Принцип действия лампы накаливания

Основан на явлении нагрева проводника при прохождении через него электрического тока. Вольфрамовая нить накала при подключении к источнику тока раскаляется до высокой температуры, в результате чего излучает свет. Световой поток, излучаемый нитью накала, близок к естественному, дневному свету, поэтому не вызывает дискомфорта при длительном использовании.

Конструкция современной лампы. На схеме: 1 — колба; 2 — полость колбы (вакуумированная или наполненная газом); 3 — тело накала; 4, 5 — электроды (токовые вводы); 6 — крючки-держатели тела накала; 7 — ножка лампы; 8 — внешнее звено токоввода, предохранитель; 9 — корпус цоколя; 10 — изолятор цоколя (стекло); 11 — контакт донышка цоколя

Из достоинств ламп накаливания можно выделить следующее:

• относительно невысокая стоимость;
• мгновенное зажигание при включении;
• небольшие габаритные размеры;
• широкий диапазон мощностей.

Один из недостатковламп накаливания - большая яркость самой лампы, что негативно воздействует на зрение при взгляде на лампу. Но этот недостаток можно быстро устранить - достаточно применить рассеиватель. Существенный недостаток - небольшой срок службы лампы - до 1000 часов. Исходя из опыта использования ламп, можно отметить, что в большинстве случаев лампа накаливания выходит из строя, не прослужив и нескольких сотен часов.

Основным недостатком ламп накаливания является низкий коэффициент полезного действия. Только лишь десятая часть потребляемой лампой электрической энергии преобразуется в видимый световой поток; большинство электрической энергии преобразуется в тепловую энергию. Часть потребляемой электрической энергии лампа накаливания преобразует в видимое излучение, часть рассеивается в виде тепла в результате процессов теплопроводимости и конвекции(вид теплопередачи, при котором внутренняя энергия передается струями и потоками) наполняющего газа внутри колбы лампы. Только малая доля электромагнитного излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение. Для повышения КПД лампы и получения максимально «белого» света необходимо повышать температуру нити накала, которая в свою очередь ограничена свойствами материала нити — температурой плавления. Температура в 5771 К недостижима, так как при такой температуре любой известный материал плавится, разрушается и перестаёт проводить электрический ток. В современных лампах накаливания применяют материалы с максимальными температурами плавления — вольфрам (температура плавления 3410 °C) и, очень редко, осмий (температура плавления 3045 °C).

Выпускаются лампы вакуумные, с аргоновым и криптоновым наполнением. Криптоновые лампы имеют меньшие габариты и световой поток примерно на 10% выше, чем у ламп с аргоновым наполнением.
Лампы могут изготовляться в прозрачных колбах из обычного или неодимового стекла и светорассеивающих (матированных, молочных, опаловых) колбах.

Применение

Лампа накаливания - самый распространенный вид лампочек. По мнению специалистов, это обуславливается простотой конструкции и применения, универсальностью и невысокой стоимостью. Лампы накаливания - тепловой источник света, спектр которого отличается от дневного света преобладанием желтого и красного излучения и полным отсутствием ультрафиолета. Применяются такие лампы, как правило, в бытовом и декоративном освещении, а также там, где к освещению не предъявляют особых требований, а потребление и срок службы ламп не являются определяющими факторами.

Галогенные лампы- это усовершенствованные лампы накаливания. Цветовая температура: 3200- 3400. Достоинством галогенных ламп является неизменно яркий свет, прекрасная передача цвета и возможность создания разнообразных световых оттенков. Благодаря добавлению в колбу газов фтора, брома, хлора, йода, уменьшающих количество испарения вольфрама, срок службы лампы увеличился до 2000-5000 часов. Использование специальных фильтров, нанесенных на кварцевое стекло, "останавливает" ультрафиолет, что оберегает освещаемые вещи от выгорания. Дихроичные отражатели отводят тепловое излучение за пределы освещаемой площади. Яркость освещения регулируется с помощью большого ассортимента диаметров отражателей.

Преимущества галогенных ламп:

- высокая светоотдача;
- стабильно яркий свет на протяжении срока службы;
- долгий срок службы;
- миниатюрная конструкция;
- возможность регулирования светового потока;
- высокий уровень безопасности, особенно в условиях повышенной влажности (низковольтные лампы);

Недостатки галогенных ламп:

- до стеклянной поверхности лампы лучше не дотрагиваться голыми руками, так как на ней остаются жирные пятна, что может привести к оплавлению в этом месте стекла колбы. Лампу необходимо брать, используя кусок чистой ткани, а если колба чем-то испачкана, то нужно протереть ее медицинским спиртом;

- галогенные лампы очень чувствительны к скачкам напряжения сети, поэтому их следует включать через стабилизатор напряжения, а низковольтные - через трансформатор;

- температура колбы может достигать 500 °С, поэтому при установке ламп следует соблюдать нормы противопожарной безопасности (например, обеспечить достаточное расстояние между поверхностью перекрытия и подвесным потолком).

Прожекторные ( Цветовая температура: 3200)

ПерекальныеИмеет прозрачную или матовую переднюю стенку и посеребренное покрытие внутренних стенок эллипсоидного кожуха; на вольфрамовую нить лампы подается значительно большее напряжение, чем-то, на которое она рассчитана, что обеспечивает ее горение ярким белым светом с высокой цветовой температурой (3300 - 3400 К). Работа такой лампы в режиме перекаливания резко сокращает время ее эксплуатации. В практической работе перекальные лампы собираются по четыре в едином кожухе, который крепится на ручке или на штативе; при этом получается удобный в обращении, легкий и портативный осветительный прибор, имеющий большую мощность светового потока. По сравнению с обычными имеет повышенную световую отдачу (до 30 лм/Вт), малый срок службы (4—8 часов).

Кварцевогалогенные лампы

Лампы КГшироко применяются в качестве источника света для прожекторов различного назначения, для освещения помещений производственного и культурно-спортивного назначения, для целей архитектурного и рекламного освещения и т.п.