Все что вы не знали о первой лампе накаливания. Какие бывают виды ламп освещения для дома Виды лампочек накаливания

На сегодняшний день используются разные виды ламп освещения, которые отличаются природой света, основными техническими характеристиками, а также могут эксплуатироваться в различных условиях.

Только правильный выбор источника света позволяет получить оптимальное по эффективности освещение с минимальными затратами на оплату электроэнергии. Виды и типы ламп освещения рассмотрим в статье.

Какие бывают лампы для освещения? В зависимости от условий предполагаемой эксплуатации, необходимо подобрать наиболее подходящий источник света.

Одной из наиболее важных характеристик осветительного прибора является мощность лампы, указываемая производителем на цокольной части или колбе источника света. Именно от этих показателей, исчисляемых в люменах, напрямую зависит уровень светового потока.

Немаловажное значение при выборе лампы имеет также такой параметр, как светоотдача, определяющая количество люмен света, приходящегося на каждый 1Вт мощности:

• в лампах с нитями накаливания – 7,0-17 лм/Bт;
• в криптоновых лампах – 8,0-19 лм/Bт;
• в галогенных источниках света – 14-30 лм/Bт;
• в ртутных лампах – 40-60 лм/Bт;
• в люминесцентных источниках света – 40-90 лм/Bт;
• в компактных люминесцентных осветительных приборах – 40-90 лм/Bт;
• в натриевых лампах – 90-150 лм/Bт.

Обыкновенные лампы накаливания являются самым первым или старейшим источником эклектического освещения. Несмотря на общий принцип работы с лампами накаливания, наиболее современные галогенные лампочки отличаются наличием газового состава внутри баллона, а в любых люминесцентных источниках света функционирование основано на воздействии электрического тока на ртутные пары.

Однако настоящим прорывом в области световой техники стало появление очень компактных энергосберегающих осветительных приборов, различающихся не только мощностью, но и формой разрядных трубок.

Принципом действия светодиодных ламп является наличие самого обычного полупроводника, а при прохождении определенного количества тока образуется излучение или свет.

Лампы накаливания

Такой вариант искусственного освещения характеризуется образованием света от тела накала, которое нагревается до высоких температурных показателей под воздействием электрического тока.

Конструкция может быть очень разнообразной, что напрямую зависит от назначения или условий эксплуатации, но обязательными элементами всегда являются стеклянная колба или баллон, тело накала, крючковые держатели, ножка, токовые вводы и предохранитель, а также стандартный корпус, изолятор и контакты донышка в цокольной части.

Преимущества таких ламп представлены:

• высоким цвет-передающим индексом;
• доступной стоимостью;
• небольшими размерами;
• отсутствием необходимости применять пускорегулирующие устройства;
• мгновенным зажиганием;
• низкой чувствительностью к перебоям в напряжении;
• отсутствием токсичного воздействия на окружающих.

Тем не менее, снижение популярности обусловлено и некоторыми недостатками, в качестве которых можно рассматривать низкую светоотдачу и непродолжительный эксплуатационный срок.

Люминесцентные

Широкое распространение люминесцентных ламп вполне обосновано. Такие источники света отличаются спектром, диаметром и формой колбы, мощностью, физическими характеристиками цоколя и их количеством, необходимостью использовать стартер или возможностью подключения без применения пусковой аппаратуры.

Принцип работы, а также особенности эксплуатации люминесцентных светильников однотипны для всего класса этих ламп. Под воздействием электрического разряда в ртутных парах образуется ультрафиолетовое излучение, которое поглощается люминофором и формирует световое излучение.

Варианты люминесцентных ламп

К недостаткам таких осветительных приборов можно отнести токсичность наполнителя колбы и, как следствие, необходимость правильной утилизации вышедших из строя ламп. Также следует учитывать отсутствие плавного включения и невозможность осуществлять регулировку яркости освещения.

Галогенные

Такие осветительные устройства представлены двумя видам.

В первом случае работоспособность лампочки обеспечивается высоким напряжением сети в 220В без применения трансформатора.

Второй вариант представлен приборами, работающими в условиях использования понижающих трансформаторов.

Галогенные источники света очень востребованы в качестве дополнительной подсветки и при необходимости обеспечить полную безопасность, поэтому часто применяются в помещениях с повышенной влажностью.

Основным отличием от стандартной лампы накаливания является наличие газового состава с бромом или йодом в баллоне, что позволяет эффективно повышать температурные показатели накаливающей нити и одновременно уменьшать уровень испарения вольфрама.

Светодиодные светильники

Источники освещения светодиодного типа стали известны отечественным потребителям относительно недавно. Область эксплуатации lеd-светильников очень широкая, благодаря следующим неоспоримым преимуществам:

• высокая экологичность и отсутствие выделения углекислого газа или ртутных паров;
• экономия энергопотребления до 60-70% по сравнению с другими источниками света;
• долговечность и отсутствие необходимости регулярно осуществлять обслуживание;
• получение равномерного освещения;
• отсутствие эффектов, представленных цветовыми пятнами, полосами и пульсацией.

Особой популярностью пользуются консольные модели, которые отличаются высоким уровнем мощности и равномерным освещением значительного по площади пространства.

Все внутренние части обеспечены надежно защитой, представленной металлическим и поликарбонатным противоударным корпусом.

Виды цоколей ламп освещения

Вне зависимости от природы света, любые виды ламп имеют общий конструктивный элемент – цокольную часть. В быту используются источники освещения с маленьким (Е14), средним (Е27) и большим (Е40) цоколем, а также люминесцентные и галогеновые лампы с штырьковым или G-цоколем.

Какие виды ламп используют для искусственного освещения?

По своему основному назначению всё искусственное освещение подразделяется на несколько видов:

• рабочее освещение;
• аварийное освещение;
• специальное освещение.

• общее освещение;
• локальное освещение;
• акцентное освещение;
• комбинированное освещение.

По направлению светового потока искусственное освещение может быть прямым и непрямым, а также смешанным и рассеянным. В жилых помещениях целесообразно использовать стандартные осветительные приборы, оснащаемые лампами накаливания или энергосберегающими лампами с повышенным коэффициентом преобразования энергии в свет.

Любые галогенные лампы очень чувствительны к перепадам напряжения и в домашних условиях часто выходят из строя, а для подключения люминесцентных ламп требуется применять пусковое устройство.

Категорически не рекомендуется использовать в жилых помещениях неоновые, ксеноновые и дуговые лампы, которые отличаются высоким давлением в колбе, ограниченным сроком эксплуатации, высокими пусковыми и рабочими токами, а также сильным разогревом и пожароопасностью.

Заключение

При выборе источника освещения нужно ориентироваться в первую очередь на характер и условия эксплуатации, а также площадь помещения.

Наиболее распространенные в нашей стране лампы накаливания с тепловым излучением очень удобны и совершенно нетребовательны в эксплуатации, но именно люминесцентные лампы принято использовать в помещениях, где необходимо создать наиболее благоприятные осветительные условия.

Видео на тему

В настоящее время, доступен большой выбор различных ламп, каждая из которых имеет свои уникальные характеристики. Для определённых условий эксплуатации можно подобрать наиболее подходящее осветительное устройство.

На рынке представлены следующие основные типы:

1. Накаливания:
   • вакуумные;
   • галогенные;
   • криптоновые;
2. Газоразрядные:
   • ртутные
     • ДРЛ;
     • ДРИ (металлогалогенидные);
   • ксеноновые;
   • неоновые, аргоновые и пр.
3. Светодиодные.

Характеристики

При подробном описании будем учитывать следующие характеристики:

• цоколь (патрон) – место крепления колбы;
• цветопередача;
• светоотдача (световая эффективность);

Светоотдача

Показывает, сколько люмен отдаёт источник света при мощности 1 Вт. Например, стандартная лампа накаливания имеет светоотдачу 10 лм/Вт, люминесцентная – 70 лм/Вт, значит, при одной и той же мощности, последняя будет светиться в 7 раз ярче.

В разговоре о светоотдаче необходимо упомянуть так называемые энергосберегающие технологии.

По существу, энергосбережение обозначает: мало потребляем – много светим. В этом контексте наибольшей энергоэффективностью обладают натриевые источники света (см. сравнительную таблицу).

Однако, принято называть либо светодиодные, либо люминесцентные лампы.

Коэффициент цветопередачи (Ra)

Показывает, насколько естественно выглядят цвета в испускаемом свете. Чем больше данное число, тем лучше характеристики источника, тем ближе его свет к естественному освещению.

Качественные градации коэффициента указаны в таблице:

Цветовая температура

Определяет цвет светящегося объекта, измеряется в градусах Кельвина (К). В зависимости от температуры света, окружающие предметы выглядят несколько по-разному.

Обычный белый лист бумаги может иметь оттенки от тёплых и желтоватых при 2500 К (свеча), до сияюще-голубых – при температуре от 6500 К.

Различают следующие оттенки света:

Свет различной температуры по-разному воздействует на восприятие человека (вспомним хотя бы театральные постановки и различные инсталляции, где свет играет существенную роль в передаче эмоционального состояния).

Тёплый белый (2700 – 4200 К) свет помогает расслабиться, настраивает на спокойный лад. Подходит для освещения спальных, гостиных и столовых комнат.

Дневной свет (4200 – 5500 К) помогает сконцентрироваться на выполнении заданий, наиболее подходит для офисных помещений и для освещения рабочей зоны (в том числе на кухне), для гримёрных.

Холодный белый свет (5500 – 6000 К) является достаточно энергичным, подходит для ванных комнат, кухонь (рабочая поверхность, но не обеденный стол).

Классификация

Лампы накаливания

В недавнем прошлом наиболее распространённый тип. Осветительные приборы данного вида могут использоваться как на стационарных, так и на портативных устройствах (например, ручные фонарики).

Свет испускает нагретая вольфрамовая нить, помещённая в колбу (баллон), из которого откачан воздух (отсюда термин «вакуумные»).

Лампы накаливания по составу газа в баллоне разделяют на собственно вакуумные, криптоновые, галогенные.

Вакуумные

Поверхность колбы может быть как прозрачной, так и матовой, что позволяет получить более мягкий свет без использования защитного колпака. Также, верхняя часть баллона может быть покрыта зеркальной краской, чтобы направить световой поток вниз (при потолочном освещении).

Лампы для переносных источников работают от напряжения 12, 24, 36 В.

Для стационарных – 220 В, 50 Гц (городская электрическая сеть).

Основной минус подобных источников света – низкий КПД: только 2-3% идёт на освещение. Остальная энергия рассеивается в виде тепла (отсюда и низкий показатель светоотдачи).

Тип используемого крепления – цоколь Эдисона (Е-цоколь); различается по своему диаметру (в мм), указываемому в маркировке:

• Е10 – используется для карманных фонариков;
• Е14, также называемый «миньён» (маленький);
• Е27 – стандартный;
• Е40 используется для наружного освещения;

Плюсы:

• широкое распространение оборудования;
• низкая цена;
• удобство монтажа;

Минусы:

• низкий КПД;
• малая длительность работы (500–1000 ч.);
• пожароопасность (нельзя использовать в пластиковых и деревянных конструкциях);

Характеристики:

Криптоновые лампы

Лампа накаливания, в баллон которой добавлен криптон (инертный газ). Обладают меньшими габаритами и большим временем работы по сравнению с вакуумными (1000–2000 ч.), не чувствительны к перепадам напряжения.

