Лампа накаливания – это источник искусственного света, который в процессе работы выделяет много тепла. Внутри ее металлическая спираль, чаще всего из тугоплавкого вольфрама. Этот элемент помещен в колбу, которая заполнена инертным газом, реже – вакуумная. Подобное наполнение не дает окисляться металлу. Такие лампы популярны благодаря низкой цене.
Путь создания
История этих ламп длинная и тернистая, не один создатель принял участие в ее творении. Разделить процесс создания можно на такие этапы:
- Изобретение Лодыгина. Русский ученый придумал, как засветить угольный стержень в стеклянном сосуде без доступа воздуха. Проблема была в том, что нить стала быстро перегорать. Чуть позже именно он предложил заменить угольный стержень вольфрамовым.
- Вклад Томаса Эдисона. Ему удалось создать недорогую и относительно долговечную модель подобной лампы. Он наладил потоковое производство, изготовить лампу можно было в нужных объемах. Почти всю жизнь он совершенствовал лампу, применяя разные материалы для достижения лучшего эффекта.
Со временем лампы начали наполнять инертными газами, что в разы увеличивало срок эксплуатации.
![Лампа накала](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/4-7.png)
Сфера использования
Не так давно лампы накаливания присутствовали в различных сферах жизни, в быту и на предприятиях. Это обуславливается простой их монтажа, эксплуатации и обслуживания. Используются в таких сферах:
- Общего предназначения для внутреннего и наружного освещения в частных домах, квартирах, офисах.
- Местного применения – для подсветки рабочих мест.
- Также есть специальные автомобильные лампы накаливания.
- Устанавливаются в поездах, на судах, и в самолетах.
- Миниатюрные ЛН применяются в фонариках, шкалах приборов.
- Сверхминиатюрные в отдельных медприборах, пультах управления.
- Также есть коммутационные, маячные, кинопроекционные.
![](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/06/image-2-75x75.jpg)
Характеристики
Лампы накала обладают такими характеристиками:
- Разлет мощностей. Зависит от сферы использования, так для бытовых целей применяются лампы от 25 до 150 Ватт, для других – до 1000 Вт.
- Нить накаливается до 2000–2800 градусов.
- Напряжение – 220–330 В.
- Световая отдача – 9–19 Лм/1Вт.
- Размеры цоколя – Е 14, Е 27 и Е 40, что соответствует 14, 27 и 40 мм. Тип цоколя – резьбовой и штифтовой. Последний может быть одно- или двухконтактным.
- Ресурс функционирования – 1000 часов при оптимальных условиях.
- Выделяют в процессе горения много тепла, имеют чувствительность к частым выключениям.
- По цене они самые доступные из предложенных в магазинах ламп.
- Средний вес – 15 г.
![Характеристики](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-6.png)
![Характеристики](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/5-6.png)
Принцип действия
Суть работы всех ЛН в использовании принципа нагревания вещества при прохождении сквозь него тока. В этом случае повышается температура нити накала после замыкания электрической цепи. Как результат запускается эффект электромагнитного теплового излучения. Чтобы оно стало видимым для человека, температура нагревания должна превышать 570 ⁰C – это начало красного свечения.
Внутри лампы нить накаливания разогревается до 2000–2800 ⁰С. При разогревании до такой температуры на воздухе вольфрам превращается в оксид – на нем образуется белый налет, поэтому внутрь колбы закачиваются нейтральные газы. На заре развития данной технологи освещения в лампочке создавался вакуум, сейчас это практикуют только для изделий минимальной мощности. При закручивании в патрон цоколя лампы и замыкании цепи запускается процесс накаливания нити, и она дает свет.
Конструкция
![Конструкция](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/3-10.png)
![Конструкция](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/3-10.png)
Устройство всех ЛН схоже, в них содержаться:
- Рабочая часть – нить из вольфрамовой проволоки, свернутая в спираль. Удельное сопротивление этого металла в 3 раза больше, чем у меди. Вольфрам используется, потому что он тугоплавкий и можно максимально уменьшить сечение нити. За счет этого повышается электрическое сопротивление. Питание спираль получает от электродов.
- Спираль удерживают элементы из молибдена. Он также тугоплавкий, имеет низкий коэффициент теплового расширения.
- Колба из стекла. Внутри ее инертный газ, что не дает сгореть нити накала. Именно поэтому такие лампы не вакуумные, именно газ создает давление внутри колбы.
- Электроды соединяются с контактными элементами цоколя с помощью медных проводников.
- Цоколь. Такой элемент есть во всех рассматриваемых лампочках, за исключением специальных автомобильных. Резьба на цоколе и его размер могут быть различными.
Цоколь
Самые привычные для нас лампочки с резьбовым цоколем, размеры их стандартизированы. Для моделей, что используются в бытовых условиях, востребованы Е 14, Е 27 и Е 40. Реже используются для таких источников света без резьбы, но они распространены в автомобильном деле.
Интересно! В Америке и Канаде используются другие стандарты цоколей по причине иного напряжения в сети. Для них привычные размеры резьбы в мм: 12, 17, 26 и 39. При отражении размера цоколя на лампочке перед цифрами стоит так же как и у нас литера Е.
![Цоколи](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/6-5.png)
![Цоколи](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/6-5.png)
Маркировка
Разобраться в маркировке ламп накаливания несложно, основные обозначения, которые можно встретить:
- Специфика конструкции и свойства. «Б» указывает на аргоновую биспиральную ЛН, «В» – на содержание внутри вакуума, «Г» – на то, что в лампу закачан газ, «БК» – биспиральная криптоновая, «МЛ» – молочный цвет колбы, «МТ» – матовая, «О» – опаловая.
- О назначении лампочки расскажет вторая часть маркировки. «Ж» – железнодорожная, «КМ» – коммутационная, «СМ» – для самолетов, «А» – для автомобилей, «ПЖ» – лампа высокой мощности для использования в прожекторах.
- Форму обозначают так: «А» – абажур, «Д» – декоративная, «В» – витая.
- Первые цифры – это номинальное напряжение.
Коэффициент полезного действия и долговечность
Существенные недостатки таких ламп – это небольшой срок эксплуатации и низкий коэффициент полезного действия. Под КПД подразумевается соотношение мощности и заметного человеку излучения. Как помним, нить разогревается до 2700 К, в этом случае ее КПД около 5%. Вся остальная энергия, которая, кстати, в полном объеме превращается в излучение, припадает на инфракрасный спектр, который невидим для человека. Мы воспринимаем его как тепло.
Теоретические повысить КПД до 20% можно, для этого следует увеличить температуру нити накала до 3400 К, получаемый свет в этом случае будет в 2 раза ярче, правда, срок эксплуатации уменьшается на 95%.
Если мощность снижать, то период эксплуатации ламп накаливания может увеличиваться в 5 и более раз. Уменьшение напряжения при этом снижает КПД, но использовать лампочку получиться в 1000 раз дольше. Этот эффект используется при создании надежного дежурного освещения. Конечно, это возможно, только если нет критических требований к освещенности.
![Перегорание](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-7.png)
![Перегорание](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-7.png)
Виды ламп и их функциональное назначение
Существует много ламп накаливания, классификация их происходит по функциональному назначению и конструкционным особенностям.
Общего, местного предназначения
Вплоть до 1970 года их называли нормально-осветительными. Эта группа является самой массовой среди обычных ЛН. Ранее успешно использовались как для общего, так и для декоративного освещения дома, в офисах, других учреждениях. На данный момент во многих странах, в том числе в России, их выпуск ограничивается.
Что касается лампочек местного назначения, то они по конструкции такие же, как и общего, но рассчитаны они на пониженное рабочее напряжение. Использоваться могут в ручных переносных светильниках, для освещения станков, верстаков и т. д.
![Лампа](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-15.png)
![Лампа](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-15.png)
Декоративные
Основная их особенность – это фигурная колба, размеры ее могут быть очень разными, также как и расположение внутри нити накаливания. Подобные модели сегодня очень востребованы, но выполняют не так роль освещения, как декора, в особенности в винтажных или ретро дизайн-проектах. Внешний вид подобной лампы очень оригинален.
![Декоративные лампы](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-16.png)
![Декоративные лампы](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-16.png)
Иллюминационные
Колба у них окрашена в разные цвета, в зависимости от целевого использования. Удобны для оснащения иллюминационных установок. Краска в основном наносится на колбу внутри, для этого применяются неорганические пигменты. Значительно реже такие лампы красят снаружи. Мощность их небольшая, варьируется в пределах 10–25 Вт. Необходимый эффект они дают только первое время, далее цвет их меняется, теряет яркость.
![Лампа накала](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-17.png)
![Лампа накала](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-17.png)
Сигнальные
Применялись в разных светосигнальных приборах. На данный момент из этой сферы их вытесняют светодиодные лампы.
![Сигнальная лампа](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-18.png)
![Сигнальная лампа](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-18.png)
Зеркальные
Колба такой лампы имеет специфическую форму, внутри она покрыта тонким слоем алюминия. За счет этого создается зеркальный эффект, также есть прозрачная часть. Основная задача таких ламп – распределение светового потока с целью сосредоточения в пределах определенной зоны. Удобно их использовать в витринах магазинов, в торговых залах. Именно такие лампы используются для обогрева новорожденных птенцов и других животных.
![Лампа накаливания](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-19.png)
![Лампа накаливания](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-19.png)
Транспортные
Эта группа очень обширная, используется в разных транспортных средствах, для фар или другой подсветки. Востребованы для:
- Автомобилей.
- Мотоциклов.
- Тракторов.
- Самолетов и вертолетов.
- Речных и морских судов.
Такие лампы имеют ряд особенностей, среди них:
- Высокая прочность.
- Стойкость к воздействию вибрации.
- Специальные цоколи, за счет чего удается быстро менять вышедшую из строя лампу.
- Они рассчитаны на питание от электрической сети ТС.
![Автолампы](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-20.png)
![Автолампы](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-20.png)
Двухнитевые
Это подтип специальной лампы накаливания, которые используются в:
- Автомобилях. Так, лампы для фар могут иметь 2 нити накала. Одна из них идет на ближний свет, вторая – на дальний. Аналогичная ситуация и для задних фонарей, только тут отдельные нити для габаритов и для стоп-сигналов.
- Самолетах. В отдельных моделях в посадочно-рулежной фаре.
- Ж/д светофорах. Тут двухнитевые лампы – это элемент безопасности и подстраховки, если перегорит одна, то вторая сможет продолжать подавать сигнал.
![](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/06/image-2-75x75.jpg)
![](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/06/image-2-75x75.jpg)
![](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/06/image-2-75x75.jpg)
![Двухнитевая ЛН](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-8.png)
![Двухнитевая ЛН](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-8.png)
Преимущества и недостатки
Самые популярные в мире лампы имеют как преимущества, так и много недостатков, особенно с развитием новых технологий освещения. Начать стоит с достоинств, конкретней:
- Доступная цена. Это самый бюджетный вариант на данный момент. Правда, это касается только стоимости, но не счетов за электроэнергию.
- Компактные размеры.
- Практически не страдают от перепадов напряжения в сети.
- Не требуется время для разогрева.
- При функционировании на переменном токе мерцания невидимо.
- Можно использовать электронные диммеры для контроля и экономии потребления электроэнергии.
- Спектр отлично воспринимается человеческим глазом, тип его непрерывный.
- Индекс цветопередачи на высоком уровне.
- Можно использовать в любом температурном режиме, независимо от разновидности.
- Большой разлет вольтажа, от долей до сотен Вольта.
- Не требуют специальной утилизации, так как не содержат внутри токсических компонентов. То есть не несут вред людям и другим живым существам.
- Не нужна дополнительная пускорегулирующая аппаратура, что в сравнении с современными источниками света большой плюс.
- Во время работы не гудят и не создают радиопомех.
- Нечувствительность к полярности – она все равно будет работать.
- Создают минимальный уровень излучения УФ лучей, если сравнивать с другими современными лампочками.
![Особенности](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-9.png)
![Особенности](https://lampaexpert.ru/wp-content/uploads/2018/03/1-9.png)
Недостатки:
- Низкая световая отдача и непродолжительный период эксплуатации – это самые большие минуса лампочек накала.
- Зависимость качества световой отдачи от напряжения.
- Выработка огромного количества тепла.
- Потребляют много электроэнергии.
- Пожароопасность. В зависимости от мощности лампочки, поверхность вокруг нее нагревается вплоть до +330 ⁰C.
- Есть риск взрыва лампы, что приведет к травмированию.
- Хрупкость.
Вывод
Современные источники света активно вытесняют лампы накаливания их схем использования в быту и в других сферах. Их производство сокращается, но все равно традиционные лампы остаются популярными среди многих потребителей.
? Пройдите тест и проверьте ваши знания
В чем недостаток включения лампы через диод?
Чем заполнена колба лампы накаливания?
Почему колбу лампы накаливания делают из кварцевого стекла?
В чем недостаток включения лампы через конденсатор?
Почему чаще всего лампа сгорает в момент включения?
В чем недостаток включения лампы через терморезистор?
Share your Results: