Лампа накаливания современная: Как устроена современная лампа накаливания, принцип действия

Содержание

Как устроена современная лампа накаливания, принцип действия

Несмотря на то что в последнее время все большую популярность набирают энергосберегающие лампы, лампы накаливания не сдают свои позиции и продолжают применяться в общественных и частных зданиях.

Возможно, это связано с привычкой или дешевизной, а, может быть, с цветовой температурой, которую дает лампа накаливания. Знание, как устроена лампа накаливания, поможет использовать ее в оптимальных режимах, а это, в свою очередь, продлит срок ее службы.

Принцип работы лампы накаливания

Физический принцип работы лампы накаливания заключается в следующем. При нагревании тела возникают электромагнитные волны, длина которых напрямую зависит от температуры: чем выше температура, тем волны становятся короче.

Чтобы получить видимый спектр, тело необходимо нагреть до 570 °C, в этом случае уже заметно красное свечение, которое можно увидеть, если тело находится в темноте.

Для получения такого же спектра, какое излучает солнце, тело необходимо нагреть до 5496,85 °C, однако, ученым неизвестен материал, способный оставаться в твердом состоянии при такой температуре. Обычно нить разогревается до температуры 2000–2800 °C, то есть спектр сдвинут в красную область.

Чтобы получить указанную температуру, выбирают тугоплавкий материал и нагревают его с помощью электрического тока. Нагревание происходит из-за сопротивления электрическому току: чем больше сопротивление и протекающий ток, тем выше температура. Действие тока напрямую зависит от приложенного напряжения к нагреваемому элементу.

Поэтому при падении напряжения лампа начинает гореть красным цветом, а при повышенном напряжении свет становится белее.

Следует отметить, что вольфрам, как и другие чистые металлы, имеет положительный температурный коэффициент сопротивления, то есть при увеличении температуры сопротивление возрастает.

Сопротивление холодного и нагретого тела накала отличается в 10 раз. Прежде чем рассмотреть, как устроена лампа накаливания

, уточним, видов ламп накаливания очень много, но устройства очень похожи, отличаются лишь небольшими добавлениями или отсутствием некоторых деталей.

Устройство лампы накаливания

Устройство лампы накаливания — рассмотрим на примере обычной цокольной. Основным элементом служить нить. Она может быть изготовлена из тугоплавкого вольфрама, рения или осмия.

Последний используется редко, поскольку температура плавления у него примерно на 400 °C ниже, чем у предыдущих двух. Сама проволока скручивается в нить малого радиуса, а затем уже эта спираль скручивается в более крупную. Делается это для уменьшения длины нити. Крепится она с помощью двух токовводов и поддерживается крючками из молибдена.

Токовводы выходят наружу и крепятся один к донышку цоколя, другой к корпусу цоколя. Обычно в разрыв токоввода, идущего в ножке, впаивается предохранитель из ферроникелевого сплава. Он служит для предотвращения возникновения электрической дуги в момент разрыва нити накаливания.

Поскольку дуга имеет высокую температуру, она может раскалить частицы тела накала до такой степени, что металл прожигает стекло и капает вниз, что может привести к пожару. Однако в последнее время из-за малой эффективности предохранители не стали устанавливать.

Чтобы предотвратить окисление тела накала и защитить спираль от механического воздействия, используют колбу. В зависимости от назначения для колб могут использовать следующее стекло:

  • натриево-кальциевое силикатное;
  • боросиликатное;
  • известковое;
  • свинцовое.

Боросиликатное легче переносит высокие температуры. Для ламп с вольфрамовым телом саму колбу делают из известкового стекла, а изолятор из свинцового.

На открытом воздухе тело накала быстро окисляется, поэтому из колбы выкачивают воздух, либо заполняют инертным газом:

  • аргоном;
  • криптоном;
  • смесью азота с аргоном.

По себестоимости смесь является более приемлемой, поэтому применяется чаще. Лампы мощностью до 25 Вт продолжают выпускать вакуумными.

Находящийся в колбе газ имеет давление, это увеличивает температуру тела накала и приближает шкалу цветопередачи к белому. Кроме того, газ замедляет оседание материала тела нити на внутреннюю часть колбы, что замедляет ее потемнение.

Маркировка лампочек и цоколя

Для специализированных ламп существует буквенно-цифровая кодировка.

Первая буква определяет конструкцию и физические свойства. Например: б – аргоновая без спирали;

Вторая говорит о назначении: а— автомобильная, пж — прожекторная. Далее, указывается номинальное напряжение и мощность.

На колбах ламп для бытовых целей проставляется только напряжение, мощность и год изготовления. Диаметр цоколя в миллиметрах может быть указан на упаковке: Е14, Е27 и Е40.

Маркировка стандартного патрона для обычной лампочки — Е27

Достоинства

Устройство лампы накаливания обладает большим рядом преимуществ, что делает ее такой востребованной, рассмотрим некоторые из них:

  • дешевизна;
  • компактность;
  • малая чувствительность к качеству питающего напряжения;
  • быстрота включения;
  • нет эффекта мерцания с выключателями с подсветкой;
  • легко поддается регулировке яркости освещения;
  • простота конструкции;
  • нет токсичных элементов;
  • работает при любой температуре;
  • работает на любом роде тока;
  • отсутствие паразитного индуктивного сопротивления;
  • отсутствие радиопомех;
  • не реагирует на электромагнитные импульсы;
  • из всех осветительных приборов обладает наименьшим уровнем ультрафиолетового излучения.

Особенно экономична в местах, где требуется кратковременное, периодическое освещение (санузел, кладовая, погреб).

Недостатки

К сожалению, есть и недостатки:

  • малый срок службы;
  • лишь небольшая часть мощности, потребляемая лампой, идет на освещение;
  • долговечность лампы напрямую зависит от напряжения;
  • пожароопасность – температура баллона может достигать 330 °C;
  • при неисправности лампы возможен взрыв колбы;
  • резкий скачок тока при включении;
  • чувствительность к ударам и тряскам.

Еще один недостаток связан с отходом от стандарта некоторых производителей. Для изготовления цоколя использовалась плакированная цинком сталь, при этом создавались безопасные условия эксплуатации.

В последнее время стали использовать алюминий. Если посмотреть, как устроен патрон лампы накаливания, тогда будет понятна проблема. Дело в том, что контакты патрона выполнены из латуни, при соприкосновении с алюминием происходят окислительные процессы, которые нарушают контакт.

При искрении алюминий плавится и прикипает к ножкам патрона, после чего вывернуть лампу практически невозможно.

Коэффициент полезного действия (КПД)

Соотношение светового потока к используемой мощности слишком мал, так, для лампы мощностью 40 Вт световая отдача составит приблизительно 1,9%. Для 100 Вт показатель поднимется до 2,6%.

Увеличение напряжения немного повышает световую отдачу, но при этом срок службы резко уменьшается. В некоторых лампах кпд повышают за счет использования трехразового скручивания нити.

Зачем лампу накаливания подключают через диод

Иногда можно увеличить срок службы лампы в несколько раз. Знания, как устроена лампа накаливания, помогают решить такую задачу двумя способами.

Первый способ – использование меньшего напряжения. Например, в люстре с 6 лампами на 220 В, включенных параллельно, можно поставить 6 ламп на 36 В включенных последовательно. Неудобством является отключение всего светильника при сгорании одной лампы.

Другой способ предусматривает использование диода, включенного последовательно лампе. При этом световой поток еще больше снижается и появляется мерцание, которое, впрочем, можно устранить, поставив между диодом и лампой конденсатор большой емкости.

