Mnogo se priča i neosnovanih sporova oko ovog pitanja. Ko je izmislio lampu sa žarnom niti? Neki tvrde da je ovo Lodygin, drugi da je Edison. Ali sve je mnogo komplikovanije, pogledajmo hronologiju istorijskih događaja.

Postoji mnogo metoda za pretvaranje električne energije u svjetlo. To uključuje lampe lučnog principa rada, plinskog pražnjenja i one kod kojih je izvor sjaja grijaća nit. Zapravo, sijalica sa žarnom niti može se smatrati i umjetnim izvorom rasvjete, jer se za njen rad koristi efekat zagrijanog vodiča kroz koji prolazi struja. Metalna spirala ili karbonska nit najčešće djeluje kao užareni element. Osim provodnika, dizajn sijalice uključuje sijalicu, strujni vod, osigurač i postolje. Međutim, sve ovo već znamo. Ali ne tako davno bilo je vrijeme kada se nekoliko naučnika istovremeno razvijalo na polju umjetnih izvora svjetlosti i borilo se za titulu izumitelja sijalice.

Vremenska linija izuma

Čitajući cijeli članak u nastavku, vrlo je zgodno pogledati ovu tabelu:

Ako želite stvarno razumjeti, preporučujemo da pročitate članak u cijelosti.

Prve transformacije energije u svjetlost

U 18. vijeku dogodilo se značajno otkriće koje je označilo početak ogromnog niza izuma. Detektovana je električna struja. Na prijelazu narednog stoljeća, talijanski naučnik Luigi Galvani izumio je metodu za generiranje električne struje iz hemikalija - naponski stup ili galvansku ćeliju. Već 1802. godine fizičar Vasilij Petrov otkrio je električni luk i predložio da se koristi kao rasvjetni uređaj. Nakon 4 godine, kraljevsko društvo je vidjelo električnu lampu Humphreya Davyja, koja je osvijetlila prostoriju zbog varnica između ugljenih šipki. Prve lučne lampe bile su previše svijetle i skupe, što ih je činilo neprikladnim za svakodnevnu upotrebu.

Žarulja sa žarnom niti: prototipovi

Prvi razvoj rasvjetnih lampi sa užarenim elementima započeo je sredinom 19. stoljeća. Da, u 1838 Belgijski pronalazač Jobar predstavio je projekat žarulje sa žarnom niti sa karbonskim jezgrom. Iako vrijeme rada ovog uređaja nije prelazilo pola sata, to je bio dokaz tehnološkog napretka u ovoj oblasti. AT 1840 godine, Voren de la Ru, engleski astronom, proizveo je sijalicu sa platinastom spiralom, prvu lampu u istoriji elektrotehnike sa elementom sa žarnom niti u obliku spirale. Pronalazač je propuštao električnu struju kroz vakuumsku cijev s namotajem platinaste žice u njoj. Kao rezultat zagrijavanja, platina je emitirala sjajan sjaj, a gotovo potpuni nedostatak zraka omogućio je korištenje uređaja u svim temperaturnim uvjetima. Zbog visoke cijene platine u komercijalne svrhe, bilo je nelogično koristiti takvu lampu, čak i uzimajući u obzir njenu efikasnost. Međutim, u budućnosti se upravo uzorak ove žarulje počeo smatrati predkom drugih žarulja sa žarnom niti. Warren de la Rue decenijama kasnije (in 1860 -x) počeo aktivno proučavati fenomen sjaja plinskog pražnjenja pod utjecajem struje.

AT 1841 Frederick de Moleyn, Englez, patentirao je lampe, koje su bile tikvice s platinastim vlaknom ispunjenim ugljikom. Međutim, testovi koje je izvršio 1844. godine u pogledu dirigenta nisu bili okrunjeni uspjehom. To je bilo zbog brzog topljenja platinaste niti. Godine 1845. drugi naučnik, King, zamenio je platinaste užarene elemente ugljeničnim štapićima i dobio patent za svoj izum. Iste godine u inostranstvu, u SAD-u, John Starr je patentirao sijalicu sa vakuumskom sferom i ugljeničnim plamenikom.

AT 1854 Heinrich Goebel, njemački časovničar, izumio je uređaj koji se smatra prototipom modernih sijalica. Demonstrirao ga je na izložbi elektrotehnike u Sjedinjenim Državama. Bila je to vakuumska žarulja sa žarnom niti, koja je zaista bila pogodna za upotrebu u raznim uvjetima. Heinrich je predložio korištenje bambusove niti koja je bila ugljenisana kao izvor svjetlosti. Umjesto boce, naučnik je uzeo jednostavne boce toaletne vode. Vakum u njima nastao je dodavanjem i izlivanjem žive iz tikvice. Nedostatak izuma je bila prevelika krhkost i vrijeme rada od samo nekoliko sati. Tokom godina aktivnog istraživačkog života, Goebel nije mogao steći dužno priznanje u društvu, ali je u 75. godini prozvan izumiteljem prve praktične žarulje sa žarnom niti na bazi ugljične niti. Inače, upravo je Goebel prvi koristio rasvjetna tijela u reklamne svrhe: vozio se po New Yorku na kolicima ukrašenim sijalicama. Na invalidska kolica je postavljena špijunska stakla koja je privlačila pažnju izdaleka, kroz koju je naučnik uz naknadu dozvolio da gleda u zvjezdano nebo.

Prvi rezultati

Najefikasnije rezultate na polju dobijanja vakuumske sijalice postigao je poznati hemičar i fizičar iz Engleske - Joseph Swan (Swan). AT 1860 Godine dobio je patent za svoj izum, iako lampa nije dugo radila. To je bilo zbog upotrebe karbonskog papira - brzo se pretvorio u mrvice nakon spaljivanja.

Sredinom 70-ih. U 19. veku, paralelno sa Labudom, ruski naučnik je takođe patentirao nekoliko izuma. Izumio je izvanredni naučnik i inženjer Aleksandar Lodigin 1874 žarulja sa žarnom niti koja je koristila karbonsku šipku za grijanje. Počeo je eksperimente na proučavanju rasvjetnih uređaja 1872. godine, dok je bio u Sankt Peterburgu. Kao rezultat toga, zahvaljujući bankaru Kozlovu, osnovano je društvo za rad sijalica na ugalj. Za svoj izum, naučnik je dobio nagradu na Akademiji nauka. Ove lampe su se odmah počele koristiti za uličnu rasvjetu i zgradu Admiraliteta.

