Цветна температура на лампите с нажежаема жичка. Конструкция, технически параметри и видове лампи с нажежаема жичка

Въпреки цял списък от недостатъци, установени в сравнение с други източници на изкуствена светлина, лампите с нажежаема жичка остават търсени както в битовата сфера, така и в промишлените сектори.

Евтините и лесни за използване устройства не искат да отстъпят позициите си, въпреки че на пазара се появиха огромен брой по-икономични и "дълготрайни" заместители - например LED лампи.

Доскоро лампите с нажежаема жичка (LN) се използваха навсякъде, така че мнозина са запознати с техните конструктивни характеристики. Освен това понякога е било необходимо да се „запознаете“ поради повреда на източника на светлина: волфрамовата нишка изгоря, стъклото се спука или крушката излетя от основата.

Някои производители са използвали по-надеждни и доказани материали и са се отнасяли към производството на крушки с нажежаема жичка толкова отговорно, че техните продукти работят от няколко десетилетия. Но това е по-скоро изключение, отколкото правило - днес не се дават гаранции за дълъг експлоатационен живот.

Схематично представяне на лампа, показваща основните детайли. Дизайнът на изкуствения източник на светлина не се е променил много от изобретението, подобрени са само материалите и състава на газа, запълващ колбата.

Основният активен елемент е така нареченото тяло с нишка, фиксирано върху държачите и прикрепено към електродите. В момента на свързване на електричеството през него преминава напрежение, което причинява както нагряване, така и светене. За да стане видимо излъчването, температурата на нагряване трябва да достигне 570°C.

Волфрамът е признат за най-устойчив метал на високи температури. Започва да се топи при нагряване до 3422°C. За да се увеличи максимално радиационната площ, но да се намали обемът на тялото на нишката вътре в стъклената колба, тя се усуква в спирала.

Обичайната удобна светлина с жълт оттенък, която създава уют в къщата и според визуалната оценка е „топла“, възниква, когато нишката се нагрява до 2830-2850 ° C

За да се предпази волфрама от процеса на окисление, характерен за металите, въздухът се изпомпва от колбата и се заменя с вакуум или газ (криптон, аргон и др.). Технологията за вакуумно пълнене е остаряла, за домакински лампи най-често се използва смес от азот и аргон или криптон.

В резултат на тестването беше разкрита минималната продължителност на горене на лампата - 1 хиляди часа. Но, като се имат предвид случайните причини, които деактивират устройствата преди време, се предполага, че стандартите се прилагат само за 50% от продуктите от всяка партида. Времето за работа на втората половина може да бъде по-дълго или по-кратко - в зависимост от условията на използване.

Видове и приложение на LN

Качествените характеристики и маркировка на волфрамови крушки се регулират от GOST R 52712-2007. Според вида на пълнене на колбата LN устройствата се разделят на вакуумни и пълни с газ.

Първите служат по-малко поради неизбежното изпаряване на волфрамовата нишка. Освен това волфрамовите пари се отлагат върху стъклената обвивка на източника на вакуум, което значително намалява прозрачността и способността на стъклото да пропуска светлина. Произвеждат се с моноспирала, като в номенклатурното обозначение им е присвоена буквата B.

При устройства, пълни с газ, недостатъците на вакуумните крушки са сведени до минимум. Газът намалява процеса на изпаряване и предотвратява утаяването на волфрама по стените на колбата. Газовите моноспирални видове се обозначават с буквата G, а електрическите крушки с двойно навита спирала, т.е. биспирална, означена с буквата Б. Ако биспиралната разновидност е с номенклатурата BK, това означава, че за пълнежа е използван криптон.

В GLN халогенните крушки към пълнителя на стъклената крушка се добавя бром или йод, поради което изпаряващите се волфрамови атоми след изпаряване се връщат обратно към нажежаемата жичка. Халогените се произвеждат в два формата: под формата на кварцови тръби с дълга спирала или в капсулен вариант с компактен работен елемент.

В държавните стандарти разделянето на групи се извършва според обхвата, но се засягат и други характеристики. Да предположим, че на едно и също ниво се разглеждат „LN електрическа миниатюра“ (LN mn) и „LN инфрачервено огледало“ (ZK - устройства с концентрирано разпределение на светлината, ZD - със средна стойност) - както можете да видите, са използвани различни критерии избрани за обозначаване на категориите.

Има групи, които могат да бъдат приписани на най-популярните:

• с общо предназначение;
• за превозни средства;
• прожектори;
• миниатюра и др.

Помислете за обхвата и характеристиките на различните категории, които в някои случаи може да се припокриват.

Галерия с изображения

Описание на техническите изисквания за всяка от изброените категории може да се намери в съответните раздели на GOST. Поради конструктивните характеристики и обхвата на приложение, маркировката на устройства от различни групи се различава.

Функции за маркиране на приложения

Лампата е по-лесна за вдигане, ако навигирате в легендата. Те отразяват важни технически характеристики, възможна област на употреба, конструктивни характеристики и производствени техники.

Маркировката на чуждестранни производители наподобява местната, но има свои собствени характеристики. Обикновено се носи чрез щамповане върху основата и служи като един от начините за разграничаване на оригиналния продукт от фалшификат.

Първоначално буквите са посочени в количество от 1 до 4, които отразяват характерните черти на дизайна. За по-лесно декодиране първата буква на основния критерий се взема за основа, например G е моноспирална лампа, напълнена с газ, V е вакуумна моноспирална лампа, K е криптонова лампа и т.н.

След това следва дестинацията:

• Ж - ж.п.;
• А - автомобилна;
• SM - самолет;
• PZH - за прожектори и др.