При этом важно помнить, что ток при включении лампы может больше чем в 10 раз превосходить рабочий ток. Именно на этот ток нужно подбирать диод.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

 

Современная лампа — накаливание — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Современная лампа — накаливание

Cтраница 1


Современные лампы накаливания являются результатом настойчивых и длительных работ ряда ученых. Большое значение в развитии ламп накаливания имели работы А.Н. Лодыгина, который уже в 1873 г. публично демонстрировал в Петербурге различные типы своих ламп. Первые лампы Лодыгина имели форму стеклянного шара, в котором на двух медных стержнях был укреплен стерженек специального угля. В поисках способов увеличения срока службы ламп им совместно с сотрудниками была введена откачка ламп и найдены более долговечные тела накала в виде различных обугливаемых органических волокон. В 1890 г. Лодыгин ввел лампы накаливания с металлической нитью из тугоплавких металлов: вольфрама, молибдена и др. Работы Эдисона, поставленные в очень широком промышленном масштабе, привели к внедрению ламп накаливания в практику.  [2]

Современные лампы накаливания являются результатом настойчивых и длительных работ ряда ученых. Большое значение в развитии ламп накаливания имели работы А. Н. Лодыгина, который уже в 1873 г. публично демонстрировал в Петербурге различные типы своих ламп. Первые лампы Лодыгина имели форму стеклянного шара, в котором на двух медных стерж-иях был укреплен стерженек ретортного угля. В поисках способов увеличения срока службы ламп им совместно с сотрудниками была введена оТкачка ламп и найдены более долговечные тела накала в виде различных обугли -, ваемых органических волокон. В 1890 г. Лодыгин ввел лампы накаливания с металлической нитью из тугоплавких металлов: вольфрама, молибдена и др. Работы Эдисона, поставленные в очень широком промышленном масштабе, привели к внедрению ламп накаливания в практику.  [3]

Современные лампы накаливания являются результатом настойчивых и длительных работ ряда ученых.  [4]

Конструкция современных ламп накаливания, обеспечивающая получение наилучших световых параметров и возможность высокопроизводительного изготовления, является достаточно установившейся.  [5]

У современных ламп накаливания яркость нитей достигает многих тысяч нит.  [6]

В современной лампе накаливания используется нить из вольфрама. Температура плавления вольфрама ( около 3400 С) дает возможность длительно держать нить раскаленной до 2500 — 2700 С при условии предохранения ее от сгорания.  [7]

В современных лампах накаливания применяется вольфрамовая спираль, способная выдерживать очень высокую температуру. Для того чтобы предотвратить перегорание вольфрама, из стеклянного баллона откачивается воздух. Затем баллон заполняется небольшим количеством смеси аргона и азота. Заполнение газом увеличивает срок службы лампы накаливания.  [8]

В современных лампах накаливания применяются излучатели из тугоплавкого металла — вольфрама. Наиболее эффективными являются бесспиральные лампы накаливания ( с двойной спиралью) с наполнением криптоно-ксеноновой смесью.  [9]

Основными частями современной лампы накаливания ( рис. 13 — 1) являются нить накала и стеклянный баллон. Материалом нити накала служит металл вольфрам ( с примесью оксида тория и других элементов), обладающий высокой температурой плавления ( 3660 С), большой механической прочностью и относительно малой испаряемостью при высоких температурах.  [11]

Световая отдача современных ламп накаливания колеблется от 7 до 19 лм / Вт. Существенным прогрессом в развитии ламп накаливания является использование в них йодного цикла. В лампах специальной конструкции введено определенное количество иода, атомы которого под воздействием высокой температуры образуют соединения с частицами вольфрама — иодид вольфрама. Это соединение в зоне высоких температур ( вблизи нити накала) снова распадается на иод и вольфрам.  [12]

В большинстве современных ламп накаливания баллон после тщательной откачки вновь наполняется каким-либо химически неактивным газом, например азотом. Свет же от волоска распространяется и в лампах с самой совершенной откачкой.  [13]

В большинстве современных ламп накаливания баллон после тщательной откачки вновь наполняется каким-либо химически неактивным газом, например азотом. Свет же от нити распространяется и в лампах с самой совершенной откачкой.  [14]

В большинстве современных ламп накаливания баллон после тщательной откачки вновь наполняется каким-либо химически неактивным газом, например азотом. Свет же от волоска распространяется и в лампах с самой совершенной откачкой.  [15]

Страницы:      1    2

Лампы накаливания. Виды и устройство. Маркировка и применение

Лампы накаливания (ЛН) являются искусственным источником света, в котором свет испускает расположенное в колбе тело накала. Разогреваясь за счет электрического сопротивления, оно источает свет и тепло, что приводит к достаточно нерациональному расходу энергии. В связи с этим лампы данного типа используются все реже, но по-прежнему остаются актуальными благодаря дешевизне.

Как устроены лампы накаливания

ЛН состоит из цоколя и стеклянной колбы. Внутри нее располагается тонкая вольфрамовая спираль. Она является электрическим проводником. При прохождении электричества спираль раскаляется, что сопровождается интенсивным выделением света. В конструкции применена вольфрамовая спираль, поскольку этот материал отличается высокой температурной устойчивостью. Любой другой металл просто перегорел бы от накала.

Стойкости вольфрама к высоким температурам недостаточно. В связи с этим внутри колбы лампы находится инертный газ: ксенон, криптон либо аргон. Они не поддерживают горения. Если бы в колбе был воздух, то благодаря кислороду спираль смогла бы разогреться больше и перегореть.

Колба лампы изготавливается исключительно из стекла, поскольку только оно способно выдержать ее нагрев. Сама вольфрамовая спираль может разогреваться до 3000°С. За счет того, что ее окружает инертный газ, температура внутри колбы передается очень плохо. Это исключает столь сильный нагрев самой колбы.

Лампа накаливания является классическим осветительным прибором. В последние десятилетия было внедрено несколько более эффективных в плане потребления энергии и качества свечения типов ламп. Однако лампа, работающая по принципу накаливания, является измерительным эталоном. Нередко на упаковке LED и других современных типов лампочек можно встретить сравнение с устройствами накаливания. К примеру, часто пишется такая информация «ЛЕД лампа 7 Вт равна по световой эффективности лампочки накаливания 55 Вт» и остальное в этом роде.

Технические характеристики лампы

Лампа накаливания рассчитана на номинальное напряжение 220-230 В и 127 В, и частоту 50 Гц. Световая отдача устройства на 1 Вт составляет 9-19 Лм. ЛН для бытовых целей производится мощностью 25-150 Вт. Для уличного освещения и оснащения прожекторов выпускаются более мощные устройства в диапазоне мощности до 1 кВт. В зависимости от модификации лампы могут оснащаться резьбовым или штифтовым цоколем. Самые востребованные размеры цоколя Е14, 27 и 40.

Виды ЛН
Несмотря на потерю популярности, лампы накаливания все еще производятся в достаточно широком изобилии видов. Они различаются между собой кроме мощности еще и по другим важным параметрам:
  • Форме колбы.
  • Покрытию колбы.
  • Наполнению колбы.
  • Назначению применения.

В зависимости от формы колб, лампочки бывают шарообразные, цилиндрические, трубчатые. Этот параметр никак не влияет на эффективность свечения. Форма колбы определяет только формфактор. Существует масса необычных светильников, куда невозможно физически вместить классическую шарообразную лампочку. Специально для таких целей выпускаются другие компактные формы.

В зависимости от покрытия колбы лампочки можно разделить на 3 группы: прозрачные без покрытия, матовые, зеркальные. Чаще всего они просто прозрачные. Это способствует очень эффективной передачи света без искажений. Он не рассеивается, поэтому смотреть на такой источник света неприятно для глаз.

Колбы с зеркальным покрытием создают направленный световой поток. Это делает их практически бесполезными в бытовых нуждах. Они больше используются для освещения витрин, экспонатов.

Колба с матовым внутренним покрытием обеспечивает мягкое рассеивание света. Однако дальность распространения светового пятна у нее меньшая. Для использования внутри помещения это не существенно. Но для установки в уличные фонари матовые колбы лучше не брать.

В зависимости от назначения применения лампы накаливания бывают: общие и местные. Общие отличаются универсальностью. Они работают от обычной сети 220В. Лампы местного назначения рассчитаны на подсветку специальных объектов. Они могут подсоединиться к линиям постоянного тока 12-38 В.

Что касается отличия ламп в зависимости от того, какой инертный газ в них используется, то это не существенно. Теоретически лампочки с инертным газом внутри более надежные, чем с вакуумом. Однако самая известная лампа накаливания, так называемая «столетняя лампочка» является вакуумной. Она горит в пожарной части Ливермор в США начиная с 1901 года. Секрет ее долговечности объясняется недокалом. Она не подсоединяется к достаточно мощной сети, для которой изначально была сделана.

Сфера использования ламп

Лампы накаливания постепенно вытесняются. Еще в 2009 году в Евросоюзе вышла директива, направленная на снижение закупок этих устройств магазинами, их импорт и другое распространение. В последующем выходили и другие нормативные акты, создающие ограничения на производство ламп. К примеру, с 2010 года запрещено производство ламп с матовой колбой мощнее 75 Вт. Мировая политика нацелена на полное прекращение производства ламп накаливания и отказ от их применения. Переход на более экономичные источники света позволит существенно снизить объем потребления энергии, что сократит расход ресурсов на ее выработку.

Несмотря на текущую ситуацию лампы накаливания все еще широко используются для освещения:
  • Жилых помещений.
  • Улиц.
  • Теплиц.
  • Промышленных зон.

Особенно актуально их применение в качестве устройств дающих помимо света еще и тепло. Это делает их самым востребованным и дешевым нагревательным элементом для инкубаторов. Лампочки используют для подогрева новорожденной птицы в брудере и т.п. Под лампочками накаливания хорошо растут растения. Хотя их применение в парниках и экономически менее выгодное, чем светодиодных. Однако LED устройства в разы дороже, что существенно оттягивает момент их окупаемости за счет экономичности, что и позволяет использовать ЛН до сих пор. Также лампы этого типа все еще используются в автомобильных фарах, для подсветки холодильников, духовых шкафов, микроволновых печей.

То, что лампы сильно греются нужно учитывать при их выборе для установки в пластиковые люстры, бра, торшеры, настольные лампы. Дело в том, что эти устройства при нагреве могут расплавиться. Для предотвращения этого производители указывают в инструкции рекомендуемый максимальный порог мощности используемой лампочки накаливания. Установка ламп до него вполне безопасна.

Маркировка

В зависимости от назначения и технических параметров на лампы накаливания может наносится определенная маркировка. Она прописывается несмываемой краской на колбе устройства.

Буквенное обозначение указывает на особенности конструкции или физическое свойство:
  • Б —без спирали на аргоне.
  • В – с вакуумным заполнением.
  • Г – газополная на аргоне.
  • БК – биспиральная криптоновая.
  • МТ – с матовым стеклом.
  • О – с опаловым стеклом.
Также в маркировке может присутствовать вторая буквенная часть. Она указывает на назначение конкретной конструкции лампы:
  • Ж – для ЖД.
  • СМ – для вертолетов и самолетов.
  • КМ – коммутаторная.
  • А – для автотранспорта.
  • ПО – для прожекторов.

У устройств для бытовых целей маркировка может включать только указание мощности без буквенных уточнений.

Достоинства
Лампы несмотря на ряд недостатков все же ее имеют и положительные качества:
  • Способны работать при низких температурах.
  • Могут работать при скачках напряжения.
  • Светят при высокой влажности.
  • Не требуют особенной утилизации.

Лампа может работать в широком температурном диапазоне. Она нормально переносит повышение влажности. Однако нужно отметить, что в таких условиях страдает только ее металлический цоколь. Лампа накаливания может продолжить работу при критических просадках напряжения. При таких условиях современные лампы не включаются, а устройство накаливания работает, хотя и дает при этом меньше света.

Если разбить такую лампу, то ничего страшного не произойдет. Дело в том, что присутствующий внутри инертный газ не несет вреда человеку. Колбы ламп можно выбрасывать в обычный мусорный контейнер.

Недостатки
Что касается недостатков, то лампы накаливания имеют их в достаточно большом количестве:
  • Низкая световая отдача.
  • Высокое потребление энергии.
  • Перерасход электричества на нагрев.
  • Небольшой ресурс.
  • Повышенная чувствительность к механическому воздействию.
  • Красный и желтый световой оттенок в спектре.

При легкой встряске спираль внутри лампочки может повредиться. Также предельно аккуратного обращения требует стеклянная колба. Ее очень легко повредить, поскольку она тонкая. В связи с этим лампочки нужно применять с плафонами.

Фактический ресурс лампы накаливания при номинальном напряжении 220 В составляет всего 1 тыс. часов. Это очень мало. У LED ламп этот показатель составляет 30 тыс. часов. При этом 1 такая лампочка стоит в разы дешевле, чем 30 лам накаливания. Таким образом, в большой перспективе выгоднее покупать все же LED, чем устройства накаливания. ЛН дают желтый и красный спектр в свете. Он не совсем комфортный для человека. Под ним неудобно читать и делать точную работу.

Похожие темы:

Современные электрические лампы: какой вид выбрать

Можно ли представить нашу жизнь без электрической лампочки? Ответ однозначен – нет!

И в этом случае совершенно неважно чьим изобретением она является. Хотя небольшой экскурс в историю вопроса не будет лишним.

Немного из истории изобретения лампочки

«Отцами» этой незаменимой в современном мире вещи можно считать несколько талантливейших людей:

  1. Питанием своей лампы накаливания бельгийский ученый Жобар в 1838 году выбрал уголь. Горела она не более получаса и не снискала для себя широкого применения.
  2. Уоррен Де ла Рю – британец – через два года для своей модели решил использовать платиновую проволоку. Это увеличило время горения, но стоимость такого изобретения стала очень дорогой.
  3. Немец Генрих Гебель через несколько десятилетий выяснил, что если откачивать из стеклянной колбы воздух, то лампа будет светить несколько часов. Но хрупкость конструкции и небольшой срок службы не дал этому изобретению заменить традиционное свечное освещение.

К концу века сразу три ученых, совершенно независимо друг от друга, изобрели лампы накаливания. Ими были Александр Николаевич Лодыгин из России, получивший патент в 1874 году, Джозеф Суон, английский химик и физик, запатентовавший свое изделие в 1876 году, и американец Томас Эдисон, закрепивший право считаться законным «отцом» лампы накаливания в США в 1879 году. Его лампа могла светить до 1200 часов, благодаря спирали из карбонизированного бамбукового волокна.

Позже совместно с Суоном им была создана компания по производству ламп накаливания.

Наш соотечественник не остался в стороне. Именно ему принадлежит запатентованная в 1906 году идея использовать вольфрам для нити накаливания.

Но право считаться изобретателем лампы накаливания все же осталось за Эдисоном.

Привычный вид и конструкцию лампы получили после изобретения Уильямом Дэвидом Кулиджем способа изготавливать вольфрамовую нить в промышленных объемах и предложения Ирвинга Ленгмюра закачивать в колбу инертный газ, повышающий светоотдачу и срок работы.

Электрические лампы в современном мире

На мировом рынке электрической продукции широко представлены всевозможные лампы различных технических характеристик. Любая из них имеет собственные технологические особенности, плюсы и минусы:

  1. Накаливания.

