Лампа с нитью накаливания – это источник искусственного света, который возникает в результате сильного накала вольфрамовой нити из-за прохождения через нее электрического тока. Считается, что изобрел лампу накаливания, Томас Эдисон. Первая статья об изобретении появилась 21 августа 1879 года. Посвящена она была лампе с угольной нитью внутри.
Виды ламп накаливания
В настоящее время в быту используется большое количество ламп.
Вот самые популярные в использовании :
- Лампы накаливания. Самые распространенные размеры диаметра цоколей в этих лампах – это E5, E10, E12, E14, E17, E26, E27 и E40. Значение цифры соответствует значению диаметра в миллиметрах. Это популярные, недорогие, распространенные в магазинах лампочки. Подходят во многие осветительные приборы. Удобны и комфортны в использовании. Такая лампочка прочно занимает высокие позиции по продажам, однако имеются недостатки. Они заключаются в том, что срок службы лампочек достаточно короткий, также у них достаточно низкий коэффициент полезности действия. КПД составляет в среднем всего около 10%.
- Галогенные лампы. Цоколь у них немножечко другой. Он представляет собой два контакта, поэтому типы данного вида лампочек выглядят следующим образом: G4, GU4, GY4 – расстояние от контакта до контакта 4 миллиметра. G5 – соответственно 5 миллиметров. G (вместе с GU и GX) 5,3 – 5,3 миллиметра, G6,35 – 6,35 мм, G9, GU10 – 9 и 10 миллиметров соответственно. Плюсы такой лампочки – это высокая светоотдача (в 2 раза больше, чем у обычной лампы), срок службы также выше, примерно, в два-четыре раза. Из плюсов стоит отметить цену – она дешевая – и размеры, лампочка небольшая, компактная, что позволяет вкручивать ее в точечные светильники . При напряжении всего в 12 B эти лампы безопасны при использовании в помещениях, где повышенная влажность, к примеру, в ванной комнате. Минусы – работает лампа только со специальным блоком, который необходимо покупать со световым прибором. А также такую лампочку нельзя трогать, если ее задеть, пусть даже остывшую, она перегорит из-за потожировых следов, попавших на колбу от рук.
- Люминесцентные лампы. Самый распространенный цоколь – G13 и G24. Достаточно высокая светоотдача (в 4 раза выше светоотдачи ламп накаливании). Такие лампочки долговечны и недороги. Но спектр минусов очень широк: большие размеры ламп, возможное мерцание (создает дискомфорт для глаз), требовательны к сети, содержат в себе ртуть и могут нестабильно функционировать при похолодании до отрицательной температуры воздуха.
- Энергосберегающая лампа. У энергосберегающих ламп сейчас период расцвета. Они довольно прочно вошли в обиход. К этим лампам относят так называемые лампы КПЛ – компактные люминесцентные лампы и LED – светодиодные лампы . При использовании таких ламп энергия экономится по-настоящему (ее расходуется примерно в 5 раз меньше, несмотря на одинаковую мощность с лампой накаливания). Также к плюсам стоит отнести малую теплоотдачу и долгий срок службы. Минусы незначительны, но они есть, во-первых, это стоимость, во-вторых, задержка во времени после включения. Световой поток появляется позже, так как для набора полной мощности необходимо время.
Каждый пользователь для себя выбирает, какой же лампочкой пользоваться, исходя из удобства, соотношения цена/качества и возможностей помещения.
Лампочка накаливания
Пока лампочка накаливания не вытеснена окончательно, стоит уделить ей внимание, потому как развитие осветительных ламп началось именно с лампочки накаливания.
Лампочки накаливания бывают следующих видов :
- Вакуумная (внутри лампы абсолютно нет никаких газов);
- Аргоновая (внутри лампы – газ аргон);
- Криптоновая (криптоновые лампы внутри содержат криптон, а по яркости на 10% ярче аргоновых ламп);
- Ксеноновые лампы (внутри – ксенон, такие лампы ярче аргоновых в 2 раза);
- Галогенные (галогенных ламп существует много разновидностей, они в 2,5-3 раза ярче аргоновых ламп);
- Лампа накаливания, преобразующая в видимый глазу диапазон ИК-излучения (это относительно новый вид лампочек).
Лампы накаливания представляют собой целый мир с различными классификациями. Классификация может быть по мощности: лампы изготавливают от 15 до 750 Ватт (самые популярные лампочки в быту обычно от 60 до 100 ватт, работающие от сети 220 Вольт). Классификация по типу цоколя, о чем уже было сказано от E5 до E40. По форме – от свечеобразной до линейной, длина которой бывает до 500 миллиметров. По сфере применения ламп (для подсветки, для освещения помещений, декоративные и т.д.). По цвету ламп (существует огромное цветовое множество красок, применяемых для ламп).
В среднем одна лампа накаливания работает около тысячи часов. Это довольно короткий срок службы, поэтому лампы накаливания успешно заменяют другие виды ламп.
Однако о лампах накаливания следует ещё знать, что они обладают разными маркировками. Маркировка представляет из себя буквы, отмеченные на лампе, обозначающие конструкцию и мощность с напряжением.
А именно :
- Б – биспиральная нить накаливания в лампе;
- В – вакуумная;
- Г – в лампе смесь газов аргона и азота в соотношении 36 на 14 процентов соответственно;
- Д – декоративная лампочка;
- БК – это лампа с двумя спиралями – биспиральная, заполненная криптоном и азотом в соотношении 36 на 14 %;
- МТ – матированная колба в лампочке;
- МЛ – в лампе колба молочного оттенка;
- С – форма колбы напоминает свечу;
- Ш – колба в форме шара.
Все эти марки нанесены для удобства в дальнейшем использовании. Кроме того, все эти разновидности ламп могут работать в самых разных температурах в зависимости от материала. Это от – 100 до 200 о С. Некоторые лампы работают при температуре до 300 о С.
Мощность ламп накаливания
Разбирая технические характеристики ламп накаливания, нельзя не упомянуть про мощность. Мощность лам измеряется в ваттах, мощность – это то количество света, которое излучается лампой по всем направлениям. Световой поток измеряется в люменах (Лм). Диапазон выпускаемых моделей от 15 до 500 Ватт. Обычно в домашних бытовых условиях используются лампы до 100 Ватт, максимум же в доме пользуют лампы до 150 Ватт.
Бытовые лампы могут иметь разный цоколь :
- Резьбовой;
- Штифтовой;
- Поворотный;
- Штырьковый.
Лампы, применяемые в быту можно разделить на несколько видов, принимая во внимание их строение и применение: лампы с прозрачной колбой, которая осуществляет полную передачу света; матовые лампы, чей поток снижается на 3%; опаловые лампы, которые снижают световой поток на 20%.
Световой поток лампы накаливания 60 ватт
Световой поток – это единица измерения количества света, излучаемого лампой. Производители электрических изделий на упаковках указывают всю информацию, там присутствуют даже картинки, помогающие лучше разобраться в характеристиках конкретной марки лампочки.
Так, например, если взять мощность ламп и их световой поток и привести это всё в упорядоченный список, то получится следующее :
- Лампа в 5 Вт – поток составляет 20 Лм;
- 15 Вт – поток уже 120 Лм;
- 25 Вт – поток около 220 Лм;
- 40 Вт – поток 415 Лм;
- 60 Вт – поток превышает 710 Лм;
- 100 Вт – световой поток 1380 Лм;
- 150 Вт – поток будет свыше 2160 Лм.
Если сравнивать показатели с люминесцентной лампой, то последняя в 18-20 Ватт имеет мощность светового потока около 900 Лм, а 25-30 Ватт – примерно 1200 Лм, что примерно равно или чуть слабее, лампы накаливания в 100 Вт. Именно из-за подобных характеристик, из-за низкого КПД и малого срока службы лампы накаливания всё реже пользуются спросом, уступая место более совершенному продукту.
Характеристики лампы накаливания
Разновидности ламп поражают воображение, однако, когда вкручивают лампу накаливания, многие знают лишь ее мощность, не представляя, какие ещё существуют характеристики в лампах накаливания, а их существует достаточно большое количество.
Вот только основные из них :
- Срок службы – около тысячи часов;
- Выделение тепла во время горения – достаточно высокое;
- Устойчивость к перепадам напряжения – устойчивость низкая;
- Чувствительность к постоянным частым включениям – чувствительность присутствует;
- Температура окружающего воздуха – от – 60 до + 100 о С;
- Средняя стоимость – низкая;
- Индекс цветопередачи – 100;
- Средний вес – 15 грамм;
Опираясь на данные характеристики, каждый из нас делает свой выбор.
Устройство лампы накаливания
Конечно, в устройствах каждой лампы есть нюансы, но в целом их строение структурировано одинаково и устройство всех ламп похоже.
- Полость колбы;
- Саму колбу;
- Держатель для нити накаливания;
- Токовый ввод;
- Нить накаливания (вольфрамовая нить);
- Токовый ввод;
- Ножку;
- Предохранитель;
- Цоколь лампы накаливания;
- Контакт цоколя;
- Изолятор цоколя.
Свет, излучаемый лампой накаливания, по своим характеристикам похож на естественный свет, поэтому не вызывает дискомфорта у человека при использовании. Внутри же самой лампы инертный газ, аргон, азот или криптон.