Зад буквите има цифри, обозначаващи технически характеристики - напрежение (V) и мощност (W). Маркирането на лампи от специален тип е различно: мощността не е посочена, но можете да определите тока, светлинния поток или интензитета на светлината. Ако устройството има две спирали, тогава мощността за всяка от тях се посочва отделно. Последната цифра може да показва номера на разработка, ако дизайнът е бил променен.

Основни технически характеристики

Най-важният параметър на източниците на светлина с нажежаема жичка е мощността, определена във ватове. Предназначението на лампите е разнообразно, така че диапазонът е голям - от 0,1 W индикатор "светулки" до 23 хиляди W прожектори за фарове. General Electric и Osram произвеждат осветителни тела с висока мощност за театрални и кинематографични продукции.

Продуктите за проектор се различават не само по стойност на мощността (до 24000W), но и по светлинен поток. LED прожекторът е в състояние да достави 400 000 лумена, докато специална лампа с нажежаема жичка е 800 000 лумена

В ежедневието се използват устройства с ниска мощност, предимно от 15 W до 150 W, а в индустриалния сектор се използват лампи с мощност до 1500 W.

Качеството на светлинния поток и степента на дисперсия се регулират от материала на крушката. Максималната пропускливост на светлината е характерна за лампите с прозрачно стъкло, докато другите два вида поглъщат част от светлината. Например, крушката от матирано стъкло краде 3% от светлинния поток, а бялата - 20%.

Често мощността на домакинските лампи с нажежаема жичка е ограничена от материала на осветителните тела (абажури, абажури). Производителите на полилеи и аплици обикновено посочват препоръчителните параметри - като правило 40 W, по-рядко 60 W.

Конвенционалните електрически лампи силно нагряват околните предмети, за разлика например от LED или халогенните с ниска мощност, така че не могат да се използват за монтаж в опънати тавани

През 2011 г. лампите с нажежаема жичка бяха официално признати за нискоикономични и пожароопасни, така че беше приет закон за спиране на производството на 100 W източници на светлина. Следващият по ред е закон за забрана на устройства, по-мощни от 50 вата. Въпреки това, потребителят не губи нищо, тъй като на съвременния пазар има огромен брой по-ефективни и икономични LED и други аналози.

Таблица, показваща ефективността на различни видове домакински лампи. Според посочените технически характеристики е ясно видимо как лампите с нажежаема жичка губят от алтернативни опции във всички позиции

Днес мнозина се отказват от остарелия тип лампи поради високата консумация на енергия и краткия експлоатационен живот. Има обаче категории хора, които предпочитат да купуват евтини и неефективни източници - благодарение на тях производството на крушки с нажежаема жичка продължава.

Вторият важен показател, който трябва да се вземе предвид при покупка, е видът на основата на лампата с нажежаема жичка, определен от размера. Вносните и домашните LED лампи имат много разновидности на основи, докато обикновените лампи са ограничени до три.

Ако трябва да смените крушка в полилей или настолна лампа, тогава не забравяйте да обърнете внимание на диаметъра на основата - E14 или E27. Устройствата с база E40 не се използват в ежедневието

Сега от производителите се изисква да опаковат всеки продукт в отделна кутия, за да могат да се намерят технически спецификации върху него. Обикновено те показват мощност, клас на енергийна ефективност (нисък - E), вид на основата, прозрачност на крушката, експлоатационен живот в часове.

Предимства и недостатъци на лампите с нажежаема жичка

Потребителят продължава да купува неикономични крушки поради редица предимства, въпреки че някои от тях са много условни. Според прегледите те са избрани поради следните качества:

• ниска цена;
• липса на баластно оборудване;
• моментално запалване след включване;
• позната "домашна" светлина;
• липса на вредни вещества;
• няма реакция на ниска температура и електромагнитни импулси.

Малко хора обаче оценяват качеството на светлинния поток или пулсацията, но за мнозинството първият фактор е решаващ.

Но недостатъците са много по-значими, тъй като сред тях са относително ниска светлинна ефективност, ограничен експлоатационен живот, малък диапазон от цветови температури (само жълта светлина), зависимост от спада на напрежението в мрежата, опасност от пожар.

Ако включите 40 W лампа с нажежаема жичка, след половин час тя се нагрява до + 145-148 ° C и започва да нагрява околните предмети, което е изпълнено със случаен пожар

Сега има възможност да се сравни на практика работата на лампи с нажежаема жичка, газоразрядни и LED аналози. Всеки, който забеляза разликата в консумацията на енергия, отдавна премина към енергоспестяващи устройства.

Как да изберем правилната крушка

Когато купувате електрически крушки, те се ръководят преди всичко от размера на основата и мощността. Тези два параметъра са лесни за определяне от стар, изгорял източник на светлина.

Ако изберете устройство с по-ниска мощност, тогава светлинният поток ще бъде по-слаб, ако изберете по-голям, тогава рискувате целостта на сенките - те могат да се деформират поради високата температура на нагряване.

Специално за любителите на традиционните електрически крушки се произвеждат устройства с нажежаема жичка, базирани на светодиоди, подобни по форма, но благоприятно различаващи се по своите характеристики.

В допълнение към техническите характеристики си струва да се обърне внимание на качеството на изработката на лампата. Предпочитание трябва да се даде на продукти с широк основен контакт, запоен проводник и стабилно фиксирана нишка.

Изводи и полезно видео по темата

Още по-информативна и интересна информация за производството, използването и недостатъците на лампите с нажежаема жичка - във видеоклипове, заснети от експерти и аматьори.