Характеристики:

Галогенные лампы

Как следует из названия, колба содержит пары галогенов (элементов 17 группы таблицы Менделеева – брома или йода). Добавление этих газов позволяет значительно увеличить время работы и повысить светоотдачу, по сравнению с вакуумными аналогами.

Используется Е- или G-цоколь (см. люминесцентные лампы).

Плюсы:

• Срок службы до 2000-4000 ч..
• Малые размеры , возможность применения в гипсокартонных конструкциях (например, подвесной потолок).

Минусы:

1. Чувствительность к загрязнению (установку необходимо производить в перчатках, при попадании жира на поверхность колбы, прибор очень быстро выходит из строя).
2. Чувствительность к перепадам напряжения.

В настоящее время, разработан новый тип галогенных источников с инфракрасным покрытием, которое пропускает видимый свет и отражает тепловое излучение, они имеют сниженное энергопотребление и увеличенное время эксплуатации по сравнению с аналогами без покрытия.

Характеристики:

Газоразрядные лампы

Физические основы свечения – электрический разряд, проходящий через газ, герметично запаянный в трубку.

В зависимости от внутреннего содержимого трубки, выделяют следующие виды:

1. Ртутные:
   • ДРЛ;
   • люминесцентные;
2. Натриевые.
3. Неоновые, ксеноновые, аргоновые и пр.

Процесс свечения необходимо запустить при помощи специального пускорегулирующего механизма (ПРМ). В настоящее время, выпускаются светильники, где ПРМ может быть как встроенным в патрон, так и монтироваться отдельно.

Ртутные

Все ртутьсодержащие приборы являются высокотоксичными, для них необходима утилизация через пункты приёма опасных отходов. В соответствие с Минаматской конвенции по ртути, производств, экспорт и импорт некоторых ртутьсодержащих ламп будут запрещены с 2020 года, наряду с аналогичным запретом для ртутьсодержащих батареек и градусников.

Лампа ДРЛ (дуговая ртутная люминесцентная)

Ртутная лампа высокого давления, не должна применяется в помещениях, где длительное время находятся люди (квартиры, офисы).

Данные осветительные приборы находят своё применение в уличном освещении, в автоматизированных промышленных цехах, в сельском хозяйстве.

Минусы:

• Низкий Ra: 40 – 59.
• Длительное время включения (до 15 мин), зависящее от температуры окружающего воздуха (чем холоднее, тем больше времени занимает процесс засветки).
• Сильный нагрев трубки.
• Чувствительность к перепадам напряжения: при частых кратковременных отключениях электроэнергии устройство будет гаснуть, а затем, после повторного включения, в течение длительного времени выходить на рабочий режим.

Классические ДРЛ постепенно выходят из употребления.

В настоящее время, для бытового использования выпускаются устройства комбинированного типа (например, компанией OSRAM).

Лампа ДРИ (дуговая ртутная с излучающими добавками)

Также называемая металлогалогенидной.

Лампы ДРЛ, в колбу которой добавляются галогениды определённых металлов (натрия, индия и пр.).

Цоколь Е27, Е40, R7S (цоколь с утопленным контактом, используется преимущественно в высокоинтенсивных осветительных установках, после маркировки цоколя указывается длина колбы в мм – 78 или 118):

Ртутно-кварцевые лампы (ПРК, ДРТ)

Дуговые ГРВД типа ДРТ (дуговые ртутные трубчатые, устаревшее – прямые ртутно-кварцевые, ПРТ) используются в медицинской аппаратуре (то самое кварцевание кабинетов) для обеззараживания воздуха, продуктов. Также ДРТ используются в некоторых технологических процессах (таких, например, как фотополимеризация).

Люминесцентные лампы

Или иначе лампы дневного света.

Маркировка отечественных приборов указывает на спектр свечения:

После буквенной маркировки следуют цифры: первая указывает на степень цветопередачи (чем она выше, тем более естественным выглядит свет, диапазон 6–9), две последующие – на цветовую температуру:

• 30 (3000 К) – тёплый белый;
• 35 (3500 К) – белый;
• 40 (4000 К) – холодный белый;
• 54 (5400 К) – дневной свет;
• 65 (6500 К) – холодный дневной;

Используется G-цоколь, который представляют собой гнездо, куда при помощи штырей крепится баллон. Применяется для галогенных и люминесцентных компактных ламп (для уменьшения габаритов). Существует большое число маркировок данного вида цоколей, так что каждый раз необходимо сравнивать тип крепления (он указывается на колбе), цоколи не являются взаимозаменяемыми.

Плюсы:

1. Низкая рабочая температура (можно без опасений прикасаться).
2. Мягкий свет.
3. Время работы до 30 000 ч.
4. Современные компактные модели можно подключать в обычный патрон (люминесцентные осветительные приборы прошлого поколения выполнялись в виде трубок и требовали для своего подключения использования специальных баллонов).

Минусы:

1. Работа источника не бесшумная (процесс свечения сопровождается гулом).
2. Плюсовые рабочие температуры окружающей среды.
3. Токсичность – необходима утилизация на специальные полигоны (для населения бесплатно через приёмные пункты опасных отходов).
4. Достаточно долгий период включения , в течение которого свет достигает максимума.
5. Чувствительность к частым включениям-выключениям.

Из перечисленных особенностей видно, что подобное оборудование целесообразно устанавливать в местах, где необходимо обеспечить освещённость в течение длительного времени при минимальном числе включений. Например, на первых этажах лестниц.

Если же режим использования подразумевает короткий период работы при частых включениях (например, в санузлах) – лучше выбрать другой источник.

Характеристики:

Натриевые лампы

Газоразрядные лампы на парах натрия

Данные лампы дают монохромный жёлтый свет. Применяются там, где не требуется высокий индекс цветопередачи: в уличном и дорожном освещении, при подсветке зданий и пр. Лампы высокого давления (НЛВД) используют в сельском хозяйстве для дополнительной подсветки растений в зимний период.

Существует несколько маркировок дуговых натриевых (ДН) источников света отечественного производства:

• ДНаТ – ДН трубчатые;
• ДНаС – ДН в светорассеивающей колбе, представляют собой замену ДРЛ;
• ДНаМТ – матированные;
• ДНаЗ – зеркальные;

Ксеноновые лампы

Позволяют получить очень хорошую цветопередачу.

Применяются в автомобильных фарах, а также в проекторах, фотовспышках и других осветительных приборах.

В зависимости от применения, цена на них варьируется от нескольких сотен до нескольких тысяч рублей. Имеют узкоспециальное назначение.

Характеристики:

Неоновые, аргоновые и др.

Газоразрядные лампы, колба которых наполнена инертным газом.

Имеют большое время эксплуатации (до 80 000 ч.), в зависимости от состава газовой смести позволяют получить источники света различных оттенков (от сине-зелёного до красно-оранжевого). Используются для рекламной подсветки, для индикации напряжения в сети.

Светодиодные лампы

Их также называют LED.

Этот тип источников имеет один существенный недостаток: высокая стоимость. Однако, они позволяют в дальнейшем значительно сократить энергетические затраты. В экономическом плане подобные осветительные приборы очень привлекательны, так как имеют большой период эксплуатации.

В данный момент светодиоды используются для освещения улиц, на общедомовых территориях (часто вместе с ), для освещения музейных экспонатов.

Плюсы:

1. Экологичность.
2. Длительный срок службы (30 000–50 000 ч.).
3. Небольшие габариты.
4. Малый нагрев источника.
5. Устойчивость к механическому воздействию.

Минусы:

1. Стоимость.
2. Узконаправленность луча света.
3. К концу срока службы яркость таких источников уменьшается (так называемое выгорание светодиодов).

Характеристики:

Сравнительная таблица:

При выборе источников освещения необходимо учитывать их эксплуатационные характеристики.

Правильный выбор поможет сэкономить Ваши средства и продлить срок службы осветительного прибора.

Лампа накаливания – это источник искусственного света, который в процессе работы выделяет много тепла. Внутри ее металлическая спираль, чаще всего из тугоплавкого вольфрама. Этот элемент помещен в колбу, которая заполнена инертным газом, реже – вакуумная. Подобное наполнение не дает окисляться металлу. Такие лампы популярны благодаря низкой цене.

Путь создания

История этих ламп длинная и тернистая, не один создатель принял участие в ее творении. Разделить процесс создания можно на такие этапы:

1. Изобретение Лодыгина. Русский ученый придумал, как засветить угольный стержень в стеклянном сосуде без доступа воздуха. Проблема была в том, что нить стала быстро перегорать. Чуть позже именно он предложил заменить угольный стержень вольфрамовым.
2. Вклад Томаса Эдисона. Ему удалось создать недорогую и относительно долговечную модель подобной лампы. Он наладил потоковое производство, изготовить лампу можно было в нужных объемах. Почти всю жизнь он совершенствовал лампу, применяя разные материалы для достижения лучшего эффекта.

Со временем лампы начали наполнять инертными газами, что в разы увеличивало срок эксплуатации.

Сфера использования

Не так давно лампы накаливания присутствовали в различных сферах жизни, в быту и на предприятиях. Это обуславливается простой их монтажа, эксплуатации и обслуживания. Используются в таких сферах:

• Общего предназначения для внутреннего и наружного освещения в частных домах, квартирах, офисах.
• Местного применения – для подсветки рабочих мест.
• Также есть специальные автомобильные лампы накаливания.
• Устанавливаются в поездах, на судах, и в самолетах.
• Миниатюрные ЛН применяются в фонариках, шкалах приборов.
• Сверхминиатюрные в отдельных медприборах, пультах управления.
• Также есть коммутационные, маячные, кинопроекционные.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Важно! Во многих сферах сегодня используются экономичные лампы, но все же потребительский интерес применения ЛН не снижается.

Лампы накала обладают такими характеристиками:

1. Разлет мощностей. Зависит от сферы использования, так для бытовых целей применяются лампы от 25 до 150 Ватт, для других – до 1000 Вт.
2. Нить накаливается до 2000–2800 градусов.
3. Напряжение – 220–330 В.
4. Световая отдача – 9–19 Лм/1Вт.
5. Размеры цоколя – Е 14, Е 27 и Е 40, что соответствует 14, 27 и 40 мм. Тип цоколя – резьбовой и штифтовой. Последний может быть одно- или двухконтактным.
6. Ресурс функционирования – 1000 часов при оптимальных условиях.
7. Выделяют в процессе горения много тепла, имеют чувствительность к частым выключениям.
8. По цене они самые доступные из предложенных в магазинах ламп.
9. Средний вес – 15 г.

Принцип действия

Суть работы всех ЛН в использовании принципа нагревания вещества при прохождении сквозь него тока. В этом случае повышается температура нити накала после замыкания электрической цепи. Как результат запускается эффект электромагнитного теплового излучения. Чтобы оно стало видимым для человека, температура нагревания должна превышать 570 ⁰C – это начало красного свечения.

Внутри лампы нить накаливания разогревается до 2000–2800 ⁰С. При разогревании до такой температуры на воздухе вольфрам превращается в оксид – на нем образуется белый налет, поэтому внутрь колбы закачиваются нейтральные газы. На заре развития данной технологи освещения в лампочке создавался вакуум, сейчас это практикуют только для изделий минимальной мощности. При закручивании в патрон цоколя лампы и замыкании цепи запускается процесс накаливания нити, и она дает свет.

