Сколько работает лампа накаливания



Чтобы исключить окисление тела накала при контакте с воздухом, его помещают в вакуумированную колбу либо колбу, заполненную инертными газами или парами галогенов. В лампе накаливания используется эффект нагревания тела накаливания при протекании через него электрического тока тепловое действие тока. Температура тела накаливания повышается после замыкания электрической цепи. Все тела, температура которых превышает температуру абсолютного нуля, излучают электромагнитное тепловое излучение в соответствии с законом Планка.

Спектральная плотность мощности излучения Функция Планка имеет максимум, длина волны которого на шкале длин волн зависит от температуры. Положение максимума в спектре излучения сдвигается с повышением температуры в сторону меньших длин волн закон смещения Вина.

Для зрения человека, оптимальный, физиологически самый удобный, спектральный состав видимого света отвечает излучению абсолютно чёрного тела с температурой поверхности фотосферы Солнца K. Поэтому спектр ламп накаливания смещён в красную часть спектра. Только малая доля электромагнитного излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение. Для оценки физиологического качества светильников используется понятие цветовой температуры. При типичных для ламп накаливания температурах — K излучается желтоватый свет, отличный от дневного.

В атмосферном воздухе при высоких температурах вольфрам быстро окисляется в триоксид вольфрама образуя характерный белый налёт на внутренней поверхности лампы при потере ею герметичности. Колбы более мощных ламп наполняют инертным газом азотом , аргоном или криптоном. Повышенное давление в колбе газонаполненных ламп уменьшает скорость испарения вольфрамовой нити.

Это не только увеличивает срок службы лампы, но и позволяет повысить температуру тела накаливания. Таким образом, световой КПД повышается, а спектр излучения приближается к белому. Внутренняя поверхность колбы газонаполненной лампы медленнее темнеет при распылении материала тела накала в процессе работы, как у вакуумированной лампы.

Все чистые металлы и их многие сплавы в частности, вольфрам имеют положительный температурный коэффициент сопротивления , что означает увеличение электрического удельного сопротивления с ростом температуры. Эта особенность автоматически стабилизирует электрическую потребляемую мощность лампы на ограниченном уровне при подключении к источнику напряжения источнику с низким выходным сопротивлением , что позволяет подключать лампы непосредственно к электрическим распределительным сетям без использования ограничивающих ток балластных реактивных или активных двухполюсников , что экономически выгодно отличает их от газоразрядных люминесцентных ламп.

Для нити накаливания осветительной лампы типично сопротивление в холодном состоянии в 10 раз меньше, чем в нагретом до рабочих температур. Для изготовления обычной лампочки требуется как минимум 7 металлов [2]. Конструкции ламп весьма разнообразны и зависят от назначения.

Однако общими являются тело накала, колба и токовводы. В зависимости от особенностей конкретного типа лампы, могут применяться держатели тела накала различной конструкции. Крючки-держатели тела накала ламп накаливания в том числе ламп накаливания общего назначения изготовляются из молибдена [3]. Лампы могут изготавливаться бесцокольными или с цоколями различных типов, иметь дополнительную внешнюю колбу и иные дополнительные конструктивные элементы.

Дело в том, что при этом в зоне разрыва возникает электрическая дуга , которая расплавляет остатки нити, капли расплавленного металла могут разрушить стекло колбы и послужить причиной пожара. Предохранитель рассчитан таким образом, чтобы при зажигании дуги он разрушался под воздействием тока дуги, существенно превышающего номинальный ток лампы. Ферроникелевое звено находится в полости, где давление равно атмосферному, а потому дуга легко гаснет.

В настоящее время отказываются от применения предохранителей из-за их малой эффективности. Колба защищает тело накала от воздействия атмосферных газов. Размеры колбы определяются скоростью осаждения материала тела накала. Колбы первых ламп были вакуумированы.

Сколько электроэнергии потребляет лампочка

Большинство современных ламп наполняются химически инертными газами кроме ламп малой мощности, которые по-прежнему делают вакуумными.

Потери тепла, возникающие при этом за счёт теплопроводности, уменьшают путём выбора газа с большой молярной массой. Особой группой являются галогенные лампы накаливания. Принципиальной их особенностью является введение в полость колбы галогенов или их соединений. В такой лампе испарившийся с поверхности тела накала металл вступает в соединение с галогенами, и затем возвращается на поверхность нити за счёт температурного разложения получившегося соединения.

Формы тел накала весьма разнообразны и зависят от функционального назначения ламп. Наиболее распространённым является проволока круглого поперечного сечения, однако находят применение и ленточные тела накала из металлических ленточек.

В лампах общего назначения тело накала закреплено в форме половины шестиугольника для равномерности светового потока по направлениям. В современных лампах применяются почти исключительно спирали из вольфрама , иногда осмиево -вольфрамового сплава. Для уменьшения размеров тела накала ему обычно придаётся форма спирали, иногда спираль подвергают повторной или даже третичной спирализации, получая соответственно биспираль или триспираль.