Имеют огромную популярность. К достоинствам следует отнести компактные габариты, приемлемую стоимость, работу в различных условиях. Включение происходит без задержек. Особо не реагирует на перепады напряжения в сети. Яркость и свечение близки солнечному свету теплого оттенка. Имеют различные размеры цоколей. Но при этом присутствуют сильный нагрев, а также невысокий ресурс работы и КПД,

  1. Галогеновые.

Их можно считать разновидностью ламп накаливания, отличаются от традиционных наполнением колбы парами галогена, увеличивающих в несколько раз срок службы.

Радуют доступная цена и ровное, стабильное свечение.

Параметры цоколей аналогичны предыдущему виду. Габариты соразмерны различным приборам освещения. Существует возможность повышать или уменьшать яркость. Применимы в помещениях с любыми условиями. При этом дают свет холодных тонов, прилично нагреваются и реагируют на нестабильность напряжения в сети. Смену лампы необходимо производить в перчатках независимо от степени нагрева, так как прямое касание может привести лампу в негодность.

  1. Люминесцентные.

Имеют большую светоотдачу при небольшой мощности. Колбы заполнены парами ртути, проходя через которые электрический ток превращается в ультрафиолет, и за счет люминофора выделяет яркое, но рассеянное свечение. Это позволяет использовать их для экономного освещения больших площадей. Имеет разные цветовые оттенки и долгий срок работы.

Имеют и немалый перечень минусов, в которые входят:

  • мерцание при смене напряжения в сети, неприятное для глаз;
  • ограничение в местах применения: хотя количество паров ртути, находящееся в колбе, не нанесет ущерб для здоровья человека, но химическую опасность никто не отменял;
  • лимит по включению не позволяет использовать их с датчиками движения;
  • искажает цветовое восприятие окружающего помещения с его наполнением из-за неравномерного спектра света;
  • постепенное нарастание яркости, а не мгновенное включение;
  • требует специальных моделей светильников;
  • существуют определенные условия для утилизации.
  1. Светодиодные.

Эти современные, экологически чистые источники света могут иметь разную маркировку: ЛЕД-лампы, светодиоды, LED. Их стремительно растущая популярность стимулирует производителей к разработкам огромного количества вариаций, способных поддержать любой стиль интерьера.

Список преимуществ этих ламп внушителен. Здесь и небольшое потребление электроэнергии, и большой рабочий ресурс. Отсутствие химической опасности позволяет использовать их в помещениях любого назначения. Правда, за продукцию некоторых поставщиков из южноазиатских стран не всегда можно ручаться.

Температурный спектр (цвет) имеет большой диапазон, дающий богатый выбор для потребителей. Включение происходит моментально. Не мерцают. Нагрев минимален. Это важно для люстр и светильников, вмонтированных в натяжные потолки. Эстетично выглядят в любом интерьере. Можно применять в помещениях с любым уровнем влажности. Условий для утилизации нет.

К минусам можно отнести неспособность освещать большую площадь, направленность света, понижение со временем яркости и высокую стоимость.

  1. Энергосберегающие.

Эти лампы можно отнести к люминесцентным, но сравнивая эти два вида следует отметить, что энергосберегающие:

  • в 5 раз более экономны;
  • срок работы больше почти в 15 раз;
  • взаимозаменяемые с другими видами ламп;
  • нагревание у них незначительное;
  • имеют широкий ряд цветовых оттенков.

Минусы, конечно, тоже есть: стоят дорого, химически опасны, несмотря на то, что паров в колбе небольшое количество.

Эффект стробоскопии – включение и выключение до 100 раз в секунду – хоть и не заметен для потребителя, но может приводить к усталости глаз и некоторых осложнений хронических заболеваний. Поэтому перед их приобретением надо это учесть.

Все виды электрических лампочек представлены в широком ассортименте. Их можно приобрести в мебельном интернет-магазине или специализирующемся на продаже электротоваров.

Важно! При необходимости галогенные, энергосберегающие и лампы накаливания могут быть взаимозаменяемыми.

Электрические лампы в интерьере квартиры

Проанализировав особенности, достоинства и недостатки представленных в розничной и оптовой продаже электрических ламп, можно перейти к вопросам их использования в жилых помещениях различного назначения. Это важно для правильного выбора источника света, соответствующего задачам и целям его приобретения.

  1. Местом встречи и проводов гостей в доме и квартире является прихожая. Зачастую это помещение не имеет окон и требует хорошего освещения. При этом особых требований нет. Оттенки цвета, энергопотребление, вид ламп не являются главным фактором. Акцент можно сделать разве что только на форму и стилистическое оформление.

  2. Совершенно другой подход к подбору вида ламп в кухне и столовой. Специалисты и стилисты интерьеров рекомендуют использовать люминесцентные модели. Они дадут достаточное количество света. Но с осторожностью их следует использовать при наличии натяжных потолков по причине существенного нагрева.

  3. Лампы накаливания и светодиодные ЛЕДы будут оптимальным вариантом для помещений, которые отведены детям и подросткам. Теплое, близкое к естественному, не раздражающее зрение освещение создаст комфортные условия для игровой и учебной деятельности ребенка.

Дизайнеры советуют остановить свое внимание именно на этих типах электрических ламп, избегая люминесцентные, химически опасные модели с режущей глаза яркостью и чувствительным для детской кожи ультрафиолетовым излучением.

  1. Местом, где часто собирается вся семья, принимают гостей, организуют праздничные вечера, является гостиная. Освещение этого помещения должно создавать атмосферу комфорта и уюта, не раздражать зрение находящихся в нем людей. Для этого подойдут все типы ламп, кроме люминесцентных, у которых слишком резкий свет. Стилистика осветительных приборов зависит от интерьерных решений и того, насколько часто данное помещение используется владельцами.

Если в гостиной присутствует зональность, то энергосберегающие лампы будут наилучшим вариантом. В последнее время популярными становятся диммируемая их модификация, имеющая способность менять интенсивность освещения при помощи специальных регуляторов света. Они позволяют создать приглушенное освещение зоны отдыха и релакса, или, напротив, его усилить над рабочим местом.

  1. В современных домах и квартирах все чаще выделяют место под домашний офисный рабочий кабинет. В нем вполне возможно использование люминесцентных и энергосберегающих ламп. Количество света, исходящего от них, вполне достаточно для чтения и работы с документами. Специалисты рекомендуют холодную цветовую гамму освещения, которая способствует повышению работоспособности, имея так называемый бодрящий эффект.

  2. Самыми востребованными и посещаемыми помещениями в квартире и доме являются ванная и туалетная комнаты. Отсутствие в большинстве случаев в них окон, частое включение и выключение освещения, наличие повышенной влажности указывают на то, что использование люминесцентных ламп исключено. Они очень чувствительны к частоте включения\выключения, что сокращает срок их службы, и наличию влаги в воздухе. Кроме того, их свет искажает восприятие окружающего пространства, цвета предметов и кожного покрова тела человека. Кожа выглядит нездоровой, с неестественным оттенком, а нанесенный при таком освещении макияж может сыграть с дамой злую шутку.

Так что лампы накаливания и LED подойдут значительно лучше, яркость и теплый оттенок которых создадут приятную атмосферу.

  1. Эти же типы ламп подойдут и для спальни, световое излучение их не слишком яркое и не режет глаз, что очень комфортно для зрения человека.

Так как это место для сна, отдыха и расслабления, то дизайнеры рекомендуют выбирать осветительные приборы, обеспечивающие рассеянное, равномерно приглушенное освещение. Для организации яркого направленного освещения зоны чтения или подсветки зеркала на туалетном столике можно использовать дополнительные светильники на прикроватных тумбах, бра.

Приобретая лампы для освещения жилых помещений, необходимо учитывать:

  • какой в них смонтирован потолок: подвесной или натяжной;
  • какое назначение у помещения;
  • какую экономию электроэнергии они дают.

Это позволит сделать правильную и удачную покупку.

КАК УСТРОЕНА СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЛАМПА

ОТ ЛУЧИНЫ ДО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

Электрическая лампочка знакома всем. Но хорошо ли вы знаете её устройство?

Внешний вид современной газонаполненной лампы накаливания приведён на рисунке 21. Основные части этой лампы: стеклянный баллон, цоколь и ножка с вольфрамовой нитью.

Рис. 21. Внешний вид современной газонаполненной лампы.

Стеклянный баллон служит внешней оболочкой элек­трической лампочки; в нём помещается ножка с нитью накала. Баллон заполнен инертным газом. При помоши цоколя электрическая лампочка укрепляется в патроне осветительной сети. Через цоколь электрический ток по­ступает к вольфрамовой нити.

Баллоны у разных ламп различны по форме (ом. рис. 22). Все они имеют обычно довольно тонкие стенки, за исключением некоторых специальных ламп, например ламп для освещения под водой.

Рис. 22. Различные лампы накаливания.

Если вы внимательно посмотрите на баллон электри­ческой лампы накаливания, то заметите на нём несколько цифр, например такие: 220 V, 40 у, П-49. Что это значит?

Первая цифра 220 V говорит о том, что лампочка предна­значена для работы при напряжении электрического тока в 220 вольт. Такое напряжение в сети электрического тока существует обычно в сельских местностях. В городах на­пряжение в сети чаще всего 127 вольт. Для такого тока выпускаются другие лампочки. Если в сеть напряжением 127 вольт включить лампу, рассчитанную на напряжение 220 вольт, она будет светить очень тускло, даст мало света. Наоборот, если мы включим в сеть 220 вольт лампу, рассчитанную на 127 вольт, она сразу же перегорит.

Вторая цифра на баллоне 40 w означает, что электри­ческая мощность, потребляемая лампой, равна 40 ваттам.

Две последние цифры — П-49 — указывают дату из­готовления лампочки — февраль 1949 года.

Ножка для вольфрамовой нити накаливания у обыч­ной осветительной лампочки состоит из стеклянной па­лочки (см. рис. 21), тарелочки, стеклянной трубочки и двух металлических проволочек-проводников, соединённых с вольфрамовой спиральной нитью. Все части ножки скре­плены друг с другом лопаточкой — так называют верх­нюю сплющенную часть тарелочки.

Нижняя часть тарелочки соединена с баллоном — она герметически закрывает его узкое горло. Стеклянная па­лочка, соединённая с лопаточкой, 6 своей верхней части имеет металлические держатели для вольфрамовой нити. Это — тонкие упругие проволочки с петлеобразными крюч­ками на концах. Концы спирали накаливания соединены с металлическими проволочками ножки. Эти проволочки соединяют нить накаливания через цоколь с источником электрического тока. Одна из них припаивается к метал­лическому стаканчику цоколя, а другая — к металличе­скому кружку цоколя (см. рис. 21), отделённому от ста­канчика стекловидным изоляционным слоем. Когда элек­трическая лампочка вставляется в патрон, один из проводов осветительной сети соединяется с металлическим стаканчиком цоколя, а другой — с его металлическим кружком. Так при включении лампы электрический ток проходит через вольфрамовую спираль, спираль сильно разогревается и излучает свет.

Для закрепления лампочки в патроне металлический стаканчик цоколя обычно имеет винтовую нарезку. Но бывают цоколи и другого устройства. На рисунке 23 по­казан, например, цоколь со штыковым затвором. Лампа

С таким цоколем вставляется в особый патрон (с вырезами для штифтов и пружиной) и поворачивается. При этом штифты цоколя прижимаются к вырезам патрона пружи­ной и лампа крепко удерживается в патроне. Лампы с таким цоколем применяют там, где осветительные устрой­ства подвергаются постоянной тряске. Таковы, например, автомобильные лампы.

Небольшая стеклянная трубочка, входящая в состав ножки, необходима при изготовлении электролампы. Она предназначена для выкачивания воздуха из баллона и для заполнения его газом. На рисунке 21 ясно видно небольшое отверстие, через которое производятся эти операции. Когда лампа заполнена газом, трубочку запаивают.

Производство электрических ламп — одно из самых автоматизированных про­изводств. Почти все операции произво­дятся здесь при помощи машин-автоматов.

Интересно изготовление тонких вольф­рамовых нитей. На завод поступает вольф­рамовая проволока диаметром обычно Рис. 23. Цоколь около одного миллиметра. Из неё необхо — со штыковым димо получить нить толщиной всего в затвором. 20—30 микронов[44]). Для этого разогретая проволока протягивается через особые, так называемые волочильные машины. Каждая такая машина имеет отверстие — глазок (фильер), через кото­рый и протягивается разогретая проволока. Проходя через всё меньшие глазки, проволока становится всё тоньше и тоньше. Для того чтобы получить тончайшую вольфрамо­вую нить диаметром 20—30 микронов, проволоку толщи­ной в один миллиметр пропускают более чем через 40 глазков.

Вольфрам — очень твёрдый металл. Поэтому глазки волочильных (машин, применяющихся на электроламповых заводах, сделаны из алмаза или заменяющих его сверх­твёрдых материалов.

Наша электроламповая промышленность выпускает теперь многие миллионы самых разнообразных ламп на­каливания. Помимо всем известных ламп, которые мы видим на каждом шагу, есть и необычные, редкие элек­
трические лампы. Таковы, например, лампы-гиганты, при­меняемые для специальных целей, например для морских маяков. Самая большая из таких ламп имеет высоту бо­лее метра; мощность её 50 тысяч ватт. Существуют и лампы-карлики. Самая маленькая из таких ламп исполь­зуется в медицине — для освещения внутренних органов человека при операциях и обследованиях. По своим раз­мерам она меньше горошины!

Нить накала этой лампочки-малютки трудно увидеть — настолько она тонка.

М Иллионы электричских огней горят в городах и кол­хозах нашей Родины. С каждым годом жизнь совет­ских людей становится ярче, лучше, богаче. Непрерывный рост производства тесно связан с электрификацией страны, с …

Сейчас, когда лампы нового, холодного света начинают всё больше входить в нашу жизнь, у многих возникает вопрос: а чем лучше эти новые лампы, не вредны ли они для глаз? Такое …

Н А возможность создания светильников холодного света указывал ещё великий русский учёный М. В, Ломоносов. «Надо подумать,— писал он,— о безвредном свете гниющих деревьев и светящихся червей. Затем нужно написать, …

Лампа накаливания | Физика

Открытие теплового действия тока привело к изобретению лампы накаливания — источника света, без которого немыслима современная жизнь.

Лампа накаливания была изобретена в 1872 г. русским электротехником А. Н. Лодыгиным. Основным элементом первой лампы был тонкий угольный стерженек, нагреваемый током до температуры, при которой он начинал светиться. Стерженек размещался под стеклянным колпаком.

Срок службы первых ламп Лодыгина составлял всего лишь 30—40 мин. Однако путем совершенствования конструкции (откачивание воздуха из колбы, использование нескольких стерженьков, поочередно сгорающих в лампе) Лодыгину удалось существенно увеличить продолжительность их работы.

В 1877 г. о работах Лодыгина узнал знаменитый американский изобретатель Т. А. Эдисон. Он решил усовершенствовать новый источник света. Чтобы как можно сильнее замедлить процесс горения угольного стержня в лампе, Эдисон с помощью сконструированного им же насоса добился такого разрежения в лампе, что давление воздуха в ней оказалось в миллион раз меньше атмосферного.

Несколько месяцев у него ушло на поиски нового материала для тела накаливания. Он пробовал все, что попадалось ему на глаза. Более шести тысяч веществ было проверено Эдисоном в поисках того материала, который мог бы не перегорать в лампе дольше всего. Когда выяснилось, что в качестве такового можно использовать бамбук, агенты Эдисона стали искать нужное растение в Японии, на Кубе, Ямайке, в Китае, Бразилии, Индии и Эквадоре. Некоторые из них погибли от укусов ядовитых змей, другие — от желтой лихорадки, но необходимый материал все-таки был найден. Обуглив и обработав волокна бамбука специальными химическими растворами, Эдисон получил тонкую нить, дававшую под действием тока яркий и ровный свет. Попутно он усовершенствовал систему ввода проводов в лампу, изобрел очень удобную вставку для нее (эдисоновский патрон) и сконструировал выключатель, с помощью которого можно было включать и выключать свет. Продолжительность работы лампы достигла 800 ч, и она стала удобной и практичной.

В ночь на 1 января 1880 г. семьсот эдисоновских ламп осветили здание с лабораторией, где работал изобретатель, а также двор, ворота и окружающий забор. Сотни людей с изумлением наблюдали этот чудесный свет, озаривший все вокруг в эту новогоднюю ночь. Весть об эдисоновском свете быстро распространилась по всей Америке. А еще через некоторое время первая партия ламп (1800 штук) была отправлена в Европу. Новые и удобные источники света стали использовать для электрического освещения улиц, домов и кораблей.

Тем временем Лодыгин тоже не переставал думать над улучшением лампы. В 1890 г. он внес существенное усовершенствование в ее конструкцию: вместо угольной нити он применил вольфрамовую, которая и используется поныне. Вольфрам является самым тугоплавким металлом (tпл = 3400 °С), и сделанная из него нить оказалась очень долговечной. Через несколько лет этой нити придали зигзагообразную, а затем и спиральную форму (рис 48), и лампа приобрела современный вид.

Устройство современной лампы накаливания показано на рисунке 49. Концы нити накала (вольфрамовой спирали) 1 приварены к двум проволокам (вводам), которые проходят сквозь стеклянную ножку 2 и припаяны к металлическим частям цоколя 3 лампы: одна проволока — к его винтовой нарезке, а другая — к изолированному от нарезки центральному выводу 4. Патрон 7 служит для включения лампы в сеть. Ввинчивание лампы в патрон осуществляется благодаря винтовой нарезке 6. Внутри патрона основание цоколя лампы касается пружинящего контакта 5. Этот контакт, а также винтовая нарезка патрона соединены с зажимами, к которым прикрепляют провода от сети.

При прохождении тока через вольфрамовую спираль она нагревается до температуры около 3000 °С. При этом нить достигает белого каления и начинает ярко светить. Чтобы замедлить испарение нити, лампу наполняют каким-либо инертным газом (например, аргоном или криптоном).

На каждой лампе указываются электрическая мощность P и напряжение U, на которые она рассчитана. Например, для освещения в квартирах обычно используются лампы мощностью 40, 60 и 100 Вт при напряжении 220 В. Для сравнения укажем, что лампа мощностью 100 Вт дает столько же света, сколько тысяча стеариновых свечей. По значениям мощности и напряжения, указанным на лампе, можно определить ее рабочее сопротивление (т. е. сопротивление нагретой лампы):

R = U2/P      (20.1)

Если напряжение на лампе окажется меньше номинального, то выделяющаяся мощность уменьшится и свечение лампы станет менее ярким. И наоборот, при увеличении напряжения по сравнению с номинальным на 1 % лампа начнет светить ярче, но срок ее службы сократится на 15%. Если же напряжение превысит номинальное на 15%, лампа тут же выйдет из строя.

В настоящее время мировое производство ламп накаливания составляет свыше 10 млрд штук в год, а количество разновидностей ламп превышает 2000. Эти лампы отличаются друг от друга назначением (осветительные, проекционные, для фар и т. д.), а также формой тела накала и размерами колбы. Последние составляют от нескольких миллиметров (у сверхминиатюрных ламп) до нескольких десятков сантиметров (у крупногабаритных прожекторных ламп). Рассчитаны они на напряжения от долей до сотен вольт при мощности, достигающей десятков киловатт. Срок службы современных ламп может превышать 1000 ч.

??? 1. Как устроена осветительная лампа накаливания? 2. Кто и когда изобрел эту лампу? 3. Почему нить накала лампы делают из вольфрама? 4. Выведите формулу (20.1).

лампа накаливания, галогенная лампа, люминесцентная лампа, светодиодная лампа

Поход в магазин, чтобы купить лампу для люстры, может стать настоящим приключением. И причина кроется в широком выборе ламп. Чтобы сохранить время, нужно ориентироваться в типах современных ламп, их достоинствах и недостатках. Ранее мы уже писали о типах цоколей и колб. В этой статье мы расскажем о популярных типах лампочек, достоинствах каждого и недостатках.

Лампы накаливания


Первый самый известных нам тип ламп — лампа накаливания. Она по-прежнему не теряет свою популярность, несмотря на существующие недостатки. А всё благодаря низкой цене! Однако как известно: скупой платит дважды. И покупка самой обычной лампочки накаливания даже с минимальной мощностью грозит большим расходом электроэнергии и тратами.

Горящая лампа накаливания до 90% потребляемой энергии тратит на тепло, вся остальная энергия идет на освещение. При этом сама лампочка имеет достаточно сложное и интересное строение: она состоит из 11 разных элементов и 7 металлов.

Средний срок службы лампочки накалывания составляет до 1000 часов. Здесь также следует отметить, что лампы накаливания нельзя использовать в комнатах с натяжным потолком, если плафоны люстры находятся близко к полотну или обращены вверх.

Ярые поклонники ламп накаливания говорят о таких преимуществах, как отсутствие ионизирующего излучения, комфортной цветовой температуре и высокой цветопередаче.

На нашем сайте можно приобрести лампы накаливания таких марок, как Philips, Feron, JazzWay, Navigator и другие. Познакомится с ними подробнее можно здесь.

Галогенные лампы


Их также называют усовершенствованными лампами накаливания, потому что в основе лежит та же технология — нагревание спирали, однако колба в данном варианте наполнена инертными газами. Такая модификация привела к тому, что значительно был увеличен срок эксплуатации лампочки. Но не обошлось и без негативных сторон.

Монтаж галогенной лампы — занятие достаточно трудоемкое, все потому что его нужно проводить в специальных перчатках. Стекло галогенной лампы чувствительно к прикосновениям, на нем всегда остаются жирные следы, которые впоследствии приводят к перегоранию лампочки.

Известно несколько разновидностей галогенных ламп: линейный, с классическими колбами и с отражателем. Первый представляет собой кварцованную трубку внутри которой специальные кронштейны поддерживают нить накалывания. Второй тип — это классическая лампа. Третий тип — лампа со специальным отражателем, который направляет тепло вперед.

Галогенные лампы несмотря на все усовершенствования имеют низкий КПД и перегорают при скачках напряжения.

Это направление в нашем интернет-магазине представлено марками JazzWay, Navigator и Feron. Познакомиться с ними подробнее и купить их вы можете здесь.

Люминесцентные лампы


Второе их название — энергосберегающие. В сравнение с двумя предыдущими типами ламп они имеют минимальное энергопотребление. Так, люминисцентная лампа, потребляя 25Вт, дает такой же световой поток, как лампа накаливания, потребляющая 125 Вт. При этом срок службы лампы составляет до 10000 часов. Однако этот тип ламп не лишен ряда недостатков. 

Существует множество факторов, которые могут негативно отразиться на работе люминесцентных ламп. Например, время между повторными включениями лампы должно составлять не менее 2-х минут. В противном случае лампа может быстро выйти из строя. Очень часто можно заметить, как вначале лампа горит тускло, а потом постепенно разгорается, мигает или загорается через какое-то время. При низких температурах, например даже при +5 градусах, липа будет тяжело загораться, как и при изменении напряжения. При 180V из строя могут выйти до 80% люминесцентных ламп. Сегодня этот тип ламп имеет среднюю стоимость и достаточно популярен на рынке.

Мы предлагаем энергосберегающие (люминесцентные лампы) марок: Ozgan, Philips, Compak, Osram, Selecta, JazzWay, Navigator и Спутник. Приобрести лампы на нашем сайте можно здесь.

Светодиодные лампы


На сегодняшний день это самые экономичные и долговечные лампы. Они появились в 60-70-е годы прошлого века и были очень дорогими. В 90-е годы японская фирма Nichia изобрела синие светодиоды, которые вышли на массовый рынок.

Срок службы современных светодиодов может достигать 50 тысяч часов, что равно 10-12 годам. Светодиодные лампы экологически чистые и не выделяют вредные вещества, которые могут негативно сказаться на здоровье человека и на окружающей среде. При этом потребление энергии снижается в несколько раз.

Многие считают, что 10 Вт светодиодная лампа соответствует 100 Вт лампе накаливания. Однако это далеко не так. Матовая колба сокращает силу светового потока на 20%, в итоге 10 Вт соответствует 7 Вт, а это световой поток на 700 Лм. Лампа накаливания в 100 Вт дает световой поток на 1300 Лм. Поэтому светодиодная лампа на 14 Вт сможет заменить лампу накаливания на 100 Вт.

Несмотря на все преимущества эти лампы имеют один существенный недостаток — высокую цену. Однако если учесть их низкое энергопотребление и долгий срок службы, то они быстро окупаются.

У нас представлены светодиодные лампы от Uniel, JazzWay, Feron, Navigator, Онлайт, Ростои и Спутник. Познакомится с ними можно здесь.

Лампа накаливания | Типы лампочек

Какие они?

Лампа накаливания или лампа накаливания — это источник электрического света, работающий от накаливания, который представляет собой излучение света, вызванное нагреванием нити накала. Они выполнены в чрезвычайно широком диапазон размеров, мощности и напряжения.

Откуда они взялись?

Лампы накаливания являются оригинальной формой электрического освещения и используются более 100 лет.Хотя Томас Эдисон считается изобретателем лампы накаливания, существует ряд люди, которые изобрели компоненты и прототипы лампочки задолго до Эдисона.

Один из тех людей был британский физик Джозеф Уилсон Свон, который фактически получил первый патент на полную лампу накаливания. лампочка с углеродной нитью 1879 г. Дом Лебедя был первым в мире, который освещался лампочкой. Эдисон и Свон объединили свои компании и вместе они первыми разработали коммерчески жизнеспособную лампу.

Как они работают?

Лампа накаливания обычно состоит из стеклянного корпуса, содержащего вольфрамовую нить. Электрический ток проходит через нить накала, нагревая ее до температуры, при которой возникает свет.

Лампы накаливания обычно содержат стержень или стеклянную опору, прикрепленную к основанию лампы, что позволяет электрическим контактам проходить через колбу без утечек газа / воздуха. Небольшие провода, встроенные в стержень, поддерживают нить накала и / или ее выводные провода.

Стеклянный кожух содержит вакуум или инертный газ для сохранения и защиты нити от испарения.

Схема, показывающая основные части современной лампы накаливания.
  1. Стеклянная колба
  2. Инертный газ
  3. Вольфрамовая нить
  4. Контактный провод (идет к ноге)
  5. Контактный провод (идет к базе)
  6. Опорные тросы
  7. Держатель для стекла / подставка
  8. Базовый контактный провод
  9. Резьба винтовая
  10. Изоляция
  11. Электрический ножной контакт

Где они используются?

Лампы накаливания не требуют внешнего регулирующего оборудования, имеют очень низкую стоимость производства и хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе.Они также совместимы с устройствами управления, такими как диммеры, таймеры и фотодатчики, и могут использоваться как в помещении, так и на открытом воздухе. В результате лампа накаливания широко используется как в домашнем, так и в коммерческом освещении, для портативного освещения, такого как настольные лампы, автомобильные фары и фонари, а также для декоративного и рекламного освещения.

Планируется, что к 2014 году производство многих ламп накаливания будет прекращено. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о Законе об энергетической независимости и безопасности 2007 года и о том, как он может повлиять на вас.

Другие полезные ресурсы

Как работает лампа накаливания — идеи и советы

Лампочка — одно из чудес современного мира. Лампочки встречаются практически повсюду на планете, они настолько распространены и широко распространены, что легко забыть, насколько мы зависим от них. Лампочка — это электрический источник света, который технически называется лампой. Этот термин, конечно, также чаще используется потребителями для обозначения портативного типа освещения, такого как настольная лампа или настольная лампа.

Самый распространенный тип «лампы» или колбы — это лампа накаливания. Эти типы лампочек представляют собой самую старую и простую технологию изготовления ламп, восходящую к экспериментам Томаса Эдисона с типами накаливания в 1879 году.

Как работают лампы накаливания

Лампа накаливания работает по принципу накаливания , общий термин означает свет, производимый теплом . В лампе накаливания электрический ток пропускается через тонкую металлическую нить накала, нагревая ее до тех пор, пока она не начнет светиться и не начнет светиться.

В лампах накаливания

обычно используется вольфрамовая нить из-за высокой температуры плавления вольфрама. Вольфрамовая нить внутри лампочки может достигать температуры 4500 градусов по Фаренгейту. Стеклянный корпус, стеклянная «колба», предотвращает попадание кислорода из воздуха на горячую нить. Без этого стеклянного покрытия и вакуума, который оно помогает создать, нить накала бы перегрелась и окислилась бы в мгновение ока.

После того, как электричество прошло через вольфрамовую нить, оно проходит по другому проводу и выходит из лампы через металлическую часть сбоку от патрона.Он входит в лампу или приспособление и выходит через нейтральный провод.

Это элегантно простая система, которая довольно хорошо работает при получении света. Он идеально подходит для широкого спектра применений, дешев и прост в изготовлении, а также совместим с переменным или постоянным током.

Можно ли регулировать яркость ламп накаливания?

Да — по умолчанию все лампы накаливания имеют регулировку яркости.

Есть исключения из этого правила. Например, некоторые специальные конструкции — такие как определенные типы цветных лампочек — не имеют возможности регулировать яркость из-за производственного процесса.Однако они всегда будут отмечены как «не диммируемые». В общем, вы можете доверять лампам накаливания с регулируемой яркостью.

Каков средний срок службы лампы накаливания?

Каждая лампа отличается, но средняя лампа накаливания имеет срок службы не менее 1000 часов. Есть много конструкций ламп, которые служат дольше этой. Перед покупкой лампочки обязательно ознакомьтесь с информацией о продукте, чтобы узнать о ее сроке службы.

Лампы

CFL, которые технически относятся к типу ламп накаливания, обычно имеют более длительный срок службы, в десять раз дольше, чем стандартные лампы накаливания.

Какого цвета лампа накаливания?

Цветовая температура лампы накаливания обычно варьируется от белого до желтого. Однако все лампочки разные.

Если это важно для вас, проверьте указанную цветовую температуру лампы перед покупкой. Чем выше цветовая температура, тем «холоднее» лампа, а значит, она излучает более белый свет. Когда цветовая температура ниже, лампа излучает «теплый» или желтый свет.

Если вы ищете лампочки более необычного цвета, например красного или синего, обратите внимание на цветные лампочки.

Энергоэффективны ли лампы накаливания?

Нет, лампы накаливания не энергоэффективны.

