Ceea ce determină incandescența lămpii. Evaluarea elementelor structurale și a caracteristicilor tehnice ale lămpilor cu incandescență

Becul cu incandescență este un element foarte important în viața umană. Cu el, milioane de oameni pot face afaceri indiferent de ora din zi. In acelasi timp, aparatul este foarte simplu in executie: lumina este emisa de un filament special in interiorul unui vas de sticla, din care aerul este evacuat, iar in unele cazuri inlocuit cu un gaz special. Filamentul este realizat dintr-un conductor cu un punct de topire ridicat, ceea ce face posibilă încălzirea cu un curent până la o strălucire vizibilă.

Lampă cu incandescență de uz general (230 V, 60 W, 720 lm, bază E27, înălțime totală aprox. 110 mm

Cum funcționează un bec incandescent

Metoda de funcționare a acestui dispozitiv este la fel de simplă ca și execuția. Sub influența electricității trecute printr-un conductor refractar, acesta din urmă este încălzit la o temperatură ridicată. Temperatura de încălzire este determinată de tensiunea aplicată becului.

Urmând legea lui Planck, un conductor încălzit generează radiații electromagnetice. Conform formulei, atunci când temperatura se schimbă, se modifică și radiația maximă. Cu cât căldura este mai mare, cu atât lungimea de undă a luminii emise este mai mică. Cu alte cuvinte, culoarea strălucirii depinde de temperatura conductorului de filament din bec. Lungimea de undă a spectrului vizibil este atinsă la câteva mii de grade Kelvin. Apropo, temperatura Soarelui este de aproximativ 5000 Kelvin. O lampă cu această temperatură de culoare va străluci cu lumină neutră la lumina zilei. Odată cu o scădere a încălzirii conductorului, radiația va deveni galbenă, apoi va deveni roșie.

Într-un bec, doar o fracțiune din energie este transformată în lumină vizibilă, restul este transformată în căldură. În plus, doar o parte din radiația luminoasă este vizibilă pentru o persoană, restul radiației este infraroșu. Prin urmare, este nevoie de creșterea temperaturii conductorului radiant, astfel încât să existe mai multă lumină vizibilă și mai puțină radiație infraroșie (cu alte cuvinte, o creștere a eficienței). Dar temperatura maximă a conductorului incandescent este limitată de caracteristicile conductorului, ceea ce nu permite să fie încălzit până la 5770 Kelvin.

Un conductor format din orice substanță se va topi, se deforma sau încetează să conducă curentul. În prezent, becurile sunt echipate cu filamente de wolfram care pot rezista la 3410 grade Celsius.
Una dintre principalele proprietăți ale unei lămpi cu incandescență este temperatura de strălucire. Cel mai adesea, este între 2200 și 3000 Kelvin, ceea ce permite să fie emisă doar lumină galbenă, și nu lumina zilei albă.
De remarcat că în aer conductorul de wolfram la această temperatură se va transforma imediat în oxid, pentru a evita care contact cu oxigenul trebuie împiedicat. Pentru a face acest lucru, aerul este pompat din bec, ceea ce este suficient pentru a crea lămpi de 25 de wați. Becurile mai puternice conțin în interior un gaz inert presurizat, care permite wolframului să reziste mai mult. Această tehnologie vă permite să creșteți ușor temperatura strălucirii lămpii și să vă apropiați de lumina zilei.

Dispozitiv cu bec incandescent

Becurile variază ușor în design, dar componentele principale includ un filament al unui conductor radiant, un vas de sticlă și terminale. Lămpile pentru scopuri speciale pot să nu aibă bază, pot exista și alte suporturi ale conductorului radiant, încă un bec. Unele lămpi cu incandescență au și o siguranță de ferronicil situată în golul unuia dintre terminale.

Siguranța este situată în principal în picior. Datorită lui, becul nu este distrus atunci când conductorul radiant se rupe. Când filamentul lămpii se rupe, apare un arc electric, topind resturile conductorului. Substanța topită a conductorului, care cade pe balonul de sticlă, este capabilă să o distrugă și să provoace un incendiu. Siguranța este distrusă de curentul mare al arcului electric și oprește topirea filamentului. Dar nu au instalat astfel de siguranțe din cauza eficienței lor scăzute.

Designul lămpii cu incandescență: 1 - bec; 2 - cavitatea balonului (vid sau umplut cu gaz); 3 - corp strălucitor; 4, 5 - electrozi (intrări de curent); 6 - cârlige-suporturi ale corpului de căldură; 7 - picior lampi; 8 - legătură externă a cablului de curent, siguranță; 9 - caz de bază; 10 - izolator de bază (sticlă); 11 - contactul fundului bazei.

balon

Becul de sticlă al unei lămpi cu incandescență protejează conductorul radiant de oxidare și distrugere. Dimensiunea bulbului depinde de viteza de depunere a materialului conductor.

Mediu gazos

Primele becuri au fost produse cu un balon de vid, în vremea noastră doar dispozitivele de putere redusă se fabrică astfel. Sunt produse lămpi mai puternice umplute cu un gaz inert. Radiația căldurii de către un conductor incandescent depinde de valoarea masei molare a gazului. Cel mai adesea, baloanele conțin un amestec de argon și azot, dar poate fi și doar argon, precum și cripton și chiar xenon.

Masele molare ale gazelor:

• N2 - 28,0134 g/mol;
• Ar: 39,948 g/mol;
• Kr - 83,798 g/mol;
• Xe - 131,293 g/mol;

Separat, merită să luați în considerare lămpile cu halogen. Halogenii sunt pompați în vasele lor. Materialul conductor al filamentului se evaporă și reacționează cu halogenii. Compușii rezultați se descompun din nou la temperaturi ridicate și substanța se întoarce la conductorul radiant. Această proprietate vă permite să creșteți temperatura conductorului, ca urmare a creșterii eficienței și duratei lămpii. În plus, utilizarea halogenilor face posibilă reducerea dimensiunii balonului. Dintre minusuri, merită remarcată rezistența mică a conductorului de filament la început.

Filament

Formele conductorului radiant sunt diferite, în funcție de specificul becului. Cel mai adesea, becurile folosesc un filament rotund, dar uneori poate fi găsit și un conductor de panglică.
Primele becuri au fost produse chiar și cu cărbune încălzit până la 3559 de grade Celsius. Becurile moderne sunt echipate cu un conductor de wolfram, uneori cu un conductor de osmiu-tungsten. Tipul de spirală nu este întâmplător - reduce semnificativ dimensiunile conductorului de filament. Există bispirale și trispirale obținute prin metoda răsucirii repetate. Aceste tipuri de conductori de filament fac posibilă creșterea eficienței prin reducerea radiației termice.

