Устройство
Лампы Эдисона могут быть нескольких видов:
- Обычные осветительные приборы, которые имеют общее назначение. В большинстве случаев применяются для создания дизайна интерьера в стиле «ретро».
- Лампы Эдисона нашли широкое применение при использовании в прожекторах для обеспечения мощного освещения, действующего набольших расстояниях. Их подразделяют на маячные, общего назначения и кинопроекционные.
- В зеркальных вариантов часть внутренней стороны колбы покрыта светоотражающим материалом, а другая — матовым. Это позволяет усилить свет в нужном направлении. Такой слой делают с использованием алюминия.
- В галогенных лампах имеется газ из соединений йода или брома. Он увеличивает время существования вольфрамовой нити за счет того, что в небольшой степени препятствует испарению молекул вещества. Такие осветительные устройства имеют более длительный срок службы по сравнению с обычными лампами накаливания.
Настольная лампаВажно! Светодиодные не являются лампами накаливания. В них вместо вольфрамовой нити используются светящиеся полупроводники. Такие устройства обладают многими преимуществами: длительным сроком службы, высоким качеством освещения
Однако они оформлены в стиле лампочек Эдисона
Такие устройства обладают многими преимуществами: длительным сроком службы, высоким качеством освещения. Однако они оформлены в стиле лампочек Эдисона.
Может использоваться более одной нити накаливания. Существуют модели, в которых применяется 20 штук.
Спиралевидная нить накаливания
Колба
Выпускаются колбы различных форм и размеров. Часто используются в виде груши, шара или трубки. Диаметр колбы может соответствовать обычным лампочкам накаливания или достигать 24-28 сантиметров.
Оформление бара с помощью ламп Эдисона
Применяются не только прозрачные, но и окрашенные стекла. Может использоваться желтый янтарный оттенок, существуют экземпляры с золотистыми или серебристыми нотками окраса. Выбор колбы существенно влияет на декоративные качества устройства. Некоторые используют такие лампы без абажуров потому что они сохраняют свои декоративные свойства и в таком случае.
Винтажное стекло является очень хрупким. Не разрешается выкручивать лампочку в то время, когда она включена. В этом случае имеется высокий риск того, что тонкое стекло колбы лопнет.
Газовая среда
Для наполнения колбы используется один из инертных газов. Чаще всего для этой цели применяется аргон. При работе вольфрамовой нити инертный газ способствует торможению химических реакций, продлевая срок службы светильника.
Лампы с необычными колбами
Тело накала
Одной из важных особенностей ламп edison является использование нитей накала различных форм. Наиболее известными являются следующие:
- елочка;
- беличья клетка;
- в виде шпильки;
- листообразная;
- в виде петли;
- спиралеобразная.
Иногда применяются также другие формы нитей. Тело накала также характеризуется классом и количеством входящих в состав нитей.
Люстра с цилиндрическими лампами
Электротехнические параметры
Лампа Эдисона имеет следующие эксплуатационные характеристики
- Работает от обычной сети переменного тока, вкоторой имеется напряжение 220 В.
- Срок эксплуатации, всреднем, составляет 3000-3500 часов работы.
- Характеризуется цветовой температурой 2700К. Она соответствует теплым оттенкам белого или желтого цвета.
- Существуют лампочки различной мощности в диапазоне от25 до 100 Ватт.
- Лампочки используют популярный цоколь E27, а также E14 иB22.
- Выпускается с колбами, имеющими различные формы: в виде груши, шарика или трубки.
Вам это будет интересно Особенности энергосберегающих ламп
В лампочках могут применяться различные формы, в которых сделана вольфрамовая нить.
Цоколь
Для того, чтобы использовать такую лампочку, должен иметься цоколь, в который ее можно вставить. Наиболее распространенным вариантом является E27 — стандартный патрон. Однако эта лампа выпускается также в других вариантах: для E14 или B22.
Оригинальная настольная лампа
Разновидности ламп накаливания
Классифицируются лампы накаливания исходя из их конструкционных особенностей и сферы применения.
Общего и местного назначения – самая многочисленная группа. Лампы общего вида используются при организации основного освещения бытовых, промышленных и общественных помещений. Основным отличием устройств местного назначения является пониженное напряжения источника питания. Поэтому чаще всего их используют в переносных светильниках, для освещения рабочего места и т. д.;
Декоративные отличаются разнообразием размеров, форм и расположением спирали. Такие лампы накаливания обрели популярность в последнее время благодаря неординарному внешнему виду. Чаще всего их используют в дизайн-проектах в качестве декоративного элемента.
Иллюминационные виды ламп накаливания отличаются небольшим рабочим напряжением. Как правило, у них цветная колба, окрашенная изнутри (реже снаружи) неорганическим пигментом. Палитра красок самая разнообразная и зависит от цели использования. Чаще всего применяются в иллюминационных устройствах. Но эффективная цветопередача сохраняется недолго – под воздействием высокой температуры пигмент «выгорает» и теряет первоначальную яркость.
Иллюминационная лампа накаливания.
Сигнальные постепенно становятся историей. Все чаще их заменяют светодиодные элементы. Разрабатывался этот вид ламп накаливания для разнообразных светосигнальных устройств.
Сигнальная лампа.
Зеркальные имеют колбу своеобразной формы. Ее разрабатывали с таким расчетом, чтобы световой поток имел определенную направленность. Препятствует рассеиванию и способствует фокусировке специальное алюминиевое покрытие. Оно наносится изнутри, оставляя не закрашенным определенный участок колбы (как правило верхний), через который и будет выходить луч света. Используется в местах где необходимо организовать направленное освещение.
Лампf накаливания зеркальные (ЗК).
Транспортные лампы используются в самых разнообразных ТС. Их конструкция и технические характеристики соответствуют условиям эксплуатации. Такие осветительные элементы отличаются повышенной прочностью и вибрационной устойчивостью. Устройство цоколя позволяет быстро сменить вышедшую из строя лампу на новую. Рассчитаны на работу от электросети транспортного средства. Основные виды таких элементов используются в осветительных приборах авто- и мототранспорта, на тракторной технике, самолетах и вертолетах, на морских и речных судах.
Отдельно в этой категории стоят двухнитевые лампы накаливания. В них имеются две спирали, что позволяет в некоторых ситуациях использовать вместо двух один элемент освещения. Например, фары автомобиля (переключение с ближнего на дальний или с габаритов на стоп-сигналы), ж/д светофоры и т. д.
Лампа накаливания, 12V, 21/5W, BAY15d, МАЯК, 61215, двухнитевая с большим цоколем.
Отдельную группу составляют галогенные лампы накаливания. Использование галогенов позволило значительно уменьшить габариты конструкции при повышении светоотдачи. По этой технологии изготавливаются элементы для общего освещения, инфракрасных облучателей, кино- и телеоборудования, прожекторов и пр.
2.2. Лампы накаливания Томского электролампового завода
2.2.1. Лампы общего назначения
Лампы предназначаются для светильников внутреннего и наружного освещения в сетях переменного тока с номинальным напряжением 220 В частотой 50 Гц.
Рисунок | Тип лампы | Напряжение, В | Мощность, Вт | Световой поток, лм | Срок службы, ч | Тип цоколя |
Рис. 5, а | Б 230-240-100-1 | 235 | 100 | 1360 | 1000 | B22d* |
Б 230-240-100-1 | 235 | 100 | 1360 | 1000 | E27 | |
Рис. 5, б | Б 230-240-150* | 235 | 150 | 2065 | 1000 | B22d |
Б 230-240-150* | 235 | 150 | 2065 | 1000 | E27 | |
Рис. 5, в | Б 230-240-40-5 | 235 | 40 | 400 | 1000 | E27 |
Б 230-240-40-5 | 235 | 40 | 400 | 1000 | B22d* | |
Рис. 5, а | Б 230-240-60-1 | 235 | 60 | 710 | 1000 | B22d |
Б 230-240-60-1 | 235 | 60 | 710 | 1000 | E27 | |
Б 230-240-60-7 | 235 | 60 | 710 | 1000 | E27 | |
Б 230-240-60-7 | 235 | 60 | 710 | 1000 | B22d | |
Б 230-240-75-1 | 235 | 75 | 940 | 1000 | B22d* | |
Б 230-240-75-1 | 235 | 75 | 940 | 1000 | E27 | |
Рис. 5, б | Г 230-240-200-1 | 235 | 200 | 2910 | 1000 | E27 |
Г 230-240-200-1 | 235 | 200 | 2910 | 1000 | B22d* | |
Рис. 5, а | РН 230-240-100 | 235 | 100 | 1200 | 1000 | B22d* |
РН 230-240-100 | 235 | 100 | 1200 | 1000 | E27 | |
Примечание. * — исполнение по заказу. |
2.2.2. Лампы общего назначения низковольтные
Лампы предназначаются для освещения в шахтах, электростанциях, трамваях, судах и т.д.
Рисунок | Тип лампы | Напряжение, В | Мощность, Вт | Световой поток, лм | Срок службы, ч | Тип цоколя |
Рис. 5, г | Б 125-135-100 | 130 | 100 | 1540 | 1000 | E27 |
Рис. 5, д | Г 125-135-200 | 130 | 200 | 3350 | 1000 | E27 |
Рис. 5, г | РН 125-135-60* | 130 | 60 | E27 | ||
Примечание. * — исполнение по заказу. |
2.2.3. Лампы общего назначения в декоративной колбе
Лампы предназначаются для освещения и декоративной подсветки помещений. Д — декоративная колба. С — свечеобразная. МТ — матированная. В — витая. З — зеркальная.
Рисунок | Тип лампы | Напряжение, В | Мощность, Вт | Световой поток, лм | Срок службы, ч | Тип цоколя |
Рис. 5, е | ДВ 235-245-40 | 240 | 40 | 395 | 1000 | E14 |
ДВ 235-245-60 | 240 | 60 | 670 | 1000 | E14 | |
Рис. 5, ж | ДС 215-225-15-1 | 220 | 15 | 90 | 1000 | E14 |
Рис. 5, р | ДС 235-245-40-1* | 240 | 40 | 395 | 1000 | E14 |
ДС 235-245-60-1 | 240 | 60 | 670 | 1000 | E14 | |
Рис. 5, ж | ДСМТ 215-225-15-1 | 220 | 15 | 80 | 1000 | E14 |
ДСМТ 220-230-15-1 | 225 | 15 | 80 | 1000 | E14 | |
Рис. 5, з | РН 220-230-30* | 225 | 30 | 240 | 1000 | E14 |
РНЗ 220-230-30 | 225 | 30 | 180 | 1000 | E14 | |
Примечание. * — исполнение по заказу. |
2.2.4. Лампы для светильников местного освещения
Лампы предназначены для освещения рабочих мест в производственных помещениях, помещений с повышенной влажностью (погребов, гаражей, строительных площадок и т.д.) МО — местного освещения.
Возможна замена цоколя на B22d/25.
Рисунок | Тип лампы | Напряжение, В | Мощность, Вт | Световой поток, лм | Срок службы, час | Тип цоколя |
Рис. 5, и | МО 12-25 | 12 | 25 | 380 | 1000 | E27 |
МО 12-25-1 | 12 | 25 | 380 | 1000 | E27 | |
МО 12-40 | 12 | 40 | 620 | 1000 | E27 | |
МО 12-40-1 | 12 | 40 | 620 | 1000 | E27 | |
МО 24-40 | 24 | 40 | 580 | 1000 | E27 | |
Рис. 5, к | МО 24-40-1 | 24 | 40 | 580 | 1000 | E27 |
Рис. 5, и | МО 24-60 | 24 | 60 | 980 | 1000 | E27 |
Рис. 5, к | МО 24-60-1 | 24 | 60 | 980 | 1000 | E27 |
Рис. 5, и | МО 36-25 | 36 | 25 | 300 | 1000 | E27 |
МО 36-25-1 | 36 | 25 | 300 | 1000 | E27 | |
МО 36-40 | 36 | 40 | 580 | 1000 | E27 | |
МО 36-40-2 | 36 | 40 | 580 | 1000 | E27 | |
МО 36-60 | 36 | 60 | 950 | 1000 | E27 | |
МО 36-60-1 | 36 | 60 | 950 | 1000 | E27 |
2.2.5. Лампы для швейных машин и холодильников
Лампы предназначены для освещения швейных машин, холодильников и других приборов на напряжение 220 В.
РН — различного назначения. Лампы модификации -2, -3 обладают повышенной стойкостью к воздействию вибраций и ударов.
Рисунок | Тип лампы | Напряжение, В | Мощность, Вт | Световой поток, лм | Срок службы, ч | Тип цоколя |
Рис. 5, л | РН 215-225-15-1 | 220 | 15 | 90 | 1000 | B15d |
РН 215-225-15-1 | 220 | 15 | 90 | 1000 | E14 | |
РН 215-225-15-2 | 220 | 15 | 90 | 1000 | B15d | |
РН 215-225-15-2 | 220 | 15 | 90 | 1000 | E14 | |
РН 215-225-15-3 | 220 | 15 | 90 | 1000 | B15d | |
РН 215-225-15-3 | 220 | 15 | 90 | 1000 | E14 | |
РН 235-245-15-2 | 240 | 15 | 90 | 1000 | B15d | |
РН 235-245-15-2 | 240 | 15 | 90 | 1000 | E14 |
2.2.6. Лампы в цилиндрических колбах
Лампы предназначены для освещения в пультах управления и сигнализации, различных устройствах и приборах, а также для освещения жилых помещений.
Ц — цилиндрические колбы.
Рисунок | Тип лампы | Напряжение, В | Мощность, Вт | Световой поток, лм | Срок службы, ч | Тип цоколя |
Рис. 5, м | Ц 110-4 | 110 | 4 | 10 | 1000 | E14 |
Ц 110-4 | 110 | 4 | 10 | 1000 | B15s | |
Ц 110-4 | 110 | 4 | 10 | 1000 | B15d | |
Ц 125-135-15 | 130 | 15 | 105 | 1000 | B15d | |
Ц 125-135-15 | 130 | 15 | 105 | 1000 | B15s | |
Ц 125-135-15 | 130 | 15 | 105 | 1000 | E14 | |
Рис. 5, н | Ц 125-135-15-1 | 130 | 15 | 105 | 1000 | B22d |
Ц 125-135-15-1 | 130 | 15 | 105 | 1000 | E 27 | |
Рис. 5, о | Ц 220-230-15 | 225 | 15 | 90 | 1000 | B15d |
Ц 220-230-15 | 225 | 15 | 90 | 1000 | E14 | |
Рис. 5, н | Ц 220-230-15-1 | 225 | 15 | 90 | 1000 | E27 |
Ц 220-230-15-1 | 225 | 15 | 90 | 1000 | B22d | |
Рис. 5, о | Ц 220-230-25 | 225 | 25 | 190 | 1000 | E14 |
Ц 220-230-25 | 225 | 25 | 190 | 1000 | B15d | |
Рис. 5, н | Ц 220-230-25-1 | 225 | 25 | 190 | 1000 | B22d |
Ц 220-230-25-1 | 225 | 25 | 190 | 1000 | E27 | |
Рис. 5, о | Ц 235-245-10 | 240 | 10 | 52 | 1000 | B15d |
Ц 235-245-10 | 240 | 10 | 52 | 1000 | E14 | |
Ц 235-245-10-1 | 240 | 10 | 52 | 1000 | B22d | |
Ц 235-245-10-1 | 240 | 10 | 52 | 1000 | E27 | |
Рис. 5, п | Ц 60-10 | 60 | 10 | 65 | 1100 | B15d |
Ц 60-10 | 60 | 10 | 65 | 1100 | E14 |
Рис. 5. Форма и размер ламп накаливания Томского электролампового завода
Ретро лампы Эдисона
Особый вид ламп – ретро лампы Эдисона. Они создают необычную атмосферу своим мягким желтоватым светом, который повторяет созерцание огня или закатного солнца.
Такой свет образуется благодаря растянутым в форму решетки или спирали нитям накала. С лампами Эдисона глаза не устают даже при длительном пребывании в помещении.
Появившиеся совсем недавно светодиоды с ультра теплым излучением позволили дизайнерам предложить рынку светодиодные ретро-лампы. По спектру излучения они очень близки к классическим ретро-лампам.
При правильном обращении ретро лампы служат до 4-5 тысяч часов, что в 4-5 раз дольше обычной лампы.
Откуда берется и куда расходуется тепловая энергия
Подобно большинству известных осветительных приборов, у светодиодных аналогов коэффициент преобразования энергии в полезную излучаемую мощность меньше 100 процентов – колеблется в пределах 30-40%. Причины этому скрыты в особенностях устройства и функционирования излучающих элементов этого класса. Чтобы разобраться, куда расходуется подавляющая часть энергии, следует ознакомиться с тонкостями происходящих внутри светодиодов преобразовательных процессов.
В основу их работы заложены физические принципы, сильно отличающиеся от тех процессов, что наблюдаются в люминесцентных или обычных лампах накаливания. LED лампочки не нагреваются в прямом смысле этого слова. Они не рассеивают тепловую энергию в окружающее пространство, так как расходуют ее на подогрев внутреннего кристалла излучателя.
Если целенаправленно не отводить тепло от полупроводникового перехода, кристалл элемента в определенных условиях рискует перегреться, а затем полностью выгореть. Поэтому приборы, входящие в состав мощных светодиодных изделий, нуждаются в специальном отводе тепла. Конструкцией LED светильников с размещенными в них отдельными лампочками предусматривается специальная подложка, выполняющая эту функцию. Такой прием позволяет с высокой степенью вероятности сохранить светодиоды в целостности и продлить время их службы.
Применяемые в лампах накаливания материалы
При изготовлении ламп накаливания используются разные материалы. Регулируется производство соответствующими статьями ГОСТа, в которых прописаны все необходимые требования – от размеров, до требований безопасности.
Металлы
В лампе накаливания присутствуют металлические детали – спираль и держатели. Нить накаливания чаще всего производят из вольфрама – тугоплавкого металла с температурой плавления до 3400°С. Значительно реже для спирали используют осмий и рений. При включении в сеть температура нити накала достигает 2000-2800°С. Ножки должны выдерживать высокую температуру и иметь низкий показатель теплового расширения, поэтому их делают из молибдена, который соответствует выдвигаемым требованиям.
Вводы
В этом осветительном элементе металлическими так же будут и контакты, по которым ток из сети будет передаваться на рабочую зону. Одним контактом выступает алюминиевый цоколь, к которому изнутри крепится проволока, выходящая к электроду (чаще всего, никелевому). Второй контакт располагается на донышке цоколя и отделяется от основного корпуса изолятором.
Стекла
В лампе накаливания колба производится из обычного прозрачного стекла. Встречаются виды из матового стекла, которое рассеивает свет, делая его мягче. Бывают особые модели в цветных колбах или с зеркальным напылением.
Газы
Для предотвращения образования окиси и сгорания вольфрама колбу лампы наполняют инертным (химически неактивным) газом – аргон, ксенон, криптон или азот. Бывают вакуумные виды. Кроме относительного повышения срока службы, подобные модели имеют минимальную теплоотдачу.
Типы колб лампочек.
Газоразрядные
В газоразрядных лампах свет образуется в следствии электрического разряда в газовой среде. Независимо от вида все эти лампы отличаются высокой производительностью при низком потреблении электроэнергии.
Ртутные
Ртутные лампы отличаются компактными размерами, низкой цветностью и мощным потоком света. Это качество определяет основную сферу применения – промышленные объекты, парковки, улицы, пешеходные зоны. Технически эти осветительные приборы устарели, поэтому в современных системах практически не используются.
Преимущества ртутных ламп:
- высокая надежность;
- низкие затраты на установку и обслуживание;
- не требуется пускорегулирующее оборудование;
- низкое потребление электроэнергии;
- длительный срок эксплуатации.
Различие ламп освещения по контактной группе
В большинстве государств существуют определенные стандарты, которые относятся к устройству осветительных приборов. Везде они были разными, поэтому сегодня можно встретить множество разновидностей ламповых цоколей.
- Тип «E» — цоколь Эдисона. Самый привычный и распространенный тип подсоединения ламп к патрону. Он распространен в России, и используется повсеместно. Существует всего 10 его типоразмеров, но в принятые в РФ стандарты — это Е14, Е27. Е5 часто встречается в иностранной бытовой технике, а Е10 в подсветке холодильников, духовых шкафов и другого кухонного оборудования. В США стандартом являются Е17, Е26 и Е39.
- Тип «B» — байонетный цоколь. Штифтовое соединение происходит путем вставки лампы и её поворота. Используется в автомобилестроении.
- Тип «G» — двухштыковый разъем. Вместо резьбы цоколь имеет вид двух штыков, которые вставляются в специальный патрон.
- Тип «F» — одноштыковый разъем. Иногда встречается на галогеновых и люминесцентных лампах.
- Тип «R» — с утопленным контактом. Имеет два подпружиненных выступа, которые фиксируют лампу в патроне.
- Тип «S» — софитный цоколь. Такой цоколь располагается с двух сторон лампы. Называется он так потому, что такие осветительные приборы часто использовались в освещении ванных комнат, зеркал или сцены.
- Тип «K» — проводное соединение. Кабельное подключение используется при освещении крупных объектов в сочетании с газоразрядными лампами высокого давления.
- Тип «H» — цоколь для ксеноновых ламп. Применяется в отрасли автомобилестроения. Позволяет с точностью разместить осветительный прибор.
- Тип «P» — фланцевый цоколь. Также применяется в автомобильной промышленности. Позволяет создать чёткую фокусировку источника света.
- Тип «T» — телефонный формат. Такой способ соединения встречается в распределительных щитах и пультах управления.
Срок годности
Срок службы изделия зависит от его качества. ЛН нужно хранить в картонной коробке. Это нужно для того, чтобы случайно не разбить ее или чтобы она не дала незаметную трещину, которая испортит всю работу. Из-за такой трещины газ будет испаряться, в итоге после того, как лампочка будет вкручена в плафон, она поработает не больше 2-3 часов. Нужно соблюдать правила безопасности при вкручивании лампы в плафон. Нельзя допускать детей к этому процессу, а также желательно полностью выключать подачу электричества в помещении.
Обратите внимание! Использованные лампочки необходимо правильно утилизироваться, выкидывать вместе с пищевыми отходами их не разрешается. В каждом городе есть специальные баки, для таких отходов
Если соблюдать все правила хранения и использования, то лампа прослужит максимально долго, без дефектов.
Винтажная лампа Эдисона
Галогенные лампы
Галогенная лампа с обычным цоколем
Галогенные лампы мало чем отличаются от ламп накаливания, принцип работы тот же. Единственная разница между ними — это газовый состав в баллоне. В данных лампах к инертному газу примешивают йод или бром. В результате становится возможным повышение температуры нити накаливания и уменьшение испарения вольфрама.
Лампа ко встроенному светильнику
Именно поэтому галогенные лампы можно делать более компактными, а срок их службы повышается в 2–3 раза. Однако температура нагревания стекла повышается весьма значительно, поэтому галогенные лампы делают из кварцевого материала. Они не терпят загрязнений на колбе. Прикасаться незащищенной рукой к баллону нельзя — лампа перегорит очень быстро.
Линейные галогенные лампы используются в переносных или стационарных прожекторах. В них часто бывают датчики движения. Такие лампы используют в гипсокартонных конструкциях.
Галогенные компактные зеркальные лампы с цоколем G4
Компактные осветительные устройства имеют зеркальное покрытие.
К минусам галогенных ламп можно отнести чувствительность к перепадам напряжения. Если оно «играет», лучше приобрести специальный трансформатор, выравнивающий силу тока.
Прожектор
Преимущества и недостатки ламп накаливания перед другими искусственными источниками света
Для освещения создана масса различных осветительных приборов. Многие из них изобретены в последние 20 – 30 лет с применением высоких технологий, но обычная лампа накаливания всё равно имеет ряд преимуществ или совокупность характеристик, которые являются более оптимальными при практичном использовании:
- Дешевизна при производстве.
- Нечувствительность к перепадам напряжения.
- Быстрое зажигание.
- Отсутствие мерцания. Этот фактор очень актуален при использовании переменного тока частотой 50 гц.
- Наличие возможности регулировки яркости источника света.
- Постоянный спектр светового излучения, близкий к естественному.
- Резкость теней, как при солнечном освещении. Что тоже является привычным для человека.
- Возможность эксплуатации в условиях высоких и низких температур.
- Возможность производства ламп различной мощности (от нескольких Вт до нескольких кВт) и рассчитанных на различное напряжение (от нескольких Вольт до нескольких кВ).
- Несложная утилизация в виду отсутствия токсичных веществ.
- Возможность использования любого вида тока с любой полярностью.
- Эксплуатация без дополнительных пусковых устройств.
- Бесшумность работы.
- Не создаёт радиопомех.
Наряду с таким большим перечнем положительных факторов, лампы накаливания обладают и рядом существенных недостатков:
- Главный отрицательный фактор – это очень низкий КПД. Он достигает у лампы мощностью 100 Вт лишь 15 %, у прибора 60 Вт этот показатель составляет только 5 %. Одним из способов повышения КПД является повышение температуры накала, но при этом резко уменьшается срок службы вольфрамовой спирали.
- Короткий срок службы.
- Высокая температура поверхности колбы, которая может достигать у 100-Ваттной лампы 300°С. Это представляет угрозу для жизни и здоровья живых существ, и представляет пожарную опасность.
- Чувствительность к встряске и вибрации.
- Использование термостойкой арматуры и изоляции токоподводящих проводов.
- Высокое энергопотребление (в 5 -10 раз больше номинального) во время запуска.
Характеристики
Лампы накала обладают такими характеристиками:
Принцип действия
Суть работы всех ЛН в использовании принципа нагревания вещества при прохождении сквозь него тока. В этом случае повышается температура нити накала после замыкания электрической цепи. Как результат запускается эффект электромагнитного теплового излучения. Чтобы оно стало видимым для человека, температура нагревания должна превышать 570 ⁰C – это начало красного свечения.
Внутри лампы нить накаливания разогревается до 2000–2800 ⁰С. При разогревании до такой температуры на воздухе вольфрам превращается в оксид – на нем образуется белый налет, поэтому внутрь колбы закачиваются нейтральные газы. На заре развития данной технологи освещения в лампочке создавался вакуум, сейчас это практикуют только для изделий минимальной мощности. При закручивании в патрон цоколя лампы и замыкании цепи запускается процесс накаливания нити, и она дает свет.
Конструкция
Устройство всех ЛН схоже, в них содержаться:
- Рабочая часть – нить из вольфрамовой проволоки, свернутая в спираль. Удельное сопротивление этого металла в 3 раза больше, чем у меди. Вольфрам используется, потому что он тугоплавкий и можно максимально уменьшить сечение нити. За счет этого повышается электрическое сопротивление. Питание спираль получает от электродов.
- Спираль удерживают элементы из молибдена. Он также тугоплавкий, имеет низкий коэффициент теплового расширения.
- Колба из стекла. Внутри ее инертный газ, что не дает сгореть нити накала. Именно поэтому такие лампы не вакуумные, именно газ создает давление внутри колбы.
- Электроды соединяются с контактными элементами цоколя с помощью медных проводников.
- Цоколь. Такой элемент есть во всех рассматриваемых лампочках, за исключением специальных автомобильных. Резьба на цоколе и его размер могут быть различными.
Цоколь
Самые привычные для нас лампочки с резьбовым цоколем, размеры их стандартизированы. Для моделей, что используются в бытовых условиях, востребованы Е 14, Е 27 и Е 40. Реже используются для таких источников света без резьбы, но они распространены в автомобильном деле.
Интересно! В Америке и Канаде используются другие стандарты цоколей по причине иного напряжения в сети. Для них привычные размеры резьбы в мм: 12, 17, 26 и 39. При отражении размера цоколя на лампочке перед цифрами стоит так же как и у нас литера Е.
Маркировка
Разобраться в маркировке ламп накаливания несложно, основные обозначения, которые можно встретить:
- Специфика конструкции и свойства. «Б» указывает на аргоновую биспиральную ЛН, «В» – на содержание внутри вакуума, «Г» – на то, что в лампу закачан газ, «БК» – биспиральная криптоновая, «МЛ» – молочный цвет колбы, «МТ» – матовая, «О» – опаловая.
- О назначении лампочки расскажет вторая часть маркировки. «Ж» – железнодорожная, «КМ» – коммутационная, «СМ» – для самолетов, «А» – для автомобилей, «ПЖ» – лампа высокой мощности для использования в прожекторах.