Aleksandar Nikolajevič Lodigin

Lodygin je također bio prvi koji je došao na ideju korištenja volframovih ili molibdenskih niti uvijenih u spiralu. To 1890 -m god. Lodygin je imao na rukama nekoliko vrsta lampi sa žarnom niti od različitih metala. Predložio je ispumpavanje zraka iz sijalice kako bi proces oksidacije bio sporiji, a samim tim i vijek trajanja lampe bio duži. Prva komercijalna lampa sa spiralnim volframovim vlaknom u Americi je naknadno proizvedena prema Lodyginovom patentu. Čak je izumio i plinske sijalice punjene karbonskim vlaknima i dušikom.

Lodyginova ideja 1875 godine poboljšao drugi ruski mehaničar-pronalazač Vasilij Didrikhson. Ugljevlje je proizvodio ugljenisanjem drvenih cilindara u grafitnim loncima. On je bio taj koji je prvi uspio da ispumpa zrak i ugradio je više od jednog navoja u sijalicu kako bi došlo do zamjene kada pregori. Takva lampa je proizvedena pod upravom Kohna, a velika prodavnica platna i podvodni kesoni počeli su da je osvetljavaju tokom izgradnje mosta u Sankt Peterburgu. Godine 1876. lampu je poboljšao Nikolaj Pavlovič Buligin. Naučnik je usijao samo jedan kraj uglja, koji se neprestano kretao napred u procesu sagorevanja. Međutim, uređaj je bio složen i skup.

AT 1875-76 gg. Inženjer elektrotehnike Pavel Yablochkov, stvarajući električnu svijeću, otkrio je da kaolin (vrsta bijele gline) dobro provodi struju pod utjecajem visoke temperature. Izumio je kaolinsku sijalicu sa žarnom niti napravljenom od odgovarajućeg materijala. Posebnost ove lampe je činjenica da za njen rad nije bilo potrebno stavljati kaolinsku nit u vakumsku tikvicu - ona je ostala u funkciji kada je u kontaktu sa vazduhom. Stvaranju sijalice prethodio je dug rad naučnika na lučnim sijalicama u Parizu. Jednom je Jabločkov posetio lokalni kafić i, gledajući kako konobar postavlja pribor za jelo, došao je na novu ideju. Odlučio je postaviti karbonske elektrode paralelno jedna s drugom, a ne horizontalno. Istina, postojala je opasnost da izgori ne samo luk, već i provodne stezaljke. Dilema je riješena dodavanjem izolatora koji je postepeno izgarao nakon elektroda. Ovaj izolator je postao bijela glina. Da bi sijalica zasvetlila, između elektroda je postavljen kratkospojnik od uglja, a neravnomerno sagorevanje samih elektroda je minimalizovano korišćenjem alternatora.

Yablochkov je demonstrirao svoj izum na tehnološkoj izložbi u Londonu 1876 godine. Godinu dana kasnije, jedan od Francuza, Deneyruz, osnovao je dioničko društvo za proučavanje Yablochkovljevih svjetlosnih tehnologija. Sam naučnik nije vjerovao u budućnost žarulje sa žarnom niti, ali Jabločkovove električne svijeće bile su veoma popularne. Uspjeh je osiguran ne samo niskom cijenom, već i vremenom gorenja od 1,5 sata. Zahvaljujući ovom izumu, pojavili su se lampioni sa zamjenom svijeća, a ulice su počele biti znatno bolje osvijetljene. Istina, nedostatak takvih svijeća bio je prisustvo samo promjenjivog toka svjetlosti. Nešto kasnije, fizičar iz Njemačke, Walter Nernst, razvio je sijalicu istog principa, ali je užarenu nit napravio od magnezija. Lampa se palila tek nakon što se žarna nit zagrijala, za šta su prvo korištene šibice, a zatim električni grijači.

Borba za patente

Do kraja 1870-ih. svoj istraživački rad započeo je izvanredni inženjer i pronalazač Thomas Edison, koji je živio u SAD-u. U procesu stvaranja lampe, isprobao je različite metale za filamente. U početku je naučnik vjerovao da bi rješenje problema električnih sijalica moglo biti zbog njihovog automatskog gašenja na visokim temperaturama. Ali ova ideja nije uspjela, jer je stalno gašenje hladne lampe rezultiralo samo treperavim zračenjem koje nije bilo konstantno. Postoji verzija da je krajem 70-ih. Poručnik ruske flote Khotinski donio je nekoliko Lodyginovih sijalica sa žarnom niti i pokazao ih Edisonu, što je utjecalo na njegov daljnji razvoj.

Ne zadržavajući se na svojim dostignućima u Engleskoj, Joseph Swan, u to vrijeme već poznat u naučnim krugovima, patentirao je lampu s karbonskim vlaknima 1878. godine. Postavljen je u razrijeđenu atmosferu s kisikom, tako da je svjetlost ispala vrlo sjajna. Godinu dana kasnije, električna rasvjeta se pojavila u većini kuća u Engleskoj.

Thomas Alva Edison

U međuvremenu, Thomas Edison je unajmio Francisa Uptona da radi u njegovoj laboratoriji. Zajedno s njim materijali su se počeli preciznije testirati, a pažnja je bila usmjerena na nedostatke prethodnih patenata. Godine 1879. Edison je patentirao sijalicu sa platinastim postoljem, a godinu dana kasnije naučnik je stvorio lampu sa karbonskim vlaknima i neprekidnim radom 40 sati. Tokom svog rada, Amerikanac je proveo 1,5 hiljada testova i bio je u mogućnosti da napravi rotacioni prekidač kućnog tipa. U principu, Thomas Edison nije napravio nikakve nove izmjene na Lodyginovoj električnoj sijalici. Samo je iz njegove staklene sfere ispumpana velika količina zraka pomoću karbonske niti. Što je još važnije, američki naučnik je razvio supersistem za sijalicu, izumeo bazu sa šrafom, uložak i osigurače, a potom organizovao masovnu proizvodnju.

