Андрей Смирнов
Время чтения: ~7 мин.
Просмотров: 0

Подробная характеристика лампы накаливания : преимущества и недостатки

Если в доме грудной ребенок

     Если в семье грудной ребенок, то будет не лишним исследовать все места в квартире, в которых он может спать. Попробуйте поставить раскладушку в том месте, в котором стоит детская кроватка и полчаса полежать на ней, рассматривая потолок. Многие не выдержат и 5 минут, если в поле зрения находится точечный светильник. А ребенок будет лежать в кроватке, щурить глаза, капризничать, но так и не скажет: «Да уберите же вы, наконец, этот слепящий мне глаза светильник»!

     Если после 10 минут разглядывания светильника вы не можете свободно прочесть несколько предложений в книге, значит, светильник слепит и его надо заменить, или переместить кровать в другое место. Для взрослого человека не составляет сложности не направлять глаза в сторону слепящего светильника. Для грудного ребенка это сложно.

     Лиса, попав в капкан, ради свободы отгрызает себе лапу. Детский мозг, ради спасения от слепящих лучей,  спровоцирует ухудшение зрения – из двух зол выберет меньшее.

Некоторые особенности и предназначение конструктивных элементов вольфрамовой лампы

Каждая деталь в электролампе имеет своё предназначение и выполняет свои функции:

  1. Колба. Изготавливается из стекла, достаточно дешёвого материала, отвечающего основным требованиям:
    – высокая прозрачность позволяет пропускать световую энергию и по минимуму поглощать её, избегая дополнительного нагревания (этот фактор имеет первостепенное значение для осветительных приборов);
    – жаропрочность даёт возможность выдерживать высокие температуры вследствие нагревания от раскалённой нити (например, в лампе 100 вт колба нагревается до 290°С, 60 Вт — 200°С; 200 Вт — 330°С; 25 Вт — 100°C, 40 Вт — 145°C);
    – твёрдость позволяет выдерживать внешнее давление при откачке воздуха, и не разрушаться при вкручивании.
  2. Наполнение колбы. Сильно разрежённая среда позволяет минимизировать теплопередачу от раскалённой нити к деталям лампы, но усиливает испарение частиц раскалённого тела. Наполнение инертным газом (аргон, ксенон, азот, криптон) исключает сильное испарение вольфрама из спирали, не даёт возгораться нити и минимизирует теплопередачу. Использование галогенов позволяет испарившемуся вольфраму возвращаться обратно в спиральную нить.
  3. Спираль. Изготавливается из вольфрама, выдерживающего 3400°С, рения – 3400°С, осмия — 3000°С. Иногда вместо спиральной нити, в лампе используется лента или тело другой формы. Используемая проволока имеет круглое сечение, для уменьшения габаритов и потерь энергии на теплоотдачу закручивается в двойную или тройную спираль.
  4. Крючки-держатели изготавливаются из молибдена. Они не позволяют сильно провисать увеличившейся от нагрева во время работы спирали. Их количество зависит от длины проволоки, то есть от мощности лампы. Например, у лампы 100 Вт держателей будет 2 – 3 шт. У ламп накаливания мощностью поменьше держатели могут отсутствовать.
  5. Цоколь изготавливается из металла с внешней резьбой. Он выполняет несколько функций:
    — соединяет несколько деталей (колбу, электроды и центральный контакт);
    — служит для крепления в штепсельном патроне с помощью резьбы;
    — является одним контактом.

Существует несколько видов и форм цоколей в зависимости от предназначения осветительного прибора. Есть конструкции, не имеющие цоколя, но с неизменным принципом работы лампы накаливания. Самыми распространенными видами цоколя являются Е27, Е14 и Е40.

Вот некоторые виды цоколей, применяемые для различных типов ламп:

Кроме различных видов цоколя есть и различные виды колб.


Кроме перечисленных конструктивных деталей, лампы накаливания могут иметь и некоторые дополнительные элементы: биметаллические переключатели, отражатели, цоколи без резьбы, различные напыления и др.

Лампы накаливания

Спектр солнечного света, к которому адаптировано наше зрение, и спектр лампы накаливания показаны на Рис.2.

 Спектры солнца и лампы накаливания

Рис.2 Спектры солнечного света и лампы накаливания 

     Лампы накаливания (включая галогенные) имеют самый высокий индекс цветопередачи, то есть не искажают цвета освещаемых поверхностей. Спектр этих ламп очень равномерный (не имеет резких провалов и выбросов). Зависимость плотности излучения от длины волны занимает среднее положение между солнечным светом и светом костра. Цветовая температура порядка 2700 К. Лампы накаливания существенно в меньшей степени слепят глаза, чем другие источники света. Но, они имеют низкую энергоэффективность, то есть больше потребляют электроэнергии по сравнению с другими источниками света. Поэтому при проектировании освещения лампы накаливания применяют только для жилых помещений, и в редких специальных случаях в общественных и производственных зданиях.

     Многие думают, что у ламп накаливания световой поток вообще не имеет пульсаций, так как они не раздражают зрение. Это не совсем так.

     В диапазоне мощностей 60 – 100 Вт лампы накаливания, используемые для работы при напряжении 220 — 230 В,  имеют пульсации светового потока в пределах 10 – 15%. Пульсации 40 Ваттных ламп  уже приближаются к 20 %. Чем мощнее лампа, тем меньше ее пульсации. С этой точки зрения лучше использовать одну лампу 100 Вт, чем две по 60 Вт.

     В отличие от других типов источников света (газоразрядных, светодиодных), в лампе накаливания свет излучается нагретой до высокой температуры вольфрамовой спиралью. Спираль имеет большую инерционность, и не успевает в значительной мере остывать в момент изменения полярности переменного тока. Благодаря большой инерционности нагретой спирали форма пульсаций близка к синусоидальной и не имеет скачкообразных изменений светового потока. Следовательно, скорость изменения светового потока минимальна. А для создания зрительного дискомфорта важны не только величина изменения светового потока, но и скорость итого изменения. Это один из факторов, объясняющих, почему до появления первых люминесцентных светильников проблемы пульсаций освещенности никогда не поднимались. Нормы по пульсациям для большинства помещений (см. свод правил СП 52.13330.2011) в первую очередь относятся к люминесцентным лампам.

     Величина пульсаций ламп накаливания гарантирована их конструкцией: нагретая спираль излучает свет с заранее известными характеристиками. Устройство ламп настолько простое, что они имеют очень высокую предсказуемость и повторяемость параметров.

     Лампы накаливания, рассчитанные для электрической сети 36 В (такие сети применяют, например, для освещения строительных площадок), имеют значительно меньшие пульсации. Подобная лампа мощностью 60 Вт имеет пульсации светового потока около 5% за счет более толстой нити спирали, рассчитанной на пропускание через нее значительно большего тока, чем в сети 220 В. Инерционность нити спирали таких ламп существенно выше. На первом этапе электрификации страны использовалось напряжение 127 Вольт. При переходе на систему электрификации с напряжением 220В пульсации ламп накаливания соответственно увеличились.

     Пульсации менее 5 – 10 % часто имеют галогенные лампы (усовершенствованная лампа накаливания), работающие от сети 12 В. Но, только при условии применения качественного блока питания.

     Люминесцентные лампы и светодиоды требуют для своей работы применения специальных устройств управления, часто работающих в импульсном режиме. Из-за этого форма пульсаций может иметь скачкообразное изменение светового потока, что негативно сказывается на качественных параметрах освещения. Параметры пульсаций люминесцентных и светодиодных ламп, предназначенных для прямой замены ламп накаливания (у таких ламп устройство управления размещают внутри лампы), производители, как правило, не указывают, вследствие чего существует большая опасность приобретения ламп низкого качества.

Технические характеристики

Интересно наблюдать за зависимостью световой энергии и мощности лампы. Изменения не линейны — до 75 Вт световая отдача увеличивается, при превышении — снижается.

Одно из преимуществ таких источников света – равномерное освещение, поскольку практически во всех направлениях свет излучается с одинаковой силой.

Еще одно достоинство связано с пульсированием света, которое при определенных значениях приводит к значительной утомляемости глаз. Нормальным значением считают коэффициент пульсации, не превышающий 10 %. Для ламп накаливания параметр максимум достигает 4 %. Самый худший показатель — у изделий мощностью 40 Вт.

Среди всех доступных электрических осветительных приборов лампы накаливания нагреваются сильнее. Большая часть тока преобразуется в тепловую энергию, поэтому прибор больше похож на обогреватель, чем на источник света. Световая отдача находится в диапазоне от 5 до 15 %. По этой причине в законодательстве прописаны определенные нормы, запрещающие, к примеру, использовать лампы накаливания более 100 Вт.

Обычно для освещения одной комнаты достаточно лампы на 60 Вт, которая характеризуется небольшим нагревом.

При рассмотрении спектра излучения и сравнении его с естественным освещением можно сделать два важных замечания: световой поток таких ламп содержит меньше синего и больше красного света. Тем не менее, результат считается приемлемым и не приводит к утомлению, как в случае с источниками дневного света.

Эксплуатационные параметры

При эксплуатации ламп накаливания важно учитывать условия их использования. Их можно применять в помещениях и на открытом воздухе при температуре не менее –60 и не более +50 град

Цельсия. При этом влажность воздуха не должна превышать 98 % (+20 град. Цельсия). Устройства могут работать в одной цепи с диммерами, предназначенными для регулирования световой отдачи за счет изменения интенсивности света. Это дешевые изделия, которые могут быть самостоятельно заменены даже неквалифицированным человеком.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации