чтобы галогенные лампы были защищены сеткой или решеткой или стеклянным и металлическим корпусом светильника. Точно так же в некоторых районах запрещено использование галогенных ламп выше определенной мощности в жилых помещениях.

Освещение на основе светодиодов становится все более распространенным, поскольку оно обеспечивает очень высокую эффективность. Светодиодная лампа мощностью 3 Вт, 120 В переменного тока может заменить лампу накаливания мощностью не менее 15 Вт и прослужит в 60 раз дольше, чем лампа накаливания. В долгосрочной перспективе светодиодные лампы экономят деньги, несмотря на то, что они стоят дороже, чем лампы накаливания.По сравнению с люминесцентными лампами они содержат меньшее количество вредных металлов, таких как ртуть.

Одной из проблем оптовой замены ламп накаливания компактными люминесцентными лампами является плохая устойчивость компактных люминесцентных ламп к сильному холоду, которые могут не работать должным образом при низких температурах. Светоотдача падает при низких температурах, и они могут вообще не светиться ниже нуля градусов по Цельсию (32 градуса по Фаренгейту). [5] Они также имеют неприемлемо короткий срок службы при частом включении и выключении.Лампы накаливания хорошо работают без потери яркости при экстремально низких или высоких температурах и могут лучше выдерживать частое включение и выключение, например, в системах охранного освещения.

Законодательство

В январе 2007 года член Ассамблеи штата Калифорния Ллойд Э. Левин (D-Van Nuys) объявил, что представит «Сколько законодателей нужно, чтобы изменить закон о лампочке» (отсылка к шутке о лампочке), которая запретит продажу ламп накаливания в Калифорнии с 2012 года. [6]

Несколько дней спустя представитель штата Коннектикут Мэри М. Мушински (D-Wallingford) предложила аналогичный запрет для штата Коннектикут. [7] 8 февраля 2007 г. член законодательного собрания штата Нью-Джерси Ларри Чатзидакис представил законопроект, призывающий штат перейти на флуоресцентное освещение в правительственных зданиях в течение следующих трех лет. «Лампочка была изобретена очень давно, и с тех пор многое изменилось», — сказал Чатзидакис. «Я, безусловно, уважаю память Томаса Эдисона, но то, что мы здесь видим, это использование меньшего количества энергии. [8]

20 февраля 2007 года премьер-министр Австралии Джон Ховард и министр окружающей среды Малкольм Тернбулл объявили, что к 2010 году в Австралии будут запрещены лампы накаливания.

В ответ Новая Зеландия рассматривает аналогичные меры. Министр по изменению климата Дэвид Паркер сказал: «Австралийцы говорят о том, чтобы через три года запретить обычные лампочки… Я думаю, что к тому времени, когда это будет реализовано в Австралии — если это произойдет, — мы будем делать что-то очень похожее». [9]

Канада

Провинция Онтарио, Канада, также рассматривает вопрос о запрете ламп накаливания. [10]

Правительство провинции Новая Шотландия, Канада, также хотело бы перейти к поэтапному отказу от ламп накаливания в провинции. Однако министр энергетики Билл Дукс сказал, что, по его ожиданиям, пройдет четыре или пять лет, прежде чем запрет вступит в силу. [11]

Европа

Европейский Союз в настоящее время изучает вопрос о запрете ламп накаливания. [12]

Министр окружающей среды Германии Зигмар Габриэль призвал Европейскую комиссию запретить неэффективные лампочки в Европейском Союзе в борьбе с глобальным потеплением. ЕС мог бы сократить выбросы углекислого газа на 25 миллионов метрических тонн в год, если бы энергосберегающие лампочки использовались как в бытовом секторе, так и в сфере услуг.

Министр окружающей среды Бельгии Бруно Тоббак намерен запретить устаревшие лампы накаливания и считает, что запрет на лампы накаливания должен быть включен в список мер Киотского протокола. [13] Эту позицию поддерживает и министр энергетики Крис Питерс.

Нидерланды также продвигают планы по запрету ламп накаливания.

Стандартные фитинги

Лампочка со стандартным винтовым цоколем Эдисона E26. Двойной контактный байонетный колпачок (примечание: показанная лампа на самом деле является компактной люминесцентной лампой).

Большинство бытовых и промышленных лампочек имеют металлический фитинг (или цоколь лампы), совместимый со стандартными резьбовыми патронами. Наиболее распространены следующие виды фурнитуры:

  • Резьбовое основание канделябра, используемое в ночниках и рождественских гирляндах, а также в некоторых галогенных лампах.
  • MES или средний винт Эдисона (E26), используемый в Северной Америке и Японии для большинства ламп на 120 и 100 вольт. Небольшой вариант этой базы, E27, используется в Европе и других странах мира с бытовым напряжением 220-240 В.
  • BC или B22 или байонетный колпачок с двойным контактом, используемый в Австралии, Ирландии, Новой Зеландии и Великобритании для большинства сетевых ламп на 220–240 В, а также используется в США для некоторых ламп на 120 В в таких приборах, как швейные машины и пылесосы. (E27 также распространен в Австралии и Великобритании.)
  • G4 или GY4 для двухштырьковых/двухштырьковых (выглядит как миниатюрный настенный разъем) галогенных ламп с номером, обозначающим расстояние между центрами в миллиметрах.
  • R7S-75 для галогенных ламп, в данном случае патрон диаметром 7 мм и длиной трубки 75 мм.

В каждом обозначении буква E означает Эдисона, создавшего лампу с винтовым цоколем, а число — диаметр в миллиметрах. Это справедливо даже для Северной Америки, где фактический диаметр стекла колбы указан в восьмых долях дюйма.Для ламп сетевого напряжения используются четыре типоразмера винтовых патронов:

  • канделябры: E12 Северная Америка, E10 и E11 в Европе
  • промежуточный: E17 Северная Америка, E14 (SmallES) в Европе
  • средний или стандартный: E26 (MES) в Северной Америке, E27 (ES) в Европе
  • могул: E39 Северная Америка, E40 (GoliathES) в Европе).
  • Существует также редкий размер «admedium» (E29), несовместимый со стандартным и используемый для отпугивания воров лампочек, используемых в общественных местах; и очень миниатюрный размер (E5), обычно используемый только для приложений с низким напряжением, например, с батареей.

Самый большой размер теперь используется только в больших уличных фонарях, однако в некоторых бытовых лампах высокой мощности (таких как трехполосная лампа мощностью 100/200/300 Вт) он использовался в какой-то момент. Лампы MES на 12 вольт также производятся для автомобилей для отдыха. В больших уличных рождественских гирляндах используется промежуточное основание, как и в некоторых настольных лампах и во многих микроволновых печах. Знаки аварийного выхода также имеют тенденцию использовать промежуточное основание.

Лампы с байонетным (нажимно-поворотным) цоколем для использования с патронами, имеющими подпружиненные цокольные пластины, выпускаются аналогичных размеров и имеют обозначение В или ВА.Они также чрезвычайно распространены в автомобильном освещении на 12 вольт во всем мире, в дополнение к клиновидным, которые имеют частично пластиковую или даже полностью стеклянную основу. В этом случае провода обвиваются снаружи лампочки, где они прижимаются к контактам в патроне. Миниатюрные рождественские лампочки также используют пластиковый клиновидный цоколь.

Галогенные лампы доступны со стандартным креплением, но также поставляются со штифтовым цоколем с двумя контактами на нижней стороне лампы. Им дается обозначение G или GY, где число представляет собой межцентровое расстояние в миллиметрах.Например, основание штифта 4 мм будет обозначено как G4 (или GY4). Некоторые распространенные размеры включают G4 (4 мм), G6,35 (6,35 мм), G8 (8 мм), GY8,6 (8,6 мм), G9 (9 мм) и GY9,5 (9,5 мм). Вторая буква (или ее отсутствие) указывает на диаметр штифта. Некоторые прожекторы или прожекторы имеют более широкие штыри на концах, чтобы их можно было зафиксировать в гнезде поворотом. Другие галогенные лампы поставляются в виде трубки с лопастями или углублениями на обоих концах.

