Основные характеристики ламп накаливания. Лампы накаливания: виды, технические характеристики, как правильно выбрать

Параметры ламп накаливания или характеристики ламп накаливания, принято делить на три группы - электрические, световые и эксплуатационные. Электрические параметры характеризуют лампу как потребителя электрической энергии и определяют возможность ее подключения к источникам питания (электрической сети). К электрическим параметрам относят номинальное напряжение и номинальную мощность лампы, ток является величиной производной и определяется расчетом.

Световые параметры более разнообразны. Нормирование тех или иных определяет . У ламп накаливания, предназначенных для общего освещения, основными техническими характеристиками являются световой поток и световая отдача. Для сигнальных ламп важным параметром является яркость, для ламп-светильников - кривые силы света и тому подобное.

Эксплуатационные параметры определяют возможность и технико-экономическую целесообразность данного типа в той или иной осветительной установке. В этом смысле к эксплуатационным параметрам следует относить и электрические, и световые параметры. Поэтому, говоря об эксплуатационных параметрах ламп, обычно имеют ввиду срок службы ламп, стабильность светового потока, параметры внешней среды и ряд дополнительных требований.

Основным электрическим параметром лампы накаливания является номинальное напряжение лампы U л.ном. Для большинства ламп накаливания это напряжение соответствует напряжению источника питания.

Основная масса ламп накаливания общего применения работает от электрических сетей энергосистем, которые для осветительных установок можно считать источниками неограниченной мощности. Поэтому в течение длительного времени для ламп накаливания общего назначения напряжение питающей сети являлось и номинальным напряжением ламп накаливания. Все остальные электрические параметры ламп накаливания относили именно к этому номинальному напряжению. Вместе с тем, напряжение в осветительных сетях часто отличается от номинального. Поэтому в целях улучшения эксплуатационных характеристик ламп согласно ГОСТ 2239-79 введено пять интервалов напряжения питания: 125 - 135, 215 - 225, 220 - 230, 230 - 240 и 235 - 245 В, причем за номинальное напряжение ламп в соответствии с международной классификацией приняты напряжения 130, 220, 225, 235 и 240 В.

Источники питания ограниченной мощности (аккумуляторные батареи, автомобильные генераторы, сухие элементы и так далее) отличаются тем, что средние значения их фактического напряжения не соответствуют номинальному. Поэтому для ламп накаливания, предназначенных для работы от таких источников питания, помимо номинального напряжения применяют так называемое расчетное напряжение U л.р, то есть среднее напряжение, при котором будет работать лампа накаливания. Соответственно все ее остальные параметры относят к расчетному напряжению.

Вторым важным электрическим параметром ламп накаливания является мощность. Под номинальной мощностью лампы накаливания данного типа P л.ном понимают расчетную электрическую мощность, которая выделяется в лампе накаливания данного типа при ее включении на номинальное (или расчетное) напряжение. Практически для партии ламп - это среднее значение мощности для достаточно большой группы ламп этого типа. Возможный разброс значений мощности отдельных ламп ограничивается верхним пределом допустимой мощности для ламп данного типа.

Для отдельных типов ламп, в частности предназначенных для работы от химических источников тока, вместо номинальной мощности иногда нормируется номинальный ток I л.ном, для которого устанавливается ограничение его верхнего значения.

Основная светотехническая характеристика ламп накаливания определяется назначением лампы. Для осветительных ламп это световой поток Ф л. Практически номинальным световым потоком лампы является среднее значение светового потока большой партии ламп данного типа. Применительно к каждой лампе накаливания можно говорить о нижнем допустимом пределе светового потока. Ограничение верхнего предела не имеет смысла, так как повышение светового потока может быть достигнуто увеличением мощности лампы, верхний предел которой, ограничивается, а так же повышением температуры тела накала, что неизбежно приведет к снижению срока службы лампы и разбраковке партии по этому параметру.

Изменяя конструкцию и конфигурацию тела накала или применяя колбы специальной формы, можно получить лампы накаливания с заданной кривой силой света. Для таких ламп помимо нормирования светового потока нормируют одно или несколько значений силы света I v в заданных направлениях. Число точек нормирования силы света определяется возможностью контроля кривой с заданной точностью.

Лампы накаливания имеют различную яркость свечения L , что связано с многообразием областей их применения. Например, лампы для сигнальных приборов, кинопроекционной аппаратуры имеют высокую яркость, значение которой в ряде случаев нормируют. И, наоборот, для освещения жилых помещений требуется пониженная яркость, поэтому такие лампы накаливания часто выпускают в матированных колбах.

Для ламп, применяемых в оптических приборах, эффективность действия которых определяется яркостью тела накала, желательно нормирование габаритной яркости тела накала. Сложность определения такой яркости путем измерения силы света и деления результата на площадь проекции тела накала на плоскость, перпендикулярную направлению силы света, привела к тому, что от этого нормирования отказались, сведя контроль ламп к измерениям силы света в заданных направлениях и основных геометрических размеров тела накала.

Световая отдача η, являющаяся важной свето технической характеристикой качества ламп и их основным эксплуатационным показателем, в настоящее время исключена из числа нормируемых величин, так как она определяется расчетным путем как отношение светового потока к мощности лампы, измеренных при номинальном напряжении лампы. Световая отдача вместе с тем является важнейшим параметром ламп накаливания, определяющим экономичность генерирования светового потока. Световая отдача ламп накаливания растет с увеличением их мощности, для ламп одинаковой мощности она больше у ламп, рассчитанных на меньшее номинальное напряжение. Для ламп накаливания данной мощности и конструкции световой поток, определяющий световую отдачу, зависит от температуры нити накала и ее излучательных свойств. Препятствием к повышению температуры вольфрама, является увеличение скорости его испарения, что было в значительной мере преодолено при использовании галогенных циклов.

Эксплуатационные параметры

К основным геометрическим параметрам ламп накаливания относят те размеры, которые влияют на возможность их применения в тех или иных светильниках или установках. Основными из этих параметров для всех без исключения ламп накаливания являются их габаритные размеры (рисунок 1): наибольший диаметр колбы d к, измеряемый в плоскости, перпендикулярной оси лампы, полная длина лампы l , измеряемая, как правило, в направлении оси лампы, и тип цоколя. Важным геометрическим размером лампы накаливания является высота светового центра h , относительно которого дается кривая силы света лампы. Эта точка совпадает с центром тяжести тела накала, полученным геометрическим построением. Высота светового центра измеряется параллельно оси лампы и отсчитывается от той детали цоколя, которая определяет его положение в патроне. Эту деталь называют фиксирующим элементом цоколя.

Рисунок 1. Основные размеры лампы накаливания

Для ламп с фокусирующим цоколем дополнительными геометрическим параметрами являются размеры и допуски, определяющие положение светового центра относительно цоколя и его фокусирующих элементов.

Для ламп, применяемых в оптических приборах, в которых большое значение имеет габаритная яркость тела накала, дополнительно задают размеры тела накала, в том числе длину светящейся нити, диаметр моноспирали (или биспирали), площадь, заполненную светящейся частью тела накала, и тому подобные.

Важными эксплуатационными параметрами ламп накаливания, так же как и других источников света, являются их средний срок службы τ, полный срок службы τ полн, определяемый временем горения лампы до ее отказа, и полезный срок τ п, определяемый временем горения до уменьшения светового потока в заданном пределе. Практическое равенство τ полн = τ п = τ означает оптимальное конструирование отдельных частей лампы, исключающее лишний запас по надежности отдельных частей и деталей, в основном тела накала, и стабильную технологию производства. Проверка совпадения значений τ п и τ полн достигается тем, что при испытании ламп на средний срок службы производят измерение конечного светового потока ламп, оставшихся целыми к моменту достижения срока, равного нормированной средней продолжительности горения.

К эксплуатационным параметрам ламп относится и минимальный допустимый световой поток, ниже которого эксплуатация ламп накаливания становится неэкономичной. Для современных ламп накаливания конечный световой поток составляет 85 - 90% начального.

В качестве примера нормирования параметров ламп накаливания в таблице 1 приведены регламентированные ГОСТ 2239-79 параметры ламп накаливания общего назначения с криптоновым наполнением.

Таблица 1

Параметры некоторых осветительных ламп накаливания общего назначения с криптоновым наполнением по ГОСТ 2239-79.

Для ламп накаливания, применяемых для освещения транспортных средств, нормируемым эксплуатационным параметром является также динамический срок службы.

К эксплуатационным параметрам любых ламп накаливания относят характеристику климатических условий, в пределах которых обеспечиваются все перечисленные параметры. Климатические условия эксплуатации характеризуются: интервалом температур внешней среды, в пределах которого должна сохраняться работоспособность лампы; интервалом влажности, точнее, верхним пределом влажности среды; интервалом изменения давления окружающей среды.

Для изделий нормального исполнения, предназначенных для эксплуатации на всей территории страны, обычно принимают следующие значения перечисленных выше параметров: интервал температур от - 60 до + 50 °С; относительная влажность не выше 98% при 20 °С и давление не ниже 0,75 × 10 5 Па (верхний предел не оговаривается с учетом того, что давление выше максимально возможного атмосферного быть не может).

Цоколь

Тело накала лампы

Тело накала ЛН выполняется из наиболее тугоплавкого металла – вольфрама, температура плавления которого равна 3653 К. Чем короче и компактнее тело накала и чем больше его диаметр, тем на большую температуру нагрева оно рассчитано, и тем экономичнее будет лампа.

Для увеличения компактности чаще используется спиральное (моноспираль) или биспиральное (двойная спираль) тело накала. Для ЛН, работающих при воздействии вибрации (транспортные системы), используется прямолинейное тело накала.

Сопротивления спирали ЛН в холодном и разогретом (рабочем) состоянии существенно различаются. Так, у ЛН мощностью 100 Вт они соответственно равны 40 и 490 Ом. Соответственно меняются и токи, протекающие через лампу. Можно считать, что пусковой ток ЛН примерно в 12,5 раз превышает ток рабочего режима. Это приводит к тому, что вероятность отказа ЛН в момент включения резко возрастает.

