какой мощности бывают лампы накаливания
Все о лампах накаливания
Лампы накаливания — искусственные световые источники, в которых свет получается путем нагревания вольфрамовой или угольной нити. Какова мощность лампы накаливания при напряжении 220 в, какие существуют типы светоисточников и как они работают? Об этом далее.
Производители
Выпускают лампы накаливания многие зарубежные и отечественные компании. При этом все изделия имеют свою маркировку. Маркируются все светильники буквенным и цифровым выражением. Всего существует четыре элемента в маркировке. Первый характеризует физические и конструктивные особенности источника. Бывает лампа вакуумной, газополной аргоновой моноспиральной, аргоновой биспиральной, биспиральной криптоновой, матированной и в молочной или опаловой колбе. Второй буквенный элемент обозначает функциональное назначение.
Обратите внимание! Бывает автомобильный, железнодорожный, коммутаторный, прожекторный и самолетный источник. Третий элемент обозначает номинальный вид напряжения в вольтах, а четвертый — доработку.
Сегодня существует большое количество разнообразных ламп, которые делятся по форме и покрытию колбы, назначению и наполнителю. Бывает шарообразной, цилиндрической, трубчатой и шароконической; прозрачной, зеркальной и матовой. Также есть световые источники общего, местного и кварцевогалогенного назначения. Кроме того, имеются вакуумные, аргоновые, ксеноновые, криптоновые и галогенные модели.
Прозрачные являются распространенными вариантами. Такие элементы считаются самыми дешевыми и эффективными, имеют неравномерный светопоток. Зеркальные модели являются наиболее результативными в плане освещения, поскольку покрытие формирует направленные светопоток. Матовые способны создавать мягкое и рассеивающее освещение для благоприятных условий работы и отдыха. Изделия, имеющие местное освещения, функционируют при двенадцати вольтном напряжении, что нужно, чтобы создать безопасные условия труда.
Обратите внимание! Подобные светильники нужны, чтобы освещать смотровые ямы в момент монтажа электрической гаражной проводки.
Лампы общего назначения
Источники, имеющие общее назначения, самые массовые светоисточники, которые применяются, для того чтобы осветить квартиру или завод в сети с переменным током в 220 вольт и частотой до 50 герц. Бывают вакуумными, аргоновыми и криптоновыми. Эта же группа бывает неодимовой и криптоновой. По существу это обычные осветительные лампы. Стоит указать, что в момент изготовления неодимовых источников применяется неодимовая окись, поглощающая спектр света. Это улучшает световое качество.
Прожекторные лампы
Прожекторные источники ставятся на судовом, железнодорожном, театральном и другом прожекторе. Отличаются тем, что имеют увеличенный светопоток, могут быть дополнены светоотражателями, чтобы улучшать концентрацию светопучка.
Прожекторные светильники как один из видов
Зеркальные лампы
Зеркальные светоисточники отличаются тем, что имеют обычную форму колбы и специальное внутреннее покрытие балонной части. Это помогает собрать весь светопоток, который направлен в нужное русло. Они используются в промышленности, видеосъемке, фермерском хозяйстве и потолочном освещении ванной комнаты.
Галогенные лампы
Галогенные лампы работают от инертного газа, в который добавляется бром с йодом, чтобы защитить нить накаливания и повысить срок работы. Такие светоисточники обладают небольшим размером для применения их как наполнитель дорогостоящего инертного газа. Отличаются яркостью свечения, естественной цветопередачей, хорошим сроком службы и значительной световой отдачей, имеющей меньшие размеры.
Обратите внимание! Единственный минус в чувствительности и значительных перепадах сетевого напряжения.
Технические характеристики
Главные технические характеристики лампы накаливания 60 вт — это электрические со светотехническими и эксплуатационными параметрами. К первым относится мощность с напряжением, ко вторым — светопоток со спектральным составом, к третьим — светоотдача со сроком службы и геометрическим размером. Мощность светоисточников зависит от того, какое напряжение и геометрические размеры вольфрамовой спирали.