Люминесцентные лампы используют другой набор штифтов, но компактные люминесцентные лампы с собственным балластом доступны как со средними, так и с канделябровыми лампами, предназначенными для замены ламп накаливания.

Также имеются различные дополнительные приспособления для проекторов и приборов сценического освещения. В частности, проекторы могут работать на нечетных напряжениях (например, 82 В), что, возможно, предназначено для привязки к поставщику.

General Electric представила стандартные размеры фитингов для вольфрамовых ламп накаливания под торговой маркой Mazda в 1909 году. Вскоре этот стандарт был принят в Соединенных Штатах, и название Mazda использовалось многими производителями по лицензии до 1945 года.

Мощность

Сравнение эффективности по мощности
Мощность (Вт) Выход (лм) Эффективность (лм/Вт)
15 100 6.7
25 200 8.0
34 350 10,3
40 500 12,5
52 700 13,5
55 800 14,5
60 850 14.2
67 1000 15,0
70 1100 15.7
75 1200 16,0
90 1450 16.1
95 1600 16,8
100 1700 17,0
135 2350 17,4
150 2850 19,0
200 3900 19.5
300 6200 20,7

Лампы накаливания обычно продаются в зависимости от потребляемой электроэнергии. Измеряется в ваттах и ​​зависит главным образом от сопротивления нити накала, которое, в свою очередь, в основном зависит от длины, толщины и материала нити накала. Среднему потребителю трудно предсказать светоотдачу лампочки с учетом потребляемой мощности, но можно с уверенностью предположить, что для двух ламп одного типа, цвета и прозрачности более мощная лампочка ярче.

Световой поток указан в люменах, хотя большинство покупателей не проверяют это значение. Некоторые производители используют вводящую в заблуждение рекламу, например, заявленный «длительный» срок службы лампы достижим при нормальном бытовом напряжении, но заявленная светоотдача достижима только при более высоком напряжении, которое обычно недоступно в бытовых условиях, например, 130 вольт в Соединенные Штаты.

В таблице показана приблизительная типичная мощность в люменах стандартных ламп накаливания при различной мощности.Обратите внимание, что значения светового потока для «мягко-белых» ламп обычно будут немного ниже, чем для стандартных ламп той же мощности, в то время как прозрачные лампы обычно излучают немного более яркий свет, чем стандартные лампы с соответствующей мощностью.

Также обратите внимание, что лампы мощностью 34, 52, 67, 90 и 135 Вт в таблице указаны для использования при напряжении 130 вольт. Поскольку невозможно (и фактически против электрических норм) получить 130 вольт от любой обычной сети, они обычно работают на более реальных 115 вольт в Северной Америке.При снижении напряжения на 12 процентов ток также падает (нелинейно) примерно на 7 процентов, уменьшая фактическую мощность примерно на 18 процентов. Это, в свою очередь, снижает светоотдачу на 34 процента, но также увеличивает срок службы лампы в 7 раз. Это концепция «лампы с длительным сроком службы».

Сравнение стоимости электроэнергии

Киловатт-час — это единица энергии, и это единица, в которой покупается электроэнергия. Стоимость электроэнергии в США обычно колеблется от 0 долларов.07 до 0,13 доллара за киловатт-час (кВтч), но может достигать 0,26 доллара за кВтч в некоторых регионах, таких как Аляска и Гавайи, где особенно популярны компактные люминесцентные лампы.

Ниже показано, как рассчитать общую стоимость электроэнергии при использовании лампы накаливания по сравнению с компактной люминесцентной лампой. (Также обратите внимание, что 1 кВтч = 1000 Втч).

Стоимость электроэнергии
(для 800–900 люмен по тарифу 0,10 долл. США/кВтч)
Лампа накаливания: 60 Ш×8000 В×0 долларов США.101000 Втч = 48 долларов {\ displaystyle 60 ~ \ mathrm {W} \ times 8000 ~ \ mathrm {h} \ times {\ frac {\ $ 0,10} {1000 ~ \ mathrm {Wh}}} = \ $ 48}
Компактная люминесцентная лампа: 14 Вт × 8000 ч × 0,101000 долл. США Втч = 11,20 долл. США {\ displaystyle 14~ \ mathrm {W} \ times 8000~ \ mathrm {h} \ times {\ frac {\ $ 0,10} {1000~ \ mathrm {Wh}}} = \ $ 11,20}

Средний срок службы ламп накаливания составляет около 750–1000 часов. Потребуется от 6 до 11 ламп накаливания, чтобы продержаться столько же, сколько одна компактная люминесцентная лампа со средним сроком службы от 11 250 до 15 000 часов.Это вызывает дополнительные общие затраты на использование ламп накаливания. Другие дополнительные (потенциальные) затраты могут возникнуть, если лампочки не находятся в легкодоступном месте и для их замены требуется специальное оборудование (например, сборщик вишни) и/или персонал.

Напряжение, светоотдача и срок службы

Лампы накаливания очень чувствительны к изменению напряжения питания. Эти характеристики имеют большое практическое и экономическое значение. Для напряжения питания В,

  • Свет Выход примерно пропорционален В 3.4
  • Потребляемая мощность примерно пропорциональна В 1,6
  • Срок службы приблизительно равен обратно пропорционально В 16
  • Цветовая температура приблизительно пропорциональна В 0,42

Это означает, что снижение рабочего напряжения на 5 процентов более чем удвоит срок службы лампы за счет снижения ее светоотдачи примерно на 20 процентов. .Это может быть очень приемлемым компромиссом для лампочки, которая находится в труднодоступном месте (например, светофоры или светильники, подвешенные к высоким потолкам). Так называемые «долговечные» лампы — это просто лампы, которые используют этот компромисс.

В соответствии с приведенными выше соотношениями (которые, вероятно, неверны для таких крайних отклонений от номинальных значений), работа 100-ваттной лампы, 1000 часов, 1700 люменов при половинном напряжении продлит срок ее службы примерно до 65 000 000 часов или более 7000 часов. лет — при снижении светоотдачи до 160 люмен, что примерно эквивалентно обычной 15-ваттной лампочке. Centennial Light — это лампочка, которая занесена в Книгу рекордов Гиннеса как почти непрерывно горящая на пожарной станции в Ливерморе, Калифорния, с 1901 года. Однако мощность лампочки составляет всего 4 Вт. Похожую историю можно рассказать о 40-ваттной лампочке в Техасе, которая горит с 21 сентября 1908 года. Когда-то она находилась в оперном театре, где известные знаменитости останавливались, чтобы полюбоваться ее светом, но теперь она находится в местном музее. [14]

В прожекторах, используемых для фотографического освещения, компромисс делается в другом направлении.По сравнению с лампами общего назначения при той же мощности эти лампы производят гораздо больше света и (что более важно) светят с более высокой цветовой температурой за счет значительного сокращения срока службы (который может составлять всего 2 часа для ламп типа P1). лампа). Верхним пределом температуры, при которой могут работать металлические лампы накаливания, является температура плавления металла. Вольфрам – это металл с самой высокой температурой плавления. Например, проекционная лампа со сроком службы 50 часов рассчитана на работу только на 50 ° C (90 ° F) ниже этой точки плавления.

Лампы также различаются по количеству опорных проволок, используемых для вольфрамовой нити. Каждая дополнительная поддерживающая проволока делает нить накала механически прочнее, но отводит тепло от нити, создавая еще один компромисс между эффективностью и долговечностью. Многие современные лампы на 120 вольт не используют дополнительных опорных проводов, но лампы, предназначенные для «грубой эксплуатации», часто имеют несколько опорных проводов, а лампы, предназначенные для «вибрационной службы», могут иметь до пяти. Лампы, рассчитанные на низкое напряжение (например, 12 вольт), как правило, имеют нити накала из гораздо более толстой проволоки и не требуют дополнительных опорных проводов.