Интересни факти с нажежаема жичка:

Как е производството на LN:

Сравнителен преглед на лампи от различни видове:

Популярни при избора на лампи за дома:

Самият потребител има право да избере крушка за използване в ежедневието. Въпреки това, не преследвайте евтиността и измамните ползи. Като се има предвид, че постоянно използваме осветление, а в къщата обикновено има повече от дузина крушки, навиците трябва да се преразгледат. Много потребители отдавна са преминали към по-надеждни, икономични и безопасни LED лампи.

Как работи лампата с нажежаема жичка?

Ретро крушката е красиво нещо, без съмнение. Но как е подредено всичко? По какво е различна крушка на Едисон от нормалната? Честно казано, почти нищо. Сега нека сложим всичко по рафтовете.

Първо дефиниция.лампа с нажежаема жичка- Източник на светлина , в който светлината излъчва спирала, той също е нажежаема жичка, също така е тяло с нажежаема жичка, нагрявано от електрически ток до висока температура. Най-често използваната спирала е от огнеупорен метал, напримерволфрам или въглеродна нишка. За да се предотврати окисляването на нагревателното тяло при контакт с въздух, то се поставя във вакуум, изпомпвайки въздух от стъклена колба.

Принцип на действие

Във всяка лампа с нажежаема жичка, независимо дали е обикновена или ретро, ​​се използва ефектът от нагряване на проводника, докато тече през него. електрически ток. Температурата на нажежаемата жичка се повишава след затваряне на електрическата верига. За да се получи видимо лъчение, е необходимо температурата на излъчващото тяло да надвишава 570 градуса (температурата на началото на червеното сияние, видимо за човешкото око в тъмното). За човешкото зрение оптималният, физиологично най-удобен, спектрален състав на видимата светлина съответства на излъчване с повърхностна температура на фотосферата на Слънцето 5770 К. Въпреки това, не са известни твърди вещества, които могат да издържат на температурата на слънчевата фотосфера без разрушаване, следователно работните температури на нишките на лампите с нажежаема жичка са в диапазона от 2000–2800 C. Огнеупорен и сравнително евтин волфрам се използва в телата с нажежаема жичка. модерни лампи с нажежаема жичка ( температура на топене 3410 °C), рений и (много рядко) осмий. Следователно спектърът на лампите с нажежаема жичка се измества към червената част на спектъра. Само малка част от електромагнитното излъчване се намира в областта на видимата светлина, основният дял пада върху инфрачервено лъчение и се възприема като топлина. Колкото по-ниска е температурата на тялото с нажежаема жичка, толкова по-малка е пропорцията енергията, подадена към нагрятия проводник, се превръща в полезна видима радиация, а радиацията изглежда още по-„червена“. Съответно ретро крушките се различават от конвенционалните по това, че нагряват по-слабо нажежаемата жичка. Поради това нишката се изпарява по-бавно и функционира по-дълго.

Ретро крушки, между другото, също са полезни. При типични температури на нажежаема жичка от 2200-2900 K се излъчва жълтеникава светлина, различна от дневната. Топло вечер< 3500 K) свет более комфортен для человека и меньше подавляет естественную выработку мелатонин, важен за регулирането дневни цикли тялото (нарушаването на неговия синтез се отразява неблагоприятно на здравето).

В атмосферния въздух при високи температури волфрамът бързо се окислява, образувайки характерно бяло покритие върху вътрешната повърхност на лампата, когато загуби херметичността си. Поради тази причина тялото на волфрамова нишка се поставя в херметична колба, от която по време на производството на лампата се изпомпва въздух. Има и още по-често лампи, пълни с газ: в тях крушката е пълна с инертен газ - обикновено аргон. Повишеното налягане в крушката на напълнените с газ лампи намалява скоростта на изпаряване на волфрамова нишка. Това не само увеличава живота на лампата, но също така позволява повишаване на температурата на тялото на нишката. По този начин, светещ ефективност се увеличава и спектърът на излъчване се доближава до бял. Вътрешната повърхност на колбата на напълнена с газ лампа потъмнява по-бавно, когато материалът с нажежаема жичка се пръска по време на работа, както при вакуумна лампа. Ретро електрическите крушки обикновено се правят с вакуумни крушки, но някои производители ги правят пълни с газ.

Дизайн

Дизайнът на лампа с нажежаема жичка. На диаграмата: 1 - колба; 2 - кухината на колбата; 3 - резба (тяло на нишката); 4, 5 - електроди; 6 - куки-държачи на конеца; 7 - крак на лампата; 8 - предпазител; 9 - базов корпус; 10 - основен изолатор (стъкло); 11 - контакт на дъното на основата.

Дизайните на лампите с нажежаема жичка са много разнообразни, но разликите в потребителите са главно мощността, формата и размера на крушката и вида на основата.

При проектирането на лампи с общо предназначение е предвиден предпазител - връзка от фероникелова сплав, заварена в процепа на един от токовите проводници и разположена извън крушката на лампата - обикновено в крака. Предназначението на предпазителя е да предотврати счупването на крушката, когато нажежаемата жичка се счупи по време на работа.

Филамент

Формите на телата на нишките са много разнообразни и зависят от функционалното предназначение на лампите. Корпусът с нажежаема жичка на първите лампи е направен от въглища. В съвременните лампи те се използват почти изключително спирали от волфрам. За да се намали размерът на тялото на нишката, обикновено му се придава формата на спирала. В случай на ретро крушки, където художественият ефект е важен, спиралата се прикрепя, както се изисква за художествен ефект, например спиралата в историческите крушки на Edison се имитира. В случай на конвенционални електрически крушки, спиралата често е оформена като шестоъгълник, за да се осигури равномерно сияние.

