для каких целей помимо освещения можно использовать лампы накаливания
Современные электрические лампы: какой вид выбрать?
Выбираете источник света? Необходимо, чтобы он работал долго, был экономичным и отвечал вашим целям – создать общее освещение в доме, на рабочем месте, на улице или подсветить элементы интерьера. В этой статье мы поможем вам разобраться в устройстве и принципах работы ламп. И расскажем о том, чего вы, возможно, никогда не знали.
Содержание:
Современные лампы устроены по-разному. Одни наполнены газообразными веществами, другие представляют собой пластиковую микросхему, и привычной стеклянной колбы у них нет. Одни лампы просто излучают свет, другие рассеивают его под разными углами. Поэтому служат каждая своей цели – ярко освещать все вокруг или мягко акцентировать детали. О том, как устроены и работают лампы разных видов, мы и расскажем. Начнем с источника света, изобретенного первым.
Лампа накаливания
Кто изобрел? Русский инженер Александр Лодыгин запатентовал ее в 1874 году сначала в России, а потом почти во всех странах Европы. Хотя по сей день существует спор о том, кому принадлежит изобретение сияющей «груши». Ведь над ее открытием работали независимо друг от друга несколько ученых.
Первую модель в 1809 году создал англичанин Деларю – с дорогой платиновой нитью. В 1838 году бельгиец Жобар изготовил аналог дешевле – с угольной проволокой. Но она прожила недолго: нить из угля быстро распадалась от накала. Идею развил немец Генрих Гебель – сделал лампу с бамбуковой проволокой. Лучший вариант – вольфрам предложил Лодыгин. Дело продолжил американец Ирвинг Ленгмюр – наполнил лампу азотом, инертным газом, что увеличило срок ее службы на сегодняшний день до 1000 ч. Но в те годы мировая слава изобретателя досталась американцу Томасу Эдисону, хотя он только изготовил и назвал своим именем цоколь для ламп накаливания.
В России изделия стали популярны после плана электрификации ГОЭЛРО в 1920 – 1930-х годах и в народе получили название «лампочек Ильича».
Как устроена и работает? Используется эффект накала проводника – вольфрамовой проволоки. Ток, проходя через нее, нагревает нить, создается тепловое электромагнитное излучение. Часть энергии превращается в видимый глазом свет за счет химической реакции газов. Воздух из колбы откачан, чтобы вольфрам не окислялся и внутренняя поверхность колбы не темнела. Все это увеличивает срок службы лампы, что важно потребителю. Лампа накаливания выходит из строя, когда вольфрамовая проволока перегорает.
До конца XX века классические источники света были вне конкуренции, но в наши дни они активно заменяются энергосберегающими, в первую очередь люминесцентными. Об этом читайте далее.
Люминесцентные лампы
Кто изобрел? Ученые разных стран ломали голову над тем, как создать экономичную лампу с долгим сроком службы. В 50-х годах XIX века Генрих Гейслер, стеклодув из Германии, создал насос для откачки воздуха и стеклянную трубку, впоследствии получившую название по его имени. Ученый провел через трубку электрический разряд и заметил, что колба излучает свет с зеленым оттенком. В 1859 году француз Александр Беккерель покрыл трубку Гейслера тонким слоем люминофора, светящегося при воздействии тока. Через 5 лет Томас Эдисон создал первую лампу с излучением по типу рентгена. Довел изобретение до ума американец Даниэль Мур: он закачивал в колбу двуокись углерода или азот и так добивался белого или розоватого оттенка света. С 1904 года его лампа стала применяться для освещения офисов и магазинов.
Пары ртути впервые закачал в стеклянный сосуд Питер Хьюитт. Но лампы по-прежнему излучали зеленоватый свет, ими стали освещать улицы. В 1927 году, наконец, был запатентован аналог той лампы, которой мы пользуемся сегодня. Эдмунд Джермер и его коллеги покрыли колбу изнутри порошком люминофора, и она стала излучать естественный свет, а срок службы достиг 4000 ч. Люминесцентные лампы поступили в продажу в 40-х годах ХХ века.
Как устроена и работает? Колба заполнена аргоном и парами ртути или амальгамой – сплавом ртути с другими металлами (медью, серебром, цинком, магнием и др.). При включении лампы в сеть внутри создается ультрафиолетовое излучение, которое воздействует на люминофор, и изделие светится. Люминесцентные лампы делятся на линейные и компактные и имеют разные размеры и цоколи. Подробно об этом вы можете прочитать в статье «Как устроены и действуют люминесцентные лампы?».