Что касается мощностного диапазона, он составляет от 25 до 1000 ватт. Вольфрамовая нить равна 3000 градусам, светоотдача — 9-19 люменов на 1 ватт, номинальное напряжение — 220-230 ватт. Частота равна 50 герц, цокольный размер — от 14 до 40 миллиметров. Сам цоколь является резьбовым, штифтовым и двухконтактным.
Технические параметры светильников с мощностью в 220 вольт
Принцип работы
Работает источник благодаря испусканию излучения волн благодаря электронному молекульному возбуждению и атомам, а также благодаря тепловому колебанию молекульному ядру накала. При повышении температуры тела накала повышается поступательная, колебательная и вращательная энергия заряженных частиц. В итоге вырастает поток излучения со средней фотоновой энергией. Длина излученческой волны перемещается в часть коротковолновой инфракрасной и длинноволновой видимой области. В дальнейшем будет увеличена температура тела обеспечивается энергия, которая достаточна, для того чтобы возбуждались молекулы и атомы и получалось коротковолновое видимое излучение. Поэтому главный фактор, который определяет плотность с длиной волны излучения, это температура.
Устройство
Лампа накаливания включает в себя стеклянную колбу, вольфрамовую нить, свинцовую проволоку, молибденовый держатель накаловой нити, логеточку, биметаллическую проволоку, втулку, плавкую вставку, замазку, штенгель, свинцовую проволоку небольшой массы, цоколь и паяный контакт. Светоисточник со стеклянной колбой, вольфрамовой нитью и инертным газом установлен на специальные опоры и электроды, через которые идет электроток.
Обратите внимание! В момент вкручивания цоколя в источник, энергия идет к нагреваемому вольфраму и излучает свет. В этом считается принцип работы.
Формула расчета мощности
Срок службы
Современные условия сказались на сроке службы светоисточников. Подобные лампы работают в течение 1 тысячи часов. Стоит отметить, что качество тех источников, которые сегодня выпускаются, снизилось. На данный момент из-за заводского брака и некоторых внешних дефектов число работы источников меньше. Нередко, когда дело обстоит в некачественном пластике и быстром выгорании близко расположенных контактов. Лампы быстро нагреваются и выходят из строя. Конечно, из-за внепланового перегорания становятся неисправными патроны. Однако, после замены исчезают сами.
Стоит указать, что срок эксплуатации также будет зависеть от того, какая коммутация у проводов, как осуществляется монтаж и подключается люстра, как собирается светильник и какую стабильность имеет номинальное напряжение. Также срок службы будет зависеть от того, какая температура, влажность природы и тип примененного выключателя.
Обратите внимание! Для продления ресурса и эксплуатационного срока работы, необходимо понять перегорание электролампы накаливания. Чем выше нагрев, тем больше света. Поэтому интенсивно испаряется нить и сокращается работа. Увеличение срока работы возможно включением в цепь устройств, сглаживающих нагрузку, которая возникает на начале.
В целом, лампа накаливания — искусственный источник света, в котором свет испускает накал, нагреваемый электротоком до высокого показания температуры. Бывает вакуумной и газопольной. Также есть модели, созданные для общего назначения, транспортных средств, прожекторные и миниатюрные.
Лампы накаливания: виды и основные характеристики.
Человек постоянно пытается продлить световой день, освещая свое жилище в темное время суток. Началось это еще на заре цивилизации и продолжается по сей день. Осветительные приборы прошли эволюционный путь от примитивной лучины, до высокопроизводительной электролампочки. Родительницей электроосвещения стала лампа накаливания, патент на которую был получен еще в середине XIX века. И хотя инновационные осветительные ресурсы активно завоевывают рынок, но все равно добрая старая «лампочка Ильича» остается достаточно востребованной.
