Домой Освещение Лампа накаливания

Лампа накаливания

124
0

Прожекторные лампы

99a421f3c07bd18e1fe97d7047057646.jpg
Рисунок 3. Лампы кинопроекционные:а – типа К6-30; б – типа К40-750

Ассортимент прожекторных ламп подразделяют на три группы: лампы для киноаппаратуры (ГОСТ 4019-74), лампы для прожекторов общего назначения (ГОСТ 7874-76) и лампы маячные (ГОСТ 16301-80). Все эти лампы имеют фиксировано расположенное концентрированное тело накала, которому стремятся придать максимальную габаритную яркость. Поэтому для большинства  ламп нормируют габаритные размеры тела накала и используют фокусирующие цоколи. Для большинства ламп этого ассортимента, кроме того, оговаривают положение их горения.

Для ламп, работающих в кинопроекционной аппаратуре (рисунок 3), приняты, как правило, небольшие напряжения, позволяющие изготовлять тело накала из фольфрамовой проволоки большого диаметра, что обеспечивает соответствие срока службы каждой лампы установленной средней продолжительности горения. У ламп, предназначенных для горения цоколем вверх, тело накала конструктивно удалено от ножки для исключения перегрева цоколя.

Прожекторные лампы изготовляют на напряжения: 50 В (для железнодорожного транспорта), 110 В (для судов речного и морского флота) и 127 и 220 В (общего назначения).  Типичные конструкции прожекторных ламп со слабо ограниченным положением при горении приведены на рисунке 4. На рисунке 5 показаны характерные конструкции прожекторных ламп в рабочем положении, имеющие ограничение по этому признаку. Некоторые лампы снабжены фокусирующими цоколями. На рисунках 4 – 6 дана принятая в стандартах на лампы накаливания система обозначения их основных размеров.

be9628b98d122e004b0d9f11c2f4c331.jpg

Рисунок 4. Лампы накаливания прожекторные общего назначения со слабо ограниченным положением при горении:а – для железнодорожных прожекторов на напряжение 50 В; б и в – для прожекторов общего назначения

c5640c9e6aa3c8d4c5c86297973b0f26.jpg

Рисунок 5. Лампы прожекторные с вертикальным положением горения:а – типа ПЖ110-500-2 в цилиндрической колбе с фокусирующим цоколем; б – типа ПЖ110-1000 с резьбовым цоколем; в – то же типа ПЖ220-500

Маячные лампы (рисунок 6) отличаются от прожекторных тем, что они используются в линзовых оптических системах с большими углами охвата, что исключает необходимость располагать тело накала в одной плоскости. При этом требуется лишь его достаточная компактность. Маячные лампы рассчитаны на напряжение от 6 до 110 В и мощности от 3 до 1000 Вт. Контроль правильности расположения тела накала относительно фиксирующих элементов фокусирующих цоколей осуществляется проектированием изображения тела накала в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Для всех типов маячных ламп нормируется срок службы каждой лампы, что связано с труднодоступностью их замены в аппаратуре.

8ab996546f9ea47355ffcc8790e08f54.jpg

Рисунок 6. Лампы маячные с резьбовыми и штифтовыми цоколями:а – на напряжение 6 В; б – на напряжение 110 В

Достоинства

Главное преимущество ламп накаливания заключаются в наименьшей стоимости изделий, по сравнению с конкурентами (светодиодами, галогенными лампами и т.д.). Помимо этого можно выделить еще ряд преимуществ, которые и являются причиной выбора данных источников света:

  • Могут нормально работать при низких температурах, благодаря чему применяются при монтаже уличного освещения.
  • При незначительных скачках напряжения изделие не выходит из строя.
  • Работают даже при очень низком напряжении (только вот интенсивность освещения снизится).
  • Разновидность и мощность изделий имеет широкий диапазон, благодаря чему можно выбрать подходящий под определенные условия эксплуатации продукт.
  • Могут нормально функционировать при повышенной влажности.
  • Подключаются к сети без дополнительного оборудования.
  • Превосходят газозарядные источники света по безопасности. Если разобьется энергосберегающая лампа, придется в срочном порядке провести комплекс мероприятий по проветриванию помещения и химической обработке поверхности.

Достоинства ламп накаливания

Самым важным плюсом в пользу применения лампочек накаливания является простота их изготовления и, соответственно, цена. Проще осветительного прибора придумать невозможно.

Лампы изготавливают на широкий диапазон мощностей и габаритных размеров. Все остальные современные источники света содержат устройства, преобразующие напряжение питания в необходимую для их работы величину. Хотя их и ухитряются впихнуть в стандартные габаритные размеры лампочки, но при этом усложняется конструкция, увеличивается количество деталей в составе устройства. А это не всегда улучшает показатели стоимости и надежности. Схема же включения лампы накаливания не требует никаких дополнительных элементов.

Светодиодные лампы вытеснили обычные из портативных устройств: переносных источников света, питающихся от батареек и аккумуляторов. При той же светоотдаче они потребляют меньший ток, а габаритные размеры светодиода еще меньше, чем лампочек, использующихся ранее в фонариках. Да и в составе елочных гирлянд они работают успешнее.

Стоит отметить еще одно достоинство, присущее лампочкам накаливания – их спектр свечения наиболее близок к солнечному, чем у всех остальных искусственных источников света. А это – большой плюс для зрения, ведь оно адаптировано именно к солнцу, а не монохромным светодиодам.

49a0898c091459c2c0f19f6129c50611.jpg

Из-за тепловой инерции разогретой нити накала свет от нее практически не пульсирует. Чего нельзя сказать об излучении от остальных устройств, особенно люминесцентных, использующих в качестве пускорегулирующего устройства обычный дроссель, а не полупроводниковую схему. Да и электроника, особенно дешевая, не всегда подавляет пульсации от сети должным образом. От этого тоже страдает зрение.

Но не только здоровью может повредить пульсирующий характер работы полупроводниковых устройств, использующихся в современных лампочках. Массовое их применение приводит к резкому изменению формы потребляемого от сети тока, что сказывается в итоге и на форме напряжения. Она настолько изменяется по отношению к изначальной (синусоидальной), что это сказывается на качестве работы других электроприборов в сети.

Конструкция

У ламп различных форм и размеров могут быть свои конструкционные различия, однако основные элементы остаются неизменны. Устройство состоит из стеклянной колбы, тела накала (обычно это пружина из вольфрама), электродов, которые соединяют тело накала и токовод. Также в конструкции присутствует цоколь, в основании которого находится электрод, при помощи которого обеспечивается сцепление патрона светильника и лампочки. Кроме того, модели общего назначения обычно снабжены специальным предохранителем, который предотвращает отрыв цоколя от колбы при выходе из строя тела накала.

700dfddf4378ae0d47983e508e9a9d3b.jpg

Стеклянная колба является основой любой лампы. Она защищает тело накала от внешнего воздействия, помогает рассеиванию светового луча и определяет форму конечной модели. Например, самая распространенная форма – это форма груши, также часто можно встретить декоративную форму свечки. Такая форма отлично подходит для люстр или светильников классического стиля. Декоративные формы обычно имеют меньший диаметр и размер, поэтому настенный светильник – лучшее применение для декоративного светового элемента.

fa3efb99e2f34b2be5cc880df58a56ef.jpg

Размер колбы также может варьироваться. Встречаются и миниатюрные лампочки типа тех, что используются в рождественских гирляндах, так и достаточно большие формы для фонарей или прожекторов. Кроме того, колба может иметь цветное или зеркальное напыление, от этого могут меняться функциональные способности моделей.

Зеркальное напыление ограничивает рассеивание светового потока, концентрируя его на конкретной точке, а цветное напыление способно обеспечить цветное освещение для различных целей. Максимально распространены синие лампы, которые по расхожему мнению обладают оздоравливающим и обеззараживающим эффектом, а также красные. Подсветка других цветов может использоваться на концертных выступлениях для создания светомузыки.

cc2631c8ee7fddc3d705dfb94bd497c4.jpg

Внутри колбы располагается газовая среда. В первых моделях она отсутствовала, тело накала находилось в вакууме, однако данная конструкция не позволяла увеличить мощность светового потока. Заполнение колбы газом позволило достичь большей яркости и максимально высокой мощности. Для создания газовой среды использует аргон, азот, ксенон и криптон.

От типа газа напрямую зависит яркость и мощность светового потока. Смесь азота с аргоном позволяет достичь самой низкой яркости, а вот ксенон, наоборот, обеспечивает самый яркий световой луч. Само свечение обеспечивается за счет тела накала. Обычно это длинная тонкая проволока в форме пружины. Однако в зависимости от назначения данный элемент также может быть выполнен в другой форме. Самый распространенный материал, использующийся сегодня для производства нити накала – это вольфрам. Он обладает достаточной жесткостью, тепло- и электропроводимостью.

Завершающим элементом является цоколь. Самыми распространенными моделями являются спиральные цоколи. Они могут иметь различный диаметр и встраиваться в различные типы патронов, используемых в производстве осветительных приборов.

Преимущества и недостатки

Лампы накаливания остаются одним из самых распространенных источников света в наши дни. Причинами популярности этих изделий являются:

  1. Простота крупносерийного производства, которое налажено и отработано за много лет работы.
  2. Невысокая себестоимость.
  3. Практически мгновенный разогрев до рабочих температур без применения специальной электроники (пусковых реле и т. д.).
  4. Нечувствительность к скачкам напряжения в сети (кроме перепадов на большую величину).
  5. Отсутствие в конструкции материалов, загрязняющих окружающую среду.
  6. Возможность работы при постоянном и переменном токе любой частоты.
  7. Отсутствует полярность при подключении цоколя.
  8. Отсутствие пульсаций света, связанных с частотой напряжения.
  9. Легкость регулирования степени накала лампы.
  10. Широкий диапазон температур работоспособности.
  11. Возможность изготовления ламп под любое напряжение и мощность.

Но наряду с достоинствами имеются и недостатки, которые и привели к появлению новых типов ламп.

К минусам лампы накаливания относятся:

  1. Невысокая световая отдача при высоком энергопотреблении.
  2. Малый срок службы.
  3. Резкое увеличение тока в цепи в момент подачи напряжения на нить. При этом ток возрастает в 8…10 раз, нагружая электрическую проводку и контактные соединения.
  4. Хрупкая колба, очень чувствительная к ударам и вибрации.
  5. Изменение интенсивности освещения от напряжения. Вместе с этим меняется и срок службы, который сильно сокращается при высоких напряжениях.
  6. Пожароопасность из-за нагрева колбы и патрона. Самые слабые лампы с мощностью до 25 Вт способны нагреться до 100 градусов. Самые мощные образцы ламп прогреваются до 310…330 градусов. В ходе проведенных экспериментов выяснилось, что для воспламенения соломы от контакта с лампой в 60…75 Вт потребуется не менее часа времени.
  7. Нагрев лампы вызывает охрупчивание материала патрона, который просто рассыпается при попытке выкрутить цоколь лампы.

В связи с этими недостатками идет поэтапное ограничение мощности ламп накаливания, доступных к продаже. В Российской Федерации с 2013 года официально запрещена продажа ламп накаливания с мощностью 100 Вт и более. Однако имеющиеся в продаже лампы с заявленной мощностью 95…97 ватт по факту являются обычными «сотками». Запрет на продажу более мощных изделий обходится с помощью изменения названия на «теплоизлучатель» или «нагревательный прибор». Под таким обозначением доступны лампы с мощностью от 150 до 300 Вт.

Загрузка …

Светодиодные

Светодиодные лампы и светильники разных форм и конструкций широко применяются в различных сферах жизни.3b72c263ee79c0b136f6f47abd22a4f3.jpg
Их преимущества:

  • устойчивость к температурным перегрузкам
  • незначительное влияние на перепады напряжения
  • простота сборки и использования
  • высока надежность при механических нагрузках. Минимальный риск, что она разобьется при падении.