Галогеновые лампы
Кто изобрел? Научный мир до сих пор об этом спорит. Изобретение Лодыгина пытались улучшить многие ученые XIX столетия. Его патент на изобретение был выкуплен компанией General Electric. Она впервые в 1958 году и представила миру новый вид ламп.
Как устроена и работает? Внутрь колбы помещена вольфрамовая нить и газы йода, хлора, фтора или брома. Под действием тока проволока нагревается, испаряющийся вольфрам вступает во взаимодействие с газом, но не осаживается на поверхности колбы, а возвращается на вольфрам, поддерживая сильный накал. Реакция замкнутого цикла протекает непрерывно и интенсивно, за счет этого лампа дает яркий свет, несмотря на свою компактность.
Различают три вида ламп: с встроенным отражателем, капсульные и линейные. Модели с отражателем отличает напыление на стекле колбы: алюминиевое, зеркальное или дихроичное (инфракрасное). Благодаря этому освещаемые лампой предметы меньше нагреваются, не выцветают со временем, а свет мягко и ровно рассеивается под разными углами. Обычно имеют форму чашки с широкими краями. Капсульные галогенные лампы названы так по форме, линейные выпускаются в виде прямой трубки.
Светодиодные лампы
Кто изобрел? Британский ученый Генри Раунд в 1907 году обнаружил слабое свечение в паре металлических контактов, но не придал этому значения. Через 16 лет опыты провел русский физик Олег Лосев и подкрепил изобретение авторским свидетельством. Лишь в 1961 году Гарри Питтман и Роберт Байард из Техаса запатентовали метод получения света путем нагревания металла. Впоследствии металлическое происхождение лампы обусловило самый долгий срок службы – до 50 000 ч. В 1962 американец Ник Холоньяк из компании General Electric сконструировал настоящий красный LED-светодиод. В 1970-х годах его ученики Крафорд и Пирсол создали желтые и оранжевые светодиоды, усилили яркость кристаллов. Примечательно, что до этого времени американцы называли их по имени русского ученого «светом Лосева». В 1990-х годах у японца Сюдзи Накамура возникла идея использовать кристаллы для дизайнерского освещения помещений и уличной подсветки, а не только в бытовой и электронной технике.
Как устроена и работает? Светодиодная лампа представляет собой плоскую, тонкую алюминиевую или пластиковую, силиконовую плату с кристаллами – полупроводниками. К светодиодам крепится оптическая линза. В корпус встроен драйвер – охлаждающее устройство с вентиляционными отверстиями, радиатором и конденсатором. Их функция – контроль над тем, чтобы лишнее тепло выводилось, и лампа не перегревалась. В корпус встроены стабилитроны, выравнивающие напряжение в сети в случае его перепадов, и пластиковый рассеиватель.
Контакты полупроводников имеют разную проводимость, поэтому под воздействием тока на них возникает избыточная энергия. За счет нее светодиоды начинают светиться. Пучок лучей от кристаллов падает сначала на линзу, затем отражается от нее на рассеиватель, который равномерно распределяет свет в разные стороны в виде мягкого, ровного потока.
Криптоновые источники света
Кто изобрел? Венгерский инженер Имре Броди в 1936 году первым внедрил эти лампы в производство. Добавка газа криптона снизила тепловые потери лампы: колба и окружающие предметы нагревались меньше. Испытания показали, что срок службы криптоновых источников в 4 раза дольше, чем у обычных ламп накаливания.
Как устроена и работает? Лампа содержит вольфрамовую нить и смесь инертных газов: азота и криптона, иногда ксенона. За счет активности этих газов реакция в колбе получается интенсивнее, чем в обычной лампе накаливания, а свет гораздо ярче – предметы хорошо видны на улице даже в дождь или туман. Криптоновые лампы сегодня выпускаются маленьких размеров и применяются, когда потребителю нужен насыщенный свет из компактного источника. Обычно работают от батареек. Лампа с колбой из прозрачного стекла дает яркий направленный свет, из матового – насыщенный, но рассеянный.
Где применяют лампочки разных видов?
Выбирая источник света, нужно учесть, где вы планируете его использовать.
Обычные лампы накаливания сегодня по-прежнему актуальны и применяются как для общего освещения помещений, так для уличного и акцентной подсветки.