Наибольшее распространение имеет разработанный Эдисоном (буква Е в обозначении) резьбовой цоколь разного диаметра (Е27 – для ЛН мощностью 25…200 Вт, Е40 – «голиаф» – для ЛН мощностью более 200 Вт, Е14 – миньон» – для маломощных ЛН).

Штифтовой цоколь используется в транспортных системах, так как не позволяет лампе выкручиваться из патрона.

Фокусирующий цоколь, позволяющий устанавливать лампу в строго определенном положении, применяется в оптических системах.

Электрические характеристики

1. Номинальное напряжение U н ЛН общего освещения, как правило, равно 220 В. Напряжение 127 В используется намного реже, так как основной системой напряжений в настоящее время является 380/220 В. Для местного и переносного освещения используются ЛН с номинальным напряжением 36, 12, 6 В.

Так как продолжительность горения ЛН резко снижается при повышении подводимого напряжения, выпускаются ЛН, предназначенные для работы в сетях с повышенным напряжением. Для них указывается диапазон рекомендуемых напряжений: 215…225 В, 220…230 В, 230…240 В, 125…135 В. У этих ламп продолжительность горения при напряжении, совпадающем с серединой диапазона (его называют расчетным), равна продолжительности горения обычной лампы при напряжении 220 В. При напряжении, совпадающем с левой границей диапазона, продолжительность горения этих ЛН возрастает в 2,5…3,5 раза, но уменьшается их мощность, световой поток (примерно на 25%) и световая отдача. Лампы с более высокой правой границей номинального напряжения рекомендуется использовать при повышенном (по сравнению с номинальным) напряжении сети. Их же целесообразно применять с целью продления периода горения ламп в сетях с номинальным напряжением, особенно при невысоких значениях требуемой освещенности.

2. Номинальная мощность Р н ЛН меняется в широком диапазоне от долей ватта до 20 кВт, так как принципиальных препятствий для изготовления ЛН любой мощности нет. Так как изготовить ЛН в полном соответствии с указанной для них номинальной мощностью трудно, допускается отклонение фактической мощности от номинальной на ± 10 %.

Светотехнические характеристики

1. Номинальный световой поток Ф н указывается в справочниках. По мере эксплуатации ЛН он постепенно уменьшается из-за испарения вольфрама с тела накала, которое приводит к уменьшению мощности лампы и загрязнению колбы. Через 750 ч горения ЛН её световой поток уменьшается в среднем на 15 %.

2. Максимальная сила света I МАК задается для ЛН относительно редко – в основном для ЛН, работающих в однотипных оптических системах, например для автомобильных ЛН. В большинстве случаев максимальная сила света светильника определяется его кривой силы света и может существенно отличаться от максимальной силы света ЛН.

3. Цветовая температура

В излучениях видимого спектра ЛН преобладают оранжево-красные лучи, которые усиливают «тёплые» цветовые тона (коричневые, оранжевые, красные) и ослабляют «холодные» (фиолетовые, голубые, зелёные), что не может обеспечить хорошей цветопередачи. Цветовая температура ЛН лежит в пределах 2500…2700 К.

Экономические и эксплуатационные характеристики

1. Номинальная световая отдача (лм/Вт) – световой поток с единицы мощности – это важнейшая экономическая характеристика ИС, по своему смыслу аналогичная КПД. Поэтому и обозначается она большой греческой буквой эта – Н (маленькая эта – η):

Н Н = Ф Н /Р Н .

Световая отдача тепловых излучателей даже теоретически не может быть больше 89,5 лм/Вт. Для ЛН общего применения световая отдача составляет от 8 до 20 лм/Вт и зависит от температуры нагрева тела накала (рис. 28).

В большей мере тело накала разогрето в газонаполненных ЛН, где испарение вольфрама затруднено. В ЛН с меньшим номинальным напряжениеми с большей номинальной мощностью, тело накала короче, компактнее и имеет больший диаметр. Поэтому оно рассчитано на большую температуру нагрева. Световая отдача лампы накаливания возрастает с уменьшением номинального напряженияи с увеличением номинальной мощности.

Так, световая отдача ЛН мощностью 15 Вт с номинальным напряжени­ем 220 В (В220-15) равна 8 лм/Вт, а у
Г127-1000 – 20 лм/Вт.

2. Продолжительность горения τ – продолжительность реального использования лампы, т.е. её ресурс (в отличие от срока службы – календарной продолжительности от начала применения до выхода из строя).

Полная продолжительность горения – продолжительность горения одной отдельно рассматриваемой лампы резко отличается для разных ЛН и не может служить характеристикой долговечности ИС в целом.

Средняя продолжительность горения τ СР – определяется для партии ламп. За среднюю продолжительность горения принимают (рис. 29) полную продолжительность горения той лампы из испытываемой партии, для которой число перегоревших ламп до нее и после нее одинаково. Так, если испытывается 101 лампа, то это полная продолжительность горения 51-й по счёту перегоревшей лампы. Если испытывается 100 ламп – то средняя продолжительность горения партии равна среднему арифметическому значению между полными продолжительностями горения 50-й и 51-й пе­ре­го­рев­ших ламп.

Средняя продолжительность горения ЛН общего применения составляет 1000 ч при расчётном напряжении.

Гарантийная продолжительность горения ЛН общего применения равна 700 ч.