Светодиодные лампы в процессе работы очень слабо нагреваются и поэтому имеют пластиковый легкий корпус. Благодаря этому они могут применяться там, где другие устанавливать нельзя. Например, в натяжных потолках.c8dad13ddc03813de60d472bb2670817.jpg

Экономия электроэнергии у светодиодов более значительная чем у люминисцентных и энергосберегающих. Они потребляют примерно в 8-10 раз меньше, чем лампы накаливания.1a0875eb1c0017798e401d604067604f.jpg

Если грубо взять усредненные параметры по мощности и световому потоку, то можно получить такие данные:fcf60693c0cdcad8e2db91d8090d0c8c.jpg

Эти результаты примерные и в реалии всегда будут отличаться, так как многое напрямую зависит от уровня напряжения, марки производителя и множества других параметров.

Например в США, в одной пожарной части до сих пор горит обычная лампочка накаливания, которой уже больше 100 лет. Был создан даже специальный сайт, где через web камеру, в режиме онлайн, можно понаблюдать за ней.bd98e0b691adb8aaf31545322258ae21.jpg

Все ждут, когда же она сгорит, чтобы зафиксировать этот исторический момент. Посмотреть можно .

Особенности, достоинства и недостатки

Лампа накаливания представляет собой стеклянный сосуд, обычно грушевидной формы, в основании которого находится металлический цоколь. При помощи этого цоколя происходит соединение с патроном осветительного прибора, в котором лампочка будет использоваться.

170a7e8c4e3d4bf8af787e207003a909.jpg

Внутри стеклянного сосуда находится металлическая нить, чаще всего она изготавливается из вольфрама, при включении освещения через нее проходят разряды электричества, которые нагревают нить до высоких температур, что и вызывает свечение. Однако данный принцип актуален исключительно для ламп, мощность которых не превышает 20-25 ватт.

75f03328c6eb518ba96268d9ea8bfc71.jpg

Для получения большей мощности, а значит, и большей яркости свечения, в колбу запускается специальный газ, например, ксенон, и здесь свечение обусловлено уже не только нагреванием вольфрамовой пружины, но и горением инертного газа внутри стеклянного сосуда. Кроме того, что газ увеличивает характеристики яркости и мощности, он также способен продлить срок службы используемой модели. Помимо ксенона, производители добавляют и другие инертные газы, такие как криптон и аргон, однако яркость таких лампочек будет несколько меньше, нежели с добавлением ксенона.

7be9439ab318da905aa5297fa237a507.jpg

Срок службы стандартных ламп накаливания – около 1000 часов, однако специальный диммер может увеличить этот срок, а вместе с тем несколько снизить энергопотребление.

Как и любой другой тип ламп, лампа накаливания имеет свой определенный набор плюсов и минусов.

К плюсам можно отнести:

  • Пожалуй, одним из главных преимуществ данных моделей является их стоимость. Среди всего ассортимента на рынке лампы накаливания имеют самую низкую стоимость. Так, например, одни из самых качественных моделей от компании General Electric стоят в среднем 30-40 рублей за штуку.
  • Данная модель снабжена мгновенной способностью к включению и выключению.
  • Работа возможна как от переменного, так и постоянного тока.

929259ae5b328702f90ada8ed017dd8e.jpgc1905c67e136c5d0d988607355a8cadd.jpgb7f94c70ed1bc70cb579ada3c751528d.jpg

  • Конструкция данного типа исключает световое мерцание, поэтому данная модель ламп не оказывает пагубного влияния на человеческое зрение.
  • Кроме того, данный тип обладает максимально высоким уровнем цветопередачи.
  • При помощи специального диммера возможно изменение интенсивности светового потока.

17887d72b8ac973534d94e2180b99621.jpg

Среди минусов можно выделить:

  • Короткий срок службы;
  • Высокий уровень энергопотребления;
  • Чувствительность к перепадам энергии.

Несмотря на все минусы, плюсов значительно больше, поэтому применение ламп накаливания в быту до сих пор не теряет популярности.

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ЛАМПЫ

Монополия ламп накаливания была уничтожена появлением галогенных и люминесцентных источников света. Эти изделия, при той же светоотдаче, потребляют меньше энергии и служат в несколько раз дольше. Современные энергосберегающие лампочки позволяют сократить расходы на освещение вплоть до 80% при сохранении естественной цветопередачи.

Освещение, продуцируемое люминесцентными лампами, по спектру аналогично дневному свету. Современные устройства такого типа:

  • не «мигают» при запуске;
  • не мерцают в процессе работы;
  • устойчивы к перепадам напряжения.

Содержание ртути в новых моделях сведено к минимуму, поэтому единственный их недостаток — дороговизна. Впрочем, затраты на приобретение быстро окупятся за счёт экономии на электрической энергии.

Другой способ меньше платить — приглушать свет. Ведь часто бывает необходимо просто найти в комнате нужную вещь или удостовериться в том, что все предметы расставлены по местам. Использовать для этого яркий свет нерационально — достаточно половины номинального светового потока. Для экономии можно установить два раздельных светильника с разными мощностями.

В начало

История открытия

В создание лампы накаливания в том виде, в котором она известна на сегодняшний день, сделали свой вклад исследователи, как из России, так и из других стран мира.

09c1e96372d587c838c500d7e01e8ee2.jpg

Александр Лодыгин

До момента, когда изобретатель Александр Лодыгин из России начал трудиться над разработкой ламп накаливания, в ее истории нужно отметить некоторые важные события:

  • в 1809 году известный изобретатель Деларю из Англии создал свою первую лампу накаливания, оснащенную платиновой спиралью;
  • через почти 30 лет в 1938 году уже бельгийский изобретатель Жобар разработал угольную модель лампы накаливания;
  • изобретатель Генрих Гёбель из Германии в 1854 году уже представил первый вариант рабочего источника света.

Лампочка немецкого образца имела обугленную нить из бамбука, которая помещалась в вакуумированный сосуд. В течение пяти последующих лет Генрих Гёбель продолжал свои наработки и в конечном счете пришел к первому опытному варианту рабочей лампочки накаливания.

e830edbede78c60e8e6f41c9557eec5e.jpg

Первая практичная лампочка

Джозеф Уилсон Суон, знаменитый физик и химик из Англии, в 1860 году явил миру свои первые успехи в области разработки источника света и за свои результаты был вознагражден патентом. Но некоторые трудности, которые возникли с созданием вакуума, показали неэффективную и не долгосрочную работу лампы Суона.
В России, как уже отмечалось выше, исследованиями в области эффективных источников света занимался Александр Лодыгин. В России он смог добиться свечения в стеклянном сосуде угольного стержня, из которого предварительно был откачен воздух. В России история открытия лампочки накаливания началась в 1872 году. Именно в этом году Александру Лодыгины удались его эксперименты с угольным стержнем. Через два года он в России получает патент под номером 1619, который был выдан ему на нитевой вид лампы. Нить он заменил на стержень из угля, находившийся в вакуумной колбе.
Ровно через год В. Ф. Дидрихсон значительно улучшил вид лампы накаливания, созданную в России Лодыгином. Усовершенствование заключалось в замене угольного стержня на несколько волосков.

Обратите внимание! В ситуации, когда один из них перегорал, происходило автоматическое включение другого. . Джозеф Уилсон Суон, который продолжал свои попытки усовершенствовать уже имеющеюся модель источника света, получает патент на лампочки

Здесь в качестве нагревательного элемента выступало угольное волокно. Но здесь оно располагалось уже в разреженной атмосфере из кислорода. Такая атмосфера позволила получить очень яркий свет.

Джозеф Уилсон Суон, который продолжал свои попытки усовершенствовать уже имеющеюся модель источника света, получает патент на лампочки. Здесь в качестве нагревательного элемента выступало угольное волокно. Но здесь оно располагалось уже в разреженной атмосфере из кислорода. Такая атмосфера позволила получить очень яркий свет.

Принцип действия Править

В лампе накаливания используется эффект нагревания (нити накаливания) при протекании через него электрического тока (). Температура вольфрамовой резко возрастает после включения тока. Нить излучает электромагнитное в соответствии с законом Планка. Функция Планка имеет максимум, положение которого на шкале длин волн зависит от температуры. Этот максимум сдвигается с повышением температуры в сторону меньших длин волн (закон смещения Вина). Для получения видимого излучения необходимо, чтобы температура была порядка нескольких тысяч градусов, в идеале 5770 K (температура поверхности Солнца). Чем меньше температура, тем меньше доля видимого света и тем более «красным» кажется излучение.

Часть потребляемой электрической энергии лампа накаливания преобразует в излучение, часть уходит в результате процессов теплопроводности и конвекции. Только малая доля излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение. Для повышения лампы и получения максимально «белого» света необходимо повышать температуру нити накала, которая в свою очередь ограничена свойствами материала нити — температурой плавления. Идеальная температура в 5770 K недостижима, т. к. при такой температуре любой известный материал плавится, разрушается и перестаёт проводить электрический ток. В современных лампах накаливания применяют материалы с максимальными температурами плавления — вольфрам (3410 °C) и, очень редко, осмий (3045 °C).

При практически достижимых температурах 2300—2900 °C излучается далеко не белый и не дневной свет. По этой причине лампы накаливания испускают свет, который кажется более «желто-красным», чем дневной свет. Для характеристики качества света используется т. н. цветовая температура.

В обычном воздухе при таких температурах вольфрам мгновенно превратился бы в оксид. По этой причине вольфрамовая нить защищена стеклянной колбой, заполненной нейтральным газом (обычно аргоном). Первые лампы делались с колбами. Однако в вакууме при высоких температурах вольфрам быстро испаряется, делая нить тоньше и затемняя стеклянную колбу при осаждении на ней. Позднее колбы стали заполнять химически нейтральными газами. Вакуумные колбы сейчас используют только для ламп малой мощности.

Различия ЛН

Первичную ЛН заподозрить на первых неделях жизни довольно трудно потому, что малыш кушает мамину грудь или бутылочку небольшими порциями. Начинается всё со вздутия в животе, позже появляются боли, а за ними — проблемы с дефекацией.

a09292e3a665d60a6f7552598a109fb3.jpg

На первых неделях жизни выявить лактазную недостаточность сложно.

При мнимой ЛН кроха хорошо кушает и набирает вес, но мучается от болей в животике. Стул с зеленоватым оттенком и кислым запахом. При этом молоко у мамы подтекает в перерывах между кормлениями.

Дорогие мамочки, утверждать, что у вашего чада приключилась лактазная недостаточность, основываясь на перечисленных выше признаках и симптомах, нельзя, поскольку многие из них великолепно вписываются в клиническую картину множества других болячек. Показать наличие ЛН может только специальный анализ.

Галогенные лампы

Открытие галогенового цикла в лампах накаливания, вызвало появление в производстве принципиально новых конструкций ламп. Основной эффект от применения галогенов состоит в возможности создания ламп накаливания значительно меньших габаритных размеров со значительно большей световой отдачей при тех же мощностях. Средняя световая отдача галогенных ламп, предназначенных для общего освещения, составляет 22 лм/Вт при сроке службы 2000 часов. Применение галогенного цикла привело к разработке ламп накаливания, позволяющих сконцентрировать на сравнительно небольшой площади излучение большой мощности и применить их в ряде специальных технологических процессов, например для нагрева различных материалов.

Устройство прямой галогенной лампы показано на рисунке 12. Колба лампы 1 представляет собой трубку из кварцевого стекла, по оси которой расположено тело накала в виде спирали или биспирали 2. Вводы в кварц представляют собой полоски молибденовой фольги 4, заштампованные в сплошные концы кварцевой трубки. Внутренняя часть электродов выполнена из вольфрама 3, внешние выводы – из молибдена 5. В лампах большой мощности, имеющих длинную спираль, для устранения ее провисания применяют держатели 7 из вольфрама. Для откачки, вакуумной обработки и наполнения лампы в средней части колбы припаивается штенгель из кварцевого стекла, после отпайки которого остается утолщение 6. Для крепления и присоединения к сети на концы лампы надеты цоколи 8.

2ec31890c9653742648cc5089d5d317a.jpg

Рисунок 12. Конструкция трубчатой галогенной лампы накаливания

В настоящее время технология изготовления галогенных ламп накаливания настолько отработана, что это позволило создать целую гамму ламп: для светильников общего, киносъемочного и телевизионного вещания, прожекторов, инфракрасных облучателей, автомобильных фар, аэродромных огней и тому подобных.

По конструктивным признакам галогенные лампы делятся на две группы: с длинным спиральным телом накала (аналогично конструкции на рисунке 12) и с концентрированным телом накала. Первая группа ламп имеет выводы с двух сторон, вторая – с одной стороны.

Обозначение типа галогенных ламп накаливания включает: первая буква – материал колбы (К – кварц); вторая буква – вид галогенной добавки (И – чистсый йод, Г – галогенные смеси); третья буква – область применения (О – облучательная), или конструктивная особенность (М – малогабаритная, К – концентрированное тело накала), либо то и другое вместе; первая группа цифр – мощность в ваттах (или сила света, ток или световой поток в зависимости от назначения лампы); последняя цифра – номер разработки, если эта разработка не произведена впервые. Для автомобильных ламп первой ставится буква А.

Номенклатура галогенных ламп накаливания насчитывает более 150 наименований. В таблице 6 приведены параметры различных галогенных ламп. Галогенные лампы общего применения имеют срок службы 2000 часов, то есть в 2 раза выше, чем обычные лампы накаливания; у других типов галогенных ламп срок службы колеблется в зависимости от назначения лампы. Лампы для инфракрасного облучения благодаря низкой температуре тела накала (2400 – 2700 К) обладают повышенным сроком службы (до 5000 часов). Облучательные лампы предназначены для эксплуатации, как правило, в горизонтальном положении.

Таблица 6

Параметры галогенных ламп накаливания

Типы ламп Световая отдача, лм/Вт Цветовая температура, К Средняя продолжительность горения, ч Особенности конструкции
Для общего освещения
КИ220-1000-5 КИ240-1000
КИ240-1500 КИ220-2000-4
КГ220-5000
22 22
22 22
22
3000 3000
3000 3000
3000
2000 2000
2000 2000
2000
Линейная –
– –
Для студийного освещения
КГ220-500 КГ220-1000-4
КГ110-1000 КГ110-2000
КГ220-10000
27 26
26 26
26
3200 3200
3200 3200
3200
150 420
400 600
1500
Линейная –
– –
Для копировальных аппаратов
КГ220-1300 КГ220-400 14 16 2800 3000 3000 500 Линейная –
Для нагрева материалов
КГ127-500 КГ220-1000
КГ220-2500-3
2,6 2,6
2,6
2600 2500
2650
5000 10000
2000
Линейная –
Автомобильные
АКГ12-55 АКГ24-70
АКГ24-70-1
27 25
23
– –
150 150
300
Линейная малогабаритная –
Проекционные
КГМ12-100 КГМ24-150
КГМ40-750
29 31
29
3250 3400
3300
85 50
100
С концентрированным телом накала –
Прожекторные
КГК110-2000 КГК200-2000
КГК110-5000
28 28
28
3250 3250
3250
200 170
300
С концентрированным телом накала –

Источник: Афанасьева Е. И., Скобелев В. М., «Источники света и пускорегулирующая аппаратура: Учебник для техникумов», 2-е издание переработанное – Москва: Энергоатомиздат, 1986 – 272 с.

0

Диагностика лактазной недостаточности

Проблемой ЛН занимается врач-гастроэнтеролог. Уже при первом знакомстве с пациентом качественный и тщательный сбор анамнеза может помочь в постановке диагноза.

Для более детального исследования врачу поможет:

  • Копрограмма (показатель рН от 5.5 и ниже, увеличение содержания крахмала, клетчатки, йодофильной микрофлоры, определения углеводов в кале)
  • Водородный дыхательный тест (это нагрузочный тест с лактозой)
  • Генетические тесты (определение генов С/Т — 13910 и С/Т — 22018, ответственных за низкую выработку лактазы)
  • Биохимический анализ микрофлоры кишечника
  • Кроме того во время эндоскопии можно взять кусочек слизистой и исследовать этот биоптат на наличие активности фермента.

Параметры определяющие световой поток

Свет существует в виде потока очень маленьких частиц, называемых фотонами. При попадании на глазную сетчатку, они вызывают большое количество различных зрительных ощущений. Видимость предметов зависит от их освещенности, то есть от количества фотонов, попадающих на сетчатку в течение определенного времени. Таким образом, световой поток светодиодных ламп состоит из определенного количества фотонов, испускаемых за установленную единицу времени.

86d653e9b3269ee4ac1e5e9b7e70d108.jpg

Для измерения светового потока используется специальная единица, называемая люменом. Например, обычная лампа накаливания, мощностью 100 ватт обладает световым потоком от 1200 до 1400 Люмен. Однако подобрать эквивалентный световой поток для светодиодной лампочки совсем непросто. Это связано с тем, что свечение лампы накаливания происходит во все стороны, то есть угол ее рассеивания составляет 3600. Такой угол получается из-за нагретой спирали, расположенной в самом центре колбы. В светодиодной лампочке присутствуют от одного до нескольких светодиодов, освещающих пространство, расположенное непосредственно перед ними.

При размещении светодиодов на наклонной плоскости или использовании рассеивающей колбы удается получить свечение, направленное в разные стороны. Углы рассеивания в таких случаях имеют самый широкий диапазон, но чаще всего используется промежуток от 120 до 170 градусов.

f82a2de1d41ce3e2697f0d473320deb6.jpg

Такая лампочка, подвешенная под потолком, позволяет полностью освещать стены и площадь полов, при этом, поверхность потолка будет оставаться темной. Лампа накаливания почти половину светового потока тратит на потолок, который вовсе не обязательно освещать. Поэтому при одинаковом световом потоке, освещенность под действием каждого вида ламп будет различной. В отдельных случаях эта разница доходит до 40 процентов. Таким образом, данный параметр не позволяет определить точную светимость, и сравнение ламп будет не совсем точным.

4f448fef87f60cf0c1e34cee0c8f021c.jpg

Таблица светового потока

Для более точного сравнения применяется показатель освещенности, измеряемый в люксах. Здесь учитывается число фотонов, попадающих на поверхность, расположенную на определенном расстоянии от источника света. Производится сравнение количества люксов, которое будет одинаковым у аналогичных лампочек. Это позволяет подобрать светодиодную лампу, точно замещающую лампочку накаливания.

Из чего состоит вольфрамовая лампочка

Конструкция лампы накаливания с вольфрамовой нитью очень проста. Она состоит из:

  • колбы, т. е. самой стеклянной сферы, либо вакуумированной, либо наполненной газом;
  • тела накала (нить накаливания) – спирали из сплава вольфрама;
  • двух электродов, по которым на спираль подается напряжение;
  • крючков – держателей вольфрамовой нити, выполненных из молибдена;
  • ножки лампочки;
  • внешнего звена токоввода, служащего предохранителем;
  • корпуса цоколя;
  • стеклянного изолятора цоколя;
  • контакта донышка цоколя.

Принцип работы лампы накаливания также несложен. Свет вырабатывается по причине того, что вольфрамовая нить нагревается от подаваемого на нее напряжения. Подобное свечение, хоть и в более малых объемах, можно увидеть при работе электрической плитки с открытым нагревательным элементом из нихрома. Свет от спирали выделяется очень слабый, но на этом примере становится ясно, как работает лампа накаливания.

Кроме привычной формы, эти световые приборы могут быть и декоративными, в виде свечи, капли, цилиндра или шара. Так как свет от вольфрама всегда одного цвета, производители выпускают такие осветительные приборы с различными, иногда окрашенными стеклами.

Интересны в работе лампочки с нитями накаливания с зеркальным покрытием. Принцип действия лампы накаливания можно сравнить с точечными светильниками, так как освещают они направленно определенную площадь.

9c263341f84f3cdd90a4b698192663e7.jpgРазновидности форм ламп накаливания

Достоинства

Конечно, основные преимущества ламп накаливания – это минимальная сложность при их изготовлении. Отсюда, естественно, и низкая цена, ведь на сегодняшний день более простого электрического прибора и представить нельзя. Та же история и с включением такого элемента в сеть. Для этого не нужно устанавливать какое-то дополнительное оборудование, достаточно простейшего патрона.

В некоторых случаях даже при его отсутствии люди подключают лампы накаливания, на скорую руку соорудив патрон из дерева, пластика, либо вовсе соединяя лампу с проводом при помощи изоляционной ленты. Конечно, такие подключения в форс-мажорных обстоятельствах имеют право на существование, но они небезопасны в смысле пожарной и электрозащиты (необходимо следить, чтобы основание не нагрелось).

Также лампочки с нитью накаливания больших мощностей (150 Вт) очень широко применяются в освещении теплиц. Ведь помимо того, что они дают свет, в результате накаливания вольфрамовой нити лампы сильно нагреваются. К тому же освещение от них наиболее близко к солнечному свету, современная лампочка на светодиодах или люминесцентная энергосберегающая этим похвастаться не могут. По этой же причине лампа накаливания имеет преимущество и в вопросе влияния на зрение человека.

Недостатки

6d2088156ce8790e3d22a072b6af2c30.jpgВольфрамовая нить

К недостаткам ламп накаливания можно отнести недолговечность работы таких приборов, это напрямую зависит от такого параметра, как напряжение в сети. Если повысить ток, то спираль начнет быстрее изнашиваться, что и приведет к перегоранию в самом тонком месте. Ну а если же понизить напряжение, то освещение станет намного слабее, хотя, конечно, это увеличит срок службы лампы.

К основным недостаткам ламп накаливания можно также отнести и негативное действие на нить накала резких скачков напряжения. Но от этого недостатка можно избавиться путем установки вводного стабилизатора. Конечно, остается вопрос с включением освещения. Ведь в момент подачи напряжения нить накала холодная, а значит, сопротивление ее ниже. Решается эта проблема установкой простейшего поворотного диммера. Тогда с поворотом рукоятки нить будет накаливаться плавнее, (т. е. будет отсутствовать краткая резкая подача напряжения), а значит и прослужит она много дольше.

Но все же главным минусом этих приборов, конечно же, можно считать их низкий КПД, а именно то, что работающая лампа расходует подавляющую части энергии на тепло, в результате чего начинает сильно нагреваться. Эти потери составляют до 95%, но такой уж алгоритм работы вольфрамовых лампочек. Так что при приобретении этого светового прибора следует учитывать все преимущества и недостатки лампы накаливания.

ДЕКОРАТИВНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЛАМПЫ

Энергоэффективность и эргономичность — важнейшие качества источников света, но нельзя забывать и об эстетической составляющей. Обычная лампочка накаливания тоже может выглядеть красиво, однако не всегда её можно вписать в интерьер. Например, в только что купленной дизайнерской люстре такое изделие будет смотреться просто смешно.

И тут на помощь оформителю приходят модели нестандартных форм:

  • каплевидные;
  • грушевидные;
  • цилиндрические;
  • изогнутые;
  • спиралевидные;
  • конические;
  • шарообразные;
  • в форме свечей.

Производители постоянно пополняют ассортимент и предлагают покупателю всё новые формы, позволяющие подобрать лампочку для самого необычного светильника.

Современная декоративная лампа сама по себе является произведением искусства, не нуждающимся в дополнительных элементах — кожухе, абажуре или подставке. Благодаря мягкому, не раздражающему глаз свету такое изделие может быть использовано для освещения спальни или детской комнаты.

Детей и взрослых позабавят так называемые лампы Теслы (плазменные), в стеклянной ёмкости которых непрерывно возникают разноцветные разряды-молнии. Для освещения помещений эти изделия непригодны, но вполне способны поднять настроение и познакомить ребёнка с основами физики.

В начало

Технические характеристики

К основным техническим характеристикам ламп накаливания можно отнести следующие параметры:

Срок службы

Лампы накаливания обладают самым коротким сроком службы среди всех моделей осветительных элементов. Этот фактор напрямую связан с нитью накала, находящейся внутри лампы, и ее быстрым износом.

В процессе горения с нее испаряется слой материала, нить становится тоньше и происходит ее разрыв. Лампа выходит из строя. Кроме того, на срок службы влияют резкие перепады электричества. Да и любое включение – это стресс для нити, так как они резко повышают сопротивление внутри колбы, тем самым провоцируя истончение пружины. Несколько продлить срок работы в данном случае поможет светорегулятор или диммер, он обеспечит более плавный пуск включения.

dcd4eabc795a10299e126101e19dd54b.jpg

Обещаемый производителями срок службы такого изделия обычно не превышает 1000 часов. При этом в это время светоотдача постоянно снижается, так, например, после порядка 700 часов работы яркость снизится примерно на 15%.

Цветопередача и световая температура

Две эти характеристики являются определяющими для определения качества излучаемого света. Итак, световая температура данного типа ламп имеет только одно проявление, в отличие от светодиодов или других моделей нового поколения – светло-желтый свет, излучаемый лампочкой, является максимально комфортным для восприятия человеческим глазом. Цветопередачей называется уровень соответствия естественного цвета предмета и его цвета при освещении осветительным элементом. В данном случае спектр цветопередачи является максимальным и равен 100%. По этой причине данный тип используют как образец при создании моделей других типов.

d83ad2da0c52475455ceaaf535fb6160.jpg

Уровень энергопотребления

Безусловно, данный фактор зависит от определяющей изначальной мощности. Мощность определятся ваттами. Так, при мощности лампы в 50 Вт уровень энергопотребления будет равен 50 Вт в час, соответственно, мощность в 100 Вт повысит этот показатель вдвое. В среднем, одна лампа горит порядка 6-7 часов в день, при этом получается, что одна лампа в 100 Вт за день будет потреблять порядка 600-700 Вт, при этом современные люстры обычно имеют по 3-4 световых элемента. Отсюда следует, что только на освещение в одной комнате потребуется 2100 Вт, или 2,1 кВт в день.

bd68631de51d839a7a350f2ade38a230.jpg20c9a8113d76e35d9e785a9b7533bcc0.jpge239053d39b86d46a9ab511aeb3f463e.jpg

Тип цоколя

Для соединения светового элемента с прибором, в котором он будет использоваться, лампочка снабжена специальным функциональным элементом – цоколем. Цоколь может иметь различный вид. Максимально распространенным является цоколь Эдисона резьбового вида. На маркировках упаковок он обозначается буквой Е. К букве обычно добавляется цифра, она обозначает диаметр основания, используемого в данной модели цоколя. Самые распространенные сегодня размеры – Е14, Е27 и Е40. Современные модели ламп накала могут быть также снабжены цоколем типа G, который имеет форму двух штырьков с контактами.

c6332cf1d34a48e10a5395d81b54f27d.jpg

Размеры же ламп накаливания будут зависеть от типа осветительного прибора, в котором будет использоваться лампочка, а также от размера цоколя.

Наполняющий газ

Для увеличения мощности светового излучения в производстве ламп накаливания используют инертный газ. Им заполняется стеклянная полость лампы и при его горении образуется свечение. В зависимости от стоимости и назначения модели внутри находится разный газ. Так, максимально простые и дешевые варианты имеют наполнение из смеси азота и аргона, такое сочетание обеспечивает самый низкий уровень освещения. В более дорогостоящих моделях с лучшими характеристиками в стеклянную колбу закачивают ксенон или криптон, они обладают более низкой теплопроводностью, что обеспечивает увеличение яркости.

Как рассчитать световой поток, зная величину освещенности

Если вы захотите выполнить расчет данного параметра на практике и подтвердить или опровергнуть информацию производителя о технических параметрах лампы, для этого необходимо иметь под рукой люксометр – электроизмерительный прибор, использующийся для выполнения замеров освещенности. С помощью люксометра замеряем величину освещенности в помещении, где будет осуществляться установка светодиодных светильников, в каждой контрольной точке. Далее, используя формулу для расчета мощности светопотока, определяем искомый параметр мощности излучения источника света:

X=YZ,

Где, X — значение светопотока, Лм;

Y – величина освещенности, Лк;

Z – площадь исследуемого помещения, где планируется монтаж светодиодных ламп, м².

Например, если площадь освещаемой территории составляет 20 м², освещенность составляет 60 Лм, параметр светопотока будет составлять 1200 Лм, что соизмеримо со светодиодной лампой мощностью 12-14 Вт.

Пересчет  параметров светопотока наиболее популярных осветительных ламп на светодиодное освещение.

Тип лампы Мощность, Вт Светопоток, Лм Мощность светодиода при том же значении светопотока
Лампа накаливания 25 250 2
40 400 4
60 700 9
75 900 10
100 1200 12
150 1800 18
200 2500 25
Люминесцентная лампа 6 250 2
10 400 4
13 700 9
15 900 10
25 1200 12
35 1800 18
45 2500 25
Галогенные 5 50 2
10 150 3
25 240 4
35 400 5
45 480 6
55 700 7
Натриевые лампы, ДНАТ 70 4500 50
100 7200 70
150 10800 100
250 18700 180
400 34000 350
Ртутные лампы, ДРЛ 120 6000 60
240 13000 120
400 23000 240
700 38000 460
1000 57000 600

Экономический эффект от использования светодиодных ламп в отличие, например,  от обычных ламп накаливания очевиден. Для того чтобы выдать световой поток 900 Лм, нужна обычная лампа накаливания мощностью 75 Ватт или светодиодная лампа с мощностью 10 Вт, то есть, при установке светодиода вместо лампы накаливания с одинаковым качеством света даст нам экономию электроэнергии в 7,5 раз.

Что касается ламп ДРЛ и ДНаТ, то они имеют достаточно мощный светопоток, но за счет длительного срока эксплуатации, старения и безопасности, светодиодные светильники являются лучшим решением для освещения.

Цена светодиодов зависит от мощности прибора и производителя

При покупке светодиодов, нужно обращать внимание на технических параметрах светильника, чтобы не попасть впросак. Если вы установите лампы с недостаточным световым потоком, это может вызвать проблемы со зрением

Поэтому, выбирать нужно проверенных производителей, которые не спекулируют на технических параметрах и предлагают качественную продукцию. Всем известно, что китайские лампы зачастую не соответствуют заявленным параметрам, которые в среднем завышены на 30-40 %.