Novi izvori svjetlosti mogli su istisnuti plin, a sam izum se neko vrijeme zvao Edison-Swan lampa. 1880. Thomas je uspostavio najprecizniju vrijednost vakuuma, što je stvorilo najstabilniji prostor bez zraka. Vazduh je evakuisan iz sijalice pomoću živine pumpe.

Do kraja 1880. bambusova vlakna u sijalicama mogla su gorjeti oko 600 sati. Ovaj materijal iz Japana prepoznat je kao najbolja ugljikova komponenta organskog tipa. Budući da su bambusove niti bile prilično skupe, Edison je predložio da se prave od pamučnih vlakana obrađenih na posebne načine. Prve kompanije koje su gradile velike električne sisteme osnovane su u Njujorku 1882. Tokom ovog perioda, Edison je čak tužio Swana zbog kršenja autorskih prava. Ali na kraju, naučnici su stvorili zajedničko preduzeće pod nazivom Edison-Swan United, koje je brzo izraslo u svetskog lidera u proizvodnji električnih sijalica.

Tomas Edison je tokom svog života uspeo da dobije 1093 patenta. Među njegovim poznatim izumima: fonograf, kinetoskop, telefonski predajnik. Jednom su ga pitali nije li šteta pogriješiti 2.000 puta prije nego što stvori sijalicu. Naučnik je odgovorio: "Nisam pogrešio, ali sam otkrio 1999 načina kako ne napraviti sijalicu."

Metalni filamenti

Krajem 1890-ih Stižu nove sijalice. Dakle, Walter Nernst je predložio izradu užarenih niti od posebne legure, koja je uključivala okside magnezija, itrijuma, torija i cirkonija. U Auer lampi (Karl Auer von Welsbach, Republika Austrija) osmijumska nit je djelovala kao emiter svjetlosti, a u Bolton i Feuerlein lampi tantalna nit. Aleksandar Lodygin je 1890. godine patentirao lampu sa žarnom niti, u kojoj je korištena volframova nit koja se brzo zagrijava (korišteno je nekoliko vatrostalnih metala, ali je volfram, prema rezultatima istraživanja, imao najbolje performanse). Važno je napomenuti da je 16 godina kasnije prodao sva prava na svoj revolucionarni izum industrijskom gigantu General Electric, kompaniji koju je osnovao veliki Thomas Edison.

Međutim, u povijesti elektrotehnike poznata su dva patenta za volframovu lampu - 1904. godine duet znanstvenika Sandora Yusta i Franje Hanamana registrirao je izum sličan Lodyginovom. Godinu dana kasnije, Austro-Ugarska je započela masovnu proizvodnju ovih lampi. Kasnije je General Electric počeo proizvoditi sijalice s inertnim plinovima. Naučnik iz ove organizacije, Irving Langmuir, uspio je 1909. godine modernizirati Lodyginov izum dodavanjem argona kako bi produžio vijek trajanja i povećao izlaz svjetlosti.

Godine 1910. William Coolidge je poboljšao industrijsku proizvodnju volframovih niti, nakon čega je počela proizvodnja svjetiljki ne samo sa žarnim elementom u obliku spirale, već iu obliku cik-cak, dvostruke i trostruke spirale.

Daljnji izumi

• Od nastanka prvih rasvjetnih električnih uređaja, svojstva sijalica na plinsko pražnjenje su se stalno proučavala, ali sve do početka 20. vijeka naučnici nisu pokazivali malo zanimanja za njih. Primjer je činjenica da su prvi primitivni prototipovi živinih svjetiljki konstruirani u Britaniji još 1860-ih, ali je Peter Hewitt izumio živinu lampu niskog pritiska tek 1901. godine. Pet godina kasnije u proizvodnju su ušli analozi visokog pritiska. A 1911. godine Georges Claudy, hemijski inženjer iz Francuske, pokazao je svijetu neonsku sijalicu, koja je odmah postala centar pažnje svih oglašivača.
• U 1920-40-im godinama. izumljene su natrijumske, fluorescentne i ksenonske sijalice. Neki od njih počeli su se masovno proizvoditi čak i za kućnu upotrebu. Do danas je poznato oko 2 hiljade vrsta izvora svjetlosti.
• U SSSR-u je izraz "Iljičeva sijalica" postao kolokvijalni naziv za lampu sa žarnom niti. Upravo je ovaj idiom postao domaći seljacima i kolektivnim farmerima tokom ere univerzalne elektrifikacije. Godine 1920. Vladimir Lenjin je posjetio jedno od sela kako bi pokrenuo elektranu i tada se pojavio popularni izraz. Međutim, u početku se ovaj izraz koristio za označavanje plana za elektrifikaciju poljoprivrede, gradova i sela. Iljičeva lampa je bila patrona, slobodno okačena žicom sa plafona i visila dole bez plafona. Dizajn patrone je također uključivao prekidač, a ožičenje je položeno na otvoren način duž zidova.
• LED lampe su razvijene 60-ih godina. za industrijske svrhe. Imali su malu snagu i nisu mogli dobro osvijetliti prostor. Međutim, danas se upravo ovaj smjer smatra najperspektivnijim.
• 1983. godine pojavile su se kompaktne fluorescentne sijalice. Njihov izum bio je posebno važan u kontekstu potrebe za uštedom električne energije. Osim toga, ne zahtijevaju dodatnu opremu za pokretanje i odgovaraju standardnim utičnicama sa žarnom niti.
• Ne tako davno, dvije kompanije iz Amerike odjednom su kreirale fluorescentne lampe za potrošače sa mogućnošću pročišćavanja zraka i uklanjanja neugodnih mirisa. Njihova površina je prekrivena titan dioksidom, koji kada se ozrači, pokreće fotokatalitičku reakciju.

Video kako se prave žarulje sa žarnom niti u starim fabrikama.

Moderne tehnologije u rasvjeti značajno su proširile, ali u isto vrijeme zakomplikovale izbor sijalica za kućnu upotrebu. Ako se ranije u 90% stanova, osim običnih sijalica sa žarnom niti od 40 do 100W, nalazilo malo toga, danas postoji veliki broj varijanti i tipova rasvjetnih lampi.

Kupnja odgovarajuće vrste lampe za lampu u trgovini nije tako lak zadatak.
Šta želite od visokokvalitetne rasvjete na prvom mjestu:

• udobnost za oči

• uštede energije

• bezopasna upotreba

Tip postolja

Prije kupovine sijalice, prvo je važno odrediti vrstu postolja koja vam je potrebna. Većina kućnih rasvjetnih tijela koristi dvije vrste šrafova:

Razlikuje se prema prečniku. Brojevi u oznaci i označavaju njegovu veličinu u milimetrima. To jest, E-14=14mm, E-27=27mm. Postoje i adapteri za lampe sa jedne lampe na drugu.

Ako su stropne svjetiljke lustera male, ili lampa ima neke specifičnosti, tada se koristi pin baza.

Označava se slovom G i brojem koji označava udaljenost u milimetrima između igle.
Najčešći su:

• G5.3 - koji se jednostavno ubacuju u grlo lampe
• GU10 - prvo umetnut, a zatim okrenut za četvrtinu okreta

Reflektori koriste bazu R7S. Može biti i za halogene i za LED sijalice.

Snaga lampe se bira na osnovu ograničenja rasvjetnog uređaja u koji će biti ugrađena. Informacije o tipu postolja i ograničenju snage korišćene lampe možete videti:

• na kutiji kupljene lampe
• na plafonu već ugrađenog
• ili na samoj sijalici

Oblik pljoske

Sljedeća stvar na koju treba obratiti pažnju je oblik i veličina tikvice.

Boca s navojnom bazom može imati:

Kruškoliki su označeni nomenklaturom - A55, A60; lopta - slovo G. Brojevi odgovaraju prečniku.
Svijeće su označene latiničnim slovom - C.

Tikvica sa iglom ima oblik:

• mala kapsula
• ili ravni reflektor

Standardi osvetljenja

Jačina osvjetljenja je individualni koncept. Međutim, opšte je prihvaćeno da je za svakih 10m2 sa visinom plafona od 2,7m potrebno minimalno osvetljenje ekvivalentno 100W.

Osvetljenost se meri u luksima. Šta je ovo jedinica? Jednostavnim riječima, kada 1 lumen osvjetljava 1m2 površine prostorije, onda je to 1 lux.

Za različite sobe pravila su različita.

Osvetljenje zavisi od mnogih parametara:

• udaljenost od izvora svjetlosti
• okolne zidne boje
• refleksije svjetlosnog toka od stranih tijela

Osvjetljenje je vrlo lako izmjeriti pomoću poznatih pametnih telefona. Dovoljno je preuzeti i instalirati poseban program. Na primjer - Luxmeter (link)

Istina, takvi programi i telefonske kamere obično lažu u usporedbi s profesionalnim lux mjeračima. Ali za domaće potrebe to je više nego dovoljno.

Sijalice sa žarnom niti i halogene sijalice

Klasično i najjeftinije rješenje za osvjetljenje stana je poznata žarulja sa žarnom niti ili njena halogena verzija. Ovisno o vrsti baze, ovo je najpovoljnija kupovina. Sijalice sa žarnom niti i halogene sijalice daju ugodno toplo svjetlo bez treperenja i ne emituju nikakve štetne tvari.

Međutim, halogenim lampama se ne preporučuje dodirivanje sijalice rukama. Stoga se moraju spakovati u posebnu vreću.

Kada gori halogena lampa, ona se zagreva do veoma visoke temperature. A ako masnim rukama dodirnete njenu žarulju, tada će se na njoj stvoriti preostali napon. Kao rezultat toga, spirala u njemu će izgorjeti mnogo brže, čime se smanjuje njezin vijek trajanja.

Osim toga, vrlo su osjetljivi na udare struje i zbog toga često pregore. Stoga se spajaju sa uređajima za meki start ili povezuju preko dimmera.

Halogene lampe se uglavnom proizvode za rad iz jednofazne mreže napona od 220-230 volti. Ali postoje i niskonaponski 12 volti koji zahtijevaju povezivanje preko transformatora za odgovarajuću vrstu svjetiljke.

Halogena lampa sija jače od uobičajene, za oko 30%, a troši istu snagu. To se postiže činjenicom da sadrži mješavinu inertnih plinova.

Osim toga, tokom rada, čestice volframovih elemenata vraćaju se natrag u filament. U konvencionalnoj lampi dolazi do postepenog isparavanja tokom vremena i te čestice se talože na sijalici. Sijalica se zatamni i radi upola manje od halogene.

Prikaz boja i svjetlosni tok

Prednost konvencionalnih žarulja sa žarnom niti je dobar indeks prikaza boja. Šta je to?
Grubo govoreći, ovo je pokazatelj koliko svjetlosti blizu Sunca sadrži raspršeni tok.

Na primjer, kada noću ulice obasjavaju natrijumove i živine lampe, nije sasvim jasno koje su boje automobili i odjeća ljudi. Budući da ovi izvori imaju loš indeks prikaza boja - u području od 30 ili 40%. Ako uzmemo žarulju sa žarnom niti, onda je ovdje indeks već više od 90%.

Sada u maloprodajnim objektima nije dozvoljena prodaja i proizvodnja sijalica sa žarnom niti snage preko 100W. Ovo se radi iz razloga očuvanja prirodnih resursa i uštede energije.

Neki i dalje pogrešno biraju lampe na osnovu natpisa o snazi ​​na pakovanju. Zapamtite da ova brojka ne pokazuje koliko jako sija, već samo koliko električne energije troši iz mreže.

Glavni indikator ovdje je svjetlosni tok koji se mjeri u lumenima. Na njega morate obratiti pažnju prilikom odabira.

Budući da su se mnogi od nas ranije fokusirali na popularnu snagu od 40-60-100W, proizvođači modernih ekonomičnih lampi uvijek na pakovanju ili u katalozima navode da njihova snaga odgovara snazi ​​obične žarulje sa žarnom niti. Ovo je učinjeno isključivo radi pogodnosti po vašem izboru.

Luminescentno - štedi energiju

Fluorescentne sijalice imaju dobar nivo uštede energije. Unutar njih je cijev od koje je napravljena tikvica obložena fosfornim prahom. Ovo daje sjaj 5 puta jači od žarulja sa žarnom niti iste snage.

Luminescentne nisu baš ekološki prihvatljive zbog taloženja žive i fosfora u njima. Stoga zahtijevaju pažljivo odlaganje kroz određene organizacije i kontejnere za prijem rabljenih sijalica i baterija.