Полезная продолжительность горения – продолжительность горения, в течение которого световой поток упадет не более чем на 30 %. Для ЛН полезная продолжительность горения обычно равна средней, так как среднее значение светового потока за весь период эксплуатации составляет 0,87...0,95 от номинального.

Зависимость характеристик ЛН от напряжения сети весьма существенна.

Повышение подводимого к ЛН напряжения увеличивает её световой поток, мощность и световую отдачу и резко снижает продолжительность горения (рис. 30).

Эти зависимости могут быть представлены в виде следующих эмпирических фор­мул:

P/P Н = (U/U Н) 1,58 ;

H/H Н = (U/U Н) 2,03 ;

Ф/Ф Н = (U/U Н) 3,61 ;

τ/τ Н =(U/U Н) –(11,2÷14,8) .

Если напряжение в сети возрастёт на 3 %, продолжитель­ность горения ЛН составит 60 % от номинальной. Если напряжение сети снизится на 10 %, на 30 % упадёт световой поток ЛН.

В своем доме, если он приличных размеров и в нем много комнат, львиная доля электроэнергии тратится на освещение. Если в коридорах и вспомогательных помещениях можно поставить датчики движения и другую автоматику для выключения света в отсутствие людей, то в жилых комнатах обычно свет горит постоянно и на это уже не обращают внимания.
Поэтому в целях экономии электроэнергии и собственных средств стоит обратить на экономные электролампочки .
Будет совсем не лишним умение разбираться в ассортименте электрических ламп.

Обычные лампы накаливания
КПД таких ламп не превышает 30%. Для справки: КПД лампы – процент потребляемой мощности, преобразуемый в свет.

Остальная часть мощности превращается в тепловую энергию. Если КПД низкий, то лампа в основном будет греть, а не светить.
Потребляемая мощность обычно до 100 Вт при напряжении питания 220 В. Время службы ламп накаливания в среднем не превышает 6000 часов. Лампа излучает теплый желтоватый свет с параметрами цветовой температуры от 2200 до 2800 К. Эти лампы хоть и дешевые, но значительно проигрывают по экономичности.
Основной износ происходит, когда нить накаливания при включении резко раскаляется и также резко остывает при выключении лампы. Поэтому лампа тем дольше прослужит, чем меньше включать и выключать светильник.

Галогенные лампы накаливания

КПД не свыше 20%, потребляемая мощность от 5 до 500 Вт при напряжении питания одноцокольных ламп 12 В и 220 В и двухцокольных 220 В. При напряжении питания 12 В для подключения необходим преобразователь напряжения. Срок службы сопоставим со сроком службы обычных ламп накаливания. Лампа излучает яркий нейтральный свет цветовой температуры 3000 К.
Такие лампы даже менее экономичные, чем обычные лампы накаливания.
Из-за того, что колба раскаляется до 500 градусов, она становится сверхчувствительной к загрязнениям, и может при включении лопнуть даже от следов пальцев на ней.
Галогенную лампу нужно ввертывать, пользуясь салфеткой, а защитную пленку снимать уже после ввертывания. Для галогенных ламп очень опасны скачки напряжения в сети – это является одной из основных причин их перегорания. В точечных светильниках многоуровневых потолков нередко используются галогенные одноцокольные лампы на 12 В с отражателем.
Галогенные лампы в отличие от своих люминесцентных коллег лучше всего подходят для помещений, где свет постоянно включается и выключается (кухня, коридор и т.п.). Пусть экономичность у них и ниже, но зато в этом режиме галогеновые лампы работают гораздо дольше.
Люминесцентные лампы

Их КПД от 60% и выше. Эти лампы в 4-5 раз экономичнее обычных ламп накаливания. Заслуживает внимания, что люминесцентная компактная лампа мощностью 12 Вт соответствует 60-ваттной лампе накаливания. Напряжение их питания 220 В, а выпускаются лампы начиная с мощности 5 Вт. Срок службы достигает 20000 часов.
Цветовая температура указывается на корпусе лампы или на упаковке: 2700 К – белый теплый свет, 4200 К – нейтрально-белый яркий свет, 6400 К – белый холодный свет (дневной).
Эти лампы относительно дорогие, но при этом очень экономичные с высоким показателем светоотдачи и встроенным пускорегулирующим электронным аппаратом. Трубки достаточно хрупкие, поэтому при ввертывании лампы ее нужно держать за пластмассовую часть.
Особенностью таких ламп является то, что срок их службы зависит от количества циклов включения-выключения - всякий раз, когда вы включаете лампу, срок ее службы сокращается. Такие лампы нежелательно использовать в «проходных» местах дома – коридоре, ванной, туалете и т.п.
Светодиодные лампы

КПД близок к величине 100%, а экономия электроэнергии, по сравнению с лампами накаливания, достигает 90%. Лампы выпускаются с напряжением питания 220 В и 12 В. Последние, подобно галогенным, используются для точечных светильников, но при этом они намного более экономичные и безопасные.

Мощность светодиодных ламп варьируется от 0,7 до 12 Вт, при этом лампа мощностью 12 Вт соответствует по своей светоотдаче 100-ваттной лампе накаливания. Поражает срок работы светодиодных ламп – от 25000 часов и практически до бесконечности. Параметры цветовой температуры аналогичны параметрам люминесцентных ламп. Оттенки цвета с течением времени могут меняться.

Светодиодные лампы, безусловно, дорогие, но при этом чрезвычайно эффективные. Приобретая несколько ламп, желательно выбрать их из одной партии одного производителя – тогда они гарантированно будут совпадать по цветовому оттенку.
Поскольку лампы в процессе их эксплуатации практически не нагреваются, то они абсолютно безопасны.

Светодиодные лампы являются «долгожителями» - их срок службы может достигать 10 лет. Лампы этого типа также безопасны: для их работы не требуется высокой мощности и они не содержат ядовитые компоненты.
Термин "энергосберегающие лампы" в обиходе прочно приклеился к малогабаритным люминесцентным лампам с электронным пускорегулирующим устройством, хотя обычные люминесцентные трубки и светодиодные светильники тоже в принципе являются энергосберегающими.

Теперь некоторые минусы энергосберегающего освещения.
Результаты исследований показали, что в отличие от привычных ламп накаливания энергосберегающие лампы любой мощности являются источником электромагнитного радиочастотного излучения. Предельно допустимые нормы нарушаются в радиусе около 15 см от цоколя лампы.
Это означает, что, включая энергосберегающую лампу где-то под потолком, мы не рискуем попасть в зону ее высокого электромагнитного излучения. Но для ночников, настольных, прикроватных осветительных приборов, в непосредственной близости от которых человек проводит немало времени, подобное энергосбережение создает еще один фактор риска для здоровья.
Люминесцентные лампы не рассчитаны на частое включение-выключение. Потому и использовались они исторически в общественных местах, где и горели почти постоянно: их предшественником, по сути, являются так называемые «лампы дневного света».
При включении люминесцентные лампы вносят существенные высокочастотные помехи в сеть электропитания. А это еще больше «загрязняет» с точки зрения электромагнитной экологии наши и без того напичканные техникой жилища.
Следует помнить, что энергосберегающие малогабаритные люминесцентные лампы при применении выключателей с индикаторными лампочками будут постоянно подмаргивать. Такое явление может наблюдаться даже с обычным выключателем, если он включен в нулевой провод, а фаза постоянно присутствует на лампе.
Также люминесцентнтные и светодиодные лампы нельзя включать через диммер (тиристорный регулятор), он сильно искажает форму тока и лампы перегорают.
Еще одна опасность люминесцентных ламп – содержание ртути.
В отдельно взятой лампочке оно не настолько велико, чтобы кого-либо отравить. Но выбросить ее просто в мусорный бак нельзя, о чем и предупреждает потребителя соответствующий значок на упаковке. Принимать отработавшие свое лампы должны специальные службы. Однако на практике это работает далеко не во всех регионах страны.
Альтернативное энергосберегающее освещение только входит в нашу повседневную действительность, поэтому реальные влияния всех факторов любого из видов освещения на человека еще будут изучаться.
Поэтому лучшим критерием оценки освещения все равно будет "нравится-не нравится" и "комфортно-не комфортно".
Видимо, некоторых положительных качеств обычной "лампочки Ильича" не сможет дать никакая хитрая электроника, хотя у нас всегда есть выбор.

После замыкания цепи (например, при нажатии выключателя) электрический ток начинает проходить через тело накала, которое при достижении определенной температуры испускает видимое человеческим глазом излучение. При достижении температуры 570 о С человек способен увидеть в темноте излучаемое телом красное свечение, а стандартная рабочая температура нити в лампе накаливания находится в пределах 2000-2800 °C. Чем меньше температура тела накаливания, тем более «красным» будет выглядеть излучение (подробнее о цветопередаче написано в статье). Чтобы лучше понять принцип работы обычной лампочки, необходимо разобраться в конструкции и обязательных элементах, к которым относится колба, тело накала и токовводы.

Стандартная лампочка имеет грушевидную форму и состоит из следующих частей:

• Колба . Изготавливается из натриево-кальциевого силикатного стекла, может быть прозрачной, матовой, молочной, опаловой, зеркальной (отражающей). Если лампочка используется без плафона в маленьком помещении, то обратите внимание на лампочки с матированной или молочной колбой, так как их световые потоки на 3% и 20% соответственно меньше чем световой поток прозрачных ламп. Также колбы могут покрываться с наружной стороны декоративными красителями, лаками, керамикой.
• Буферный газ (полость колбы). Для предотвращения окисления спирали (тела накала) из колбы выкачивают воздух, создавая внутри вакуум. Однако сегодня вакуум используется только в маломощных лампочках, а большинство современных моделей наполнены инертным газом, который увеличивает силу свечения. По составу газовой среды лампы накаливания можно разделить на: вакуумные, газонаполненные (ксенон, криптон, смесь азота с аргоном и т.д.), галогенные.
• Тело накала . Чаще всего изготавливается из проволоки круглого сечения, реже – из ленточного металла. В первых моделях лампочек применялась угольная нить, в современных – спираль из вольфрама или осмиево-вольфрамового сплава.
• Токовые вводы (свинцовая проволока).
• Держатели тела накала (молибденовые держатели).
• Ножка (штенгель и ножка лампы).
• Внешнее звено токоввода .
• Плавкая вставка (предохранитель)
• Корпус цоколя .
• Стеклянный изолятор цоколя .
• Контакт донышка цоколя .

Какие бывают виды/типы ламп накаливания?

Классификация ламп накаливания довольно разветвленная, так как учитывает множество характеристик.

По виду цоколя самыми распространенными являются резьбовые и штырьковые. В быту чаще всего можно встретить резьбовой цоколь Эдисона, обозначающийся буквой Е, возле которой пишется его диаметр в миллиметрах, например, Е10, Е14, Е27 и Е40.

По форме колбы лампочки накаливания бывают разнообразными, начиная со стандартных грушевидных, заканчивая фигурными, витыми и др. В некоторых случаях размер и форма колбы (а также наличие светоотражающих участков) связаны с тем, где применяется лампа накаливания, в других же случаях это связано с декоративной функцией.

Лампы накаливания: характеристики и маркировка

Чтобы знать, как выбрать лампу накаливания, необходимо научиться читать ее маркировку, которая представляет собой сочетание букв и цифр. Буквенная часть маркировки указывает на свойства и конструкцию изделия, к примеру:

Б – биспиральная

БО – биспиральная с опаловой колбой, которая наполнена аргоном

БК – биспиральная, колба наполнена криптоном

ДБ – диффузная с матированием внутри колбы

В – вакуумная

Г — газонаполненная

О – с опаловой колбой

М – с молочной колбой

Ш – шаровидная

З – зеркальная (ЗК – концентрированная кривая света, ЗШ – расширенная кривая)

МО – применяемая для местного освещения

Цифрами указывается диапазон напряжения и мощность. Так, маркировку Б 220..230 60 можно расшифровать так: биспиральная лампа накаливания мощностью 60Вт, рассчитана на диапазон напряжений от 220 до 230 В.

Какие недостатки/преимущества у лампы накаливания?

К достоинствам лампочек накаливания можно отнести:

• невысокую стоимость;
• широкий диапазон мощностей;
• бесперебойную работу при низком напряжении (со снижением интенсивности освещения);
• устойчивость к незначительным перепадам напряжения (с возможным сокращением срока службы);
• комфортную цветовую температуру (теплую);
• возможность использовать во влажных помещениях;
• простоту эксплуатации.

К недостаткам относится:

• сильный нагрев (создание пожароопасной ситуации);
• небольшой срок эксплуатации;
• низкая светоотдача (КПД <4%)
• зависимость светоотдачи от напряжения;
• риск разрыва колбы;
• хрупкость.

Как увеличить срок службы лампы накаливания?

Как уже было сказано ранее, предполагаемый производителем срок службы лампочек накаливания достигает в среднем 750-1000 часов, однако на практике перегорают они гораздо чаще. Это происходит из-за возникновения трещин и разрушения вольфрамовой нити (вследствие перегрева и испарения). Чтобы продлить срок эксплуатации лампы, следует для начала устранить возможные причины перегорания.

1. Диапазон напряжений. Для разных ламп накаливания производители указывают не одно значение напряжения, а диапазон: 125..135, 220..230, 230..240В и т.д. Если напряжение в вашей квартирной цепи превышает указанные значение, то лампа будет перегорать быстрее, поэтому при напряжении 230В нельзя выбирать лампочку с параметрами 215..220В. Так, если напряжение выше всего на 6%, срок службы уменьшится вдвое.
2. Вибрации. В условиях вибраций нить накала быстрее растрачивает свой ресурс, поэтому при пользовании переносными устройствами лучше осуществлять перемещения с выключенной лампочкой.
3. Патрон. Если вы заметили, что лампочки чаще всего перегорают в одном и том же патроне, тогда следует заменить его или же проверить контакты. Также следует ставить в люстру с несколькими патронами лампы одинаковые по мощности.
4. Понижение напряжения. Если понизить напряжение в сети всего на 8%, лампочка будет служить в 3,5 раза дольше. Для понижения можно подключить последовательно с лампой полупроводниковый диод.

Самая долгогорящая лампочка накаливания имеет название «Столетняя лампа», находится она в пожарной части в Ливерморе (Калифорния). За счет работы на очень низкой мощности (4 ватта), толстой нити накала из углерода (в 8 раз толще, чем в обычных лампочках нашего времени), а также бесперебойному использованию без выключений и включений она работает там с 1901 года.

Как подключить лампу накаливания через диод

Чтобы продлить срок службы лампочки (а заодно и сэкономить на электричестве) можно подключить ее через диод. При выборе диода необходимо обратить внимание на такие его параметры, как максимальный прямой ток (+ в импульсе) и максимальное обратное напряжение. Чтобы облегчить задачу и не просчитывать все параметры, приведем табличку:

Для сборки конструкции понадобится:

• 1 работающая лампочка Е27
• 1 неработающая лампочка Е27 (или цоколь от нее);
• диод;
• паяльник.