 

Газоразрядные лампы

Яркость и потребляемая мощность – две важнейшие характеристики ламп освещения. Они определяют поиск технических решений, чтобы создать новые виды ламп освещения с лучшими параметрами. Принцип создания света в люминесцентной лампе требует большой поверхности люминофора для увеличения светового потока. Он достаточен для использования в бытовых и офисных помещениях. Но как мощный компактный источник света не пригоден. По этой причине была изобретена газоразрядная лампа высокого давления.

В ней тлеющий разряд возникает лишь сразу после включения. Затем давление внутри колбы возрастает одновременно с увеличением силы тока в лампе. Возникающая в газе дуга является источником мощного излучения. Это излучение используется по-разному в зависимости от состава газа. Разряд в парах ртути при высоком давлении порядка 100 кПа дает много как видимого света, так и ультрафиолетового излучения.

Но видимый свет имеет оттенок синего цвета. Люди и предметы при таком освещении неприятно выглядят. Для коррекции цветопередачи источник света – горелка из кварцевого стекла – окружается колбой с покрытием люминофором. Получается лампа, которая называется ДРЛ – дуговая ртутная люминесцентная. Эти лампы широко применялись для уличного освещения.

1eeaf8a565ccb9150def27786ca48233.jpgЛампы ДРЛ

Но колба с люминофором увеличивает себестоимость источника света. Преобразование ультрафиолета в видимый свет с применением люминофора имеет тенденции к ухудшению со временем. От осыпавшегося люминофора мутнеет кварцевое стекло. Цветопередача даже с люминофором оставляет желать лучшего. В силу перечисленных причин ДРЛ были вытеснены в уличном освещении натриевыми лампами. Они устроены функционально точно так же. Но вместо паров ртути используются пары натрия.

Колба прозрачна, а горелка изготовлена из специальных материалов, более тугоплавких, чем кварцевое стекло. Свет охватывает желтые цвета спектра, которые лучше всего воспринимает человеческое зрение. Поэтому натриевые лампы выглядят ярче, чем ДРЛ такой же мощности.

Их широко применяют как наиболее современные и выносливые источники света не только для уличного освещения, но и в сельском хозяйстве для теплиц и помещений птицеводческого и животноводческого комплексов. Но главным ограничителем применения натриевых ламп является их неправильная цветопередача из-за узкого спектра излучения.

58bd42cb847695ee2f8282d376ca4ebc.jpgНатриевая лампа высокого давления

Среди газоразрядных ламп наиболее правильная цветопередача у сверхвысокого давления и ксеноновых ламп. Лампа ДРШ – дуговая ртутная шаровая – это горелка специальной формы из кварцевого стекла. Форма в виде шара придает колбе наибольшую прочность. Это необходимо из-за давления внутри колбы, которое может быть больше 1 МПа. Из-за большого давления и температуры пары ртути излучают более широкий спектр. Но при этом лампа взрывоопасна, а в ее спектре много ультрафиолета.

e2bd59db017f5584b0f49501d1952173.jpgЛампа ДРШ

Существенным недостатком ДРЛ, ДРШ и натриевых ламп высокого давления является использование металла для получения паров. По этой причине лампы долго запускаются, а после погасания не могут сразу зажечься из-за большого давления в колбе. Чтобы лампу зажечь, необходим балласт специальной конструкции.

Из газоразрядных ламп, получивших распространение в связи с развитием полупроводниковых приборов, выделяются ксеноновые лампы как источники, наиболее близкие к естественному свету. Они применяются в фотовспышках, автомобильных фарах, проекторах кинотеатров и мощных осветителях. Среди них также есть модели высокого и сверхвысокого давления. Это самые мощные современные источники качественного света.

a6b958b8a9f5de905b267dfe87263535.jpgМощная ксеноновая лампа сверхвысокого давления

45a595d6fd658b151d3df22e71072978.jpgАвтомобильные ксеноновые лампы

Настоящая революция на рынке светотехники произошла после появления синих и ультрафиолетовых светодиодов. Стало возможным использовать светодиодное освещение и изготавливать лампочки для этих целей. На сегодняшний день они являются наиболее эффективными источниками света для бытовых светильников. Их конструкция основана на использовании отдельных светящихся кристаллов. Причем сам кристалл излучает синий спектр, в том числе ультрафиолет. А видимый белый свет с тем или иным оттенком создает люминофор. Точно так же, как и в люминесцентной лампе.

Что собой представляет

Лампа накаливания — электрический вариант источника света, основная часть которого представляет собой тугоплавкий проводник, играющий роль тела накала. Проводник размещен в колбе из стекла, которая внутри бывает накаченной инертным газом или полностью лишенной воздуха. Пропуская через тугоплавкий тип проводника электрический ток, данная лампа может испускать световой поток.

9c21f8b8bb85cf180d05edf066fa166a.jpg

Свечение лампы накаливания

Принцип функционирования базируется на том, что когда электрический ток течет по телу накала, данный элемент начинает накаливаться, нагревая вольфрамовую нить. Вследствие этого нить накала начинает испускать излучение электромагнитно-теплового типа (закон Планка). Для создания свечения температура накала должна составлять пару тысяч градусов. При снижении температуры спектр свечения будет становиться все более красным.
Все минусы, имеющиеся у лампы накаливания, кроются в температуре накала. Чем лучше нужен световой поток, тем большая температура потребуется

При этом вольфрамовая нить характеризуется пределом накала, при превышении которого этот источник света навсегда выходит из строя.
Обратите внимание! Температурный предел нагрева для ламп накаливания — 3410 °C.

Выводы и полезное видео по теме

Еще больше познавательной и интересной информации о производстве, использовании и недостатках ламп накаливания – в видеороликах, снятых специалистами и любителями.

Интересные факты о лампах накаливания:

Как происходит производство ЛН:

Сравнительный обзор ламп разных видов:

Популярно о выборе ламп для дома:

Потребитель сам вправе выбрать лампочку для использования в быту. Однако не стоит гнаться за дешевизной и обманчивой выгодой. Учитывая, что освещением мы пользуемся постоянно, а лампочек в доме, как правило, более десятка, следует пересмотреть привычки. Многие пользователи давно уже перешли на более надежные, экономичные, безопасные светодиодные лампы.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here