Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

Параметры ламп накаливания

Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания
Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

27 июля 2014.
Категория: Лампы.

Электрические и световые параметры

Параметры ламп накаливания или характеристики ламп накаливания, принято делить на три группы – электрические, световые и эксплуатационные.

Электрические параметры характеризуют лампу как потребителя электрической энергии и определяют возможность ее подключения к источникам питания (электрической сети).

К электрическим параметрам относят номинальное напряжение и номинальную мощность лампы, ток является величиной производной и определяется расчетом.

Световые параметры более разнообразны. Нормирование тех или иных определяет назначение лампы. У ламп накаливания, предназначенных для общего освещения, основными техническими характеристиками являются световой поток и световая отдача. Для сигнальных ламп важным параметром является яркость, для ламп-светильников – кривые силы света и тому подобное.

[attention type=red]
Эксплуатационные параметры определяют возможность и технико-экономическую целесообразность применения ламп данного типа в той или иной осветительной установке.
[/attention]

В этом смысле к эксплуатационным параметрам следует относить и электрические, и световые параметры.

Поэтому, говоря об эксплуатационных параметрах ламп, обычно имеют ввиду срок службы ламп, стабильность светового потока, параметры внешней среды и ряд дополнительных требований.

Основным электрическим параметром лампы накаливания является номинальное напряжение лампы Uл.ном. Для большинства ламп накаливания это напряжение соответствует напряжению источника питания.

Основная масса ламп накаливания общего применения работает от электрических сетей энергосистем, которые для осветительных установок можно считать источниками неограниченной мощности.

Поэтому в течение длительного времени для ламп накаливания общего назначения напряжение питающей сети являлось и номинальным напряжением ламп накаливания. Все остальные электрические параметры ламп накаливания относили именно к этому номинальному напряжению.

Вместе с тем, напряжение в осветительных сетях часто отличается от номинального.

Поэтому в целях улучшения эксплуатационных характеристик ламп согласно ГОСТ 2239-79 введено пять интервалов напряжения питания: 125 – 135, 215 – 225, 220 – 230, 230 – 240 и 235 – 245 В, причем за номинальное напряжение ламп в соответствии с международной классификацией приняты напряжения 130, 220, 225, 235 и 240 В.

Источники питания ограниченной мощности (аккумуляторные батареи, автомобильные генераторы, сухие элементы и так далее) отличаются тем, что средние значения их фактического напряжения не соответствуют номинальному.

Поэтому для ламп накаливания, предназначенных для работы от таких источников питания, помимо номинального напряжения применяют так называемое расчетное напряжение Uл.р, то есть среднее напряжение, при котором будет работать лампа накаливания.

Соответственно все ее остальные параметры относят к расчетному напряжению.

Вторым важным электрическим параметром ламп накаливания является мощность. Под номинальной мощностью лампы накаливания данного типа Pл.

ном понимают расчетную электрическую мощность, которая выделяется в лампе накаливания данного типа при ее включении на номинальное (или расчетное) напряжение. Практически для партии ламп – это среднее значение мощности для достаточно большой группы ламп этого типа.

Возможный разброс значений мощности отдельных ламп ограничивается верхним пределом допустимой мощности для ламп данного типа.

Для отдельных типов ламп, в частности предназначенных для работы от химических источников тока, вместо номинальной мощности иногда нормируется номинальный ток Iл.ном, для которого устанавливается ограничение его верхнего значения.

Основная светотехническая характеристика ламп накаливания определяется назначением лампы. Для осветительных ламп это световой поток Фл. Практически номинальным световым потоком лампы является среднее значение светового потока большой партии ламп данного типа.

Применительно к каждой лампе накаливания можно говорить о нижнем допустимом пределе светового потока.

Ограничение верхнего предела не имеет смысла, так как повышение светового потока может быть достигнуто увеличением мощности лампы, верхний предел которой, ограничивается, а так же повышением температуры тела накала, что неизбежно приведет к снижению срока службы лампы и разбраковке партии по этому параметру.

[attention type=green]
Изменяя конструкцию и конфигурацию тела накала или применяя колбы специальной формы, можно получить лампы накаливания с заданной кривой силой света. Для таких ламп помимо нормирования светового потока нормируют одно или несколько значений силы света Iv в заданных направлениях. Число точек нормирования силы света определяется возможностью контроля кривой с заданной точностью.
[/attention]

Лампы накаливания имеют различную яркость свечения L, что связано с многообразием областей их применения.

Например, прожекторные лампы, лампы для сигнальных приборов, кинопроекционной аппаратуры имеют высокую яркость, значение которой в ряде случаев нормируют.

И, наоборот, для освещения жилых помещений требуется пониженная яркость, поэтому такие лампы накаливания часто выпускают в матированных колбах.

Для ламп, применяемых в оптических приборах, эффективность действия которых определяется яркостью тела накала, желательно нормирование габаритной яркости тела накала.

Сложность определения такой яркости путем измерения силы света и деления результата на площадь проекции тела накала на плоскость, перпендикулярную направлению силы света, привела к тому, что от этого нормирования отказались, сведя контроль ламп к измерениям силы света в заданных направлениях и основных геометрических размеров тела накала.

Световая отдача η, являющаяся важной свето технической характеристикой качества ламп и их основным эксплуатационным показателем, в настоящее время исключена из числа нормируемых величин, так как она определяется расчетным путем как отношение светового потока к мощности лампы, измеренных при номинальном напряжении лампы. Световая отдача вместе с тем является важнейшим параметром ламп накаливания, определяющим экономичность генерирования светового потока. Световая отдача ламп накаливания растет с увеличением их мощности, для ламп одинаковой мощности она больше у ламп, рассчитанных на меньшее номинальное напряжение. Для ламп накаливания данной мощности и конструкции световой поток, определяющий световую отдачу, зависит от температуры нити накала и ее излучательных свойств. Препятствием к повышению температуры вольфрама, является увеличение скорости его испарения, что было в значительной мере преодолено при использовании галогенных циклов.

Эксплуатационные параметры

К основным геометрическим параметрам ламп накаливания относят те размеры, которые влияют на возможность их применения в тех или иных светильниках или установках.

Основными из этих параметров для всех без исключения ламп накаливания являются их габаритные размеры (рисунок 1): наибольший диаметр колбы dк, измеряемый в плоскости, перпендикулярной оси лампы, полная длина лампы l, измеряемая, как правило, в направлении оси лампы, и тип цоколя.

[attention type=yellow]
Важным геометрическим размером лампы накаливания является высота светового центра h, относительно которого дается кривая силы света лампы. Эта точка совпадает с центром тяжести тела накала, полученным геометрическим построением.
[/attention]

Высота светового центра измеряется параллельно оси лампы и отсчитывается от той детали цоколя, которая определяет его положение в патроне. Эту деталь называют фиксирующим элементом цоколя.

Рисунок 1. Основные размеры лампы накаливания

Для ламп с фокусирующим цоколем дополнительными геометрическим параметрами являются размеры и допуски, определяющие положение светового центра относительно цоколя и его фокусирующих элементов.

Для ламп, применяемых в оптических приборах, в которых большое значение имеет габаритная яркость тела накала, дополнительно задают размеры тела накала, в том числе длину светящейся нити, диаметр моноспирали (или биспирали), площадь, заполненную светящейся частью тела накала, и тому подобные.

Важными эксплуатационными параметрами ламп накаливания, так же как и других источников света, являются их средний срок службы τ, полный срок службы τполн, определяемый временем горения лампы до ее отказа, и полезный срок τп, определяемый временем горения до уменьшения светового потока в заданном пределе. Практическое равенство τполн = τп = τ означает оптимальное конструирование отдельных частей лампы, исключающее лишний запас по надежности отдельных частей и деталей, в основном тела накала, и стабильную  технологию производства. Проверка совпадения значений τп и τполн достигается тем, что при испытании ламп на средний срок службы производят измерение конечного светового потока ламп, оставшихся целыми к моменту достижения срока, равного нормированной средней продолжительности горения.

К эксплуатационным параметрам ламп относится и минимальный допустимый световой поток, ниже которого эксплуатация ламп накаливания становится неэкономичной. Для современных ламп накаливания конечный световой поток составляет 85 – 90% начального.

В качестве примера нормирования параметров ламп накаливания в таблице 1 приведены регламентированные ГОСТ 2239-79 параметры ламп накаливания общего назначения с криптоновым наполнением.

Таблица 1

Параметры некоторых осветительных ламп накаливания общего назначения с криптоновым наполнением по ГОСТ 2239-79.

Типы лампНоминальное значение
напряжения, Вмощности, Втсветового потока, лм
БК125-135-40 БК125-135-60 БК125-135-100 БК125-225-40 БК125-225-60БК125-225-100130 130 130 220 22022040 60 100 40 60100520 875 1630 415 7901450

Для ламп накаливания, применяемых для освещения транспортных средств, нормируемым эксплуатационным параметром является также динамический срок службы.

К эксплуатационным параметрам любых ламп накаливания относят характеристику климатических условий, в пределах которых обеспечиваются все перечисленные параметры.