Устройство всех ЛН схоже, в них содержаться:

1. Рабочая часть – нить из вольфрамовой проволоки, свернутая в спираль. Удельное сопротивление этого металла в 3 раза больше, чем у меди. Вольфрам используется, потому что он тугоплавкий и можно максимально уменьшить сечение нити. За счет этого повышается электрическое сопротивление. Питание спираль получает от электродов.
2. Спираль удерживают элементы из молибдена. Он также тугоплавкий, имеет низкий коэффициент теплового расширения.
3. Колба из стекла. Внутри ее инертный газ, что не дает сгореть нити накала. Именно поэтому такие лампы не вакуумные, именно газ создает давление внутри колбы.
4. Электроды соединяются с контактными элементами цоколя с помощью медных проводников.
5. Цоколь. Такой элемент есть во всех рассматриваемых лампочках, за исключением специальных автомобильных. Резьба на цоколе и его размер могут быть различными.

Цоколь

Самые привычные для нас лампочки с резьбовым цоколем, размеры их стандартизированы. Для моделей, что используются в бытовых условиях, востребованы Е 14, Е 27 и Е 40. Реже используются для таких источников света без резьбы, но они распространены в автомобильном деле.

Интересно! В Америке и Канаде используются другие по причине иного напряжения в сети. Для них привычные размеры резьбы в мм: 12, 17, 26 и 39. При отражении размера цоколя на лампочке перед цифрами стоит так же как и у нас литера Е.

Маркировка

Разобраться в маркировке ламп накаливания несложно, основные обозначения, которые можно встретить:

• Специфика конструкции и свойства. «Б» указывает на аргоновую биспиральную ЛН, «В» – на содержание внутри вакуума, «Г» – на то, что в лампу закачан газ, «БК» – биспиральная криптоновая, «МЛ» – молочный цвет колбы, «МТ» – матовая, «О» – опаловая.
• О назначении лампочки расскажет вторая часть маркировки. «Ж» – железнодорожная, «КМ» – коммутационная, «СМ» – для самолетов, «А» – для автомобилей, «ПЖ» – лампа высокой мощности для использования в прожекторах.
• Форму обозначают так: «А» – абажур, «Д» – декоративная, «В» – витая.
• Первые цифры – это номинальное напряжение.

Коэффициент полезного действия и долговечность

Существенные недостатки таких ламп – это небольшой срок эксплуатации и низкий коэффициент полезного действия. Под КПД подразумевается соотношение мощности и заметного человеку излучения. Как помним, нить разогревается до 2700 К, в этом случае ее КПД около 5%. Вся остальная энергия, которая, кстати, в полном объеме превращается в излучение, припадает на инфракрасный спектр, который невидим для человека. Мы воспринимаем его как тепло.

Теоретические повысить КПД до 20% можно, для этого следует увеличить температуру нити накала до 3400 К, получаемый свет в этом случае будет в 2 раза ярче, правда, срок эксплуатации уменьшается на 95%.

Если мощность снижать, то период эксплуатации ламп накаливания может увеличиваться в 5 и более раз. Уменьшение напряжения при этом снижает КПД, но использовать лампочку получиться в 1000 раз дольше. Этот эффект используется при создании надежного дежурного освещения. Конечно, это возможно, только если нет критических требований к освещенности.

Виды ламп и их функциональное назначение

Существует много ламп накаливания, классификация их происходит по функциональному назначению и конструкционным особенностям.

Общего, местного предназначения

Вплоть до 1970 года их называли нормально-осветительными. Эта группа является самой массовой среди обычных ЛН. Ранее успешно использовались как для общего, так и для декоративного освещения дома, в офисах, других учреждениях. На данный момент во многих странах, в том числе в России, их выпуск ограничивается.

Что касается лампочек местного назначения, то они по конструкции такие же, как и общего, но рассчитаны они на пониженное рабочее напряжение. Использоваться могут в ручных переносных светильниках, для освещения станков, верстаков и т. д.

Декоративные

Основная их особенность – это фигурная колба, размеры ее могут быть очень разными, также как и расположение внутри нити накаливания. Подобные модели сегодня очень востребованы, но выполняют не так роль освещения, как декора, в особенности в винтажных или ретро дизайн-проектах. Внешний вид подобной лампы очень оригинален.

Иллюминационные

Колба у них окрашена в разные цвета, в зависимости от целевого использования. Удобны для оснащения иллюминационных установок. Краска в основном наносится на колбу внутри, для этого применяются неорганические пигменты. Значительно реже такие лампы красят снаружи. Мощность их небольшая, варьируется в пределах 10–25 Вт. Необходимый эффект они дают только первое время, далее цвет их меняется, теряет яркость.

Сигнальные

Применялись в разных светосигнальных приборах. На данный момент из этой сферы их вытесняют светодиодные лампы.

Зеркальные

Колба такой лампы имеет специфическую форму, внутри она покрыта тонким слоем алюминия. За счет этого создается зеркальный эффект, также есть прозрачная часть. Основная задача таких ламп – распределение светового потока с целью сосредоточения в пределах определенной зоны. Удобно их использовать в витринах магазинов, в торговых залах. Именно такие лампы используются для обогрева новорожденных птенцов и других животных.

Транспортные

Эта группа очень обширная, используется в разных транспортных средствах, для фар или другой подсветки. Востребованы для:

• Автомобилей.
• Мотоциклов.
• Тракторов.
• Самолетов и вертолетов.
• Речных и морских судов.

Такие лампы имеют ряд особенностей, среди них:

1. Высокая прочность.
2. Стойкость к воздействию вибрации.
3. Специальные цоколи, за счет чего удается быстро менять вышедшую из строя лампу.
4. Они рассчитаны на питание от электрической сети ТС.

Двухнитевые

Это подтип специальной лампы накаливания, которые используются в:

• Автомобилях. Так, лампы для фар могут иметь 2 нити накала. Одна из них идет на ближний свет, вторая – на дальний. Аналогичная ситуация и для задних фонарей, только тут отдельные нити для габаритов и для стоп-сигналов.
• Самолетах. В отдельных моделях в посадочно-рулежной фаре.
• Ж/д светофорах. Тут двухнитевые лампы – это элемент безопасности и подстраховки, если перегорит одна, то вторая сможет продолжать подавать сигнал.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Важно! Есть и другие варианты ламп, например, имеющие специальный спектр излучения, нагревательные, проекционные и другие. Но сегодня они активно вытесняются другими типами лампочек.

Преимущества и недостатки

Самые популярные в мире лампы имеют как преимущества, так и много недостатков, особенно с развитием новых технологий освещения. Начать стоит с достоинств, конкретней:

• Доступная цена. Это самый бюджетный вариант на данный момент. Правда, это касается только стоимости, но не счетов за электроэнергию.
• Компактные размеры.
• Практически не страдают от перепадов напряжения в сети.
• Не требуется время для разогрева.
• При функционировании на переменном токе мерцания невидимо.
• Можно использовать электронные диммеры для контроля и экономии потребления электроэнергии.
• Спектр отлично воспринимается человеческим глазом, тип его непрерывный.
• Индекс цветопередачи на высоком уровне.
• Можно использовать в любом температурном режиме, независимо от разновидности.
• Большой разлет вольтажа, от долей до сотен Вольта.
• Не требуют специальной утилизации, так как не содержат внутри токсических компонентов. То есть не несут вред людям и другим живым существам.
• Не нужна дополнительная пускорегулирующая аппаратура, что в сравнении с современными источниками света большой плюс.
• Во время работы не гудят и не создают радиопомех.
• Нечувствительность к полярности – она все равно будет работать.
• Создают минимальный уровень излучения УФ лучей, если сравнивать с другими современными лампочками.

Цоколь - элемент, необходимый для крепления лампы в патроне и подведения к ней электрического тока. В современных светильниках используются разные типы патронов.

Существует много видов цоколей. Поэтому, перед тем как бежать в магазин за новой лампой для светильника или бра, важно обратить внимание на цоколь используемой в светильнике лампы.

Совет : в современных китайских люстрах и светильниках часто используются лампы с весьма экзотическими цоколями. Чтобы избежать проблемы поиска ламп на замену в будущем, покупайте электроизделия, предназначенные для ламп с популярными цоколями.

Система обозначений цоколей состоит из нескольких элементов:

I) Первая буква указывает на тип цоколя :

• "E" указывает на то, что данный цоколь резьбовой (цоколь Эдисона) - один из самых популярных (E27, E14);
• "G" в названии цоколя говорит о том, что данный цоколь штырьковый - второй из самых популярных (G4, GX53);
• "R" означает, что данный цоколь с утопленным контактом (R39, R63);
• "P" указывает на фокусирующий цоколь;
• "B" указывает на то, что данный цоколь штифтовой (он же байонет);
• "S" говорит о том, что цоколь - софитный.

II) Также в названии цоколя вы встретите число. Это диаметр соединительной части цоколя или расстояние между штырьками.

III) В названии цоколя могут быть строчные буквы. Они означают количество контактных пластин, гибких соединений или штырьков в данном цоколе.

• s = один контакт,
• d = два контакта,
• t = три контакта,
• q = четыре контакта,
• p = пять контактов.

Резьбовой цоколь (Е14, E27, E40)

Обычные осветительные лампы имеют резьбовой цоколь с наружным диаметром 14, 27 или 40 мм и специальной резьбой с крупным шагом. Такие цоколи называются соответственно Е14, Е27 и Е40. Буквенное обозначение «Е» (Edison/Эдисон) означает винтовое устройство. Цифра, которая идет после буквы в классификации, соответствует наружному диаметру в миллиметрах.

Лампы с цоколем E27 (ES) - те самые "лампочки Ильича", к которым мы все привыкли. Они чаще всего используются в люстрах, плафонах, настенных и настольных светильниках. Цоколь Е27 представляет собой резьбовую систему быстрого соединения патрона и лампы с диаметром 27 миллиметров. Такие лампы чаще всего питаются от сети переменного тока 220V (AC).

(SES) - тоже весьма популярен. Лампы с таким цоколем часто называют "миньоны" для миниатюрных классических светильников и бра. Практически в любой квартире найдется место, где установлены лампы с таким цоколем. Чаще всего это кухня, туалетная или ванная комната, коридор. Лампы с цоколем E14 часто имеют форму "свечи" (C37), шарика (G45), или "гриба" (R63, R50, R39). Такие лампы чаще всего питаются от сети переменного тока 220V (AC). Диаметр такого цоколя - 14 мм.

Лампы с цоколем E40 (GES) чаще всего имеют большую мощность и используются в промышленном и уличном освещении. Например, лампы ДРЛ имеют именно такой цоколь. Такие лампы питаются от сети переменного тока 220V (AC). Диаметр такого цоколя - 40 мм.

Кроме того, встречаются следующие менее популярные резьбовые цоколи:

• Е5 - микроцоколь (LES) с диаметром 5 мм,
• Е10 - миниатюрный цоколь (MES) с диаметром 10 мм,
• Е12 - миниатюрный цоколь (MES) с диаметром 12 мм,
• Е17 - малый цоколь (SES) с диаметром 17 мм,
• Е26 - средний цоколь (ES) с диаметром 26 мм.

Штырьковый цоколь (G4, GU5.3, G6.35, GU10, G9, G13, G23, G53, GX53)

Обозначается буквой G. Используется штыревая система соединения лампы с патроном. Цифры в обозначении показывают расстояние между центрами штырьков (на рисунке это расстояние равно N), а для большего количества штырьков диаметр окружности, на которой расположены центры штырьков.

Для цоколей этого типа часто применяются дополнительные обозначения, указывающие на невзаимозаменяемые модификации ламп: U, X, Y, Z. Например, лампы с цоколями GX 53 и G53 имеют одинаковое расстояние между центрами штырьков (53 мм), но требуют абсолютно разных разьемов для подключения.

Наиболее часто встречается в галогенных и светодиодных лампах типоразмера MR16, которые используются в нишевом освещении, бытовой, декоративной и витринной подсветке. Обычно такие лампы питаются от сети 220V (AC) или 12V (AC/DC). Кстати, среди светодиодных ламп данный цоколь очень популярен.

Лампы с поворотно-штырьковым цоколем GU10 также имеют типоразмер MR16, вставляются в патрон и проворачивают до упора в специальном замке. Поэтому они используются там, где из-за вибрации или внешних воздействий другие лампы могут выпасть. Питание ламп с цоколем GU10 обычно осуществляется от сети переменного тока 220V (AC).

Внешне лампы с цоколами GU10 и GU5.3 различаются только толщиной и внешним видом штырьков.

Разработан для миниатюрных ламп с корпусом MR11, которые широко используются для декоративного светового оформления благодаря своему яркому точечному свету. В основном это низковольтные лампы для напряжения 12 / 24В, но встречаются и на 220В (AC). Преимущества этих ламп проявляются, прежде всего, во встраиваемых потолочных светильниках и гибких системах освещения.

Очень похож на предыдущие. Расстояние между штырьками - 6,35 мм. Питание таких ламп обычно происходит от сети переменного тока 220V(AC).

Цоколь G9 - тоже штырьковый цоколь, в виде двух вытянутых петелек проволоки с расстоянием между штырьками 9 мм. Лампы с цоколем G9 применяются в светильниках акцентного и декоративного освещения, в последнее время часто встречаются в люстрах для дома. Штырьковый цоколь очень удобен в использовании - установка и замена ламп является быстрой и простой.

Штырьковый цоколь с расстоянием между штырьками 13 мм. Лампы с данным цоколем чаще всего устанавливаются в светильники типа Армстронг, ЛПО, ЛВО, ЛСП и других.

Трубчатые люминесцентные и светодиодные лампы Т8 имеют одинаковый цоколь G13 и являются аналогами.

Цоколь G23 - это цоколь с расстоянием между штырьками 23 мм. Лампы с таким цоколем часто используются в настольных лампах, светильниках для душевых и ванных комнат. Цокольные гнёзда таких ламп имеют специальные отверстия для монтажа в обычные настенные светильники.

Часто используют для подвесных и натяжных потолков в жилых и офисных помещениях из-за небольшой высоты ламп с таким цоколем (28 мм). Такие лампы также поворачиваются до упора с специальном замке (как лампы с цоколем GU10). Расстояние между центрами штырьков - 53 мм. Лампы с цоколем GX53 обычно работают от сети переменного тока 220V (AC) и не нуждаются в каких-либо трансформаторах.

Для подключения таких ламп обычно достаточно подходящего по цоколю светильника, дополнительных патронов не требуется.

- "старший брат цоколя GX53". Он абсолютно аналогичен ему с той лишь разницей, что расстояние между центрами штырьков - 70 мм.

Лампа с цоколем G53 используется в тех областях, где требуется направленное освещение, например, создавать акцентное освещение объектов в торговых залах, ресторанах, в эксклюзивных бутиках и галереях, в помещениях с высокими потолками, можно освещать сцену.

Лампа с таким цоколем чаще всего используется в светильниках с шарнирным креплением лампы типа "кардан".

Лампочка накаливая – предмет, знакомый всем. Электричество и искусственный свет уже давно стали для нас неотъемлемой частью действительности. Но мало кто задумывается, как появилась та самая первая и привычная нам лампа накаливания.

Наша статья расскажет вам, что собой представляет лампа накаливания, как она работает и как появилась в России и во всем мире.

Что собой представляет

Лампа накаливания — электрический вариант источника света, основная часть которого представляет собой тугоплавкий проводник, играющий роль тела накала. Проводник размещен в колбе из стекла, которая внутри бывает накаченной инертным газом или полностью лишенной воздуха. Пропуская через тугоплавкий тип проводника электрический ток, данная лампа может испускать световой поток.

Свечение лампы накаливания

Принцип функционирования базируется на том, что когда электрический ток течет по телу накала, данный элемент начинает накаливаться, нагревая вольфрамовую нить. Вследствие этого нить накала начинает испускать излучение электромагнитно-теплового типа (закон Планка). Для создания свечения температура накала должна составлять пару тысяч градусов. При снижении температуры спектр свечения будет становиться все более красным.
Все минусы, имеющиеся у лампы накаливания, кроются в температуре накала. Чем лучше нужен световой поток, тем большая температура потребуется. При этом вольфрамовая нить характеризуется пределом накала, при превышении которого этот источник света навсегда выходит из строя.
Обратите внимание! Температурный предел нагрева для ламп накаливания — 3410 °C.

Конструкционные особенности

Поскольку лампа накаливания считается самым первым источников света, то вполне закономерно, что ее конструкция должна быть достаточной простой. Особенно, если сравнивать с нынешними источниками света, которые ее постепенно вытесняют с рынка.
В лампе накаливания ведущими элементами считаются:

• колба лампы;
• тело накала;
• токовводы.

Обратите внимание! Первая подобная лампа имела именно такое строение.

Конструкция лампы накаливания

На сегодняшний день разработано несколько вариантов ламп накаливания, но такое строение характерно для самых простых и самых первых моделей.
В стандартной лампочке накаливания, кроме вышеописанных элементов имеется предохранитель, который представляет собой звено. Оно состоит из ферроникелевого сплава. Его вваривают в разрыв одного из двух токовводов изделия. Звено размещается в ножке токоввода. Оно нужно для того, чтобы предупредить разрушение стеклянной колбы во время прорыва нити накала. Это связано с тем, что при прорыве вольфрамовой нити создается электрическая дуга. Она может оплавить остатки нити. А ее фрагменты могут повредить колбу из стекла и привести к возникновению возгорания.
Предохранитель же разрушает электрическую дугу. Такое ферроникелевое звено размещается в полости, где давление равняется атмосферному. В данной ситуации дуга гаснет.
Такое строение и принцип работы обеспечили лампе накаливания широкое распространение по миру, но из-за их высокого энергопотребления и непродолжительному сроку службы, она сегодня стали использоваться гораздо реже. Связано это с тем, что появились более современные и эффективные источники света.

