Принцип роботи ламп розжарювання, їх пристрій і існуючі типи

Незважаючи на появу нових економних джерел світла, традиційні електричні лампи розжарювання не збираються поступатися своїми позиціями. Основна причина затребуваності цього освітлювального приладу - доступна вартість. Не кожен ще готовий викласти кілька сотень рублів за енергозберігаючий світильник.

Здавалося б, звична «лампочка Ілліча», але ж саме вона була протягом століття єдиним масовим електричним приладом, випуск яких був економічно вигідним. Застосовуються вони і зараз, практично жодна квартира або виробництво не обходяться без світильника, розрахованого на використання ламп розжарювання. Незважаючи на об'єктивні недоліки.

Трохи історії або де з'явилася перша лампочка

Своєю появою і поширенням електрична лампа розжарювання зобов'язана двом історичним особистостям - Олександру Лодигіна і Томасу Едісону.

Першим придумав і прорахував можливість нагріву електричних провідників для отримання світла український вчений Лодигін. Саме він винайшов і сконструював (в 1872 році) найпростішу (на сучасний погляд) лампочку розжарювання, яка представляла з себе вугільний електрод, поміщений в скляну колбу з безповітряним простором. Вакуум дозволяв запобігти швидке згоряння випромінює стрижня.

Лодигін згодом довів доцільність застосування в конструкції вольфраму, що відрізняється високою температурою плавлення. Завдяки цьому вольфрамова лампа володіла значною випромінює здатністю.

Едісон зміг розробити (1878 рік) найбільш дешеву конструкцію, що дозволяє отримувати світло, накалівая електричні провідники, поміщені в безповітряний простір. До речі, в перших зразках нитка розжарення була створена з японського бамбука. Вольфрамова спіраль розжарювання знайшла своє місце в конструкції тільки з подачі Лодигіна.

Основна заслуга Едісона в тому, що їм була винайдені та впроваджені технології дешевого масового виробництва, що застосовуються і до цього дня (з незначними змінами).

Пристрій лампи розжарювання - конструктивні особливості

Конструкція лампи розжарювання сучасного типу досить проста, і вона не особливо відрізняється від введеної в обіг ще Едісоном. Принаймні в частині конструктивних особливостей окремих елементів. У будь-який лампи розжарювання в пристрій входить:

• Тіло розжарення. Інтенсивність випромінювання лампи розжарювання залежить від температури розігріву джерела світла. До речі, до питання, що таке напруження. Це ступінь світіння розігрітого предмета. Чим вище температура нагріву, тим інтенсивніше світловий потік. Вольфрамова дріт (спіраль) з'явилася в конструкції саме завдяки здатності витримувати високу ступінь нагріву. Всі сучасні модифікації комплектуються саме вольфрамовими нитками. Потужність лампи розжарювання безпосередньо залежать від перетину і довжини тіла розжарення.
• Скляна герметична колба, що дозволяє створити оптимальну атмосферу для нагріву спіралі. Різні типи ламп розжарювання відрізняються тим, який газ закачаний в колбу. У стандартних моделях підтримується вакуум, але існує безліч модифікацій, заснованих на застосуванні газів галогенною групи. Саме від властивостей використовуваної суміші залежить спектр світлового потоку лампи розжарювання.
• Підключення до електричної мережі здійснюється за допомогою металевого різьбового цоколя. Вітчизняні стандарти передбачають застосування цоколів типу Е14 / 27/40. У США або Канаді працює повсюдно лампа обладнана цоколем Е12 / 17/26/39. А ось в Британії набула поширення безрізьбова конструкція з фіксаторами. Тип цоколя відрізняється діаметром і довжиною, тому не варто упускати цей момент при виборі лампи.

Як бачите, все влаштовано досить просто. Саме тому творець масової лампочки (Едісон) зупинився на подібної конструкції.

Принцип роботи лампи розжарювання - чому вона горить

Кілька слів про те, як працює лампа розжарювання. Принцип дії заснований на здатності розігрітого до певних температур тіла випромінювати хвилі у видимому діапазоні. Щоб забезпечити видимість випромінюваного спектра людським оком, спіраль необхідно розігріти до температури, більшої, ніж 570 0 С. Така температура нагріву вважається мінімально допустимої.

Від того, наскільки велика температура нагріву, залежать кольору видимого спектру випромінювання. Стандартні лампи розжарювання 60 Вт світять жовтим кольором, що дещо відрізняється від природного освітлення, але цілком прийнятно для людини.

Як бачите, основний елемент, за рахунок якого функціонує лампа розжарювання, це вольфрамова спіраль. Саме температура нагріву впливає на те, наскільки яскраво лампа буде світити. Все інше, з чого складається виріб, виконує допоміжну функцію, забезпечують оптимальні умови для світіння і довговічність.

