Строение лампочки накаливания. Лампа накаливания: устройство, принцип работы и история создания — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как устроена лампа накаливания. Каковы ее основные компоненты. Какой принцип лежит в основе работы лампы накаливания. Кто изобрел лампу накаливания и как развивалась эта технология.

Содержание

Устройство лампы накаливания

Лампа накаливания имеет довольно простую конструкцию, состоящую из нескольких ключевых элементов:

Нить накала — главный рабочий элемент, изготавливаемый из тугоплавкого металла (обычно вольфрама)
Стеклянная колба, внутри которой находится вакуум или инертный газ
Электроды для подвода тока к нити
Цоколь с контактами для вкручивания в патрон

Нить накала представляет собой тонкую проволоку, свернутую в спираль для увеличения длины при компактных размерах. Она закрепляется на держателях внутри колбы. Электроды проходят через стеклянную колбу и соединяют нить с контактами цоколя.

Принцип работы лампы накаливания

Принцип действия лампы накаливания основан на нагреве металлической нити электрическим током до высокой температуры, при которой она начинает излучать видимый свет. Как это происходит?

При включении лампы электрический ток проходит через нить накала
Из-за высокого сопротивления нить сильно нагревается (до 2500-3000°C)
При такой температуре металл начинает излучать электромагнитные волны в видимом диапазоне
Стеклянная колба защищает раскаленную нить от окисления кислородом воздуха

Таким образом, электрическая энергия преобразуется в световую путем нагрева проводника. К сожалению, КПД такого преобразования довольно низок — всего 2-4%.

История изобретения лампы накаливания

Создание лампы накаливания было длительным процессом, в котором участвовало множество ученых и изобретателей. Вот некоторые ключевые вехи:

1802 г. — Гемфри Дэви создает первую лампу накаливания с платиновой нитью

1840 г. — Уоррен де ла Рю применяет платиновую спираль в вакуумной трубке
1860 г. — Джозеф Суон патентует лампу с обугленной бумажной нитью
1874 г. — Александр Лодыгин создает лампу с угольным стержнем
1879 г. — Томас Эдисон патентует лампу с угольной нитью и начинает массовое производство

Эдисон не был единоличным изобретателем лампы накаливания, но именно он смог наладить ее массовый выпуск и широкое применение, что сделало электрическое освещение общедоступным.

Преимущества и недостатки ламп накаливания

Лампы накаливания имеют ряд достоинств, благодаря которым они до сих пор используются:

Низкая стоимость
Мгновенное включение на полную яркость
Стабильная работа при низких температурах
Возможность регулировки яркости
Компактные размеры

Однако у них есть и существенные недостатки:

Очень низкий КПД (2-4%)
Небольшой срок службы (1000-2000 часов)
Хрупкость
Сильный нагрев при работе

Из-за низкой энергоэффективности во многих странах вводятся ограничения на использование ламп накаливания в пользу более экономичных источников света.

Типы и разновидности ламп накаливания

Существует несколько основных разновидностей ламп накаливания:

Вакуумные лампы — с откачанным воздухом внутри колбы
Газонаполненные лампы — колба заполнена инертным газом
Галогенные лампы — содержат пары галогенов для продления срока службы
Криптоновые лампы — наполнены криптоном для увеличения светоотдачи

Лампы также различаются по форме колбы, типу цоколя и мощности. Большинство бытовых ламп имеет мощность 25-100 Вт и цоколь Е27 или Е14.

Применение ламп накаливания

Несмотря на низкую эффективность, лампы накаливания до сих пор находят применение в различных сферах:

Бытовое освещение — в квартирах, домах, офисах
Декоративное освещение — создание уютной атмосферы
Промышленное освещение — в цехах, на складах
Уличное освещение — в парках, на дорогах
Специальное применение — в фарах, светофорах и т.д.

Однако их постепенно вытесняют более энергоэффективные источники света — люминесцентные и светодиодные лампы. Во многих странах вводятся ограничения на продажу ламп накаливания высокой мощности.

Перспективы развития технологии ламп накаливания

Хотя классические лампы накаливания постепенно уходят в прошлое, технология продолжает развиваться. Некоторые перспективные направления:

Галогенные лампы с инфракрасным покрытием
Лампы с наполнением ксеноном
Использование новых материалов для нити накала
Гибридные конструкции с элементами светодиодных технологий

Однако маловероятно, что лампы накаливания смогут конкурировать по эффективности с современными источниками света. Их применение, вероятно, будет ограничено специальными областями, где важны их уникальные свойства.

Устройство лампы накаливания | Сайт электрика

Всем привет. Рад вас видеть у себя на сайте. Тема сегодняшней статьи: устройство лампы накаливания. Но для начала хотелось бы сказать пару слов об истории этой лампы.

Самую первую лампочку накаливания придумал английский учёный Деларю ещё в 1840 году. Она была с платиновой спиралью. Немного позже, в 1854 году, немецкий учёный Генрих Гёбель представил лампу с бамбуковой нитью, которая находилась в вакуумной колбе. В то время ещё очень много было представленных различных ламп, различными учёными. Но все они имели очень короткий срок службы, и были не эффективными.

В 1890 году учёный Лодыгин А. Н. впервые представил лампу, у которой нить накаливания была из вольфрама, и имела вид спирали. Так же этот учёный делал попытки откачивания из колбы воздуха, и заполнение её газами. Что значительно увеличивало срок службы ламп.

А вот серийное производство ламп накаливания началось уже в 20 веке. Тогда это был реальный прорыв в технологии. Сейчас же, в наше время, многие предприятия, и просто обычные люди отказываются от этих ламп из-за того, что они много потребляют электроэнергии. А в некоторых странах даже запретили выпускать лампы накаливания, мощностью которых более 60 Ватт.

Устройство лампы накаливания.

Такая лампа состоит из следующих деталей: цоколь, колба, электроды, крючки для держания нити накаливания, нить накаливания, штенгель, изолирующий материал, контактная поверхность.

Для того, чтобы вам было более понятно, я сейчас напишу про каждую деталь отдельно. Так же смотрите рисунок и видео.

Колба – изготавливается из обычного стекла и нужна для защиты нити накаливания от внешней среды. В неё вставляется штенгель с электродами и крючками, которые держат саму нить. В колбе специально создаётся вакуум, или она заполняется специальным газом. Обычно это аргон, так как он не поддается нагреванию.

С той стороны, где находятся вывода электродов, колба заплавляется стеклом и приклеивается к цоколю.

Цоколь нужен для того, чтобы лампочку можно было вкрутить в патрон. Обычно он изготовляется из алюминия.

Нить накаливания – деталь, которая излучает свет. Изготавливается в основном из вольфрама.

А теперь для закрепления своих знаний, предлагаю вам посмотреть очень интересное видео, в котором рассказывается, и показывается, как делаются лампы накаливания.

Принцип действия.

Принцип действия лампы накаливание основывается на нагревании материала. Ведь не зря нить накаливания имеет такое название. Если пропустить через лампочку электрический ток, то вольфрамовая нить накаляется до очень высокой температуры и начинает излучать световой поток.

Не расплавляется нить, потому что вольфрам имеет очень высокую температуру плавления, где-то 3200—3400 градусов Цельсия. А при работе лампы нить накаляется где-то до 2600—3000 градусов Цельсия.

Преимущества и недостатки ламп накаливания.

Основные преимущества:

Не высокая цена.

Небольшие габариты.

Легко переносят перепады напряжения в сети.

При включении мгновенно зажигается.

Для человеческого глаза практически незаметно мерцание при работе от источника переменного тока.

Можно использовать устройство для регулировки яркости.

Можно использовать как при низких, так и при высоких температурах окружающей среды.

Такие лампы можно выпускать практически на любое напряжение.

В своём составе не содержит опасных веществ, и поэтому не нуждается в специальной утилизации.

Для зажигания лампы не нужно никаких устройств запуска.

Может работать на переменном и на постоянном напряжении.

Работает очень тихо и не создаёт радиопомех.

И это далеко не полный список преимуществ.

Недостатки:

Имеет очень маленький срок службы.

Очень маленький КПД. Обычно он не превышает 5 процентов.

Световой поток и срок службы напрямую зависит от напряжения сети.

Корпус лампы при работе очень сильно нагревается. Поэтому такая лампа считается пожароопасной.

При разрыве нити колба может взорваться.

Очень хрупкая, и чувствительная к ударам.

В условиях вибрации очень быстро выходит со строя.

И в заключение статьи хотелось бы написать об одном удивительном факте. В США в одной из пожарных частей города Ливермор, есть лампа мощностью 60 ватт, которая светиться беспрерывно уже более 100 лет. Её зажгли ещё в 1901 году, а в 1972 году её занесли в Книгу рекордов Гинесса.

Секрет её долговечности в том, что она работает в глубоком недокале. Кстати, работу этой лампы беспрерывно фиксирует вебкамера. Так что кому интересно можете поискать прямую трансляцию в интернете.

На этом у меня всё. Если статья была вам полезной, то поделитесь неё со своими друзьями в социальных сетях и подписывайтесь на обновления. Пока.

С уважением Александр!

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ

Лампа накаливания — это электрический источник освещения, в котором излучение световых волн осуществляет некоторое тело, разогретое до высокой температуры протекающим по нему током.

В качестве излучающего тела обычно используется спираль из тугоплавкого материала, имеющего большое удельное электрическое сопротивление. Таким материалом чаще всего является вольфрам.

Источники света с накальной спиралью имеют самое широкое применение:

в бытовых светильниках;
для освещения внутрицеховых и производственных территорий;
в светильниках наружного освещения;
в качестве сигнальных ламп различных щитов управления.

Из чего же состоит лампа накаливания?

В её конструкцию входит стеклянная колба, герметично соединённая с цоколем. Спираль находится внутри колбы. Ввиду того, что вольфрам при нагревании до температуры свечения склонен к активному окислению при контакте с кислородом воздуха, внутренность колбы вакуумируется, либо заполняется инертным газом.

Спираль подвешивается на специальных крючках-держателях и электродах, выполненных из тугоплавкого металла. Наружная часть электрода, соединяющегося с резьбой цоколя, сделана из медного провода и играет роль предохранителя. Работает предохранитель следующим образом.

В случае перегорания и разрыва спирали, имеющей высокую температуру, в месте разрыва возникает электрическая дуга. В момент зажигания дуги ток потребляемый лампой, возрастает и спираль расплавляется. Капли расплавленного вольфрама легко могут повредить колбу, а очутившись наружи способны вызвать пожар.

Благодаря наличию предохранителя этого не происходит, так как он перегорает в момент возрастания тока, разрывая цепь питания.

Цоколь лампочки накаливания общего назначения представляет собой цилиндр из металлического сплава с резьбой, служащий для вкручивания в патрон светильника и обеспечивающий электрический контакт с цепями питания. Наибольшее распространение получили цоколи трёх типоразмеров — Е14, Е27 и Е40.

Цифры в обозначениях указывают на наружный диаметр резьбовой части.

Цоколем Е14 оснащаются так называемые лампочки типа «миньон», использующиеся в бытовых декоративных светильниках и люстрах. Е27 — самый распространённый вид цоколя под стандартные патроны бытовых и производственных светильников.

Цоколем Е40 комплектуются лампочки накаливания повышенной мощности, предназначенные для промышленных и уличных осветительных приборов.

ХАРАКТЕРИСТИКА СПЕКТРА ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ

Каждый источник света, в зависимости от принципа его действия, обладает определённым спектральным составом светового потока. Для оценки спектральных характеристик световых источников пользуются таким параметром, как цветовая температура.

За основу оценочных градаций принято излучение абсолютно чёрного тела, длина волны которого функционально связана с температурой нагрева тела. Цветовую температуру выражают в кельвинах, при этом её значение численно равно температуре нагрева абсолютно чёрного тела, при которой оно создаёт излучение соответствующей длины волны.

В соответствии с данной системой оценок, цветовая температура лампочек накаливания имеет следующее значение:

лампочка 40 Вт — 2200 К;
лампочка 60 Вт — 2680 К;
лампочка 100 Вт с вакуумной колбой — 2800 К.

Для сравнения можно привести значения цветовых температур таких источников, как стеариновая свеча — 1500–2000 К, солнце в полдень — 5000 К.

Более низкое значение цветовой температуры соответствует тёплым тонам с преобладанием жёлтого оттенка, высокой температурой обладают источники холодного свечения с оттенками голубизны.

Вероятно, в значении цветовой температуры заключена одна из причин того, что «лампочка Ильича» до сих пор не может окончательно покинуть наши жилища и рабочие места.

Дело в том, что альтернативные источники света, появившиеся в последние годы (светодиодные и уже исчезающие газоразрядные приборы) обладают довольно неприятным холодным свечением.

По большому счёту ситуацию пока не спасают различные люминофоры, придающие их свету более тёплые цветовые оттенки.

Вторая причина видимо в цене — светодиодные источники света стоят практически на порядок дороже лампочек накаливания, и что самое обидное — заявленный производителем срок их службы далеко не всегда соответствует реальному.

Этот аргумент может перевесить даже потрясающую экономичность этих источников. Добиться же некоторой экономии, имея лампы накаливания, поможет только регулятор освещения.

