Характеристики
Лампы накала обладают такими характеристиками:
Характеристики ламп разной мощности
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 ламп накаливания 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.
Цоколи ламп накаливания
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.
Процесс перегорания лампы накаливания
Нормы освещения
Яркость освещения – индивидуальное понятие. Однако принято считать, что на каждые 10м2 при высоте потолков 2,7м, необходима минимум освещенность в эквиваленте 100Вт.
Измеряется освещенность в люксах. Что это за единица? Простыми словами – когда 1 люмен освещает 1м2 площади помещения, то это и есть 1 люкс.
Для разных помещения нормы отличаются.
Зависит освещенность от многих параметров:
- от расстояния до источника света
- цвета окружающих стен
- отражения светового потока от посторонних предметов
Освещенность очень легко замеряется при помощи привычных смартфонов. Достаточно скачать и установить специальную программу. Например – Люксметр (ссылка)
Правда такие программы и камеры телефонов обычно врут по сравнению с профессиональными приборами люксметрами. Но для бытовых нужд, этого более чем достаточно.
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
Характеристики
Для описания характеристики применяются названия показателя и его значение.
Данные характеристики приведены в таблице:
| Наименование | Показатель |
| Мощность, Вт | бытовое применение – 25-150Вт, другое – до 1000 |
| Накаливание нити, градусов | до 2000-2800 |
| Напряжение, В | 220-330 |
| Световая отдача, Лм/1Вт | 9-19 |
| Размер и маркировка цоколя | Е 14, Е 27, Е 40 |
| Тип цоколя | Резьбовой, штифтовой |
| Часы работы, часов | до 1000 |
| Вес, г | 15 |
Устройство и схема
Устройство лампочки накаливания у всех ее видов практически одинаковое:
- Основная рабочая деталь – вольфрамовая спираль. Обладает сопротивлением в три раза больше, чем медный материал. Из него достигается выплавка максимально тонких элементов. Электроды поддерживают данную спираль и переводят ток.
- Стеклянная колба. Она заполнена инертным газом. Именно он не дает сгореть нити и препятствует окислению металлических элементов.
- Цокольная часть. Она присутствует во всех видах, кроме автомобильных. По цоколю нарезана резьба, ее шаг может отличаться у каждого вида.
Подробная схема составляющих отображена на рисунке:
Принцип действия
Принцип работы лампы накаливания заключается в нагревании вещества, через который протекает ток. Веществом выступает сама нить накаливания, ее температура нарастает в момент замыкания электроцепи. При этом возникает результат электромагнитного термического испускания. Видимым для глаза оно становится при прогревании более 570 градусов, при этом начинается красное свечение.
Нить накаливания нагревается до 2800 градусов. В процессе прогревания вольфрам преобразовывается в оксид (белый поверхностный налет), для этого и происходит закачка в полость нейтральных газов. При монтаже лампочки (закручивания ее в патрон), замыкается цепь и происходит процесс разогрева нити, и происходит подача света.
Цоколь
Распространенными считаются лампочки с маркировкой цоколя E14, E27, E40. Где цифра означает диаметр самого цоколя. Без резьбовые элементы встречаются в автомобильных производствах.
Есть страны, где другое напряжение в сети и, соответственно, применяются лампочки с другим диаметром цоколя – Е12, Е17, Е26, Е39.
Маркировка
Перед покупкой надо изучить маркировку. Она представлена буквенным и цифровым сочетанием. Буквенная маркировка и значение представлены в таблице:
| Буквенная маркировка | Значение |
| Б | биспиральная |
| БО | Биспиральная с опаловой колбой, наполненной аргоном |
| БК | Биспиральная, наполнение колбы криптоном |
| ДБ | Диффузная с матированием внутри колбы |
| В | Вакуумная |
| Г | Газонаполненная |
| О | Опаловая колба |
| М | Молочная колба |
| Ш | Шаровидная |
| З | Зеркальная |
| МО | Для местного освещения |
Цифры указывают на пределы напряжения, мощности.
Коэффициент полезного действия
У данных ламп низкий КПД (коэффициент полезного действия). Он выражается соотношением мощности излучением, заметным человеку. При прогревании нити до 2700 К, КПД до 5 процентов. Остальная энергия затрачивается на инфракрасное излучение, которое не просматривается человеческим глазом, только чувствуется теплом. Если повышать КПД хотя бы до 20 процентов, необходимо увеличить прогревание нити до 3400 К.
Свет при этом будет светить в два раза ярче, но срок службы лампы сократится на 95 процентов. И наоборот, снижение напряжения, увеличит период работы во много раз. Все это учитывается при производстве дежурного освещения, которое требует надежности.
Таблица соотношения люменов и ватт в лампочке
Световой поток измеряется в люменах (Лм). В светодиодах световые потоки колеблются в зависимости от производителя, его качества товара, напряжения. Примерное значение для одного Вт составляет 80-150 Лм. В таблице приведено соотношение Лм и Вт для лампочек накаливания по отношению к светодиодной лампе:
| Светодиодная лампа, Вт | Лампа накаливания, Вт | Световой поток, Лм |
| 4-5 | 40 | 400 |
| 8-10 | 60 | 700 |
| 10-12 | 75 | 900 |
| 13-15 | 100 | 1200 |
Светодиоды
Светодиоды (английская аббревиатура LED – light emitting diodes) не относятся ни к тепловым, ни к разрядным лампам. Их принцип действия основан на электролюминесценции кристалла полупроводника при протекании через него тока:
- Ток проходит через полупроводниковый диод, вызывая движение электронов и дырок.
- Встреча электрона и дырки вызывает испускание фотона определенного цвета зависящего от рода полупроводника.
- Сочетая в одном корпусе красные, синие и зеленые светодиоды, или покрыв синий светодиод желтоватым люминофором, можно получить в итоге белый свет.
Преимущества использования светодиодных ламп в быту:
- Светодиоды работают от низкого напряжения
- Они экономичны и практически всю энергию превращают в свет. Это позволяет снизить потребление энергии на 75%.
- Срок службы может доходить до 100 000 часов горения.
- Светодиоды прочнее и менее подвержены механическому воздействию. Этому способствует отсутствие спиралей, электродов и иных частей, которые могут быть повреждены.
- Установка в одном корпусе нескольких групп светодиодов позволяет получить практически любой цвет светового потока.
- Светодиоды идеальны при карнизном освещении.
- Точная направленность света, возможность управления цветом и интенсивностью излучения — все эти достоинства незаменимы при реализации дизайнерских идей освещения интерьеров.
Единственным недостатком светодиодов является их более высокая стоимость. Но, учитывая вышеуказанные достоинства, использование данного источника освещения полностью оправдывает вложенные затраты.
Какой бы вид электрических ламп вы не выбрали для освещения помещений, помните, механические воздействия в процессе эксплуатации и частые включения сокращают срок их службы.
Галогенные лампы
Галогенная лампа с обычным цоколем
Галогенные лампы мало чем отличаются от ламп накаливания, принцип работы тот же. Единственная разница между ними — это газовый состав в баллоне. В данных лампах к инертному газу примешивают йод или бром. В результате становится возможным повышение температуры нити накаливания и уменьшение испарения вольфрама.
Лампа ко встроенному светильнику
Именно поэтому галогенные лампы можно делать более компактными, а срок их службы повышается в 2–3 раза. Однако температура нагревания стекла повышается весьма значительно, поэтому галогенные лампы делают из кварцевого материала. Они не терпят загрязнений на колбе. Прикасаться незащищенной рукой к баллону нельзя — лампа перегорит очень быстро.
Галогенная линейная лампа
Линейные галогенные лампы используются в переносных или стационарных прожекторах. В них часто бывают датчики движения. Такие лампы используют в гипсокартонных конструкциях.
Галогенные компактные зеркальные лампы с цоколем G4
Компактные осветительные устройства имеют зеркальное покрытие.
К минусам галогенных ламп можно отнести чувствительность к перепадам напряжения. Если оно «играет», лучше приобрести специальный трансформатор, выравнивающий силу тока.
Прожектор
Светодиодные лампы
Светодиодные лампы — этот продукт высокой технологии впервые был сконструирован в 1962 г. С той поры светодиодные лампы стали постепенно внедряться на рынок осветительной продукции. Светодиод по принципу действия — это самый обычный полупроводник, у которого часть энергии в переходе p-n сбрасывается в виде фотонов, то есть видимого света. Такие лампы имеют просто потрясающие характеристики.
Светодиодный фонарь характеризуется ярким светом и крайне низкими энергозатратами
Они десятикратно превосходят ЛОН по всем показаниям:
- долговечности,
- светоотдаче,
- экономичности,
- прочности и т. д.
Есть у них лишь одно «но» — это цена. Она приблизительно в 100 раз превосходит цену обычной лампы накаливания. Однако работа над этими необычными источниками света продолжается, и можно ожидать, что вскоре мы будем радоваться изобретению более дешевого, нежели его предшественники, образца.
Светодиодная лампа
Примечание! Ввиду необычных физических характеристик светодиодов из них можно изготавливать настоящие композиции, например в виде звездного неба на потолке комнаты. Это безопасно и не требует больших затрат энергии.
Что бы еще почитать?
Метки: Галогенные лампы, Декоративные лампы, лампа, Лампа накаливания, лампочки, Люминесцентные лампы, Светодиодные лампы, электрическая лампа
Популярные статьи
Разновидности плит и листов для обшивки стен, пола и потолка
Просмотров: 142 113
Как и чем удалить старый герметик и нанести новый
Просмотров: 112 097
Как сделать когтеточку и домик для кошек
Просмотров: 83 782
Монтаж распределительного электрощитка
Просмотров: 78 377
Как сделать душ со сливом в полу
Просмотров: 76 807
Монтаж освещения в квартире и частном доме
Просмотров: 68 639
Установка розеток и выключателей
Просмотров: 68 041
Утепление лоджии своими руками. Подробное руководство
Просмотров: 65 822
Виды кабелей, проводов и шнуров
Просмотров: 65 770
Строим межкомнатные перегородки своими руками
Просмотров: 63 669
10 мифов о каркасных домах
Просмотров: 60 413
Как сделать сливной трап в душевой
Просмотров: 58 845
Монтаж скрытой электропроводки
Просмотров: 58 815
Борьба с сыростью и конденсатом в доме и на даче
Просмотров: 53 199
Современное напольное покрытие для дома и квартиры
Просмотров: 52 409
Правила устройства лестниц в доме
Просмотров: 47 860
Выбираем монтажную пену. Виды, свойства и особенности
Просмотров: 45 450
Приспособления и возможности ручного фрезера
Просмотров: 45 384
Как правильно сделать стяжку пола
Просмотров: 44 965
Как сделать клумбу, цветник или цветочницу на дачном участке
Просмотров: 43 449
Виды водопроводных труб и фитингов
Просмотров: 41 470
Приставки, насадки и приспособления для дрели
Просмотров: 39 412
Строительство беседок. Формы, виды, назначение и правила строительства
Просмотров: 38 454
Правила строительства ступенек крыльца
Просмотров: 34 449
Как установить сифон и правильно его выбрать
Просмотров: 32 549
Как построить деревянный туалет на даче
Просмотров: 30 522
Галогенные лампы
Галогенная лампа с обычным цоколем
Галогенные лампы мало чем отличаются от ламп накаливания, принцип работы тот же. Единственная разница между ними — это газовый состав в баллоне. В данных лампах к инертному газу примешивают йод или бром. В результате становится возможным повышение температуры нити накаливания и уменьшение испарения вольфрама.