Принцип действия и особенности конструкции
При нагреве до определенной температуры металл начинает светиться. Это свойство и используется в лампах накаливания. При этом пришлось решить несколько проблем, которые препятствовали созданию эффективного осветительного элемента. Во-первых, нужно было подобрать материал, который при накаливании не расплавится. В результате спираль изготавливается из вольфрама – самого дешевого из тугоплавких металлов. Во-вторых, процесс нагрева ускоряет окислительные процесс, который оказывает негативное влияние на состояние металла. Значит, необходимо было предотвратить контакт раскаленной спирали с кислородом, т. е. с воздухом.
В результате получилась конструкция лампы, которая преодолевает все проблемы и в то же время поражает своей простотой:
Из колбы откачивают воздух и заполняют ее инертным газом либо оставляют вакуумную среду. Этим решается проблема окисления. Проходя через вольфрамовую спираль, электрический ток разогревает ее. Причем происходит это незаметно для человеческого глаза и световой поток в результате накала проводника распространяется практически мгновенно.
Применяемые в лампах накаливания материалы
При изготовлении ламп накаливания используются разные материалы. Регулируется производство соответствующими статьями ГОСТа, в которых прописаны все необходимые требования – от размеров, до требований безопасности.
Металлы
В лампе накаливания присутствуют металлические детали – спираль и держатели. Нить накаливания чаще всего производят из вольфрама – тугоплавкого металла с температурой плавления до 3400°С. Значительно реже для спирали используют осмий и рений. При включении в сеть температура нити накала достигает 2000-2800°С. Ножки должны выдерживать высокую температуру и иметь низкий показатель теплового расширения, поэтому их делают из молибдена, который соответствует выдвигаемым требованиям.
Вводы
В этом осветительном элементе металлическими так же будут и контакты, по которым ток из сети будет передаваться на рабочую зону. Одним контактом выступает алюминиевый цоколь, к которому изнутри крепится проволока, выходящая к электроду (чаще всего, никелевому). Второй контакт располагается на донышке цоколя и отделяется от основного корпуса изолятором.
Стекла
В лампе накаливания колба производится из обычного прозрачного стекла. Встречаются виды из матового стекла, которое рассеивает свет, делая его мягче. Бывают особые модели в цветных колбах или с зеркальным напылением.
Для предотвращения образования окиси и сгорания вольфрама колбу лампы наполняют инертным (химически неактивным) газом – аргон, ксенон, криптон или азот. Бывают вакуумные виды. Кроме относительного повышения срока службы, подобные модели имеют минимальную теплоотдачу.
Характеристики
Лампы накаливания характеризуются такими величинами:
Виды и характеристики ламп накаливания достаточно разнообразны. Это обуславливает их популярность и распространенность в различных производственных и бытовых сферах.
Разновидности ламп накаливания
Классифицируются лампы накаливания исходя из их конструкционных особенностей и сферы применения.
Общего и местного назначения – самая многочисленная группа. Лампы общего вида используются при организации основного освещения бытовых, промышленных и общественных помещений. Основным отличием устройств местного назначения является пониженное напряжения источника питания. Поэтому чаще всего их используют в переносных светильниках, для освещения рабочего места и т. д.;
Декоративные отличаются разнообразием размеров, форм и расположением спирали. Такие лампы накаливания обрели популярность в последнее время благодаря неординарному внешнему виду. Чаще всего их используют в дизайн-проектах в качестве декоративного элемента.
Иллюминационные виды ламп накаливания отличаются небольшим рабочим напряжением. Как правило, у них цветная колба, окрашенная изнутри (реже снаружи) неорганическим пигментом. Палитра красок самая разнообразная и зависит от цели использования. Чаще всего применяются в иллюминационных устройствах. Но эффективная цветопередача сохраняется недолго – под воздействием высокой температуры пигмент «выгорает» и теряет первоначальную яркость.
Сигнальные постепенно становятся историей. Все чаще их заменяют светодиодные элементы. Разрабатывался этот вид ламп накаливания для разнообразных светосигнальных устройств.