Климатические условия эксплуатации характеризуются: интервалом температур внешней среды, в пределах которого должна сохраняться работоспособность лампы; интервалом влажности, точнее, верхним пределом влажности среды; интервалом изменения давления окружающей среды.

[attention type=red]
Для изделий нормального исполнения, предназначенных для эксплуатации на всей территории страны, обычно принимают следующие значения перечисленных выше параметров: интервал температур от – 60 до + 50 °С; относительная влажность не выше 98% при 20 °С и давление не ниже 0,75 × 105 Па (верхний предел не оговаривается с учетом того, что давление выше максимально возможного атмосферного быть не может).
[/attention]

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

Обзор характеристик ламп накаливания

Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

Вы здесь: Легендарные лампочки Ильича можно назвать классикой жанра, «динозаврами» источников освещения, т.к. патент на их создание был принят в далеком 1879 году. Далее мы рассмотрим основные технические характеристики ламп накаливания, виды, а также плюсы и минусы применения в быту.

Устройство лампы накаливания включает в себя стеклянную колбу, в которой находиться вольфрамовая нить и инертный газ (ксенон, криптон либо аргон). Нить установлена на специальных опорах и электродах, через которые проходит электрический ток (наглядно вы можете увидеть конструкцию на картинке выше).

При вкручивании цоколя в патрон, электричество проходит к вольфрамовой нити, которая накаляется и излучает свет. В этом и заключается принцип действия лампочки.

Характеристика

Основные технические характеристики лампы накаливания:

  • диапазон мощностей — от 25 до 150 Вт (для бытового применения) до 1000 Вт;
  • температура накала вольфрамовой нити в пределах 3000 градусов;
  • световая отдача – от 9 до 19 Лм/ 1 Вт (к примеру, световой поток лампы накаливания 40 Вт может варьироваться от 415 до 460 Лм);
  • номинальное напряжение — 220-230 В и 127 В;
  • частота – 50 Гц;
  • размер цоколя – 14 мм (E14), 27 мм (E27) и 40 мм (E40);
  • ресурс работы или по простому срок службы – при нормальном напряжении около 1000 часов (220В) и 2500 часов (127 В);
  • цоколь – резьбовой, штифтовой одно- и двухконтактный.

Технические характеристики бытовых ламп накаливания:

С параметрами разобрались, теперь поговорим о разновидностях.

Разновидности

На сегодняшний день существует широкий ассортимент лампочек, которые разделяются по следующим признакам:

  • форма колбы (шарообразная, цилиндрическая, трубчатая, шароконическая и т.д.);
  • покрытие колбы (прозрачное, зеркальное, матовое);
  • назначение (общее, местное, кварцевогалогенные);
  • наполнитель колбы (вакуум, аргон, ксенон, криптон, галоген и т.д.).

Рассмотрим фото и характеристики наиболее популярных видов ламп накаливания.

Прозрачные наиболее распространенный вариант. Такие изделия самые дешевые и наименее эффективные, т.к. световой поток рассеивается неравномерно. Недостаток прозрачных колб в том, что свет «бьет» по глазам. Зеркальные колбы более эффективные, т.к. покрытие создает направленный световой поток. Такие изделия пользуются популярностью при освещении витрин и торговых залов.

Матовые делают освещение более мягким и рассеянным, благодаря чему создаются благоприятные условия для работы и отдыха при включенном свете. Изделия местного освещения работают при напряжении 12-24-38 Вольт, что необходимо для создания безопасных условий труда. Такие источники света могут применяться для освещения смотровой ямы при монтаже электропроводки в гараже.

Маркировка

Маркировка ламп накаливания имеет вид: Первая буквенная часть — особенность конструкции и физические свойства изделия (Б — аргоновая биспиральная, В – вакуумная, Г – газополная аргоновая моноспиральная, БК – биспиральная криптоновая, МЛ – в колбе молочного цвета, МТ – матовая колба, О – опаловая колба).

Вторая буквенная часть — назначение изделия (Ж – железнодорожная, СМ – самолетная, КМ – коммутаторная, А – автомобильная, ПЖ – прожекторная). Первая цифирная часть – номинальное напряжение и мощность. Вторая цифирная часть – номер доработки.

К примеру, маркировка Б235 – 245-60 означает, что изделие биспиральное, работает при напряжении 245 В и имеет мощность 60 Вт.

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.

Недостатки

Основной недостаток ламп накаливания – низкая световая отдача и преобладание красных и желтых цветовых оттенков в спектре. Помимо этого выделяют еще несколько минусов:

  1. Изделие имеет маленький ресурс работы, который сокращается при отклонении номинального напряжения в сети.
  2. Колба весьма хрупкая, поэтому применяют ее только в сочетании с плафоном. Советуем ознакомиться с полезным советом о том, как выкрутить разбитую лампочку.
  3. Не экономят электроэнергию.

Вот мы и рассмотрели технические характеристики ламп накаливания, виды и маркировку. Надеемся, что данная информация была для Вас полезной и понятной!

  • Какие лампы самые яркие: светодиодные, люминесцентные или галогеновые?
  • Какие бывают виды светодиодных ламп для дома
  • Как устроена и как работает светодиодная лампа

  • Лампа накаливания (лампа Ильича): устройство, принцип действия, виды, характеристики

    Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

    Лампа накаливания – самая дешевая из представленных на рынке осветительных приборов. Несмотря на активную пропаганду энергосберегающих приборов, многие люди продолжают пользоваться этим надежным электрическим источником света.

    Устройство и принцип работы

    С начала XX века устройство лампы практически не изменилась. Она состоит из нескольких элементов:

    • стеклянная колба;
    • инертный газ;
    • вольфрамовая нить накаливания;
    • держатель для нити накаливания;
    • токовводящие электроды;
    • предохранитель;
    • цоколь.

    Колба герметизирует и защищает нить накала от воздействия атмосферы. Для изготовления ламп с вольфрамовой спиралью обычно используют известковое стекло.

    В качестве инертного газа чаще всего применяют недорогую смесь азота и аргона, чистый аргон или криптон.

    Тело накаливания для бытовых лампочек изготавливается из вольфрамовой проволоки, которую закручивают в спираль. Это делают для уменьшения размера изделия и увеличения площади излучения.

    В качестве держателей для нити накаливания применяют молибденовые крючки.

    Часто конструкцией предусмотрен предохранитель. Он состоит из ферроникелевого сплава, который вваривается в один из токовводящих электродов. Назначение предохранителя – предотвратить взрыв колбы при перегорании нити накаливания.

    Цоколь состоит из металлического корпуса, стеклянного изолятора и токопроводящего контакта.

    Принцип работы лампы достаточно прост. Свечение возникает благодаря прохождению электрического тока через нить накаливания. Чтобы световое излучение стало видимым для человеческого глаза, спираль должна нагреться до температуры 570°С. А рабочая температура нити накала достигает 3000°С. При нажатии на выключатель вольфрамовая спираль начинает нагреваться и светиться.

    Почему их называют лампами Ильича?

    За этим бытовым осветительным прибором на территории нашей страны закрепилось название лампа Ильича. Не каждый светильник достоин такого имени. Лишь голую лампочку на проводе без плафона можно назвать именем Ленина. Дело в том, что одной из первых задач молодой советской власти была электрификация страны.

    В 1920 году Владимир Ильич Ленин приехал в деревню Кашино на запуск электростанции. Там он побеседовал с крестьянами, сфотографировался с ними и провел митинг. Это, казалось бы, рядовое событие, нашло отражение в советской литературе и кино. А простой светильник, свисающий на проводе с потолка, стали называть лампой Ильича.

    Позже этот термин приобрел иронический оттенок, как пример проблемы, решенной на скорую руку.

    Виды ламп накаливания, область применения и электрические характеристики

    Выделяют следующие виды данных осветительных приборов.

    1. Лампы общего назначения. Предназначены для общего, местного и декоративного освещения в домах и офисах.
    2. Лампы местного освещения. Подобны предыдущей группе, но с низким напряжением (12, 24, 36 В). Применяются для подсветки рабочих мест, в том числе и на специальных станках.
    3. Декоративные лампы. Изготавливаются со специальными фигурными колбами (в виде свечей, шаров и др.). Применяются для украшения интерьера в квартирах и общественных помещениях.
    4. Иллюминационные лампы. Выпускаются с ярко окрашенными колбами. Имеют малую мощность. Применяются в иллюминационных установках.
    5. Сигнальные лампы. Прибор малой мощности, но долгого срока службы. Используются в светосигнальных устройствах.
    6. Зеркальные лампы. Изготавливаются с колбой специальной формы, покрытой отражающим слоем из алюминия. Применяются для локализации местного освещения в определенную точку.
    7. Транспортные лампы. Предназначены для различных видов транспорта. Выпускаются с высокой механической и вибрационной стойкостью. Имеют специальный цоколь.
    8. Лампы для оптических приборов (измерительных, медицинских и др.).
    9. Прожекторные лампы. Имеют большую мощность (до 10кВт) и световую отдачу.
    10. Специальные лампы. К ним относят:
    • коммутаторные (миниатюрные, маломощные);
    • фотолампы (сейчас практически не используются);
    • проекционные (для кинопроекторов);
    • двухнитевые и лампы-фары для автомобилей, самолетов и железнодорожных светофоров;
    • нагревательные и лампы специального спектра излучения для различной техники (принтеры, сушильные камеры и др.).

     Номенклатура осветительных приборов определяет их характеристики.

    1. Диапазон мощности составляет от 0,1 Вт до 23 кВт. Для бытовых лампочек интервал значительно уже: от 15 до 150 Вт.
    2. Цветовая температура находится в интервале от 2100 до 3000 К, что весьма близко к естественному солнечному спектру.
    3. Коэффициент полезного действия у ламп накаливания довольно низкий: примерно 5%. Это обусловлено тем, что большая часть электроэнергии расходуется на тепловой нагрев нити накаливания и невидимое глазу инфракрасное излучение.
    4. При работе осветительный прибор не требует дополнительных устройств для ограничения тока. Он подключается напрямую к электрической сети. Это связано со свойствами вольфрама. Он имеет положительный коэффициент температурного расширения. Значит, с ростом температуры увеличивается электрическое удельное сопротивление: стабилизация потребляемой мощности осветительного пробора достигается автоматически.
    5. Световой поток или яркость свечения у лампы накаливания зависит от мощности. Для бытовых приборов он находится в рамках 90−2200 лм. Световая отдача при этом составляет 9−15 лм/Вт.
    6. Индекс цветопередачи Rа 100. Следовательно, цвета предметов не искажаются.
    7. Важной для потребителя характеристикой является размер и тип цоколя лампы. Чаще всего у бытовых осветительных приборов встречается резьбовой цоколь. Он надежен и удобен в эксплуатации. Кроме него выпускают лампы со штифтовым одно- или двухконтактным цоколем. В зависимости от размера в Европе выпускают цоколи Е14, Е27 и Е40. Цифра соответствует диаметру цоколя в миллиметрах. В странах с меньшим напряжением сети (110В) лампы меньше. Цоколи для них имеют размеры Е12, Е17, Е26 и Е39.

    Преимущества и недостатки

    Достоинств у лампы накаливания больше, чем недостатков.

    • Низкая цена осветительного прибора. Дешевле пока не производят.
    • Небольшой размер, эргономичная форма.
    • Низкая чувствительность к перепадам напряжения.
    • Моментальное свечение при включении в сеть.
    • Не вредно для глаз: мерцание человеческим глазом не фиксируется.
    • Возможность использования димеров – регуляторов яркости.
    • Спектр света максимально близок к естественному солнечному освещению.
    • Свечение не искажает цвета предметов.
    • Постоянный спектр излучения.
    • Надежность при работе в условиях, отличающихся от нормальных: низкие или высокие температуры, конденсат в атмосфере.
    • Широчайший диапазон рабочих напряжений.
    • Легкая и безопасная утилизация.
    • Простота электрической схемы. Лампа подключается напрямую к сети без дополнительных регулирующих приборов.
    • Устойчивость к ионизирующей радиации и электромагнитным импульсам.
    • Не создает помех для радиочастот.
    • Не гудит при работе.
    • Может работать и от переменного, и от постоянного тока; не зависит от полярности.
    • Невысокий уровень ультрафиолетового излучения.

    Лампа накаливания: виды, характеристики (преимущества и недостатки)

    Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

    Лампа накаливания – это источник искусственного света, который в процессе работы выделяет много тепла. Внутри ее металлическая спираль, чаще всего из тугоплавкого вольфрама. Этот элемент помещен в колбу, которая заполнена инертным газом, реже – вакуумная. Подобное наполнение не дает окисляться металлу. Такие лампы популярны благодаря низкой цене.

    Путь создания

    История этих ламп длинная и тернистая, не один создатель принял участие в ее творении. Разделить процесс создания можно на такие этапы:

    1. Изобретение Лодыгина. Русский ученый придумал, как засветить угольный стержень в стеклянном сосуде без доступа воздуха. Проблема была в том, что нить стала быстро перегорать. Чуть позже именно он предложил заменить угольный стержень вольфрамовым.
    2. Вклад Томаса Эдисона. Ему удалось создать недорогую и относительно долговечную модель подобной лампы. Он наладил потоковое производство, изготовить лампу можно было в нужных объемах. Почти всю жизнь он совершенствовал лампу, применяя разные материалы для достижения лучшего эффекта.

    Со временем лампы начали наполнять инертными газами, что в разы увеличивало срок эксплуатации.

    С момента появления она не очень сильно изменилась

    Сфера использования

    Не так давно лампы накаливания присутствовали в различных сферах жизни, в быту и на предприятиях. Это обуславливается простой их монтажа, эксплуатации и обслуживания. Используются в таких сферах:

    • Общего предназначения для внутреннего и наружного освещения в частных домах, квартирах, офисах.
    • Местного применения – для подсветки рабочих мест.
    • Также есть специальные автомобильные лампы накаливания.
    • Устанавливаются в поездах, на судах, и в самолетах.
    • Миниатюрные ЛН применяются в фонариках, шкалах приборов.
    • Сверхминиатюрные в отдельных медприборах, пультах управления.
    • Также есть коммутационные, маячные, кинопроекционные.

    Важно! Во многих сферах сегодня используются экономичные лампы, но все же потребительский интерес применения ЛН не снижается.

    Характеристики

    Лампы накала обладают такими характеристиками:

    1. Разлет мощностей. Зависит от сферы использования, так для бытовых целей применяются лампы от 25 до 150 Ватт, для других – до 1000 Вт.
    2. Нить накаливается до 2000–2800 градусов.
    3. Напряжение – 220–330 В.
    4. Световая отдача – 9–19 Лм/1Вт.
    5. Размеры цоколя – Е 14, Е 27 и Е 40, что соответствует 14, 27 и 40 мм. Тип цоколя – резьбовой и штифтовой. Последний может быть одно- или двухконтактным.
    6. Ресурс функционирования – 1000 часов при оптимальных условиях.
    7. Выделяют в процессе горения много тепла, имеют чувствительность к частым выключениям.
    8. По цене они самые доступные из предложенных в магазинах ламп.
    9. Средний вес – 15 г.

    Характеристики ламп разной мощности

    Принцип действия

    Суть работы всех ЛН в использовании принципа нагревания вещества при прохождении сквозь него тока. В этом случае повышается температура нити накала после замыкания электрической цепи. Как результат запускается эффект электромагнитного теплового излучения. Чтобы оно стало видимым для человека, температура нагревания должна превышать 570 ⁰C – это начало красного свечения.

    Внутри лампы нить накаливания разогревается до 2000–2800 ⁰С. При разогревании до такой температуры на воздухе вольфрам превращается в оксид – на нем образуется белый налет, поэтому внутрь колбы закачиваются нейтральные газы.

    На заре развития данной технологи освещения в лампочке создавался вакуум, сейчас это практикуют только для изделий минимальной мощности.

    При закручивании в патрон цоколя лампы и замыкании цепи запускается процесс накаливания нити, и она дает свет.

    Конструкция

    Конструкция ламп накаливания

    Устройство всех ЛН схоже, в них содержаться:

    1. Рабочая часть – нить из вольфрамовой проволоки, свернутая в спираль. Удельное сопротивление этого металла в 3 раза больше, чем у меди. Вольфрам используется, потому что он тугоплавкий и можно максимально уменьшить сечение нити. За счет этого повышается электрическое сопротивление. Питание спираль получает от электродов.
    2. Спираль удерживают элементы из молибдена. Он также тугоплавкий, имеет низкий коэффициент теплового расширения.
    3. Колба из стекла. Внутри ее инертный газ, что не дает сгореть нити накала. Именно поэтому такие лампы не вакуумные, именно газ создает давление внутри колбы.
    4. Электроды соединяются с контактными элементами цоколя с помощью медных проводников.
    5. Цоколь. Такой элемент есть во всех рассматриваемых лампочках, за исключением специальных автомобильных. Резьба на цоколе и его размер могут быть различными.

    Цоколь

    Самые привычные для нас лампочки с резьбовым цоколем, размеры их стандартизированы. Для моделей, что используются в бытовых условиях, востребованы Е 14, Е 27 и Е 40. Реже используются для таких источников света без резьбы, но они распространены в автомобильном деле.

    Интересно! В Америке и Канаде используются другие стандарты цоколей по причине иного напряжения в сети. Для них привычные размеры резьбы в мм: 12, 17, 26 и 39. При отражении размера цоколя на лампочке перед цифрами стоит так же как и у нас литера Е.

    Цоколи ламп накаливания

    Коэффициент полезного действия и долговечность

    Существенные недостатки таких ламп – это небольшой срок эксплуатации и низкий коэффициент полезного действия. Под КПД подразумевается соотношение мощности и заметного человеку излучения.

    Как помним, нить разогревается до 2700 К, в этом случае ее КПД около 5%. Вся остальная энергия, которая, кстати, в полном объеме превращается в излучение, припадает на инфракрасный спектр, который невидим для человека.

    Мы воспринимаем его как тепло.