Процесс сборки . Припаиваем диод к пятачку на цоколе рабочей лампочки. Аккуратно отделяем цоколь от сгоревшей лампочки, делаем в нем отверстие и продеваем сквозь него вторую «ножку» диода. Выведенный конец припаиваем к месту выведения, затем спаиваем между собой оба цоколя.

Более простой способ: подсоединить диод одним концом к клемме выключателя, а другим – к проводу, который ведет к лампочке.

Как диод продлевает срок службы лампочки накаливания?

В большинстве случаев нить накала перегорает в момент подачи питания (включения тумблера) из-за слишком быстрого нагревания холодной спирали. Полупроводниковый диод уменьшает ток и позволяет вольфраму нагреваться постепенно, с меньшей скоростью. Лампочка начинает заметно мерцать, так как ток проходит полуволнами.

Лампа с нитью накаливания – это источник искусственного света, который возникает в результате сильного накала вольфрамовой нити из-за прохождения через нее электрического тока. Считается, что изобрел лампу накаливания, Томас Эдисон. Первая статья об изобретении появилась 21 августа 1879 года. Посвящена она была лампе с угольной нитью внутри.

Виды ламп накаливания

В настоящее время в быту используется большое количество ламп.

Вот самые популярные в использовании :

1. Лампы накаливания. Самые распространенные размеры диаметра цоколей в этих лампах – это E5, E10, E12, E14, E17, E26, E27 и E40. Значение цифры соответствует значению диаметра в миллиметрах. Это популярные, недорогие, распространенные в магазинах лампочки. Подходят во многие осветительные приборы. Удобны и комфортны в использовании. Такая лампочка прочно занимает высокие позиции по продажам, однако имеются недостатки. Они заключаются в том, что срок службы лампочек достаточно короткий, также у них достаточно низкий коэффициент полезности действия. КПД составляет в среднем всего около 10%.
2. Галогенные лампы. Цоколь у них немножечко другой. Он представляет собой два контакта, поэтому типы данного вида лампочек выглядят следующим образом: G4, GU4, GY4 – расстояние от контакта до контакта 4 миллиметра. G5 – соответственно 5 миллиметров. G (вместе с GU и GX) 5,3 – 5,3 миллиметра, G6,35 – 6,35 мм, G9, GU10 – 9 и 10 миллиметров соответственно. Плюсы такой лампочки – это высокая светоотдача (в 2 раза больше, чем у обычной лампы), срок службы также выше, примерно, в два-четыре раза. Из плюсов стоит отметить цену – она дешевая – и размеры, лампочка небольшая, компактная, что позволяет вкручивать ее в точечные светильники . При напряжении всего в 12 B эти лампы безопасны при использовании в помещениях, где повышенная влажность, к примеру, в ванной комнате. Минусы – работает лампа только со специальным блоком, который необходимо покупать со световым прибором. А также такую лампочку нельзя трогать, если ее задеть, пусть даже остывшую, она перегорит из-за потожировых следов, попавших на колбу от рук.
3. Люминесцентные лампы. Самый распространенный цоколь – G13 и G24. Достаточно высокая светоотдача (в 4 раза выше светоотдачи ламп накаливании). Такие лампочки долговечны и недороги. Но спектр минусов очень широк: большие размеры ламп, возможное мерцание (создает дискомфорт для глаз), требовательны к сети, содержат в себе ртуть и могут нестабильно функционировать при похолодании до отрицательной температуры воздуха.
4. Энергосберегающая лампа. У энергосберегающих ламп сейчас период расцвета. Они довольно прочно вошли в обиход. К этим лампам относят так называемые лампы КПЛ – компактные люминесцентные лампы и LED – светодиодные лампы . При использовании таких ламп энергия экономится по-настоящему (ее расходуется примерно в 5 раз меньше, несмотря на одинаковую мощность с лампой накаливания). Также к плюсам стоит отнести малую теплоотдачу и долгий срок службы. Минусы незначительны, но они есть, во-первых, это стоимость, во-вторых, задержка во времени после включения. Световой поток появляется позже, так как для набора полной мощности необходимо время.

Каждый пользователь для себя выбирает, какой же лампочкой пользоваться, исходя из удобства, соотношения цена/качества и возможностей помещения.

Лампочка накаливания

Пока лампочка накаливания не вытеснена окончательно, стоит уделить ей внимание, потому как развитие осветительных ламп началось именно с лампочки накаливания.

Лампочки накаливания бывают следующих видов :

• Вакуумная (внутри лампы абсолютно нет никаких газов);
• Аргоновая (внутри лампы – газ аргон);
• Криптоновая (криптоновые лампы внутри содержат криптон, а по яркости на 10% ярче аргоновых ламп);
• Ксеноновые лампы (внутри – ксенон, такие лампы ярче аргоновых в 2 раза);
• Галогенные (галогенных ламп существует много разновидностей, они в 2,5-3 раза ярче аргоновых ламп);
• Лампа накаливания, преобразующая в видимый глазу диапазон ИК-излучения (это относительно новый вид лампочек).

Лампы накаливания представляют собой целый мир с различными классификациями. Классификация может быть по мощности: лампы изготавливают от 15 до 750 Ватт (самые популярные лампочки в быту обычно от 60 до 100 ватт, работающие от сети 220 Вольт). Классификация по типу цоколя, о чем уже было сказано от E5 до E40. По форме – от свечеобразной до линейной, длина которой бывает до 500 миллиметров. По сфере применения ламп (для подсветки, для освещения помещений, декоративные и т.д.). По цвету ламп (существует огромное цветовое множество красок, применяемых для ламп).