Типовые разновидности ламп накаливания (видео)
Сегодня ни один дом не может обойтись без лампочек. Освещение – это жизненно необходимое условия для того, чтобы квартира была уютной и комфортной, а раз освещение занимает такую важную веху, то про лампочки необходимо знать, как можно больше.
Цоколь
Тело накала лампы
Тело накала ЛН выполняется из наиболее тугоплавкого металла – вольфрама, температура плавления которого равна 3653 К. Чем короче и компактнее тело накала и чем больше его диаметр, тем на большую температуру нагрева оно рассчитано, и тем экономичнее будет лампа.
Для увеличения компактности чаще используется спиральное (моноспираль) или биспиральное (двойная спираль) тело накала. Для ЛН, работающих при воздействии вибрации (транспортные системы), используется прямолинейное тело накала.
Сопротивления спирали ЛН в холодном и разогретом (рабочем) состоянии существенно различаются. Так, у ЛН мощностью 100 Вт они соответственно равны 40 и 490 Ом. Соответственно меняются и токи, протекающие через лампу. Можно считать, что пусковой ток ЛН примерно в 12,5 раз превышает ток рабочего режима. Это приводит к тому, что вероятность отказа ЛН в момент включения резко возрастает.
Наибольшее распространение имеет разработанный Эдисоном (буква Е в обозначении) резьбовой цоколь разного диаметра (Е27 – для ЛН мощностью 25…200 Вт, Е40 – «голиаф» – для ЛН мощностью более 200 Вт, Е14 – миньон» – для маломощных ЛН).
Штифтовой цоколь используется в транспортных системах, так как не позволяет лампе выкручиваться из патрона.
Фокусирующий цоколь, позволяющий устанавливать лампу в строго определенном положении, применяется в оптических системах.
1. Номинальное напряжение U н ЛН общего освещения, как правило, равно 220 В. Напряжение 127 В используется намного реже, так как основной системой напряжений в настоящее время является 380/220 В. Для местного и переносного освещения используются ЛН с номинальным напряжением 36, 12, 6 В.
Так как продолжительность горения ЛН резко снижается при повышении подводимого напряжения, выпускаются ЛН, предназначенные для работы в сетях с повышенным напряжением. Для них указывается диапазон рекомендуемых напряжений: 215…225 В, 220…230 В, 230…240 В, 125…135 В. У этих ламп продолжительность горения при напряжении, совпадающем с серединой диапазона (его называют расчетным), равна продолжительности горения обычной лампы при напряжении 220 В. При напряжении, совпадающем с левой границей диапазона, продолжительность горения этих ЛН возрастает в 2,5…3,5 раза, но уменьшается их мощность, световой поток (примерно на 25%) и световая отдача. Лампы с более высокой правой границей номинального напряжения рекомендуется использовать при повышенном (по сравнению с номинальным) напряжении сети. Их же целесообразно применять с целью продления периода горения ламп в сетях с номинальным напряжением, особенно при невысоких значениях требуемой освещенности.
2. Номинальная мощность Р н ЛН меняется в широком диапазоне от долей ватта до 20 кВт, так как принципиальных препятствий для изготовления ЛН любой мощности нет. Так как изготовить ЛН в полном соответствии с указанной для них номинальной мощностью трудно, допускается отклонение фактической мощности от номинальной на ± 10 %.
Светотехнические характеристики
1. Номинальный световой поток Ф н указывается в справочниках. По мере эксплуатации ЛН он постепенно уменьшается из-за испарения вольфрама с тела накала, которое приводит к уменьшению мощности лампы и загрязнению колбы. Через 750 ч горения ЛН её световой поток уменьшается в среднем на 15 %.
2. Максимальная сила света I МАК задается для ЛН относительно редко – в основном для ЛН, работающих в однотипных оптических системах, например для автомобильных ЛН. В большинстве случаев максимальная сила света светильника определяется его кривой силы света и может существенно отличаться от максимальной силы света ЛН.
В излучениях видимого спектра ЛН преобладают оранжево-красные лучи, которые усиливают «тёплые» цветовые тона (коричневые, оранжевые, красные) и ослабляют «холодные» (фиолетовые, голубые, зелёные), что не может обеспечить хорошей цветопередачи. Цветовая температура ЛН лежит в пределах 2500…2700 К.
Экономические и эксплуатационные характеристики
1. Номинальная световая отдача (лм/Вт) – световой поток с единицы мощности – это важнейшая экономическая характеристика ИС, по своему смыслу аналогичная КПД. Поэтому и обозначается она большой греческой буквой эта – Н (маленькая эта – η):
Н Н = Ф Н /Р Н .
Световая отдача тепловых излучателей даже теоретически не может быть больше 89,5 лм/Вт. Для ЛН общего применения световая отдача составляет от 8 до 20 лм/Вт и зависит от температуры нагрева тела накала (рис. 28).
В большей мере тело накала разогрето в газонаполненных ЛН, где испарение вольфрама затруднено. В ЛН с меньшим номинальным напряжениеми с большей номинальной мощностью, тело накала короче, компактнее и имеет больший диаметр. Поэтому оно рассчитано на большую температуру нагрева. Световая отдача лампы накаливания возрастает с уменьшением номинального напряженияи с увеличением номинальной мощности.
Так, световая отдача ЛН мощностью 15 Вт с номинальным напряжением 220 В (В220-15) равна 8 лм/Вт, а у
Г127-1000 – 20 лм/Вт.
2. Продолжительность горения τ – продолжительность реального использования лампы, т.е. её ресурс (в отличие от срока службы – календарной продолжительности от начала применения до выхода из строя).
Полная продолжительность горения – продолжительность горения одной отдельно рассматриваемой лампы резко отличается для разных ЛН и не может служить характеристикой долговечности ИС в целом.
Средняя продолжительность горения
τ СР
– определяется для партии ламп. За среднюю продолжительность горения принимают (рис. 29) полную продолжительность горения той лампы из испытываемой партии, для которой число перегоревших ламп до нее и после нее одинаково. Так, если испытывается 101 лампа, то это полная продолжительность горения 51-й по счёту перегоревшей лампы. Если испытывается 100 ламп – то средняя продолжительность горения партии равна среднему арифметическому значению между полными продолжительностями горения 50-й и 51-й перегоревших ламп.
Средняя продолжительность горения ЛН общего применения составляет 1000 ч при расчётном напряжении.
Гарантийная продолжительность горения ЛН общего применения равна 700 ч.
Полезная продолжительность горения – продолжительность горения, в течение которого световой поток упадет не более чем на 30 %. Для ЛН полезная продолжительность горения обычно равна средней, так как среднее значение светового потока за весь период эксплуатации составляет 0,87...0,95 от номинального.
Зависимость характеристик ЛН от напряжения сети весьма существенна.
Повышение подводимого к ЛН напряжения увеличивает её световой поток, мощность и световую отдачу и резко снижает продолжительность горения (рис. 30).
Эти зависимости могут быть представлены в виде следующих эмпирических формул:
P/P Н = (U/U Н) 1,58 ;
H/H Н = (U/U Н) 2,03 ;
Ф/Ф Н = (U/U Н) 3,61 ;
τ/τ Н =(U/U Н) –(11,2÷14,8) .
Если напряжение в сети возрастёт на 3 %, продолжительность горения ЛН составит 60 % от номинальной. Если напряжение сети снизится на 10 %, на 30 % упадёт световой поток ЛН.
Параметры ламп накаливания или характеристики ламп накаливания, принято делить на три группы - электрические, световые и эксплуатационные. Электрические параметры характеризуют лампу как потребителя электрической энергии и определяют возможность ее подключения к источникам питания (электрической сети). К электрическим параметрам относят номинальное напряжение и номинальную мощность лампы, ток является величиной производной и определяется расчетом.
Световые параметры более разнообразны. Нормирование тех или иных определяет . У ламп накаливания, предназначенных для общего освещения, основными техническими характеристиками являются световой поток и световая отдача. Для сигнальных ламп важным параметром является яркость, для ламп-светильников - кривые силы света и тому подобное.
Эксплуатационные параметры определяют возможность и технико-экономическую целесообразность данного типа в той или иной осветительной установке. В этом смысле к эксплуатационным параметрам следует относить и электрические, и световые параметры. Поэтому, говоря об эксплуатационных параметрах ламп, обычно имеют ввиду срок службы ламп, стабильность светового потока, параметры внешней среды и ряд дополнительных требований.
Основным электрическим параметром лампы накаливания является номинальное напряжение лампы U л.ном. Для большинства ламп накаливания это напряжение соответствует напряжению источника питания.
Основная масса ламп накаливания общего применения работает от электрических сетей энергосистем, которые для осветительных установок можно считать источниками неограниченной мощности. Поэтому в течение длительного времени для ламп накаливания общего назначения напряжение питающей сети являлось и номинальным напряжением ламп накаливания. Все остальные электрические параметры ламп накаливания относили именно к этому номинальному напряжению. Вместе с тем, напряжение в осветительных сетях часто отличается от номинального. Поэтому в целях улучшения эксплуатационных характеристик ламп согласно ГОСТ 2239-79 введено пять интервалов напряжения питания: 125 - 135, 215 - 225, 220 - 230, 230 - 240 и 235 - 245 В, причем за номинальное напряжение ламп в соответствии с международной классификацией приняты напряжения 130, 220, 225, 235 и 240 В.
Источники питания ограниченной мощности (аккумуляторные батареи, автомобильные генераторы, сухие элементы и так далее) отличаются тем, что средние значения их фактического напряжения не соответствуют номинальному. Поэтому для ламп накаливания, предназначенных для работы от таких источников питания, помимо номинального напряжения применяют так называемое расчетное напряжение U л.р, то есть среднее напряжение, при котором будет работать лампа накаливания. Соответственно все ее остальные параметры относят к расчетному напряжению.
Вторым важным электрическим параметром ламп накаливания является мощность. Под номинальной мощностью лампы накаливания данного типа P л.ном понимают расчетную электрическую мощность, которая выделяется в лампе накаливания данного типа при ее включении на номинальное (или расчетное) напряжение. Практически для партии ламп - это среднее значение мощности для достаточно большой группы ламп этого типа. Возможный разброс значений мощности отдельных ламп ограничивается верхним пределом допустимой мощности для ламп данного типа.
Для отдельных типов ламп, в частности предназначенных для работы от химических источников тока, вместо номинальной мощности иногда нормируется номинальный ток I л.ном, для которого устанавливается ограничение его верхнего значения.
Основная светотехническая характеристика ламп накаливания определяется назначением лампы. Для осветительных ламп это световой поток Ф л. Практически номинальным световым потоком лампы является среднее значение светового потока большой партии ламп данного типа. Применительно к каждой лампе накаливания можно говорить о нижнем допустимом пределе светового потока. Ограничение верхнего предела не имеет смысла, так как повышение светового потока может быть достигнуто увеличением мощности лампы, верхний предел которой, ограничивается, а так же повышением температуры тела накала, что неизбежно приведет к снижению срока службы лампы и разбраковке партии по этому параметру.
Изменяя конструкцию и конфигурацию тела накала или применяя колбы специальной формы, можно получить лампы накаливания с заданной кривой силой света. Для таких ламп помимо нормирования светового потока нормируют одно или несколько значений силы света I v в заданных направлениях. Число точек нормирования силы света определяется возможностью контроля кривой с заданной точностью.
Лампы накаливания имеют различную яркость свечения L , что связано с многообразием областей их применения. Например, лампы для сигнальных приборов, кинопроекционной аппаратуры имеют высокую яркость, значение которой в ряде случаев нормируют. И, наоборот, для освещения жилых помещений требуется пониженная яркость, поэтому такие лампы накаливания часто выпускают в матированных колбах.
Для ламп, применяемых в оптических приборах, эффективность действия которых определяется яркостью тела накала, желательно нормирование габаритной яркости тела накала. Сложность определения такой яркости путем измерения силы света и деления результата на площадь проекции тела накала на плоскость, перпендикулярную направлению силы света, привела к тому, что от этого нормирования отказались, сведя контроль ламп к измерениям силы света в заданных направлениях и основных геометрических размеров тела накала.
Световая отдача η, являющаяся важной свето технической характеристикой качества ламп и их основным эксплуатационным показателем, в настоящее время исключена из числа нормируемых величин, так как она определяется расчетным путем как отношение светового потока к мощности лампы, измеренных при номинальном напряжении лампы. Световая отдача вместе с тем является важнейшим параметром ламп накаливания, определяющим экономичность генерирования светового потока. Световая отдача ламп накаливания растет с увеличением их мощности, для ламп одинаковой мощности она больше у ламп, рассчитанных на меньшее номинальное напряжение. Для ламп накаливания данной мощности и конструкции световой поток, определяющий световую отдачу, зависит от температуры нити накала и ее излучательных свойств. Препятствием к повышению температуры вольфрама, является увеличение скорости его испарения, что было в значительной мере преодолено при использовании галогенных циклов.
Эксплуатационные параметры
К основным геометрическим параметрам ламп накаливания относят те размеры, которые влияют на возможность их применения в тех или иных светильниках или установках. Основными из этих параметров для всех без исключения ламп накаливания являются их габаритные размеры (рисунок 1): наибольший диаметр колбы d к, измеряемый в плоскости, перпендикулярной оси лампы, полная длина лампы l , измеряемая, как правило, в направлении оси лампы, и тип цоколя. Важным геометрическим размером лампы накаливания является высота светового центра h , относительно которого дается кривая силы света лампы. Эта точка совпадает с центром тяжести тела накала, полученным геометрическим построением. Высота светового центра измеряется параллельно оси лампы и отсчитывается от той детали цоколя, которая определяет его положение в патроне. Эту деталь называют фиксирующим элементом цоколя.
Рисунок 1. Основные размеры лампы накаливания
Для ламп с фокусирующим цоколем дополнительными геометрическим параметрами являются размеры и допуски, определяющие положение светового центра относительно цоколя и его фокусирующих элементов.
Для ламп, применяемых в оптических приборах, в которых большое значение имеет габаритная яркость тела накала, дополнительно задают размеры тела накала, в том числе длину светящейся нити, диаметр моноспирали (или биспирали), площадь, заполненную светящейся частью тела накала, и тому подобные.
Важными эксплуатационными параметрами ламп накаливания, так же как и других источников света, являются их средний срок службы τ, полный срок службы τ полн, определяемый временем горения лампы до ее отказа, и полезный срок τ п, определяемый временем горения до уменьшения светового потока в заданном пределе. Практическое равенство τ полн = τ п = τ означает оптимальное конструирование отдельных частей лампы, исключающее лишний запас по надежности отдельных частей и деталей, в основном тела накала, и стабильную технологию производства. Проверка совпадения значений τ п и τ полн достигается тем, что при испытании ламп на средний срок службы производят измерение конечного светового потока ламп, оставшихся целыми к моменту достижения срока, равного нормированной средней продолжительности горения.
К эксплуатационным параметрам ламп относится и минимальный допустимый световой поток, ниже которого эксплуатация ламп накаливания становится неэкономичной. Для современных ламп накаливания конечный световой поток составляет 85 - 90% начального.
В качестве примера нормирования параметров ламп накаливания в таблице 1 приведены регламентированные ГОСТ 2239-79 параметры ламп накаливания общего назначения с криптоновым наполнением.
Таблица 1
Параметры некоторых осветительных ламп накаливания общего назначения с криптоновым наполнением по ГОСТ 2239-79.
Для ламп накаливания, применяемых для освещения транспортных средств, нормируемым эксплуатационным параметром является также динамический срок службы.
К эксплуатационным параметрам любых ламп накаливания относят характеристику климатических условий, в пределах которых обеспечиваются все перечисленные параметры. Климатические условия эксплуатации характеризуются: интервалом температур внешней среды, в пределах которого должна сохраняться работоспособность лампы; интервалом влажности, точнее, верхним пределом влажности среды; интервалом изменения давления окружающей среды.
Для изделий нормального исполнения, предназначенных для эксплуатации на всей территории страны, обычно принимают следующие значения перечисленных выше параметров: интервал температур от - 60 до + 50 °С; относительная влажность не выше 98% при 20 °С и давление не ниже 0,75 × 10 5 Па (верхний предел не оговаривается с учетом того, что давление выше максимально возможного атмосферного быть не может).
Легендарные лампочки Ильича можно назвать классикой жанра, «динозаврами» источников освещения, т.к. патент на их создание был принят в далеком 1879 году. Далее мы рассмотрим основные технические характеристики ламп накаливания, виды, а также плюсы и минусы применения в быту.
Устройство лампы накаливания включает в себя стеклянную колбу, в которой находиться вольфрамовая нить и инертный газ (ксенон, криптон либо аргон). Нить установлена на специальных опорах и электродах, через которые проходит электрический ток (наглядно вы можете увидеть конструкцию на картинке выше). При вкручивании цоколя в патрон, электричество проходит к вольфрамовой нити, которая накаляется и излучает свет. В этом и заключается принцип действия лампочки.
Характеристика
Основные технические характеристики лампы накаливания:
- диапазон мощностей — от 25 до 150 Вт (для бытового применения) до 1000 Вт;
- температура накала вольфрамовой нити в пределах 3000 градусов;
- световая отдача – от 9 до 19 Лм/ 1 Вт (к примеру, световой поток лампы накаливания 40 Вт может варьироваться от 415 до 460 Лм);
- номинальное напряжение — 220-230 В и 127 В;
- частота – 50 Гц;
- размер цоколя – 14 мм (E14), 27 мм (E27) и 40 мм (E40);
- ресурс работы или по простому срок службы – при нормальном напряжении около 1000 часов (220В) и 2500 часов (127 В);
- цоколь – резьбовой, штифтовой одно- и двухконтактный.
Технические характеристики бытовых ламп накаливания:
С параметрами разобрались, теперь поговорим о разновидностях.
Разновидности
На сегодняшний день существует широкий ассортимент лампочек, которые разделяются по следующим признакам:
- форма колбы (шарообразная, цилиндрическая, трубчатая, шароконическая и т.д.);
- покрытие колбы (прозрачное, зеркальное, матовое);
- назначение (общее, местное, кварцевогалогенные);
- наполнитель колбы (вакуум, аргон, ксенон, криптон, галоген и т.д.).
Рассмотрим фото и характеристики наиболее популярных видов ламп накаливания.
Прозрачные наиболее распространенный вариант. Такие изделия самые дешевые и наименее эффективные, т.к. световой поток рассеивается неравномерно. Недостаток прозрачных колб в том, что свет «бьет» по глазам.
Зеркальные колбы более эффективные, т.к. покрытие создает направленный световой поток. Такие изделия пользуются популярностью при освещении витрин и торговых залов. 
Матовые делают освещение более мягким и рассеянным, благодаря чему создаются благоприятные условия для работы и отдыха при включенном свете. 
Изделия местного освещения работают при напряжении 12-24-38 Вольт, что необходимо для создания безопасных условий труда. Такие источники света могут применяться для освещения смотровой ямы при .
Маркировка
Маркировка ламп накаливания имеет вид: Первая буквенная часть — особенность конструкции и физические свойства изделия (Б — аргоновая биспиральная, В – вакуумная, Г – газополная аргоновая моноспиральная, БК – биспиральная криптоновая, МЛ – в колбе молочного цвета, МТ – матовая колба, О – опаловая колба). Вторая буквенная часть — назначение изделия (Ж – железнодорожная, СМ – самолетная, КМ – коммутаторная, А – автомобильная, ПЖ – прожекторная). Первая цифирная часть – номинальное напряжение и мощность. Вторая цифирная часть – номер доработки. К примеру, маркировка Б235 – 245-60 означает, что изделие биспиральное, работает при напряжении 245 В и имеет мощность 60 Вт.
Достоинства
Главное преимущество ламп накаливания заключаются в наименьшей стоимости изделий, по сравнению с конкурентами (светодиодами, и т.д.). Помимо этого можно выделить еще ряд преимуществ, которые и являются причиной выбора данных источников света:
- Могут нормально работать при низких температурах, благодаря чему применяются при .
- При незначительных скачках напряжения изделие не выходит из строя.
- Работают даже при очень низком напряжении (только вот интенсивность освещения снизится).
- Разновидность и мощность изделий имеет широкий диапазон, благодаря чему можно выбрать подходящий под определенные условия эксплуатации продукт.
- Могут нормально функционировать при повышенной влажности.
- Подключаются к сети без дополнительного оборудования.
- Превосходят газозарядные источники света по безопасности.
Одним из самых первых электрических источников света стала легендарная лампа накаливания. Ее патент был принят в 1879 году. С тех пор долгое время этот прибор применялся человечеством во многих сферах деятельности. Однако сегодня лампа накаливания постепенно отходит в прошлое. На смену ее пришли более экономичные источники освещения.
Существуют определенные преимущества и недостатки, которыми характеризуются этих устройств, а также способы их применения и разновидности заслуживают подробного рассмотрения. Также сравнительная характеристика их с другими, применяемыми сегодня осветительными приборами, позволит сделать выводы о целесообразности применения ламп накаливания.
Устройство лампы
Светильники с характеристики которых будут рассмотрены подробно далее, раньше встречались практически в каждом доме. Применение этих приборов было очень простым и удобным. Устройство лампы накаливания понять легко. Она состоит из стеклянной колбы, внутри которой находится нить из вольфрама. Эта емкость может быть наполнена газом или вакуумом.
Вольфрамовая нить располагается на особых электродах, через которые к ней подводится электричество. Эти проводники скрыты цоколем. Он имеет резьбу, благодаря чему лампу легко вкручивать в патрон. При подаче электричества по сети через цоколь ток подводится к вольфрамовой нити. Она накаляется. При этом в окружающую среду посылается свет. По такому принципу работают все лампы накаливания. Существует огромное количество их разновидностей.
Основные характеристики
Определенные свойства имеют лампы накаливания. Характеристики этих приборов измеряются по разным показателям. Диапазон мощности этих приборов, предназначенных для бытовых целей, составляет от Для уличного освещения и промышленного назначения могут применяться лампы до 1000 Вт.
В процессе работы вольфрамовая нить накаливается до 3000 °С. Отдача светового потока при этом может варьироваться от 9 до 19 Лм/Вт. При этом прибор может работать при номинальном напряжении 220-230 В. Некоторые устройства рассчитаны на 127 В сети. Частота составляет 50 Гц.
Размер цоколя у подобных приборов может быть 3 типов. Это указывается в маркировке. Если он составляет 14 мм, это Соответственно 27 мм - это Е27, а 40 мм - Е40. Чем больше цоколь, тем большая мощность характерна для прибора освещения. Он может быть резьбовым, штифтовым, одно- или двуконтакным.
В обычных условиях лампы накаливания работают около 1 тыс. часов.
Разновидности
Лампы накаливания, технические характеристики которых были рассмотрены выше, бывают нескольких видов. Существует несколько принципов, по которым классифицируют представленные устройства.
Прежде всего, лампы накаливания различают по Она может быть шарообразная (самая распространенная), трубчатая, цилиндрическая, шароконическая. Существуют и другие, более редкие разновидности. Их применяют для создания определенного декоративного эффекта (например, в елочных гирляндах).
Покрытие колбы может быть прозрачным или матовым. Существуют также зеркальные разновидности. Назначение лампы также довольно разнообразно. Она может применяться для общего или местного освещения, а также в специальных нуждах (например, кварцевогалогенные виды).
Вольт-амперная характеристика
Является нелинейной. Это объясняется тем, что сопротивление нити накала зависит от температуры и тока. Нелинейность при этом носит восходящий характер. Чем ток больше, тем сильнее сопротивление вольфрамового проводника.
Кривая имеет восходящий вид, потому что динамическая величина сопротивления положительна. В любой ее точке чем выше прирост тока, тем больше падает напряжение. Это способствует автоматическому образованию устойчивого режима. При постоянной величине напряжения ток не может быть изменен из-за внутренних причин.
Вольт-амперные характеристики показывают, что благодаря всем перечисленным закономерностям лампа накаливания может включаться прямо на сетевое напряжение.
Постоянный источник питания
Которых позволяют их использовать в бытовых целях, чаще всего питаются от постоянного источника электричества. Его еще принято считать ресурсом неограниченной мощности. Поэтому зачастую напряжение сети считается номинальным напряжением лампы накаливания.
Но стоит отметить, что довольно часто напряжение в сети и его номинальное значение несколько отличается. Поэтому чтобы улучшить эксплуатационные характеристики осветителей был разработан ГОСТ 2239-79. Он вводит 5 интервалов напряжения питания. Ему должны соответствовать применяемые в бытовых целях лампы накаливания.
Ограниченные источники питания
Лампы накаливания, характеристики которых рассчитаны для применения в специальных устройствах, могут питаться от ограниченных источников (батарея, аккумулятор, генератор и т. д.).
Их среднее фактическое напряжение не соответствует номинальному значению. Поэтому для ламп накаливания, питающихся от ограниченных источников тока, применяется такой показатель, как расчетное напряжение. Оно равняется среднему значению, при котором допускается эксплуатировать лампу накаливания.
Маркировка
Чтобы понимать, какой тип лампы представлен в продаже, была разработана специальная маркировка этих изделий. Чтобы правильно выбрать соответствующий тип устройства, следует ознакомиться с общепринятыми условными обозначениями.
Например, аргоновая биспиральная лампа накаливания 60 Вт, характеристики которой позволяют применять ее в бытовых целях, будет маркироваться, как Б235-245-60. Первая буква означает физические качества или особенности конструкции изделия. Если в маркировке есть вторая буква - это назначение лампы. Она может быть железнодорожной (Ж), самолетной (СМ), коммутаторной (КМ), автомобильной (А), прожекторной (ПЖ).
Первая цифра в маркировке обозначает напряжение и мощность. Второе числовое значение - доработка. Это позволяет правильно подобрать лампу для того или иного осветительного прибора.
Преимущества
Лампы накаливания и светодиодные, сравнительные характеристики которых сравнивают при покупке того или иного устройства, довольно различны. Преимуществом приборов с вольфрамовой нитью является их дешевая стоимость. Существует еще ряд особенностей, которыми лампы накаливания выгодно отличаются от светодиодных, люминесцентных источников света.
Представленные устройства, применяемые ранее, стабильно работают при низких температурах. Также они не боятся небольших скачков электричества в сети. Это позволяет эксплуатировать их довольно длительное время.
Если напряжение по каким-то причинам снижается, лампа накаливания все равно будет работать, хоть и с меньшей интенсивностью. Также такие приборы не боятся высокой влажности. Их легко подключать к сети, для этого не требуется никакого дополнительного оборудования.
Если лампа накаливания разобьется, в воздух не попадут опасные вещества (как это случается с энергосберегающими разновидностями осветителей). Поэтому они считаются более безопасными.
Недостатки
Однако и довольно существенные недостатки содержит характеристика ламп накаливания. Люминесцентных ламп , а также диодных разновидностей осветительных приборов сегодня применяется гораздо больше по нескольким причинам.
В первую очередь существенным минусом устройств с вольфрамовой нитью является низкий уровень световой отдачи. В спектре излучения преобладают желтые, красные оттенки. Это придает неестественности освещению.
В сравнении с новыми лампами, принцип накаливания характеризуется низким ресурсом работы. При отклонениях в номинальном напряжении сети он сокращается еще больше.
Колба лампы накаливания довольно хрупкая. Ее по этой причине применяют чаще всего с плафоном. А это дополнительно снижает степень интенсивности освещения внутри помещения.
Также лампы накаливания потребляют значительно больше электроэнергии. По сравнению с люминесцентными, светодиодными разновидностями это отклонение действительно впечатляет. Поэтому в целях экономии энергоресурсов следует выбирать новые разновидности устройств. Это способствует постепенному прекращению выпуска ламп накаливания.