Takođe imaju efekat treperenja. To je lako provjeriti, samo pogledajte njihov sjaj na displeju kroz kameru pametnog telefona. Upravo iz tog razloga nije preporučljivo takve sijalice postavljati u stambene prostore u kojima se stalno nalazite.

LED

LED lampe i svjetiljke raznih oblika i dizajna imaju široku primjenu u različitim područjima života.

Njihove prednosti:

• otpornost na termičko preopterećenje
• mali uticaj na pad napona
• jednostavnost montaže i upotrebe
• visoka pouzdanost pod mehaničkim opterećenjem. Minimalni rizik da će se slomiti kada se ispusti.

LED lampe se vrlo malo zagrijavaju tokom rada i stoga imaju plastično svjetlosno tijelo. Zahvaljujući tome, mogu se koristiti tamo gdje se drugi ne mogu instalirati. Na primjer, u rastezljivim stropovima.

Uštede energije za LED diode su značajnije nego za luminiscentne i one koje štede energiju. Oni troše oko 8-10 puta manje od žarulja sa žarnom niti.

Ako grubo uzmemo prosječne parametre za snagu i svjetlosni tok, onda možemo dobiti sljedeće podatke:

Ovi rezultati su približni i u stvarnosti će se uvijek razlikovati, jer mnogo ovisi o naponu, marki proizvođača i mnogim drugim parametrima.

Na primjer, u Sjedinjenim Državama u jednoj vatrogasnoj stanici još uvijek gori obična sijalica sa žarnom niti, stara već više od 100 godina. Napravljena je čak i posebna stranica na kojoj preko web kamere, online, možete je gledati.

Svi čekaju da izgori da bi zabilježili ovaj istorijski trenutak. Mozes da vidis.

Svjetlosni tok

Kako ne bi tražili nejasne brojeve i brzo razlikovali vrijednost svjetlosnog toka, proizvođači često stavljaju vizualne kodove boja na ambalažu:

Upravo to je njegova karakteristika i prednost, koja se široko koristi u otvorenim čvorovima.

Na primjer, ako govorimo o kristalnim lusterima, onda kada se u njemu koristi obična LED lampa, zbog svoje mat površine, kristal se neće "igrati" i neće svjetlucati. Sjaji i odbija svjetlost samo usmjerenim snopom.

U ovom slučaju, luster ne izgleda baš bogato. Upotreba filamenta u njima otkriva sve prednosti i svu ljepotu takve lampe.

Ovo su sve glavne vrste rasvjetnih lampi koje se široko koriste u stanu i stambenoj zgradi. Odaberite opciju koja vam je potrebna prema gore navedenim karakteristikama i preporukama i opremite svoj dom pravilno i udobno.

Dodajte web lokaciju u oznake

Kada se pojavila prva sijalica sa žarnom niti?

1809. Englez Delarue gradi prvu lampu sa žarnom niti (sa platinastom spiralom). 1838. Belgijanac Jobar izume lampu sa žarnom niti. Godine 1854. Nijemac Heinrich Göbel razvio je prvu "modernu" lampu - ugljenisanu bambusovu nit u evakuiranoj posudi. U narednih 5 godina razvio je ono što mnogi nazivaju prvom praktičnom lampom. Godine 1860. engleski hemičar i fizičar Joseph Wilson Swan pokazao je prve rezultate i dobio patent, ali su poteškoće u dobivanju vakuuma dovele do činjenice da Swanova lampa nije radila dugo i neefikasno.

Dana 11. jula 1874. ruski inženjer Aleksandar Nikolajevič Lodigin dobio je patent broj 1619 za lampu sa žarnom niti. Kao filament koristio je karbonsku šipku postavljenu u evakuiranu posudu.

Godine 1875. V. F. Didrikhson je poboljšao Lodyginovu lampu tako što je ispumpao zrak iz nje i koristeći nekoliko dlačica u lampi (ako je jedna od njih izgorjela, sljedeća se automatski uključila).

Engleski pronalazač Joseph Wilson Swan dobio je britanski patent 1878. za lampu od karbonskih vlakana. U njegovim lampama, vlakno je bilo u atmosferi razrijeđenog kisika, što je omogućilo dobivanje vrlo jakog svjetla.

U drugoj polovini 1870-ih, američki izumitelj Thomas Edison vodio je istraživački rad u kojem je isprobao različite metale kao konac. Godine 1879. patentirao je platinastu lampu sa žarnom niti. Godine 1880. vratio se karbonskim vlaknima i stvorio lampu sa životnim vijekom od 40 sati. U isto vrijeme, Edison je izumio kućni rotacioni prekidač. Unatoč tako kratkom vijeku trajanja, njegove lampe zamjenjuju do tada korištenu plinsku rasvjetu.

1890-ih, A. N. Lodygin izumio je nekoliko tipova lampi sa nitima od vatrostalnih metala. Lodygin je predložio korištenje volframovih niti u lampama (ovo su one koje se koriste u svim modernim lampama) i molibdena i uvijanje niti u obliku spirale. Napravio je prve pokušaje da ispumpa zrak iz lampe, što je spriječilo oksidaciju niti i višestruko produžilo njihov vijek trajanja. Prva američka komercijalna lampa s volframovim vlaknom naknadno je proizvedena pod Lodyginovim patentom. Izrađivao je i lampe punjene plinom (sa karbonskom niti i dušičnim punjenjem).

Od kasnih 1890-ih pojavile su se lampe sa žarnom niti od magnezijum oksida, torijuma, cirkonija i itrijuma (Nernst lampa) ili žarnom niti od metalnog osmijuma (Auer lampa) i tantala (Bolton i Feuerlein lampa). Godine 1904. Mađari dr. Sandor Yust i Franjo Hanaman dobili su patent br. 34541 za upotrebu volframove niti u lampama. U Mađarskoj su proizvedene prve takve lampe koje su ušle na tržište preko mađarske kompanije Tungsram 1905. Godine 1906. Lodygin je prodao patent za volframovu nit kompaniji General Electric.