Лампа ко встроенному светильнику
Именно поэтому галогенные лампы можно делать более компактными, а срок их службы повышается в 2–3 раза. Однако температура нагревания стекла повышается весьма значительно, поэтому галогенные лампы делают из кварцевого материала. Они не терпят загрязнений на колбе. Прикасаться незащищенной рукой к баллону нельзя — лампа перегорит очень быстро.
Галогенная линейная лампа
Линейные галогенные лампы используются в переносных или стационарных прожекторах. В них часто бывают датчики движения. Такие лампы используют в гипсокартонных конструкциях.
Галогенные компактные зеркальные лампы с цоколем G4
Компактные осветительные устройства имеют зеркальное покрытие.
К минусам галогенных ламп можно отнести чувствительность к перепадам напряжения. Если оно «играет», лучше приобрести специальный трансформатор, выравнивающий силу тока.
Прожектор
Разновидности световых элементов
Типы колб ламп
Классифицируют все изделия по разным параметрам. По типу наполнения колбы различают такие лампы:
- самые простые вакуумные (при их изготовлении из колбы отсасывается весь воздух);
- наполненные газом аргоном;
- ксенон-галогенные;
- наполненные криптоном.
По типу предназначения лампочки делят на такие виды:
Декоративные. Работают по привычному принципу. Колба выполнена в виде свечи или шара.
- Общего назначения. Это знакомые всем обычные элементы, которые вкручиваются в люстру или бра. Часто мастера волнует вопрос, сколько ватт потребляет лампочка. Можно купить изделие на 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 и более Вт. Чем больше показатель, тем ярче будет свечение.
- Лампы для локального освещения. Конструктивно они ничем не отличаются от обычных элементов. Но рабочее напряжение для них находится в диапазоне 12-42 В.
- Лампочки для иллюминации. Имеют окрашенную в яркие цвета колбу. Рабочая мощность в диапазоне 10-25 Вт.
Сигнальные. Имеют предельно низкую мощность и используются для светосигнальных устройств. На сегодняшний день такие изделия уверенно вытесняются современными светодиодными лампами.
Прожекторные. Тело накала здесь укладывается особым образом за счет удобной её подвески в колбе. В результате удается достичь лучшей фокусировки свечения. Мощность таких ламп достигает 10-50 киловатт.
- Зеркальные. Имеют особое покрытие колбы. Она частично обтянута пленкой распыленного термическим способом алюминия. Таким образом удается добиться узкой направленности светового луча. Зеркалки применяются для устройства локального освещения.
- Транспортные. Эти изделия отличаются повышенной прочностью, устойчивостью к вибрациям. Для транспортных ламп используют специальные цоколи, благодаря которым можно быстро заменить осветительный элемент в стесненных условиях машины. Работают такие элементы от электросети авто 6-220 В.
- Изделия для оптических приборов. Сегодня почти не выпускаются. Ранее использовались для кинопроекторов, медтехники. Лампы такого типа имеют колбу особой формы.
Коммутаторная лампочка. Относятся к классу сигнальных. Имеют малый размер колбы, что позволяет размещать их под кнопками панелей различных установок.
По количеству нитей накаливания все элементы бывают:
- Двухнитевые. Имеют одно тело накала для дальнего (сильного) света и одно – для ближнего (слабого) освещения. Используются в авто, авиации, ж/д светофорах, в звездах Московского Кремля.
- Однонитевые. Привычные лампочки с вольфрамовым телом накала.
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.
Основные плюсы и минусыНедостатки:
- 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.
Газоразрядные
В газоразрядных лампах свет образуется в следствии электрического разряда в газовой среде. Независимо от вида все эти лампы отличаются высокой производительностью при низком потреблении электроэнергии.
Ртутные
Ртутные лампы отличаются компактными размерами, низкой цветностью и мощным потоком света. Это качество определяет основную сферу применения – промышленные объекты, парковки, улицы, пешеходные зоны. Технически эти осветительные приборы устарели, поэтому в современных системах практически не используются.
Преимущества ртутных ламп:
- высокая надежность;
- низкие затраты на установку и обслуживание;
- не требуется пускорегулирующее оборудование;
- низкое потребление электроэнергии;
- длительный срок эксплуатации.
Что такое лампа накаливания
Лампа накаливания, далее ЛН – это источник искусственного света, в котором световой поток получают разогревом тонкой металлической нити до температуры свечения раскаленного металла. Для нагрева по нити пропускают электрический ток. Первые лампы имели нить из обугленного органического вещества, например, из бамбука, в виде волокна.
Чтобы нить быстро не сгорала, из колбы откачивали воздух и герметизировали. Или заполняли колбу газовым составом, в котором нет окислителя – кислорода. Такие газы называют инертными – аргон, неон, гелий, азот и пр. Эти газы названы так потому, что они не вступают в реакцию с металлами, т.е. инертны.
Лампа с угольной нитью
Первые лампы с угольной нитью накаливания имели рабочий ресурс не более десятка часов. Он был значительно увеличен после замены угольной нити на тонкую металлическую проволоку.
Такой свет называли светом каления, т.е. светом раскаленного металла. А нить назвали нитью накаливания. Например сталь, нагретая до температуры 1200°C, светится желто-белым светом, а при 1300°C – практически белым.
В конце 19 века угольную нить, которая быстро перегорала, заменили тугоплавкими металлами – вольфрамом, молибденом, осмием или окисями металлов – циркония, магния, иттрия и др.
При большой мощности нити накаливания делают «разветвленной» формы. Проекционные источники света для создания направленного потока имеют нить сложной конфигурации, образуя плоскую конструкцию, перпендикулярную оси излучения. Внутри колбы при этом размещается отражатель света, например в виде тонкого слоя напыленного металла – серебра или алюминия.
Лампа накаливания общего назначения – ЛОН, в колбе «груша». Прямая короткая нить в виде спирали свидетельствует о небольшом рабочем напряжении – 12, 24 или 48-50 В и мощности не выше 10-20 Вт.
Для питания лампы напрямую от существовавшей в то время электросети, имевшей постоянное напряжение 110 В нужна была длинная и тонкая металлическая нить. Это обеспечивало увеличенное сопротивление, а значит для разогрева требовался меньший ток.
Для плотной «упаковки» в небольшом объеме колбы из прозрачного стекла нить, многократно сгибая, размещали на проволочных держателях.
«Сложенная» в несколько раз длинная нить накаливания в лампе Эдисона современного исполнения.
Еще одна современная лампа Эдисона. Хорошо видны параллельно расположенные участки нити накаливания.
Такое изгибание нити усложнило конструкцию первых источников света, которые работали значительно дольше «угольных». Прорывным в разработке конструкции лампочек накаливания стало предложение скручивать нить в спираль. Это уменьшило ее размеры в разы.
Еще меньший размер тела накаливания получили, свернув тонкую спираль во вторую спираль, но большего диаметра. Двойную спираль назвали би-спиралью.
Би-спираль увеличена в 10-20 раз. Видно что она введена и обжата в петле проволочной арматуры, растягивающей нить накаливания на тоненьких штырьках.
Следующим этапом развития источников света стал переход на сети переменного тока и применение трансформатора для снижения напряжения питания ламп.
Газоразрядные лампы
В газоразрядных лампах (ГЛ) излучение оптического диапазона возникает в результате газового разряда в атмосфере инертных газов, паров металлов и их смесей.
По сравнению с лампами накаливания газоразрядные лампы имеют ряд преимуществ:
1. Более высокая светоотдача (70-170 лм/Вт) и более высокий КПД (до 7%);
2. Больший срок службы – 10000-12000 часов;
3. Относительно низкая яркость самого источника света, что не вызывает ослепления;
4. Спектр излучения может регулироваться за счёт использования различных люминофоров и может быть приближен к спектру естественного света.
Наряду с очевидными преимуществами газоразрядные источники света имеют некоторые недостатки:
1. Они не могут непосредственно подключаться к электрической цепи, необходимо применение специальной пускорегулирующей аппаратуры (ПРА);
2. Для зажигания газоразрядной лампы требуется некоторое время (от 5с. до 3-10 мин.);
3. Световой поток лампы к концу службы значительно снижается;
4. Для некоторых видов газоразрядных ламп (люминесцентных) существуют ограничения по температуре окружающей среды (при температурах, близких к 0°С, они зажигаются ненадёжно);
5. В газоразрядных лампах содержится ртуть, поэтому после окончания срока службы необходима их специальная утилизация;
6. Наличие пульсации. Это может неблагоприятно отразиться на зрении и привести к возникновению стробоскопического эффекта (вращающиеся предметы могут казаться неподвижными или вращающимися в обратную сторону).
Газоразрядные лампы бывают двух основных типов: лампы низкого давления (люминесцентные) и лампы высокого давления.
Люминесцентные лампы (ЛЛ) имеют светоотдачу 75лн/Вт и срок службы около 12 000 часов.
В дуговых ртутных лампах высокого давления (ДРЛ) используется газовый разряд в парах ртути при давлениях много превышающих атмосферное. С повышением давления паров ртути меняется характер спектра, излучаемого газовым разрядом. Применение ламп ДРЛ для освещения оказалось возможным в результате получения температурно-стойких люминофоров, при помощи которых удалось исправить излучения ртутного разряда.
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.
Применение
Хотя галогенные лампы не достигают эффективности люминесцентных и тем более светодиодных ламп, их преимущество состоит в том, что они могут быть без каких-либо доработок использованы для замены обычных ламп накаливания, например, с диммерами и с выключателями с подсветкой («с огоньком»).
Галогенные лампы также активно используются в автомобильных фарах благодаря их повышенной светоотдаче, долговечности, устойчивости к колебаниям напряжения, малым размерам колбы.
Мощная осветительная галогенная лампа (~230 , 150 , L=118 )
Мощные галогенные лампы используются в прожекторах, рампах, а также для освещения при фото-, кино- и видеосъёмке, в кинопроекционной аппаратуре, в офсетной и флексографической печати и шелкографии, для экспонирования и сушки материалов, чувствительных к ультрафиолетовому излучению.
Галогенные лампы с небольшой температурой тела накала являются источниками инфракрасного излучения и используются в качестве нагревательных элементов, к примеру в электроплитах, микроволновках (гриль), паяльниках (спайка ИК-излучением термопластов).
Окончательный вывод формулы
Рассмотрим подробнее систему уравнений:
Возведем в квадрат первое уравнение и попарно перемножим их.
В левой части мы видим выражение для мощности, а так же памятуя о том, что произведение коэффициентов равно единице, окончательно перепишем:
Отсюда получим выражение для токового коэффициента:
И для резистивного коэффициента (они взаимообратны):
где Рном и Uном – это номинальные мощность и напряжение, маркированные на цоколе или на колбе лампы.
Осталось подставить эти значения коэффициентов в “РАСЩЕПЛЕННУЮ” формулу Закона Ома, и мы получим окончательные выражения для тока и сопротивления.
Домножая последнее соотношение на Ux, получим:
Чтобы не забивать себе голову этими квадратами, кубами и корнями, достаточно запомнить простую зависимость, которая вытекает из последнего соотношения . Возводя последнее соотношение в квадрат, мы получаем ясную и понятную формулу:
Для любой лампочки с вольфрамовой нитью накала отношение куба напряжения к квадрату мощности является величиной ПОСТОЯННОЙ.
Полученные соотношения показали прекрасное соответствие практическим результатам (измерениям) в широком диапазоне изменения параметров напряжения и для весьма различных типов ламп накаливания, начиная от комнатных, автомобильных и заканчивая лампочками для карманных фонариков…