Proprietățile becului cu incandescență

Becurile sunt produse pentru diverse scopuri și locații de instalare, motiv pentru care diferența de tensiune a circuitului. Mărimea curentului se calculează conform legii cunoscutului Ohm (tensiunea împărțită la rezistență), iar puterea folosind o formulă simplă: înmulțiți tensiunea cu curentul sau împărțiți tensiunea la pătrat la rezistență. Pentru a face un bec incandescent cu puterea necesară, este selectat un fir cu rezistența necesară. De obicei, se folosește un conductor cu o grosime de 40-50 microni.
La pornire, adică la aprinderea becului în rețea, apare o creștere a curentului (un ordin de mărime mai mare decât cel nominal). Acest lucru se datorează temperaturii scăzute a filamentului. La urma urmei, la temperatura camerei, conductorul are o rezistență mică. Curentul se reduce la nominal numai atunci când filamentul este încălzit datorită creșterii rezistenței conductorului. Cât despre primele lămpi de carbon, a fost invers: un bec rece avea mai multă rezistență decât unul fierbinte.

soclu

Baza lămpii cu incandescență are o formă și dimensiune standardizate. Datorită acestui fapt, este posibil să înlocuiți fără probleme un bec într-un candelabru sau alt dispozitiv. Cele mai populare sunt soclurile pentru becuri cu filet marcate E14, E27, E40. Cifrele de după litera „E” indică diametrul exterior al bazei. Există și baze de bec fără filet, ținute în cartus prin frecare sau alte dispozitive. Becurile cu dulie E14 sunt mai des necesare la înlocuirea celor vechi în candelabre sau lampadare. Baza E27 este folosită peste tot - în cartușe, candelabre, dispozitive speciale.
Vă rugăm să rețineți că în America tensiunea circuitului este de 110 volți, așa că folosesc plinte diferite de cele europene. In magazinele americane se gasesc becuri cu soclu E12, E17, E26 si E39. Acest lucru a fost făcut pentru a nu confunda accidental un bec european de 220 de volți și unul american de 110 de volți.

Eficienţă

Energia furnizată unui bec cu incandescență este cheltuită nu numai pentru producerea unui spectru vizibil de lumină. O parte din energie este cheltuită pentru emisia de lumină, o parte este transformată în căldură, dar cea mai mare parte este cheltuită pentru lumina infraroșie, care este inaccesibilă ochiului uman. La o temperatură a conductorului incandescent de 3350 Kelvin, eficiența becului este de numai 15%. Și o lampă standard de 60 de wați cu o temperatură de strălucire de 2700 Kelvin are o eficiență de aproximativ 5%.
Desigur, eficiența unui bec depinde direct de gradul de încălzire al conductorului radiant, dar cu o încălzire mai puternică, filamentul nu va rezista mult. La o temperatură a conductorului de 2700K, becul va străluci timp de aproximativ 1000 de ore, iar când este încălzit la 3400K, durata de viață este redusă la câteva ore. Când tensiunea de alimentare a lămpii este crescută cu 20%, intensitatea luminoasă va crește de aproximativ 2 ori, iar timpul de funcționare va scădea cu până la 95%.
Pentru a crește durata de viață a becului, ar trebui să reduceți tensiunea de alimentare, dar acest lucru va reduce și eficiența dispozitivului. Când sunt conectate în serie, becurile incandescente vor funcționa de până la 1000 de ori mai mult, dar eficiența lor va fi de 4-5 ori mai mică. În unele cazuri, această abordare are sens, de exemplu, pe scări. Acolo nu este necesară luminozitatea ridicată, dar durata de viață a becurilor ar trebui să fie considerabilă.
Pentru a atinge acest scop, o diodă trebuie conectată în serie cu becul. Un element semiconductor va întrerupe curentul de jumătate de perioadă care curge prin lampă. Ca urmare, puterea este redusă la jumătate, iar după aceasta tensiunea este redusă de aproximativ 1,5 ori.
Cu toate acestea, această metodă de conectare a unei lămpi cu incandescență este neprofitabilă din punct de vedere economic. La urma urmei, un astfel de circuit va consuma mai multă energie electrică, ceea ce face mai profitabilă înlocuirea unui bec ars cu unul nou decât kilowați-oră cheltuiți pentru a prelungi durata de viață a celui vechi. Prin urmare, pentru alimentarea becurilor cu incandescență, este furnizată o tensiune puțin mai mare decât tensiunea nominală, ceea ce face economii de energie electrică.

Cât durează o lampă

Durata de viață a lămpii este redusă de mulți factori, de exemplu, evaporarea unei substanțe de pe suprafața conductorului sau defecte ale conductorului de filament. Odată cu evaporarea diferită a materialului conductor, apar secțiuni de fir cu rezistență ridicată, provocând supraîncălzirea și evaporarea și mai intensă a substanței. Filamentul sub influența unui astfel de factor devine mai subțire și se evaporă complet local, ceea ce face ca lampa să se ardă.
Conductorul de filament se uzează cel mai mult în timpul pornirii din cauza curentului de pornire. Pentru a evita acest lucru, sunt utilizate dispozitive cu lămpi de pornire ușoară.
Tungstenul se caracterizează printr-o rezistivitate specifică a substanței de 2 ori mai mare decât, de exemplu, aluminiu. Când lampa este conectată la rețea, curentul care circulă prin ea este cu un ordin de mărime mai mare decât cel nominal. Creșterile de curent sunt cele care provoacă arderea becurilor incandescente. Pentru a proteja circuitul de supratensiuni ale becurilor, uneori există o siguranță.

La o examinare mai atentă a becului, siguranța este vizibilă cu un conductor mai subțire care duce la bază. Când un bec electric convențional de 60 de wați este conectat la rețea, puterea filamentului poate ajunge la 700 de wați și mai mult, iar atunci când este pornit unul de 100 de wați, mai mult de 1 kilowatt. Când este încălzit, conductorul radiant crește rezistența și puterea scade la normal.

Pentru a asigura o pornire lină a lămpii cu incandescență, puteți utiliza un termistor. Coeficientul de rezistență la temperatură al unui astfel de rezistor trebuie să fie negativ. Când este inclus în circuit, termistorul este rece și are o rezistență mare, astfel încât becul nu va primi tensiune maximă până când acest element nu se încălzește. Acestea sunt doar elementele de bază, subiectul conectării fără probleme a becurilor cu incandescență este uriaș și necesită un studiu mai aprofundat.

Datorită tabelului de mai jos, puteți afla aproximativ raportul dintre putere și fluxul luminos pentru un bec convențional de pere (bază E27, 220 V).

Ce sunt becurile cu incandescență

După cum sa menționat mai sus, aerul a fost evacuat din vasul lămpii incandescente. În unele cazuri (de exemplu, la putere scăzută), balonul este lăsat în vid. Dar mult mai des lampa este umplută cu un gaz special, care prelungește durata de viață a filamentului și îmbunătățește puterea de lumină a conductorului.
În funcție de tipul de umplere a vasului, becurile sunt împărțite în mai multe tipuri:
Aspirator (toate primele becuri și cele moderne cu putere redusă)
Argon (în unele cazuri umplut cu un amestec de argon + azot)
Krypton (acest tip de becuri strălucește cu 10% mai mult decât lămpile cu argon menționate mai sus)
Xenon (în această versiune, lămpile strălucesc deja de 2 ori mai puternic decât lămpile cu argon)
Halogen (iodul, eventual brom, este plasat în vasele unor astfel de becuri, permițându-i să strălucească de până la 2,5 ori mai puternic decât aceleași becuri cu argon. Acest tip de bec este durabil, dar necesită o strălucire bună a filamentului pentru halogen. ciclu la serviciu)
Xenon-halogen (astfel de lămpi sunt umplute cu un amestec de xenon cu iod sau brom, care este considerat cel mai bun gaz pentru becuri, deoarece o astfel de sursă strălucește de 3 ori mai puternic decât o lampă cu argon standard)
Xenon-halogen cu reflector IR (o mare parte din strălucirea becurilor incandescente este în sectorul IR. Prin reflectarea acestuia înapoi, puteți crește semnificativ eficiența lămpii)
Lămpi cu un conductor incandescent cu un convertor de radiații IR (un fosfor special este aplicat pe sticla becului, care emite lumină vizibilă atunci când este încălzit)

Avantaje și dezavantaje ale lămpilor cu incandescență

Ca și alte aparate electrice, becurile au o mulțime de plusuri și minusuri. De aceea unii folosesc aceste surse de lumină, în timp ce cealaltă parte a optat pentru corpuri de iluminat mai moderne.

Pro:

Redare bună a culorilor;
Producție stabilită la scară largă;
Costul redus al produsului;
Mărime mică;
Ușurință de execuție fără noduri inutile;
Rezistenta la radiatii;
Are doar rezistență activă;
Pornire și repornire instantanee;
Rezistență la căderi de tensiune și defecțiuni ale rețelei;
Compoziția nu conține substanțe nocive din punct de vedere chimic;
Funcționează atât de la AC, cât și de la DC;
Lipsa polarității de intrare;
Producția sub orice tensiune este posibilă;
Nu pâlpâie la AC;
Nu bâzâie de la AC;
Spectru de lumină complet;
Culoare strălucitoare familiară și confortabilă;
Rezistenta la impulsuri de camp electromagnetic;
Este posibil să conectați controlul luminozității;
Strălucește la temperaturi scăzute și ridicate, rezistență la condens.

Minusuri:

• Flux luminos scăzut;
  Durată scurtă de lucru;
  Sensibilitate la agitare și șoc;
  Creștere mare de curent la pornire (un ordin de mărime mai mare decât valoarea nominală);
  Dacă conductorul de filament se rupe, becul poate fi distrus;
  Durata de viață și puterea de lumină depind de tensiune;
  Pericol de incendiu (o jumătate de oră de strălucire a unei lămpi cu incandescență își încălzește sticla în funcție de valoarea puterii: 25W până la 100 de grade Celsius, 40W până la 145 de grade, 100W până la 290 de grade, 200W până la 330 de grade. La contactul cu materialul, încălzirea devine mai intensă.Becul de 60 de wați poate, de exemplu, să dea foc paielor după o oră de lucru.);
  Nevoia de suporturi și elemente de fixare rezistente la căldură;
  Eficiență scăzută (raportul dintre puterea radiației vizibile și cantitatea de energie electrică consumată);
  Fără îndoială, principalul avantaj al unei lămpi cu incandescență este costul redus al acesteia. Odată cu răspândirea becurilor fluorescente și, în special, a becurilor LED, popularitatea sa a scăzut semnificativ.

Știți cum sunt fabricate lămpile cu incandescență? Nu? Apoi, iată un videoclip introductiv de la Discovery

Și amintiți-vă, un bec înfipt în gură nu va ieși, așa că nu o faceți. 🙂

O lampă incandescentă este o sursă de lumină artificială. Lumina este emisă de o bobină de metal încălzită atunci când trece un curent electric prin ea.

Principiul de funcționare

O lampă cu incandescență folosește efectul de încălzire a unui conductor (filament) atunci când un curent electric trece prin el. Temperatura filamentului de wolfram crește brusc după pornirea curentului. Firul emite radiații electromagnetice în conformitate cu legea scândură. Funcția Planck are un maxim a cărui poziție pe scara lungimii de undă depinde de temperatură. Acest maxim se deplasează odată cu creșterea temperaturii către lungimi de undă mai scurte (legea deplasării Vinovăţie). Pentru a obține radiații vizibile, este necesar ca temperatura să fie de ordinul a câteva mii de grade, ideal 6000 K (temperatura suprafeței soare). Cu cât temperatura este mai mică, cu atât proporția de lumină vizibilă este mai mică și radiația apare mai „roșie”.

O parte din energia electrică consumată de lampa incandescentă se transformă în radiație, o parte se pierde ca urmare a proceselor de conducție și convecție a căldurii. Doar o mică parte din radiație se află în regiunea luminii vizibile, cea mai mare parte este în radiația infraroșie. Pentru a crește eficiența lămpii și a obține lumina „albă” maximă, este necesară creșterea temperaturii filamentului, care la rândul său este limitată de proprietățile materialului filamentului - punctul de topire. Temperatura ideală de 6000 K este de neatins, deoarece la această temperatură orice material se topește, se descompune și încetează să conducă electricitatea. În lămpile moderne cu incandescență se folosesc materiale cu puncte maxime de topire - wolfram (3410 ° C) și, foarte rar, osmiu (3045 ° C).

La temperaturi practic realizabile de 2300-2900 ° C, departe de alb și nu este emisă lumină naturală. Din acest motiv, becurile incandescente emit lumină care pare mai mult „galben-roșu” decât lumina zilei. Pentru a caracteriza calitatea luminii, așa-numita. Temperatura colorată.

În aerul obișnuit la astfel de temperaturi, wolfram s-ar transforma instantaneu într-un oxid. Din acest motiv, filamentul de wolfram este protejat de un bec de sticlă umplut cu un gaz neutru (de obicei argon). Primele becuri au fost realizate cu becuri evacuate. Cu toate acestea, în vid la temperaturi ridicate, wolframul se evaporă rapid, subțiind filamentul și întunecând becul de sticlă pe măsură ce se depune pe acesta. Ulterior, baloanele au fost umplute cu gaze neutre din punct de vedere chimic. Baloanele de vid sunt acum folosite doar pentru lămpi de putere mică.

Proiecta

O lampă cu incandescență este formată dintr-o bază, conductoare de contact, un filament, o siguranță și un bec de sticlă care protejează filamentul de mediu.

balon

Becul de sticlă protejează filamentul de arderea aerului din jur. Dimensiunile balonului sunt determinate de viteza de depunere a materialului filamentar. Lămpile de putere mai mare necesită baloane mai mari, astfel încât materialul de filament depus să fie distribuit pe o zonă mai mare și să nu aibă un efect puternic asupra transparenței.

gaz tampon

S-au evacuat baloanele primelor lămpi. Lămpile moderne sunt umplute cu un gaz tampon (cu excepția lămpilor de putere mică, care sunt încă făcute în vid). Aceasta reduce viteza de evaporare a materialului filamentar. Pierderile de căldură care apar în acest caz din cauza conductivității termice sunt reduse prin alegerea unui gaz cu cele mai grele molecule posibile. Amestecurile de azot-argon sunt un compromis acceptat în ceea ce privește reducerea costurilor. Lămpile mai scumpe conțin kripton sau xenon (greutăți atomice: azot: 28,0134 g/mol; argon: 39,948 g/mol; cripton: 83,798 g/mol; xenon: 131,293 g/mol)

Filament

Filamentul din primele becuri a fost realizat din cărbune (punct de sublimare 3559 °C). Becurile moderne folosesc aproape exclusiv filamente de osmiu-tungsten. Firul este adesea dublu helix pentru a reduce convecția prin reducerea stratului Langmuir.

Lămpile sunt fabricate pentru diferite tensiuni de funcționare. Puterea curentului este determinată de legea lui Ohm (I \u003d U / R), iar puterea de formula P \u003d U \ cdot I, sau P \u003d U2 / R. La o putere de 60 W și o tensiune de funcționare de 230 V, un curent de 0,26 A ar trebui să circule prin bec, adică rezistența filamentului ar trebui să fie de 882 ohmi. Deoarece metalele au rezistivitate scăzută, este nevoie de un fir lung și subțire pentru a obține o astfel de rezistență. Grosimea firului la becurile convenționale este de 40-50 microni.

Deoarece filamentul este la temperatura camerei când este pornit, rezistența sa este mult mai mică decât rezistența de funcționare. Prin urmare, atunci când este pornit, curge un curent foarte mare (de două până la trei ori curentul de funcționare). Pe măsură ce filamentul se încălzește, rezistența acestuia crește și curentul scade. Spre deosebire de lămpile moderne, lămpile incandescente timpurii cu filamente de carbon, atunci când erau aprinse, funcționau pe principiul opus - când sunt încălzite, rezistența lor a scăzut, iar strălucirea a crescut încet.

În becurile intermitente, un întrerupător bimetalic este construit în serie cu filamentul. Din acest motiv, astfel de becuri funcționează independent într-un mod intermitent.

soclu

A fost propusă forma prizei cu firul unei lămpi convenționale cu incandescență Thomas Alva Edison. Dimensiunile plintelor sunt standardizate.

Siguranță

La baza lămpii cu incandescență se află o siguranță (o bucată de sârmă subțire), concepută pentru a preveni apariția unui arc electric în momentul arderii lămpii. Pentru lămpile de uz casnic cu o tensiune nominală de 220 V, astfel de siguranțe sunt de obicei evaluate pentru 7 A.

eficienta si durabilitate

Aproape toată energia furnizată lămpii este transformată în radiație. Pierderile datorate conducției și convecției căldurii sunt mici. Pentru ochiul uman, totuși, este disponibilă doar o gamă mică de lungimi de undă ale acestei radiații. Partea principală a radiației se află în domeniul infraroșu invizibil și este percepută ca căldură. Eficiența lămpilor cu incandescență atinge valoarea maximă de 15% la o temperatură de aproximativ 3400 K. La temperaturi practic realizabile de 2700 K, randamentul este de 5%.

Pe măsură ce temperatura crește, eficiența lămpii cu incandescență crește, dar în același timp durabilitatea acesteia este redusă semnificativ. La o temperatură a filamentului de 2700 K, durata de viață a lămpii este de aproximativ 1000 de ore, la 3400 K doar câteva ore. Când tensiunea crește cu 20%, luminozitatea se dublează. În același timp, durata de viață este redusă cu 95%.

Reducerea tensiunii la jumătate (de exemplu, atunci când este conectată în serie), deși reduce eficiența, crește durata de viață de aproape o mie de ori. Acest efect este adesea folosit atunci când este necesar să se asigure un iluminat de urgență fiabil, fără cerințe speciale pentru luminozitate, de exemplu, în casele scărilor.

Durata de viață limitată a unei lămpi cu incandescență se datorează, într-o măsură mai mică, evaporării materialului din filament în timpul funcționării și, într-o măsură mai mare, neomogenităților care apar în filament. Evaporarea neuniformă a materialului filamentar duce la apariția unor zone subțiri cu rezistență electrică crescută, care, la rândul său, duce la o încălzire și o evaporare și mai mare a materialului în astfel de locuri. Când una dintre aceste constrângeri devine atât de subțire încât materialul filamentar în acel punct se topește sau se evaporă complet, curentul este întrerupt și lampa se defectează.

Lămpi cu halogen

Adăugarea de brom sau iod la gazul tampon crește durata de viață a lămpii la 2000-4000 de ore. În același timp, temperatura de funcționare este de aproximativ 3000 K. Eficiența lămpilor cu halogen ajunge la 28 lm/W.

Iodul (împreună cu oxigenul rezidual) intră într-o combinație chimică cu atomii de wolfram evaporați. Acest proces este reversibil - la temperaturi ridicate, compusul se descompune în substanțele sale constitutive. Atomii de wolfram sunt astfel eliberați fie pe helix în sine, fie în apropierea acesteia.

Adăugarea de halogeni previne depunerea tungstenului pe sticlă, cu condiția ca temperatura sticlei să fie mai mare de 250 °C. Datorită absenței înnegririi becului, lămpile cu halogen pot fi realizate într-o formă foarte compactă. Volumul mic al balonului permite, pe de o parte, utilizarea unei presiuni de lucru mai mari (ceea ce duce din nou la o scădere a vitezei de evaporare a filamentului) și, pe de altă parte, umplerea balonului cu gaze inerte grele. fără o creștere semnificativă a costului, ceea ce duce la o scădere a pierderilor de energie din cauza conducției căldurii. Toate acestea prelungesc durata de viață a lămpilor cu halogen și măresc eficiența acestora.

Datorită temperaturii ridicate a balonului, orice contaminanți de suprafață (cum ar fi amprentele digitale) se ard rapid în timpul funcționării, lăsând înnegrire. Acest lucru duce la creșteri locale ale temperaturii balonului, ceea ce poate provoca distrugerea acestuia. Tot din cauza temperaturii ridicate, baloanele sunt realizate din cuarț.

O nouă direcție în dezvoltarea lămpilor este așa-numita. Lămpi cu halogen IRC (IRC înseamnă acoperire cu infraroșu). Pe becurile unor astfel de lămpi se aplică un strat special, care transmite lumina vizibilă, dar întârzie radiația infraroșie (termică) și o reflectă înapoi în spirală. Datorită acestui fapt, pierderile de căldură sunt reduse și, ca urmare, eficiența lămpii este crescută. Potrivit OSRAM, consumul de energie este redus cu 45%, iar durata de viață este dublată (comparativ cu o lampă cu halogen convențională).

Deși lămpile cu halogen IRC nu ating eficiența lămpilor cu lumină de zi, ele au avantajul că pot fi folosite ca înlocuitor direct pentru lămpile cu halogen convenționale.

Lămpi speciale

Lămpi de proiecție - pentru proiectoare de film și diametru. Au o temperatură crescută a filamentului (și, în consecință, luminozitate crescută și durată de viață redusă); de obicei firul este plasat astfel încât zona luminoasă să formeze un dreptunghi.

Becuri cu dublu filament pentru faruri auto. Un fir pentru faza lungă, celălalt pentru faza scurtă. În plus, astfel de lămpi conțin un ecran care, în modul faza scurtă, oprește razele care ar putea orbi șoferii care se apropie.

Istoria inventiei

În 1854 un inventator german Heinrich Goebel a dezvoltat primul bec „modern”: filament de bambus carbonizat într-un vas evacuat. În următorii 5 ani, a dezvoltat ceea ce mulți numesc primul bec practic.