КПД таких ламп выше за счёт уменьшения теплопотерь из-за конвекции уменьшается толщина ленгмюровского слоя. Лампы изготавливают для различных рабочих напряжений.

Так как металлы имеют малое удельное сопротивление , для достижения такого сопротивления необходим длинный и тонкий провод. Толщина провода в обычных лампах составляет 40—50 микрометров. Так как при включении нить накала находится при комнатной температуре, её сопротивление на порядок меньше рабочего сопротивления. По мере нагревания нити её сопротивление увеличивается и ток уменьшается.

Возрастающая характеристика сопротивления нити накала при увеличении тока сопротивление растёт позволяет использовать лампу накаливания в качестве примитивного стабилизатора тока.

При этом лампа включается в стабилизируемую цепь последовательно, а среднее значение тока выбирается таким, чтобы лампа работала вполнакала.

Время и даты

В мигающих лампах последовательно с нитью накала встраивается биметаллический переключатель. За счёт этого такие лампы самостоятельно работают в мерцающем режиме. Форма цоколя с резьбой обычной лампы накаливания была предложена Джозефом Уилсоном Суоном. У ламп бытового применения наиболее распространены цоколи Эдисона E14 миньон , E27 и E40 число обозначает наружный диаметр в мм. Е12 candelabra , Е17 intermediate , Е26 standard или medium , Е39 mogul [4].

Также, аналогично Европе, встречаются цоколи без резьбы. Почти вся подаваемая в лампу энергия превращается в излучение. Потери за счёт теплопроводности и конвекции малы.

Основная мощность потока излучения лежит в невидимом инфракрасном диапазоне и воспринимается в виде тепла. С возрастанием температуры КПД лампы накаливания возрастает, но при этом существенно снижается её долговечность. При температуре нити K срок службы всего лишь несколько часов.

Уменьшение напряжения питания хотя и понижает КПД, но зато увеличивает долговечность. Этим эффектом часто пользуются, когда необходимо обеспечить надёжное дежурное освещение без особых требований к освещённости , например, на лестничных площадках жилых домов. Часто, для этого, при питании переменным током лампу подключают последовательно с диодом , при этом ток в лампе протекает только в течение половины периода. Она постоянно горит с года [19].

Необычно высокий ресурс лампе обеспечила в основном работа на малой мощности 4 Ваттa , в глубоком недокале, при очень низком КПД. Лампа включена в Книгу рекордов Гиннесса [20] в году. Так как стоимость потреблённой за время службы лампой накаливания электроэнергии в десятки раз превышает стоимость самой лампы, существует оптимальное напряжение, при котором экономические затраты на освещение минимальны.

Оптимальное напряжение несколько выше номинального, поэтому способы повышения долговечности путём понижения напряжения питания с экономической точки зрения убыточны.

Стандартные параметры ламп со сроком службы порядка часов были согласованы рядом крупнейших производителей, основавших в х годах швейцарскую корпорации Phoebus ; одновременно был произведен раздел мировых рынков сбыта, согласованы договора о неконкуренции и введен сквозной контроль соблюдения стандартов. Время службы лампы накаливания ограничено в меньшей степени испарением материала нити во время работы, и, в большей степени, возникающими в нити неоднородностями. Таким образом, имеется неустойчивость к утоньшению участков нити.

Когда одно из этих сужений истончается настолько, что материал нити в этом месте плавится или полностью испаряется, лампа выходит из строя. Наибольший износ нити накала происходит при резкой подаче напряжения на лампу, поэтому значительно увеличить срок её службы можно используя разного рода устройства плавного запуска. Вольфрам при комнатной температуре имеет удельное сопротивление , всего в 2 раза превышающее удельное сопротивление алюминия.

При включении лампы пусковой ток превышает номинальный в 10—15 раз, именно поэтому лампы перегорают обычно в момент включения. По мере прогрева нити лампы её сопротивление возрастает, а мощность падает до номинальной. Для снижения пускового тока могут использоваться терморезисторы с отрицательным коэффициентом температурного сопротивления.

В момент включения резистор холодный, и его сопротивление велико. После прогрева его сопротивление многократно уменьшается, и на лампу подаётся почти всё напряжение питающей сети. Реже используются реактивные ограничители пускового тока. В момент включения из-за явления самоиндукции всё напряжение сети падает на дросселе, что ограничивает пусковой ток. При работе материал сердечника в каждом полупериоде сети заходит в глубокое насыщение в цепях переменного напряжения и почти всё напряжение сети приложено к лампе.

Другой подход при применении балластных дросселей использует зависимость сопротивления нити от температуры. При прогреве сопротивление нити увеличивается, соответственно увеличивается напряжение на лампе, что является сигналом для шунтирования дросселя, например, контактом электромагнитного реле , обмотка которого включена параллельно нити. Низковольтные лампы накаливания при той же мощности имеют больший ресурс и светоотдачу благодаря большему сечению нити накаливания, что позволяет без существенного снижения срока службы повысить температуру нити.

Поэтому, в многоламповых светильниках люстрах целесообразно применение последовательного включения ламп на меньшее напряжение вместо параллельного включения ламп на напряжение сети [21].