Iste 1906. godine u SAD je izgradio i pustio u rad postrojenje za elektrohemijsku proizvodnju volframa, hroma i titanijuma. Zbog visoke cijene volframa, patent nalazi samo ograničenu primjenu. Godine 1910. William David Coolidge izume poboljšanu metodu za proizvodnju volframove niti. Nakon toga, volframova nit istiskuje sve druge vrste filamenata.

Preostali problem s brzim isparavanjem filamenta u vakuumu riješio je američki naučnik, poznati specijalista u oblasti vakuumske tehnologije, Irving Langmuir, koji je, radeći od 1909. u General Electricu, uveo u proizvodnju punjenje sijalice s inertnim, tačnije, teškim plemenitim plinovima (posebno argonom), što je značajno produžilo njihovo vrijeme rada i povećalo izlaz svjetlosti.

efikasnost i trajnost

Gotovo sva energija dovedena u lampu pretvara se u zračenje. Gubici zbog provođenja topline i konvekcije su mali. Za ljudsko oko, međutim, dostupan je samo mali raspon valnih dužina ovog zračenja. Glavni dio zračenja leži u nevidljivom infracrvenom opsegu i percipira se kao toplina.

Efikasnost žarulja sa žarnom niti dostiže svoju maksimalnu vrijednost od 15% na temperaturi od oko 3400 K. Na praktično dostižnim temperaturama od 2700 K (tipična lampa od 60 W), efikasnost je 5%.

Kako temperatura raste, efikasnost žarulje sa žarnom niti se povećava, ali je njena trajnost značajno smanjena. Na temperaturi filamenta od 2700 K, životni vek lampe je približno 1000 sati, na 3400 K samo nekoliko sati, uz povećanje napona od 20%, sjaj se udvostručuje. U isto vrijeme, vijek trajanja je smanjen za 95%.

Smanjenje napona napajanja, iako smanjuje efikasnost, ali povećava trajnost. Dakle, snižavanje napona za pola (kada je spojeno u seriju) smanjuje efikasnost za oko 4-5 puta, ali produžava vijek trajanja za skoro hiljadu puta. Ovaj efekat se često koristi kada je potrebno obezbediti pouzdano osvetljenje u slučaju nužde bez posebnih zahteva za osvetljenjem, na primer u stepeništu. Često se za to, kada se napaja naizmjeničnom strujom, lampa spaja u seriju s diodom, zbog čega struja teče u lampu samo tokom pola perioda.

Budući da je trošak žarulje sa žarnom niti koja se troši tokom vijeka trajanja električne energije deset puta veći od cijene same žarulje, postoji optimalni napon pri kojem je trošak svjetlosnog toka minimalan. Optimalni napon je nešto veći od nominalnog napona, tako da su načini povećanja trajnosti smanjenjem napona napajanja apsolutno neisplativi sa ekonomske tačke gledišta.

Ograničeni vijek trajanja žarulje sa žarnom niti je u manjoj mjeri zbog isparavanja materijala niti tokom rada, a u većoj mjeri zbog nehomogenosti koje nastaju u niti. Neravnomjerno isparavanje filamentnog materijala dovodi do pojave tankih područja sa povećanim električnim otporom, što dovodi do još većeg zagrijavanja i isparavanja materijala na takvim mjestima. Kada jedno od ovih suženja postane toliko tanko da se materijal sa žarnom niti u tom trenutku topi ili potpuno ispari, struja se prekida i lampa prestaje.

Najveće trošenje filamenta nastaje kada se napon dovede na lampu naglo, pa je moguće značajno produžiti njen vijek trajanja korištenjem raznih vrsta uređaja za meki start.

Volframova nit ima otpornost na hladnoću koja je samo 2 puta veća od otpornosti aluminijuma. Kada lampa pregori, često se dešava da pregore bakarne žice koje povezuju kontakte baze sa spiralnim držačima. Dakle, konvencionalna lampa od 60 W u trenutku uključivanja troši preko 700 W, a lampa od 100 W troši više od kilovata. Kako se spirala zagrijava, njen otpor raste, a snaga pada na nominalnu vrijednost.

Da bi se izjednačila vršna snaga, mogu se koristiti termistori sa jakim otporom koji pada dok se zagrijavaju, reaktivni balast u obliku kapacitivnosti ili induktivnosti, dimeri (automatski ili ručni). Napon na lampi se povećava kako se spirala zagrijava i može se koristiti za ranžiranje balasta sa automatikom. Bez isključivanja balasta, lampa može izgubiti od 5 do 20% snage, što također može biti korisno za povećanje resursa.

Niskonaponske žarulje sa žarnom niti iste snage imaju duži vijek trajanja i svjetlosnu snagu zbog većeg poprečnog presjeka tijela sa žarnom niti. Stoga je u višelampaljskim svetiljkama (lusteri) preporučljivo koristiti serijski priključak sijalica za niži napon umjesto paralelnog povezivanja sijalica za mrežni napon. Na primjer, umjesto šest paralelno povezanih sijalica od 220V 60W, koristite šest sijalica od 36V 60W povezanih serijski, odnosno zamijenite šest tankih spirala jednom debelom.

Vrste lampi

Žarulje sa žarnom niti dijele se na (poređane po povećanju efikasnosti):

• vakuum (najjednostavniji);
• argon (azot-argon);
• kripton (približno + 10% svjetline od argona);
• ksenon (2 puta svjetliji od argona);
• halogen (punilo I ili Br, 2,5 puta svjetlije od argona, dug vijek trajanja, ne vole nedovoljno kuhanje, jer halogen ciklus ne radi);
• halogen sa dve tikvice (efikasniji ciklus halogena zbog boljeg zagrevanja unutrašnje tikvice);
• ksenon-halogen (punilo Xe + I ili Br, najefikasnije punilo, do 3 puta svjetlije od argona);
• ksenon-halogen sa IR reflektorom (s obzirom da je većina zračenja lampe u IR opsegu, refleksija IR zračenja u lampu značajno povećava efikasnost; napravljene su za lovačke lampe);
• žarulja sa premazom koji pretvara infracrveno zračenje u vidljivi opseg. Razvijaju se lampe sa visokotemperaturnim fosforom, koji, kada se zagreju, emituju vidljivi spektar.