11 iulie 1874 inginer rus Alexandru Nikolaevici Lodighin a primit un brevet cu numărul 1619 pentru o lampă cu filament. Ca filament, a folosit o tijă de carbon plasată într-un vas evacuat.

inventator englez Joseph Wilson Swan a primit un brevet britanic în 1878 pentru o lampă cu filament de carbon. În lămpile sale, filamentul se afla într-o atmosferă de oxigen rarefiat, ceea ce făcea posibilă obținerea unei lumini foarte strălucitoare.

În a doua jumătate a anilor 1870, un inventator american Thomas Edison desfășoară lucrări de cercetare în care încearcă diferite metale ca fir. În final, revine la fibra de carbon și creează un bec cu o durată de viață de 40 de ore. În ciuda unei durate de viață atât de scurte, becurile sale înlocuiesc iluminatul pe gaz folosit până atunci.

În anii 1890, Lodygin a inventat mai multe tipuri de lămpi cu filamente metalice.

În 1906, Lodygin a vândut un brevet pentru un filament de tungsten către General Electric. Datorită costului ridicat al wolframului, brevetul găsește doar o aplicare limitată.

În 1910 William David Coolidge inventează o metodă îmbunătățită de producere a filamentului de wolfram. Ulterior, filamentul de wolfram înlocuiește toate celelalte tipuri de filamente.

Problema rămasă cu evaporarea rapidă a unui filament în vid a fost rezolvată de un om de știință american. Irving Langmuir, care, lucrând din 1909 în firmă General Electric, a venit cu ideea de a umple becurile lămpilor cu un gaz inert, ceea ce a crescut semnificativ durata de viață a lămpilor.

Una dintre primele surse de lumină electrică a fost legendara lampă cu incandescență. Brevetul ei a fost acceptat în 1879. De atunci, multă vreme acest dispozitiv a fost folosit de omenire în multe domenii de activitate. Cu toate acestea, astăzi lampa cu incandescență devine treptat un lucru din trecut. A fost înlocuit cu surse de iluminat mai economice.

Există anumite avantaje și dezavantaje care caracterizează aceste dispozitive, precum și aplicațiile și varietățile lor merită o atenție detaliată. De asemenea, caracteristicile lor comparative cu alte dispozitive de iluminat folosite astăzi vor face posibilă tragerea de concluzii despre oportunitatea utilizării lămpilor cu incandescență.

Dispozitiv cu lampă

Corpuri de iluminat cu caracteristici despre care vor fi discutate în detaliu mai jos, obișnuiau să se găsească aproape în fiecare casă. Utilizarea acestor dispozitive a fost foarte simplă și convenabilă. Dispozitivul lămpii incandescente este ușor de înțeles. Este alcătuit dintr-un balon de sticlă cu un filament de wolfram în interior. Acest recipient poate fi umplut cu gaz sau vid.

Filamentul de wolfram este amplasat pe electrozi speciali prin care îi este furnizată energie electrică. Acești conductori sunt ascunși de bază. Are filet, ceea ce facilitează înșurubarea lămpii în soclu. Când electricitatea este furnizată prin rețea prin bază, curentul este furnizat filamentului de wolfram. Se încălzește. În același timp, lumina este trimisă în mediul înconjurător. Toate lămpile cu incandescență funcționează pe acest principiu. Există un număr mare de soiuri ale acestora.

Principalele caracteristici

Anumite proprietăți au lămpi cu incandescență. Caracteristici aceste dispozitive sunt măsurate prin diferiți indicatori. Gama de putere a acestor corpuri pentru uz casnic este de la Pentru iluminatul stradal și uz industrial se pot folosi lămpi de până la 1000 W.

În timpul funcționării, filamentul de tungsten se încălzește până la 3000 °C. Ieșirea fluxului luminos în acest caz poate varia de la 9 la 19 Lm/W. În acest caz, dispozitivul poate funcționa la o tensiune nominală de 220-230 V. Unele dispozitive sunt proiectate pentru rețele de 127 V. Frecvența este de 50 Hz.

Dimensiunea bazei pentru astfel de dispozitive poate fi de 3 tipuri. Acest lucru este indicat pe etichetă. Dacă este de 14 mm, acesta este, respectiv, 27 mm este E27, iar 40 mm este E40. Cu cât baza este mai mare, cu atât puterea caracteristică a dispozitivului de iluminat este mai mare. Poate fi filetat, știft, cu unul sau doi pini.

În condiții normale, lămpile cu incandescență funcționează aproximativ 1 mie de ore.

Soiuri

Lămpi cu incandescență, specificații despre care au fost discutate mai sus, există mai multe tipuri. Există mai multe principii după care sunt clasificate dispozitivele prezentate.

În primul rând, lămpile cu incandescență se disting prin Poate fi sferică (cea mai comună), tubulară, cilindrice, sferică. Există și alte soiuri, mai rare. Sunt folosite pentru a crea un anumit efect decorativ (de exemplu, în ghirlandele de pom de Crăciun).

Învelișul balonului poate fi transparent sau mat. Există și soiuri de oglindă. Scopul lămpii este, de asemenea, destul de divers. Poate fi folosit pentru iluminat general sau local, precum și pentru nevoi speciale (de ex. tipuri cuarț-halogen).

Caracteristici volt-amper

Este neliniar. Acest lucru se datorează faptului că rezistența filamentului depinde de temperatură și curent. În acest caz, neliniaritatea are un caracter ascendent. Cu cât curentul este mai mare, cu atât rezistența conductorului de wolfram este mai puternică.

Curba este ascendentă deoarece valoarea rezistenței dinamice este pozitivă. În orice moment, cu cât creșterea curentului este mai mare, cu atât mai mult scade tensiunea. Aceasta contribuie la formarea automată a unui regim stabil. Cu o valoare constantă a tensiunii, curentul nu poate fi modificat din motive interne.

Caracteristicile volt-amperi arată că, datorită tuturor regularităților de mai sus, o lampă cu incandescență poate fi aprinsă direct la tensiunea rețelei.

Alimentare permanentă

Care le permit să fie folosite în scopuri casnice, cel mai adesea alimentate de o sursă constantă de energie electrică. De asemenea, este considerată a fi o resursă de putere nelimitată. Prin urmare, tensiunea de rețea este adesea considerată a fi tensiunea nominală a lămpii cu incandescență.

Dar este de remarcat faptul că destul de des tensiunea din rețea și valoarea sa nominală sunt oarecum diferite. Prin urmare, pentru a îmbunătăți performanța iluminatoarelor, a fost dezvoltat GOST 2239-79. Introduce 5 intervale de tensiune de alimentare. Trebuie să respecte lămpile cu incandescență utilizate în scopuri casnice.

Surse limitate de energie

Lămpi cu incandescență, caracteristici care sunt concepute pentru a fi utilizate în dispozitive speciale, pot fi alimentate cu surse limitate (baterie, acumulator, generator etc.).

Tensiunea medie reală a acestora nu corespunde valorii nominale. Prin urmare, pentru lămpile incandescente alimentate cu surse de curent limitate, se utilizează un indicator precum tensiunea nominală. Este egală cu valoarea medie la care este permisă funcționarea unei lămpi cu incandescență.

Marcare

Pentru a înțelege ce tip de lampă este la vânzare, a fost dezvoltat un marcaj special al acestor produse. Pentru a selecta corect tipul adecvat de dispozitiv, ar trebui să vă familiarizați cu convențiile general acceptate.

De exemplu, argon spiralat lampa incandescenta 60 W, caracteristici care îi permit utilizarea în scopuri casnice, vor fi marcate ca B235-245-60. Prima literă înseamnă calitățile fizice sau caracteristicile de design ale produsului. Dacă există o a doua literă în marcaj, acesta este scopul lămpii. Poate fi feroviar (Zh), aeronave (SM), centrală electrică (KM), automobile (A), reflector (PJ).

Prima cifră din marcaj indică tensiunea și puterea. A doua valoare numerică este revizuirea. Acest lucru vă permite să alegeți lampa potrivită pentru un anumit dispozitiv de iluminat.

Avantaje

Lămpi cu incandescență și LED, caracteristici comparative care sunt comparate la cumpărarea unui anumit dispozitiv, sunt destul de diferite. Avantajul dispozitivelor cu filament de wolfram este costul lor ieftin. Există o serie de caracteristici care deosebesc lămpile cu incandescență de sursele de lumină LED, fluorescente.

Dispozitivele prezentate utilizate anterior funcționează stabil la temperaturi scăzute. De asemenea, nu se tem de micile supratensiuni în rețea. Acest lucru le permite să fie folosite pentru o perioadă destul de lungă.

Dacă tensiunea scade dintr-un motiv oarecare, lampa cu incandescență va funcționa în continuare, deși cu o intensitate mai mică. De asemenea, astfel de dispozitive nu se tem de umiditatea ridicată. Sunt ușor de conectat la rețea, nu necesită echipament suplimentar.

Dacă o lampă incandescentă se sparge, nu vor pătrunde substanțe periculoase în aer (cum se întâmplă în cazul varietăților de iluminat care economisesc energie). Prin urmare, sunt considerate mai sigure.

dezavantaje

Cu toate acestea, există câteva dezavantaje semnificative caracteristicile lămpilor cu incandescență. Lampă fluorescentă, precum și soiurile de diode de corpuri de iluminat, astăzi este folosit mult mai mult din mai multe motive.

În primul rând, un dezavantaj semnificativ al dispozitivelor cu filament de tungsten este nivelul scăzut de ieșire a luminii. Spectrul de radiații este dominat de nuanțe galbene, roșii. Acest lucru oferă o lumină nenaturală.

În comparație cu noile lămpi, principiul incandescent se caracterizează printr-o durată de viață redusă. Cu abateri ale tensiunii nominale de rețea, aceasta se reduce și mai mult.

Becul unei lămpi cu incandescență este destul de fragil. Din acest motiv, este cel mai adesea folosit cu un tavan. Și acest lucru reduce și mai mult gradul de intensitate a luminii din interiorul camerei.

De asemenea, lămpile incandescente consumă mult mai multă energie electrică. În comparație cu soiurile fluorescente, cu LED-uri, această abatere este cu adevărat impresionantă. Prin urmare, pentru a economisi resursele de energie, ar trebui să alegeți noi tipuri de dispozitive. Acest lucru contribuie la încetarea treptată a producției de lămpi cu incandescență.

Istoria lămpilor cu incandescență datează din secolul al XIX-lea. Luați în considerare principalele puncte asociate cu această invenție unică a omenirii.

Particularități

O lampă cu incandescență este un articol care este familiar multor oameni. În prezent, este dificil să ne imaginăm viața omenirii fără utilizarea luminii artificiale și electrice. În același timp, rar se gândește cineva la cum arăta prima lampă, în ce perioadă istorică a fost creată.

În primul rând, luați în considerare dispozitivul unei lămpi cu incandescență. Această sursă de lumină electrică este un conductor cu un punct de topire ridicat, care se află într-un bec. Aerul a fost pompat anterior din el; în schimb, balonul a fost umplut cu un gaz inert. Trecând prin lampă, un curent electric emite un flux de lumină.

Esența funcționării

Care este principiul de funcționare al unei lămpi cu incandescență? Constă în faptul că atunci când un curent electric trece prin corpul filamentului, elementul se încălzește, în timp ce filamentul de tungsten însuși se încălzește. Ea este cea care, conform legii lui Planck, emite radiații de tip termic și electromagnetic. Pentru a crea o strălucire cu drepturi depline, este necesar să încălziți filamentul de tungsten la câteva sute de grade. Pe măsură ce temperatura scade, spectrul devine roșu.

Primele lămpi cu incandescență au avut multe dezavantaje. De exemplu, a fost dificil să se regleze temperatura, drept urmare lămpile au eșuat rapid.

Caracteristici tehnice

Care este designul unei lămpi moderne cu incandescență? De când a devenit prima sursă de lumină, are un design destul de simplu. Elementele principale ale lămpii sunt:

• corp strălucitor;
• balon;
• intrări de curent.

În prezent, au fost dezvoltate diverse modificări; o siguranță, care este o legătură, a fost introdusă în lampă. Pentru producerea acestei piese se folosește un aliaj fier-nichel. Legătura este sudată în piciorul de intrare curent pentru a preveni distrugerea becului de sticlă atunci când filamentul de tungsten este încălzit.

Având în vedere principalele avantaje și dezavantaje ale lămpilor cu incandescență, observăm că încă de la înființarea lor, lămpile au fost modernizate semnificativ. De exemplu, datorită utilizării unei siguranțe, probabilitatea unei distrugeri rapide a lămpii a scăzut.

Principalul dezavantaj al unor astfel de elemente de iluminat este consumul lor mare de energie. De aceea sunt acum folosite mult mai rar.

Cum au apărut sursele de lumină artificială

Istoria lămpilor cu incandescență este asociată cu mulți inventatori. Înainte de momentul în care fizicianul rus Alexander Lodygin a început să lucreze la crearea sa, primele modele de lămpi cu incandescență fuseseră deja dezvoltate. În 1809, inventatorul englez Delarue a dezvoltat un model care era echipat cu o spirală de platină. Istoria lămpilor cu incandescență este, de asemenea, legată de inventatorul Heinrich Goebel. În eșantionul creat de german, firul de bambus carbonizat a fost plasat într-un vas, din care anterior a fost pompat aer. Goebel își modernizează modelul de lampă cu incandescență de cincisprezece ani. A reușit să obțină o versiune funcțională a becului cu incandescență. Lodygin a obținut o strălucire de înaltă calitate a unei tije de carbon plasată într-un vas de sticlă din care a fost îndepărtat aerul.

Varianta de model practic

Primele lămpi cu incandescență care puteau fi produse în cantități mari au apărut în Anglia la sfârșitul secolului al XIX-lea. Joseph Wilson Swan a reușit chiar să obțină un brevet pentru propriul său design.

Apropo de cei care au inventat lampa cu incandescență, este necesar să ne oprim și asupra experimentelor conduse de Thomas Edison.

A încercat să folosească diferite materiale ca filamente. Acest om de știință a fost cel care a propus un filament de platină ca filament.

Această invenție a lămpii incandescente a devenit o nouă etapă în domeniul electricității. Inițial, lămpile Edison au funcționat doar patruzeci de ore, dar, în ciuda acestui fapt, au înlocuit rapid iluminatul cu gaz.

În perioada în care Edison a fost angajat în cercetările sale, în Rusia, Alexander Lodygin a reușit să creeze mai multe tipuri diferite de lămpi simultan, în care metalele refractare au jucat rolul de fire.

Istoria lămpilor cu incandescență indică faptul că inventatorul rus a fost cel care a început să folosească metale refractare sub forma unui corp incandescent.

Pe lângă wolfram, Lodygin a experimentat și molibdenul, răsucindu-l sub formă de spirală.

Specificul lămpii Lodygin

Analogii moderni se caracterizează printr-un flux luminos excelent, precum și printr-o reproducere a culorilor de înaltă calitate. Eficiența lor este de 15% la cea mai mare temperatură a filamentului. Astfel de surse de lumină pentru munca lor consumă o cantitate semnificativă de energie electrică, astfel încât funcționarea lor nu se efectuează mai mult de 1000 de ore. Acest lucru este mai mult decât plătit de costul scăzut al lămpilor, prin urmare, în ciuda varietății de surse de iluminare artificială de pe piață astăzi, acestea sunt încă considerate populare și la cerere în rândul cumpărătorilor.

Fapte interesante din istoria lămpii cu incandescență

La sfârșitul secolului al XIX-lea, Didrichson a reușit să facă modificări semnificative modelului propus de inventatorul rus Lodygin. A efectuat o pompare completă a aerului din el, a folosit mai multe fire de păr în lampă deodată.

O astfel de îmbunătățire a făcut posibilă utilizarea lămpii chiar și atunci când unul dintre fire de păr a ars.

Inginerul englez Joseph Wilson Swan deține un brevet care confirmă crearea unei lămpi din fibră de carbon.

Fibra a fost situată într-o atmosferă de oxigen rarefiat, drept urmare lumina a fost mai strălucitoare și mai uniformă.

În a doua jumătate a secolului al XIX-lea, Edison, pe lângă lampa în sine, inventează un comutator rotativ de uz casnic.

Aspect pe scară largă a lămpilor pe piață

De la sfârșitul secolului al XIX-lea au început să apară lămpi în care oxizii de ytriu, zirconiu, toriu și magneziu erau utilizați ca filamente.

La începutul secolului trecut, cercetătorii maghiari Sandor Yust și Franjo Hanaman au primit un brevet pentru utilizarea unui filament de wolfram în lămpile incandescente. În această țară s-au făcut primele copii ale unor astfel de lămpi, care au intrat pe piața la scară largă.

In SUA, in aceeasi perioada, au fost construite si lansate fabrici care erau angajate in productia de titan, wolfram, crom, prin reducere electrochimica.

Costul ridicat al wolframului și-a făcut propriile ajustări la viteza de introducere a lămpilor cu incandescență în viața de zi cu zi.

În 1910, Coolidge a dezvoltat o nouă tehnologie pentru fabricarea filamentelor subțiri de tungsten, care a contribuit la reducerea costului de producție a lămpilor cu incandescență artificială.

Problema evaporării sale rapide a fost rezolvată de omul de știință american Irving Langmuir. El a fost cel care a introdus în producția industrială umplerea baloanelor de sticlă cu un gaz inert, care a mărit durata de viață a lămpii și a făcut-o mai ieftine.

Eficienţă

Aproape toată energia care se obține în lampă se transformă treptat în radiație termică. Eficiența ajunge la 15 la sută la un indice de temperatură de 15 la sută.

Pe măsură ce temperatura crește, eficiența crește, dar acest lucru determină o reducere semnificativă a duratei de viață a lămpii.

La 2700 K, perioada de utilizare completă a unei surse de lumină artificială este de 1000 de ore, iar la 3400 K - câteva ore.

Pentru a crește durabilitatea lămpii cu incandescență, dezvoltatorii propun să reducă valoarea tensiunii de alimentare. Desigur, în acest caz, eficiența va scădea și ea de aproximativ 4-5 ori. Inginerii folosesc acest efect în cazurile în care este necesară o iluminare fiabilă cu luminozitate minimă. De exemplu, acest lucru este valabil pentru iluminatul de seară și de noapte a șantierelor, a scărilor.

Pentru a face acest lucru, curentul alternativ al lămpii cu dioda este conectat în serie, ceea ce garantează alimentarea cu curent a lămpii pentru jumătate din întreaga perioadă de alimentare cu curent.

Având în vedere că prețul unei lămpi obișnuite cu incandescență este semnificativ mai mic decât durata medie de viață, achiziționarea unor astfel de surse de lumină poate fi considerată o întreprindere destul de profitabilă.

Concluzie

Istoria apariției modelului de lampă electrică cu care suntem obișnuiți este asociată cu numele multor oameni de știință și inventatori ruși și străini. De-a lungul a două secole, această sursă de lumină artificială a suferit transformări și modernizare, al căror scop a fost de a crește durata de viață a dispozitivului și de a reduce costul acestuia.

Cea mai mare uzură a filamentului se observă în cazul unei alimentări puternice de tensiune a lămpii. Pentru a rezolva această problemă, inventatorii au început să furnizeze lămpi cu o varietate de dispozitive care garantează pornirea lor fără probleme.

Când este rece, filamentul de tungsten are o rezistivitate care este de numai dublul față de aluminiu. Pentru a evita vârfurile de putere, designerii folosesc termistori, a căror rezistență scade pe măsură ce temperatura crește.

Pentru lămpile de joasă tensiune cu putere egală, durata de viață și puterea de lumină sunt mult mai mari, deoarece au o secțiune transversală mai mare a corpului incandescent. În corpurile de iluminat proiectate pentru multe lămpi, este eficient să conectați mai multe lămpi de tensiune mai mică în serie. De exemplu, în loc de șase lămpi de 60 W conectate în paralel, puteți folosi doar trei.

Desigur, în zilele noastre au apărut diverse modele de lămpi electrice care au caracteristici mult mai eficiente decât becurile obișnuite inventate pe vremea lui Lodygin și Edison.

Nu este un secret că și acum, odată cu apariția multor noi surse de lumină cu economie de energie, o lampă cu incandescență (numită și „becul lui Ilici” sau o lampă cu wolfram) rămâne la mare căutare și mulți nu sunt încă pregătiți să renunțe la ea. . Cel mai probabil, va mai trece puțin timp și acest dispozitiv de iluminat va părăsi practic piața de electrotehnică, dar, bineînțeles, nu va fi uitat. La urma urmei, de fapt, odată cu descoperirea unei lămpi convenționale cu incandescență, a început o nouă eră în iluminat.

Din ce este făcut un bec cu tungsten?

Designul unei lămpi cu incandescență cu filament de wolfram este foarte simplu. Se compune din:

• balonul, adică sfera de sticlă în sine, fie evacuată, fie umplută cu gaz;
• filamente (filament) - spirale din aliaj de wolfram;
• doi electrozi, prin care se aplică tensiune spiralei;
• cârlige - suporturi ale unui filament de wolfram din molibden;
• picioare de bec;
• legătura externă a cablului de curent, care servește drept siguranță;
• carcasă plintă;
• izolator de sticlă de bază;
• contact de jos a bazei.