    Теоретические повысить КПД до 20% можно, для этого следует увеличить температуру нити накала до 3400 К, получаемый свет в этом случае будет в 2 раза ярче, правда, срок эксплуатации уменьшается на 95%.

    Если мощность снижать, то период эксплуатации ламп накаливания может увеличиваться в 5 и более раз. Уменьшение напряжения при этом снижает КПД, но использовать лампочку получиться в 1000 раз дольше. Этот эффект используется при создании надежного дежурного освещения. Конечно, это возможно, только если нет критических требований к освещенности.

    Процесс перегорания лампы накаливания

    Виды ламп и их функциональное назначение

    Существует много ламп накаливания, классификация их происходит по функциональному назначению и конструкционным особенностям.

    Общего, местного предназначения

    Вплоть до 1970 года их называли нормально-осветительными. Эта группа является самой массовой среди обычных ЛН. Ранее успешно использовались как для общего, так и для декоративного освещения дома, в офисах, других учреждениях. На данный момент во многих странах, в том числе в России, их выпуск ограничивается.

    Что касается лампочек местного назначения, то они по конструкции такие же, как и общего, но рассчитаны они на пониженное рабочее напряжение. Использоваться могут в ручных переносных светильниках, для освещения станков, верстаков и т. д.

    Лампа общего назначения

    Декоративные

    Основная их особенность – это фигурная колба, размеры ее могут быть очень разными, также как и расположение внутри нити накаливания. Подобные модели сегодня очень востребованы, но выполняют не так роль освещения, как декора, в особенности в винтажных или ретро дизайн-проектах. Внешний вид подобной лампы очень оригинален.

    Варианты исполнения декоративных ламп

    Иллюминационные

    Колба у них окрашена в разные цвета, в зависимости от целевого использования. Удобны для оснащения иллюминационных установок.

    Краска в основном наносится на колбу внутри, для этого применяются неорганические пигменты. Значительно реже такие лампы красят снаружи. Мощность их небольшая, варьируется в пределах 10–25 Вт.

    Необходимый эффект они дают только первое время, далее цвет их меняется, теряет яркость.

    Иллюминационная лампа может быть разной мощности

    Сигнальные

    Применялись в разных светосигнальных приборах. На данный момент из этой сферы их вытесняют светодиодные лампы.

    Вариант исполнения сигнальной лампы

    Зеркальные

    Колба такой лампы имеет специфическую форму, внутри она покрыта тонким слоем алюминия. За счет этого создается зеркальный эффект, также есть прозрачная часть.

    Основная задача таких ламп – распределение светового потока с целью сосредоточения в пределах определенной зоны. Удобно их использовать в витринах магазинов, в торговых залах.

    Именно такие лампы используются для обогрева новорожденных птенцов и других животных.

    Зеркальная лампа накаливания

    Транспортные

    Эта группа очень обширная, используется в разных транспортных средствах, для фар или другой подсветки. Востребованы для:

    • Автомобилей.
    • Мотоциклов.
    • Тракторов.
    • Самолетов и вертолетов.
    • Речных и морских судов.

    Такие лампы имеют ряд особенностей, среди них:

    1. Высокая прочность.
    2. Стойкость к воздействию вибрации.
    3. Специальные цоколи, за счет чего удается быстро менять вышедшую из строя лампу.
    4. Они рассчитаны на питание от электрической сети ТС.

    Автомобильные лампы накаливания

    Двухнитевые

    Это подтип специальной лампы накаливания, которые используются в:

    • Автомобилях. Так, лампы для фар могут иметь 2 нити накала. Одна из них идет на ближний свет, вторая – на дальний. Аналогичная ситуация и для задних фонарей, только тут отдельные нити для габаритов и для стоп-сигналов.
    • Самолетах. В отдельных моделях в посадочно-рулежной фаре.
    • Ж/д светофорах. Тут двухнитевые лампы – это элемент безопасности и подстраховки, если перегорит одна, то вторая сможет продолжать подавать сигнал.

    Важно! Есть и другие варианты ламп, например, имеющие специальный спектр излучения, нагревательные, проекционные и другие. Но сегодня они активно вытесняются другими типами лампочек.Двухнитевая автомобильная лампа накаливания

    Вывод

    Современные источники света активно вытесняют лампы накаливания их схем использования в быту и в других сферах. Их производство сокращается, но все равно традиционные лампы остаются популярными среди многих потребителей.

    Лампа накаливания – принцип работы, виды, характеристики

    Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

    Лампа накаливания – принцип работы, виды, характеристики

    Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

    Лампа накаливания – принцип работы, виды, характеристики

    Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

    Лампа накаливания – простой и дешевый источник света с приятным для человеческого глаза цветовым оттенком

    Лампа накаливания применяется как источник освещения уже более сотни лет. Это – патриарх среди других ламп, освещающих жилища человека по всему свету. Однако, ей еще далеко до выхода в тираж. Несмотря на то, что идут постоянные разговоры о неактуальности применения лампы накаливания в современном мире. Так что же из себя представляет эта лампа?

    Лампа накаливания – принцип работы

    Параметры ламп накаливания

    Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания
    Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

    27 июля 2014.
    Категория: Лампы.

    Электрические и световые параметры

    Параметры ламп накаливания или характеристики ламп накаливания, принято делить на три группы – электрические, световые и эксплуатационные.

    Электрические параметры характеризуют лампу как потребителя электрической энергии и определяют возможность ее подключения к источникам питания (электрической сети).

    К электрическим параметрам относят номинальное напряжение и номинальную мощность лампы, ток является величиной производной и определяется расчетом.

    Световые параметры более разнообразны. Нормирование тех или иных определяет назначение лампы. У ламп накаливания, предназначенных для общего освещения, основными техническими характеристиками являются световой поток и световая отдача. Для сигнальных ламп важным параметром является яркость, для ламп-светильников – кривые силы света и тому подобное.

    [attention type=red]
    Эксплуатационные параметры определяют возможность и технико-экономическую целесообразность применения ламп данного типа в той или иной осветительной установке.
    [/attention]

    В этом смысле к эксплуатационным параметрам следует относить и электрические, и световые параметры.

    Поэтому, говоря об эксплуатационных параметрах ламп, обычно имеют ввиду срок службы ламп, стабильность светового потока, параметры внешней среды и ряд дополнительных требований.

    Основным электрическим параметром лампы накаливания является номинальное напряжение лампы Uл.ном. Для большинства ламп накаливания это напряжение соответствует напряжению источника питания.

    Основная масса ламп накаливания общего применения работает от электрических сетей энергосистем, которые для осветительных установок можно считать источниками неограниченной мощности.

    Поэтому в течение длительного времени для ламп накаливания общего назначения напряжение питающей сети являлось и номинальным напряжением ламп накаливания. Все остальные электрические параметры ламп накаливания относили именно к этому номинальному напряжению.

    Вместе с тем, напряжение в осветительных сетях часто отличается от номинального.

    Поэтому в целях улучшения эксплуатационных характеристик ламп согласно ГОСТ 2239-79 введено пять интервалов напряжения питания: 125 – 135, 215 – 225, 220 – 230, 230 – 240 и 235 – 245 В, причем за номинальное напряжение ламп в соответствии с международной классификацией приняты напряжения 130, 220, 225, 235 и 240 В.

    Источники питания ограниченной мощности (аккумуляторные батареи, автомобильные генераторы, сухие элементы и так далее) отличаются тем, что средние значения их фактического напряжения не соответствуют номинальному.

    Поэтому для ламп накаливания, предназначенных для работы от таких источников питания, помимо номинального напряжения применяют так называемое расчетное напряжение Uл.р, то есть среднее напряжение, при котором будет работать лампа накаливания.

    Соответственно все ее остальные параметры относят к расчетному напряжению.

    Вторым важным электрическим параметром ламп накаливания является мощность. Под номинальной мощностью лампы накаливания данного типа Pл.

    ном понимают расчетную электрическую мощность, которая выделяется в лампе накаливания данного типа при ее включении на номинальное (или расчетное) напряжение. Практически для партии ламп – это среднее значение мощности для достаточно большой группы ламп этого типа.

    Возможный разброс значений мощности отдельных ламп ограничивается верхним пределом допустимой мощности для ламп данного типа.

    Для отдельных типов ламп, в частности предназначенных для работы от химических источников тока, вместо номинальной мощности иногда нормируется номинальный ток Iл.ном, для которого устанавливается ограничение его верхнего значения.

    Основная светотехническая характеристика ламп накаливания определяется назначением лампы. Для осветительных ламп это световой поток Фл. Практически номинальным световым потоком лампы является среднее значение светового потока большой партии ламп данного типа.

    Применительно к каждой лампе накаливания можно говорить о нижнем допустимом пределе светового потока.

    Ограничение верхнего предела не имеет смысла, так как повышение светового потока может быть достигнуто увеличением мощности лампы, верхний предел которой, ограничивается, а так же повышением температуры тела накала, что неизбежно приведет к снижению срока службы лампы и разбраковке партии по этому параметру.

    [attention type=green]
    Изменяя конструкцию и конфигурацию тела накала или применяя колбы специальной формы, можно получить лампы накаливания с заданной кривой силой света. Для таких ламп помимо нормирования светового потока нормируют одно или несколько значений силы света Iv в заданных направлениях. Число точек нормирования силы света определяется возможностью контроля кривой с заданной точностью.
    [/attention]

    Лампы накаливания имеют различную яркость свечения L, что связано с многообразием областей их применения.

    Например, прожекторные лампы, лампы для сигнальных приборов, кинопроекционной аппаратуры имеют высокую яркость, значение которой в ряде случаев нормируют.

    И, наоборот, для освещения жилых помещений требуется пониженная яркость, поэтому такие лампы накаливания часто выпускают в матированных колбах.

    Для ламп, применяемых в оптических приборах, эффективность действия которых определяется яркостью тела накала, желательно нормирование габаритной яркости тела накала.

    Сложность определения такой яркости путем измерения силы света и деления результата на площадь проекции тела накала на плоскость, перпендикулярную направлению силы света, привела к тому, что от этого нормирования отказались, сведя контроль ламп к измерениям силы света в заданных направлениях и основных геометрических размеров тела накала.

    Световая отдача η, являющаяся важной свето технической характеристикой качества ламп и их основным эксплуатационным показателем, в настоящее время исключена из числа нормируемых величин, так как она определяется расчетным путем как отношение светового потока к мощности лампы, измеренных при номинальном напряжении лампы. Световая отдача вместе с тем является важнейшим параметром ламп накаливания, определяющим экономичность генерирования светового потока. Световая отдача ламп накаливания растет с увеличением их мощности, для ламп одинаковой мощности она больше у ламп, рассчитанных на меньшее номинальное напряжение. Для ламп накаливания данной мощности и конструкции световой поток, определяющий световую отдачу, зависит от температуры нити накала и ее излучательных свойств. Препятствием к повышению температуры вольфрама, является увеличение скорости его испарения, что было в значительной мере преодолено при использовании галогенных циклов.

    Эксплуатационные параметры

    К основным геометрическим параметрам ламп накаливания относят те размеры, которые влияют на возможность их применения в тех или иных светильниках или установках.

    Основными из этих параметров для всех без исключения ламп накаливания являются их габаритные размеры (рисунок 1): наибольший диаметр колбы dк, измеряемый в плоскости, перпендикулярной оси лампы, полная длина лампы l, измеряемая, как правило, в направлении оси лампы, и тип цоколя.

    [attention type=yellow]
    Важным геометрическим размером лампы накаливания является высота светового центра h, относительно которого дается кривая силы света лампы. Эта точка совпадает с центром тяжести тела накала, полученным геометрическим построением.
    [/attention]

    Высота светового центра измеряется параллельно оси лампы и отсчитывается от той детали цоколя, которая определяет его положение в патроне. Эту деталь называют фиксирующим элементом цоколя.

    Рисунок 1. Основные размеры лампы накаливания

    Для ламп с фокусирующим цоколем дополнительными геометрическим параметрами являются размеры и допуски, определяющие положение светового центра относительно цоколя и его фокусирующих элементов.

    Для ламп, применяемых в оптических приборах, в которых большое значение имеет габаритная яркость тела накала, дополнительно задают размеры тела накала, в том числе длину светящейся нити, диаметр моноспирали (или биспирали), площадь, заполненную светящейся частью тела накала, и тому подобные.

    Важными эксплуатационными параметрами ламп накаливания, так же как и других источников света, являются их средний срок службы τ, полный срок службы τполн, определяемый временем горения лампы до ее отказа, и полезный срок τп, определяемый временем горения до уменьшения светового потока в заданном пределе. Практическое равенство τполн = τп = τ означает оптимальное конструирование отдельных частей лампы, исключающее лишний запас по надежности отдельных частей и деталей, в основном тела накала, и стабильную  технологию производства. Проверка совпадения значений τп и τполн достигается тем, что при испытании ламп на средний срок службы производят измерение конечного светового потока ламп, оставшихся целыми к моменту достижения срока, равного нормированной средней продолжительности горения.

    К эксплуатационным параметрам ламп относится и минимальный допустимый световой поток, ниже которого эксплуатация ламп накаливания становится неэкономичной. Для современных ламп накаливания конечный световой поток составляет 85 – 90% начального.

    В качестве примера нормирования параметров ламп накаливания в таблице 1 приведены регламентированные ГОСТ 2239-79 параметры ламп накаливания общего назначения с криптоновым наполнением.

    Таблица 1

    Параметры некоторых осветительных ламп накаливания общего назначения с криптоновым наполнением по ГОСТ 2239-79.

    Типы лампНоминальное значение
    напряжения, Вмощности, Втсветового потока, лм
    БК125-135-40 БК125-135-60 БК125-135-100 БК125-225-40 БК125-225-60БК125-225-100130 130 130 220 22022040 60 100 40 60100520 875 1630 415 7901450

    Для ламп накаливания, применяемых для освещения транспортных средств, нормируемым эксплуатационным параметром является также динамический срок службы.

    К эксплуатационным параметрам любых ламп накаливания относят характеристику климатических условий, в пределах которых обеспечиваются все перечисленные параметры.

    Климатические условия эксплуатации характеризуются: интервалом температур внешней среды, в пределах которого должна сохраняться работоспособность лампы; интервалом влажности, точнее, верхним пределом влажности среды; интервалом изменения давления окружающей среды.

    [attention type=red]
    Для изделий нормального исполнения, предназначенных для эксплуатации на всей территории страны, обычно принимают следующие значения перечисленных выше параметров: интервал температур от – 60 до + 50 °С; относительная влажность не выше 98% при 20 °С и давление не ниже 0,75 × 105 Па (верхний предел не оговаривается с учетом того, что давление выше максимально возможного атмосферного быть не может).
    [/attention]

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

    Обзор характеристик ламп накаливания

    Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

    Вы здесь: Легендарные лампочки Ильича можно назвать классикой жанра, «динозаврами» источников освещения, т.к. патент на их создание был принят в далеком 1879 году. Далее мы рассмотрим основные технические характеристики ламп накаливания, виды, а также плюсы и минусы применения в быту.

    Устройство лампы накаливания включает в себя стеклянную колбу, в которой находиться вольфрамовая нить и инертный газ (ксенон, криптон либо аргон). Нить установлена на специальных опорах и электродах, через которые проходит электрический ток (наглядно вы можете увидеть конструкцию на картинке выше).

    При вкручивании цоколя в патрон, электричество проходит к вольфрамовой нити, которая накаляется и излучает свет. В этом и заключается принцип действия лампочки.

    Характеристика

    Основные технические характеристики лампы накаливания:

    • диапазон мощностей — от 25 до 150 Вт (для бытового применения) до 1000 Вт;
    • температура накала вольфрамовой нити в пределах 3000 градусов;
    • световая отдача – от 9 до 19 Лм/ 1 Вт (к примеру, световой поток лампы накаливания 40 Вт может варьироваться от 415 до 460 Лм);
    • номинальное напряжение — 220-230 В и 127 В;
    • частота – 50 Гц;
    • размер цоколя – 14 мм (E14), 27 мм (E27) и 40 мм (E40);
    • ресурс работы или по простому срок службы – при нормальном напряжении около 1000 часов (220В) и 2500 часов (127 В);
    • цоколь – резьбовой, штифтовой одно- и двухконтактный.

    Технические характеристики бытовых ламп накаливания:

    С параметрами разобрались, теперь поговорим о разновидностях.

    Разновидности

    На сегодняшний день существует широкий ассортимент лампочек, которые разделяются по следующим признакам:

    • форма колбы (шарообразная, цилиндрическая, трубчатая, шароконическая и т.д.);
    • покрытие колбы (прозрачное, зеркальное, матовое);
    • назначение (общее, местное, кварцевогалогенные);
    • наполнитель колбы (вакуум, аргон, ксенон, криптон, галоген и т.д.).

    Рассмотрим фото и характеристики наиболее популярных видов ламп накаливания.

    Прозрачные наиболее распространенный вариант. Такие изделия самые дешевые и наименее эффективные, т.к. световой поток рассеивается неравномерно. Недостаток прозрачных колб в том, что свет «бьет» по глазам. Зеркальные колбы более эффективные, т.к. покрытие создает направленный световой поток. Такие изделия пользуются популярностью при освещении витрин и торговых залов.

    Матовые делают освещение более мягким и рассеянным, благодаря чему создаются благоприятные условия для работы и отдыха при включенном свете. Изделия местного освещения работают при напряжении 12-24-38 Вольт, что необходимо для создания безопасных условий труда. Такие источники света могут применяться для освещения смотровой ямы при монтаже электропроводки в гараже.

    Маркировка

    Маркировка ламп накаливания имеет вид: Первая буквенная часть — особенность конструкции и физические свойства изделия (Б — аргоновая биспиральная, В – вакуумная, Г – газополная аргоновая моноспиральная, БК – биспиральная криптоновая, МЛ – в колбе молочного цвета, МТ – матовая колба, О – опаловая колба).

    Вторая буквенная часть — назначение изделия (Ж – железнодорожная, СМ – самолетная, КМ – коммутаторная, А – автомобильная, ПЖ – прожекторная). Первая цифирная часть – номинальное напряжение и мощность. Вторая цифирная часть – номер доработки.

    К примеру, маркировка Б235 – 245-60 означает, что изделие биспиральное, работает при напряжении 245 В и имеет мощность 60 Вт.

    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.

    Недостатки

    Основной недостаток ламп накаливания – низкая световая отдача и преобладание красных и желтых цветовых оттенков в спектре. Помимо этого выделяют еще несколько минусов:

    1. Изделие имеет маленький ресурс работы, который сокращается при отклонении номинального напряжения в сети.
    2. Колба весьма хрупкая, поэтому применяют ее только в сочетании с плафоном. Советуем ознакомиться с полезным советом о том, как выкрутить разбитую лампочку.
    3. Не экономят электроэнергию.

    Вот мы и рассмотрели технические характеристики ламп накаливания, виды и маркировку. Надеемся, что данная информация была для Вас полезной и понятной!

    • Какие лампы самые яркие: светодиодные, люминесцентные или галогеновые?
  • Какие бывают виды светодиодных ламп для дома
  • Как устроена и как работает светодиодная лампа

  • Лампа накаливания (лампа Ильича): устройство, принцип действия, виды, характеристики

    Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

    Лампа накаливания – самая дешевая из представленных на рынке осветительных приборов. Несмотря на активную пропаганду энергосберегающих приборов, многие люди продолжают пользоваться этим надежным электрическим источником света.

    Устройство и принцип работы

    С начала XX века устройство лампы практически не изменилась. Она состоит из нескольких элементов:

    • стеклянная колба;
    • инертный газ;
    • вольфрамовая нить накаливания;
    • держатель для нити накаливания;
    • токовводящие электроды;
    • предохранитель;
    • цоколь.

    Колба герметизирует и защищает нить накала от воздействия атмосферы. Для изготовления ламп с вольфрамовой спиралью обычно используют известковое стекло.

    В качестве инертного газа чаще всего применяют недорогую смесь азота и аргона, чистый аргон или криптон.

    Тело накаливания для бытовых лампочек изготавливается из вольфрамовой проволоки, которую закручивают в спираль. Это делают для уменьшения размера изделия и увеличения площади излучения.

    В качестве держателей для нити накаливания применяют молибденовые крючки.

    Часто конструкцией предусмотрен предохранитель. Он состоит из ферроникелевого сплава, который вваривается в один из токовводящих электродов. Назначение предохранителя – предотвратить взрыв колбы при перегорании нити накаливания.

    Цоколь состоит из металлического корпуса, стеклянного изолятора и токопроводящего контакта.

    Принцип работы лампы достаточно прост. Свечение возникает благодаря прохождению электрического тока через нить накаливания. Чтобы световое излучение стало видимым для человеческого глаза, спираль должна нагреться до температуры 570°С. А рабочая температура нити накала достигает 3000°С. При нажатии на выключатель вольфрамовая спираль начинает нагреваться и светиться.

    Почему их называют лампами Ильича?

    За этим бытовым осветительным прибором на территории нашей страны закрепилось название лампа Ильича. Не каждый светильник достоин такого имени. Лишь голую лампочку на проводе без плафона можно назвать именем Ленина. Дело в том, что одной из первых задач молодой советской власти была электрификация страны.

    В 1920 году Владимир Ильич Ленин приехал в деревню Кашино на запуск электростанции. Там он побеседовал с крестьянами, сфотографировался с ними и провел митинг. Это, казалось бы, рядовое событие, нашло отражение в советской литературе и кино. А простой светильник, свисающий на проводе с потолка, стали называть лампой Ильича.

    Позже этот термин приобрел иронический оттенок, как пример проблемы, решенной на скорую руку.

    Виды ламп накаливания, область применения и электрические характеристики

    Выделяют следующие виды данных осветительных приборов.

    1. Лампы общего назначения. Предназначены для общего, местного и декоративного освещения в домах и офисах.
    2. Лампы местного освещения. Подобны предыдущей группе, но с низким напряжением (12, 24, 36 В). Применяются для подсветки рабочих мест, в том числе и на специальных станках.
    3. Декоративные лампы. Изготавливаются со специальными фигурными колбами (в виде свечей, шаров и др.). Применяются для украшения интерьера в квартирах и общественных помещениях.
    4. Иллюминационные лампы. Выпускаются с ярко окрашенными колбами. Имеют малую мощность. Применяются в иллюминационных установках.
    5. Сигнальные лампы. Прибор малой мощности, но долгого срока службы. Используются в светосигнальных устройствах.
    6. Зеркальные лампы. Изготавливаются с колбой специальной формы, покрытой отражающим слоем из алюминия. Применяются для локализации местного освещения в определенную точку.
    7. Транспортные лампы. Предназначены для различных видов транспорта. Выпускаются с высокой механической и вибрационной стойкостью. Имеют специальный цоколь.
    8. Лампы для оптических приборов (измерительных, медицинских и др.).
    9. Прожекторные лампы. Имеют большую мощность (до 10кВт) и световую отдачу.
    10. Специальные лампы. К ним относят:
    • коммутаторные (миниатюрные, маломощные);
    • фотолампы (сейчас практически не используются);
    • проекционные (для кинопроекторов);
    • двухнитевые и лампы-фары для автомобилей, самолетов и железнодорожных светофоров;
    • нагревательные и лампы специального спектра излучения для различной техники (принтеры, сушильные камеры и др.).

     Номенклатура осветительных приборов определяет их характеристики.

    1. Диапазон мощности составляет от 0,1 Вт до 23 кВт. Для бытовых лампочек интервал значительно уже: от 15 до 150 Вт.
    2. Цветовая температура находится в интервале от 2100 до 3000 К, что весьма близко к естественному солнечному спектру.
    3. Коэффициент полезного действия у ламп накаливания довольно низкий: примерно 5%. Это обусловлено тем, что большая часть электроэнергии расходуется на тепловой нагрев нити накаливания и невидимое глазу инфракрасное излучение.
    4. При работе осветительный прибор не требует дополнительных устройств для ограничения тока. Он подключается напрямую к электрической сети. Это связано со свойствами вольфрама. Он имеет положительный коэффициент температурного расширения. Значит, с ростом температуры увеличивается электрическое удельное сопротивление: стабилизация потребляемой мощности осветительного пробора достигается автоматически.
    5. Световой поток или яркость свечения у лампы накаливания зависит от мощности. Для бытовых приборов он находится в рамках 90−2200 лм. Световая отдача при этом составляет 9−15 лм/Вт.
    6. Индекс цветопередачи Rа 100. Следовательно, цвета предметов не искажаются.
    7. Важной для потребителя характеристикой является размер и тип цоколя лампы. Чаще всего у бытовых осветительных приборов встречается резьбовой цоколь. Он надежен и удобен в эксплуатации. Кроме него выпускают лампы со штифтовым одно- или двухконтактным цоколем. В зависимости от размера в Европе выпускают цоколи Е14, Е27 и Е40. Цифра соответствует диаметру цоколя в миллиметрах. В странах с меньшим напряжением сети (110В) лампы меньше. Цоколи для них имеют размеры Е12, Е17, Е26 и Е39.

    Преимущества и недостатки

    Достоинств у лампы накаливания больше, чем недостатков.

    • Низкая цена осветительного прибора. Дешевле пока не производят.
    • Небольшой размер, эргономичная форма.
    • Низкая чувствительность к перепадам напряжения.
    • Моментальное свечение при включении в сеть.
    • Не вредно для глаз: мерцание человеческим глазом не фиксируется.
    • Возможность использования димеров – регуляторов яркости.
    • Спектр света максимально близок к естественному солнечному освещению.
    • Свечение не искажает цвета предметов.
    • Постоянный спектр излучения.
    • Надежность при работе в условиях, отличающихся от нормальных: низкие или высокие температуры, конденсат в атмосфере.
    • Широчайший диапазон рабочих напряжений.
    • Легкая и безопасная утилизация.
    • Простота электрической схемы. Лампа подключается напрямую к сети без дополнительных регулирующих приборов.
    • Устойчивость к ионизирующей радиации и электромагнитным импульсам.
    • Не создает помех для радиочастот.
    • Не гудит при работе.
    • Может работать и от переменного, и от постоянного тока; не зависит от полярности.
    • Невысокий уровень ультрафиолетового излучения.

    Лампа накаливания: виды, характеристики (преимущества и недостатки)

    Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

    Лампа накаливания – это источник искусственного света, который в процессе работы выделяет много тепла. Внутри ее металлическая спираль, чаще всего из тугоплавкого вольфрама. Этот элемент помещен в колбу, которая заполнена инертным газом, реже – вакуумная. Подобное наполнение не дает окисляться металлу. Такие лампы популярны благодаря низкой цене.

    Путь создания

    История этих ламп длинная и тернистая, не один создатель принял участие в ее творении. Разделить процесс создания можно на такие этапы:

    1. Изобретение Лодыгина. Русский ученый придумал, как засветить угольный стержень в стеклянном сосуде без доступа воздуха. Проблема была в том, что нить стала быстро перегорать. Чуть позже именно он предложил заменить угольный стержень вольфрамовым.
    2. Вклад Томаса Эдисона. Ему удалось создать недорогую и относительно долговечную модель подобной лампы. Он наладил потоковое производство, изготовить лампу можно было в нужных объемах. Почти всю жизнь он совершенствовал лампу, применяя разные материалы для достижения лучшего эффекта.

    Со временем лампы начали наполнять инертными газами, что в разы увеличивало срок эксплуатации.

    С момента появления она не очень сильно изменилась

    Сфера использования

    Не так давно лампы накаливания присутствовали в различных сферах жизни, в быту и на предприятиях. Это обуславливается простой их монтажа, эксплуатации и обслуживания. Используются в таких сферах:

    • Общего предназначения для внутреннего и наружного освещения в частных домах, квартирах, офисах.
    • Местного применения – для подсветки рабочих мест.
    • Также есть специальные автомобильные лампы накаливания.
    • Устанавливаются в поездах, на судах, и в самолетах.
    • Миниатюрные ЛН применяются в фонариках, шкалах приборов.
    • Сверхминиатюрные в отдельных медприборах, пультах управления.
    • Также есть коммутационные, маячные, кинопроекционные.

    Важно! Во многих сферах сегодня используются экономичные лампы, но все же потребительский интерес применения ЛН не снижается.

    Характеристики

    Лампы накала обладают такими характеристиками:

    1. Разлет мощностей. Зависит от сферы использования, так для бытовых целей применяются лампы от 25 до 150 Ватт, для других – до 1000 Вт.
    2. Нить накаливается до 2000–2800 градусов.
    3. Напряжение – 220–330 В.
    4. Световая отдача – 9–19 Лм/1Вт.
    5. Размеры цоколя – Е 14, Е 27 и Е 40, что соответствует 14, 27 и 40 мм. Тип цоколя – резьбовой и штифтовой. Последний может быть одно- или двухконтактным.
    6. Ресурс функционирования – 1000 часов при оптимальных условиях.
    7. Выделяют в процессе горения много тепла, имеют чувствительность к частым выключениям.
    8. По цене они самые доступные из предложенных в магазинах ламп.
    9. Средний вес – 15 г.

    Характеристики ламп разной мощности

    Принцип действия

    Суть работы всех ЛН в использовании принципа нагревания вещества при прохождении сквозь него тока. В этом случае повышается температура нити накала после замыкания электрической цепи. Как результат запускается эффект электромагнитного теплового излучения. Чтобы оно стало видимым для человека, температура нагревания должна превышать 570 ⁰C – это начало красного свечения.

    Внутри лампы нить накаливания разогревается до 2000–2800 ⁰С. При разогревании до такой температуры на воздухе вольфрам превращается в оксид – на нем образуется белый налет, поэтому внутрь колбы закачиваются нейтральные газы.

    На заре развития данной технологи освещения в лампочке создавался вакуум, сейчас это практикуют только для изделий минимальной мощности.

    При закручивании в патрон цоколя лампы и замыкании цепи запускается процесс накаливания нити, и она дает свет.

    Конструкция

    Конструкция ламп накаливания

    Устройство всех ЛН схоже, в них содержаться:

    1. Рабочая часть – нить из вольфрамовой проволоки, свернутая в спираль. Удельное сопротивление этого металла в 3 раза больше, чем у меди. Вольфрам используется, потому что он тугоплавкий и можно максимально уменьшить сечение нити. За счет этого повышается электрическое сопротивление. Питание спираль получает от электродов.
    2. Спираль удерживают элементы из молибдена. Он также тугоплавкий, имеет низкий коэффициент теплового расширения.
    3. Колба из стекла. Внутри ее инертный газ, что не дает сгореть нити накала. Именно поэтому такие лампы не вакуумные, именно газ создает давление внутри колбы.
    4. Электроды соединяются с контактными элементами цоколя с помощью медных проводников.
    5. Цоколь. Такой элемент есть во всех рассматриваемых лампочках, за исключением специальных автомобильных. Резьба на цоколе и его размер могут быть различными.

    Цоколь

    Самые привычные для нас лампочки с резьбовым цоколем, размеры их стандартизированы. Для моделей, что используются в бытовых условиях, востребованы Е 14, Е 27 и Е 40. Реже используются для таких источников света без резьбы, но они распространены в автомобильном деле.

    Интересно! В Америке и Канаде используются другие стандарты цоколей по причине иного напряжения в сети. Для них привычные размеры резьбы в мм: 12, 17, 26 и 39. При отражении размера цоколя на лампочке перед цифрами стоит так же как и у нас литера Е.

    Цоколи ламп накаливания

    Коэффициент полезного действия и долговечность

    Существенные недостатки таких ламп – это небольшой срок эксплуатации и низкий коэффициент полезного действия. Под КПД подразумевается соотношение мощности и заметного человеку излучения.

    Как помним, нить разогревается до 2700 К, в этом случае ее КПД около 5%. Вся остальная энергия, которая, кстати, в полном объеме превращается в излучение, припадает на инфракрасный спектр, который невидим для человека.

    Мы воспринимаем его как тепло.

    Теоретические повысить КПД до 20% можно, для этого следует увеличить температуру нити накала до 3400 К, получаемый свет в этом случае будет в 2 раза ярче, правда, срок эксплуатации уменьшается на 95%.

    Если мощность снижать, то период эксплуатации ламп накаливания может увеличиваться в 5 и более раз. Уменьшение напряжения при этом снижает КПД, но использовать лампочку получиться в 1000 раз дольше. Этот эффект используется при создании надежного дежурного освещения. Конечно, это возможно, только если нет критических требований к освещенности.

    Процесс перегорания лампы накаливания

    Виды ламп и их функциональное назначение

    Существует много ламп накаливания, классификация их происходит по функциональному назначению и конструкционным особенностям.

    Общего, местного предназначения

    Вплоть до 1970 года их называли нормально-осветительными. Эта группа является самой массовой среди обычных ЛН. Ранее успешно использовались как для общего, так и для декоративного освещения дома, в офисах, других учреждениях. На данный момент во многих странах, в том числе в России, их выпуск ограничивается.

    Что касается лампочек местного назначения, то они по конструкции такие же, как и общего, но рассчитаны они на пониженное рабочее напряжение. Использоваться могут в ручных переносных светильниках, для освещения станков, верстаков и т. д.

    Лампа общего назначения

    Декоративные

    Основная их особенность – это фигурная колба, размеры ее могут быть очень разными, также как и расположение внутри нити накаливания. Подобные модели сегодня очень востребованы, но выполняют не так роль освещения, как декора, в особенности в винтажных или ретро дизайн-проектах. Внешний вид подобной лампы очень оригинален.

    Варианты исполнения декоративных ламп

    Иллюминационные

    Колба у них окрашена в разные цвета, в зависимости от целевого использования. Удобны для оснащения иллюминационных установок.

    Краска в основном наносится на колбу внутри, для этого применяются неорганические пигменты. Значительно реже такие лампы красят снаружи. Мощность их небольшая, варьируется в пределах 10–25 Вт.

    Необходимый эффект они дают только первое время, далее цвет их меняется, теряет яркость.

    Иллюминационная лампа может быть разной мощности

    Сигнальные

    Применялись в разных светосигнальных приборах. На данный момент из этой сферы их вытесняют светодиодные лампы.

    Вариант исполнения сигнальной лампы

    Зеркальные

    Колба такой лампы имеет специфическую форму, внутри она покрыта тонким слоем алюминия. За счет этого создается зеркальный эффект, также есть прозрачная часть.

    Основная задача таких ламп – распределение светового потока с целью сосредоточения в пределах определенной зоны. Удобно их использовать в витринах магазинов, в торговых залах.

    Именно такие лампы используются для обогрева новорожденных птенцов и других животных.

    Зеркальная лампа накаливания

    Транспортные

    Эта группа очень обширная, используется в разных транспортных средствах, для фар или другой подсветки. Востребованы для:

    • Автомобилей.
    • Мотоциклов.
    • Тракторов.
    • Самолетов и вертолетов.
    • Речных и морских судов.

    Такие лампы имеют ряд особенностей, среди них:

    1. Высокая прочность.
    2. Стойкость к воздействию вибрации.
    3. Специальные цоколи, за счет чего удается быстро менять вышедшую из строя лампу.
    4. Они рассчитаны на питание от электрической сети ТС.

    Автомобильные лампы накаливания

    Двухнитевые

    Это подтип специальной лампы накаливания, которые используются в:

    • Автомобилях. Так, лампы для фар могут иметь 2 нити накала. Одна из них идет на ближний свет, вторая – на дальний. Аналогичная ситуация и для задних фонарей, только тут отдельные нити для габаритов и для стоп-сигналов.
    • Самолетах. В отдельных моделях в посадочно-рулежной фаре.
    • Ж/д светофорах. Тут двухнитевые лампы – это элемент безопасности и подстраховки, если перегорит одна, то вторая сможет продолжать подавать сигнал.

