лампи розжарювання

  1. Чому лампи розжарювання все ще досить затребувані
  2. Принцип роботи ламп розжарювання

Самий уразливий елемент ламп розжарювання - тіло розжарення (нитка)

Самий уразливий елемент ламп розжарювання - тіло розжарення (нитка). Її обрив в результаті випаровування металу - момент завершення експлуатації.

Теплові джерела світла включають в себе всі типи ламп розжарювання, а також дзеркальні і галогенні лампи.

З моменту виникнення, близько 130 років тому, електричного джерела освітлення, що має розжарюються тіло у формі вугільного стрижня, минуло вже кілька етапів розвитку ламп:

  • обладнання ламп гвинтовим цоколем (1879 г.);
  • застосування вольфраму для виготовлення розжарюваного тіла (1909 г.);
  • нагнітання в колбу лампи інертних газів і виконання розжарюваного тіла спіралевидної форми (1913 р);
  • виробництво ламп з біспіральні розжарюються тілом із застосуванням криптону (1936 г.);
  • виготовлення ламп з використанням вольфрамово-галогенного циклу (1959 рік). Таким чином, до сьогоднішнього дня технічні характеристики ламп розжарювання максимально наближені до своїх теоретичним кордонів, і чекати якихось докорінних змін або поліпшень не доводиться.

Чому лампи розжарювання все ще досить затребувані

Сьогодні в світі щороку виготовляється більше чотирьох мільярдів ламп розжарювання, приблизно 5 000 різновидів, що у великій мірі перевищує кількість виготовлених газорозрядних ламп разом узятих.

Виникає справедливе запитання: а чим же зумовлена ​​така популярність ламп розжарювання, технічні показники яких набагато гірше, ніж у, припустимо, газорозрядних джерел світла? Светоотдача звичайних ламп розжарювання не піднімається вище 15 лм / Вт при тривалості служби 1 000 годин, тоді як світловіддача новітніх люмінесцентних ламп перевищує 100 лм / Вт при тривалості служби 18 000 годин.

Основними обставинами цього є:

  • низька вартість ламп розжарювання
  • і легкість їх установки в світильники.
  • Для цих ламп немає необхідності в застосуванні додаткових пускорегулирующих приладів, використання яких з газорозрядними лампами є обов'язковим.

До іншим характерним властивостям ламп розжарювання відносяться:

  • невеликий розмір, який забезпечує простоту регулювання потоку світла;
  • моментальний запуск ламп, який формує номінальний потік світла миттєво після подачі напруги на лампи;
  • незалежність характеристик ламп від температури повітря;
  • досить висока надійність роботи ламп;
  • удароустойчивость;
  • широкий спектр випромінюваного лампами світлового потоку, який забезпечує найвищий індекс передачі кольору серед всіх інших типів ламп, що дорівнює 100.

невеликий розмір, який забезпечує простоту регулювання потоку світла;   моментальний запуск ламп, який формує номінальний потік світла миттєво після подачі напруги на лампи;   незалежність характеристик ламп від температури повітря;   досить висока надійність роботи ламп;   удароустойчивость;   широкий спектр випромінюваного лампами світлового потоку, який забезпечує найвищий індекс передачі кольору серед всіх інших типів ламп, що дорівнює 100

Головні недоліки ламп розжарювання:

  • знижена світловіддача;
  • порівняно короткий термін служби;
  • нестійкість до впливів перепадів напруги в мережі;
  • високий ступінь тепловіддачі ламп;
  • відчутні перепади струму в момент запуску.

Принцип роботи ламп розжарювання

Світло, що випромінюється лампами розжарювання, формується за рахунок нагрівання під впливом струму розжарюваного тіла до високої температури. Закони випромінювання тепла досить складні і вивчалися фізиками різних поколінь на прикладі умовного «абсолютно чорного тіла» як найпростішого випромінювача. Ось основні нюанси, знання яких потрібно для правильного розуміння принципів роботи ламп розжарювання:

  1. Насиченість випромінювання нагрітого тіла прямо пропорційна четвертого ступеня температури, до якої воно нагрівається.
  2. Теплове випромінювання має суцільний спектр.
  3. Максимальна насиченість випромінювання нагрітого тіла визначається його температурою.

З цих трьох пунктів випливає, що чим більше температура тіла розжарювання, тим більш насиченим, тобто яскравіше формований їм світловий потік.

Для максимальної ефективності формованого випромінювання його максимум повинен знаходитися в межах видимої людиною частини спектра, що досягається при температурах від 3 800 до 7 600 До Але на Землі не існує металів, здатних залишатися твердими при впливі таких температур, так, температура плавлення вольфраму, що є найбільш тугоплавким металом, становить близько 3 600 До Доведено, що світловіддача формованого вольфрамом випромінювання при температурі його плавлення становить 53,5 лм / Вт, що є теоретичним межею светоотда чи, якій могли б досягти лампи розжарювання при відсутності втрат.

Для максимальної ефективності формованого випромінювання його максимум повинен знаходитися в межах видимої людиною частини спектра, що досягається при температурах від 3 800 до 7 600 До Але на Землі не існує металів, здатних залишатися твердими при впливі таких температур, так, температура плавлення вольфраму, що є найбільш тугоплавким металом, становить близько 3 600 До Доведено, що світловіддача формованого вольфрамом випромінювання при температурі його плавлення становить 53,5 лм / Вт, що є теоретичним межею светоотда  чи, якій могли б досягти лампи розжарювання при відсутності втрат

Розжарюються тіла всіх ламп розжарювання (найчастіше це нитки розжарювання) виготовляються з вольфраму. При цьому чим сильніше нагрівається вольфрам, тим ефективніше буде лампа, і тим вище буде її світловіддача. Однак при збільшенні температури вольфрам буде швидше випаровуватися навіть в твердому стані, скорочуючи при цьому тривалість служби лампи. З цієї причини технічні характеристики ламп розжарювання, а також довжина і товщина розжарюваного тіла підбираються у вигляді компромісу між ефективністю і бажаним терміном служби лампи, внаслідок чого лампи розжарювання працюють майже на межі можливостей.
Збільшуючи світловіддачу шляхом підвищення напруги, термін служби ламп помітно скорочується. Навіть при збільшенні напруги на п'ять відсотків, а такі стрибки напруги в наших електромережах не рідкість, тривалість служби ламп розжарювання скорочується в три рази.

Важливо мати на увазі, що опір вольфраму, як і інших чистих металів, підвищується при нагріванні і при досягненні температури 2500-3200 К відрізняється від опору в охолодженому стані в 12-20 разів. Це обумовлює сильні скачки струму при запуску ламп, так як в момент запуску струм може в 20 разів перевищувати номінальне значення. Тривалість такого стрибка становить всього 0,1-0,2 сек., Проте формує високі навантаження на електромережу. Унаслідок таких стрибків струму лампи розжарювання виходять з ладу найчастіше в момент запуску.

Теплові лампи є першим електричним джерелом світла. Вони заслужили довіру, їх переваги оцінені не одним поколінням користувачів. Але наявні очевидні недоліки, перекриті іншими джерелами світла, призводять до поступового виведення їх з експлуатації.

Виникає справедливе запитання: а чим же зумовлена ​​така популярність ламп розжарювання, технічні показники яких набагато гірше, ніж у, припустимо, газорозрядних джерел світла?
© 2008 — 2012 offroad.net.ua . All rights reserved. by nucleart.net 2008