Principiul de funcționare a unei lămpi cu incandescență este, de asemenea, simplu. Lumina este generată datorită faptului că filamentul de tungsten se încălzește de la tensiunea aplicată acestuia. O strălucire similară, deși în volume mai mici, poate fi observată atunci când funcționează o sobă electrică cu un element de încălzire deschis din nicrom. Lumina din spirală este foarte slabă, dar în acest exemplu devine clar cum funcționează o lampă incandescentă.

Pe lângă forma obișnuită, aceste corpuri de iluminat pot fi și decorative, sub formă de lumânare, picătură, cilindru sau minge. Deoarece lumina din wolfram este întotdeauna de aceeași culoare, producătorii produc astfel de corpuri de iluminat cu ochelari diferiți, uneori colorați.

Interesant în munca becurilor cu filamente incandescente cu un strat de oglindă. Principiul de funcționare al unei lămpi cu incandescență poate fi comparat cu spoturile, deoarece luminează o zonă direcționată.

Avantaje

Desigur, principalele avantaje ale lămpilor cu incandescență sunt complexitatea minimă în fabricarea lor. De aici, bineînțeles, prețul mic, pentru că astăzi nu se poate imagina un dispozitiv electric mai simplu. Aceeași poveste cu includerea unui astfel de element în rețea. Pentru a face acest lucru, nu trebuie să instalați niciun echipament suplimentar, este suficient un simplu cartuş.

În unele cazuri, chiar și în absența acesteia, oamenii conectează lămpi cu incandescență, construind în grabă un cartuș din lemn, plastic sau chiar conectând lampa la fir cu o bandă izolatoare. Desigur, astfel de conexiuni în circumstanțe de forță majoră au dreptul să existe, dar sunt nesigure în ceea ce privește protecția împotriva incendiilor și electrice (este necesar să se asigure că baza nu se încălzește).

De asemenea, becurile cu filament incandescent de mare putere (150 W) sunt foarte utilizate in iluminatul serelor. Într-adevăr, pe lângă faptul că dau lumină, ca urmare a incandescenței unui filament de wolfram, lămpile devin foarte fierbinți. În plus, iluminarea de la ele este cea mai apropiată de lumina soarelui, un bec LED modern sau unul fluorescent care economisește energie nu se poate lăuda cu acest lucru. Din același motiv, o lampă cu incandescență are un avantaj în ceea ce privește influențarea vederii umane.

dezavantaje

Dezavantajele lămpilor cu incandescență includ fragilitatea funcționării unor astfel de dispozitive, aceasta depinde direct de un astfel de parametru precum tensiunea din rețea. Dacă creșteți curentul, atunci spirala va începe să se uzeze mai repede, ceea ce va duce la arderea în cel mai subțire loc. Ei bine, dacă reduceți tensiunea, atunci iluminarea va deveni mult mai slabă, deși, desigur, acest lucru va crește durata de viață a lămpii.

Principalele dezavantaje ale lămpilor cu incandescență pot fi atribuite și efectului negativ asupra filamentului de supratensiuni bruște. Dar acest dezavantaj poate fi eliminat prin instalarea unui stabilizator introductiv. Desigur, întrebarea rămâne cu includerea iluminatului. Intr-adevar, in momentul in care se aplica tensiunea, filamentul este rece, ceea ce inseamna ca rezistenta lui este mai mica. Această problemă este rezolvată prin instalarea unui dimmer rotativ simplu. Apoi, odată cu rotirea mânerului, firul va străluci mai lin (adică nu va exista o alimentare scurtă și ascuțită de tensiune), ceea ce înseamnă că va dura mult mai mult.

Dar totuși, principalul dezavantaj al acestor dispozitive, desigur, poate fi considerat eficiența lor scăzută, și anume faptul că o lampă de lucru cheltuiește marea majoritate a energiei pe căldură, drept urmare începe să se încălzească foarte mult. Aceste pierderi sunt de până la 95%, dar acesta este algoritmul de funcționare a becurilor cu tungsten. Deci, atunci când achiziționați acest corp de iluminat, ar trebui să țineți cont de toate avantajele și dezavantajele unei lămpi cu incandescență.

Tipuri de lămpi cu incandescență

Becurile care folosesc un filament de tungsten pot fi nu numai vid. Dispozitivul cu lampă incandescentă distinge mai multe tipuri de astfel de dispozitive de iluminat, fiecare dintre acestea fiind utilizat în anumite industrii. Ei pot fi:

• vid, adică cel mai simplu;
• argon sau azot-argon;
• criptonul, care strălucește cu 13-15% mai puternic decât argonul;
• xenon (utilizat mai des recent la farurile auto și strălucește de 2 ori mai mult decât cele cu argon);
• halogen - becul dintr-o lampă incandescentă este umplut cu brom sau iod halogen. Lumina este de 3 ori mai strălucitoare decât cea a argonului, dar aceste lămpi nu tolerează reducerea tensiunii și contaminarea externă a sticlei becului;
• bec dublu cu halogen - cu eficienta crescuta a halogenilor pentru a economisi wolfram in filament;
• xenon-halogen (și mai strălucitor) - pe lângă halogenii de iod sau brom, sunt umpluți și cu xenon, deoarece ce gaz este în bec depinde direct de câte grade se încălzește lampa și, prin urmare, luminozitatea acesteia depinde și de .

Eficienţă

După cum sa menționat deja, datorită faptului că structura unei lămpi cu incandescență presupune încălzirea spiralei, 95% din energia furnizată dispozitivului de iluminat merge în căldura generată în timpul funcționării acestuia și doar 5% merge direct la iluminat. Această căldură este o radiație infraroșie pe care ochii oamenilor nu o percep. Prin urmare, eficiența unor astfel de dispozitive de iluminat cu o creștere a temperaturii unei lămpi cu incandescență la 3.400 K va fi de 15%. Când este redusă la 2.700 K (care corespunde unei temperaturi de funcționare a lămpii de 60 wați), eficiența lămpii va fi deja de 5%. Se dovedește că odată cu creșterea condițiilor de temperatură crește și eficiența, dar în același timp durata de viață scade semnificativ. Aceasta înseamnă că dacă curentul scade, eficiența scade și ea, dar durabilitatea dispozitivului va crește de mii de ori. Această metodă de creștere a duratei de viață a lămpilor este adesea folosită la intrările clădirilor de apartamente, unde sursele sunt furnizate în serie la două corpuri de iluminat sau o diodă este conectată în serie la lampă, ceea ce face posibilă reducerea curent de rețea.

Ce să alegi: LED-uri sau lămpi de tungsten?

Aceasta este o întrebare, răspunsul la care fiecare îl găsește singur, evaluând singur lămpile cu incandescență, avantajele și dezavantajele lor. Nu există sfaturi aici. Pe de o parte, LED-urile consumă de multe ori mai puțină energie electrică și sunt mai durabile în funcționare, ceea ce nu se poate spune despre becurile lui Ilici, iar pe de altă parte, lămpile incandescente au un efect mai blând asupra vederii umane.

Și totuși există statistici și, potrivit acesteia, vânzările de LED-uri și lămpi de economisire a energiei au crescut recent cu peste 90%, deoarece natura umană este să țină pasul cu progresul, ceea ce înseamnă că timpul nu este departe de incandescentă. lămpile sunt de domeniul trecutului.