Ну и последний фактор носит психологический характер. Переход на источники света, дороже традиционных в десять раз, и которые почти во столько же раз меньше потребляют электроэнергии, можно рассматривать как мини инвестицию.

Ведь затратив единовременно определённые средства на покупку светодиодных источников освещения, и заменив ими лампочки накаливания, мы начинает экономить на электроэнергии.

То есть, вложенные средства постепенно возвращаются к нам, и после полной окупаемости вложенных денег мы начинаем получать чистую прибыль в виде разницы в счетах на электричество. Видимо, не все наши соотечественники способны мыслить категориями бизнесменов.

КПД ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ

Один из вариантов оценки эффективности источника света является их световой коэффициент полезного действия. Этот показатель определяет, какая часть подведённой к осветительному прибору электрической энергии преобразуется собственно в световой поток.

Для наглядного сравнения приведём данные по КПД ламп различного вида:

лампы накаливания — 4%;
люминесцентные лампы — 10%;
светодиодная лампа — 40%.

Таким образом, более 95% электроэнергии, потребляемой лампой накаливания, просто греет окружающий воздух.

Другой способ оценки энергоэффективности ламп заключается в сравнении световых потоков, создаваемых единицей затраченной мощности. Практически, это то же самое что и сравнение КПД, только подход осуществлён с другой стороны.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Лампа накаливания: конструкция и особенности

Лампа накаливания – электрический осветительный прибор, принцип действия обусловлен нагревом до высоких температур нити тугоплавкого металла. Тепловой эффект тока известен давно (1800 год). С течением времени вызывает сильный нагрев (выше 500 градусов Цельсия), заставляя нить светиться. В стране вещички носят имя Ильича, на деле продвинутые историки бессильны однозначно дать ответ, кого назвать изобретателем лампы накаливания.

Конструкция ламп накаливания

Изучим строение прибора:

Рабочей частью лампы накаливания выступает вольфрамовая нить. Удельное сопротивление металла в три раза выше меди. Невысокий показатель. Вольфрам выбран разогреваемым телом за тугоплавкость, сечение нити уменьшено до предела, повышая электрическое сопротивление. Температура таяния металл превышает 3000 градусов Цельсия.
Стеклянная колба лампы накаливания содержит инертный газ. Позволяя уберечь спираль от сгорания, убирает необходимость создания вакуума (формирует отрицательное давление колбы, понижает механическую прочность конструкции).
Лампочка накаливания
Спираль лампы накаливания подпирается молибденовыми держателями, питается током никелевых электродов. Материалы выбраны сообразно назначению. Молибден тугоплавкий, никеля температура ликвидуса пониже, зато наделен низким коэффициентом теплового расширения. Место контакта со спиралью избегает механических деформаций, продляет срок службы лампы накаливания.
Электроды посредством медных проводников соединяются с контактными площадками цоколя. Редко лампа накаливания снабжается собственным плавким предохранителем. Также внутри цоколя.

История создания ламп накаливания

Спирали далеко не сразу стали изготавливать из вольфрама. Применялись графит, бумага, бамбук. Много людей шло параллельным путем, создавая лампы накаливания.

Бессильны привести список 22 имен ученых, называемых зарубежными писателями авторами изобретения. Неправильно приписывать заслуги Эдисону, Лодыгину. Сегодня лампы накаливания далеки от совершенства, стремительно теряют маркетинговую привлекательность. Превышение амплитуды питающего напряжения на 10% (половину пути – 5% – РФ проделала в 2003 году, подняв вольтаж) номинала сокращает срок службы вчетверо. Снижение параметра закономерно урезает отдачу светового потока: 40% теряется при эквивалентном относительном изменении характеристик питающей сети в меньшую сторону.

Пионерам гораздо хуже. Джозеф Сван (Joseph Swan) отчаялся добиться достаточной разреженности воздуха колбы лампы накала. Насосы (ртутные) того времени неспособны выполнить задачу. Нить сгорала посредством сохранившегося внутри кислорода.

Смысл ламп накала довести спирали до степени нагрева, тело начинает светиться. Сложностей добавляло отсутствие в середине XIX века высокоомных сплавов – квота преобразования силы электрического тока сформирована увеличенным сопротивлением проводящего материала.

Усилия ученых мужей ограничивались следующими направлениями:

Выбор материала нити. Критериями выступали одновременно высокое сопротивление, устойчивость к горению. Волокна бамбука, являющегося изолятором, покрывали тонким слоем проводящего графита. Малая площади проводящего слоя угля повышало сопротивление, давая нужный результат.
Однако древесная основа быстро воспламенялась. Вторым направлением считаем попытки создать полный вакуум. Кислород известен с конца XVIII века, ученые мужи быстро доказали: элемент участвует в горении. В 1781 году Генри Кавендиш определил состав воздуха, начиная разрабатывать лампами накала, слуги науки ведали: земная атмосфера разрушает нагретые тела.
Важно передать напряжение нити. Шла работа, преследующая цели создания разъемных, контактных частей цепи. Понятно, тонкий слой угля снабжен большим сопротивлением, как подвести электричество? Трудно поверить, пытаясь достичь приемлемых результатов, использовали ценные металлы: платина, серебро. Получая приемлемую проводимость. Недешевыми путями удавалось избежать нагрева внешней цепи, контактов, нить накалялась.
Отдельно отметим резьбу цоколя Эдисона, используемую поныне (Е27). Удачная идея, легшая в основу быстро заменяемых лампочек накала. Прочие способы создания контакта, наподобие пайки, мало годятся. Соединение способно распасться, разогретое действием тока.

Лампа Эдисона

Стеклодувы XIX века достигли профессиональных высот, колбы изготавливали запросто. Отто фон Герике, конструируя генератор статического электричества, рекомендовал сферическую колбу залить серой. Материал застынет – стекло разбить. Получался идеальный шар, при трении собирал заряд, отдавая стальному стержню, проходящему через центр конструкции.

Пионеры отрасли

Можете прочесть: идея подчинить электричество целям освещения впервые реализована сэром Гемфри Дэви. Вскоре после создания вольтова столба ученый вовсю экспериментировал с металлами. Выбрал благородную платину за высокую температуру плавления – прочие материалы воздухом быстро окислялись. Попросту сгорали. Источник света вышел неяркий, давая основу сотням последующих наработок, показав направление движения желающим получить конечный результат: осветить, заручившись помощью электричества.

Произошло в 1802 году, ученому исполнилось 24 года, позже (1806) Гемфри Дэви представил суду общественности вполне работоспособный разрядный осветительный прибор, в конструкции которого ведущую роль занимали два угольных стрежня. Следует отнести короткую жизнь столь блистательного светила небосвода науки, давшего миру представление о хлоре, йоде, ряде щелочных металлов, на постоянные эксперименты. Смертельные опыты по вдыханию угарного газа, работы с оксидом азота (мощным отравляющим веществом). Авторы отдали честь блистательным подвигам, сократившим жизнь ученого.

Осветительные приборы Дэви

Гемфри забросил, вырезав целое десятилетие исследований осветительных приборов, вечно занятый. Сегодня Дэви называют отцом электролиза. Трагедия 1812 года Felling Colliery наложила глубокий отпечаток, помрачив сердца многих. Сэр Гемфри Дэви пополнил ряды занявшихся разработкой безопасного источника света, уберегающего шахтёров. Электричество подходило мало, не существовало мощных надежных источников энергии. Чтобы рудничный газ перестал взрываться временами, применялись разные меры, наподобие металлической сетки-диффузора, препятствующей распространению пламени.

Сэр Гемфри Дэви сильно опередил время. Лет примерно на 70. Конец XIX века лавинообразно выдал новые конструкции, призванные вырвать человечество из вечной тьмы, благодаря использованию электричества. Одним из первых Дэви отметил зависимость сопротивления материалов от температуры, позволяя позже Георгу Ому получить знаменитый закон для участка цепи. Спустя полвека открытие было положено в основу создания Карлом Вильгельмом Сименсом первого электронного термометра.

6 октября 1835 года Джеймс Боумэн Линдсей продемонстрировал лампочку накала, окруженную стеклянной колбой для защиты от действия атмосферы. Как выразился изобретатель: можно было читать книгу, рассеивая темноту на расстоянии полутора футов от подобного источника. Джеймс Боумэн, считают общепризнанные источники, является автором идеи защиты нити накала стеклянной колбой. Правда?

Джеймс Боумен Линдсей

Склонны утверждать, в этом месте мировая история немного запуталась. Первый эскиз подобного устройства датируется 1820 годом. Приписывается почему-то Уорену де ла Ру. Которому было… 5 лет от роду. Одинокий исследователь заметил несуразицу, поставив дату… 1840 год. Бессилен детсадовец сделать столь великое изобретение. Причем забылись впопыхах демонстрации Джеймса Боумэна. Многие исторические книги ( одна 1961 года, авторства Льюиса) так трактовали неведомо уже откуда взявшуюся картинку. Видимо, автор ошибся, другой источник, 1986 года Джозефа Стоера, относит изобретение на счет Августа Артура де ла Рива (1801 года рождения). Гораздо лучше соответствует действительности, объясняя демонстрации Джеймса Боумэна пятнадцатью годами позже.

Прошло незамеченным русскоязычным доменом. Английские источники проблема трактуют следующим образом: имена де ла Ру и де ла Рив явно перепутаны, касаться могут минимум четырех личностей. Физики Уорен де ла Ру, Август Артур де ла Рив упомянуты, первый в 1820 году посещал детсад, образно говоря. Прояснить историю могут отцы упомянутых мужей: Томас де ла Ру (1793 – 1866), Чарльз Гаспар де ла Рив (1770 – 1834). Неизвестный джентльмен (леди) провел целое исследование, убедительно доказал: ссылка на фамилию де ла Ру несостоятельна, сослался горой научной литературы начала XX – конца XIX века.

Неизвестный потрудился просмотреть патенты Уорена де ла Ру, набралось девять штук. Лампы накала описываемой конструкции отсутствуют. Августа Артура де ла Рива, начавшего публикацию научных трудов в 1822 году, сложно представить изобретающим стеклянную колбу. Посещал Англию – родину лампочки накала – исследовал электричество. Желающие могут написать автору статьи англоязычного сайта по электронной почте [email protected]. Пишет “ежков”: с удовольствием примет к сведению информацию, касающуюся вопроса.

Истинный изобретатель лампочки накала

Достоверно известно, в 1879 году Эдисон запатентовал (US Patent 223898) первую лампочку накала. Потомки зафиксировали событие. Касаемо более ранних публикаций, авторство вызывает сомнение. Неизвестен подаривший миру коллекторный двигатель. Сэр Гемфри Дэви отказался брать патент на изобретенный безопасный фонарь для шахты, сделав изобретение общедоступным. Подобные прихоти создают немалую путаницу. Бессильны выяснить, кто первым придумал помещать нить накала внутрь стеклянной колбы, обеспечив работоспособность конструкции, используемой повсеместно.

Лампы накаливания выходят из моды

Лампа накаливания использует вторичный принцип производства света. Достигает высокой температуры нить. КПД устройств мал, большая часть энергии расходуется впустую. Современные нормы диктуют стране беречь энергию. В моде разрядные, светодиодные лампочки. Навсегда остались в памяти Гемфри Дэви, де ла Ру, де ла Рив, Эдисон, приложившие руку, потрудившиеся вырвать человечество из тьмы.

Обратите внимание, Чарльз Гаспар де ла Рив скончался в 1834 году. Следующей осенью прошла первая публичная демонстрация… Некто нашел записи погибшего исследователя? Вопрос разрешит время, ибо все тайное откроется. Читатели обратили внимание: неизвестная сила подталкивала Дэви попробовать использовать защитную колбу, помогая шахтерам. Сердце ученого оказалось чересчур большим увидеть явный намек. Нужной информацией англичанин обладал…

Лампы накаливания – устройство, принцип работы

Лампа накаливания – это искусственный источник света, в котором свет испускает раскаленная электрическим током спираль из тугоплавкого металла.

Лампа накаливания

В 1874 году русский ученый Александр Лодыгин впервые представил несколько лампочек с телом накаливания из вольфрама. Его образцы стали прообразом всех современных ламп накаливания.

Все лампы накаливания, в том числе и галогеновые работают на принципе нагрева нити (тела) накаливания до температуры от 2700°К до 3000°К, в результате протекания через них электрического тока.

Конструкция ламп накаливания

Главным элементом любой лампы накаливания является нить, которая обычно изготавливается из тонкой, проволоки, реже ленточки, из вольфрама. Для того, чтобы нить была компактной, ее свивают в спираль, а свитую нить в спираль свивают еще раз, получается биспираль. Благодаря такой конструкции, при большой длине вольфрамовой проволочки, нить накала лампочки получается компактной.

Для долговечности спираль накала помещают в колбу, из которой откачан воздух. Иначе вольфрам быстро в воздухе окислится и перегорит. Для повышения коэффициента полезного действия (КПД) колбы ламп большой мощности заполняют смесью газов азота с инертным аргоном. Если требуется высокая надежность, то колбу заполняют чистым инертным газом — аргоном, криптоном или ксеноном под давлением, например галогенные лампочки и для автомобильных фар заполняют парами галогенов брома или йода. Но стоимость таких лампочек в несколько раз выше.