Зеркальные имеют колбу своеобразной формы. Ее разрабатывали с таким расчетом, чтобы световой поток имел определенную направленность. Препятствует рассеиванию и способствует фокусировке специальное алюминиевое покрытие. Оно наносится изнутри, оставляя не закрашенным определенный участок колбы (как правило верхний), через который и будет выходить луч света. Используется в местах где необходимо организовать направленное освещение.
Транспортные лампы используются в самых разнообразных ТС. Их конструкция и технические характеристики соответствуют условиям эксплуатации. Такие осветительные элементы отличаются повышенной прочностью и вибрационной устойчивостью. Устройство цоколя позволяет быстро сменить вышедшую из строя лампу на новую. Рассчитаны на работу от электросети транспортного средства. Основные виды таких элементов используются в осветительных приборах авто- и мототранспорта, на тракторной технике, самолетах и вертолетах, на морских и речных судах.
Отдельно в этой категории стоят двухнитевые лампы накаливания. В них имеются две спирали, что позволяет в некоторых ситуациях использовать вместо двух один элемент освещения. Например, фары автомобиля (переключение с ближнего на дальний или с габаритов на стоп-сигналы), ж/д светофоры и т. д.
Отдельную группу составляют галогенные лампы накаливания. Использование галогенов позволило значительно уменьшить габариты конструкции при повышении светоотдачи. По этой технологии изготавливаются элементы для общего освещения, инфракрасных облучателей, кино- и телеоборудования, прожекторов и пр.
Сфера использования
Лампы накаливания используются в самых различных сферах жизнедеятельности человека. Трудно даже представить место или устройство, где бы они не применялись. Начиная от обычного бытового освещения жилых помещений, до организации световой сигнализации, от карманного фонарика, до мощнейших военных прожекторов. И хотя современные технологии не стоят на месте предлагая все новые источники освещения, но во многих случаях «классические» лампочки не имеют равноценной замены. Подобная популярность вполне объяснима – они недороги, просты в монтаже и эксплуатации.
Маркировка
В маркировке ламп накаливания используются буквенные и цифровые обозначения. Состоит она из четырех частей:
Зная особенности маркировки продукции можно без труда подобрать необходимый для конкретных условий эксплуатации вид.
Достоинства и недостатки ламп накаливания
Лампы накаливания имеют как достоинства, так и недостатки. К основным минусам относится низкий коэффициент полезного действия. Для источников света под КПД подразумевается отношение интенсивности видимого светового потока к мощности, потребляемой для его производства. Его уровень не превышает 15% при температуре накала 3126°С. Но срок службы устройства при этом составляет всего несколько часов. При снижении нагрева эксплуатационный период повышается, но снижается КПД. При 2427°С коэффициент полезного действия составляет всего 5%, но светит такая лампочка на протяжении около 1000 часов. (Расчеты взяты для обычной грушевидной лампы накаливания мощностью 60 Вт). Это значит, что львиная доля энергии уходит в тепло (инфракрасное излучение), и только незначительная часть переходит в видимый для человеческого глаза спектр.
Еще имеются и такие недостатки у ламп накаливания:
Но все эти недостатки перекрываются многочисленными достоинствами:
Благодаря этим достоинствам лампы накаливания остаются лидерами продаж в сегменте осветительных элементов.
Вместо заключения
Лампы освещения. Общие технические характеристики ламп.
На сегодняшний день рынок предлагает лампы освещения с огромной массой характеристик, абсолютно для любых целей в различных ценовых диапазонах. Давайте коротко их рассмотрим.
Различают следующие виды ламп освещения:
А теперь давайте рассмотрим каждый из видов.
Лампа накаливания.
Технические характеристики
Лампы
накаливания
Срок службы источника света
Выделение тепла при горении
Устойчивость к перепадам
Чувствительность к частым
Цветовая температура, К
Люминесцентная лампа.
Люминесцентные лампы, называемые еще, лампами дневного света, представляют собой запаянную с обоих концов стеклянную трубку, изнутри покрытую тонким слоем люминофора.