- Форму обозначают так: «А» – абажур, «Д» – декоративная, «В» – витая.
- Первые цифры – это номинальное напряжение.
Коэффициент полезного действия и долговечность
Существенные недостатки таких ламп – это небольшой срок эксплуатации и низкий коэффициент полезного действия. Под КПД подразумевается соотношение мощности и заметного человеку излучения. Как помним, нить разогревается до 2700 К, в этом случае ее КПД около 5%. Вся остальная энергия, которая, кстати, в полном объеме превращается в излучение, припадает на инфракрасный спектр, который невидим для человека. Мы воспринимаем его как тепло.
Теоретические повысить КПД до 20% можно, для этого следует увеличить температуру нити накала до 3400 К, получаемый свет в этом случае будет в 2 раза ярче, правда, срок эксплуатации уменьшается на 95%.
Если мощность снижать, то период эксплуатации ламп накаливания может увеличиваться в 5 и более раз. Уменьшение напряжения при этом снижает КПД, но использовать лампочку получиться в 1000 раз дольше. Этот эффект используется при создании надежного дежурного освещения. Конечно, это возможно, только если нет критических требований к освещенности.
Виды ламп и их функциональное назначение
Существует много ламп накаливания, классификация их происходит по функциональному назначению и конструкционным особенностям.
Общего, местного предназначения
Вплоть до 1970 года их называли нормально-осветительными. Эта группа является самой массовой среди обычных ЛН. Ранее успешно использовались как для общего, так и для декоративного освещения дома, в офисах, других учреждениях. На данный момент во многих странах, в том числе в России, их выпуск ограничивается.
Что касается лампочек местного назначения, то они по конструкции такие же, как и общего, но рассчитаны они на пониженное рабочее напряжение. Использоваться могут в ручных переносных светильниках, для освещения станков, верстаков и т. д.
Декоративные
Основная их особенность – это фигурная колба, размеры ее могут быть очень разными, также как и расположение внутри нити накаливания. Подобные модели сегодня очень востребованы, но выполняют не так роль освещения, как декора, в особенности в винтажных или ретро дизайн-проектах. Внешний вид подобной лампы очень оригинален.
Иллюминационные
Колба у них окрашена в разные цвета, в зависимости от целевого использования. Удобны для оснащения иллюминационных установок. Краска в основном наносится на колбу внутри, для этого применяются неорганические пигменты. Значительно реже такие лампы красят снаружи. Мощность их небольшая, варьируется в пределах 10–25 Вт. Необходимый эффект они дают только первое время, далее цвет их меняется, теряет яркость.
Применялись в разных светосигнальных приборах. На данный момент из этой сферы их вытесняют светодиодные лампы.
Зеркальные
Колба такой лампы имеет специфическую форму, внутри она покрыта тонким слоем алюминия. За счет этого создается зеркальный эффект, также есть прозрачная часть. Основная задача таких ламп – распределение светового потока с целью сосредоточения в пределах определенной зоны. Удобно их использовать в витринах магазинов, в торговых залах. Именно такие лампы используются для обогрева новорожденных птенцов и других животных.
Транспортные
Эта группа очень обширная, используется в разных транспортных средствах, для фар или другой подсветки. Востребованы для:
- Автомобилей.
- Мотоциклов.
- Тракторов.
- Самолетов и вертолетов.
- Речных и морских судов.
Такие лампы имеют ряд особенностей, среди них:
- Высокая прочность.
- Стойкость к воздействию вибрации.
- Специальные цоколи, за счет чего удается быстро менять вышедшую из строя лампу.
- Они рассчитаны на питание от электрической сети ТС.
Двухнитевые
Это подтип специальной лампы накаливания, которые используются в:
- Автомобилях. Так, лампы для фар могут иметь 2 нити накала. Одна из них идет на ближний свет, вторая – на дальний. Аналогичная ситуация и для задних фонарей, только тут отдельные нити для габаритов и для стоп-сигналов.
- Самолетах. В отдельных моделях в посадочно-рулежной фаре.
- Ж/д светофорах. Тут двухнитевые лампы – это элемент безопасности и подстраховки, если перегорит одна, то вторая сможет продолжать подавать сигнал.