Для подвода электрического тока и фиксации нити накала в центре колбы служат токовводы, в которых с одной стороны обжата или приварена точечной сваркой нить накала, а другие их концы соединены пайкой или точечной сваркой с цоколем.

На резьбы цоколей для ламп распространяется ГОСТ Р МЭК 60238-99, согласно которого цоколи для сети 220 В выпускаются трех типов. Е27 – наиболее распространен. Е14 – в быту именуемый миньон (обычно такие лампочки устанавливают для подсветки в холодильниках, СВЧ печах). Е40 – для ламп уличных светильников. Число после буквы обозначает внешний диаметр резьбы цоколя. Автомобильные лампочки для фары Н4 производятся в основном с цоколем по британскому стандарту (цоколь лампочки для фары на фото по центру).

На капсульные галогенные лампы накаливания цоколь не устанавливается, питающее напряжение подается непосредственно на токовводы, выполненные в виде двух штырей. Иногда концы штырей имеют цилиндрическое утолщение, позволяющее более надежно фиксировать лампочку в светильнике и обеспечить лучший контакт с контактами патрона. Чтобы извлечь лампочку из патрона такой конструкции, нужно ее провернуть на несколько градусов против часовой стрелки. Цилиндры выйдут из зацепления и лампочка освободится.

Лампочка накаливания «Ильича»

Лампы накаливания быстро вытесняются энергосберегающими и светодиодными источники света, так как их стоимость стала сравнима со стоимостью лампочек «Ильича».

Принцип действия лампочки прост, через вольфрамовую нить проходит электрический ток. Так как удельное сопротивление нити накала в сотни раз больше, чем токоподводящих проводников, то она разогревается до температуры более 2000° и излучает тепловую и световую энергию. К сожалению, на долю светового излучения приходится в лучшем случае 4% от потребляемой мощности. Точнее было бы называть лампочку нагревательным элементом, чем источником света. Низкий КПД и является главным недостатком лампочек «Ильича». Средний срок службы лампочки составляет 1000 часов.

В России по закону от 23.11.2009 N261-ФЗ (ред. от 23.04.2018) «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации», с 1 января 2014 года запрещено использование ламп накаливания мощностью двадцать пять ватт и более для освещения в цепях переменного тока.

Конечно лампочка «Ильича», благодаря появлению светодиодных источников света, доживает свой век и в недалеком будущем станет историей. К основным недостаткам ламп накаливания относятся низкий КПД, значительное выделение тепла, что предъявляет дополнительные требования к термостойкости арматуры светильников, большая зависимость светового потока и срока службы от величины питающего напряжения (при превышении напряжения на 10%, срок службы уменьшается на 95%), хрупкость. Хотя спектр излучения ламп накаливания и отличается от солнечного, но человеческий глаз к такому свету адаптировался, так как желто-красной спектр излучения имеет свеча, огонь костра с которыми человек прожил тысячи лет.

Галогенная лампа накаливания

Галогенная лампа от лампы накаливания отличается тем, что имеет меньшие габаритные размеры, более высокий КПД и в несколько раз больший срок службы. Практически это та же лампочка «Ильича», но улучшена с учетом последних достижений науки и техники. Колба галогенной лампочки сделана из кварцевого стекла и заполнена под давлением парами галогенов брома или йода, благодаря чему срок службы галогенных лампочек доведен до 4000 часов, а температура накала спирали достигает 3000°К.

В галогенной лампочке вольфрамовая нить тоже при нагреве испаряется, но в отличие от простой лампочки накаливания, облачко из вольфрама благодаря вступлению в химическую реакцию с галогенами при высокой температуре, возвращается опять на нить накала. Благодаря такому процессу, появилась возможность изготавливать миниатюрные лампочки большой мощности, повысить КПД до 15% и увеличить срок эксплуатации до 4000 часов, а с применением ограничителей броска тока при включении галогенной лампочки (сопротивление нити накала в холодном состоянии в десять раз меньше, чем в нагретом) до 12000 часов.

Спектр излучения галогенных лампочек более естественный, чем простых лампочек накаливания и они являются идеальным искусственным источником света для выполнения работ, связанных с цветом, например для художников. Так как колба лампочки сделана из кварцевого стекла, то она при свечении излучает ультрафиолетовые лучи, что позволяет под ней даже загорать.

Галогенные лампы в автомобиле

Галогенным лампочкам для автомобильных фар Н4 в настоящее время нет альтернативы. Большая мощность, устойчивость к тряске и вибрации, естественность света, малые габариты, работа при любой температуре окружающей среды, большой срок службы, низкая цена – практически идеальная лампочка. Есть, конечно, и более совершенные лампочки для фары автомобиля – ксеноновые (в них нет нити накала, свет излучает разряд между двумя электродами в газе ксеноне), биксеноновые и светодиодные, но цена их довольно высокая.

Такие лампочки нельзя установить вместо штатных, а требуется замена всего блока фар. В дополнение оптику фар с ксеноновыми лампами требуется поддерживать в идеально чистом состоянии, при малейшем загрязнении свет начинает рассеиваться и ослеплять водителей встречного автотранспорта.

В одной колбе галогенной лампочки для фар автомобиля смонтировано сразу две нити накала. Такое решение позволило вместо двух отдельных ламп использовать одну.

Напряжение на нити накала подают по очереди, в зависимости необходимости включения ближнего или дальнего света фар. В такой лампочке один вывод для двух нитей накала общий и цоколь лампочки имеет только три вывода.

устройство, принцип работы, виды и технические характеристики

Лампа накаливания – первый электрический осветительный прибор, играющий важную роль в жизнедеятельности человека. Именно она позволяет людям заниматься своими делами независимо от времени суток.

По сравнению с остальными источниками света такое устройство характеризуется простотой конструкции. Световой поток излучается вольфрамовой нитью, расположенной внутри стеклянной колбы, полость которой заполнена глубоким вакуумом. В дальнейшем для увеличения долговечности вместо вакуума в колбу стали закачивать специальные газы — так появились галогеновые лампы. Вольфрам — термостойкий материал с большой температурой плавления. Это очень важно, поскольку для того, чтобы человек увидел свечение, нить должна сильно нагреться за счет проходящего через нее тока.

История создания

Интересно, что в первых лампах использовался не вольфрам, а ряд других материалов, включая бумагу, графит и бамбук. Поэтому, несмотря на то, что все лавры за изобретение и усовершенствование лампы накаливания принадлежат Эдисону и Лодыгину, приписывать все заслуги только им — неправильно.

Писать о неудачах отдельных ученых не станем, но приведем основные направления, к которым прилагали усилия мужи того времени:

Поиски лучшего материала для нити накаливания. Нужно было найти такой материал, который одновременно был устойчив к возгоранию и характеризовался высоким сопротивлением. Первая нить была создана из волокон бамбука, которые покрывались тончайшим слоем графита. Бамбук выступал в качестве изолятора, графит — токопроводящей среды. Поскольку слой был малым, то существенно возрастало сопротивление (что и требовалось). Все бы хорошо, но древесная основа угля приводила к быстрому воспламенению.
Далее исследователи задумались над тем, как создать условия строжайшего вакуума, ведь кислород — важный элемент для процесса горения.
После этого нужно было создать разъемные и контактные компоненты электрической цепи. Задача усложнялась из-за использования слоя графита, характеризующегося высоким сопротивлением, поэтому ученым пришлось использовать драгоценные металлы — платину и серебро. Так повышалась проводимость тока, но стоимость изделия была чересчур высока.
Примечательно, что резьба цоколя Эдисона используется и по сей день — маркировка E27. Первые способы создания контакта включали пайку, но при таком раскладе сегодня говорить о быстро заменяемых лампочках было бы сложно. А при сильном нагреве подобные соединения быстро бы распадались.

В наше время популярность подобных ламп падает в геометрической прогрессии. В 2003 году в России была увеличена амплитуда питающего напряжения на 5 %, к сегодняшнему дню этот параметр составляет уже 10 %. Это привело к сокращению срока эксплуатации лампы накаливания в 4 раза. С другой стороны, если вернуть напряжение на эквивалентное значение вниз, то существенно сократится отдача светового потока — до 40 %.

Вспомните учебный курс — еще в школе преподаватель физики ставил опыты, демонстрируя, как увеличивается свечение лампы при повышении силы тока, подающегося на вольфрамовую нить. Чем выше сила тока, тем сильнее выброс излучения и больше тепла.

Принцип действия

Принцип работы лампы построен на сильном нагреве нити накаливания за счет проходящего через нее электрического тока. Для того чтобы твердотельный материал начал излучать красное свечение, его температура должна достигнуть 570 град. Цельсия. Излучение будет приятным для глаз человека только при увеличении этого параметра в 3–4 раза.

Подобной тугоплавкостью характеризуются немногие материалы. За счет доступной ценовой политики выбор был сделан в пользу вольфрама, температура плавления которого составляет 3400 град. Цельсия. Чтобы повысить площадь светового излучения, вольфрамовая нить скручивается в спираль. В процессе эксплуатации она может нагреваться до 2800 град. Цельсия. Цветовая температура такого излучения равна 2000–3000 К, что дает желтоватый спектр — несопоставимый с дневным, но в то же время не оказывающий негативного воздействия на зрительные органы.

Попадая в воздушную среду, вольфрам быстро окисляется и разрушается. Как уже говорилось выше, вместо вакуума стеклянная колба может заполняться газами. Речь идет об инертных азоте, аргоне или криптоне. Это позволило не только повысить долговечность, но и увеличить силу свечения. На срок эксплуатации влияет то, что давление газа препятствует испарению вольфрамовой нити из-за высокой температуры свечения.

Строение

Обычная лампа состоит из следующих конструктивных элементов:

колба;
вакуум или инертный газ, закачиваемый внутрь нее;
нить накала;
электроды — выводы тока;
крючки, необходимые для удерживания нити накала;
ножка;
предохранитель;
цоколь, состоящий из корпуса, изолятора и контакта на донышке.

Помимо стандартных исполнений из проводника, стеклянного сосуда и выводов, существуют лампы специального назначения. В них вместо цоколя используются другие держатели или добавляется дополнительная колба.

Предохранитель обычно изготавливается из сплава феррита и никеля и помещается в разрыв на одном из выводов тока. Зачастую он расположен в ножке. Его основное предназначение — защита колбы от разрушения в случае обрыва нити. Связано это с тем, что в случае ее обрыва образуется электрическая дуга, приводящая к плавлению остатков проводника, которые попадают на стеклянную колбу. Из-за высокой температура она может взорваться и вызвать возгорание. Впрочем, долгие годы доказали низкую эффективность предохранителей, поэтому они стали эксплуатироваться реже.

Колба

Стеклянный сосуд используется для защиты нити накаливания от окисления и разрушения. Габаритные размеры колбы подбирают в зависимости от скорости осаждения материала, из которого производится проводник.

Газовая среда

Если раньше вакуумом заполнялись все без исключения лампы накаливания, то сегодня такой подход применяют лишь для маломощных источников света. Более мощные устройства заполняются инертным газом. Молярная масса газа влияет на излучение тепла нитью накаливания.

В колбу галогенных ламп закачиваются галогены. Вещество, которым покрыта нить накала, начинает испаряться и взаимодействовать с расположенными внутри сосуда галогенами. В результате реакции образуются соединения, которые повторно разлагаются и вещество вновь возвращается на поверхность нити. Благодаря этому появилась возможность повысить температуру проводника, увеличив коэффициент полезного действия и срок эксплуатации изделия. Также такой подход позволил сделать колбы более компактными. Недостаток конструкции связан с изначально малым сопротивлением проводника при подаче электрического тока.

Нить накала

По форме нить накаливания может быть разной — выбор в пользу той или иной связан со спецификой лампочки. Зачастую в них применяют нить с круглым сечением, закрученную в спираль, гораздо реже — ленточные проводники.

Современная лампа накаливания работает от нити из вольфрама или осмиево-вольфрамового сплава. Вместо обычных спиралей могут закручиваться биспирали и триспирали, что стало возможным за счет повторного закручивания. Последнее приводит к уменьшению теплового излучения и повышению КПД.

Технические характеристики

Интересно наблюдать за зависимостью световой энергии и мощности лампы. Изменения не линейны — до 75 Вт световая отдача увеличивается, при превышении — снижается.

Одно из преимуществ таких источников света – равномерное освещение, поскольку практически во всех направлениях свет излучается с одинаковой силой.

Еще одно достоинство связано с пульсированием света, которое при определенных значениях приводит к значительной утомляемости глаз. Нормальным значением считают коэффициент пульсации, не превышающий 10 %. Для ламп накаливания параметр максимум достигает 4 %. Самый худший показатель — у изделий мощностью 40 Вт.

Среди всех доступных электрических осветительных приборов лампы накаливания нагреваются сильнее. Большая часть тока преобразуется в тепловую энергию, поэтому прибор больше похож на обогреватель, чем на источник света. Световая отдача находится в диапазоне от 5 до 15 %. По этой причине в законодательстве прописаны определенные нормы, запрещающие, к примеру, использовать лампы накаливания более 100 Вт.

Обычно для освещения одной комнаты достаточно лампы на 60 Вт, которая характеризуется небольшим нагревом.

При рассмотрении спектра излучения и сравнении его с естественным освещением можно сделать два важных замечания: световой поток таких ламп содержит меньше синего и больше красного света. Тем не менее, результат считается приемлемым и не приводит к утомлению, как в случае с источниками дневного света.

Эксплуатационные параметры

При эксплуатации ламп накаливания важно учитывать условия их использования. Их можно применять в помещениях и на открытом воздухе при температуре не менее –60 и не более +50 град. Цельсия. При этом влажность воздуха не должна превышать 98 % (+20 град. Цельсия). Устройства могут работать в одной цепи с диммерами, предназначенными для регулирования световой отдачи за счет изменения интенсивности света. Это дешевые изделия, которые могут быть самостоятельно заменены даже неквалифицированным человеком.

Виды

Существует несколько критериев для классификации ламп накаливания, которые будут рассмотрены ниже.

В зависимости от эффективности освещения лампы накаливания бывают (от худших к лучшим):

вакуумные;
аргоновые или азот-аргоновые;
криптоновые;
ксеноновые или галогенные с установленным отражателем инфракрасного излучения внутрь лампы, что увеличивает КПД;
с покрытием, предназначенным для преобразования инфракрасного излучения в видимый спектр.

Намного больше разновидностей ламп накаливания, связанных с функциональным назначением и конструктивными особенностями:

Общее назначение — в 70-х гг. прошлого столетия они назывались «нормально-осветительными лампами». Самая распространенная и многочисленная категория — изделия, применяемые для общего и декоративного освещения. С 2008 года выпуск таких источников света существенно сократился, что было связано с принятием многочисленных законов.
Декоративное назначение. Колбы таких изделий выполняются в форме изящных фигур. Чаще всего встречаются свечеобразные стеклянные сосуды с диаметром до 35 мм и сферические (45 мм).
Местное назначение. По конструкции идентичны первой категории, но питаются от уменьшенного напряжения — 12/24/36/48 В. Обычно применяются в переносных светильниках и приборах, освещающих верстаки, станки и т. п.
Иллюминационные с окрашенными колбами. Зачастую мощность изделий не превышает 25 Вт, а для окрашивания внутренняя полость покрывается слоем неорганического пигмента. Гораздо реже можно встретить источники света, наружная часть которых окрашивается цветным лаком. В таком случае пигмент очень быстро выцветает и осыпается.

Зеркальные. Колба выполнена в специальной форме, которая покрыта отражающим слоем (к примеру, методом распыления алюминия). Данные изделия используются для перераспределения светового потока и повышения эффективности освещения.
Сигнальные. Их устанавливают в светосигнальные изделия, предназначенные для отображения какой-либо информации. Характеризуются низкой мощностью и рассчитаны на продолжительную эксплуатацию. На сегодняшний день практически бесполезны из-за доступности светодиодов.
Транспортные. Еще одна обширная категория ламп, используемых в транспортных средствах. Характеризуются высокой прочностью, устойчивостью к вибрациям. В них применяют специальные цоколи, гарантирующие прочное крепление и возможность быстрой замены в стесненных условиях. Могут питаться от 6 В.
Прожекторные. Высокомощные источники света до 10 кВт, характеризующиеся высокой световой отдачей. Спираль укладывается компактно, чтобы обеспечить лучшую фокусировку.
Лампы, применяемые в оптических приборах, — к примеру, кинопроекционная или медицинская техника.

Специальные лампы

Также существуют более специфические разновидности ламп накаливания:

Коммутаторные — подкатегория сигнальных ламп, применяемых в коммутаторных панелях и выполняющих функции индикаторов. Это узкие, продолговатые и малогабаритные изделия, имеющие параллельные контакты гладкого типа. За счет этого могут помещаться в кнопки. Маркируются как «КМ 6-50». Первое число указывает на вольтаж, второе — ампераж (мА).
Перекальная, или фотолампа. Данные изделия используются в фототехнике для нормированного форсированного режима. Характеризуется высокими световой отдачей и цветовой температурой, но малым сроком эксплуатации. Мощность советских ламп достигала 500 Вт. В большинстве случаев колба матируется. Сегодня практически не используются.
Проекционные. Применялись в диапроекторах. Высокая яркость.

Двухнитевая лампа бывает нескольких разновидностей:

Для автомобилей. Одна нить используется для ближнего, другая — для дальнего света. Если рассматривать лампы для задних фонарей, то нити могут использоваться для стоп-сигнала и габаритного огня соответственно. Дополнительный экран может отсекать лучи, которые в лампе ближнего света могут слепить водителей встречных автомобилей.
Для самолетов. В посадочной фаре одна нить может использоваться для малого света, другая — для большого, но требует внешнего охлаждения и непродолжительной эксплуатации.
Для железнодорожных светофоров. Две нити необходимы для повышения надежности — если перегорит одна, то будет светиться другая.

Продолжим рассматривать специальные лампы накаливания:

Лампа-фара — сложная конструкция для подвижных объектов. Используется в автомобильной и авиационной технике.
Малоинерционная. Содержат тонкую нить накаливания. Применялась в звукозаписывающих системах оптического типа и в некоторых видах фототелеграфа. В наше время используется редко, поскольку есть более современные и улучшенные источники света.
Нагревательная. Применяется в качестве источника тепла в лазерных принтерах и копирах. Лампа имеет цилиндрическую форму, закрепляется во вращающемся металлическом валу, к которому прикладывается бумага с тонером. Вал передает тепло, что приводит к расплыванию тонера.

КПД

Электрический ток в лампах накаливания преобразуется не только в видимый для глаза свет. Одна часть идет на излучение, другая трансформируется в тепло, третья — на инфракрасный свет, который не фиксируется зрительными органами. Если температура проводника составляет 3350 К, то КПД лампы накаливания составит 15 %. Обычная лампа на 60 Вт с температурой 2700 К характеризуется минимальным КПД — 5 %.

Коэффициент полезного действия усиливается степенью нагрева проводника. Но чем выше будет нагрев нити, тем меньше срок эксплуатации. К примеру, при температуре 2700 К лампочка просветит 1000 часов, 3400 К — в разы меньше. Если повысить напряжение питания на 20 %, то свечение усилится в два раза. Это нерационально, поскольку срок эксплуатации сократится на 95 %.

Плюсы и минусы

С одной стороны, лампы накаливания являются самыми доступными источниками света, с другой – характеризуются массой недостатков.

Преимущества:

низкая стоимость;
нет необходимости в применении дополнительных приспособлений;
простота использования;
комфортная цветовая температура;
устойчивость к повышенной влажности.

Недостатки:

недолговечность — 700–1000 часов при соблюдении всех правил и рекомендаций по эксплуатации;
слабая световая отдача — КПД от 5 до 15 %;
хрупкая стеклянная колба;
возможность взрыва при перегреве;
высокая пожарная опасность;
перепады напряжения существенно сокращают срок эксплуатации.

Как увеличить срок службы

Существует несколько причин, по которым может уменьшиться срок эксплуатации данных изделий:

перепады напряжения;
механические вибрации;
высокая температура окружающей среды;
разрыв соединения в проводке.

Вот несколько рекомендаций по продлению срока службы ламп накаливания:

Выберите изделия, которые подходят для диапазона напряжения сети.
Перемещение осуществляйте строго в выключенном состоянии, поскольку из-за малейших вибраций изделие выйдет из строя.
Если лампы продолжают перегорать в одном и том же патроне, то его нужно заменить или починить.
При эксплуатации на лестничной площадке в электрическую цепь добавьте диод или включите параллельно две лампы одной мощности.
На разрыв цепи питания можно добавить устройство для плавного включения.

Технологии не стоят на месте, постоянно развиваются, поэтому сегодня на смену традиционным лампам накаливания пришли более экономичные и долговечные светодиодные, люминесцентные и энергосберегающие источники света. Главными причинами выпуска ламп накаливания остается наличие менее развитых с технологической точки зрения стран, а также хорошо налаженное производство.

Приобретать такие изделия сегодня можно в нескольких случаях — они хорошо вписываются в дизайн дома или квартиры, либо вам нравится мягкий и комфортный спектр их излучения. Технологически — это давно устаревшие изделия.

Лампа накаливания: устройство, принцип работы, виды и технические характеристики

Лампы накаливания. Виды и устройство. Маркировка и применение

Лампы накаливания (ЛН) являются искусственным источником света, в котором свет испускает расположенное в колбе тело накала. Разогреваясь за счет электрического сопротивления, оно источает свет и тепло, что приводит к достаточно нерациональному расходу энергии. В связи с этим лампы данного типа используются все реже, но по-прежнему остаются актуальными благодаря дешевизне.

Как устроены лампы накаливания

ЛН состоит из цоколя и стеклянной колбы. Внутри нее располагается тонкая вольфрамовая спираль. Она является электрическим проводником. При прохождении электричества спираль раскаляется, что сопровождается интенсивным выделением света. В конструкции применена вольфрамовая спираль, поскольку этот материал отличается высокой температурной устойчивостью. Любой другой металл просто перегорел бы от накала.

Стойкости вольфрама к высоким температурам недостаточно. В связи с этим внутри колбы лампы находится инертный газ: ксенон, криптон либо аргон. Они не поддерживают горения. Если бы в колбе был воздух, то благодаря кислороду спираль смогла бы разогреться больше и перегореть.

Колба лампы изготавливается исключительно из стекла, поскольку только оно способно выдержать ее нагрев. Сама вольфрамовая спираль может разогреваться до 3000°С. За счет того, что ее окружает инертный газ, температура внутри колбы передается очень плохо. Это исключает столь сильный нагрев самой колбы.

Лампа накаливания является классическим осветительным прибором. В последние десятилетия было внедрено несколько более эффективных в плане потребления энергии и качества свечения типов ламп. Однако лампа, работающая по принципу накаливания, является измерительным эталоном. Нередко на упаковке LED и других современных типов лампочек можно встретить сравнение с устройствами накаливания. К примеру, часто пишется такая информация «ЛЕД лампа 7 Вт равна по световой эффективности лампочки накаливания 55 Вт» и остальное в этом роде.

Технические характеристики лампы

Лампа накаливания рассчитана на номинальное напряжение 220-230 В и 127 В, и частоту 50 Гц. Световая отдача устройства на 1 Вт составляет 9-19 Лм. ЛН для бытовых целей производится мощностью 25-150 Вт. Для уличного освещения и оснащения прожекторов выпускаются более мощные устройства в диапазоне мощности до 1 кВт. В зависимости от модификации лампы могут оснащаться резьбовым или штифтовым цоколем. Самые востребованные размеры цоколя Е14, 27 и 40.

Виды ЛН

Несмотря на потерю популярности, лампы накаливания все еще производятся в достаточно широком изобилии видов. Они различаются между собой кроме мощности еще и по другим важным параметрам:

Форме колбы.
Покрытию колбы.
Наполнению колбы.
Назначению применения.

В зависимости от формы колб, лампочки бывают шарообразные, цилиндрические, трубчатые. Этот параметр никак не влияет на эффективность свечения. Форма колбы определяет только формфактор. Существует масса необычных светильников, куда невозможно физически вместить классическую шарообразную лампочку. Специально для таких целей выпускаются другие компактные формы.

В зависимости от покрытия колбы лампочки можно разделить на 3 группы: прозрачные без покрытия, матовые, зеркальные. Чаще всего они просто прозрачные. Это способствует очень эффективной передачи света без искажений. Он не рассеивается, поэтому смотреть на такой источник света неприятно для глаз.

Колбы с зеркальным покрытием создают направленный световой поток. Это делает их практически бесполезными в бытовых нуждах. Они больше используются для освещения витрин, экспонатов.

Колба с матовым внутренним покрытием обеспечивает мягкое рассеивание света. Однако дальность распространения светового пятна у нее меньшая. Для использования внутри помещения это не существенно. Но для установки в уличные фонари матовые колбы лучше не брать.

В зависимости от назначения применения лампы накаливания бывают: общие и местные. Общие отличаются универсальностью. Они работают от обычной сети 220В. Лампы местного назначения рассчитаны на подсветку специальных объектов. Они могут подсоединиться к линиям постоянного тока 12-38 В.

Что касается отличия ламп в зависимости от того, какой инертный газ в них используется, то это не существенно. Теоретически лампочки с инертным газом внутри более надежные, чем с вакуумом. Однако самая известная лампа накаливания, так называемая «столетняя лампочка» является вакуумной. Она горит в пожарной части Ливермор в США начиная с 1901 года. Секрет ее долговечности объясняется недокалом. Она не подсоединяется к достаточно мощной сети, для которой изначально была сделана.

Сфера использования ламп

Лампы накаливания постепенно вытесняются. Еще в 2009 году в Евросоюзе вышла директива, направленная на снижение закупок этих устройств магазинами, их импорт и другое распространение. В последующем выходили и другие нормативные акты, создающие ограничения на производство ламп. К примеру, с 2010 года запрещено производство ламп с матовой колбой мощнее 75 Вт. Мировая политика нацелена на полное прекращение производства ламп накаливания и отказ от их применения. Переход на более экономичные источники света позволит существенно снизить объем потребления энергии, что сократит расход ресурсов на ее выработку.

Несмотря на текущую ситуацию лампы накаливания все еще широко используются для освещения:

Жилых помещений.
Улиц.
Теплиц.
Промышленных зон.

Особенно актуально их применение в качестве устройств дающих помимо света еще и тепло. Это делает их самым востребованным и дешевым нагревательным элементом для инкубаторов. Лампочки используют для подогрева новорожденной птицы в брудере и т.п. Под лампочками накаливания хорошо растут растения. Хотя их применение в парниках и экономически менее выгодное, чем светодиодных. Однако LED устройства в разы дороже, что существенно оттягивает момент их окупаемости за счет экономичности, что и позволяет использовать ЛН до сих пор. Также лампы этого типа все еще используются в автомобильных фарах, для подсветки холодильников, духовых шкафов, микроволновых печей.

То, что лампы сильно греются нужно учитывать при их выборе для установки в пластиковые люстры, бра, торшеры, настольные лампы. Дело в том, что эти устройства при нагреве могут расплавиться. Для предотвращения этого производители указывают в инструкции рекомендуемый максимальный порог мощности используемой лампочки накаливания. Установка ламп до него вполне безопасна.

Маркировка

В зависимости от назначения и технических параметров на лампы накаливания может наносится определенная маркировка. Она прописывается несмываемой краской на колбе устройства.

Буквенное обозначение указывает на особенности конструкции или физическое свойство:

Б —без спирали на аргоне.
В – с вакуумным заполнением.
Г – газополная на аргоне.
БК – биспиральная криптоновая.
МТ – с матовым стеклом.
О – с опаловым стеклом.

Также в маркировке может присутствовать вторая буквенная часть. Она указывает на назначение конкретной конструкции лампы:

Ж – для ЖД.
СМ – для вертолетов и самолетов.
КМ – коммутаторная.
А – для автотранспорта.
ПО – для прожекторов.

У устройств для бытовых целей маркировка может включать только указание мощности без буквенных уточнений.

Достоинства

Лампы несмотря на ряд недостатков все же ее имеют и положительные качества:

Способны работать при низких температурах.
Могут работать при скачках напряжения.
Светят при высокой влажности.
Не требуют особенной утилизации.

Лампа может работать в широком температурном диапазоне. Она нормально переносит повышение влажности. Однако нужно отметить, что в таких условиях страдает только ее металлический цоколь. Лампа накаливания может продолжить работу при критических просадках напряжения. При таких условиях современные лампы не включаются, а устройство накаливания работает, хотя и дает при этом меньше света.

Если разбить такую лампу, то ничего страшного не произойдет. Дело в том, что присутствующий внутри инертный газ не несет вреда человеку. Колбы ламп можно выбрасывать в обычный мусорный контейнер.

Недостатки

Что касается недостатков, то лампы накаливания имеют их в достаточно большом количестве:

Низкая световая отдача.
Высокое потребление энергии.
Перерасход электричества на нагрев.
Небольшой ресурс.
Повышенная чувствительность к механическому воздействию.
Красный и желтый световой оттенок в спектре.

При легкой встряске спираль внутри лампочки может повредиться. Также предельно аккуратного обращения требует стеклянная колба. Ее очень легко повредить, поскольку она тонкая. В связи с этим лампочки нужно применять с плафонами.

Фактический ресурс лампы накаливания при номинальном напряжении 220 В составляет всего 1 тыс. часов. Это очень мало. У LED ламп этот показатель составляет 30 тыс. часов. При этом 1 такая лампочка стоит в разы дешевле, чем 30 лам накаливания. Таким образом, в большой перспективе выгоднее покупать все же LED, чем устройства накаливания. ЛН дают желтый и красный спектр в свете. Он не совсем комфортный для человека. Под ним неудобно читать и делать точную работу.

виды, характеристики, устройство лампы, строение, принцип работы

ЛН полюбились многим людям за счет легкости в использовании. Они имеют различные цветовые режимы, как холодные оттенки, так и теплые. В этой статье говорится о том, что такое лампа накаливания, где чаще применяется и из чего состоит.

Достоинства и недостатки

В настоящее время существует множество осветительных приборов. Большинство из них производятся в последние несколько лет с использованием высоких технологий, но классическая ЛН всё равно имеет множество плюсов или совокупность параметров, которые будут более подходящими при правильном использовании:

достаточно низкая цена;
устойчивость к различным температурам;
моментальное зажигание;
не мерцают;
имеют разные режима света.

Как выглядит классическая ЛН

Но, к сожалению, лампы накаливания имеют свои минусы:

основной недостаток — это достаточно пониженный КПД. У лампочек в 100 Вт КПД будет примерно 17 %, у изделий 60 Вт эта цифра будет всего лишь 5 %. Одним из методов увеличения КПД будет поднятие температуры накала, но в таком случае срок службы заметно снизится;

Спираль для лампы накаливания

малый срок службы;
повышенная температура поверхности сосуда, которая может быть у 100Вт лампочки до 250°С. Это повышает риск возникновения возгораний или взрыва ламп;
чувствительность к окружающей среде;
применение термостойкой арматуры.

Ниже подробно описаны виды и характеристики ламп накаливания.

Характеристики

Одним из основных параметров лампочек с телом накала будет мощность, указываемая в ваттах. Назначение ламп различное, поэтому диапазон выбора большой — от 0,1 Вт «светильник» до 23 тыс. Вт прожекторов для аэродромов.

В быту применяют слабомощные лампочки, обычно от 15 Вт до 200 Вт, а на производстве используют лампы мощностью до 2000 Вт.

Качество светового луча и уровень рассеивания регулируются материалом производства сосуда.

Автомобильная лампочка

Наибольшая светопередача присуща для изделий с прозрачным стеклом, потому что они не поглощают свет. Матовая поверхность лампы поглощает 5% световых лучей, а белая — 15%.

Размер лампочек накаливания может быть от 60 мм до 130 мм. Зависит от сферы применения.

Принцип работы

Во время прохождения электрическим током через спираль, она быстро раскаливается до высоких температур почти до 2500 градусов. Это происходит из-за того, что спираль обладает высоким сопротивлением току и на прохождение его уходит большое количество энергии.

Тепло нагревает металл (вольфрам), и начинается свечение лампы. Поскольку внутри лампы нет кислорода, то вольфрам не окисляется.

Таблица температуры цвета

КПД лампы накаливания 100 Вт старого образца, где роль тела накала играл стержень из угля, был намного меньше, чем у последних моделей. Это объясняется дополнительными расходами на конвекцию. Спиральные тела накала обладают более пониженным процентом таких потерь.

Температура лампы накаливания

Температура ламп накаливания может быть до 3200 градусов по Цельсию.

Обратите внимание! Температура, при которой вольфрам начинает плавиться, будет 3500 градусов. Стандартная температура ЛН не может привести в действие этот процесс. В случае, вольфрам начинает плавиться, то лампочка может взорваться, поэтому необходимо следить за этим.

Виды ламп

Лампы накаливания подразделяются на несколько видов:

Декоративные модели лампочек

вакуумные;
аргоновые либо азотно-аргоновые;
криптоновые;
галогенные с подключенным отражателем инфракрасного света внутри лампочки, что повышает КПД;
с покрытием, необходимым для преобразования инфракрасного света в видимый спектр.

Общего, местного предназначения

Характеристики ЛН общего предназначения прописаны в ГОСТе 2239-79. Эти лампочки используются для подключения в светильники основного освещения бытовых и общественных мест, а также уличного пространства.

Основное напряжение может быть 127 и 220 В. Ассортимент изделий делится на группы в зависимости от типов тела накала (спираль либо биспираль) и среды (вакуумные, газовые).

Правильное хранение изделия

Форма сосуда, метод установки, марка изделия и вид цоколя подбираются из соображений стоимости, практичности технологи, минимум на 100 часов работы. Нужно подчеркнуть, что в последние годы эффективность таких ламп оценивается по множеству характеристик.

ЛН местного предназначения, выпускается под ГОСТом 1182-78, напряжение не должно быть выше 36 В, а для производственных помещений, где есть легкогорючие вещества — 12 В. Мощность лампочек местного назначения ограничена и будет 15, 25, 40 и 60 Вт. Время службы каждой лампы накаливания должен быть не меньше 75% средней продолжительности свечения.

Для уличного освещения берутся более мощные лампы, чтобы не приходилось каждый месяц-два менять их. Так как это достаточно трудоемкий процесс.

Иллюминационные лампы на 15 Вт

Декоративные

Декоративные лампочки могут быть различных форм, круглые, овальные, спиральные и так далее. Источником излучения будет вольфрамовая нить. С помощью него в помещении получается уютный и теплый свет. В основном на фабрике производят дизайнерские изделия под классический цоколь Е27, но бывают модели под цоколь Е22 и Е40.
Напряжение необходимое для корректной работы составляет 220 В. Срок использования декоративных изделий с вольфрамовой нитью может быть в диапазоне 2000-3400 часов, но не больше. Температура освещения характеризуется параметром 2700 К.

Такие изделия часто используют для украшения помещений, лестничных пролетов или новогодних елок. Большие торговые центры используют декоративные лампочки подвешенные к высокими потолкам. Выглядит это поистине красиво и в то же время уютно. Они будут гармонично сочетать со стилем Лофт в доме или квартире.

Иллюминационные

Эти лампы накаливания производятся с цветным внутренним слоем колбы и необходимы для новогодних гирлянд или подсветки лестниц, магазинов и витрин. Имеет большой спектр цветности, присутствуют холодные, белые, дневные и ночные оттенки. Достаточно высокий срок службы до 25000 часов, при правильной эксплуатации. Основным минусом будет тяжелая установка. Чем ближе конец срока изделия, тем слабее оно будет работать. Свет начнет плохо рассеиваться.

Передние огни самолета

Сигнальные

Сигнальные лампочки в основном используются в разной промышленности. Простота устройства и большой модельный ряд помогают выбрать изделия для работы в разных сферах производства. Лампы можно монтировать на станки, пульт управления, на специальный транспорт и так далее. Очень часто используются в машиностроении, деревообработке или металлургии.

Внимание! Можно подключить одну лампочку для выполнения нескольких операций, либо применять одновременно 2-3 изделия различного предназначения. Исходя из сферы использования, выбирается цвет и форма лампы.

Современные лампы накаливания производятся специально для использования в промышленных целях, что дает рядом плюсов перед обычными лампами световой сигнализации:

Лампа зеркальная r65

разнообразные цветовые режимы, дающие более информативную сигнализацию;
множество выборов плафонов;
подходят под любую электросеть;
легкая установка на станки при помощи системы винтового подсоединения;
возможность заменять контакты;
применение светодиодных лампочек повышенной яркости для улучшения обзора на любых промышленных территориях;
удобный корпус с возможностью подбора нужного размера;
энергосбережение;
легкость в использовании.

Зеркальные

Изделие зеркального типа отличается от других ЛН редкой формой колбы, а также наличием покрытия с отражением света, которое похоже на тонкую фольгу.

Из чего состоит лампочка накаливания

Это покрытие распыляется на лампу для того, чтобы рассеять ее световое излучение в помещении, чтобы более правильно распределить его в пределах определенной точки, чтобы была возможность четко осветить определенное помещение.

Чтобы получить такую опция в обычной лампе, необходимо поставить позади нее большой отражатель света.

Зеркальные лампочки в основном подключают в светильники направленного излучения, используемые для точечного освещения магазинов, чтобы получилась подсветка необходимых зон. Также их используют для офисов, лестниц, памятников архитектуры.

Зеркальные лампы могут быть разноцветными и прозрачными, матовыми, либо с эффектом УФ лучей. Их производят все известные фабрики осветительных приборов.

Виды изделий

Транспортные

В качестве освещения для машин применяют транспортные лампы накаливания. В электрической цепи нить накала тела разогревается и на пике температуры начинается свечение. Энергия светового луча, воспринимаемого обычным глазом, будет небольшой. Основная масса энергии будет в виде тепла.

Транспортная лампа имеет в своем составе колбу, несколько нитей накала, цоколь и выводы.

Тела накала в двухнитевых изделиях могут работать по-разному. Двухнитевыми лампочками оснащены автомобильные фары, светильник в салоне.

Нить накала обязательно выдерживают повышенные температуры, а также достаточно маленькая. Поэтому ее производят из вольфрамовой проволоки среднего размера, завитой в вытянутую спираль.

Двухнитивые изделия

Спираль подсоединяется к электродам и в основном имеет форму прямой линии или дуги полукруга. Температура плавления вольфрама будет около 4000 градусов. Во время работы спираль греется до показателей 2500-2800 °С. С увеличением температуры вольфрама повышается яркость и световая эффективность лучей на ЛН. Но если показатели перевалили за 2500 °С вольфрам будет быстро испаряться и, оставаться на стенках стеклянного сосуда, из-за чего получается слой налета, который уменьшат качество освещения. Срок службы таких изделий обычно составляет от 4 месяцев до полугода. Зависит от производителя и качественности производственного сырья.

Двухнитевые

Такое изделие может быть трех видов:

Светофорные лампы

для машин. Одна нить применяется для ближнего света, вторая — для дальнего. Если говорить о лампах для задних сигналов, то нити могут применяться для стоп-сигнала и габаритного света такие же. Дополнительный экран будет убирать лучи, которые в сигнале ближнего света могут ослепить владельцев встречных машин;
для воздушного судна. В посадочной фаре первая нить применяется для малого освещения, вторая — для большого, но если вторая слишком долго работает, то может понадобиться охлаждение, иначе может произойти возгорание;
для светофоров нажелезной дороге. Обе нити нужны для увеличения надежности— если сгорит одна, то будет работать другая.

Виды колб

Строение лампы накаливания

Конструкция различных типов лампочек накаливания не особо различается, но можно подчеркнуть три общих компонента, нить накаливания, стеклянная колба и электрические вводы. Они различаются конструкцией кронштейнов тела накала, видом цоколей, иногда бывают без цоколей.

Чтобы колба не деформировалась при перегреве спирали в процессе работы, лампа накаливания обустроена ферроникелевым предохранителем, он в основном располагается в ножке. В месте разрыва спирали появляется электрическая дуга, из-за которой кусочки спирали плавятся, попадают на колбу, что может повести за собой ее порчу. С помощью предохранителей этот процесс можно избежать. Но в последние 5 лет они редко применяются, так как не очень эффективны.

Аргоновая лампочка

Конструкция лампы накаливания:

колба;
спираль накаливания;
электроды по двум сторонам тела;
крючки, на которых удерживается спираль;
ножка;
токовый ввод;
цоколь с изолятором;
контакт на конце цоколя.

Колба

Стеклянная колба дает защиту спирали от пагубного воздействия воздуха, при ее деформации тело накала окисляется и быстро взрывается. Состав колбы лампы различается, она может быть наполнена вакуумом или газовой средой. Первые лампы накаливания производили с вакуумной емкостью, однако их мощность была не высокая. Для заполнения современных изделий применяется азотно-аргоновое вещество или исключительно аргон. Некоторые типы лампочек могут наполнять криптоном или ксеноном. Теплопередача лампочки зависит от молярной массы наполнителя.

Определение ЛН

Газовая середа

Газовая среда в лампе должна быть инертная. Поскольку температура спирали достигает 2500 градусов, то она может реагировать на любой газ, но только не инертный. Поэтому для заполнения чаще всего используют аргон.

Если вдруг вода попадет на горячую или работающую лампу, то она может разорваться под действием газа.

Иногда лампы наполняют ксеноном, но это будет относительно дорого стоить.

Во многих лампах газовая среда будет функцией защиты. В других благодаря электрическому разряду получается красивое цветное излучение. Оттенок будет завесить от свойств инертного газа.

Тело накала

Виды тел накала могут быть различные и зависят от функционального предназначение лампочек.

Виды источников света

Самими популярными будет из проволоки овального поперечного сечения, но иногда бывают и ленточные тела накала (состоят из металлической ленты).

Как уже было сказано, первые тела накала производили из угля. В современных ЛН используются только тела накала, изготовленные из вольфрама, реже из осмиево-вольфрамового вещества.

Чтобы уменьшить размер нити накала, ее обычно делай в виде спирали, иногда ее подвергают повторной обработке, из чего получается биспираль. Коэффициент полезного действия таких изделий выше из-за понижения теплопотерь во время конвекции.

Электротехнические параметры

Световая отдача таких изделий достаточно невысокая. Она будет самой низкой среди популярных электрических лампочек и находится в интервале от 5 до 10 лм/Вт. Повышенная яркость тела накала в сочетании с его маленькими размерами позволяет применять изделия в прожекторах.

Классические цоколя

ЛН имеют обширный диапазон средних напряжений и мощностей. Этот тип изделий может функционировать в большом диапазоне окружающих температур, который ограничен только термоустойчивостью сырья, применяемого при ее производстве (-100…+350 градусов). Световое излучение ЛН корректируется трансформацией рабочего напряжения.

При данном минусе будет повышенная рабочая температура и число выделяемого при горении тепла. Поскольку температура лампочек высокая, то они становятся язвимы под действием воды или резкого передача градусов (из минус в плюс и наоборот).

В современном мире многие уже давно отказались от использования ламп накаливания. В развитых городах, всего 20% людей используют такие изделия. Все переходят на галогеновые светильники.

Во время включения лампочки, тело накала находится при нормальной температуре, то сопротивление изделия будет намного меньше рабочего сопротивления. Во время включения, проходит большое количество тока. По мере раскалывания нити её сопротивление повышается, а ток понижается.

Процесс изготовления на фабрике

В отличие от новейших изделий, более старые модели ламп накаливания с угольными спиралями при включении имели обратный процесс с увеличением тока. Возрастающая функция сопротивления тела накала разрешала применение лампы в роли примитивного электростабилизатора.

Цоколь

Тип цоколя с резьбой для классической лампы накаливания был разработан Джозефом Уилсоном Суоном. Размеры цоколей имели свои стандарты. У изделий обычного типа (для дома) был цоколь E14, E27.

Иногда бывают цоколи без резьбы (в этом случае лампочка держится с помощью трения), а также бесцокольные светильники, чаще используются в машинах. Редким будет размер Е40, он применяется для более мощных изделий от 500 ВТ.

Срок годности

Срок службы изделия зависит от его качества. ЛН нужно хранить в картонной коробке. Это нужно для того, чтобы случайно не разбить ее или чтобы она не дала незаметную трещину, которая испортит всю работу. Из-за такой трещины газ будет испаряться, в итоге после того, как лампочка будет вкручена в плафон, она поработает не больше 2-3 часов. Нужно соблюдать правила безопасности при вкручивании лампы в плафон. Нельзя допускать детей к этому процессу, а также желательно полностью выключать подачу электричества в помещении.

Обратите внимание! Использованные лампочки необходимо правильно утилизироваться, выкидывать вместе с пищевыми отходами их не разрешается. В каждом городе есть специальные баки, для таких отходов.

Если соблюдать все правила хранения и использования, то лампа прослужит максимально долго, без дефектов.

Винтажная лампа Эдисона

Устройство лампы накаливания

Основные детали, из которых состоит конструкция ЛН это-цоколь, сосуд, электроды, держатели для ниток накаливания, тело накаливания, контакты и изоляция. На рисунке 10 можно увидеть строение лампочки.

Перед покупкой лампы желательно получить консультацию специалиста. Не рекомендуется отдавать выбор неизвестному производителю, так как могут попасться бракованные изделия, которые не будут работать положенный срок, или вообще разорвутся под напряжением. Качественные производители всегда дают гарантию не менее 30 дней на лампы накаливания. Покупатель имеет полное право обмена изделия или возврата средств, если работа лампы была менее 10 часов или она перегорела моментально.

В заключении нужно отметить, что лампы накаливания уже давно перестали быть популярными среди людей. Однако необходимо подчеркнуть, что среди таких изделий есть огромный выбор, для машин, уличного освещения, самолетов и так далее. К сожалению, ЛН нельзя использовать вблизи изделий, изготовленных из дерева. Так как иногда бывает сильный нагрев и разрыв спирали, из-за чего может возникнуть чрезвычайная ситуация.

Конструкция лампочки | HowStuffWorks

Лампочки имеют очень простую конструкцию. В основании у них есть два металлических контакта, которые подключаются к концам электрической цепи. Металлические контакты прикреплены к двум жестким проводам, которые прикреплены к тонкой металлической нити . Нить накала находится посередине колбы и поддерживается стеклянным держателем . Провода и нить накала помещены в стеклянную колбу, наполненную инертным газом , например аргоном .

Когда лампочка подключена к источнику питания, электрический ток течет от одного контакта к другому через провода и нить накала. Электрический ток в твердом проводнике — это массовое движение свободных электронов (электронов, которые не связаны прочно с атомом) из отрицательно заряженной области в положительно заряженную область.

Когда электроны движутся по нити, они постоянно натыкаются на атомы, составляющие нить. Энергия каждого удара вызывает вибрацию атома — другими словами, ток нагревает атома.Более тонкий проводник нагревается легче, чем более толстый проводник, потому что он более устойчив к движению электронов.

Связанные электроны в колеблющихся атомах могут быть временно переведены на более высокий уровень энергии. Когда они возвращаются к своим нормальным уровням, электроны выделяют дополнительную энергию в виде фотонов. Атомы металла испускают в основном инфракрасных фотонов света, которые невидимы для человеческого глаза. Но если их нагреть до достаточно высокого уровня — около 4000 градусов по Фаренгейту (2200 градусов C) в случае лампочки — они будут излучать видимого света .

Нить накала в лампочке сделана из очень тонкого и длинного металла из металла вольфрам . В типичной 60-ваттной лампе вольфрамовая нить имеет длину около 6,5 футов (2 метра), но толщину составляет всего одну сотую дюйма. Вольфрам расположен в двойной катушке , чтобы уместить все это в небольшом пространстве. То есть нить накала наматывается, чтобы получилась одна катушка, а затем эта катушка наматывается, чтобы получилась катушка большего размера. В 60-ваттной лампе длина катушки меньше дюйма.

Вольфрам используется почти во всех лампах накаливания, потому что это идеальный материал для нити накала.В следующем разделе мы выясним, почему это так, и рассмотрим роль стеклянной колбы и инертного газа.

В следующем разделе мы рассмотрим, из чего сделана нить.

Использование лампочек и их устройство

от Хеба Соффар · Опубликовано 1 июня 2014 г. · Обновлено 28 ноября 2019 г.

Лампы электрические
Электрические лампы — это инструменты, которые преобразуют электрическую энергию в световую, пропуская через них электричество. Существуют разные типы электрических ламп, но самыми популярными из них являются лампочки и люминесцентные лампы.
Лампочки изобрел американский изобретатель Томас Альфа Эдисон.
Использование лампочек:
Лампочки (лампы) — самый популярный источник искусственного света, где они используются для освещения домов, автомобильных фар и фонарей.
Состав лампочек:
Лампочка состоит из трех основных частей: нити накала, стеклянной колбы и цоколя лампы.
Структура лампочки
Нить накала: это свернутая в спираль тонкая проволока из вольфрама, соединенная с медным и свинцовым проводами, соединенными с цоколем лампы.
Когда электричество достигает вольфрамовой нити через медные и свинцовые провода, это вызывает свечение нити и испускание света.
Нить накала сделана из вольфрама, поскольку она имеет высокую температуру плавления, что предотвращает плавление нити при высоких температурах.нить накала нагревается и излучает свет, когда через нее проходит электрический ток.
Медные и свинцовые провода позволяют электрическому току проходить от цоколя лампы к вольфрамовой нити.
Стеклянная колба: изготовлена из тонкого стекла и содержит один тип инертных газов в виде аргона вместо воздуха. Стеклянная колба предотвращает попадание воздуха на нить накаливания и защищает ее от возгорания.
Газ аргон увеличивает срок службы нити накала лампочки, потому что он не горит и не помогает при горении, так как это неактивный газ, поэтому он защищает нить от горения.
Типы цоколей лампочки:
Лампочка со спиральным цоколем

Спиральное цоколь, имеющее кусок провода для подключения лампы к электрической цепи.
Основание с двумя боковыми гвоздями с двумя проводами для соединения лампы с электрической цепью и двумя боковыми гвоздями.

Лампочка с двумя боковыми гвоздями на цоколе
Теги: Газ аргонИскусственный светОснование лампочкиАвтомобильные фарыЭлектрический токЭлектрическая энергияЭлектрические лампыСтеклянная лампочкаЛампа со спиральным цоколемЛампа с двумя боковыми гвоздями на цоколеЛампочкиСтруктура лампочекИспользование лампочекЭнергия светаОсветительные домаСпиральное основаниеЭлектричествоНить накаливанияФакелыТомас Альфа ЭдисонВольфрамовые гвозди цоколяДве нити накала цоколя
Вам также может понравиться…
0
0
0
Анатомия лампы Эдисона | Принадлежности для антикварных ламп
Электричество — одно из важнейших открытий всех времен, поскольку оно раскрыло потенциал того, что мы можем делать после захода солнца и когда у нас нет естественных источников света.Хотя понятие электричества было известно с древних времен, мы начали использовать его силу только около 250 лет назад. Со времени первых экспериментов Франклина с электричеством наше понимание значительно расширилось, и мы постоянно находим новые способы улучшить нашу жизнь. Томас Эдисон был еще одним пионером в области электричества и первым изобретателем, запатентовавшим дизайн лампы накаливания, которая в конечном итоге проложила путь для домашнего использования электрического света. Эти лампы накаливания светятся, когда через них проходит электричество, но как и почему? Это руководство познакомит вас с анатомией лампы Эдисона, чтобы вы могли лучше понять компоненты, которые составляли источник освещения номер один на протяжении более века.
Введение в анатомию лампы Эдисона
По сравнению с компактными люминесцентными, галогенными и светодиодными лампами, производимыми сегодня, лампа накаливания Эдисона была базовой по всем стандартам. Однако в то время его лампочка считалась смелым изобретением, потому что она угрожала индустрии газового освещения и представила публике совершенно новый вид энергии. Источник света, каким мы его знаем сегодня, является результатом сопротивления и накала. Некоторая часть энергии, производимой электричеством, требуется для преодоления сопротивления проводящего материала.Лампа накаливания использует тепло, выделяемое сопротивлением нити, для создания света. Этот процесс излучения широко известен как излучение черного тела, при котором каждый объект с высокой температурой постоянно излучает электромагнитное излучение. Видимая длина волны испускаемого излучения зависит от температуры проводящего объекта.
Как и многие из известных сегодня лампочек, лампа накаливания Эдисона имела очень простую конструкцию. Каждая лампочка состояла из стеклянного корпуса, в котором находилась нить из плотно свернутого металла, которая была натянута между двумя выводами для прохождения тока.Большинство из нас знает, что металлы являются хорошими проводниками тепла и электричества, но какие материалы лучше всего проводят тепловую энергию? В то время как Эдисон создавал свою первую электрическую лампу накаливания в своей лаборатории в Менло-Парке, он использовал платиновую нить накала в стеклянной вакуумной лампе, что помогло задержать ее плавление. Тем не менее, его лампа горела самое большее несколько часов. После тестирования тысяч материалов он начал карбонизацию наростов всех мыслимых растений, чтобы найти наиболее подходящий материал для волокон.Он рассматривал вольфрам, но у него не было необходимых инструментов, чтобы сделать его жизнеспособным. Только в 1904 году вольфрам оказался более эффективным, чем обугленный бамбук, хлопок и другие материалы, которые использовал Эдисон. Вольфрам не только обладает высокой термической стабильностью, но также имеет самое низкое давление пара и самую большую прочность на разрыв из всех металлов.
Самые ранние лампы Эдисона обычно содержали стеклянную опору или стержень, который прикреплялся к основанию лампочки, что позволяло электрическим контактам проходить через лампу или оболочку без риска утечки воздуха или газа.В стержень были встроены маленькие провода, которые поддерживали нить накала и любые подводящие провода. Стеклянные корпуса содержали либо вакуум, либо инертный газ для сохранения и защиты нити от испарения. Лампа накаливания использовалась в розетке, которая обеспечивала механическую опору и электрические соединения, чтобы сделать ее устойчивым источником света. Галогенная лампа — разновидность лампы накаливания. В отличие от лампочки Эдисона, галогенная лампа сделана из кварца и может содержать инертные газы, такие как бром, хлор, фтор, йод и другие галогенные элементы.Мы понимаем, насколько сложно визуализировать физические явления электричества в действии в предварительной лампочке, поэтому мы создали глоссарий, чтобы помочь.
Компоненты ламп Эдисона: Полезные термины
• Цоколь: Большинство ламп накаливания имеют среднее основание, которое удерживает весь узел на месте, что означает, что лампа привинчивается к осветительной арматуре.
• Электрический ножной контакт: Компонент электрической цепи в нижней части резьбового соединения всех лампочек.
• Нить накала: Проводящая проволока или нить с высокой температурой плавления. В растянутом состоянии вольфрам имеет длину более шести футов, а толщину составляет всего лишь одну сотую дюйма.
• Стеклянный держатель: Небольшой стеклянный элемент, удерживающий нить накала в центре лампочки.
• Глобус: Компонент, который покрывает стеклянную колбу, содержащую инертный газ, и вмещает все компоненты, необходимые для создания электрического тока.
• Инертный газ: Тип инертного газа, такого как аргон или смесь аргона и азота, который обеспечивает вдвое большую светоотдачу и снижает почернение колбы по сравнению с вакуумом.
• Изоляция: Штукатурка «Париж» или, позднее, фарфор, которая используется для внутренней изоляции электрического контакта.
Мы надеемся, что эта статья даст вам достаточное введение в анатомию лампы Эдисона. У нас есть широкий выбор старинных и старинных лампочек, в том числе многие из самых популярных ламп накаливания Эдисона.Обращайтесь к нам с любыми вопросами, и один из наших специалистов по освещению будет рад помочь.
Детали лампочки
Обычная лампа накаливания состоит из нескольких частей, некоторые из которых вы можете видеть, а некоторые нет. Тонкое стекло образует внешнюю часть колбы, называемую глобусом. Он содержит нить накала, излучающую свет, стержень, на котором она закреплена, и металлическое основание, которое ввинчивается в патрон, например в лампу или потолочный светильник. Эти детали функционируют вместе как одно из самых успешных изобретений всех времен.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Части лампочки: стеклянный шар, металлическая нить накала, провода и стеклянный стержень, газы и металлическое основание.
Глобус
••• Rina Summer / Demand Media
Внешний стеклянный корпус лампочки называется глобусом. Стекло обеспечивает максимальную светоотдачу и надежную опору для других частей лампы. Лампочка имеет форму, похожую на лампочку растения; лучи света от нити намного эффективнее с такой формой.
Нить накала
••• Rina Summer / Demand Media
Нить накала внутри лампочки имеет форму катушки, чтобы обеспечить необходимую длину вольфрама в небольшой среде для получения обильного количества света. Вольфрам — это природный твердый металл, и химический элемент, который в сыром виде является хрупким, но в более чистом виде очень силен. Так и должно быть, поскольку нить накаливания нагревается до 2550 градусов по Цельсию (4600 градусов по Фаренгейту).
Провода и стержень
••• Rina Summer / Demand Media
Внутри внутреннего центра лампочки находится центральный стержень из стекла, который поддерживает нить накала на своем месте.Соединительные провода обеспечивают постоянный ток электричества через компоненты лампочки. Подобно тому, как работает человеческое сердце, когда кровь движется к сердцу и от него, есть провод, который отводит электричество от цоколя лампочки, а другой провод замыкает электрическую цепь обратно к цоколю.
Невидимые газы
••• Rina Summer / Demand Media
Внутри лампочки не видны инертные газы, обычно состоящие из аргона и / или азота.Эти газы низкого давления предотвращают выгорание нити внутри колбы; он также снимает нагрузку на стеклянный шар от нормального атмосферного давления, уменьшая вероятность разрушения стекла.
Цоколь
••• Rina Summer / Demand Media
Цоколь лампочки выполняет три основные функции. Во-первых, он надежно поддерживает лампочку внутри блока электрического источника, такого как лампа или осветительная арматура. Вторая задача основания — передавать электричество от основного электрического источника внутрь самой лампочки.Последняя функция — обезопасить глобус и все компоненты внутри лампы, создав надежный и удобный источник света.
Закон электричества Ома
••• Rina Summer / Demand Media
Георг Ом впервые опубликовал свое математическое уравнение для правильного использования электричества в цепях в 1827 году. Закон Ома рассчитывает правильное напряжение электричества с учетом силы тока и сопротивления любая электрическая схема. Закон Ома был изобретен через 27 лет после изобретения первой лампочки Хамфри Дэви и за 52 года до того, как американский изобретатель Томас Эдисон изобрел первую бытовую лампочку.
Лампа накаливания — История ламп накаливания, конструкция, применение — Нить накаливания, лампа накаливания, вольфрам и температура
Лампа накаливания излучается, когда объект нагревается до тех пор, пока он не начнет светиться. Чтобы излучать белый свет , объект должен быть нагрет как минимум до 1341 ° F (727 ° C). Раскаленное добела железо в кузнице раскалено, как и красная лава, текущая по вулкану , как и красные горелки на электрической плите. Самый распространенный пример накаливания — раскаленная добела нить в лампочке накаливания.

Базовая конструкция
Сегодня нити изготавливаются из спирального вольфрама, материала с высоким сопротивлением, который можно втягивать в проволоку, и который имеет как высокую температуру плавления, составляющую 6,120 ° F (3382 ° C), так и низкое давление паров , что не позволяет ему тает или испаряется слишком быстро. Кроме того, он имеет более высокое сопротивление в горячем состоянии, чем в холодном состоянии. Если вольфрам нагреть до плавления, он излучает 53 люмена на ватт. (Нити накала лампы не нагреваются до такой степени, чтобы сохранить разумный срок службы лампы, но это дает верхний предел света, доступного от такой нити.) Форма и длина нити также важны для эффективности лампы. Большинство нитей свернуто в спираль, а некоторые — в двойную или тройную намотку. Это позволяет нити терять меньше тепла в окружающий газ, а также косвенно нагревать другие части нити.
Большинство ламп имеют одно основание винтового типа, через которое оба провода проходят к нити накала. Основание может быть закрыто фланцевым уплотнением (для ламп 0,8 дюйма [20 мм] или больше) или недорогим стыковым уплотнением для ламп меньше 0.Диаметром 8 (20 мм) с проводами меньшего размера, рассчитанными на ток 1 А или меньше. Основания приклеиваются к луковицам. В приложениях, где требуется точное позиционирование нити накала, предпочтительны двухпозиционные или байонетные основания.
Колба может быть изготовлена либо из обычного свинца , либо из известкового стекла, либо из боросиликатного стекла, выдерживающего более высокие температуры. Даже более высокие температуры требуют использования кварцевых, высококремнеземных или алюмосиликатных стекол. Большинство ламп внутри имеют химическое травление для рассеивания света от нити накала.Другой метод рассеивания света использует внутреннее покрытие из белого кремнезема.
Из ламп меньшей мощности откачивается вся атмосфера, образуя вакуум. В лампах мощностью 40 Вт и более используется инертный наполняющий газ, который уменьшает испарение вольфрамовой нити. Большинство из них используют аргон с небольшим процентным содержанием азота , чтобы предотвратить искрение между подводящими проводами. Криптон также иногда используется, потому что он увеличивает эффективность лампы, но он также стоит дороже. Hydrogen используется для ламп, в которых необходимо быстрое мигание.
По мере старения лампы вольфрам испаряется, делая нить накала тоньше и увеличивая ее сопротивление. Это снижает мощность, ток, люмен и световую отдачу лампы. Часть испаренного вольфрама также конденсируется на колбе, делая ее темнее и приводя к большему поглощению на колбе. (Вы можете определить, имеет ли колба наполняющий газ или вакуумная, наблюдая за тем, как старая колба почернела: на вакуумные лампы нанесено равномерное покрытие, тогда как на газонаполненных лампах почернение сконцентрировано в самой верхней части колбы.) Вольфрамово-галогенные лампы наполнены галогеном (бром, , хлор, , фтор или йод) и значительно меньше разлагаются в течение срока службы. Когда вольфрам испаряется с нити накала, вместо того, чтобы осаждаться на стенках колбы, он образует газообразное соединение с газообразным галогеном. Когда это соединение нагревается (рядом с нитью), оно разрушается, повторно осаждая вольфрам на нити. Такие лампы по компактности и долговечности лучше обычных. Температура в этих лампах выше (выше 5121 ° F [2827 ° C]), чем в обычных лампах, что обеспечивает более высокий процент видимого и ультрафиолетового излучения.Линейные вольфрамово-галогенные лампы могут быть покрыты фильтрами, которые отражают инфракрасную энергию обратно на нить накала, тем самым резко повышая эффективность без сокращения срока службы.

Цветовая температура
Эффективность света определяется количеством видимого света, который он излучает при заданном количестве потребляемой энергии. Engineering волокнистый материал увеличивает эффективность. Потери возникают из-за потери тепла нитью накала на газ вокруг нее, потерь от нити на подводящие провода и опоры, а также потерь на цоколе и колбе.
Большая часть мощности лампы находится в инфракрасной области спектра , что хорошо, если вам нужна тепловая лампа, но не идеально для источника видимого света. Видно только около 10% мощности типичной лампы накаливания, большая часть которой находится в красной и желтой частях спектра (которые ближе к инфракрасной области, чем зеленый, синий или фиолетовый). Один из способов обеспечения цветового баланса, больше похожего на дневной свет, — это использовать стеклянную колбу с синим оттенком, которая поглощает часть красного и желтого.Это увеличивает цветовую температуру, но снижает общий световой поток.

Компромиссы в дизайне
Температура — это один из нескольких компромиссов в конструкции каждой лампы. Необходима высокая температура нити накала, но если она будет слишком высокой, нить быстро испарится, что приведет к короткому сроку службы. Слишком низкая температура и излучения будет мало видно. Для вольфрамово-галогенных ламп температура должна быть не менее 500 ° F (260 ° C) для обеспечения работы регенеративного цикла.Кроме того, хотя нить накала должна быть горячей, колба и основание имеют ограничения по температуре, как и цемент, который их связывает. У многих ламп есть кнопка нагрева, которая действует как тепловой экран между нитью накала и цоколем. Положение лампы (нижнее основание для настольной лампы и верхнее основание для подвесной потолочной лампы) также изменяет количество тепла, которому подвергается цоколь, что изменяет срок службы лампы.
Если напряжение, при котором работает лампа, изменяется, это изменяет сопротивление нити накала, температуру, ток, потребляемую мощность, светоотдачу, эффективность (и, следовательно, цветовую температуру) и срок службы лампы.В общем, если напряжение увеличивается, все остальные характеристики увеличиваются, за исключением срока службы, который уменьшается. (Ни одно из этих соотношений не является линейным.)

6 типов лампочек — самые популярные формы лампочек
Скорее всего, вы используете лампочки каждый божий день, но задумывались ли вы когда-нибудь о науке, стоящей за ними? То, что начиналось как простой стеклянный шар с нитью внутри (спасибо, Томас Эдисон!), Теперь превратилось в удивительно разнообразную и несколько сложную серию продуктов.Но не беспокойтесь, если вам нужна помощь в навигации по опциям — мы здесь, чтобы помочь вам разобраться в различных типах лампочек, которые вы, вероятно, используете в своем доме, от различных газов внутри стекла до формы самих лампочек.
Типы лампочек
1. Лампа накаливания
Оригинальная электрическая лампочка, разработанная Томасом Эдисоном и его современниками в середине-конце 19 века, лампы накаливания сделаны из стекла с газом, таким как аргон, и вольфрамовой нитью внутри.Свет возникает, когда электрический ток проходит через нить накала и заставляет ее светиться. Хотя известно, что лампы накаливания очень приятны для кожи (используйте их в туалетных столиках в ванной!), Эти лампы совсем не очень энергоэффективны. Фактически, в 2007 году Конгресс принял закон о продвижении более энергоэффективного освещения, что привело к прекращению производства стандартных ламп накаливания мощностью от 40 до 100 Вт. Теперь лампы накаливания выпускаются в моделях с гораздо меньшей мощностью, различаются по форме, размеру и стилю. (П.S. Всегда модные лампы Эдисона попадают в эту категорию.)
Globe Electric 60-Watt Incandescent S60, Home Depot, $ 4,97 КУПИТЬ СЕЙЧАС
2. Standard Fluorescent
Люминесцентные лампы часто узнаваемы по их длинным трубчатым формам. Хотя вы с большей вероятностью увидите их в офисах и магазинах, чем в частных домах, вы также можете использовать их лично в своем гараже, подвале или мастерской. Они излучают свет, когда пары ртути внутри их стеклянных трубок ионизируются посредством электрического заряда, и они известны своей долгой продолжительностью жизни — в среднем несколько лет.
CW 13-ваттный флуоресцентный холодный белый T5 4100K, Amazon, $ 14,8 9 , КУПИТЬ СЕЙЧАС
3. Компактный люминесцентный (CFL)
Как и их собратья, лампы CFL излучают свет, когда их газообразная ртуть ионизирована, но они имеют небольшую закрученную форму, которую легче использовать в домашних условиях, чем длинные трубчатые. Плюсы КЛЛ: они потребляют гораздо меньше энергии, чем лампы накаливания. Минусы: они излучают резкий свет, они дороже ламп накаливания (хотя и служат дольше) и содержат ртуть, а это значит, что они токсичны, если сломаются.
EcoSmart 14 Watt (Four-Pack), Walmart, $ 19,99 КУПИТЬ СЕЙЧАС
4. Галогенные
Галогенные лампы занимают промежуточное положение между лампами накаливания и люминесцентными в спектре энергоэффективности. искусственный свет, который больше всего похож на естественный свет, что, безусловно, лучше для вашего здоровья. Они работают так же, как лампы накаливания, в том, что имеют стеклянную колбу, наполненную газом, и вольфрамовую нить накаливания, которая светится при подаче электричества.Но разница в газе: в лампах накаливания обычно используется аргон, а в галогенах — галоген (да!). Обратной стороной является то, что они очень сильно нагреваются, поэтому их лучше всего использовать в условиях ограниченного использования, например, в прожекторах за пределами гаража или на заднем дворе.
Flood Light Bulb (Two-Pack), Home Depot, $ 9,97 КУПИТЬ СЕЙЧАС
5. Светоизлучающий диод (LED)
Самая энергоэффективная лампочка из всех, светодиоды работают немного иначе, чем их соотечественники, сжигающие нити.Они излучают свет через полупроводники или материалы, которые не такие проводящие, как металл, но более проводящие, чем изоляторы, такие как резина. Это довольно технически, но суть в том, что светодиоды не требуют столько энергии для работы, у них большой срок службы (где-то около десяти лет!), И они совсем не выделяют много тепла. Используйте их везде, где вы бы использовали лампочку накаливания в своем доме, т. Е. Везде!
LED Light Bulb Soft White (Four-Pack), Walmart, 5 $ КУПИТЬ
6.Умные лампочки
В наши дни практически все в вашем доме может быть «умным», включая лампочки. Умные лампочки обычно представляют собой светодиодные фонари с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что они поддерживают Wi-Fi, что означает, что вы можете управлять ими удаленно с помощью приложения или искусственного интеллекта, такого как Amazon Alexa или Google Home. Как и следовало ожидать, они обычно довольно дороги.
Умная светодиодная лампа (две упаковки), Best Buy, $ 90 КУПИТЬ
Формы лампочек
1. Группа A (Традиционная)
Представьте себе лампочку в вашей голове. Вы, вероятно, представляете себе лампочку грушевидной формы с металлическим основанием под винт — это лампочка группы А (буква А означает произвольный), также известная как классическая лампочка. Они идеально подходят для использования по всему дому, особенно в лампах.
Светодиодная лампа дневного света A19 с нитью накала (4 шт.), HomeDepot, $ 10 КУПИТЬ
2.G Group (Globe)
Подобно лампочкам A-Group, лампы G-Group, также известные как глобусные лампочки, имеют округлую форму, но у них нет толстой «ножки», которая крепится к их винту. база. Используйте их в декоративном освещении, например, в люстре или на туалетном столике в ванной.
Светодиодная лампа Aooshine G25, эквивалент лампы накаливания 50 Вт, Amazon, $ 14 КУПИТЬ
3. Группа B и группа C (пламя / свеча)
Практически исключительно используется для декоративного освещения, B-Group (тупоконечные) и C-Group (конические) лампочки имеют форму пламени.Как вы понимаете, они лучше всего подходят для светильников, имитирующих канделябры, хотя их также можно найти в таких вещах, как рождественские огни.
Канделябровые лампы Bioluz LED 60 Вт (Six-Pack), Amazon, 25 $. КУПИТЬ СЕЙЧАС
4. BR Group (Bulge Reflector)
У ламп с выпуклым отражателем — как вы уже догадались — форма луковицы, облицованная суперотражающим материалом, помогающим направлять излучаемый свет.Таким образом, они отлично подходят для прожекторов или встроенного освещения.
Philips Цветной и настраиваемый белый светодиод BR30, Home Depot, $ 13 КУПИТЬ СЕЙЧАС
5. MR Group (многогранный отражатель)
Лампы с многогранным отражателем похожи на лампы с выпуклым отражателем тем, что у них есть отражатель. интерьер. Они обычно используются для освещения дорожек, акцентного освещения (например, в витрине) или уличного освещения дорожек.
Ярко-белый отражатель MR16 с регулируемой яркостью (2 шт.), Lowe’s, 12 $ КУПИТЬ
6.PAR Group (Parabolic Aluminized Reflector)
Ага — еще одна лампочка с рефлектором. «Параболический» в его названии указывает на то, что он использует U-образный отражатель для фокусировки света в заданном направлении. Эти лампочки изначально использовались для автомобильных фар, но теперь их можно найти внутри или на домах в качестве прожекторов или акцентных огней.
Simba Lighting 39PAR20 (Four-Pack), Amazon, $ 16 КУПИТЬ СЕЙЧАС
7. T Group (Tube)
Вероятно, самая понятная из всех форм лампочек, T-группа лампочки бывают трубчатыми, а не круглыми.Они могут быть лампами накаливания или люминесцентными и часто используются в качестве верхнего освещения или в бытовых приборах.
Philips 32-Watt T8 (Two-Pack), Home Depot, $ 18 КУПИТЬ
Следуйте за House Beautiful в Instagram .
Стефани Вальдек Писатель, вносящий вклад Стефани Вальдек — писательница из Бруклина, освещающая архитектуру, дизайн и путешествия.
Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.
Из чего сделаны лампочки?
Все мы знаем, что такое лампочки. И все мы ими пользуемся. Лампочки вместе с электричеством — одно из современных открытий, без которого мы больше не можем жить. В настоящее время существует множество типов и стилей лампочек. Они различаются размером, цветом, яркостью, требуемой мощностью, местом использования и т. Д.И цена на лампочку тоже может быть разной — от нескольких долларов до числа с тремя цифрами. Однако, хотя все мы знаем, что такое лампочка и для чего она предназначена, мы на самом деле не знаем, как она сделана и из чего она сделана. Поэтому в этой статье вы узнаете, как создаются лампочки и из каких материалов они изготавливаются.
Поскольку лампочки изготавливались еще в 19 веке, конструкция их очень проста. Первой на свет появилась лампа накаливания, которая является самой простой и наиболее часто используемой лампой во всем мире.И долгие годы это был единственный вариант, ведь совсем недавно на рынок попали и другие разновидности лампочек.
Лампа накаливания была создана и использовалась в 19 веке, и только в конце 20 века и в начале 21 века начали появляться другие типы лампочек. А поскольку лампы накаливания были первыми и наиболее известными лампочками, давайте посмотрим, какие компоненты используются для их создания.
Лампа накаливания сделана из нескольких материалов — металла , стекла и инертного газа , и вместе они образуют лампочку, которая дает нам свет.Эти три материала вместе создают лампочку. Но это делается определенным образом, чтобы лампочка излучала свет. Так что на самом деле вопрос должен заключаться не в том, из чего сделана лампочка, а в том, как она сделана.
Во-первых, у основания лампочки есть два металлических контакта , которые подключаются к электрической цепи и позволяют лампочке работать. Эти металлические цепи прикреплены к двум проводам , которые, в свою очередь, прикреплены к тонкой металлической нити .Эта нить накала расположена посередине лампочки и удерживается на стекле. Все это осуществляется в стеклянной колбе, которая заполнена инертным газом , чаще всего аргоном, но можно использовать и другие газы. Эти материалы вместе создают простую цепную реакцию, которая дает нам свет.
Когда лампочка подключена к источнику питания, электрический ток проходит от одного контакта к другому контакту через провода в лампочке.Как упоминалось ранее, внутри лампочки есть два провода, которые подключены к электрической цепи. А наличие инертного газа внутри лампочки гарантирует, что при включении питания лампочка будет излучать свет. Наука физика играет огромную роль в создании функционирующей лампочки, потому что свет достигается за счет электронов, которые являются отрицательно заряженными субатомными частицами, или небольшими единицами, которые не видны человеческому глазу. Два провода, которые находятся в лампочке, имеют разные заряженные области — положительно и отрицательно заряженные, а электроны перемещаются от одного заряда к другому и создают свет.
Хотя конструкция лампы накаливания и то, из чего она сделана, на первый взгляд может показаться немного запутанной, для создания такой лампы требуется всего несколько простых материалов, поэтому она была создана уже в 19 веке. Также существуют разные лампочки, например, светодиодные или солнечные прожекторы, которые имеют немного другую конструкцию. Но они смоделированы с использованием некоторых принципов, присущих лампе накаливания. И для всех лампочек физика играет важную роль в создании света, и лампочки наверняка стали неотъемлемой частью нашей жизни.

Устройство лампы накаливания

Принцип работы лампы накаливания

История изобретения лампы накаливания

Преимущества и недостатки ламп накаливания

Типы и разновидности ламп накаливания

Применение ламп накаливания

Перспективы развития технологии ламп накаливания

Устройство лампы накаливания | Сайт электрика

Устройство лампы накаливания.

Принцип действия.

Преимущества и недостатки ламп накаливания.

Основные преимущества:

Недостатки:

Читайте также статьи:

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА СПЕКТРА ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ

КПД ЛАМП НАКАЛИВАНИЯ

Лампа накаливания: конструкция и особенности

Конструкция ламп накаливания

История создания ламп накаливания

Пионеры отрасли

Истинный изобретатель лампочки накала

Лампы накаливания выходят из моды

Лампы накаливания – устройство, принцип работы

Лампа накаливания

Конструкция ламп накаливания

Лампочка накаливания «Ильича»

Галогенная лампа накаливания

Галогенные лампы в автомобиле

Рекомендации по эксплуатации галогенных ламп

устройство, принцип работы, виды и технические характеристики

История создания

Принцип действия

Строение

Колба

Газовая среда

Нить накала

Технические характеристики

Эксплуатационные параметры

Виды

Специальные лампы

КПД

Плюсы и минусы

Как увеличить срок службы

Лампы накаливания. Виды и устройство. Маркировка и применение

Как устроены лампы накаливания

Несмотря на текущую ситуацию лампы накаливания все еще широко используются для освещения:

Буквенное обозначение указывает на особенности конструкции или физическое свойство:

Также в маркировке может присутствовать вторая буквенная часть. Она указывает на назначение конкретной конструкции лампы:

Лампы несмотря на ряд недостатков все же ее имеют и положительные качества:

Что касается недостатков, то лампы накаливания имеют их в достаточно большом количестве:

Похожие темы:

виды, характеристики, устройство лампы, строение, принцип работы

Достоинства и недостатки

Характеристики

Принцип работы

Температура лампы накаливания

Виды ламп

Общего, местного предназначения

Декоративные

Иллюминационные

Сигнальные

Зеркальные

Транспортные

Двухнитевые

Строение лампы накаливания

Колба

Газовая середа

Тело накала

Электротехнические параметры

Цоколь

Срок годности

Устройство лампы накаливания

Конструкция лампочки | HowStuffWorks

Использование лампочек и их устройство

Анатомия лампы Эдисона | Принадлежности для антикварных ламп

Введение в анатомию лампы Эдисона

Детали лампочки

TL; DR (слишком долго; не читал)

Глобус