Люминесцентные лампы: линейные используются для освещения офисов и производственных помещений, компактные – для декоративной подсветки квартир (например, в светильник над зеркалом в ванной комнате), специального назначения – для цветового дизайна рекламных вывесок, а также для исследований материалов в УФ-спектре и дезинфекции помещений.
Светодиодные лампы и галогенные капсульные и отражающие эффектно выделяют детали интерьера – создают точечную подсветку ниш, карнизов, потолков, мебели, а также участвуют в оформлении светового дизайна ландшафта и легко встраиваются в архитектурные конструкции.
Миниатюрные светодиодные лампы, кроме того, применяют в устройствах сигнализации, световой индикации дверных звонков. Линейные галогеновые лампы применяются для освещения улиц и больших помещений. Можно создать направленный на предмет резкий свет, например, для фото- и киносъемки, или использовать для работы с мелкими деталями.
Криптоновые лампы применяются в фарах автомобилей, туристических фонариках, сигнализациях и других устройствах, когда необходима высокая отдача света при маленьких размерах изделия.
В чем плюсы и минусы ламп разных видов?
Использование каждого вида ламп имеет свои преимущества и недостатки. Это зависит от свето- и теплоотдачи лампы, ее срока службы, напряжения и др. Приведем сравнительную информацию в таблице.
На нашем сайте вы найдете широкий выбор различных видов ламп от надежных производителей: Osram, PHILIPS, Bosch, Camelion, X-flash, SUPRA, Ecomir, GLANZEN, UNIVersal, СВЕТОЗАР, ЭРА. Только покупая фирменную продукцию, вы можете быть уверены в ее качестве.
Современные источники света – это результат новейших разработок ученых, созданный, чтобы дарить свет и комфорт. Заказывайте лампы на нашем сайте! Для этого позвоните по телефону 8-800-333-83-28. Наши менеджеры дадут вам подробную консультацию по любым вопросам. И доставка товаров будет быстрой!
Подробная характеристика лампы накаливания : преимущества и недостатки
В настоящее время все чаще используются энергосберегающие лампочки. Но востребованность такого источника света, как лампа накаливания, еще высока. Даже через десятилетия она не будет забыта.
Что такое лампа накаливания
Лампы накаливания – источники света, тепла. Внешне это стеклянный сосуд, внутри которого вольфрамовая спираль. Сама полость в лампах накаливания заполнена инертным газом. Он не дает металлическим элементам окисляться. При включении электрический ток проводится через спираль, в результате чего происходит нагревание и излучение видимого света.
Сфера использования
До появления энергосберегающих ламп, лампочки накаливания использовались в производственных областях, домашнем обиходе и пр. Такое применение обуславливала простота монтажа и эксплуатации. Но и сейчас данные лампы можно увидеть часто:
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 |
Заявленные часы работы выполняются при формировании оптимальных условий работы. Не допускаются частые включения, выключения.
Устройство и схема
Устройство лампочки накаливания у всех ее видов практически одинаковое:
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 |
Виды ламп и их функциональное назначение
Вид лампы определяется по структурному назначению, функциональному:
Преимущества и недостатки
Лампы накаливания обладают собственными достоинствами и недостатками.
При покупке лампочки накаливания стоит учитывать все достоинства и недостатки, чтобы избежать малоприятных факторов при эксплуатации.
Советуем посмотреть видео:
Ответы на частые вопросы
Покупатели часто задают интересующие их вопросы. Это связано с отсутствием полной информации на упаковке.
Срок службы, стоимость
На лампу накаливания влияет множество факторов, которые способствуют сокращению ее срока службы.
За последнее время качество производимых лампочек упало. Часто дефект заметен сразу. Поэтому большинство покупателей перешли на покупку товара от иностранных производителей.
Часто снижение времени работы совершается из-за высокого напряжения в сети. При этом происходит перегрев нити накаливания, она уменьшается в толщине, колба начинает темнеть. Происходит разрыв спирали. При отклонении величины напряжения всего на один процент, срок службы лампы сокращается на 14 процентов.
Стоимость лампочки зависит от вида, мощности, производителя. Она колеблется от 7 рублей до 100 рублей (для домашнего потребления).
Как увеличить срок службы
Существует несколько способов, увеличивающих срок службы лампочки:
Какой газ в лампе
В колбах изделия не может содержаться воздух или любой газ. Там должен быть только инертный газ (ксенон, криптон, аргон). Это связано с тем, что температура спирали прогревается больше 2000 градусов.
При таких температурах вольфрамовая нить будет реагировать со всеми газами, кроме инертных. Гелий и неон дорого стоят, поэтому их не используют.
Температура
Световая температура зависит от вида закаченного газа. Так, без газовая вакуумная среда способствует прогреванию до 2700 К. При этом излучается теплый белый свет. При прогревании до 4200 излучается естественный белый свет. При закачивании ксенона, галогена криптона температура прогревания от 4000 до 6400 К. При этом излучается холодный белый свет.
Из-за чего рвется спираль
Вольфрамовая нить очень тонкая и хрупкая. Ее обрыв случается из-за уменьшения диаметра, по причине испарения материала при воздействии высокой температуры. Также часто нить обрывается при механическом воздействии – встряхивании.
Световой поток
Назначение светового потока – освещение. Создается преобразованием тепловой энергии. Единицей измерения считается Люмен (Лм). Увеличение потока зависит от мощности лампы
Лампы накаливания одинаковой мощности излучают разный световой поток. Чем выше напряжение, тем выше значение светового потока.
Сколько потребляет
Мощность 60 Вт — энергопотребление составит 60 Вт или 0,06 киловатт за 1 час
Мощность 95 Вт — потребляет электричества 95 Вт 0,095 киловатт за 1 час
Мощность 100 Вт — израсходует 100 или 0,1 киловатт Вт электроэнергии за 1 час.
Советуем посмотреть видео:
ТОП лучших производителей
Среди множества производителей выделены лучшие:
В заключение
Лампочки накаливания вытесняются из рынка, но все же еще востребованы. Перед покупкой надо убедиться в качестве товара. Лучше отдать преимущество проверенным ТМ.
Востребованная информация? Оставьте комментарий, поделитесь статьей в соцсетях.
Мир вокруг нас: все про электрические лампочки
Задумывались ли вы, как мало мы уделяем внимания простым повседневным вещам, окружающим нас? Вот, например, обычные лампочки — какие они бывают, чем отличаются, для чего нужны? Я решил обратиться с этим вопросом к признанному эксперту в области освещения — компании Philips, и они помогли мне с подготовкой этого материала. Хотите знать все про освещение? Добро пожаловать под кат!
Для начала — какие бывают лампы?
Лампы накаливания
При включении лампы накаливания нить из вольфрамовой проволоки раскаляется (2600 — 3000ºС) проходящим через нее током, и она начинает светиться. Однако только малая часть потребляемой электрической энергии лампа накаливания преобразует в излучение в видимой области спектра, большая часть теряется в виде инфракрасного излучения.
Минусы:
Галогенные лампы
Галогенная лампа представляет собой лампу накаливания с колбой, заполненной газом. Такое устройство позволяет нити накаливания гореть ярче. Нанесение галогена, в частности брома, на внутреннюю часть колбы позволяет избежать уменьшения прозрачности стекла в течение срока службы.
Минусы:
«Энергосберегающие» (компактные люминесцентные) лампы
В этих лампах поток заряженных частиц проходит по колбе, заполненной парами ртути, в результате чего образуется ультрафиолетовое излучение. Покрытие из люминофора на внутренней поверхности лампы превращает данное излучение в видимый свет.
Минусы:
Светодиодные лампы
Светодиодные лампы являются высокотехнологичным решением на основе полупроводниковых кристаллов. Вместо использования нити накаливания или газа в светодиодных лампах свет создается в результате прохождения потока заряженных частиц через полупроводниковый кристалл.
Все светодиоды осветительного типа имеют одинаковую базовую конструкцию. Они включают в себя полупроводниковый чип (или кристалл), подложку, на которую устанавливается кристалл, контакты для подключения энергии, соединительные проводники для подсоединения контактов к кристаллу, теплоотвод, линзу и корпус. В некоторых светодиодах, например, в светодиодах TFFC, разработанных Philips Lumileds, соединительные проводники не требуются.
Плюсы:
Минусы:
Цоколи
Цоколи бывают разными по типу и конструкции. Понять, какой из них какой поможет маркировка.
Число в обозначении цоколя указывает диаметр соединительной части или расстояние между штырьками.
Строчные буквы в конце показывают количество контактных пластин, штырьков или гибких соединений (только для некоторых типов):
Иногда к первой букве добавляется еще одна уточняющая буква U, обозначающая энергосберегающую лампу.
Светодиодные лампы для домашнего освещения имеют стандартные цоколи, которые подходят к большинству применяемых в быту патронов.
Резьбовой цоколь Е (Эдисона)
Цоколь Е10 – это самый маленький из резьбовых цоколей. Могут применяться в елочных гирляндах или в карманных фонариках.
Цоколь Е27 – осветительные приборы с таким цоколем наиболее распространены, они подходят под стандартные патроны, которые установлены в каждом помещении. Светодиодные лампы с таким цоколем максимально напоминают стандартные и привычные нам лампы накаливания, они подойдут к любому светильнику с аналогичным патроном.
Штырьковые цоколи
Цоколь GU10 – имеет утолщения на концах контактов для поворотного соединения с патроном. Такой вид цоколя имеют стандартные потолочные светильники.
Цоколь GU5,3 – наиболее часто встречается в галогеновых лампах накаливания MR16. Такой цоколь для акцентного освещения, в мебельных светильниках, в подвесных и натяжных потолках. Светодиодные лампы с таким цоколем представлены достаточно широкой линейкой, поэтому они смогут полноценно заменить галогенные лампы.
Параметры лампочек
В первую очередь лампа характеризуется величиной потребляемой мощности (ватт). Лампы накаливания – привычные 40-60 Вт. Мощность светодиодных ламп для бытовых целей лежит в пределах от 1 до 15 Вт. Важно понимать, что потребляемая мощность характеризует только «скорость» расходования электроэнергии из сети, а не световой поток, который определяет, насколько ярко светит лампа.
Световой поток измеряется в люменах и наиболее полно характеризует источник света с точки зрения его способности осветить помещение.
Ещё один важный параметр — коэффициент цветопередачи, который характеризует правильность восприятия цвета предметов при освещении лампой. Коэффициент цветопередачи должен быть указан на упаковке лампы и для светодиодных источников, предназначенных для внутреннего освещения, должен быть 80 Ra.
Не менее важный показатель — срок службы. Рекомендуется использовать лампы известных и проверенных производителей, иначе срок службы рискует не соответствовать заявленному.
Лампочки и здоровье
Современные компании ведут множество разработок, изучая то, как освещение влияет на здоровье и самочувствие людей. В ходе этих исследований создаются новые решения. Производители — члены Европейской светотехнической ассоциации (European Lighting Association), в том числе и Philips, производят светодиодные лампы, соблюдая самые строгие законодательные требования (а в Евросоюзе они очень жесткие).
Согласно стандарту международной электротехнической комиссии (МЭК) 62471, источники света подразделяются на четыре группы риска. Солнечный свет попадает во 2 или 3 группу (самые высокие показатели риска для зрения). В то же время светодиодные лампы для домашнего освещения, как и другие искусственные источники света (лампы накаливания, галогенные и компактные люминесцентные), имеют самый низкий показатель риска – 0 или 1. Поэтому, когда вы длительное время находитесь на улице — лучше всегда пользоваться солнцезащитными очками.
Наиболее вредна для нашего зрения синяя часть спектра. Людям, которые входят в группу риска (слишком чувствительные к этой части спектра), стоит использовать в повседневной жизни светодиодные или компактные люминесцентные лампы с низкой цветовой температурой. Также рекомендуется отдавать предпочтение светильникам с абажурами.
Будущее освещения
Светодиоды – одно из наиболее перспективных направлений развития технологий освещения: благодаря уникальным характеристикам возможности их применения светодиодов практически безграничны.
Учитывая стремительное развитие технического прогресса, сейчас сложно представить, каким будет домашнее освещение, например, через сто лет. Если предположить, что современные тенденции найдут отражение в квартирах будущего, то освещение будет энергоэффективным, динамичным, а также будет максимально использовать и дополнять естественный свет. Благодаря LED- и OLED-технологиям (органические светодиоды) источниками света смогут служить любые поверхности: мебель, стены, пол, одежда. Например, световые обои Philips уже доступны, они создают ощущение, что светится вся стена, причем ее световые режимы могут меняться. Так, утром они могут светить приятным белым светом, а вечером удивлять игрой оттенков. OLED-пластины смогут заменить оконные стекла, которые в светлое время суток будут пропускать дневной свет и служить прозрачным стеклом, а ночью тончайшие панели будут имитировать закат, рассвет или солнечное утро.