Как устроена лампа накаливания. Из каких компонентов она состоит. Какой принцип работы лампы накаливания. Каковы основные преимущества и недостатки ламп накаливания. Почему лампы накаливания до сих пор популярны.
Устройство лампы накаливания: основные компоненты
Лампа накаливания имеет достаточно простое устройство, которое практически не менялось с момента ее изобретения. Основными компонентами лампы накаливания являются:
- Колба — стеклянная оболочка, внутри которой создается вакуум или заполняется инертным газом
- Нить накала — тонкая проволока из тугоплавкого металла (обычно вольфрама)
- Электроды — металлические проводники для подвода тока к нити
- Цоколь — металлическая часть для крепления лампы в патроне
- Ножка — стеклянная конструкция для крепления нити и электродов
Колба защищает нить накала от окисления, а вакуум или инертный газ внутри нее препятствуют быстрому испарению металла нити при высоких температурах. Все компоненты лампы соединяются в единую герметичную конструкцию.
Принцип работы лампы накаливания
Принцип работы лампы накаливания основан на нагреве металлической нити электрическим током до высоких температур, при которых она начинает излучать видимый свет. Рассмотрим этот процесс подробнее:
- При подаче напряжения через электроды по нити начинает протекать электрический ток.
- Из-за высокого сопротивления вольфрамовой нити она сильно нагревается (до 2700°C).
- При таких температурах нить начинает излучать электромагнитные волны в видимом спектре — появляется свечение.
- Чем выше температура нагрева нити, тем ярче свечение и белее оттенок света.
Важно отметить, что только около 5% потребляемой энергии преобразуется в свет, остальное уходит в тепло. Это главный недостаток ламп накаливания с точки зрения энергоэффективности.
Преимущества ламп накаливания
Несмотря на низкую эффективность, лампы накаливания имеют ряд важных преимуществ:
- Низкая стоимость и простота производства
- Мгновенное включение на полную яркость
- Отличная цветопередача (CRI 100)
- Возможность диммирования (регулировки яркости)
- Отсутствие пульсаций светового потока
- Работа при любых температурах окружающей среды
- Нетребовательность к ориентации в пространстве
Эти качества делают лампы накаливания незаменимыми во многих сферах применения, особенно в бытовом освещении.
Недостатки ламп накаливания
У ламп накаливания есть и существенные недостатки, ограничивающие их применение:
- Низкая светоотдача (всего 10-15 лм/Вт)
- Короткий срок службы (в среднем 1000 часов)
- Сильный нагрев при работе
- Чувствительность к перепадам напряжения
- Желтоватый оттенок света
Эти недостатки привели к постепенному вытеснению ламп накаливания более эффективными источниками света в большинстве сфер применения.
Разновидности ламп накаливания
Существует несколько основных разновидностей ламп накаливания:
- Вакуумные — с откачанным воздухом внутри колбы
- Газонаполненные — заполненные инертным газом (аргон, криптон)
- Галогенные — с добавлением галогенов (йод, бром)
- Криптоновые — заполненные криптоном для повышения эффективности
- Декоративные — с фигурными колбами и цветными покрытиями
Каждый тип имеет свои особенности и сферы применения. Наиболее распространены обычные газонаполненные лампы общего назначения.
Сферы применения ламп накаливания
Несмотря на низкую эффективность, лампы накаливания до сих пор широко применяются в следующих сферах:
- Бытовое освещение (настольные лампы, бра, торшеры)
- Декоративное освещение (гирлянды, светильники)
- Специальное освещение (сигнальные огни, прожекторы)
- Инфракрасные обогреватели
- Автомобильные фары и лампы
- Промышленные нагреватели
В этих областях преимущества ламп накаливания перевешивают их недостатки, делая их оптимальным выбором.
Будущее ламп накаливания
Хотя во многих странах вводятся ограничения на продажу ламп накаливания, они все еще остаются востребованными. Ведутся разработки по повышению их эффективности:
- Использование инфракрасных отражающих покрытий
- Применение новых газовых смесей
- Оптимизация формы и размеров нити накала
- Создание гибридных конструкций с LED-элементами
Эти инновации могут продлить жизнь технологии накаливания, сохранив ее преимущества при повышении энергоэффективности.
