Лампи розжарювання - джерела світла, тепла. Зовні це скляну посудину, усередині якого вольфрамова спіраль. Сама порожнину в лампах розжарювання заповнена інертним газом. Він не дає металевих елементів окислюватися. При включенні електричний струм проводиться через спіраль, в результаті чого відбувається нагрівання і випромінювання видимого світла.
Сфера використання
До появи енергозберігаючих ламп, лампочки розжарювання використовувалися у виробничих областях, домашньому побуті тощо. Таке застосування обумовлювала простота монтажу і експлуатації. Але і зараз дані лампи можна побачити часто:
- Внутрішнє, зовнішнє освітлення кімнат, вулиць, офісів.
- Освітлення робочого місця.
- Автомобільні лампи розжарювання.
- У ліхтарики теж вкручується маленька лампочка даного виду.
- У громадському транспорті, поїздах і ін.
Характеристики
Для опису характеристики застосовуються назви показника і його значення.
Дані показники наведені в таблиці:
Найменування | показник |
Потужність, Вт | побутове застосування - 25-150Вт, інше - до 1000 |
Розжарювання нитки, градусів | до 2000-2800 |
Напруга, В | 220-330 |
Світлова віддача, Лм / 1Вт | 9-19 |
Розмір та маркування цоколя | Е 14, Е 27, Е 40 |
Тип цоколя | Різьбовій, штифтової |
Години роботи, годин | до 1000 |
Вага, г | 15 |
Заявлені години роботи виконуються при формуванні оптимальних умов роботи. Не допускаються часті включення, виключення.
Пристрій і схема
Пристрій лампочки розжарювання у всіх її видів практично однакове:
- Основна робоча деталь - вольфрамова спіраль. Володіє опором в три рази більше, ніж мідний матеріал. З нього досягається виплавка максимально тонких елементів. Електроди підтримують дану спіраль і переводять струм.
- Скляна колба. Вона заповнена інертним газом. Саме він не дає згоріти нитки і запобігає окисленню металевих елементів.
- Цокольна частина. Вона присутня у всіх видах, крім автомобільних. За цоколю нарізана різьба, її крок може відрізнятися у кожного виду.
Детальна схема складових відображена на малюнку:
Принцип дії
Принцип роботи лампи розжарювання полягає в нагріванні речовини, через який протікає струм. Речовиною виступає сама нитка розжарення, її температура наростає в момент замикання електричного кола. При цьому виникає результат електромагнітного термічного випускання. Видимим для ока воно стає при прогріванні понад 570 градусів, при цьому починається червоне свічення.
Нитка розжарювання нагрівається до 2800 градусів. В процесі прогрівання вольфрам перетворюється в оксид (білий поверхневий наліт), для цього і відбувається закачування в порожнину нейтральних газів. При монтажі лампочки (закручування її в патрон), замикається ланцюг і відбувається процес розігріву нитки, і відбувається подача світла.
Цоколь
Поширеними вважаються лампочки з маркуванням цоколя E14, E27, E40. Де цифра означає діаметр самого цоколя. Без різьбові елементи зустрічаються в автомобільних виробництвах.
Є країни, де іншу напругу в мережі і, відповідно, застосовуються лампочки з іншим діаметром цоколя - Е12, Е17, Е26, Е39.
Маркування
Перед покупкою треба вивчити маркування. Вона представлена літерним і цифровим поєднанням. Буквена маркування і значення представлені в таблиці:
буквена маркування | значення |
Б | біспіральні |
БО | Біспіральні з опалової колбою наповненою аргоном |
БК | Біспіральні, наповнення колби криптоном |
ДБ | Дифузна з матуванням всередині колби |
В | Вакуумна |
Г | газо наповнених |
Про | опалова колба |
М | молочна колба |
Ш | куляста |
З | дзеркальна |
МО | Для місцевого освітлення |
Цифри вказують на межі напруги, потужності.
Коефіцієнт корисної дії
У даних ламп низький ККД (коефіцієнт корисної дії). Він виражається співвідношенням потужності випромінюванням, помітним людині. При прогріванні нитки до 2700 К, ККД до 5 відсотків. Інша енергія витрачається на інфрачервоне випромінювання, яке не проглядається людським оком, тільки відчувається теплом. Якщо підвищувати ККД хоча б до 20 відсотків, необхідно збільшити прогрівання нитки до 3400 К.
Світло при цьому буде світити в два рази яскравіше, але термін служби лампи скоротиться на 95 відсотків. І навпаки, зниження напруги, збільшить період роботи у багато разів. Все це враховується при виробництві чергового освітлення, яке вимагає надійності.
Таблиця співвідношення люменів і ват в лампочці
Світловий потік вимірюється в люменах (Лм). У світлодіодах світлові потоки коливаються в залежності від виробника, його якості товару, напруги. Зразкове значення для одного Вт становить 80-150 Лм. У таблиці наведено співвідношення Лм і Вт для лампочок розжарювання по відношенню до світлодіодним лампі:
Світлодіодна лампа, Вт | Лампа розжарювання, Вт | Світловий потік, Лм |
4-5 | 40 | 400 |
8-10 | 60 | 700 |
10-12 | 75 | 900 |
13-15 | 100 | 1200 |
Види ламп і їх функціональне призначення
Вид лампи визначається по структурному призначенням, функціональним:
- Нормально-освітлювальні - найпоширеніший вид. Розрахований для загального освітлення і декоративного. Випуск цього виду обмежений.
- Декоративні - різного розміру, з фігурною скляною колбою. Зовнішній вигляд дуже незвичайний, гарний. Тому і застосування особливе, декоративне.
- Ілюмінацій - різнокольоровий зовнішній окрас. Тон наноситься на внутрішню частину скляної колби. Для забарвлення застосовані неорганічні пігменти. Дуже рідко зустрічається зовнішній окрас. За потужністю обмеження до 25 сб. Чим більше експлуатація, тим змінюється забарвлення і яскравість.
- Сигнальні - для підсвічування світлосигнальних приладів. Зараз на їх зміну прийшли світлодіодні лампи.
- Дзеркальні лампи розжарювання - своєрідної форми. Внутрішня скляна поверхня покрита шаром алюмінію. Це і надає дзеркальності виробу. Принцип роботи - світловий потік розподіляється і збирається в певній зоні. Застосування: торговельні зали, вітрини, інкубаторах (обігрів новонароджених пташенят).
- Транспортні. Сфера застосування: фари автомобіля, мотоцикла, трактора, підсвічування. Розрізняються міцністю, вібраційної міцністю.
- Двухнитьові. Чи можливо застосувати для фар авто. Одна нитка для ближнього освітлення, інша для далекого. Також застосовується в місцях, де потрібне постійне освітлення, при перегорання однієї нитки, працює друга.
Переваги і недоліки
Лампи розжарювання мають власні достоїнствами і недоліками.
- Легкість виготовлення. Тому ціна на них відповідна.
- Легкість застосування. Не потрібно установка додаткових елементів при включенні в мережу. Часто лампи потужністю 150 Вт застосовуються в освітленні теплиць. Їхнє світло близький до природного. Крім освітлення, вони дають і тепло.
- Чи не впливає на зір людини.
- Не потрібно час для розігріву.
- Витримує перепади температур.
- Утилізується як побутової відхід.
- В склад не входять шкідливі елементи.
- Короткий термін експлуатації.
- Залежність від перебою в мережі, частого включення / вимикання - це є причиною розриву спіралі в лампах розжарювання. Щоб виключити труднощі з напругою, встановлюються стабілізатори.
- Низький рівень коефіцієнта корисної дії. Це пов'язано з витратою більшої частини енергії на тепло.
- Пожежонебезпека. Так як навколо лампи утворюється скупчення тепла.
- Крихкість.
- Є ймовірність розриву корпусу, що може призвести до травмування.
При покупці лампочки розжарювання варто враховувати всі переваги і недоліки, щоб уникнути малоприємних факторів при експлуатації.
Радимо подивитися відео:
Термін служби, вартість
На лампу розжарювання впливає безліч факторів, які сприяють скороченню її терміну служби.
За останній час якість вироблених лампочок впало. Часто дефект помітний відразу. Тому більшість покупців перейшли на покупку товару від іноземних виробників.
Треба звертати увагу на патрон світильника, люстри, в який вкручується лампа. У більшості приладів він пластиковий, при підвищенні температури розплавляється, тріскається і приходить в непридатність. Це впливає на перегрів лампочки і виходу з ладу.
Часто зниження часу роботи відбувається через високої напруги в мережі. При цьому відбувається перегрів нитки розжарювання, вона зменшується в товщині, колба починає темніти. Відбувається розрив спіралі. При відхиленні величини напруги всього на один відсоток, термін служби лампи скорочується на 14 відсотків.
Вартість лампочки залежить від виду, потужності, виробника. Вона коливається від 7 рублів до 100 рублів (для домашнього вжитку).
Як збільшити термін служби
Існує кілька способів, що збільшують термін служби лампочки:
- Установка підсвічування. Це простий прилад може продовжити термін експлуатації в декілька разів. Для цього після підключення регулюється відсоток освітлення. При висвітленні комор, під'їздів та ін. Досить виставити працездатність лампи на 75 відсотків.
- Так як часто вихід з ладу обумовлений стрибками напруги, то досить встановити стабілізатор.
Який газ в лампі
У колбах вироби не може міститися повітря або будь-який газ. Там повинен бути тільки інертний газ (ксенон, криптон, аргон). Це пов'язано з тим, що температура спіралі прогрівається більше 2000 градусів.
При таких температурах шляхом утворення буде реагувати з усіма газами, крім інертних. Гелій і неон дорого коштують, тому їх не використовують.
Температура
Світлова температура залежить від виду закачаного газу. Так, без газова вакуумна середовище сприяє прогріванню до 2700 К. При цьому випромінюється теплий білий світ. При прогріванні до 4200 випромінюється природний білий світ. При закачуванні ксенону, галогену криптону температура прогрівання від 4000 до 6400 К. При цьому випромінюється холодне біле світло.
Світловий потік
Призначення світлового потоку - освітлення. Створюється перетворенням теплової енергії. Одиницею вимірювання вважається Люмен (Лм). Збільшення потоку залежить від потужності лампи
Лампи розжарювання однакової потужності випромінюють різний світловий потік. Чим вище напруга, тим вище значення світлового потоку.
Історія створення
Цікаво, що в перших лампах використовувався не вольфрам, а ряд інших матеріалів, включаючи папір, графіт і бамбук. Тому, незважаючи на те, що всі лаври за винахід і удосконалення лампи розжарювання належать Едісону і Лодигіна, приписувати все заслуги тільки їм - неправильно.
Писати про невдачі окремих вчених не станемо, але наведемо основні напрямки, до яких докладали зусилля мужі того часу:
- Пошуки найкращого матеріалу для нитки розжарювання. Потрібно було знайти такий матеріал, який одночасно був стійкий до спалаху і характеризувався високим опором. Перша нитка була створена з волокон бамбука, які покривалися найтоншим шаром графіту. Бамбук виступав в якості ізолятора, графіт - токопроводящей середовища. Оскільки шар був малим, то істотно зростала опір (що і було потрібно). Все б добре, але деревна основа вугілля призводила до швидкого займання.
- Далі дослідники задумалися над тим, як створити умови найсуворішого вакууму, адже кисень - важливий елемент для процесу горіння.
- Після цього потрібно було створити роз'ємні і контактні компоненти електричного кола. Завдання ускладнювалось через використання шару графіту, що характеризується високим опором, тому вченим довелося використовувати дорогоцінні метали - платину і срібло. Так підвищувалася провідність струму, але вартість виробу була надто висока.
- Примітно, що різьблення цоколя Едісона використовується і до цього дня - маркування E27. Перші способи створення контакту включали пайку, але при такому розкладі сьогодні говорити про швидко замінних лампочках було б складно. А при сильному нагріванні подібні з'єднання швидко б розпадалися.
У наш час популярність подібних ламп падає в геометричній прогресії. У 2003 році в Росії була збільшена амплітуда напруги живлення на 5%, до сьогоднішнього дня цей параметр становить вже 10%. Це призвело до скорочення терміну експлуатації лампи розжарювання в 4 рази. З іншого боку, якщо повернути напруга на еквівалентну значення вниз, то істотно скоротиться віддача світлового потоку - до 40%.
Згадайте навчальний курс - ще в школі викладач фізики ставив досліди, демонструючи, як збільшується світіння лампи при підвищенні сили струму, що подається на вольфрамову нитку. Чим вище сила струму, тим сильніше викид випромінювання і більше тепла.
Будова
Звичайна лампа складається з наступних конструктивних елементів:
- колба,
- вакуум або інертний газ, що закачується всередину неї,
- нитка розжарення,
- електроди - висновки струму,
- гачки, необхідні для утримування нитки напруження,
- ніжка,
- запобіжник,
- цоколь, що складається з корпусу, ізолятора і контакту на денці.
Крім стандартних виконань з провідника, скляної посудини і висновків, існують лампи спеціального призначення. У них замість цоколя використовуються інші власники або додається додаткова колба.
Запобіжник зазвичай виготовляється зі сплаву фериту і нікелю і поміщається в розрив на одному з висновків струму. Найчастіше він розташований в ніжці. Його основне призначення - захист колби від руйнування в разі обриву нитки. Пов'язано це з тим, що в разі її обриву утворюється електрична дуга, яка веде до плавлення залишків провідника, які потрапляють на скляну колбу. Через високу температура вона може вибухнути та призвести до пожежі. Втім, довгі роки довели низьку ефективність запобіжників, тому вони стали експлуатуватися рідше.
Газове середовище
Якщо раніше вакуумом заповнювалися все без винятку лампи розжарювання, то сьогодні такий підхід застосовують лише для малопотужних джерел світла. Більш потужні пристрої заповнюються інертним газом. Молярна маса газу впливає на випромінювання тепла ниткою розжарювання.
У колбу галогенних ламп закачуються галогени. Речовина, яким покрита нитка розжарення, починає випаровуватися і взаємодіяти з розташованими всередині судини галогенами. В результаті реакції утворюються сполуки, які повторно розкладаються і речовина знову повертається на поверхню нитки. Завдяки цьому з'явилася можливість підвищити температуру провідника, збільшивши коефіцієнт корисної дії і термін експлуатації виробу. Також такий підхід дозволив зробити колби більш компактними. Недолік конструкції пов'язаний з самого початку малим опором провідника при подачі електричного струму.
Нитка розжарювання
За формою нитка розжарення може бути різною - вибір на користь тієї чи іншої пов'язаний зі специфікою лампочки. Найчастіше в них застосовують нитка з круглим перетином, закручену в спіраль, набагато рідше - стрічкові провідники.
Сучасна лампа розжарювання працює від нитки з вольфраму або осмієва-вольфрамового сплаву. Замість звичайних спіралей можуть закручуватися биспирали і тріспіралі, що стало можливим за рахунок повторного закручування. Останнє призводить до зменшення теплового випромінювання та підвищення ККД.
Достоїнства і недоліки
В даний час існує безліч освітлювальних приладів. Більшість з них виробляються в останні кілька років з використанням високих технологій, але класична ЛН все одно має безліч плюсів чи сукупність параметрів, які будуть більш придатними при правильному використанні:
- досить низька ціна,
- стійкість до різних температур,
- моментальне запалювання,
- не мерехтять,
- мають різні режими світла.
Але, на жаль, лампи розжарювання мають свої мінуси:
- основний недолік - це досить знижений ККД. У лампочок в 100 Вт ККД буде приблизно 17%, у виробів 60 Вт ця цифра буде всього лише 5%. Одним з методів збільшення ККД буде підняття температури розжарення, але в такому випадку термін служби помітно знизиться,
- малий термін служби,
- підвищена температура поверхні судини, яка може бути у 100Вт лампочки до 250 ° С. Це підвищує ризик виникнення загорянь або вибуху ламп,
- чутливість до навколишнього середовища,
- застосування термостійкої арматури.
Нижче докладно описані види і характеристики ламп розжарювання.
Принцип роботи
Під час проходження електричним струмом через спіраль, вона швидко раскалівается до високих температур майже до 2500 градусів. Це відбувається через те, що спіраль має високий опір току і на проходження його йде велика кількість енергії.
Тепло нагріває метал (вольфрам), і починається світіння лампи. Оскільки всередині лампи немає кисню, то вольфрам, що не окислюється.
ККД лампи розжарювання 100 Вт старого зразка, де роль тіла розжарення грав стрижень з вугілля, був набагато менше, ніж у останніх моделей. Це пояснюється додатковими витратами на конвекцію. Спіральні тіла розжарення мають більш зниженим відсотком таких втрат.
Загального, місцевого призначення
Характеристики ЛН загального призначення прописані в Гості 2239-79. Ці лампочки використовуються для підключення в світильники основного освітлення побутових і громадських місць, а також вуличного простору.
Основна напруга може бути 127 і 220 В. Асортимент виробів ділиться на групи в залежності від типів тіла розжарення (спіраль або біспіралью) і середовища (вакуумні, газові).
Форма посудини, метод установки, марка вироби і вид цоколя підбираються з міркувань вартості, практичності технологи, мінімум на 100 годин роботи. Потрібно підкреслити, що в останні роки ефективність таких ламп оцінюється по безлічі характеристик.
ЛН місцевого призначення, випускається під ГОСТом 1182-78, напруга не повинна бути вище 36 В, а для виробничих приміщень, де є легкогорючі речовини - 12 В. Потужність лампочок місцевого призначення обмежена і буде 15, 25, 40 і 60 Вт. Час служби кожної лампи розжарювання повинен бути не менше 75% середньої тривалості світіння.
Для вуличного освітлення беруться більш потужні лампи, щоб не доводилося кожного місяця-два міняти їх. Так як це досить трудомісткий процес.
Декоративні
Декоративні лампочки можуть бути різних форм, круглі, овальні, спіральні і так далі. Джерелом випромінювання буде шляхом утворення. За допомогою нього в приміщенні виходить затишний і теплий світло. В основному на фабриці виробляють дизайнерські вироби під класичний цоколь Е27, але бувають моделі під цоколь Е22 і Е40.
Напруга необхідне для коректної роботи становить 220 В. Термін використання декоративних виробів з вольфрамової ниткою може бути в діапазоні 2000-3400 годин, але не більше. Температура освітлення характеризується параметром 2700 К.
Такі вироби часто використовують для прикраси приміщень, сходових прольотів або новорічних ялинок. Великі торгові центри використовують декоративні лампочки підвішені до високими стелях. Виглядає це справді красиво і в той же час затишно. Вони будуть гармонійно поєднувати зі стилем Лофт в будинку або квартирі.
Ілюмінацій
Ці лампи розжарювання виробляються з кольоровим внутрішнім шаром колби і необхідні для новорічних гірлянд або підсвічування сходів, магазинів і вітрин. Має великий спектр кольоровості, присутні холодні, білі, денні і нічні відтінки. Досить високий термін служби до 25000 годин, при правильній експлуатації. Основним мінусом буде важка установка. Чим ближче кінець терміну вироби, тим слабкіше воно буде працювати. Світло почне погано розсіюватися.
Цоколі ламп розжарювання
Лампи розжарювання можуть мати також різні види цоколя. Наприклад, різьбові цоколі. Вони позначаються латинською буквою E (цоколь Едісона). А також цоколі байонетного типу. Позначаються латинською буквою B. Цоколі байонетного типу (штифтової цоколь) мають два бічних штирі - контакту. А також один або два додаткових нижніх контакту. Як правило застосовуються в автомобілях. Лампи розжарювання, що застосовуються для освітлення будинку, зазвичай мають різьбовий цоколь E. Найчастіше цоколь E типу буває двох розмірів. Це Е14 (міньйон) і звичайний середній цоколь - Е27. Число вказує зовнішній діаметр цоколя в міліметрах. Великий цоколь E40 застосовується зазвичай у виробництві, а в побуті, мабуть, тільки в прожекторах.