В среднем одна лампа накаливания работает около тысячи часов. Это довольно короткий срок службы, поэтому лампы накаливания успешно заменяют другие виды ламп.

Однако о лампах накаливания следует ещё знать, что они обладают разными маркировками. Маркировка представляет из себя буквы, отмеченные на лампе, обозначающие конструкцию и мощность с напряжением.

А именно :

• Б – биспиральная нить накаливания в лампе;
• В – вакуумная;
• Г – в лампе смесь газов аргона и азота в соотношении 36 на 14 процентов соответственно;
• Д – декоративная лампочка;
• БК – это лампа с двумя спиралями – биспиральная, заполненная криптоном и азотом в соотношении 36 на 14 %;
• МТ – матированная колба в лампочке;
• МЛ – в лампе колба молочного оттенка;
• С – форма колбы напоминает свечу;
• Ш – колба в форме шара.

Все эти марки нанесены для удобства в дальнейшем использовании. Кроме того, все эти разновидности ламп могут работать в самых разных температурах в зависимости от материала. Это от – 100 до 200 о С. Некоторые лампы работают при температуре до 300 о С.

Мощность ламп накаливания

Разбирая технические характеристики ламп накаливания, нельзя не упомянуть про мощность. Мощность лам измеряется в ваттах, мощность – это то количество света, которое излучается лампой по всем направлениям. Световой поток измеряется в люменах (Лм). Диапазон выпускаемых моделей от 15 до 500 Ватт. Обычно в домашних бытовых условиях используются лампы до 100 Ватт, максимум же в доме пользуют лампы до 150 Ватт.

Бытовые лампы могут иметь разный цоколь :

• Резьбовой;
• Штифтовой;
• Поворотный;
• Штырьковый.

Лампы, применяемые в быту можно разделить на несколько видов, принимая во внимание их строение и применение: лампы с прозрачной колбой, которая осуществляет полную передачу света; матовые лампы, чей поток снижается на 3%; опаловые лампы, которые снижают световой поток на 20%.

Световой поток лампы накаливания 60 ватт

Световой поток – это единица измерения количества света, излучаемого лампой. Производители электрических изделий на упаковках указывают всю информацию, там присутствуют даже картинки, помогающие лучше разобраться в характеристиках конкретной марки лампочки.

Так, например, если взять мощность ламп и их световой поток и привести это всё в упорядоченный список, то получится следующее :

• Лампа в 5 Вт – поток составляет 20 Лм;
• 15 Вт – поток уже 120 Лм;
• 25 Вт – поток около 220 Лм;
• 40 Вт – поток 415 Лм;
• 60 Вт – поток превышает 710 Лм;
• 100 Вт – световой поток 1380 Лм;
• 150 Вт – поток будет свыше 2160 Лм.

Если сравнивать показатели с люминесцентной лампой, то последняя в 18-20 Ватт имеет мощность светового потока около 900 Лм, а 25-30 Ватт – примерно 1200 Лм, что примерно равно или чуть слабее, лампы накаливания в 100 Вт. Именно из-за подобных характеристик, из-за низкого КПД и малого срока службы лампы накаливания всё реже пользуются спросом, уступая место более совершенному продукту.

Характеристики лампы накаливания

Разновидности ламп поражают воображение, однако, когда вкручивают лампу накаливания, многие знают лишь ее мощность, не представляя, какие ещё существуют характеристики в лампах накаливания, а их существует достаточно большое количество.

Вот только основные из них :

• Срок службы – около тысячи часов;
• Выделение тепла во время горения – достаточно высокое;
• Устойчивость к перепадам напряжения – устойчивость низкая;
• Чувствительность к постоянным частым включениям – чувствительность присутствует;
• Температура окружающего воздуха – от – 60 до + 100 о С;
• Средняя стоимость – низкая;
• Индекс цветопередачи – 100;
• Средний вес – 15 грамм;

Опираясь на данные характеристики, каждый из нас делает свой выбор.

Устройство лампы накаливания

Конечно, в устройствах каждой лампы есть нюансы, но в целом их строение структурировано одинаково и устройство всех ламп похоже.

• Полость колбы;
• Саму колбу;
• Держатель для нити накаливания;
• Токовый ввод;
• Нить накаливания (вольфрамовая нить);
• Токовый ввод;
• Ножку;
• Предохранитель;
• Цоколь лампы накаливания;
• Контакт цоколя;
• Изолятор цоколя.

Свет, излучаемый лампой накаливания, по своим характеристикам похож на естественный свет, поэтому не вызывает дискомфорта у человека при использовании. Внутри же самой лампы инертный газ, аргон, азот или криптон.

Типовые разновидности ламп накаливания (видео)

Сегодня ни один дом не может обойтись без лампочек. Освещение – это жизненно необходимое условия для того, чтобы квартира была уютной и комфортной, а раз освещение занимает такую важную веху, то про лампочки необходимо знать, как можно больше.