Заключение
Лампы накаливания, несмотря на свою простоту и низкую эффективность, остаются важным источником света благодаря уникальному сочетанию качеств. Понимание их устройства и принципов работы позволяет грамотно использовать их преимущества и компенсировать недостатки. Хотя в будущем их применение может сократиться, лампы накаливания еще долго будут освещать наши дома.
Лампы накаливания
ТОМСКИЙ ЭЛЕКТРОЛАМПОВЫЙ ЗАВОД
Лампе накаливания уже более 150 лет, но не смотря на столь солидный возраст она всё ещё в строю и во многих странах является основным источником света в бытовом освещении. Секрет данной лампочке заключается в её идеальной форме и ценовой доступности для потребителя. Купить лампы накаливания можно в любом магазине и стоят они в два-три раза дешевле энергосберегающих или светодиодных ламп. В настоящее время Томский электроламповый завод производит три типа ламп накаливания. Лампы общего назначения, лампы декоративные и теплоизлучатели.
Лампа в колбе
ГРУША
Номинал мощностей:
40 Вт, 60 Вт, 75 Вт, 95 Вт
Цоколь: Е27
Напряжение: 230 В
Упаковка: гофра, красочная
Лампа в колбе
ГРИБОК
Номинал мощностей:
40 Вт, 60 Вт, 75 Вт, 95 Вт
Цоколь: Е27
Напряжение: 230 В
Упаковка: гофра, красочная
Лампа в колбе ШИШКА, ВИТАЯ, СВЕЧА
Номинал мощностей:
40 Вт, 60 Вт
Цоколь: Е27
Напряжение: 230 В
Упаковка: гофра, красочная
Теплоизлучатель
Номинал мощностей:
150 Вт, 200 Вт
Цоколь: Е27
Напряжение: 230 В
Упаковка: гофра
Наше производство
ПРОИЗВОДСТВО ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ
Лампы накаливания испускают свет, который кажется более «жёлто-красным», чем дневной свет.
Однако лампа — точечный источник, поэтому человеку свойственнее сопоставлять её свет со светом, к примеру, костра или свечи, чем с масштабным солнечным. Поэтому испускаемый лампой накаливания свет не вызывает раздражения при длительном использовании.
Варка стекла
Изготовление колб
Можно бесконечно смотреть на то как пластичная стекломасса разогретая до 1000 градусов вытекает непрерывной струей и питателя стекловаренной печи и попадает в раздвижную форму, которая вращается со скоростью 200 об/мин.
После того как колба полностью сформирована, полуформы раздвигаются и колбы обдуваются воздухом для охлаждения. Готовая колба по промежуточному транспортёру поступают на сетку туннельного газового лера, где они отжигаются в течении 4-6 мин, и после выхода с лера поступают сначала на охлаждающий, а затем на разбраковочный транспортёр, за которым их проверяют и упаковывают.
Изготовление дрота
Дроты (стеклянные трубки) изготовляются механизированным горизонтальным вытягиванием, так как размягчённое стекло способно сохранять при растягивании подобие своего сечения. Линия горизонтального вытягивания трубок состоит из формовочной машины, роликового конвейера, тянульно-резальной машины.
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТАРЕЛОК
Тарелка – короткая стеклянная трубка с конусообразным расширением. Диаметр основания конической части устанавливают в зависимости от диаметра горловины колбы. А диаметр и длину цилиндрической части в зависимости от габаритных размеров лампы.
Изготовление ножек
Ножки предназначены для обеспечения герметичного ввода в лампу, крепления внутренних деталей ламп. Ножки собирают из тарелок, штабика, штенгеля и электродов.
Заварка ламп
Данная операция является основной сборочной операцией при изготовлении ламп. Она заключается в герметичном соединении собранной ножки с колбой.
Первый этап заварки состоит в том, что свариваемые части ножки и баллона медленно разогреваются до размягчения стекла.
На втором этапе заварки происходит соединение свариваемых частей ножки и баллона, и образовавшийся шов тщательно проваривается.
Третий этап заварки – отжиг – служит для предохранения стекла в месте сварки от возникновения сильных постоянных напряжений в нём.
При движении карусели рабочие гнёзда приводятся во вращение между газовыми горелками. При этом горловину колбы греют на уровне тарелки, а тарелка нагревается лучистым потоком.
Цоколевание ламп
Все лампы Томского завода светотехники имеют цоколь, с помощью которого они крепятся к осветительной арматуре и подключаются к источникам питания.
Крепление цоколей к лампам производится с помощью специальной мастики.
Цоколевание ламп производится на специальных цоколёвочных машинах карусельного типа.
Главная задача этих машин обеспечение полимеризации мастики и надёжное скрепление цоколя с лампой.
В начальной стадии нагрева мастика стекает вниз и равномерно заполняет промежуток между цоколем и горлом. При дальнейшем нагреве идитол вступает в соединение с уротропином, полимеризуя и связывает цоколь со стеклом.
Производство — КЭЛЗ
Лампа накаливания – искусственный источник света, в котором свет испускает тело накала, нагреваемое электрическим током до высокой температуры. В качестве тела накала чаще всего используется спираль из тугоплавкого металла (вольфрама). Чтобы исключить окисление тела накала при контакте с воздухом, его помещают в вакуумированную колбу, либо колбу, заполненную инертными газами или парами.
Изготовление ламп наливания производится в несколько этапов:
- В цехе полуфабрикатов изготавливаются следующие комплектующие: тарелочки, штенгели, штабики, токовые вводы, защитные экраны, гофроманжеты и гофропрокладки, цоколевочная мастика.
Технологический процесс изготовления ламп накаливания вольфрамовых для бытового и аналогичного общего освещения состоит из следующих технологических операций:
- Штамповка ножек – производится путем разогрева стеклодеталей (тарелочки и штенгеля) с помощью газовых горелок и дальнейшей их штамповкой с токовыми вводами. Ножка служит внутренней арматурой для поддержки вольфрамового тела накала и обеспечивает вместе с колбой герметизацию лампы.
- Сборка ножек — заключается в закреплении тела накала на штампованной ножке при помощи молибденовых держателей с целью создания электрического контакта между телом накала и токовыми вводами.
- Заварка ламп — заключается в прочном и герметичном соединении собранной ножки с колбой путем разогрева стекла в месте их соединения.
- Откачка ламп – заключается в удалении из лампы воздуха и наполнении ее аргоно-азотной смесью, чтобы наполняющий лампу газ замедлял «испарение» вольфрамовой спирали, тем самым увеличивая долговечность и надежность ламп.
- Цоколевание ламп – заключается в прочном прикреплении цоколя к лампе. Цоколь с нанесенной на внутреннюю поверхность мастикой надевается на отформованное горло лампы и нагревается в зоне распределения мастики. На операции цоколевания ламп производится припайка и приварка токовых вводов к корпусу цоколя.
- Контроль ламп – заключается в проверке ламп на горение и визуальном осмотре ламп для оценки их соответствия требованиям ГОСТ или технических условий.
- Упаковка ламп – для защиты от механических повреждений каждая лампа вкладывается в защитную манжету или индивидуальную коробочку, на которых нанесена необходимая информация для потребителя. Индивидуально упакованные лампы укладываются в ящики из гофрированного картона, на которые наклеивается этикетка с необходимой информацией для потребителя.
- Технологическая выдержка ламп – лампы подвергаются 2-х суточной выдержке на промежуточном складе и 100% проверке путем кратковременного включения на номинальное напряжение, чтобы исключить скрытые виды брака ламп у потребителя.
Затем производится заклейка ящиков скотчем и сдача ламп на склад готовой продукции.
При производстве ламп накаливания осуществляются следующие виды контроля:
- входной контроль поступающей продукции ( материалы, комплектующие)
- пооперационный контроль в процессе производства
- приемо-сдаточные испытания готовой продукции.
Компоненты лампы
Ad· jlcelectromet.com/dumet-wire
Специальные никелевые сплавы и проволока мирового класса
JLC Electromet Pvt. Ltd. является одним из ведущих мировых производителей из специальных сплавов на основе никеля в формах проволоки, полос и лент . Сертифицированный по стандарту ISO:9001 производитель никелевого сплава в Индии , который является вертикально интегрированным и поставляет более 50 стран .
Металлостеклянные уплотнительные сплавы на основе никеля для автомобильной, светотехнической и других отраслей промышленности, включая проволоку DUMET .
E: [email protected]
Тел.: +91 (141) 233 1215
Лампа накаливания, лампа накаливания или шар накаливания представляет собой электрическую лампу с проволочной нитью накала, нагретой до свечения. Нить заключена в колбу для защиты нити от окисления. Ток подается на нить через клеммы или провода, встроенные в стекло. Цоколь лампы обеспечивает механическую поддержку и электрические соединения.
Лампы накаливания производятся в широком диапазоне размеров, светоотдачи и номинального напряжения от 1,5 вольт до примерно 300 вольт. Они не требуют внешнего регулирующего оборудования, имеют низкие производственные затраты и одинаково хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе.
В результате лампа накаливания стала широко использоваться в бытовом и коммерческом освещении, для переносного освещения, такого как настольные лампы, автомобильные фары и фонари, а также для декоративного и рекламного освещения.
Лампы накаливания очень неэффективны по сравнению с другими типами электрического освещения, так как преобразуют менее 5% энергии в видимый свет. Оставшаяся энергия теряется в виде лучистого тепла. Световая отдача типичной лампы накаливания составляет 16 люмен на ватт по сравнению с 60 лм/Вт для компактной люминесцентной лампы (КЛЛ) или 150 лм/Вт для белых светодиодных ламп.
В некоторых приложениях фактически используется тепло, выделяемое нитью накала. Тепловые лампы предназначены для таких целей, как инкубаторы, лавовые лампы и т. д. Лампы с кварцевыми трубками используются для промышленных процессов, таких как отверждение краски или для обогрева помещений.
Лампы накаливания обычно имеют короткий срок службы по сравнению с другими типами освещения; 1000 часов для бытовых ламп против 10000 часов для компактных люминесцентных ламп (CLF) и 30000 часов для осветительных светодиодов.
Лампы накаливания можно легко заменить люминесцентными лампами, газоразрядными лампами высокой интенсивности и светодиодными лампами (LED).
Краткая история
Первая лампа накаливания была представлена 21 октября 1879 года Томасом Эдисоном. В оригинальной лампе использовалась углеродная нить в колбе, содержащей вакуум. В современных лампах теперь в основном используются вольфрамовые нити накаливания с газовым наполнением вместо вакуума, хотя в лампах с тонкими нитями накала и меньшим током по-прежнему используется вакуум, потому что они работают более эффективно.
Нить накала
Нить действует как резистор. Электрический ток проходит через нить накала, и сопротивление в нити заставляет ее нагреваться и раскаляться. Нити обычно достигают температуры значительно выше 2000 ° по Цельсию.
Большая часть энергии, потребляемой лампой, выделяется в виде тепла, что приводит к низкой производительности в люменах на ватт (LPW). Из-за высокой температуры нити вольфрам имеет тенденцию испаряться и собираться на стенках колбы.
Врожденные дефекты нити приводят к тому, что она становится тоньше неравномерно. Когда лампа включена, внезапный выброс энергии может привести к разрыву нити накала, потому что тонкие участки нагреваются намного быстрее, чем остальная часть нити, что приводит к выходу из строя лампы.
Качество света
Лампы накаливания демонстрируют плавное и равномерное спектральное распределение мощности (SPD), поскольку для получения света они используют тепло твердого объекта. Лампы накаливания также имеют очень высокие рейтинги CRI, но поскольку стандартные лампы накаливания производят очень мало лучистой энергии в коротковолновой части спектра, они не очень хорошо передают синий цвет.
The Upside
Низкая цветовая температура в сочетании с высоким индексом цветопередачи дает теплый свет, обеспечивающий превосходную цветопередачу оттенков кожи. Кроме того, лампы накаливания доступны по цене, ими можно управлять с помощью схем диммирования, и они доступны в широком диапазоне размеров, конфигураций и мощностей.
Компоненты лампы
ABCDEFGHIJKLM
- Колба: Обычно используется мягкое стекло. В некоторых лампах используется твердое стекло, чтобы выдерживать более высокие температуры колбы и для дополнительной защиты от поломки колбы из-за влаги. Лампы изготавливаются различной формы и отделки.
- Нить накала: Материал нити, как правило, вольфрам. Нить накала может быть прямой проволокой, катушкой или витой катушкой.
- Вводные провода: Вводные провода изготовлены из меди от основания к прессу штока и из никелированной меди или никеля от пресса штока к нити накала, они передают ток к нити накала.
- Соединительные провода: Молибденовые провода поддерживают вводные провода.
- Шток Пресс: Вводные провода в стекле имеют герметичное уплотнение и изготовлены из сердечника из сплава никеля и железа и медной втулки (проволока Дюмет), чтобы обеспечить примерно такой же коэффициент расширения, как у стекла.
. - Выхлопные трубы: Через эту трубу в процессе производства выпускается воздух, и инертные газы вводятся в колбу. Трубка, которая изначально выступает за колбу, затем запечатывается достаточно коротко, чтобы ее можно было закрыть цоколем.
- Основание: Здесь осуществляется электрический контакт. Один подводящий провод припаивается к центральному контакту, а другой припаивается или приваривается к верхнему краю корпуса основания. Изготовлен из латуни или алюминия.
- Газ: В большинстве ламп мощностью 40 Вт и выше используется смесь азота и аргона. Газ замедляет испарение нити.
- Опорные проволоки: Молибденовые проволоки поддерживают нить накаливания.
- Кнопка: Стекло при изготовлении нагревается и в него укладывается опорная и вязальная проволока.
- Стержень для кнопок: Стеклянный стержень поддерживает кнопку.
- Тепловой дефлектор: Используется в лампах общего назначения более высокой мощности и других типах, когда необходимо уменьшить циркуляцию горячих газов в горловину колбы.
- Предохранитель: Предохранитель защищает лампу и цепь от перегорания в случае дугового разряда нити накала.
Компания JLC производит готовые вводные провода, сырье для ламп и опорные провода для различных видов ламп. JLC Electromet является единственным производителем светотехнического сырья для вводов, а также готовых вводов на стадии легирования. Компания гордится тем, что освещает миллиарды ламп по всему миру в домах, офисах, больницах, автомагистралях, аэропортах, учреждениях и т. д.
Компоненты лампы включают готовые вводные провода, сырье для ламп и опорные провода для различных видов ламп. JLC Electromet является единственным производителем светотехнического сырья для вводов, а также готовых вводов на стадии легирования.Объявление· jlcelectromet.com/dumet-wire
Специальные никелевые сплавы и проволока мирового класса
JLC Electromet Pvt.
ООО является одним из в миреведущие производители из Специальные сплавы на основе никеля в формы проволоки, полосы и ленты . Сертифицированный по стандарту ISO:9001 производитель никелевого сплава в Индии , который является вертикально интегрированным и поставляет продукцию в более чем 50 стран . Металлостеклянные уплотнительные сплавы на основе никеля для автомобильной, светотехнической и других отраслей промышленности, включая проволоку DUMET .
E: [email protected]
Тел.: +91 (141) 233 1215
Ad·
Для получения дополнительной информации посетите JLC Electromet Pvt. Ltd. — ведущий мировой производитель никелевых сплавов или свяжитесь с ними через форму ниже:
Как работают лампы накаливания — Блог 1000Bulbs.
com
Как работают лампы накаливания
Эшли Хантер
Условия освещения, лампочки, блог8
Иногда мы принимаем лампочки как должное. Мы радуемся, когда загорается свет, но беспокойство, когда замена перегоревшей лампочки вызывает сильную головную боль. Важно понимать, как работают разные источники света, чтобы лучше освещать поставленную задачу. Начав с ламп накаливания, мы рассмотрим преимущества и недостатки обычных источников света.
Как работает лампа накаливания
Лампы накаливания являются результатом прохождения электрического тока через вольфрамовую нить и нагревания ее до температуры, достаточно высокой для получения вторичного света.
Стеклянный корпус знакомой формы представляет собой вакуум, свободный от кислорода, который разрушает нить накала. Иногда корпус (также известный как оболочка) на самом деле заполнен инертным газом, таким как азот или аргон. Инертные газы, также известные как благородные газы, часто не реагируют на другие химические вещества и условия, что позволяет им сохранять и защищать нить накала от испарения при нагревании. Вольфрамовые нити используются во многих традиционных источниках света, потому что чистый вольфрам имеет самую высокую температуру плавления, самое низкое давление паров и самую высокую прочность на растяжение среди всех металлов. Матовые лампочки являются результатом порошкового покрытия внутренней части стеклянного корпуса.
Хотя лампы накаливания просты в изготовлении и поэтому недороги в покупке, необходимо производить невероятное количество тепла, чтобы получить приличное количество света. Приблизительно 95% электричества, подаваемого на нить накаливания в лампе накаливания, затем теряется в виде тепла, а не света.
Из-за этой неэффективности производители были вдохновлены на разработку более эффективной лампочки.
Принцип работы галогенной лампы
Интересный факт: галогенные лампы — это лампы накаливания. В дополнение к корпусу лампы, заполненному благородным газом, таким как криптон или ксенон, в смесь добавляется небольшое количество газообразного галогена, йода или брома. Независимо от присутствия инертного газа, в конечном итоге нить накаливания внутри лампы накаливания испарится, или газ рассеется настолько, что нить накаливания загорится. Однако присутствие газообразного галогена постоянно регенерирует нить накала, вызывая повторное осаждение ускользающих атомов вольфрама. Этот процесс регенерации позволяет нити накаливания служить намного дольше и продлевает срок службы лампы. Газы существуют при более высокой температуре и давлении, чем в лампах накаливания. Под высокой температурой мы подразумеваем, что галогенные лампочки достаточно горячие для приготовления пищи, и с ними следует обращаться осторожно, так как жир с ваших пальцев может создать горячие точки на кварцевом стекле меньших лампочек и испортить их неравномерным нагревом.
Разница между галогенными и ксеноновыми лампами
Еще один забавный факт: ксеноновые лампы — это галогенные лампы, что, в свою очередь, делает их лампами накаливания. В частности, в этих галогенных лампах в качестве инертного газа используется ксенон. Основное отличие состоит в том, что газ ксенон более склонен светиться при контакте с электричеством, поэтому для достижения того же количества люменов или яркости требуется меньше энергии. Это также означает, что вам не нужно использовать столько энергии при работе переменного тока, пытаясь компенсировать тепло, потому что для производства света требуется меньше тепла.
Ксеноновые лампочки также излучают менее вредные ультрафиолетовые лучи и не подвергаются неблагоприятному воздействию масел с рук. Газ ксенон встречается реже, чем некоторые другие благородные газы того же семейства, что делает ксеноновые лампы более дорогими. Они более безопасны и долговечны для использования в таких местах, как освещение шкафа и автомобильные фары.
И галогеновые, и ксеноновые лампы очень точно передают цвета. У них такой же CRI (индекс цветопередачи) 100, как и у их старшего брата, лампы накаливания. Тем не менее, галогенные лампы имеют хорошо известный четкий белый свет, в то время как ксеноновые лампы имеют немного более теплую цветовую температуру, хотя и не такую теплую, как лампы накаливания.
Совет по освещению: Срок службы ксеноновой лампы составляет около 10 000 часов, что в 5 раз больше, чем срок службы стандартной галогенной лампы, составляющий 2 000 часов.
Вы лучше понимаете, как работают лампы накаливания, или все еще есть темные пятна? Задайте свой вопрос в области комментариев ниже. Далее мы рассмотрим флуоресцентные источники света и в чем разница между горячими и холодными катодами? Наша команда преданных своему делу экспертов готова пролить свет на вашу ситуацию, поэтому позвоните нам по телефону 1-800-624-4488, чтобы получить простое решение для освещения.
