Лампа розжарення

 

Принцип дії

Дія лампи полягає у суттєвому нагріванні електричним струмом нитки розжарення. Щоб тверде тіло почало світитися червоним випромінюванням, його температуру треба збільшити до 570 0 С. Воно стає комфортним для очей за 4-5 кратного підвищення температури.

З усіх металів найтугоплавкішим є вольфрам (3400 0 С), тому як нитки напруження застосовують дріт з нього. Для збільшення площі випромінювання її згортають у спіраль, яка в лампі розжарювання нагрівається до 2000-2800 0 С. При цьому колірна температура становить 2000-3000К, утворюючи жовтуватий спектр. Він більш енерговитратний і тьмяний, ніж денний, але комфортний для очей.

Ще у шкільному підручнику наводиться експеримент із збільшенням світіння лампи залежно від сили електричного струму. У міру його зростання відбувається викид випромінювання та тепла.

У повітряному середовищі вольфрамова нитка швидко окислюється та руйнується під дією високої температури. Раніше у скляній колбі створювали вакуум, а зараз найчастіше застосовують інертний газ: азот, аргон, криптон. У цьому сила світіння збільшується. Крім того, тиск газу перешкоджає випаровуванню вольфраму від температури світіння.

Будова

Незважаючи на видиму простоту виробництва, лампа складається з 11 елементів. При цьому в конструкції використовуються 7 різних металів. Найважливішим елементом є нитка напруження. Вона може бути різних видів: круглий, мати форму однієї або кількох стрічок. У зв'язку з різноманітністю елементів, де світлова енергія виходить із електричної, їх прийнято називати тілами розжарення. Колби здебільшого бувають круглими або грушоподібними, але можуть бути інших форм.

Види ламп розжарювання

На малюнку нижче зображено конструкцію лампи. Усередині розташовуються електроди (6), спіраль (2) (вольфрам) та гачки (3) (молібден). Цоколі (9) з оцинкованої сталі виготовляють переважно різьбовими ще з часів Едісона. Діаметри можуть відрізнятися: Е 14 , Е 27 , Е 40 – за величиною зовнішнього діаметра. Цоколь також з'єднують із патроном за допомогою штирків або штифтів. Його тип визначається за маркуванням, вибитим на зовнішній поверхні.

Пристрій лампи розжарювання

Параметри

• електричні;
• технічні (інтенсивність та спектральний склад світлового потоку);
• експлуатаційні (умови застосування, розміри, віддача світла, термін експлуатації).

Потужність

Основні характеристики наносяться як маркування. До них входить потужність, за якою вибирають лампу (60 Вт – найбільш затребувані). Тут найважливіша світлова характеристика. У таблиці наведено характеристики побутових ламп, з яких випливає, що світлова енергія від однієї лампи інтенсивніша, ніж від кількох, з тією самою сумарною потужністю. При цьому вона коштує дешевше.

Характеристики ламп

Потужність, Вт	5	15	25	40	60	75	100
Віддача світла, Лм/Вт	4	8	8.8	10.4	11.8	12.5	13.8

Технічні характеристики

Світлова енергія від потужності лампи розжарювання залежить нелінійно. Віддача світла зростає з підвищенням, а після 75 Вт починає знижуватися.

Перевагою ламп розжарювання є рівномірність висвітлення. Сила світла в них практично одна і та ж на всі боки.

Пульсування світла негативно позначається на стомлюваності очей. Нормальним вважається коефіцієнт пульсації трохи більше 10 % під час занять дрібної роботою. У ламп розжарювання він не перевищує 4%, і найгірший показник спостерігається у лампи на 40 Вт.

Лампи розжарювання нагріваються більше від інших. За витратою потужності вона є обігрівачем приміщення, а не приладом освітлення. Віддача світла відбувається лише на 5-15 %. З метою економії електроенергії використання ламп розжарювання на 100 Вт та більше заборонено. Лампа на 60 Вт гріється не дуже, а освітлення буває достатньо на одну кімнату.

Якщо оцінювати спектр випромінювання, то порівняно з денним світлому лампах розжарювання недостатньо синього світла та надлишок червоного. Але він вважається прийнятним, оскільки менше втомлює очі, порівняно з лампами денного світла.

Експлуатаційні параметри

Для ламп важливі умови, де вони використовуються. Їх можна експлуатувати в температурному інтервалі від -60 0 С до +50 0 С, вологості не більше 98% при 20 0 С та тиску не менше 0,75 10 5 Па. Їх не потрібні додаткові пристрої крім , яким плавно регулюється віддача світла. Лампи дешеві та не вимагають жодної кваліфікації при заміні.