Бытовая лампа накаливания

Принцип работы

При прохождении электрического тока через нить накаливания металл начинает разогреваться и испускать электромагнитные волны в спектре видимого света, которые и позволяют нашему глазу различать окружающие предметы. Цвет излучения зависит от температуры, до которой нагревается проводник, поэтому при производстве используются тугоплавкие металлы, имеющие возможность раскаляться до нескольких тысяч градусов по Цельсию, освещая окружающее пространство желтым, теплым светом.

Большая часть электрической энергии преобразуется в тепловую, именно поэтому лампы сильно разогреваются во включенном состоянии. Кроме того, некоторый процент излучения является инфракрасным, невидимым человеческому глазу, и процент его уменьшается с повышением температуры проводника.

При контакте с кислородом в металле с температурой порядка нескольких тысяч градусов будет происходить химическая реакция окисления. Для предотвращения этого из лампы либо откачивают воздух, либо наполняют ее инертным газом под давлением.

Устройство

Основными элементами лампы накаливания являются стеклянная колба, нить накаливания и цоколь. Предназначение колбы — оградить проводник от контакта с воздухом и другими разрушающими факторами. Для ламп с малой мощность используются вакуумные колбы, для более мощных — наполненные аргоном, азотом, аргоном, криптоном или ксеноном. Существуют также галогенные модели, в которых благодаря химической реакции между металлом и средой значительно возрастает температура накала.

Нить накала — вольфрамовый или осмиево-вольфрамовый проводник, скрученный в спираль для уменьшения занимаемого в пространстве объема. Часто используются двойные и тройные спирали, увеличивающие КПД лампы благодаря снижению излучаемой тепловой энергии.

Цоколи современных ламп имеют несколько стандартных форм и размеров, обозначенных специальными маркировками. Одни из самых распространенных — E14, Е27, Е40, где цифрами обозначен внешний диаметр цоколя.

Виды

Лампы накаливания различают по наполнению колбы:

• Вакуумные — старые лампы, либо лампы с небольшой мощностью

• Криптоновые

• Аргоновые

• Галогеновые — в них используется йод или бром, освещение примерно в 2,5 раза сильнее, чем у аргоновых

• Ксеноновые

• Ксенон-галогенные

• Ксенон-галогеновые с отражателем инфракрасного излучения — значительно повышается КПД за счет отражения большой доли невидимого глазу ИК излучения.

• С преобразователем ИК излучения — повышение доли видимого света за счет спецлюминофора, светящегося при нагреве.

Достоинства и недостатки

К хорошим сторонам ламп накаливания можно прежде всего отнести низкую стоимость и более привычный глазу цвет освещения, нежели белый естественный свет. Кроме того, приборы стойки к перепадам напряжения, просты в исполнении, не мерцают и не издают лишних посторонних звуков.

С другой стороны, лампа накаливания — довольно пожароопасный прибор в связи с нагревом колбы до высоких температур. Также к минусам можно отнести недолговечность, зависимость интенсивности освещения от напряжения и низкий КПД.