Световая отдача и эффективность

Крупный план вольфрамовой нити внутри галогенной лампы

Свет может тратить энергию, излучая слишком много света за пределами видимого спектра. Для освещения полезен только видимый свет, и некоторые длины волн воспринимаются как более яркие, чем другие. С учетом этого светоотдача представляет собой отношение излучаемой полезной мощности к полному лучистому потоку (мощности). Он измеряется в люменах на ватт (лм/Вт). Максимально возможная эффективность составляет 683 лм/Вт.Световая эффективность представляет собой отношение световой эффективности к этому максимально возможному значению. Он выражается в виде числа от 0 до 1 или в процентах. [15] Однако термин «световая отдача» часто используется для обеих величин.

Двумя взаимосвязанными показателями являются общая светоотдача и общая светоотдача, которые делятся на общую потребляемую мощность, а не на общий лучистый поток. Это учитывает больше способов, которыми энергия может быть потрачена впустую, и поэтому они никогда не превышают стандартную световую отдачу и эффективность.Термин «световая отдача» часто используется неправильно и на практике может относиться к любой из этих четырех мер.

В таблице ниже приведены значения общей световой отдачи и эффективности для нескольких типов ламп накаливания и нескольких идеализированных источников света. Аналогичная диаграмма в статье о световой эффективности сравнивает более широкий набор источников света друг с другом.

Тип Общая светоотдача Общая световая отдача (лм/Вт)
40 Вт вольфрамовая лампа накаливания 1.9 процентов 12,6
60 Вт вольфрамовая лампа накаливания 2,1 процента 14,5
100 Вт вольфрамовая лампа накаливания 2,6 процента 17,5
стекло галогенное 2,3 процента 16
кварц галогеновый 3,5 процента 24
высокотемпературная лампа накаливания 5,1 процента 35 [16]
идеальный излучатель черного тела при 4000 К 7.0 процентов 47,5
идеальный излучатель черного тела при температуре 7000 К 14 процентов 95
идеальный источник белого света 35,5 процента 242,5
идеальный монохроматический источник 555 нм 100 процентов 683

Таким образом, типичная лампа мощностью 100 Вт для систем на 120 В с номинальной светоотдачей 1750 люмен имеет общую эффективность 17,5 люмен на ватт по сравнению с «идеальным» значением 242.5 люмен на ватт для одного типа белого света. К сожалению, вольфрамовые нити излучают в основном инфракрасное излучение при температурах, при которых они остаются твердыми (ниже 3683 кельвинов). Дональд Л. Клипштейн объясняет это так: «Идеальный тепловой излучатель наиболее эффективно излучает видимый свет при температуре около 6300°C (6600K или 11500°F). Даже при такой высокой температуре большая часть излучения приходится на инфракрасное или ультрафиолетовое излучение. а теоретическая светоотдача [так в оригинале] составляет 95 люменов на ватт». Ни один известный материал не может быть использован в качестве нити накала при этой идеальной температуре, которая горячее, чем поверхность Солнца.

Примечания

  1. ↑ TeraLab, Вскрытие лампы. Проверено 9 августа 2007 г.
  2. ↑ Фредерик Г. Хохграф, Проверка ламп на предмет включения или выключения при дорожно-транспортных происшествиях. Проверено 9 августа 2007 г.
  3. ↑ Мэтью Джозефсон, Эдисон: Биография (Макгроу Хилл, 1959).
  4. ↑ Тревор Уильямс и Т.К. Дерри, . Краткая история технологий (Oxford University Press, 1960).
  5. ↑ Министерство энергетики США, Озеленение федеральных объектов, 2-е издание, Компактное люминесцентное освещение.Проверено 22 февраля 2007 г.
  6. ↑ Демократическая группа Ассамблеи штата Калифорния, член Ассамблеи Ллойд Ф. Левин. Проверено 9 августа 2007 г.
  7. ↑ Conntact.com, От редакции: Над их головами взорвалась лампочка. Проверено 9 августа 2007 г.
  8. ↑ Associated Press, Лампочка Эдисона может оказаться под угрозой исчезновения.
  9. ↑ The New Zealand Herald, Стандартные лампочки должны быть выключены. Проверено 9 августа 2007 г.
  10. ↑ Чинта Паксли, Онтарио, может запретить старые лампочки.Проверено 9 августа 2007 г.
  11. ↑ CBC News, Новая Шотландия размышляет о замене лампочки. Проверено 9 августа 2007 г.
  12. ↑ BBC News, Лампочки должны стать эффективными «к 2009 году». Проверено 9 августа 2007 г.
  13. ↑ Expatica, Больше никаких ламп накаливания. Проверено 9 августа 2007 г.
  14. ↑ Домашнее освещение и аксессуары, Watts Up? Прощальный взгляд на освещение. Проверено 9 августа 2007 г.
  15. ↑ Международный союз теоретической и прикладной химии, Спектрохимия. Проверено 9 августа 2007 г.
  16. ↑ Дональд Л. Клипштейн, The Great Internet Light Bulb Book, Part I. Проверено 9 августа 2007 г.

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Дерри, Т.К., и Тревор Уильямс. 1993. Краткая история технологий. Минеола, Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN 0486274721
  • Фридель, Роберт и Пол Исраэль. 1987. Электрический свет Эдисона: биография изобретения. Нью-Брансуик, Нью-Джерси: Издательство Университета Рутгерса.ISBN 0813512549
  • Хьюз, Томас П. 1977. «Метод Эдисона». В книге «Технологии в поворотный момент», под редакцией У. Б. Пикетта. Сан-Франциско, Калифорния: San Francisco Press. ISBN 02360
  • Хьюз, Томас П. 2004. Американское происхождение: век изобретений и технологического энтузиазма 1870-1970 . 2-е изд. Чикаго: Издательство Чикагского университета. ISBN 0226359271
  • Джозефсон, Мэтью. 1992. Эдисон: Биография. Хобокен, Нью-Джерси: Wiley. ISBN 0471548065
  • Мэтьюз, Джон Р.2005. Лампочка . Изобретения, изменившие мир. Лондон: Франклин Уоттс. ISBN 0531167216

Внешние ссылки

Все ссылки получены 28 февраля 2018 г.

Источники света/освещения:

Естественные/доисторические источники света:

Биолюминесценция | Небесные объекты | Молния

Источники света на основе сгорания:

Ацетиленовые/карбидные лампы | Свечи | Лампы Дэви | Огонь | Газовое освещение | Керосиновые лампы | Фонари | центры внимания | Масляные лампы | Рашлайты

Ядерные/прямые химические источники света:

Betalights/Trasers | Хемолюминесценция (световые палочки)

Электрические источники света:

Дуговые лампы | Лампы накаливания | Люминесцентные лампы

Разрядные источники света высокой интенсивности:

Керамические газоразрядные металлогалогенные лампы | Лампы человеко-машинного интерфейса | Ртутные лампы | Металлогалогенные лампы | Натриевые лампы | Ксеноновые дуговые лампы

Прочие электрические источники света:

Электролюминесцентные (ЭЛ) лампы | Глобар | Индуктивное освещение | Дискретные светодиоды/твердотельное освещение (светодиоды) | Неоновые и аргоновые лампы | Нернст лампа | Серная лампа | Ксеноновые импульсные лампы | Свечи Яблочкова

Кредиты

Энциклопедия Нового Света писатели и редакторы переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно быть выполнено в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Компоненты лампы


Лампа накаливания, лампа накаливания или шар накаливания представляет собой электрическую лампу с проволочной нитью накала, нагретой до свечения. Нить заключена в колбу для защиты нити от окисления. Ток подается на нить через клеммы или провода, встроенные в стекло. Цоколь лампы обеспечивает механическую поддержку и электрические соединения.

Лампы накаливания производятся в широком диапазоне размеров, светоотдачи и номинального напряжения, от 1.от 5 до 300 вольт. Они не требуют внешнего регулирующего оборудования, имеют низкие производственные затраты и одинаково хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе. В результате лампа накаливания стала широко использоваться в бытовом и коммерческом освещении, для переносного освещения, такого как настольные лампы, автомобильные фары и фонари, а также для декоративного и рекламного освещения.

Лампы накаливания очень неэффективны по сравнению с другими типами электрического освещения, поскольку в видимый свет преобразуется менее 5% энергии.Оставшаяся энергия теряется в виде лучистого тепла. Световая отдача типичной лампы накаливания составляет 16 люмен на ватт по сравнению с 60 лм/Вт для компактной люминесцентной лампы (КЛЛ) или 150 лм/Вт для белых светодиодных ламп.

В некоторых приложениях фактически используется тепло, выделяемое нитью накала. Тепловые лампы предназначены для таких целей, как инкубаторы, лавовые лампы и т. д. Лампы с кварцевыми трубками используются для промышленных процессов, таких как отверждение краски или для обогрева помещений.

Лампы накаливания обычно имеют короткий срок службы по сравнению с другими типами освещения; 1000 часов для бытовых ламп против 10000 часов для компактных люминесцентных ламп (CLF) и 30000 часов для осветительных светодиодов.Лампы накаливания можно легко заменить люминесцентными лампами, газоразрядными лампами высокой интенсивности и светодиодными лампами (LED).

Краткая история


Первая лампа накаливания была представлена ​​21 октября 1879 года Томасом Эдисоном. В оригинальной лампе использовалась углеродная нить в колбе, содержащей вакуум. В современных лампах теперь в основном используются вольфрамовые нити накаливания с газовым наполнением вместо вакуума, хотя в лампах с тонкими нитями накала и меньшим током по-прежнему используется вакуум, потому что они работают более эффективно.

Нить накала

Нить накала действует как резистор. Электрический ток проходит через нить накала, и сопротивление в нити заставляет ее нагреваться и раскаляться. Нити обычно достигают температуры значительно выше 2000 ° по Цельсию.

Большая часть энергии, потребляемой лампой, выделяется в виде тепла, что приводит к низкой производительности в люменах на ватт (LPW). Из-за высокой температуры нити вольфрам имеет тенденцию испаряться и собираться на стенках колбы.Врожденные дефекты нити приводят к тому, что она становится тоньше неравномерно. Когда лампа включена, внезапный выброс энергии может привести к разрыву нити накала, потому что тонкие участки нагреваются намного быстрее, чем остальная часть нити, что приводит к выходу из строя лампы.

Качество света

Лампы накаливания демонстрируют плавное и равномерное спектральное распределение мощности (SPD), поскольку для получения света они используют тепло твердого тела. Лампы накаливания также имеют очень высокие рейтинги CRI, но поскольку стандартные лампы накаливания производят очень мало лучистой энергии в коротковолновой части спектра, они не очень хорошо передают синий цвет.

The Upside

Низкая цветовая температура в сочетании с высоким индексом цветопередачи дает теплый свет, обеспечивающий превосходную цветопередачу оттенков кожи. Кроме того, лампы накаливания доступны по цене, ими можно управлять с помощью схем диммирования, и они доступны в широком диапазоне размеров, конфигураций и мощностей.

Компоненты лампы


ABCDEFGHIJKLM

  1. Колба: Обычно используется мягкое стекло. В некоторых лампах используется твердое стекло, чтобы выдерживать более высокие температуры колбы и для дополнительной защиты от поломки колбы из-за влаги.Лампы изготавливаются различной формы и отделки.
  2. Нить накала: Материал нити накала обычно вольфрам. Нить накала может быть прямой проволокой, катушкой или витой катушкой.
  3. Вводные провода: Вводные провода изготовлены из меди от основания до пресса штока и из никелированной меди или никеля от пресса штока к нити накала, они передают ток к нити накала.
  4. Соединительные провода: Молибденовые провода поддерживают вводные провода.
  5. Пресс штока: Вводные провода в стекле имеют герметичное уплотнение и изготовлены из сердечника из сплава никеля и железа и медной втулки (проволока Дюмет), чтобы обеспечить примерно такой же коэффициент расширения, как у стекла. .
  6. Выхлопные трубы: Через эту трубу во время производства из колбы выпускается воздух и в нее вводятся инертные газы. Трубка, которая изначально выступает за колбу, затем запечатывается достаточно коротко, чтобы ее можно было закрыть цоколем.
  7. Основание: Здесь осуществляется электрический контакт. Один подводящий провод припаивается к центральному контакту, а другой припаивается или приваривается к верхнему краю корпуса основания. Изготовлен из латуни или алюминия.
  8. Газ: В большинстве ламп мощностью 40 Вт и выше используется смесь азота и аргона.Газ замедляет испарение нити.
  9. Опорные проволоки: Молибденовые проволоки поддерживают нить накаливания.
  10. Кнопка: Стекло при изготовлении нагревается и в него укладывается опорная и вязальная проволока.
  11. Стержень для кнопок: Стеклянный стержень поддерживает кнопку.
  12. Тепловой дефлектор: Используется в лампах общего назначения повышенной мощности и других типах, когда необходимо уменьшить циркуляцию горячих газов в горловину колбы.
  13. Предохранитель: Предохранитель защищает лампу и цепь от перегорания в случае дугового разряда нити накала.
Компания JLC производит готовые вводы, сырье для ламп и опорные провода для различных видов ламп. JLC Electromet является единственным производителем светотехнического сырья для вводов, а также готовых вводов на стадии легирования. Компания гордится тем, что освещает миллиарды ламп по всему миру в домах, офисах, больницах, автомагистралях, аэропортах, учреждениях и т. д. Компоненты ламп включают в себя готовые вводные провода, сырье для ламп и опорные провода для различных типов. ламп.JLC Electromet является единственным производителем светотехнического сырья для вводов, а также готовых вводов на стадии легирования.

Лампа накаливания — промышленное освещение и мощность

Лампа накаливания, лампа накаливания или шар накаливания — это источник электрического света, работающий за счет накаливания (общий термин для тепловых световых излучений, который включает простой случай излучения черного тела). Электрический ток проходит через тонкую нить накала, нагревая ее до температуры, при которой возникает свет.Окружающая стеклянная колба содержит либо вакуум, либо инертный газ для предотвращения окисления горячей нити накала. Лампы накаливания также иногда называют электрическими лампами, этот термин также применяется к оригинальным дуговым лампам.

Лампы накаливания производятся в широком диапазоне размеров и напряжений от 1,5 вольт до примерно 300 вольт. Они не требуют внешнего регулирующего оборудования, имеют низкую стоимость производства и хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе. В результате лампа накаливания широко используется в домашнем и коммерческом освещении, для переносного освещения, такого как настольные лампы, автомобильные фары и фонари, а также для декоративного и рекламного освещения.

В некоторых случаях лампы накаливания используют генерируемое тепло, например, инкубаторы, брудерные ящики для домашней птицы, тепловые лампы для резервуаров для рептилий, инфракрасное отопление для промышленных процессов нагрева и сушки, а также игрушка Easy-Bake Oven. В холодную погоду тепло, выделяемое лампами накаливания, способствует обогреву здания, но в жарком климате потери ламп увеличивают потребление энергии системами кондиционирования воздуха.

Лампы накаливания во многих областях постепенно заменяются другими типами электрического света, такими как (компактные) люминесцентные лампы, газоразрядные лампы высокой интенсивности, светоизлучающие диоды (СИД) и другие устройства.Эти новые технологии дают больше видимого света и меньше тепла при том же количестве потребляемой электроэнергии. Некоторые юрисдикции, такие как Европейский союз, постепенно отказываются от использования ламп накаливания в пользу более энергоэффективного освещения. В Соединенных Штатах федеральный закон предусматривает поэтапный отказ от ламп накаливания к 2014 году и замену их на более энергоэффективные лампочки.

**Эта технология выводится из эксплуатации в Соединенных Штатах, и в конечном итоге ее планируется полностью вывести в соответствии с Федеральным законом об энергетической независимости и безопасности от 2007 года.

Кто на самом деле изобрел лампочку накаливания?

Электрическая лампочка, особенно лампа накаливания, уже много лет является синонимом термина «лампочка». Хотя это всего лишь одно из различных доступных решений искусственного освещения, именно о нем чаще всего думают, когда используется термин «лампочка».

СВЯЗАННЫЕ: 19 ВЕЛИКИХ ИЗОБРЕТЕНИЙ, ИЗМЕНИВШИХ ИСТОРИИ

Но кто это изобрел и когда? Был ли это Томас Эдисон, как утверждает большинство, или Джозеф Свон, как утверждают другие? Приложил ли к этому руку Никола Тесла?

Как вы скоро узнаете, ответ на эту загадку далеко не однозначен.Это также зависит от того, что вы считаете «настоящей» лампочкой. Но, как и многие изобретения в разные периоды времени, конечный продукт — это совокупная работа многих изобретателей на протяжении всей истории, то же самое верно и для лампочки.

В следующей статье мы совершим краткий экскурс в историю электрической лампочки и остановимся на некоторых ключевых игроках. Держись крепче.

Действительно ли Томас Эдисон изобрел лампочку? Источник:   Wikimedia Commons

Кто изобрел лампочку и когда?

Изобретение лампочки (в частности, лампы накаливания) является довольно спорным вопросом, если не сказать больше.В то время как Томас Алва Эдисон часто получает все кредиты, правда ли это на самом деле?

Как и многие изобретения в истории, современная лампочка на самом деле представляет собой комбинацию множества крошечных шагов. Многие историки утверждают, что задолго до Эдисона не менее 20 изобретателей создали различные конструкции ламп накаливания.

СВЯЗАННЫЕ: 85 ЛЕТ НАСЛЕДИЯ: КАК ТОМАС ЭДИСОН ОСВЕЩАЛ МИР

Вклад Томаса Эдисона в эволюцию лампочки заключался в производстве первой коммерчески практичной лампочки.Поскольку его дизайн был настолько успешным, он эффективно доминировал на рынке и опередил все другие версии.

В этом смысле правильнее было бы назвать его «совершенствователем лампочки». Но давайте сначала копнем немного глубже.

Одним из самых важных шагов до Эдисона была работа великого британского ученого сэра Хамфри Дэви . В 1802 году ему удалось произвести первый в мире настоящий искусственный электрический свет.

Дуговая лампа Дэви и батарея Источник: Chetvorno/Wikimedia Commons

Используя свою недавно изобретенную электрическую батарею, Дэви соединил к ней набор проводов с куском углерода.Дэви был поражен, обнаружив, что кусок углерода начал светиться и излучал много света.

Только что был создан первый в мире дуговой фонарь. Единственная проблема заключалась в том, что это длилось недолго, а испускаемый свет был слишком ярким для практического использования.

В течение следующих 70 лет многие другие изобретатели создали свои собственные версии лампочек. Хотя все они были многообещающими, большинство, если не все, оказались слишком дорогими в производстве или имели другие проблемы, которые не позволили им стать коммерчески жизнеспособными.

Одна из самых примечательных версий была создана другим британским ученым Уорреном де ла Рю в 1840 году. Он поместил катушку из платиновой нити накаливания внутрь вакуумной трубки и пропустил через нее ток.

Поскольку платина была таким дорогим металлом, это серьезно ограничивало коммерческую жизнеспособность его конструкции.

Изобрел ли Джозеф Свон лампочку раньше Эдисона?

В 1850 году другой британский изобретатель, Джозеф Уилсон Свон , бросил вызов своим значительным талантам.Чтобы справиться с проблемами, с которыми столкнулся де ла Рю, Свон решил поэкспериментировать с менее дорогими материалами накаливания.

Лампы накаливания Swan с угольной нитью. Источник: Ulfbastel/Wikimedia Commons

В конце концов он остановился на использовании карбонизированной бумаги вместо платины, что подавало некоторые надежды.

К 1860 году у него был работающий прототип, но из-за отсутствия хорошего вакуума и адекватной подачи электричества лампа, срок службы которой была слишком короткой, чтобы считаться эффективным источником света.

Он также имел тенденцию к почернению или копоти внутри вакуумной трубки, что было далеко от идеала (как вы можете видеть на изображении выше).

Несмотря на эти неудачи, Лебедь продолжал работать над своим дизайном.

По мере совершенствования технологии электронных ламп в 1870-х годах Свон смогла сделать еще несколько значительных прорывов.

Кульминацией всей его работы стала разработка в 1878 году долговечной лампочки. Как и его предшественники, в нем использовалась нить, содержащаяся в вакуумной трубке, за исключением того, что он заменил карбонизированную бумагу хлопковой нитью.

Он запатентовал свой дизайн в 1879 году и позже вступил в прямой конфликт с Томасом Эдисоном.

Еще одна интересная попытка была предпринята в 1874 году парой канадских изобретателей. Генри Вудворд и Мэтью Эванс , оба из Торонто, спроектировали и построили свои собственные лампочки.

Пара создала ряд ламп разных размеров и форм, в которых использовались углеродные стержни, удерживаемые между электродами в стеклянных цилиндрах, заполненных азотом. Вудворд и Эванс пытались коммерциализировать свою лампу, но безуспешно.

В конце концов они продали свой патент Томасу Эдисону в 1879 году.

Как Томас Эдисон изобрел лампочку?

В 1879 году, в том же году, когда Суон подал и получил свой патент в Англии, Томас Эдисон решил обратить свое внимание на разработку электрических лампочек. Эдисон, всегда увлеченный бизнесмен, хотел разработать коммерчески жизнеспособную и практичную версию для вывода на рынок.

Он надеялся заполучить прибыльный рынок газового и масляного освещения в Соединенных Штатах.Если бы он смог сломить гегемонию этих двух систем, он мог бы разбогатеть.

В октябре 1879 года он, наконец, запатентовал свою первую заявку на «Улучшение электрического освещения» в патентном бюро. Но он не остановился на достигнутом.

Эдисон продолжал работать и совершенствовать свои проекты. Он экспериментировал с различными металлами для нитей, чтобы улучшить характеристики своего первоначального патента.

Первая успешная конструкция лампочки Эдисона. Источник: . Alkivar/Wikimedia Commons…. к платиновым контактным проводам». Это решение звучит очень похоже на решение Joseph Swan почти 20 годами ранее.

В этом патенте также описаны возможные средства создания указанной углеродной нити. , древесные щепки и бумагу, свернутую различными способами». 1200 часов .

Это открытие положило начало промышленному производству лампочек, и в 1880 году компания Томаса Эдисона Edison Electric Light Company начала продавать свой новый продукт.

Впечатляюще, но не все было гладко.

Собственное изобретение Эдисона было настолько похоже, что Свон решил подать на Эдисона в суд за нарушение авторских прав. Британские суды вынесли решение против Эдисона, и в качестве наказания Эдисону пришлось сделать Свана партнером в своей электрической компании.

Источник: Wikimedia Commons

Позднее даже U.Патентное бюро С. в 1883 году решило, что патент Эдисона недействителен, так как он также дублировал работу другого американского изобретателя. Но, несмотря на все это, Эдисона навсегда запомнят как изобретателя лампочки.

Томас Эдисон стал одним из самых плодовитых изобретателей и бизнесменов 19-го и 20-го веков. К моменту своей смерти он приобрел умопомрачительные 90 869 2 332 патента 90 870 из 90 869 389 90 870 только для электрического освещения и питания.

Кто изобрел лампочку Тесла или Эдисон?

В то время как Томас Эдисон, по праву, получает немного «накала» за «кражу» многих изобретений и разработок Николы Теслы, лампочка не входит в их число.На самом деле Тесла тратил мало времени, если вообще тратил его, на разработку ламп накаливания для электрического освещения любого типа.

Однако Тесла внес свой вклад в развитие дугового освещения. Он также провел несколько интересных экспериментов с возможностью беспроводного освещения.

Но заявления относительно собственного изобретения Эдисоном лампочки, как мы видели, спорны. Но что нельзя отрицать, так это тот факт, что Эдисон, в отличие от всех изобретателей лампочки до него, смог создать коммерчески жизнеспособную и надежную конструкцию.

По этой причине, а также благодаря его деловой хватке в целом, именно дизайн Эдисона (и Джозефа Свона) станет повсеместным во всем мире.

Дуговая лампа и лампа накаливания

Дуговая лампа и лампа накаливания Эта страница была посещена раз с 24 марта 2001 г.

Дуговая лампа

Электрический разряд может возникнуть в воздухе между двумя электродами. В дуговой лампе два углерод сначала сводят электроды и пропускают через них электрический ток напряжением не менее 55 вольт. их.Затем электроды раздвигаются примерно на одну восьмую дюйма. Как кончики разделены сопротивление заставляет наконечники светиться, а эмиссия электронов нагревает воздух до более чем 20 000 градусов Цельсия. Тепловая плазма светится и является источником света. Однако большая часть света исходит от светящиеся кончики угольных электродов, которые раскалены. Поскольку советы горят, они должны быть сдвинуты ближе друг к другу, чтобы сохранить зазор около 1/8 дюйма.

Лампа накаливания

В лампе накаливания лампа у проводника через него проходит ток, который заставляет провод светиться до белого каления из-за сопротивления.То проводник, как правило, представляет собой тонкую проволоку накаливания, закрепленную на стеклянной подставке и прикреплены к более толстым проводам через который подается ток. К предотвратить горение нити накала в воздухе, это запаян в стеклянную колбу, которая была вакуумирована для образования вакуума. Первые нити, использованные в лампочки были сделаны из углерода. Не было можно поднять температуру этих нити до белого каления, поэтому свет, который они давали снаружи было совсем тускло.Углеродные нити были отказались от него в пользу вольфрама. Вольфрам можно нагреть до 3000 градусов без плавления. При изготовлении этих нитей используются специальные технологии. Вольфрам в конечном итоге вытягивается в провод диаметром всего 0,0004 дюйма. Чтобы дать вам представление о том, насколько это тонко, 200 миль провод производится всего из одного фунта металлического вольфрама. Длина нити, используемой в современном свете лампа составляет примерно 30 дюймов. Провод очень туго накручен.


Отказ от ответственности: взгляды и мнения, выраженные на неофициальных страницах штата Калифорния Университет, преподаватели, сотрудники или студенты Домингес-Хиллз строго принадлежат авторы страницы. Содержание этих страниц не было проверено или одобрен Калифорнийским государственным университетом, Домингес-Хиллз.

Кто на самом деле изобрел лампочку?

Кредит: общественное достояние.

Американскому изобретателю Томасу Эдисону приписывают изобретение первой практической лампочки в 1879 году.Однако история с лампой накаливания не так проста, поскольку в ней участвовало множество ученых, каждый из которых внес свой вклад, который в конечном итоге привел к главному достижению Эдисона: доступной, долговечной и безопасной лампе накаливания, которая могла генерировать свет в течение многих часов.

Мерцающая история электрического освещения

Хамфри Дэви. Кредит: Викисклад.

Чтобы найти происхождение лампочки, нам нужно отправиться в прошлое более чем на 200 лет в лабораторию Хамфри Дэви, плодовитого английского химика и изобретателя.В 1800 году Дэви прикрепил два провода к батарее и две угольные палочки на другом конце, создав яркую световую дугу между угольными электродами. Это привело к появлению дуговой электрической лампы — первого широко используемого типа электрического света и первой коммерчески успешной формы электрической лампы.

Затем различные изобретатели улучшили конструкцию Дэви, добавив пружинные системы и более совершенные электрические источники.

Электрические дуговые лампы десятилетиями были в моде благодаря своей высокой яркости, способной освещать огромные фабричные интерьеры или целые улицы.На протяжении большей части XIX века они были единственным типом электрического света, доступным для освещения больших площадей, и часто были самым дешевым вариантом освещения улиц по сравнению с газовыми или масляными лампами. Однако карбоновые стержни приходилось заменять так часто, что это превратилось в полноценную работу. Более того, лампы производили опасное УФ-излучение, производили шум и мерцание при горении света и представляли серьезную опасность возгорания. Многие здания, такие как театры, сгорели в результате чрезмерного тепла и искр, создаваемых дуговыми электрическими лампами.И хотя эти лампы годились для улиц и огромных залов, они были совершенно непрактичны для освещения домов и небольших вольеров, а это означало, что на массовом рынке не было доступа к электрическому освещению.

Мир нуждался в более совершенных технологиях освещения, и многие изобретатели усердно работали над поиском идеального решения. Тем, кто добьется успеха, несомненно, были обещаны слава и богатство. Но путь оказался пронизан многими испытаниями.

в 1840 году британский физик Уоррен де ла Рю предложил новую конструкцию лампочки, в которой платиновая катушка находилась внутри вакуумной трубки, чтобы свести к минимуму воздействие кислорода.Однако высокая стоимость платины не позволила этой конструкции добиться коммерческого успеха. В 1841 году Фредерик де Молейенс представил первый патент на лампу накаливания в вакуумной лампе.

Примеры дуговых ламп. Кредит: Викисклад.

Затем, в 1850 году, сэр Джозеф Уилсон Свон начал работать над лампочкой, используя карбонизированные бумажные нити вместо платины в вакуумированной стеклянной колбе. К 1860 году британский изобретатель получил патент на частично вакуумную лампу накаливания с угольной нитью.Проблема с этим устройством заключалась в том, что ему не хватало вакуума и подходящего источника электроэнергии, что приводило к неэффективной лампочке, которая перегорала слишком быстро для любого практического использования.

Позже Джозеф Свон внес некоторые улучшения. Сначала он работал с нитью из копировальной бумаги, но обнаружил, что она быстро сгорает. Наконец, в 1878 году Свон продемонстрировал новую электрическую лампу в Ньюкасле, Англия, в которой использовалась углеродная нить накаливания, полученная из хлопка. Электрическая лампочка Свона могла работать 13,5 часов, а его дом стал первым домом в мире, освещенным электрическим светом.В ноябре 1880 года Свон получил британский патент 4933 на свое изобретение.

Американский изобретатель и бизнесмен Томас Эдисон внимательно следил за этими разработками. Он понял, что главная проблема с первоначальным дизайном Свона заключалась в использовании толстой углеродной нити. Эдисон считал, что он должен быть тонким и иметь высокое электрическое сопротивление. Эдисон, который адаптировал конструкции из патента 1875 года, который он купил у изобретателей Генри Вудворда и Мэтью Эванса, в декабре 1879 года продемонстрировал свою лампочку накаливания, которая могла работать 40 часов.Использование Эдисоном более тонких нитей и лучшего вакуума дало ему преимущество в гонке. Затем он подал в суд на Свона за нарушение патентных прав.

Лампочка Эдисона 1879 года. Кредит: Викисклад.

К 1880 году лампы Эдисона работали 1200 часов и были достаточно надежны, чтобы стать доступными для широкой публики. Однако этот прорыв потребовал тщательного тестирования более 3000 конструкций лампочек в период с 1878 по 1880 год. Более того, инженеры Эдисона из Менло-Парка протестировали более 6000 растений, чтобы определить, какой тип углерода будет гореть дольше всего, и, наконец, остановились на карбонизированном бамбуке. нить.В большинстве современных ламп накаливания используются вольфрамовые нити накаливания.

Позже исследователи Эдисона постепенно улучшали конструкцию и производство нитей накала. В начале 20-го века команда Эдисона ввела обработку нитей накала, которая остановила потемнение внутренней части стеклянных колб.

К несчастью для Эдисона, патент Свона оказался сильным требованием — по крайней мере, в Соединенном Королевстве. В конце концов они объединили свои усилия и создали Edison-Swan United, которая впоследствии стала крупнейшим в мире производителем лампочек.

В 1880 году Эдисон также основал в Нью-Йорке компанию Edison Electric Illuminating Company, финансовую поддержку которой предложил J.P. Morgan. Эта компания построила первые электростанции, которые питали недавно запатентованные лампочки. Позже Edison Electric объединилась с компаниями двух других изобретателей, Уильяма Сойера и Албона Мэна, чтобы сформировать General Electric, которая и по сей день является одной из крупнейших корпораций в мире.

Итог: Эдисон не был первым изобретателем, работавшим над лампочками.Фактически, к тому времени, когда он начал работать над своими первыми разработками, лампочка существовала уже некоторое время, и около 20 различных изобретателей по всему миру оформляли патенты на одну из них. Дизайн Эдисона был как раз самым практичным, чем и объясняется его всемирный успех.

Лампы накаливания — Тисва

«Лампа накаливания» означает излучающий свет в результате нагревания, как работает этот тип лампы.По проводу проходит электрический ток, который нагревается и излучает свет. Длина и диаметр провода определяют количество электричества, необходимое для его нагрева, и, следовательно, выходную интенсивность света.

Наиболее распространенным типом ламп накаливания являются «большие лампы». Они называются так не из-за размера, а потому, что традиционно большими назывались лампы, работающие от стандартного напряжения. В эту группу входят все типы ламп, используемых в жилых, коммерческих и промышленных целях.

Лампы, работающие от более низкого напряжения, называются миниатюрными лампами. Эти лампы не обязательно должны быть маленькими по размеру, хотя большинство из них таковыми являются. Обычно они питаются от батарей или трансформаторов, которые способны снижать выходное напряжение. Чаще всего они используются в транспорте (автомобильные фары) и в инструментах.

Большие лампы доступны в более чем 100 различных комбинациях стекла, кварца, форм и размеров. Эти вариации выражаются через систему аббревиатур, состоящую из двух частей.Первая часть, содержащая от одной до двух букв, описывает форму колбы, а вторая часть указывает диаметр колбы в восьмых дюймах. Например, лампа A19 может быть интерпретирована как лампа произвольной формы диаметром 19/8 дюйма (2 3/8 дюйма).

Цоколь лампы
Большинство ламп накаливания имеют цоколь на одном конце, через который к лампе подводится ток от сети. Основание также действует как физическая опора для лампы. Есть несколько ламп с цоколями на обоих концах; и несколько других, где сама лампа способна физически поддерживать себя, как лампы PAR.

Самая распространенная база — Medium Base. Его название описывает размер базы. Лампы меньшего размера, такие как бипин, канделябры, миниатюры и т. д., имеют маленькое основание. Лампы большего размера имеют большие основания (т. е. основания с винтовыми и двухстоечными креплениями Mogul.)

Нити

Все лампы накаливания содержат нить накала в центре колбы. Нить изготовлена ​​из вольфрама из-за его высокой температуры плавления. Нить может быть прямой или спиральной. Спиральные лампы накаливания более эффективны и производят больше света и тепла.Лампы этого типа обозначаются буквой «С». Иногда сама катушка спиралевидная, такие лампы обозначаются СС «Спиральная катушка».

Конструкция нити накала определяется интенсивностью света и сроком службы лампы. Если лампа сделана так, чтобы излучать больше света (что означает больший нагрев), она, скорее всего, перегорит раньше, чем лампы, излучающие меньше света. Лампа с длительным сроком службы данной мощности излучает меньше света, чем стандартные лампы аналогичной мощности. Увеличение интенсивности может быть достигнуто за счет добавления катушек или увеличения диаметра нити накала.

Эффективность лампы – это отношение производимого света (измеряется в люменах/лм) к потребленной электроэнергии (измеряется в ваттах Вт). Срок службы лампы измеряется в часах (hrs).

Световой поток

Лампа Колбы не содержат внутреннего воздуха, так как горящий вольфрам взаимодействует с кислородом воздуха и быстро испаряется. Первоначальные лампы накаливания производились с вакуумом внутри колбы, сегодня они заполнены инертными газами (в некоторых лампах, особенно ниже 40 Вт, все еще используется вакуум).Инертные газы, такие как аргон, азот и криптон, замедляют почернение колбы, вызванное конденсацией испаряющихся частиц вольфрама, которые оседают на внутренней стенке колбы. Однако инертные газы не полностью останавливают испарение вольфрамовой проволоки, в результате чего проволока со временем становится все тоньше, излучая все меньше и меньше света. Уменьшение света и почернение вместе приводят к концу срока службы лампы.

Световой поток и срок службы обратно пропорциональны. Высокое напряжение приводит к более высокой мощности и светоотдаче, тем самым сокращая срок службы, и наоборот.Как правило, данное снижение мощности приводит к удвоенному процентному уменьшению светоотдачи. Лампы с увеличенным сроком службы (с длительным сроком службы) обычно служат 2500 часов за счет снижения светоотдачи. Их люмен (интенсивность света) на 15% ниже, чем у стандартных ламп, срок службы которых составляет от 750 до 1000 часов.

Хотя лампы накаливания продаются по мощности, ее не следует путать с мерой света. Мощность указывает количество электроэнергии, потребляемой лампой, а люмены измеряют интенсивность излучаемого света.В большинстве энергосберегающих ламп просто используется меньшая мощность, лишь в некоторых используется более эффективная конструкция нити накала, газонаполненные и рефлекторные лампы для более высокой яркости при меньшей мощности.

Миниатюрные лампы, применяемые в приборах (оптических и поисковых приборах), имеют фиксированное заданное положение нити накала.

Типы ламп

Лампы накаливания делятся на три категории в зависимости от их способности направлять свет. 1. Ненаправленные источники излучают свет во всех направлениях и, следовательно, требуют дополнительных компонентов для управления распределением света.2. Полунаправленные источники направляют свет в определенном направлении. Для этого требуются дополнительные компоненты для полного пространственного распределения света. 3. Направленные источники полностью контролируют направление излучаемого света и не требуют дополнительных компонентов.

Ненаправленные источники

Эти лампы излучают свет во всех направлениях. В эту категорию входят формы ламп A, C, G, P, PS, S и T, а также декоративные лампы. Этим лампам требуются внешние компоненты, такие как экран, линза или отражатель, для управления распределением света и яркостью.Чтобы уменьшить блики от открытой нити накала, внутренняя поверхность их ламп покрыта, что приводит к снижению яркости и меньшему блику. Лампы Frost являются распространенным примером таких ламп. Если внутренняя часть имеет двойное покрытие, она излучает мягкий свет равномерной яркости. Такие лампы называются Soft-White Lamps.

Полунаправленные источники

Лампы White Bowls

также используются для непрямого освещения и имеют белое покрытие внутри колбы для уменьшения бликов накаливания. Как и лампы Silver-Bowl, им также требуются внешние устройства для управления направлением света.Лампы Silver-Bowl и White-Bowl представляют собой два типа полунаправленных ламп. Светильники Silver-Bowl используются для направления света вверх и имеют непрозрачное серебряное покрытие на внутренних сторонах их чаши. Эти лампы доступны как в морозном, так и в прозрачном вариантах. При использовании в подвесном светильнике для освещения потолка верхняя часть колбы должна быть скрыта во избежание бликов и чрезмерной яркости. Это достигается за счет внешних монтажных частей осветительного прибора. При использовании во встраиваемых светильниках восходящий свет необходимо перенаправить вниз путем добавления вторичного отражателя.

Направленные источники

Эти лампы сами по себе действуют как полные оптические системы, включающие нить накала, отражатель, а иногда даже линзу или экран накаливания. Лампы, подпадающие под эту категорию, представляют собой различные типы отражателей: отражатель (R), алюминиевый отражатель (AR), отражатель с многогранным зеркалом (MR) и параболические алюминизированные отражатели (MAR). Кроме того, они доступны в широком диапазоне мощности и ширины луча.

Лампы R

В лампах Reflector (R) колба имеет форму отражающего контура, а ее внутренняя поверхность покрыта напыленным серебром.Эти лампы доступны в точечных и заливающих лучах. Точечные светильники имеют легкий иней внутри, а прожекторы имеют более толстый иней для увеличения распространения света. Как правило, из выдувного стекла они предназначены для внутреннего использования. Лампы с более толстыми стеклами, которые могут выдержать дождь, используются для наружного освещения. Все лампы R излучают значительное количество света за пределами своего основного луча, который обычно теряется из-за поглощения осветительным прибором, что делает их менее эффективными в дизайнерских системах освещения.

Лампы AR и MR Лампы

с алюминиевым отражателем (AR) состоят из предварительно сфокусированной осевой нити накала и граненого алюминиевого отражателя. Некоторые лампы AR поставляются с колпачком накаливания для удобства обращения в дополнение к функции уменьшения бликов. В то время как другие имеют рассеивающую линзу для расширения распространения луча.

Лампы с многогранным зеркальным отражателем (MR) состоят из небольшой галогенной лампы, прикрепленной к зеркалу либо с зеркальными гранями (для прожекторов), либо с плоской (для прожекторов) поверхностью.Эти лампы имеют спиральную нить накаливания. Эта комбинированная оптическая система действует как линза и помогает фокусировать и рассеивать пучок света от 7 градусов (пятно) до 60 градусов (заливка) в зависимости от их использования.

Лампы PAR

Параболический алюминизированный отражатель (PAR) Лампы изготовлены из термостойкого боросиликатного стекла с низким коэффициентом расширения, форма которого прессуется, а не выдувается. Этот метод изготовления обеспечивает точность нити накала, отражателя и линзы. Первоначальный луч формируется и фокусируется нитью накала и отражателем, после чего конфигурация линзы изменяет луч на пятно или заливающий свет (он может изменяться от 3 градусов до 60 градусов).Отражающее дихоровое покрытие заменяет алюминиевое покрытие в лампах Cool Beam MR. Такое покрытие заставляет световые лучи двигаться вперед, а ультрафиолетовые/тепловые лучи отражаться назад. Лампы Cool Beam MR используются для освещения скоропортящихся продуктов.

Вольфрамово-галогенные лампы

Для осуществления этого сложного процесса температура внутри колбы должна быть не менее 500 градусов, поэтому для этого типа ламп используется кварц вместо стекла. Высокая температура также увеличивает цветовую температуру излучаемого света, придавая ему более белый вид.Галогенные лампы более компактны и эффективны, и их целесообразно использовать в дизайнерских системах освещения.

Это лампы накаливания с отборным газом из семейства галогенов, запаянным внутри колбы. Когда вольфрамовая нить горит, газообразный галоген соединяется с молекулами вольфрама, которые разбрызгиваются (мягкие взрывы) с нити и откладывают вольфрам обратно на нить. Это препятствует почернению лампы из-за испарения вольфрама, а также гарантирует, что диаметр нити накала не уменьшится.В результате лампа излучает свет с одинаковой высокой мощностью на протяжении всего срока службы.

Галогенные инфракрасные (ИК) лампы
Низковольтные лампы также являются более эффективными и энергосберегающими, когда речь идет о фокусировке объектов, и менее эффективны, когда речь идет о более широких лучах. Лампы низкого напряжения включают лампы PAR, AR и MR.

Все лампы накаливания излучают как энергию видимого света, так и инфракрасные волны (тепло). ИК-лампы имеют внутри тонкое покрытие, отражающее инфракрасное излучение.Это покрытие пропускает свет, но блокирует ИК-лучи, которые отражаются и еще больше нагревают нить накала, что дает еще больше света. Поэтому с помощью ИК-ламп можно получить более высокую яркость (лм) при меньшей мощности (мощности).

Лампы низкого напряжения

Лампы накаливания или вольфрамовые лампы, работающие от 6 В до 75 В, называются низковольтными лампами. Наиболее часто используемые низковольтные лампы работают при напряжении 12 В.

Мощность всех ламп накаливания равна напряжению на розетке, умноженному на ток (амперы), протекающий через нить накала.Чем ниже напряжение лампы данной мощности, тем выше будет ток, протекающий через нить накала (ампер), и больше будет требуемый диаметр нити накала, чтобы выдерживать более высокий ток.
Увеличение диаметра нити накала в низковольтных лампах позволяет делать более компактные нити накала. Компактные нити обеспечивают точность луча и могут использоваться в инструментах. Увеличение диаметра нити также увеличивает количество тепла (электричества), необходимого для зажигания нити; что делает лампы высокой мощности более эффективными, чем лампы низкой мощности того же напряжения.С другой стороны, низковольтные лампы имеют более толстые нити накала и более эффективны, чем высоковольтные лампы.

Цветной светлый Цветной свет

описывается с точки зрения оттенка, насыщенности и яркости. Оттенок относится к цвету света; Насыщенность — это сила цвета; Яркость — это воспринимаемое качество света без учета оттенка и насыщенности. Например, красный — это оттенок. Говорят, что глубокий красный цвет имеет более высокую насыщенность, чем розовый луч света, который можно описать как низкую насыщенность красного света.

Цветной фильтр на лампе накаливания производит цветной свет, поскольку он блокирует большую часть световых волн, пропуская только заданный цвет. Тем не менее, всегда удается пройти несколько различных оттенков/длин световых волн. Чем менее насыщен цвет света, тем больше других оттенков присутствует.

Цветные фильтры

Наиболее распространенный метод получения цветного света — использование цветного фильтра на белом свете (поскольку он содержит все цвета).Фильтр блокирует нежелательные цвета, пропуская только желаемый цвет. Цветовые фильтры в основном предназначены для ламп накаливания, так как у других источников света отсутствует полный цветовой спектр, в отличие от ламп накаливания. Чаще всего цветовые фильтры используются в витринах магазинов, кинотеатрах/телевидениях, фотографическом освещении и театрах.

Желатиновые листы (гели)

— это легкодоступные цветные фильтры самых разных цветов. Они имеют короткий срок службы, и их насыщенность можно увеличить, используя более одного листа.Цветные пластиковые фильтры хорошо работают с люминесцентными источниками, а не с лампами накаливания, так как они имеют свойство нагреваться. Вместо них в лампах накаливания используется цветное стекло, устойчивое к теплу, излучаемому лампами накаливания.

Интерференционные фильтры изготавливаются из одного или нескольких ультратонких пленочных покрытий на прозрачном стекле. Они скорее отражают, чем блокируют/поглощают нежелательные световые волны. Его толщина и покрытие определяют оттенок и насыщенность излучаемого цвета. Поскольку свет не поглощается, а отражается, эти фильтры всегда остаются холодными.Некоторые интерференционные фильтры пропускают не только один цвет, но и части спектра. Широкополосные интерференционные фильтры называются дихроичными (двухцветными), потому что они пропускают один цвет и отражают дополнительный цвет.

Перед использованием цветных фильтров рекомендуется проверить спектр источника света, так как иногда в спектре источника может отсутствовать необходимая цветовая длина волны.

Цветные лампы Прозрачные лампы

обычно покрывают специальным покрытием для получения желаемого цвета.Покрытие может быть керамической эмали, напылением или окунанием.

В случае керамических эмалей тонко измельченное цветное стекло обжигают в колбе и плавят, чтобы получить стойкое покрытие. Этот процесс выполняется на простом стекле, прежде чем из него будут изготавливаться лампы. Эта постоянная отделка обеспечивает защиту от атмосферных воздействий и сколов, но в то же время делает лампы менее прозрачными, чем лампы с пластиковым или лаковым покрытием.

Напыление включает нанесение шеллака или силикона на готовые лампы.Этому методу не хватает твердости керамического покрытия. Напыляемые лаки более прозрачны и, следовательно, используются, когда желательны блестки определенного оттенка.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.