История открытия

В создание лампы накаливания в том виде, в котором она известна на сегодняшний день, сделали свой вклад исследователи, как из России, так и из других стран мира.

Александр Лодыгин

До момента, когда изобретатель Александр Лодыгин из России начал трудиться над разработкой ламп накаливания, в ее истории нужно отметить некоторые важные события:

• в 1809 году известный изобретатель Деларю из Англии создал свою первую лампу накаливания, оснащенную платиновой спиралью;
• через почти 30 лет в 1938 году уже бельгийский изобретатель Жобар разработал угольную модель лампы накаливания;
• изобретатель Генрих Гёбель из Германии в 1854 году уже представил первый вариант рабочего источника света.

Лампочка немецкого образца имела обугленную нить из бамбука, которая помещалась в вакуумированный сосуд. В течение пяти последующих лет Генрих Гёбель продолжал свои наработки и в конечном счете пришел к первому опытному варианту рабочей лампочки накаливания.

Первая практичная лампочка

Джозеф Уилсон Суон, знаменитый физик и химик из Англии, в 1860 году явил миру свои первые успехи в области разработки источника света и за свои результаты был вознагражден патентом. Но некоторые трудности, которые возникли с созданием вакуума, показали неэффективную и не долгосрочную работу лампы Суона.
В России, как уже отмечалось выше, исследованиями в области эффективных источников света занимался Александр Лодыгин. В России он смог добиться свечения в стеклянном сосуде угольного стержня, из которого предварительно был откачен воздух. В России история открытия лампочки накаливания началась в 1872 году. Именно в этом году Александру Лодыгины удались его эксперименты с угольным стержнем. Через два года он в России получает патент под номером 1619, который был выдан ему на нитевой вид лампы. Нить он заменил на стержень из угля, находившийся в вакуумной колбе.
Ровно через год В. Ф. Дидрихсон значительно улучшил вид лампы накаливания, созданную в России Лодыгином. Усовершенствование заключалось в замене угольного стержня на несколько волосков.

Обратите внимание! В ситуации, когда один из них перегорал, происходило автоматическое включение другого.

Джозеф Уилсон Суон, который продолжал свои попытки усовершенствовать уже имеющеюся модель источника света, получает патент на лампочки. Здесь в качестве нагревательного элемента выступало угольное волокно. Но здесь оно располагалось уже в разреженной атмосфере из кислорода. Такая атмосфера позволила получить очень яркий свет.

Вклад Томаса Эдисона

В 70-х года позапрошлого столетия в изобретательскую гонку по созданию работающей модели лампы накаливания включился изобретатель из Америки — Томас Эдисон.

Томас Эдисон

Он проводил исследования в вопросе применения в виде элемента накаливания нитей, произведенных из разнообразных материалов. Эдисон в 1879 году получает патент на лампочку, оснащенной платиновой нитью. Но через год он возвращается к уже проверенному угольному волокну и создает источник света со сроком эксплуатации в 40 часов.

Обратите внимание! Одновременно с работой по созданию эффективного источника света, Томас Эдисон создал поворотный тип бытового выключателя.

При том, что лампочки Эдисона работают всего лишь 40 часов, они начали активно вытеснять с рынка старый вариант газового освещения.

Результаты работ Александра Лодыгина

В то время, как на другом конце мира Томас Эдисон проводил свои эксперименты, в России аналогичными изысканиями продолжал заниматься Александр Лодыгин. Он в 90-х годах 19 века изобрел сразу несколько видов лампочек, нити которых были изготовлены из тугоплавких металлов.

Обратите внимание! Именно Лодыгин первым решился использовать вольфрамовую нить в качестве тела накаливания.

Лампочка Лодыгина

Кроме вольфрама он также предлагал использовать нити накаливания, изготовленные из молибдена, а также скручивать их в форме спирали. Такие свои нити Лодыгин размещал в колбах, из которых откачивался весь воздух. Вследствие таких действий нити предохранялись от кислородного окисления, что делало срок службы изделий значительно продолжительным.
Первый тип коммерческой лампочки, произведенный в Америке, содержала вольфрамовую нить и изготавливалась по патенту Лодыгина.
Также стоит отметить, что Лодыгиным были разработаны газонаполненные лампы, содержащие угольные нити и заполненные азотом.
Таким образом, авторство первой лампочки накаливания, отправленной в серийное производство, принадлежит именно российскому исследователю Александру Лодыгину.

Особенности работы лампочки Лодыгина

Для современных ламп накаливания, которые являются прямыми потомками модели Александра Лодыгина, характерны:

• отменный световой поток;
• отличная цветопередача;

Цветопередача лампы накаливания

• низкий показатель конвекции и проводимости тепла;
• температура накала нити — 3400 K;
• при максимальном уровне показателя температуры накала коэффициент для полезного действия составляет 15 %.

Кроме этого данный тип источника света в ходе своей работы потребляет много электроэнергии, по сравнению с другими современными лампочками. Из-за конструкционных особенностей такие лампы могут работать примерно 1000 часов.
Но, несмотря на то, что по многим критериям оценки данная продукция уступает более совершенным современным источникам света, она, благодаря своей дешевизне, все еще остается актуальной.

Заключение

В создании эффективной лампы накаливания участвовали изобретатели из разных стран. Но только российский ученый Александр Лодыгин смог создать самый оптимальный вариант, которым мы, собственно, и продолжаем пользоваться по сегодняшний день.

Секреты установки точечных светильников в натяжной потолок: насколько это сложно?