Перегорание любой из последовательно включённых ламп ведёт к полному отказу освещения. Перегоревшую лампу, колба которой сохранила целостность, а нить разрушилась лишь в одном месте, можно починить путём встряхиваний и поворотов, таких, чтобы концы нити вновь соединились.

При прохождении тока концы нити могут сплавиться и лампа продолжит работу. В связи с необходимостью экономии электроэнергии и сокращения выброса углекислого газа в атмосферу во многих странах введён или планируется к вводу запрет на производство, закупку и импорт ламп накаливания с целью вынуждения замены их на энергосберегающие компактные люминесцентные , светодиодные , индукционные и др.

С года запрещены лампы мощностью Вт и более, ламп с матовой колбой 75 Вт и более с 1 сентября года [28] и др.

Ожидается, что к году будут запрещены импорт и производство ламп накаливания меньшей мощности [29]. Медведев предложил запретить в России продажу ламп накаливания [30]. Данное решение является спорным.

В поддержку его приводятся очевидные доводы сбережения электроэнергии и подталкивания развития современных технологий. Кроме того, в России отсутствует налаженная система сбора и утилизации отработавших люминесцентных ламп, что не было учтено при принятии закона, и в результате чего ртутьсодержащие люминесцентные лампы бесконтрольно выбрасываются [32] [33]. Люминесцентные энергосберегающие лампы неприменимы в прожекторах направленного света, так как светящееся тело в них в десятки раз крупнее нити накаливания, что не даёт возможности узкой фокусировки луча.

Учитывая невозможность на данный момент полноценной альтернативы для определённых моделей ламп накаливания например, используемых в осветительных приборах, софитах, при изготовлении фото- и кинопродукции люминесцентных и светодиодных ламп, в связи с искажённой цветопередачей из-за ограниченности спектра, можно говорить о том, что определённой части ламп накаливания запрет всё же не коснётся, и у рядового потребителя останется возможность приобретать и использовать лампы накаливания в быту.

Распоряжением Правительства РФ от Однако, конкретных сроков запрета документ не предусматривает. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье. На странице обсуждения должны быть пояснения. У входа будут гореть фонари Эдисона и Свена в тысячу свечей. Советская энциклопедия , Издательство Академии Наук СССР, Москва-Ленинград. Electrical Conductivity in Non-Metallic Materials.

Edison, the man and his works. Garden City Publishing, Application on January 4, Проверено 15 апреля Архивировано 1 июня года. Проверено 4 октября Архивировано 20 июня года. Проверено 11 апреля Проверено 24 августа Архивировано 4 апреля года. The Nature of Light Проверено 5 ноября The Great Internet Light Bulb Book, Part I Проверено 16 апреля Значение следует из определения единицы силы света кандела в Международной системе единиц СИ.

RU - информационный портал энергетика. Проверено 30 января Архивировано 2 февраля года. Лампа накаливания электрическая — статья из Большой советской энциклопедии. Почему так часто перегорают лампы накаливания? Евросоюз запрещает лампы накаливания 60 Ватт. Лампа накаливания Галогенная лампа PAR-прожектор. Люминесцентная лампа компактная люминесцентная лампа Катодолюминесцентная лампа Индукционная лампа Ртутная лампа Лампа чёрного света.

Лампа высокой интенсивности HID Газосветные лампы Неоновая лампа Безэлектродная лампа Плазменная лампа Плазменная лампа с внешними электродами Натриевая газоразрядная лампа Бактерицидная лампа. Угольная дуговая лампа Ксеноновая дуговая лампа Импульсная лампа Свеча Яблочкова Металлогалогенная лампа.

Лучина Факел Свеча Масляная лампа Газовая лампа Ацетиленовая лампа Керосиновая лампа Калильная сетка Друммондов свет Аргандова лампа. Люстра Люстра-вентилятор Подвесной светильник Бра Торшер Ночник Аромалампа Уличный фонарь. Настольная лампа Фонарик Прожектор Трековые системы Спот Точечный светильник Операционный светильник. Статьи с нерабочими ссылками Страницы, использующие волшебные ссылки ISBN Википедия: Статьи, достоверность которых требует проверки Статьи с ссылкой на БСЭ, без указания издания.

Навигация Персональные инструменты Вы не представились системе Обсуждение Вклад Создать учётную запись Войти. Пространства имён Статья Обсуждение. Просмотры Читать Править Править вики-текст История. В других проектах Викисклад. Эта страница последний раз была отредактирована 8 июня в Текст доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike ; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Свяжитесь с нами Политика конфиденциальности Описание Википедии Отказ от ответственности Разработчики Соглашение о cookie Мобильная версия.

Галогенные лампы с кварцевым стеклом. Абсолютно чёрное тело при K. Источник монохроматического зелёного света с длиной волны нм. Лампа накаливания на Викискладе. Накаливание Лампа накаливания Галогенная лампа PAR-прожектор.

Другие новости по теме:

Где находится палеонтологический музей в москве
Как написать объявление в майнкрафт