цокъл

Форма на цокъл с резба на обикновена лампа с нажежаема жичкабеше предложено Джоузеф Уилсън Суонили, според други източници, Луис Хауърд Латимър - във фирмата Едисън. Размерите на цокъла са стандартизирани. В домакинските лампи, най-често срещаните Бази на Едисон E14, E27 и E40 (числото показва външния диаметър в mm).

САЩ и Канада използват различни цокли (това отчасти се дължи на друго напрежение в мрежите- 110 V, така че други размери на цокъла предотвратяват случайно завинтване на европейски лампи, предназначени за различно напрежение: E12 (канделабър), E17 (междинен), E26 (стандартен или среден), E39 (mogul).

Интересни факти

"Лампа за столетница"

• В Съединените щати, една от пожарните служби в Ливърмор, Калифорния, има 60-ватова ръчно изработена лампа, известна като Centennial Lamp. Той непрекъснато гори повече от 114 години, от 1901 г. Необичайно висок ресурс за лампата беше осигурен главно от работа при ниска мощност (4 вата), на дълбоко кратко разстояние, с много ниска ефективност. Включена крушкаКнига на рекордите на Гинес през 1972г. Снимките на тази конкретна крушка често се публикуват като "ретро крушка" ...
• В СССР, след прилагането на ленинския план GOELRO, лампата с нажежаема жичка получава прозвището "Крушката на Илич". В днешно време това най-често се нарича обикновена лампа с нажежаема жичка, висяща от тавана на електрически кабел без таван.
• Една обикновена крушка изисква най-малко 7 метала за изработка.

Лампата с нажежаема жичка е първото електрическо осветително устройство, което играе важна роля в човешкия живот. Тя позволява на хората да се занимават с бизнеса си, независимо от времето на деня.

В сравнение с други източници на светлина, такова устройство се характеризира с прост дизайн. Светлинният поток се излъчва от волфрамова нишка, разположена вътре в стъклена крушка, чиято кухина е изпълнена с дълбок вакуум. В бъдеще, за да се увеличи издръжливостта, вместо вакуум, в колбата започнаха да се изпомпват специални газове - така се появиха халогенни лампи. Волфрамът е топлоустойчив материал с висока точка на топене. Това е много важно, защото за да види човек сиянието, нишката трябва да е много гореща поради преминаващия през нея ток.

История на създаването

Интересното е, че първите лампи не са използвали волфрам, а редица други материали, включително хартия, графит и бамбук. Следователно, въпреки факта, че всички лаври за изобретяването и усъвършенстването на лампата с нажежаема жичка принадлежат на Едисон и Лодигин, е погрешно да се приписват всички заслуги само на тях.

Няма да пишем за неуспехите на отделни учени, но ще дадем основните насоки, в които хората от онова време са полагали усилия:

1. Намиране на най-добрия материал с нишки. Беше необходимо да се намери материал, който да е едновременно устойчив на огън и да се характеризира с висока устойчивост. Първата нишка е създадена от бамбукови влакна, които са покрити с тънък слой графит. Бамбукът действаше като изолатор, графитът - проводяща среда. Тъй като слоят беше малък, съпротивлението се увеличи значително (както е необходимо). Всичко би било наред, но дървесната основа от въглища доведе до бързо запалване.
2. След това изследователите помислили как да създадат условия за най-строг вакуум, тъй като кислородът е важен елемент за процеса на горене.
3. След това беше необходимо да се създадат разглобяеми и контактни компоненти на електрическата верига. Задачата беше сложна поради използването на слой от графит, който се характеризира с висока устойчивост, така че учените трябваше да използват благородни метали - платина и сребро. Това увеличи проводимостта на тока, но цената на продукта беше твърде висока.
4. Прави впечатление, че нишката на основата на Едисон се използва и днес - маркировка E27. Първите начини за създаване на контакт включваха запояване, но в тази ситуация днес би било трудно да се говори за бързо сменяеми крушки. И при силно нагряване такива съединения бързо биха се разпаднали.

В днешно време популярността на такива лампи пада експоненциално. През 2003 г. в Русия амплитудата на захранващото напрежение е увеличена с 5%, а днес този параметър вече е 10%. Това доведе до намаляване на живота на лампата с нажежаема жичка с 4 пъти. От друга страна, ако върнете напрежението до еквивалентна стойност надолу, тогава изходът на светлинния поток ще бъде значително намален - до 40%.

Спомнете си курса на обучение - още в училище учител по физика постави експерименти, демонстрирайки как блясъкът на лампата се увеличава с увеличаване на тока, подаван към волфрамова нишка. Колкото по-висока е силата на тока, толкова по-силно е излъчването на радиация и повече топлина.

Принцип на действие

Принципът на работа на лампата се основава на силното нагряване на нишката поради преминаващия през нея електрически ток. За да започне един твърд материал да излъчва червено сияние, температурата му трябва да достигне 570 градуса. Целзий. Излъчването ще бъде приятно за човешкото око само ако този параметър се увеличи 3-4 пъти.

Малко материали се характеризират с такава огнеупорност. Поради достъпната ценова политика изборът беше направен в полза на волфрама, чиято точка на топене е 3400 градуса. Целзий. За да се увеличи площта на излъчване на светлина, волфрамовата нишка се усуква в спирала. По време на работа може да се нагрее до 2800 градуса. Целзий. Цветната температура на такова излъчване е 2000-3000 К, което дава жълтеникав спектър - несравним с дневната светлина, но в същото време няма отрицателен ефект върху зрителните органи.

Веднъж попаднал във въздуха, волфрамът бързо се окислява и се разпада. Както бе споменато по-горе, вместо вакуум, стъклена крушка може да се напълни с газове. Говорим за инертен азот, аргон или криптон. Това позволи не само да се увеличи издръжливостта, но и да се увеличи силата на блясъка. Срокът на експлоатация се влияе от факта, че налягането на газа предотвратява изпаряването на волфрамовата нишка поради високата температура на нагряване.

структура

Конвенционалната лампа се състои от следните структурни елементи:

• колба;
• вакуум или инертен газ, изпомпван в него;
• нишка;
• електроди - токови проводници;
• куки, необходими за задържане на нишката;
• крак;
• предпазител;
• основа, състояща се от корпус, изолатор и контакт на дъното.

В допълнение към стандартните варианти на проводник, стъклен съд и клеми има лампи за специални цели. Вместо основа те използват други държачи или добавят допълнителна колба.

Предпазителят обикновено е направен от сплав от ферит и никел и се поставя в празнина на един от токовите проводници. Често се намира в крака. Основната му цел е да предпази колбата от разрушаване в случай на счупване на нишката. Това се дължи на факта, че в случай на счупване се образува електрическа дъга, която води до топене на остатъците от проводника, които попадат върху стъклената крушка. Поради високата температура може да експлодира и да причини пожар. Въпреки това в продължение на много години те доказаха ниската ефективност на предпазителите, така че започнаха да се използват по-рядко.

Колба

Стъкленият съд се използва за защита на нишката от окисляване и разрушаване. Габаритните размери на колбата се избират в зависимост от скоростта на отлагане на материала, от който е направен проводникът.

Газова среда

Ако по-рано всички лампи с нажежаема жичка, без изключение, бяха пълни с вакуум, днес този подход се използва само за източници на светлина с ниска мощност. По-мощните устройства са пълни с инертен газ. Моларната маса на газа влияе върху излъчването на топлина от нишката.

Халогените се изпомпват в колбата на халогенните лампи. Веществото, с което е покрита нишката, започва да се изпарява и да взаимодейства с халогените, разположени вътре в съда. В резултат на реакцията се образуват съединения, които отново се разлагат и веществото отново се връща на повърхността на нишката. Благодарение на това стана възможно повишаване на температурата на проводника, увеличаване на ефективността и експлоатационния живот на продукта. Освен това този подход направи възможно колбите да станат по-компактни. Недостатъкът на конструкцията е свързан с първоначално ниското съпротивление на проводника при прилагане на електрически ток.

Филамент

Формата на нажежаемата жичка може да бъде различна - изборът в полза на едното или другото е свързано със спецификата на електрическата крушка. Често те използват нишка с кръгло напречно сечение, усукана в спирала, много по-рядко - лентови проводници.

Модерна лампа с нажежаема жичка се захранва от нажежаема жичка от волфрамова или осмиево-волфрамова сплав. Вместо обикновени спирали могат да се усукват двойни и тройни спирали, което става възможно чрез многократно усукване. Последното води до намаляване на топлинното излъчване и повишаване на ефективността.

Спецификации

Интересно е да се наблюдава зависимостта на светлинната енергия и мощността на лампата. Промените не са линейни - до 75 W светлинната ефективност се увеличава, при превишаване намалява.

Едно от предимствата на такива източници на светлина е равномерното осветление, тъй като светлината се излъчва с еднакъв интензитет в почти всички посоки.

Друго предимство е свързано с пулсирането на светлината, което при определени стойности води до значителна умора на очите. Нормалната стойност се счита за коефициент на пулсиране, който не надвишава 10%. За лампите с нажежаема жичка максималният параметър достига 4%. Най-лошият показател е за продукти с мощност 40 вата.

Сред всички налични електрически осветителни тела, крушките с нажежаема жичка стават по-горещи. По-голямата част от тока се преобразува в топлинна енергия, така че устройството прилича повече на нагревател, отколкото на източник на светлина. Светлинната ефективност е в диапазона от 5 до 15%. Поради тази причина в законодателството са предписани определени норми, които забраняват, например, използването на лампи с нажежаема жичка над 100 вата.

Обикновено 60 W лампа е достатъчна за осветяване на една стая, която се характеризира с леко нагряване.

Когато се разглежда спектърът на излъчване и се сравнява с естествената светлина, могат да се направят две важни забележки: светлинният поток на такива лампи съдържа по-малко синя и повече червена светлина. Резултатът обаче се счита за приемлив и не води до умора, какъвто е случаят с източниците на дневна светлина.

Работни параметри

При работа с лампи с нажежаема жичка е важно да се вземат предвид условията за тяхното използване. Могат да се използват на закрито и на открито при температура най-малко -60 и не повече от +50 градуса. Целзий. В същото време влажността на въздуха не трябва да надвишава 98% (+20 градуса по Целзий). Устройствата могат да работят в една и съща верига с димери, предназначени да контролират изхода на светлина чрез промяна на интензитета на светлината. Това са евтини продукти, които могат да бъдат заменени независимо дори от неквалифициран човек.

Видове

Има няколко критерия за класифициране на лампи с нажежаема жичка, които ще бъдат разгледани по-долу.

В зависимост от ефективността на осветлението, лампите с нажежаема жичка са (от най-лошото до най-доброто):

• вакуум;
• аргон или азот-аргон;
• криптон;
• ксенон или халоген с инфрачервен рефлектор, инсталиран вътре в лампата, което повишава ефективността;
• с покритие, предназначено да преобразува инфрачервеното лъчение във видимия спектър.

Има много повече разновидности на лампи с нажежаема жичка, свързани с тяхното функционално предназначение и конструктивни характеристики:

1. Общо предназначение - през 70-те години. от миналия век те са били наричани "нормални лампи за осветление". Най-разпространената и многобройна категория са продуктите, използвани за общо и декоративно осветление. От 2008 г. производството на такива източници на светлина е значително намалено, което беше свързано с приемането на множество закони.
2. Декоративна цел. Колбите на такива продукти са направени под формата на изящни фигури. Най-разпространени са стъклените съдове с форма на свещ с диаметър до 35 mm и сферични (45 mm).
3. Местна среща. Те са идентични по дизайн с първата категория, но се захранват от намалено напрежение - 12/24/36/48 V. Обикновено се използват в преносими лампи и устройства, които осветяват работни маси, машини и др.
4. Осветени с цветни колби. Често мощността на продуктите не надвишава 25 W, а за оцветяване вътрешната кухина е покрита със слой от неорганичен пигмент. Много по-рядко можете да намерите източници на светлина, чиято външна част е боядисана с цветен лак. В този случай пигментът избледнява и се разпада много бързо.

1. Огледален. Колбата е направена в специална форма, която е покрита с отразяващ слой (например чрез алуминиево пръскане). Тези продукти се използват за преразпределение на светлинния поток и подобряване на ефективността на осветлението.
2. Сигнал. Те са инсталирани в осветителни продукти, предназначени да показват всякаква информация. Характеризират се с ниска мощност и са предназначени за продължителна работа. Към днешна дата почти безполезен поради наличието на светодиоди.
3. Транспорт. Друга широка категория лампи, използвани в превозните средства. Характеризират се с висока якост, устойчивост на вибрации. Използват специални цокли, които гарантират здраво закрепване и възможност за бърза смяна в тесни условия. Може да се захранва от 6V.
4. Проектор. Източници на светлина с висока мощност до 10 kW, характеризиращи се с висока светлинна ефективност. Бобината е подредена компактно, за да осигури по-добър фокус.
5. Лампи, използвани в оптични устройства - например филмова прожекция или медицинско оборудване.

Специални лампи

Има и по-специфични видове лампи с нажежаема жичка:

1. Разпределително табло - подкатегория сигнални лампи, използвани в таблата и изпълняващи функциите на индикатори. Това са тесни, продълговати и малки по размер продукти с успоредни контакти от гладък тип. Поради това те могат да бъдат поставени в копчета. Маркиран като "KM 6-50". Първото число показва напрежението, второто - ампеража (mA).
2. Perekalnaya, или фотолампа. Тези продукти се използват във фотографско оборудване за нормализиран принудителен режим. Характеризира се с висока светлинна ефективност и цветова температура, но кратък експлоатационен живот. Мощността на съветските лампи достига 500 вата. В повечето случаи колбата е матирана. Днес те практически не се използват.
3. Проекция. Използва се в шрайбпроектори. Висока яркост.

Лампа с двойна нишка се предлага в няколко разновидности:

1. За автомобили. Едната нишка се използва за къси светлини, а другата за дълги светлини. Ако разгледаме лампите за задни светлини, тогава нишките могат да се използват съответно за спирачна светлина и странична светлина. Допълнителният екран може да отсече лъчите, които в лампата за къси светлини могат да заслепят водачите на насрещно превозно средство.
2. За самолети. При светлина за кацане едната нажежаема жичка може да се използва за слаба светлина, а другата за висока светлина, но изисква външно охлаждане и кратка работа.
3. За железопътни светофари. За повишаване на надеждността са необходими две нишки - ако едната изгори, другата ще свети.

Нека продължим да разглеждаме специални лампи с нажежаема жичка:

1. Лампата за фар е сложен дизайн за движещи се обекти. Използва се в автомобилната и авиационната техника.
2. Ниска инерция. Съдържа тънка нишка. Използван е в системи за звукозапис от оптичен тип и в някои видове фототелеграфия. В днешно време се използва рядко, тъй като има по-модерни и подобрени източници на светлина.
3. Отопление. Използва се като източник на топлина в лазерни принтери и копирни машини. Лампата е с цилиндрична форма, закрепена е във въртящ се метален вал, върху който се нанася хартия с тонер. Ролката пренася топлина, което води до кървене на тонера.

ефективност

Електрическият ток в лампите с нажежаема жичка се превръща не само в светлина, видима за окото. Едната част отива на радиация, другата се трансформира в топлина, третата - в инфрачервена светлина, която не се фиксира от зрителните органи. Ако температурата на проводника е 3350 K, тогава ефективността на лампата с нажежаема жичка ще бъде 15%. Конвенционална 60 W лампа с температура 2700 K се характеризира с минимална ефективност от 5%.

Ефективността се повишава от степента на нагряване на проводника. Но колкото по-високо е нагряването на нишката, толкова по-кратък е експлоатационният живот. Например, при температура от 2700 K, крушката ще свети 1000 часа, 3400 K - много пъти по-малко. Ако увеличите захранващото напрежение с 20%, тогава сиянието ще се удвои. Това е ирационално, тъй като експлоатационният живот ще бъде намален с 95%.

Предимства и недостатъци

От една страна, лампите с нажежаема жичка са най-достъпните източници на светлина, от друга страна, те се характеризират с много недостатъци.

предимства:

• ниска цена;
• не е необходимо да се използват допълнителни устройства;
• лекота на използване;
• комфортна цветова температура;
• устойчивост на висока влажност.

недостатъци:

• чупливост - 700–1000 часа, при спазване на всички правила и препоръки за експлоатация;
• ниска светлинна мощност - ефективност от 5 до 15%;
• крехка стъклена крушка;
• възможността от експлозия при прегряване;
• висока пожарна опасност;
• колебанията на напрежението значително намаляват експлоатационния живот.

Как да увеличите експлоатационния живот

Има няколко причини, поради които животът на тези продукти може да бъде намален:

• падане на напрежението;
• механични вибрации;
• висока температура на околната среда;
• прекъсната връзка в окабеляването.

1. Изберете продукти, които са подходящи за диапазона на мрежовото напрежение.
2. Извършвайте движението стриктно в изключено състояние, защото продуктът ще се провали поради най-малките вибрации.
3. Ако лампите продължават да изгарят в същата касета, тя трябва да бъде заменена или ремонтирана.
4. Когато работите на площадка, добавете диод към електрическата верига или включете паралелно две лампи с еднаква мощност.
5. За да прекъснете захранващата верига, можете да добавите устройство за плавно превключване.

Технологиите не стоят на едно място, те се развиват непрекъснато, така че днес традиционните лампи с нажежаема жичка са заменени от по-икономични и издръжливи LED, флуоресцентни и енергоспестяващи източници на светлина. Основните причини за производството на лампи с нажежаема жичка остават наличието на по-слабо технологично развити страни, както и добре наложеното производство.

Днес можете да закупите такива продукти в няколко случая - те се вписват добре в дизайна на къща или апартамент или харесвате мекия и удобен спектър на тяхното излъчване. Технологично това са остарели продукти.

Оказва се, че тялото, нагрявано от електрически ток, може не само да излъчва топлина, но и да свети. Първите източници на светлина са функционирали именно на този принцип. Помислете как работи лампа с нажежаема жичка - най-масивното осветително тяло в света. И въпреки че в крайна сметка ще трябва да бъде напълно заменен от компактни луминесцентни (енергийно спестяващи) и LED източници на светлина, човечеството няма да може да прави без тази технология дълго време.

Дизайн на лампа с нажежаема жичка

Основният елемент на електрическата крушка е спирала от огнеупорен материал - волфрам. За да се увеличи дължината и съответно устойчивостта, тя се усуква в тънка спирала. Това не се вижда с просто око.

Спиралата е фиксирана върху носещи елементи, най-външните от които служат за свързване на краищата й към електрическата верига. Изработени са от молибден, чиято точка на топене е по-висока от температурата на нагрятата намотка. Единият от молибденовите електроди е свързан към резбовата част на основата, а другият към централната му клема.

Молибденовите държачи държат волфрамовата намотка

Въздухът се евакуира от стъклена колба. Понякога вътре се изпомпва инертен газ, като аргон или неговата смес с азот, вместо въздух. Това е необходимо за намаляване на топлопроводимостта на вътрешния обем, в резултат на което стъклото е по-малко податливо на топлина. Освен това тази мярка предотвратява окисляването на нишката. По време на производството на лампата въздухът се изпомпва през част от крушката, която след това се скрива от основата.

Принципът на работа на лампата с нажежаема жичка се основава на нагряване на нажежаемата жичка с електрически ток до температура, при която започва да излъчва светлина в околното пространство.

Лампите с нажежаема жичка могат да бъдат произведени за мощност от 15 до 750 вата. В зависимост от мощността се използват различни видове муфи с резба: E10, E14, E27 или E40. За декоративни, сигнални и подсветки лампи се използват цокъли BA7S, BA9S, BA15S. Такива продукти, когато са инсталирани, се забиват вътре в касетата и се завъртат на 90 градуса.

В допълнение към обичайната, крушовидна форма, се произвеждат и декоративни лампи, в които крушката е направена под формата на свещ, капка, цилиндър, топка.

Лампа с крушка, която няма покритие, свети с жълтеникава светлина, най-много напомняща по състав слънчева светлина. Но когато се нанесе върху вътрешната повърхност на стъклото със специални покрития, то може да стане матово, червено, жълто, синьо или зелено.

Интерес представлява устройството на огледална лампа с нажежаема жичка. Върху част от крушката му се нанася отразяващ слой. В резултат на това, поради отражение от него, светлинният поток се преразпределя в една посока.

Предимства на лампите с нажежаема жичка

Най-важният плюс в полза на използването на крушки с нажежаема жичка е простотата на тяхното производство и съответно цената. Невъзможно е да се измисли по-просто осветително тяло.

Лампите се произвеждат за широка гама от мощности и габаритни размери. Всички други съвременни източници на светлина съдържат устройства, които преобразуват захранващото напрежение до стойността, необходима за тяхната работа. Въпреки че успяват да ги набутат в стандартните габаритни размери на крушката, дизайнът става по-сложен, броят на частите в устройството се увеличава. И това не винаги подобрява показателите за разходите и надеждността. Веригата за включване на лампа с нажежаема жичка не изисква никакви допълнителни елементи.

LED лампите замениха конвенционалните от преносимите устройства: преносими източници на светлина, захранвани от батерии и акумулатори. При една и съща светлинна мощност те консумират по-малко ток, а общите размери на светодиода са дори по-малки от крушките, използвани преди това във фенерчетата. Да, и като част от гирлянди за коледни елхи, те работят по-успешно.

Струва си да се отбележи още едно предимство, присъщо на крушките с нажежаема жичка - техният спектър на луминесценция е най-близък до слънцето от този на всички други източници на изкуствена светлина. И това е голям плюс за зрението, защото е адаптиран специално към слънцето, а не към монохромни светодиоди.