    Важно! Есть и другие варианты ламп, например, имеющие специальный спектр излучения, нагревательные, проекционные и другие. Но сегодня они активно вытесняются другими типами лампочек.Двухнитевая автомобильная лампа накаливания

    Вывод

    Современные источники света активно вытесняют лампы накаливания их схем использования в быту и в других сферах. Их производство сокращается, но все равно традиционные лампы остаются популярными среди многих потребителей.

    Лампа накаливания – принцип работы, виды, характеристики

    Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

    Лампа накаливания – принцип работы, виды, характеристики

    Лампа накаливания. Характеристики ламп накаливания

    Лампа накаливания – простой и дешевый источник света с приятным для человеческого глаза цветовым оттенком

    Лампа накаливания применяется как источник освещения уже более сотни лет. Это – патриарх среди других ламп, освещающих жилища человека по всему свету. Однако, ей еще далеко до выхода в тираж. Несмотря на то, что идут постоянные разговоры о неактуальности применения лампы накаливания в современном мире. Так что же из себя представляет эта лампа?

    Лампа накаливания – принцип работы

    Лампа накаливания – принцип работы

    Лампа накаливания состоит их соединенных между собой стеклянной колбы и цоколя. Цоколь предназначен для контакта с питающей электросетью. В стеклянной колбе расположена спираль – нить накала.

    Во время работы нить накала, при прохождения через нее электрического тока, разогревается до большой температуры. Как известно, она может достигать 3000°С. Поэтому спираль изготавливается из тугоплавкого металла, обычно вольфрама.

    Температура плавления вольфрама 3422°С, что вполне достаточно для работы лампы накаливания.

    Нить накала внутри колбы обычно закреплена на двух никелевых контактах – электродах. А также дополнительно поддерживается молибденовыми крючками – держателями, расположенными на стеклянном стержне.

    Электроды, контактирующие с нитью накала, соединяются с двумя контактами на цоколе лампы. Расположение и вид контактов на цоколе лампы зависит от вида применяемого цоколя.

    Иногда на одном из электродов делается специальное утоньшение, заключенное в стеклянную полость. Это утоньшение служит предохранителем. В аварийной ситуации он перегорает первым, что позволяет избежать взрыва стеклянной колбы лампы.

    Лампа накаливания – устройство (Нажмите для увеличения)

    Из самой же колбы через стеклянную трубочку – штенгель откачивается воздух. После этого конец штенгеля запаивается. Вакуум нужен для сохранности осветительной спирали.

    Поскольку воздух содержит кислород, поддерживающий горение. В результате вольфрамовая спираль при работе в воздухе сгорела бы, не прослужив и секунды.

    В итоге создание вакуума внутри колбы значительно продлевает срок службы лампы накаливания.

    Но это справедливо лишь для маломощных ламп до 25ватт. Для более мощных ламп в колбу, дополнительно с откачкой воздуха, закачивается какой-нибудь инертный газ. К примеру – это может быть ксенон, аргон или криптон.

    В основном применяется более дешевый, чем ксенон, криптон. Или еще более дешевый аргон, для большей экономии смешанный с азотом. Инертный газ позволяет нити накаливания прослужить более длительное время.

    Это общее устройство ламп накаливания лишь немного различается для разных типов ламп.

    Лампа накаливания – виды и типы

    Лампа накаливания – виды и типы

    Существует большое количества различных типов и видов ламп накаливания. Безусловно, это и лампы общего назначения, железнодорожные, автомобильные, а также судовые, для киноаппаратов, рудничные, маячные. И еще множество разных разновидностей.

    В зависимости от назначения у ламп накаливания может быть различного вида форма колба – конусная, цилиндрическая, шарообразная. Все зависит от того в каком типе светильников будет применяться лампа. Есть множество декоративных ламп накаливания, фантастичность форм которых зависит только от пределов фантазии дизайнера.

    Колба лампы накаливания может быть не только прозрачной, но и матовой, зеркальной или цветной.

    Нить накала лампы накаливания

    Нить накала лампы накаливания

    Различаются лампы накаливания и нитью накала. в том числе и толщиной нити. Нить накала может быть простой спиралью. А также спиралью, свернутой в спираль вторично. То есть так называемые биспиральные лампы. Двойная спираль позволяет повысить мощность и яркость лампы без увеличения толщины нити накала.

    Что очень полезно. Поскольку увеличение толщины нити привело бы к её перегреву. А в результате более быстрому перегоранию нити. Биспиральные лампы также дают увеличение яркости без увеличения длины спирали. Удлинение, бесспорно, привело бы к усложнению и удорожания конструкции лампы.

    С другой стороны, иногда нить в колбе лампы может представлять собой ажурно-скрученную, паутинообразную конструкцию. Такое устройство спирали может использоваться в декоративных целях. Например в потолочных светильниках. Существуют особо мощные лампы накаливания в несколько тысяч ватт, применяемые в прожекторах.

    Такие лампы имеют тройную спираль.

    Цоколи ламп накаливания

    Цоколи ламп накаливания

    Лампы накаливания могут иметь также различные виды цоколя. К примеру, резьбовые цоколи. Они обозначаются латинской буквой E (цоколь Эдисона). А также цоколи байонетного типа. Обозначаются латинской буквой B. Цоколи байонетного типа (штифтовой цоколь) имеют два боковых штырька – контакта. А также один или два дополнительных нижних контакта.

    Как правило применяются в автомобилях. Лампы накаливания, применяющихся для освещения дома, обычно имеют резьбовой цоколь E.  Чаще всего цоколь E типа бывает двух размеров. Это Е14 (миньон) и обычный средний цоколь – Е27. Число указывает внешний диаметр цоколя в миллиметрах.

    Большой цоколь E40 применяется обычно в производстве, а в быту, пожалуй, только в прожекторах.

    Характеристики ламп накаливания

    Характеристики ламп накаливания

    Характеристики ламп накаливания находятся в зависимости от толщины и вида нити накала. А также колбы лампы, применяемого цоколя, отсутствия или наличия в колбе инертного газа.

    Чем больше толщина нити накала, тем более мощной, а соответственно и яркой будет лампа накаливания.   Чем мощнее будет лампа, тем больше будет размер ее колбы.

    Потому при превышении границы мощности в 25 ватт понадобится добавление в колбу лампы инертного газа.

    От того, какой инертный газ будет добавлен в колбу, зависит яркость лампы накаливания. Наименьшую яркость имеют лампы накаливания наполненные аргон-азотной смесью. Закачка в колбу лампы криптона немного повышает яркость свечения лампы. А добавление ксенона повышает яркость, по сравнению с аргоновыми лампами в два раза.

    Лампа накаливания и напряжение

    Лампа накаливания и напряжение

    Устройство ламп накаливания для применения в сетях переменного и постоянного тока не отличается. То есть лампы для переменного тока будут работать и при постоянном токе. И соответственно наоборот.

    Все различие между ними в величине напряжения на которое они рассчитываются. Лампы накаливания изготавливают для работы при определенном напряжении. Если лампу включить в сеть с напряжением выше номинала данной лампы, то лампа естественно перегорит.

    Насколько быстро это произойдет, зависит от того, на сколько больше напряжение сети номинала лампы. Если напряжение больше номинала хотя бы раза в два, то включенная лампа разлетится на осколки.

    При включении лампы в сеть с пониженным напряжением, она будет светить слабее, чем ей предназначено. Или же не будет работать вовсе, если напряжение слишком мало.

    Обычно лампы накаливания на напряжение ниже 220 вольт применяют в сетях постоянного тока. За некоторым исключением для специальных ламп, применяемым, например, на судах или на железной дороге.

    Лампы накаливания с обозначением 220 вольт, стоит применять только в сети со стабильным напряжением. Например, при использовании хорошего стабилизатора напряжения. Если такие лампы использовать в сети с постоянными перепадами напряжения, лампы быстро выйдут из строя.

    При перепадах напряжения в сети применяют лампы накаливания с обозначением 230-240 вольт. По существу будет еще лучше маркировка 235-245 вольт. Такие лампы в условиях нестабильного напряжения прослужат значительно дольше.

    Но с другой стороны, при наличии стабилизатора, они будут светить слабее, чем рассчитаны.

    Обычно цветовая температура ламп накаливания — 2200-3000 Кельвин, но это справедливо лишь для ламп с прозрачной колбой. При применении цветной колбы изменяется и цветовая температура.

    Стандартный срок службы лампы накаливания – 1000 часов. Срок этот можно увеличить. При условии что будет устанавливаться блок защиты галогенных ламп и ламп накаливания. А также можно применить диммер для плавного включения лампы.

    Лампа накаливания – достоинства и недостатки

    Лампа накаливания – достоинства и недостатки

    Недостатки лампы накаливания

    Недостатки лампы накаливания

    1. Недолгий срок службы
    2. Низкий КПД (Коэффициент Полезного Действия) около 4%
    3. Пожароопасность при установке светильника на сгораемом основании. А также требуют установки в светильники из термостойких материалов

    Достоинства лампы накаливания

    Поделиться:
    Нет комментариев

      Добавить комментарий

      Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.