Definicija
- izvor svjetlosti koji pretvara energiju električne struje koja prolazi kroz spiralu lampe u toplinu i svjetlost. Prema fizičkoj prirodi razlikuju se dvije vrste zračenja: toplinsko i luminiscentno.
Toplotno zračenje je emitovana svetlost
prilikom zagrevanja tela. Sjaj električnih žarulja sa žarnom niti temelji se na korištenju toplinskog zračenja.

Prednosti i nedostaci

Prednosti sijalica sa žarnom niti:
kada se uključe, pale gotovo trenutno;
male su veličine;
njihova cijena je niska.

Glavni nedostaci žarulja sa žarnom niti:
lampe imaju zasljepljujuću svjetlinu, što negativno utječe na ljudski vid, stoga zahtijevaju korištenje odgovarajućih armatura koje ograničavaju odsjaj;
imaju kratak vijek trajanja (oko 1000 sati);
Vijek trajanja svjetiljki značajno se smanjuje povećanjem napona napajanja.

Svetlosna efikasnostžarulje sa žarnom niti, definiran kao omjer snage zraka vidljivog spektra i snage potrošene iz električne mreže, vrlo je mali i ne prelazi 4%.

Dakle, glavni nedostatak žarulja sa žarnom niti je slaba svjetlost. Uostalom, samo neznatan dio električne energije koju troše pretvara se u energiju vidljivog zračenja, a ostatak energije pretvara se u toplinu koju emituje lampa.

Princip rada.

Princip rada žarulja sa žarnom niti zasniva se na pretvaranju električne energije koja prolazi kroz nit u svjetlo. Temperatura zagrijane niti dostiže 2600 ... 3000 "C. Ali žarna nit lampe se ne topi, jer tačka topljenja volframa (3200 ... 3400 ° C) prelazi temperaturu žarne niti. Spektar žarne niti lampe se razlikuje od spektra dnevne svjetlosti po prevlasti žutih i crvenih zraka spektra.
Boce žarulja sa žarnom niti se evakuiraju ili pune inertnim plinom, u kojem volframova nit nije oksidirana: dušikom; argon; kripton; mješavina azota, argona, ksenona.

Uređaj i rad sijalica sa žarnom niti

Lampa sa žarnom niti (sl.) svijetli jer se nit od vatrostalne volframove žice zagrijava strujom koja prolazi kroz nju. Kako bi se spriječilo da spirala brzo izgori, iz staklenog cilindra se ispumpava zrak ili se cilindar puni inertnim plinom. Spirala je fiksirana na elektrodama. Jedan od njih je zalemljen na metalnu navlaku baze, drugi na metalnu kontaktnu ploču. Razdvojeni su izolacijom. Jedna od žica je spojena na baznu čahuru, a druga na kontaktnu ploču, kao što je prikazano na sl. Tada je struja, savladavajući električni otpor NITI, zagrijava.

Oznake žarulja sa žarnom niti

U oznaci žarulja sa žarnom niti, slova znače: B - vakuum; G - punjeni gasom; B - bispiralni; BK - bispiralni kripton (ima povećanu svjetlosnu snagu i manje dimenzije u odnosu na lampe C, B i G, ali košta više); DB - difuzno (sa mat reflektirajućim slojem unutar sijalice); MO - lokalna rasvjeta.

Nakon slova slijede dvije grupe brojeva. Oni označavaju raspon napona i snagu lampe.

Primjer. "V 220 ... 230-25" znači napon 220 ... 230 V, snaga 2-5 W. Oznaka može sadržavati i datum proizvodnje svjetiljke, na primjer, IX 2005.

Lampe snage do 150 W proizvode se: u bezbojnim prozirnim cilindrima (svjetlosni tok svjetiljki se ne smanjuje); u cilindrima matiranim iznutra (svjetlosni tok lampi je smanjen za 3%); u opal bocama; cilindri boje mlijeka (svjetlosni tok lampi je smanjen za 20%).
Lampe snage do 200 W izrađuju se i sa navojnim i sa šiljastim normalnim soklom. Lampe preko 200 W dostupne su samo sa šrafovima. Lampe snage veće od 300 W dostupne su sa postoljem prečnika 40 mm.

Primjeri standardnih žarulja sa žarnom niti

Primeri performansi sijalica sa žarnom niti prikazani su na sl. 2. Na sl. 2.a,b - lampe iste snage, ali na sl. 2.a - gasom napunjen argonom, a na sl. 2.b - sa kriptonskim punilom (kriptonom). Dimenzije kriptonske lampe su manje. Lampa na sl. 2.v podsjeća na svijeću. Takve se lampe često koriste u lusterima i zidnim lampama. Na sl. 2.d,e,f prikazane su, redom, bispiralne, bispiralne kriptonske i ogledalne lampe.

Pojava žarulja sa žarnom niti dovela je do značajnog poboljšanja uslova ljudskog života. Lampe sa žarnom niti omogućile su napuštanje svijeća i kerozinskih lampi, što je uvelike pojednostavilo živote ljudi.

Princip rada žarulje sa žarnom niti temelji se na toplinskom zračenju. Suština toplotnog zračenja je da kada se čvrsto tijelo zagrije, ono počinje da zrači energiju svih valnih dužina (kontinuirani spektar). Na niskim temperaturama tijelo emituje isključivo nevidljive infracrvene zrake čije su valne dužine veće od svjetlosnih zraka. Kako temperatura tijela raste, energija zračenja koju tijelo emituje se povećava, a sastav emitiranog spektra se također mijenja. Istovremeno, vidljivo zračenje se brzo povećava, čije svjetlosne zrake imaju kraće valne dužine. Tijelo počinje svijetliti prvo trešnja crveno, zatim crveno, narandžasto, pa tek onda bijelo. Postizanje efekta sjaja u žaruljama sa žarnom niti postiže se upotrebom vatrostalnog metala - volframa, koji se zagrijava električnom strujom na temperaturu od 2000 - 3000 0 K. Izvori svjetlosti na bazi termičkog zračenja imaju vrlo nizak koeficijent performansi (COP) .

U modernim žaruljama male snage samo 7% potrošene energije pretvara se u vidljivu svjetlost, a u žaruljama velike snage - 10%. Ostatak potrošene električne energije se troši, a zračenje nevidljivo ljudskom oku. Međutim, žarulje sa žarnom niti, zbog svoje jednostavnosti, praktičnosti i niske cijene, i dalje se koriste u rasvjetnim instalacijama.