Колірна температура ламп розжарювання та інші характеристики

Серед основних характеристик лампи розжарювання виділяють:

• Потужність - кількість споживаної при роботі електроенергії. Найчастіше в побуті застосовують пристрої на 100 або 60 Вт. Від даного показника залежить сфера застосування ламп. Для вуличного освітлення або прожекторів використовують модифікації на 1 кВт і більше.
• Одна з головних характеристик лампи розжарювання, світловий потік, але на нього мало хто звертає увагу. Ця величина вимірюється в люменах (Лм) і визначає світлову потужність в потоці, створюваному светотехническим приладом. Залежно від споживаної потужності цей параметр варіюється в межах 20-8400 Лм.
• Світлова віддача - відношення світлового потоку до спожитої електроенергії (Лм / Вт). Від того, скільки потрібно енергії для отримання світлового потоку, залежить ефективність освітлювального приладу. У звичайній лампі розжарювання чітко простежується наступна тенденція - чим більше потужність вироби, тим більше показник світлової віддачі. Для лампи 25 Вт він становить 8 Лм / Вт, а для 200 Вт вже 13 Лм / Вт. Як бачите, зростання практично дворазовий.

Саме ці показники визначають ефективність роботи будь-якої лампи розжарювання (ЛН).

Класифікація ламп розжарювання

Деякі відмінності в конструкції дозволяють виділити наступні основні типи ламп, що застосовуються в різних сферах.

• У побуті найчастіше можна зустріти лампи звичайного призначення (ЛОН). Стандартне будова, середні характеристики. Основний плюс в лампі розжарювання цього типу, це мінімальна ціна. Працюють від мережі 220 або 127 В, доступний великий вибір по потужності. Такий освітлювальний прилад можна побачити і на різних фото періоду середини минулого століття.
• Для прожекторів використовують спеціальні модифікації, що відрізняються довжиною і щільністю намотування вольфрамової спіралі. Це дозволяє забезпечити більшу потужність і отримується світловий потік. У продажу можна без проблем знайти вироби потужністю до 10 000 Вт, світловий потік у них відповідний.
• Дзеркальні лампи відрізняються нанесенням на частину колби светоотражающего шару на основі алюмінію. Це дозволяє отримати потік з різною КСС (кривої сили світла). Виробники пропонують прилади серій ЗК, ЗС і ЗШ (концентрований, середній і широкий потік відповідно).
• Галогенні лампи характеризуються більш високою колірною температурою. Це стало можливим завдяки заміни вакууму в колбі на суміш газоподібних галогенів. Залежно від того, які гази входять до складу суміші, відрізняються і світлотехнічні характеристики приладів. Основним плюсом ламп цього типу можна вважати те, що термін служби збільшено вдвічі.

Переваги та недоліки ламп розжарювання

Як і будь-яке інше світлотехнічне виріб, традиційна лампочка має свої плюси і мінуси. Щоб зрозуміти, чому останнім часом йде компанія по витісненню її з ринку, варто проаналізувати недоліки і переваги цього освітлювального приладу.

1. Доступна вартість і нескладна технологія масового виробництва.
2. Можливість випуску виробів з невеликими габаритними розмірами при значній потужності.
3. Відсутність інертності при включенні, саме такі лампи запалюються моментально.
4. Можливість експлуатації в будь-яких кліматичних умовах.
5. Значний асортимент за потужністю.

1. Низька ефективність, обумовлена ​​високим енергоспоживанням. Не більше 5-10% електроенергії перетвориться в світлове випромінювання.
2. Висока температура нагріву поверхні колби, яка обумовить пожежонебезпека.
3. Спектр випромінювання, істотно відрізняється від природного світла.
4. Значна яскравість, здатне завдати шкоди органам зору.
5. Середній термін служби розжарювання не перевищує 1 тисячі годин (для виробів в стандартному виконанні).

На ринку вже давно стали з'являтися освітлювальні прилади енергозберігаючого класу, яким лампи розжарювання не можуть скласти конкуренцію. Саме висока споживана потужність привела до того, що вигода від дешевизни виробництва вже не перекриває збитків від надмірних витрат електроенергії. Крім того, енергозберігаючі лампи можуть мати різні параметри кольоровості, вони забезпечують сприятливий спектр випромінювання для різних умов. А найголовніше, служать на порядок довше.

Саме з цих причин застосування ламп розжарювання вже обмежується навіть на законодавчому рівні. Яку з ламп вибирати, вирішувати вам. Але можна з упевненістю стверджувати одне. Завдяки своїй дешевизні, традиційні лампи розжарювання будуть затребувані ще не один десяток років. Доступною за вартістю альтернативи на поточний момент не існує.

(Поки оцінок немає)