Переваги лампи розжарювання
- мінімальна вартість
- Миттєве включення і перемикання (Швидкий пуск)
- Робота і від постійного і від змінного струму
- Застосування в широкому діапазоні напруг
- Відсутність мерехтіння при застосуванні в мережі змінного струму
- Відсутня гудіння при роботі в мережі змінного струму
- Не вимагає пускорегулювальної апаратури
- Високий індекс передачі кольору Ra 100 (Кольори навколишніх предметів сприймаються також як при сонячному світлі)
- Стабільна робота як при великих морозах, так і при сильній спеці
- Можливість регулювання яскравості і плавного запуску за допомогою підсвічування
- Не містить токсичних речовин і не вимагає спеціальної утилізації
При всіх своїх недоліках лампа розжарювання має масу переваг і може займати свою нішу в наших будинках, спільно з іншими видами ламп. Ажіотаж же навколо надзвичайної неекономічності лампи розжарювання і необхідністю її повної заміни на світлодіоди дуже сильно роздутий і перебільшений. Більшість приладів і апаратів, якими ми користуємося мають низький ККД. Насправді, не один апарат не має ККД 100%. А низька економічність ламп розжарювання і нетривалість їх служби з лишком викупаються їх малою ціною.
Схожі записи
Ви можете прочитати записи на схожі теми в рубриці - Освітлення
Технічні характеристики
Цікаво спостерігати за залежністю світлової енергії і потужності лампи. Зміни не лінійні - до 75 Вт світлова віддача збільшується, при перевищенні - знижується.
Одна з переваг таких джерел світла - рівномірне освітлення, оскільки практично у всіх напрямках світло випромінюється з однаковою силою.
Ще одна перевага пов'язано з пульсування світла, яке при певних значеннях призводить до значної стомлюваності очей. Нормальним значенням вважають коефіцієнт пульсації, що не перевищує 10%. Для ламп розжарювання параметр максимум досягає 4%. Найгірший показник - у виробів потужністю 40 Вт.
Серед всіх доступних електричних освітлювальних приладів лампи розжарювання нагріваються сильніше. Велика частина струму перетворюється в теплову енергію, тому прилад більше схожий на обігрівач, ніж на джерело світла. Світлова віддача знаходиться в діапазоні від 5 до 15%. З цієї причини в законодавстві прописані певні норми, що забороняють, наприклад, використовувати лампи розжарювання більше 100 Вт.
Зазвичай для освітлення однієї кімнати досить лампи на 60 Вт, яка характеризується невеликим нагріванням.
При розгляді спектру випромінювання та порівняно його з природним освітленням можна зробити два важливих зауваження: світловий потік таких ламп містить менше синього і більше червоного світла. Проте, результат вважається прийнятним і не призводить до стомлення, як у випадку з джерелами денного світла.
Експлуатаційні параметри
При експлуатації ламп розжарювання важливо враховувати умови їх використання. Їх можна застосовувати в приміщеннях і на відкритому повітрі при температурі не менше -60 і не більше +50 град. Цельсія. При цьому вологість повітря не повинна перевищувати 98% (+20 град. Цельсія). Пристрої можуть працювати в одного ланцюга з диммерами, призначеними для регулювання світлової віддачі за рахунок зміни інтенсивності світла. Це дешеві вироби, які можуть бути самостійно замінені навіть не мають відповідної кваліфікації людиною.
Існує кілька критеріїв для класифікації ламп розжарювання, які будуть розглянуті нижче.
Залежно від ефективності освітлення лампи розжарювання бувають (від гірших до кращих):
- вакуумні,
- аргонові чи азот-аргонові,
- криптонові,
- ксенонові або галогенні з встановленим відбивачем інфрачервоного випромінювання всередину лампи, що збільшує ККД,
- з покриттям, призначеним для перетворення інфрачервоного випромінювання у видиме спектр.
Набагато більше різновидів ламп розжарювання, пов'язаних з функціональним призначенням і конструктивними особливостями:
- Загальне призначення - в 70-х рр. минулого століття вони називалися «нормально-освітлювальними лампами». Найпоширеніша і численна категорія - вироби, що застосовуються для загального і декоративного освітлення. З 2008 року випуск таких джерел світла істотно скоротився, що було пов'язано з прийняттям численних законів.
- Декоративне призначення. Колби таких виробів виконуються в формі витончених фігур. Найчастіше зустрічаються свічкоподібні скляні посудини з діаметром до 35 мм і сферичні (45 мм).
- Місцеве призначення. По конструкції ідентичні першої категорії, але харчуються від зменшеного напруги - 12/24/36/48 В. Зазвичай застосовуються в переносних світильниках і приладах, які висвітлюють верстати, верстати і т. П.
- Ілюмінацій з пофарбованими колбами. Найчастіше потужність виробів не перевищує 25 Вт, а для фарбування внутрішня порожнину покривається шаром неорганічного пігменту. Набагато рідше можна зустріти джерела світла, зовнішня частина яких забарвлюється кольоровим лаком. В такому випадку пігмент дуже швидко вицвітає і обсипається.
- Дзеркальні. Колба виконана в спеціальній формі, яка покрита шаром (наприклад, методом розпилення алюмінію). Дані вироби використовуються для перерозподілу світлового потоку і підвищення ефективності освітлення.
- Сигнальні. Їх встановлюють в світлосигнальні вироби, призначені для відображення будь-якої інформації. Характеризуються низькою потужністю і розраховані на тривалу експлуатацію. На сьогоднішній день практично не приносять користі через доступність світлодіодів.
- Транспортні. Ще одна велика категорія ламп, використовуваних в транспортних засобах. Характеризуються високою міцністю, стійкістю до вібрацій. У них застосовують спеціальні цоколі, що гарантують міцне кріплення і можливість швидкої заміни в умовах обмеженого простору. Можуть харчуватися від 6 В.
- Прожекторні. Високопотужні джерела світла до 10 кВт, що характеризуються високою світловою віддачею. Спіраль укладається компактно, щоб забезпечити кращу фокусування.
- Лампи, застосовувані в оптичних приладах, - наприклад, кінопроекційна або медична техніка.
Спеціальні лампи
Також існують більш специфічні різновиди ламп розжарювання:
- Комутаторні - категорія сигнальних ламп, що застосовуються в комутаторних панелях і виконують функції індикаторів. Це вузькі, довгасті і малогабаритні вироби, що мають паралельні контакти гладкого типу. За рахунок цього можуть поміщатися в кнопки. Маркуються як «КМ 6-50». Перше число вказує на вольтаж, друге - ампераж (мА).
- Перекальная, або фотолампа. Дані вироби використовуються в фототехніку для нормованого форсованого режиму. Характеризується високими світловою віддачею і колірною температурою, але малим терміном експлуатації. Потужність радянських ламп досягала 500 Вт. У більшості випадків колба матируется. Сьогодні практично не використовуються.
- Проекційні. Застосовувалися в діапроектор. Висока яскравість.
Двухнітевая лампа буває декількох різновидів:
- Для автомобілів. Одна нитка використовується для ближнього, інша - для дальнього світла. Якщо розглядати лампи для задніх ліхтарів, то нитки можуть використовуватися для стоп-сигналу і габаритного вогню відповідно. Додатковий екран може відсікати промені, які в лампі ближнього світла можуть зліпити водіїв зустрічних автомобілів.
- Для літаків. У посадкової фарі одна нитка може використовуватися для малого світла, інша - для великого, але вимагає зовнішнього охолодження і нетривалої експлуатації.
- Для залізничних світлофорів. Дві нитки необхідні для підвищення надійності - якщо перегорить одна, то буде світитися інша.
Продовжимо розглядати спеціальні лампи розжарювання:
- Лампа-фара - складна конструкція для рухливих об'єктів. Використовується в автомобільній і авіаційній техніці.
- Малоінерційна. Містять тонку нитку розжарювання. Застосовувалася в звукозаписних системах оптичного типу і в деяких видах фототелеграфу. В наш час використовується рідко, оскільки є більш сучасні і поліпшені джерела світла.
- Нагрівальна. Застосовується в якості джерела тепла в лазерних принтерах і копірах. Лампа має циліндричну форму, закріплюється в обертовому металевому валу, до якого прикладається папір з тонером. Вал передає тепло, що призводить до розпливання тонера.
Електричний струм в лампах розжарювання перетворюється не тільки в видимий для ока світло. Одна частина йде на випромінювання, інша трансформується в тепло, третя - на інфрачервоне світло, який не фіксується зоровими органами. Якщо температура провідника становить 3350 К, то ККД лампи розжарювання складе 15%. Звичайна лампа на 60 Вт з температурою 2700 К характеризується мінімальним ККД - 5%.
Коефіцієнт корисної дії посилюється ступенем нагрівання провідника. Але чим вище буде нагрів нитки, тим менше термін експлуатації. Наприклад, при температурі 2700 К лампочка просвітить 1000 годин, 3400 К - в рази менше. Якщо підвищити напругу живлення на 20%, то світіння посилиться в два рази. Це нераціонально, оскільки термін експлуатації скоротиться на 95%.
Плюси і мінуси
З одного боку, лампи розжарювання є найбільш доступними джерелами світла, з іншого - характеризуються масою недоліків.
- низька вартість,
- немає необхідності в застосуванні додаткових пристосувань,
- простота використання,
- комфортна колірна температура,
- стійкість до підвищеної вологості.
- недовговічність - 700-1000 годин при дотриманні всіх правил і рекомендацій по експлуатації,
- слабка світлова віддача - ККД від 5 до 15%,
- тендітна скляна колба,
- можливість вибуху при перегріві,
- висока пожежна небезпека,
- перепади напруги істотно скорочують термін експлуатації.
Різновиди ламп розжарювання.
Лампи розжарювання діляться на:
- вакуумні,
- Аргонові (азот-аргонові),
- Криптонові (+10% яскравості від аргонових),
- Ксенонові (в 2 рази яскравіше аргонових),
- Галогенні (склад I або Br, в 2,5 рази яскравіше аргонових, високий термін служби),
- Галогенні з двома колбами (покращений галогенний цикл за рахунок кращого нагріву внутрішньої колби),
- Ксенон-галогенні (склад Xe + I або Br, до 3х раз яскравіше аргонових),
- Ксенон-галогенні з відбивачем ІЧ-випромінювання,
- Розжарювання з покриттям, що перетворює ІЧ-випромінювання у видиме діапазон. (Новинка)
Сигнальні
Сигнальні лампочки в основному використовуються в різній промисловості. Простота пристрою і великий модельний ряд допомагають вибрати вироби для роботи в різних сферах виробництва. Лампи можна монтувати на верстати, пульт управління, на спеціальний транспорт і так далі. Дуже часто використовуються в машинобудуванні, деревообробній галузі або металургії.
Увага! Можна підключити одну лампочку для виконання декількох операцій, або застосовувати одночасно 2-3 вироби різного призначення. Виходячи зі сфери використання, вибирається колір і форма лампи.
Сучасні лампи розжарювання виробляються спеціально для використання в промислових цілях, що дає поряд плюсів перед звичайними лампами світлової сигналізації:
- різноманітні колірні режими, що дають більш інформативну сигналізацію,
- безліч виборів плафонів,
- підходять під будь-яку електромережу,
- легка установка на верстати за допомогою системи гвинтового приєднання,
- можливість замінювати контакти,
- застосування світлодіодних лампочок підвищеної яскравості для поліпшення огляду на будь-яких промислових територіях,
- зручний корпус з можливістю підбору потрібного розміру,
- енергозбереження,
- легкість у використанні.
Дзеркальні
Виріб дзеркального типу відрізняється від інших ЛН на рідкісну форму колби, а також наявністю покриття з віддзеркаленням світла, яке схоже на тонку фольгу.
Це покриття розпорошується на лампу для того, щоб розсіяти її світлове випромінювання в приміщенні, щоб більш правильно розподілити його в межах певної точки, щоб була можливість чітко висвітлити певне приміщення.
Щоб отримати таку опція в звичайній лампі, необхідно поставити позаду неї великий відбивач світла.
Дзеркальні лампочки в основному підключають в світильники спрямованого випромінювання, що використовуються для точкового освітлення магазинів, щоб вийшла підсвічування необхідних зон. Також їх використовують для офісів, сходів, пам'ятників архітектури.
Дзеркальні лампи можуть бути різнокольоровими і прозорими, матовими, або з ефектом УФ променів. Їх виробляють всі відомі фабрики освітлювальних приладів.
Транспортні
В якості освітлення для машин застосовують транспортні лампи розжарювання. В електричному ланцюзі нитка розжарення тіла розігрівається і на піку температури починається світіння. Енергія світлового променя, сприйманого звичайним оком, буде невеликою. Основна маса енергії буде у вигляді тепла.
Транспортна лампа має в своєму складі колбу, кілька ниток напруження, цоколь і висновки.
Тіла напруження в двохниткових виробах можуть працювати по-різному. Двонитковими лампочками оснащені автомобільні фари, світильник у салоні.
Нитка розжарення обов'язково витримують підвищені температури, а також досить маленька. Тому її виробляють з вольфрамової дроту середнього розміру, завитий в витягнуту спіраль.
Спіраль під'єднується до електродів і в основному має форму прямої лінії або дуги півкола. Температура плавлення вольфраму буде близько 4000 градусів. Під час роботи спіраль нагрівається до показників 2500-2800 ° С. Зі збільшенням температури вольфраму підвищується яскравість і світлова ефективність променів на ЛН. Але якщо показники перевалили за 2500 ° С вольфрам буде швидко випаровуватися і, залишатися на стінках скляної посудини, через що виходить шар нальоту, який зменшать якість освітлення. Термін служби таких виробів звичайно становить від 4 місяців до півроку. Залежить від виробника і якісність виробничого сировини.
Двухнитьові
Такий виріб може бути трьох видів:
- для машин. Одна нитка застосовується для ближнього світла, друга - для далекого. Якщо говорити про лампах для задніх сигналів, то нитки можуть застосовуватися для стоп-сигналу і габаритного світла такі ж. Додатковий екран буде прибирати промені, які в сигналі ближнього світла можуть засліпити власників зустрічних машин,
- для повітряного судна. У посадкової фарі перша нитка застосовується для малого освітлення, друга - для великого, але якщо друга занадто довго працює, то може знадобитися охолодження, інакше може статися загоряння,
- для світлофорів нажелезной дорозі. Обидві нитки потрібні для збільшення надежності- якщо згорить одна, то буде працювати інша.
Колба
Скляна колба дає захист спіралі від згубного впливу повітря, при її деформації тіло розжарення окислюється і швидко вибухає. Склад колби лампи різниться, вона може бути наповнена вакуумом або газовим середовищем. Перші лампи розжарювання виробляли з вакуумної ємністю, проте їх потужність була невисока. Для заповнення сучасних виробів застосовується азотно-аргонове речовина або виключно аргон. Деякі типи лампочок можуть наповнювати криптоном або ксеноном. Теплопередача лампочки залежить від молярної маси наповнювача.
Газова середа
Газове середовище в лампі повинна бути інертна. Оскільки температура спіралі досягає 2500 градусів, то вона може реагувати на будь-який газ, але тільки не інертний. Тому для заповнення найчастіше використовують аргон.
Якщо раптом вода потрапить на гарячу або працюючу лампу, то вона може розірватися під дією газу.
Іноді лампи наповнюють ксеноном, але це буде відносно дорого коштувати.
У багатьох лампах газове середовище буде функцією захисту. В інших завдяки електричному розряду виходить красиве кольорове випромінювання. Відтінок буде залежати від властивостей інертного газу.
Тіло розжарення
Види тел напруження можуть бути різні і залежать від функціонального призначення лампочок.
Самими популярними буде з дроту овального поперечного перерізу, але іноді бувають і стрічкові тіла розжарення (складаються з металевої стрічки).
Як вже було сказано, перші тіла розжарення виробляли з вугілля. В сучасних ЛН використовуються тільки тіла розжарення, виготовлені з вольфраму, рідше з осмієва-вольфрамового речовини.
Щоб зменшити розмір нитки напруження, її зазвичай роби в вигляді спіралі, іноді її піддають повторній обробці, з чого виходить біспіралью. Коефіцієнт корисної дії таких виробів вище через зниження тепловтрат під час конвекції.
Електротехнічні параметри
Світлова віддача таких виробів досить невисока. Вона буде найнижчою серед популярних електричних лампочок і знаходиться в інтервалі від 5 до 10 лм / Вт. Підвищена яскравість тіла розжарення в поєднанні з його маленькими розмірами дозволяє застосовувати вироби в прожекторах.
ЛН мають великий діапазон середніх напруг і потужностей. Цей тип виробів може функціонувати у великому діапазоні оточуючих температур, який обмежений тільки термоустойчивостью сировини, що застосовується при її виробництві (-100 ... + 350 градусів). Світлове випромінювання ЛН коригується трансформацією робочої напруги.
При цьому мінусі буде підвищена робоча температура і число виділяється при горінні тепла. Оскільки температура лампочок висока, то вони стають язвіми під дією води або різкого передача градусів (з мінус в плюс і навпаки).
У сучасному світі багато хто вже давно відмовилися від використання ламп розжарювання. У розвинених містах, всього 20% людей використовують такі вироби. Всі переходять на галогенові світильники.
Під час включення лампочки, тіло розжарення знаходиться при нормальній температурі, то опір вироби буде набагато менше робочого опору. Під час включення, проходить велика кількість струму. У міру розколювання нитки її опір підвищується, а струм знижується.
На відміну від новітніх виробів, більш старі моделі ламп розжарювання з вугільними спіралями при включенні мали зворотний процес зі збільшенням струму. Зростаюча функція опору тіла розжарення дозволяла застосування лампи в ролі примітивного електростабілізатора.
Термін придатності
Термін служби виробу залежить від його якості. ЛН потрібно зберігати в картонній коробці. Це потрібно для того, щоб випадково не розбити її або щоб вона не дала непомітну тріщину, яка зіпсує всю роботу. Через таку тріщини газ буде випаровуватися, в результаті після того, як лампочка буде вкручена в плафон, вона попрацює не більш 2-3 годин. Потрібно дотримуватися правил безпеки при укрученні лампи в плафон. Не можна допускати дітей до цього процесу, а також бажано повністю вимикати подачу електрики в приміщенні.
Зверніть увагу! Використані лампочки необхідно правильно утилізуватися, викидати разом з харчовими відходами їх не дозволяється. У кожному місті є спеціальні баки, для таких відходів.
Якщо дотримуватися всіх правил зберігання та використання, то лампа прослужить максимально довго, без дефектів.
Пристрій лампи розжарювання
Основні деталі, з яких складається конструкція ЛН це-цоколь, посудину, електроди, утримувачі для ниток розжарювання, тіло розжарювання, контакти і ізоляція. На малюнку 10 можна побачити будову лампочки.
Перед покупкою лампи бажано отримати консультацію фахівця. Не рекомендується віддавати вибір невідомому виробнику, так як можуть попастися браковані вироби, які не будуть працювати визначений термін, або взагалі розірвуться під напругою. Якісні виробники завжди дають гарантію не менше 30 днів на лампи розжарювання. Покупець має повне право обміну вироби або повернення коштів, якщо робота лампи була менше 10 годин або вона перегоріла моментально.
Наприкінці слід зазначити, що лампи розжарювання вже давно перестали бути популярними серед людей. Однак необхідно підкреслити, що серед таких виробів є величезний вибір, для машин, вуличного освітлення, літаків і так далі. На жаль, ЛН не можна використовувати поблизу виробів, виготовлених з дерева. Так як іноді буває сильне нагрівання і розрив спіралі, через що може виникнути надзвичайна ситуація.