Uređaj moderne žarulje sa žarnom niti prikazan je u nastavku:

Žarulje sa žarnom niti sa volframovim vlaknom izrađuju se u dvije vrste:

• Vakum (šuplji) - u njima se zrak ispumpava iz tikvica;
• Punjenje plinom - nakon ispumpavanja zraka, boca se puni inertnim plinom (mješavina dušika i argona ili rijetkih plinova - kripton i ksenon).

Šuplje lampe se u pravilu izrađuju samo za male snage (do 60 W). Ovo se objašnjava činjenicom da kada se gas nalazi u lampi sa malim prečnikom sijalice i sa relativno velikom dužinom niti, počinju da se javljaju nepotrebni gubici toplote kroz konvekciju. Žarulje sa žarnom niti velike snage su punjene plinom. Prisustvo gasa u tikvici stvara najbolje uslove za podizanje temperature niti i povećanje svetlosnog toka. Gas koji okružuje vrući filament usporava njegovu atomizaciju, što produžava vijek trajanja proizvoda.

Međutim, povećanje temperature konca ima ograničenje zbog temperature topljenja materijala (za volfram 3400 0 C). Kada se tikvica napuni mješavinom kriptona i oksena, postiže se maksimalna temperatura niti i svjetlosni učinak, međutim, zbog poteškoća u dobivanju rijetkih plinova, takve lampe su izuzetno rijetke.

Filamenti lampe su u obliku spirale, što minimizira gubitke kroz gasni medij.

Za žarulje sa žarnom niti relevantne su sljedeće karakteristike: električna snaga, svjetlosni tok, prosječno vrijeme gorenja, nazivni napon, svjetlosna efikasnost.

Nazivni napon sijalice je napon pri kojem ona može normalno raditi. U pravilu, ovi naponi su naznačeni na tikvici ili postolju. U rasvjetnim instalacijama široko se koriste naponi od 127 V i 220 V, a za popravku i lokalnu rasvjetu - 12 V i 36 V.

Svjetlosni tok žarulje sa žarnom niti direktno ovisi o temperaturi niti i potrošnji energije. Svetlosna efikasnost karakteriše efikasnost lampe. Pod svjetlosnom efikasnošću podrazumijeva se omjer emitovanog svjetlosnog toka i potrošene snage:

Formula pokazuje da što je veći svjetlosni tok po jedinici potrošene snage, to je veća efikasnost. S povećanjem snage, svjetlosna efikasnost će se povećati i bit će veća, što je niži napon za koji je lampa dizajnirana. Lampe velike snage i sijalice niskog napona imaju veći prečnik niti i stoga omogućavaju višu temperaturu.

Prosječni vijek trajanja normalnih svjetiljki je približno 1000 sati gorenja, pod uvjetom da se nazivni napon održava na konstantnoj vrijednosti. Istovremeno, na kraju radnog vijeka, svjetlosni tok ne smije biti manji od 90% nominalne vrijednosti. Promjena primijenjenog napona na stezaljkama značajno utječe na vijek trajanja.

Donja tabela prikazuje promjene svjetlosnog toka, vijeka trajanja i svjetlosnog učinka žarulje sa žarnom niti u zavisnosti od ulaznog napona:

Tabela pokazuje da kada se napon u mreži smanji, svjetlosna efikasnost i svjetlosni tok se značajno smanjuju, a vijek trajanja se povećava. A s povećanjem napona - naprotiv, svjetlosna snaga se povećava, životni vijek se smanjuje.

Smanjenje napona napajanja, u odnosu na nominalni, dovodi do promjene spektra emisije. U ovom slučaju se čini da su osvijetljeni objekti obojeni drugim bojama. Na primjer, žuti objekti izgledaju bijeli, tamnoplavi crni. Ova pojava je izraženija kada se koriste sijalice sa žarnom niti male snage. Stoga je za normalan rad važno imati napon napajanja blizu nazivnog napona uređaja.

Osim konvencionalnih žarulja sa žarnom niti, koriste se i zrcalne lampe koje se razlikuju po specifičnoj strukturi žarulje. Na unutrašnju površinu tikvice, u blizini osnove, nanosi se zrcalni sloj aluminijuma, a donji deo je matiran. Otvor ogledala je dobar reflektor, zbog čega je više od 50% emitovanog svjetlosnog toka usmjereno prema dolje u obliku koncentrisanog snopa svjetlosti. Ovisno o obliku reflektirajuće sijalice, može se postići duboka ili široka distribucija svjetlosti. Dakle, zrcalne lampe su i lampa i izvor svjetlosti:

Ne preporučuje se upotreba ogledala bez posebnih rasvjetnih tijela za radionice za proizvodnju rasvjete (zbog mogućih oštećenja).

Tu su i razne žarulje sa žarnom niti sa jodnim ciklusom. Boce takvih uređaja sadrže jodnu paru. Molekule joda, zagrijane na određenu temperaturu, spajaju se sa isparavajućim česticama volframa i formiraju plinovitu tvar. Potonji se, u kontaktu s vrućom niti, raspada na volfram i jod, prvi se ponovo uključuje u ciklus rada, a volfram se ponovo taloži na nit, što pomaže da se produži vijek trajanja žarulje sa žarnom niti. Istovremeno, takve uređaje karakterizira povećana svjetlosna snaga.

Prednosti i nedostaci sijalica sa žarnom niti

Električna žarulja sa žarnom niti, koja se još uvijek aktivno koristi za umjetnu rasvjetu, ima svoje prednosti i nedostatke.

Prednosti uključuju:

• Jednako normalan rad kada se radi i na AC i DC napajanje;
• Gotovo trenutno paljenje kada se uključi struja, bez obzira na temperaturu okoline;
• Male ukupne dimenzije i, po potrebi, mogućnost izrade bilo kojeg oblika;
• Niska cijena s obzirom na jednostavnost dizajna i proizvodnje;
• Jednostavan za rukovanje;

Postoje i nedostaci:

• Značajna osjetljivost na fluktuacije napona napajanja;
• Relativno kratak vijek trajanja (približno 1000 sati);
• Niska efikasnost (1,5% - 3%);
• Mala izlazna svjetlost;
• Poteškoće u određivanju boja pod osvjetljenjem;