Поради топлинната инерция на нагрятата нишка, светлината от нея практически не пулсира. Какво не може да се каже за излъчване от други устройства, особено луминисцентни, като се използва конвенционален дросел като баласт, а не полупроводникова верига. Да, и електрониката, особено евтината, не винаги потиска пулсациите от мрежата правилно. Това се отразява и на зрението.

Но не само здравето може да бъде увредено от пулсиращия характер на работата на полупроводниковите устройства, използвани в съвременните електрически крушки. Масовото им използване води до рязка промяна във формата на тока, консумиран от мрежата, което в крайна сметка се отразява на формата на напрежението. Той се променя толкова много по отношение на оригинала (синусоидален), че това се отразява на качеството на работата на други електрически уреди в мрежата.

Недостатъци на лампите с нажежаема жичка

Значителен недостатък на крушките с нажежаема жичка, който намалява експлоатационния им живот, е тяхната зависимост от величината на захранващото напрежение. С увеличаване на напрежението нишката се износва по-бързо. Те произвеждат лампи за различни стойности на този параметър (до 240 V), но при номиналната стойност светят по-зле.

Намаляването на напрежението води до рязка промяна в интензитета на сиянието. И още по-лошо, неговите колебания влияят на осветителното устройство; при резки скокове лампата може да изгори.

Но най-лошото е, че нажежаемата жичка е проектирана да работи дълго време в загрято състояние. При нагряване съпротивлението му се увеличава. Следователно, в момента на включване, когато нишката е студена, нейното съпротивление е много по-малко от това, при което се получава сиянието. Това води до неизбежен скок на тока в момента на запалване, което води до изпаряване на волфрама. Колкото по-голям е броят на включванията, толкова по-малко ще живее лампата.

Устройствата за мек старт или устройства, които ви позволяват да регулирате яркостта на сиянието в широк диапазон, помагат за коригиране на ситуацията.

Основният недостатък на крушките с нажежаема жичка е тяхната ниска ефективност. По-голямата част от електроенергията (до 96%) се изразходва за безполезно нагряване на околния въздух и излъчване в инфрачервения спектър. Нищо не може да се направи за това - това е принципът на лампата с нажежаема жичка.

И още нещо: стъклото на колбата е лесно да се счупи. Но за разлика от компактните луминесцентни лампи, съдържащи малко количество живачни пари вътре, счупената лампа с нажежаема жичка не заплашва собственика с нищо друго освен възможно срязване.

Халогенни лампи

Причината за изгарянето на лампа с нажежаема жичка е постепенното изпаряване на волфрама, от който е направена нишката. Става по-тънък, а след това друг скок на тока при включване го разтапя в най-тънката му точка.

Този недостатък е предназначен за премахване на халогенни лампи, пълни с бром или йодни пари. По време на горенето, изпаряващият се волфрам се комбинира с халоген. Полученото вещество не може да се отлага върху стените на колбата или други относително студени вътрешни повърхности.

В близост до нишката волфрамът се отстранява от съединението под действието на температурата и се връща на мястото си.

Използването на халогени решава друг проблем: температурата на спиралата може да се повиши, увеличавайки светлинната мощност и намалявайки размера на осветителното устройство. Следователно, със същата мощност, размерите на халогенните лампи са по-малки.

Този метал се нарича волфрам. Открит е в края на 1781 г. от шведския химик Шееле и през целия 19 век учените активно го изследват. Днес човечеството знае достатъчно, за да използва успешно волфрама и неговите съединения в различни индустрии.

Волфрамът има променлива валентност, която е свързана със специално разположение на електроните в атомните орбитали. Този метал обикновено е сребристо бял на цвят и има характерен блясък. Прилича на платина.

Волфрамът може да се припише на непретенциозни метали. Нито една алкална основа няма да го разтвори. Дори силни киселини, като солна киселина, няма да го повлияят. Поради тази причина електродите, използвани при поцинковане и електролиза, са направени от волфрам.

Волфрамови лампи и лампи с нажежаема жичка

Защо нажежаемата жичка в лампите с нажежаема жичка е направена от волфрам? Всичко е за неговите уникални физически свойства. Тук ключова роля играе точката на топене, която е около 3500 градуса по Целзий. Това е с порядък по-високо от много метали, които обикновено се използват в индустрията. Например алуминият се топи при 660 градуса.

Електрически ток, преминаващ през нишката, я загрява до 3000 градуса. Освобождава се голямо количество топлинна енергия, която се изразходва безполезно в околното пространство. От всички метали, известни на науката, само волфрамът е в състояние да издържи на такава висока температура и да не се стопи, за разлика от същия алуминий. Непретенциозността на волфрама позволява на електрическите крушки да служат в домовете доста дълго време. Въпреки това, след известно време, нажежаемата жичка се счупва и лампата се поврежда. Защо се случва това? Работата е там, че под въздействието на много висока температура по време на преминаване на ток (около 3000 градуса), волфрамът започва да се изпарява. Тънката нишка на лампата става още по-тънка с времето, докато се счупи.

За разтопяване на проба от волфрам се използва електронен лъч или аргон. Използвайки тези методи, можете лесно да нагреете метала до 6000 градуса по Целзий.

Получаване на волфрам

Доста трудно е да се получи висококачествена проба от този метал, но днес учените се справят с тази задача с блясък. Разработени са няколко уникални технологии, които правят възможно отглеждането на волфрамови монокристали, огромни волфрамови тигели (с тегло до 6 кг). Последните се използват широко за получаване на скъпи сплави.