Технические
характеристики
Люминесцентные
лампы
Срок службы источника
Выделение тепла при
Цветовая температура, К
Галогенные лампы.
Галогенная лампа – это лампа накаливания, в колбу которой закачан буферный газ: пары галогенов (брома или иода). Данная особенность повышает срок службы лампы до 2000—4000 часов, а так же позволяет повысить температуру спирали.
Технические
характеристики
Галогенные
лампы
накаливания
к перепадам напряжения
к частым включениям
Цветовая температура, К
Светодиодные лампы.
В светодиодных лампах или светильниках (в обиходе — «ледовых», от аббревиатуры LED, Light Emitting Diode) в качестве источника света используются светодиоды, данный вид светильников применяются для промышленного, бытового и уличного освещения.
Технические
характеристики
Светодиодные
лампы
Срок службы источника
Выделение тепла при
Устойчивость к перепадам
Чувствительность к частым
Цветовая температура, К
Металлогалогенные лампы.
Металлогалогенные лампы (МГЛ / HMI) являются одним из видов газоразрядных ламп (ГРЛ) высокого давления. От других ГРЛ отличаются тем, что для коррекции спектральной характеристики дугового разряда в парах ртути, в горелку МГЛ дозируются специальные излучающие добавки (ИД), представляющие собой галогениды некоторых металлов.
Технические
характеристики
Металлогалогенные
лампы
Срок службы источника
Устойчивость к перепадам
Чувствительность к частым
Цветовая температура, К
Дуговые ртутные люминесцентные лампы.
Лампы ДРЛ (Дуговые Ртутно Люминесцентные) имеют очень высокую световую отдачу (до 60 лм/Вт) и относятся к ртутным разрядным лампам высокого давления с исправленной цветностью. ДРЛ лампа состоит из кварцевой трубки (горелки), находящейся в стеклянной колбе, внутренняя поверхность которой покрыта тонким слоем люминофора, он в свою очередь преобразовывает ультрафиолетовое излучение, возникающее в следствии дугового разряда в трубке, в видимый свет, который может улавливать человеческий глаз.
Технические
характеристики
Дуговые ртутные
люминесцентные лампы
Срок службы источника
Чувствительность к частым
Цветовая температура, К
Энергосберегающие лампы.
Энергосберегающие лампы работают по тому же принципу, что и обычные люминесцентные лампы, с тем же принципом преобразования электрической энергии в световую. Зачастую термин «энергосберегающая лампа» обычно применяют к компактной люминесцентной лампе, которую можно поставить на место обычной лампы накаливания без всяких переделок.
Газоразрядные лампы.
Газоразрядная лампа – это источник света, излучающий энергию в видимом диапазоне. Свечение в лампе создается непосредственно или опосредованно от электрического разряда в газе, парах металла или в смеси пара и газа.
Неоновые лампы.
Ксеноновые лампы.
Натриевые лампы.
Инфракрасные лампы.
Инфракрасные лампы подразделяются на:
Керосиновые лампы.
Кварцевая лампа.
Ультрафиолетовые лампы.
Ультрафиолетовая лампа работает по тому же принципу, что и обычная люминесцентная лампа: ультрафиолетовое излучение образуется в колбе вследствие взаимодействия паров ртути и электромагнитных разрядов. Газоразрядная трубка изготавливается из специального кварцевого или увиолевого стекол, имеющих способность пропускать УФ-лучи.
Лампочки накаливания: технические характеристики, виды и советы по выбору
Прообраз первой электрической лампочки разработал инженер А. Н. Лодыгин в 1874 году. Через 5 лет американский изобретатель Томас Алва Эдисон модернизировал прибор так, чтобы его можно было производить в промышленных масштабах. Оба открытия изменили быт не только соотечественников ученых, но и всего мира. Сегодня на рынке можно найти и светодиодные, и энергосберегающие, и другие источники света, но традиционная лампа накаливания остается конкурентоспособной и востребованной. В статье мы подробно расскажем об этом изобретении, а также дадим рекомендации, как выбрать надежную модель.
Принцип работы лампочки накаливания
Больше, чем за сотню лет, конструкция прибора практически не изменилась, усовершенствовали лишь материалы его изготовления. Кратко опишем, как он работает, чтобы в дальнейшем познакомить вас с его характеристиками. Ниже мы разместили рисунок, на котором изображено строение лампы накаливания. Материал взят из учебника по физике Перышкина А. В.
Главный элемент, от которого зависит работа лампы, — тело накала. Оно присоединено к электродам, и через него проходит электрический ток. От напряжения нить начинает нагреваться и светиться.
Чтобы получился комфортный для дома теплый желтый свет, температура внутри лампочки должна достичь минимум 2500 градусов. Поэтому в качестве металла, из которого изготавливают тело накала, используют вольфрам. Чтобы увеличить полезную площадь излучения, вольфрамовую проволоку скручивают в спираль или используют несколько металлических ленточек.
От воздействия среды тело накала защищает колба из натриево-кальциевого силикатного стекла. Мы привыкли, что она имеет традиционную грушевидную форму, но модельный ряд представлен необычными свечеобразными, грибовидными или шаровыми изделиями.
Как выбрать лампочку накаливания: обзор технических параметров
Для использования лампы в быту нужно знать ее основные характеристики. Производитель обязан их указать на упаковке.
Мощность (Вт, W) — количество потребляемой электроэнергии. Для бытовой лампы достаточно 40-60 Вт. Именно на такую величину рассчитаны осветительные приборы. Если параметр будет меньше, в помещении останется темно, если больше — испортится светильник.
Люмен (Lm) — яркость света. Сама по себе величина не дает потребителю никакой существенной информации, но показатель используют для сравнения эффективности лампочки накаливания с другими источниками света.
Часы (h) — рабочее время лампочки.
Размер цоколя. О данном параметре мы поговорим ниже
Виды лампочек накаливания
Стандарты безопасности и маркировка изделий определяются ГОСТом Р 52712-2007. Мы не будем детально изучать технические нормативы всех типов приборов, но приведем классификацию в соответствии с потребительскими нуждами.
По типу наполнения баллона
Колбы бывают вакуумные и газополные. В первом случае из баллона выкачивают воздух, чтобы вольфрам не окислялся. Но в вакууме он начинает испаряться, проволока становится тонкой и рвется. От испарения также стекло становится мутным и свет тускнеет. Такие лампы изготавливаются мощностью до 40 Вт и могут быть источником лишь дополнительного освещения.
В газополных образцах газовые частицы препятствуют выходу вольфрамовых молекул из нити. Согласно экспериментальным данным, лампочка должна оставаться целой до 1000 часов. Но производители делают погрешность на окружающие условия, и эта цифра может увеличиться или уменьшиться на 50%.
Иногда в колбу добавляют йод или бром. Атомы вольфрама после испарения вновь возвращаются на тело накала. Такой внутренний состав баллона повышает работоспособность изделия до 2000-3000 часов и увеличивает температуру спирали, повышая тем самым осветительную способность.
По сфере применения
Требования к лампочкам в той или иной области регламентируются соответствующими ГОСТами, поэтому мы не будем дублировать содержание нормативных документов, а только перечислим сферы использования приборов:
Общее назначение — для уличного освещения зданий и открытых пространств.
Местное освещение — для жилых и рабочих помещений.
Транспортные — для автомобилей, судов, самолетов и железнодорожного транспорта.
Миниатюрные и сверхминиатюрные — для сигнальных приборов, пультов управления, переносных фонарей.
Специализированные — для использования в узкой сфере. Например, кинопроекционные, маячные и т.д.
По форме цоколя
Размер и характеристика резьбы определяют, подойдет лампочка к патрону или нет. Чтобы покупатель не ошибся, производители разработали единую маркировку цоколя. Она состоит из трех условных символов.
Первая заглавная буква обозначает тип цоколя: