Лампа накаливания сопровождает нашу жизнь почти два столетия. Сегодня она существенно сдала свои позиции из-за появления более эффективных источников света, но до сих пор весьма популярна. Выбирать этот недорогой и простой по конструкции прибор ты привык по мощности, отпечатанной на коробке. Но существует целый ряд дополнительных и весьма немаловажных характеристик, на которые никто из нас не обращает внимания, хотя и стоило бы. Одним из таких параметров любой лампы накаливания является световой поток, понимание о котором должно быть у каждого, кто пользуется современными лампочками Ильича.
Как устроена лампа накаливания
Существует много разновидностей этого прибора, и об основных из них ты, конечно, уже слышал:
- Вакуумные.
- Галогенные.
- Криптоновые.
Названия серьезные, но пугаться их не стоит. Наверняка эти лампочки ты видел, даже не подозревая, что они так серьезно называются. Более того, все эти разновидности ламп накаливания имеют одинаковый принцип работы и сходную конструкцию. Поэтому для общего понимания предмета нам достаточно разобраться в устройстве простейшей вакуумной лампочки.
Конструктивно любая такая лампочка выполнена в виде стеклянной колбы, в которой на тонких металлических стойках, одновременно являющихся и токопроводящими контактами, закреплено так называемое тело накала – спираль из тугоплавкого материала с высоким электрическим сопротивлением. К колбе крепится патрон – разъем той или иной конструкции, позволяющий подключать спираль к электрической сети. Типов разъемов существует множество, но самый распространенный из них, патрон Эдисона, ты, конечно, видел. Именно им оснащены бытовые лампочки, которые мы вворачиваем в патроны люстр и настольных ламп.
При подаче на прибор напряжения спираль, которая изготавливается обычно из вольфрама и представляет собой “многослойную” пружину, начинает разогреваться и излучать электромагнитные волны. Чем выше температура спирали, тем выше частота излучения. Уже при температуре 580 градусов Цельсия спираль светится красным светом, а при 2 000 градусах ты увидишь яркий свет.
Вот и почти вся конструкция лампочки накаливания. Почему почти? Потому что в работе такой конструкции есть одна, мягко говоря, проблема. Как только спираль нагреется, она сразу же окислится на воздухе и сгорит. Чтобы этого не происходило, из колб самых первых ламп накаливания откачивали воздух – главный источник кислорода, сжигающего спираль. Именно отсюда и пошло название «вакуумные».
Сегодня лампочек накаливания с вакуумом в колбе практически нет (исключение составляют миниатюрные устройства). Воздух давно не откачивают, а просто заменяют инертным газом, не дающим вольфрамовой спирали окисляться. Обычно это смесь азота с аргоном. Тем не менее, обычные лампочки до сих пор принято называть вакуумными, чтобы не путать с другими типами источников света. Ресурс классической лампы накаливания составляет около 1 000 ч.
Поскольку название «вакуумное» прижилось, я тоже буду им пользоваться в этой статье для обозначения обычных лампочек накаливания, колба которых заполнена азотно-аргоновой смесью.
Криптоновые и галогенные лампы накаливания
По сути, это все те же лампочки со спиралью, но в баллон криптоновой лампы закачивается не азот или аргон, а криптон. Из-за большего, чем у азота и аргона, атомного веса криптона спираль испаряется значительно медленнее. Это не только продлевает срок службы светильников в несколько раз, но и позволяет повысить КПД лампы, увеличив температуру спирали. Кроме того, спектр излучения такой лампочки гораздо ближе к естественному белому свету.
Галогенные источники света наполнены все той же азотно-гелиевой смесью, но с добавкой галогенов – йода или брома. Эта присадка буквально собирает испарившиеся молекулы вольфрама и возвращает их на спираль. Результат – еще более длительный срок службы осветителя (до 4 000 – 6 000 ч) и яркий белый свет почти без оттенка красного. Единственный недостаток галогенной лампы – высокая рабочая температура колбы: минимум 250, а чаще 500 градусов Цельсия и выше. Только при такой температуре галогены в состоянии выполнять свою работу.
Что такое люмен и что от него зависит
Как я уже говорил выше, основным твоим (да и моим) критерием выбора лампы накаливания является ее мощность, измеряемая в ваттах. Точнее, мощность потребления. Но ведь нас интересует ее яркость, а не мощность! Увы, эта характеристика ламп накаливания указывается крайне редко, но она есть. Данная характеристика называется световой поток, и измеряется он в люменах.
Что такое световой поток
Опущу научную формулировку со всякими монохроматическими излучениями, изотропными источниками, канделами, стерадианами и всем прочим. Для тебя, скорее всего, все это бесполезная и бессмысленная информация. Определим так: световой поток – количество световой энергии, излучаемое лампочкой за единицу времени. Другими словами, этот показатель говорит о том, насколько ярко лампочка светит.
Здесь следует отметить один характерный момент. Визуально оценить световой поток осветителя по его яркости практически невозможно. К примеру, обычная лампочка светит во все стороны, но ты видишь ее только под одним определенным углом. Стоит сменить угол обзора, заглянув, к примеру, под патрон настольной лампы, и яркость сильно упадет. Но световой поток самой лампочки при этом не меняется! Как она светила, так и светит.
Таким образом, оценивая яркость “на глаз”, ты определяешь световой поток, попадающий в глаза только под одним весьма узким углом. Остальное излучение “разлетается” во все стороны. Полный же световой поток, который измеряется в люменах, характеризует весь свет, излучаемый источником.
В человеческий глаз (рисунок справа) попадает лишь малая часть всего светового потока лампочки накаливания
Для чего нужно знать световой поток лампы
Что такое световой поток ты, надеюсь, разобрался. Осталось выяснить, что от этой характеристики зависит и зачем ее нужно учитывать. Дело в том, что от силы светового потока зависит освещенность объекта. Если освещенность недостаточная, то ты не сможешь читать книгу, если избыточная – быстро устанут глаза. Таким образом, правильно выбрав лампочку по световому потоку, ты обеспечишь достаточную для тех или иных целей освещенность.
к содержанию ↑Сколько люмен в лампе накаливания
Если учесть, что найти на упаковке лампочки накаливания силу ее светового потока удается не всегда, вопрос весьма актуальный. Ведь не зная светового потока конкретного прибора, ты не сможешь определить, создаст ли он необходимое освещение. К счастью, светоотдача ламп накаливания напрямую связана с потребляемой мощностью, поэтому оценить количество люменов по ваттам несложно. Для этого тебе достаточно обратиться к таблице, приведенной ниже:
Соотношение люмен и ватт у вакуумных лампочек
Мощность потребления, Вт | Создаваемый световой поток, лм |
| 20 | 250 |
| 40 | 400 |
| 60 | 700 |
| 75 | 900 |
| 100 | 1200 |
| 150 | 1800 |
| 200 | 2500 |
Как световой поток зависит от мощности у ламп другого типа
С лампами накаливания вопрос решен, но ведь существует множество других типов ламп, среди которых самыми распространенными являются:
- Люминесцентные.
- Светодиодные.
Хотя световой поток ламп этих типов ты практически всегда можешь найти на упаковке, зависимость люменов от потребляемой мощности полезно знать. Она существует и также может быть выражена через обычную таблицу:
Сравнительная таблица зависимости светового потока от мощности у ламп разного типа
Лампы накаливания | Люминесцентные лампы | Светодиодные лампы | |
Потребляемая мощность, Вт | Потребляемая мощность, Вт | Потребляемая мощность, Вт | Световой поток, лм |
| 20 | 5-7 | 2-3 | 250 |
| 40 | 10-13 | 4-5 | 400 |
| 60 | 15-16 | 8-10 | 700 |
| 75 | 18-20 | 10-12 | 900 |
| 100 | 25-30 | 12-15 | 1200 |
| 150 | 40-50 | 18-20 | 1800 |
| 200 | 60-80 | 20-30 | 2500 |
Глядя на таблицу, ты наверняка заметил, что эффективность (отношение мощности к световому потоку) лампы накаливания самая низкая. Люминесцентная, к примеру, в 4-5 раз экономичнее лампочки Ильича. Светодиоды же в плане экономии электроэнергии оставляют далеко позади и те, и другие вышеуказанные типы. Именно поэтому классические лампы накаливания постепенно вытесняются более эффективными источниками света. Но, благодаря простоте конструкции и доступности по цене, до сих пор удерживают позиции достаточно прочно. Именно поэтому важно внимательно разобраться со световым потоком и выяснить его связь с мощностью лампы накаливания.
? Пройдите тест и проверьте ваши знания
В чем недостаток включения лампы через терморезистор?
Почему колбу лампы накаливания делают из кварцевого стекла?
В чем недостаток включения лампы через конденсатор?
В чем недостаток включения лампы через диод?
Чем заполнена колба лампы накаливания?
Почему чаще всего лампа сгорает в момент включения?
Share your Results:
Загрузка...
До сих пор лампы накаливания считаются самыми безопасными как для зрения, так и для нервной системы.
Познавательная статья, я узнал для себя из нее новые и действительно пригодящиеся мне факты.