Только около 10% электроэнергии, потребляемой лампой накаливания, производит свет. Остальные 90% выделяются в виде тепла. Из-за такой высокой теплоотдачи вы увидите лампы накаливания, используемые в качестве нагревательных ламп, лампочки для выращивания и лампы для инкубаторов, где теплоотдача на самом деле является преимуществом.

Поиск альтернативных вариантов энергосбережения для лампы накаливания

Поскольку лампы накаливания столь же энергоэффективны, как и они, несколько более новых технологий сейчас соперничают, чтобы заменить их, в том числе лампы CFL (компактные люминесцентные лампы) и светодиоды (светодиоды).Некоторые законы даже приняты для постепенного отказа от ламп накаливания в пользу более энергоэффективных форм освещения.

Если вам нужен самый энергоэффективный тип лампочки, выбирайте светодиодные лампы. Вы можете легко заменить лампу накаливания на светодиодную. Просто замените старую лампочку в лампе или люстре на ее современный светодиодный аналог. Да, вы можете устанавливать светодиодные лампы в обычные светильники, если их основание и мощность совместимы с осветительным прибором.

Еще вопросы?

Позвоните по телефону 800-782-1967, чтобы поговорить с одним из наших дружелюбных профессиональных консультантов по освещению и домашнему декору или посетить ближайший к вам магазин Lamps Plus. По телефону или лично мы будем рады помочь вам выбрать подходящую лампочку.

Другие идеи и советы по использованию лампочек

люмен в ватт: ключ к покупке запасных ламп

Идентификатор лампочки и руководство по поиску

Как работает светодиодная лампа

Как работает лампа CFL

Как работает галогенная лампа

Руководство по часто задаваемым вопросам о лампах

Типы лампочек

Советы по освещению

Кто на самом деле изобрел лампочку накаливания?

Электрическая лампочка, в частности лампа накаливания, на многие годы стала синонимом термина «электрическая лампочка».Хотя это всего лишь одно из различных доступных решений по искусственному освещению, именно о нем думают многие, когда используют термин лампочка.

СВЯЗАННЫЕ С: 19 БОЛЬШИХ ИЗОБРЕТЕНИЙ, ПРЕВРАЩАЮЩИХ ИСТОРИЮ

Но кто это изобрел и когда? Был ли это Томас Эдисон, как утверждают многие, или Джозеф Свон, как утверждают другие? Участвовал ли в этом процессе Никола Тесла?

Как вы скоро обнаружите, ответ на эту загадку не совсем ясен. Это также зависит от того, что вы считаете «настоящей» лампочкой.Но, как и многие изобретения во все времена, конечный продукт — это совокупный труд многих изобретателей на протяжении всей истории, то же самое верно и для лампочки.

В следующей статье мы кратко рассмотрим историю лампочки и остановимся на некоторых ключевых игроках. Держись крепче.

Действительно ли Томас Эдисон изобрел лампочку? Источник: Wikimedia Commons

Кто и когда изобрел лампочку?

Изобретение лампочки (в частности, лампы накаливания) — вопрос, мягко говоря, довольно спорный.Хотя Томас Альва Эдисон часто получает все заслуги, действительно ли это правда?

Как и многие изобретения на протяжении всей истории, современная лампочка на самом деле представляет собой комбинацию множества крошечных ступенек. Многие историки утверждают, что не менее 20 изобретателей создали различные конструкции ламп накаливания задолго до Эдисона.

СВЯЗАННЫЙ: 85 ЛЕТ НАСЛЕДИЯ: КАК ТОМАС ЭДИСОН ОСВЕЩАЛ МИР

Вклад Томаса Эдисона в эволюцию лампочки заключался в создании первой коммерчески практичной лампы.Поскольку его дизайн был настолько успешным, он фактически доминировал на рынке и опередил все другие версии.

В этом смысле было бы правильнее назвать его «усовершенствователем лампочки». Но сначала давайте углубимся.

Одним из самых важных шагов до Эдисона была работа великого британского ученого сэра Хамфри Дэви . В 1802 году ему удалось создать первый в мире настоящий искусственный электрический свет.

Дуговая лампа Дэви и батарея Источник: Chetvorno / Wikimedia Commons

Используя недавно изобретенную электрическую батарею, Дэви соединил к ней набор проводов с куском углерода.Дэви был поражен, обнаружив, что кусок углерода начал светиться и испускал много света.

Только что была создана первая в мире дуговая лампа. Единственная проблема заключалась в том, что это длилось недолго, а испускаемый свет был слишком ярким для практического использования.

В течение следующих 70 лет или около того многие другие изобретатели создали свои собственные версии лампочек. Хотя все они были многообещающими, большинство из них, если не все, оказались слишком дорогими в производстве или имели другие проблемы, которые помешали им стать коммерчески жизнеспособными.

Одна из самых известных версий была создана другим британским ученым Уорреном де ла Рю в 1840 году. Он заключил катушку из платиновой нити внутри вакуумной трубки и пропустил через нее ток.

Поскольку платина была очень дорогим металлом, это серьезно ограничивало коммерческую жизнеспособность его конструкции.

Джозеф Свон изобрел лампочку до Эдисона?

В 1850 году другой британский изобретатель, Джозеф Уилсон Свон , применил свои значительные таланты.Чтобы разрешить проблемы, с которыми столкнулся де ла Рю, Свон решил поэкспериментировать с менее дорогими нитевыми материалами.

Углеродные лампы накаливания Swan. Источник: Ulfbastel / Wikimedia Commons

В конце концов он остановился на использовании карбонизированной бумаги вместо платины, что показало некоторые перспективы.

К 1860 году у него был рабочий прототип, но отсутствие хорошего вакуума и достаточного количества электричества привело к созданию лампы, срок службы которой был слишком коротким, чтобы считаться эффективным источником света.

Он также имел тенденцию к почернению или образованию сажи на внутренней части вакуумной трубки, что было далеко не идеально (как вы можете видеть на изображении выше).

Несмотря на эти неудачи, Swan продолжал работать над своим дизайном.

По мере совершенствования технологии изготовления электронных ламп в 1870-х годах Свон смогла совершить еще несколько значительных прорывов.

Кульминацией всей его работы стала разработка в 1878 году лампочки с длительным сроком службы. Как и его предшественники, он использовал нить накала, содержащуюся в вакуумированной трубке, за исключением того, что он заменил карбонизированную бумагу хлопковой нитью.

Он запатентовал свой дизайн в 1879 году и позже вступил в прямой конфликт с Томасом Эдисоном.

Еще одна интересная попытка была предпринята в 1874 году парой канадских изобретателей. Генри Вудворд и Мэтью Эванс , оба из Торонто, спроектировали и изготовили свои собственные электрические лампочки.

Они создали ряд ламп разных размеров и форм, в которых использовались угольные стержни, помещенные между электродами в стеклянных цилиндрах, заполненных азотом. Вудворд и Эванс попытались коммерциализировать свою лампу, но безуспешно.

В конце концов они продали свой патент Томасу Эдисону в 1879 году.

Как Томас Эдисон изобрел лампочку?

В 1879 году, в том же году, когда Свон подал заявку и получил патент в Англии, Томас Эдисон решил обратить свое внимание на разработку электрических лампочек. Эдисон, будучи заядлым бизнесменом, хотел разработать коммерчески жизнеспособную и практичную версию для вывода на рынок.

Он надеялся выйти на прибыльный рынок газового и масляного освещения в Соединенных Штатах.Если бы он смог сломить гегемонию этих двух систем, он мог бы просто заработать состояние.

В октябре 1879 года он наконец запатентовал свою первую заявку на «Улучшение электрического освещения» в патентном бюро. Но на этом он не остановился.

Эдисон продолжал работать над своими проектами и улучшать их. Он экспериментировал с различными металлами для изготовления нитей, чтобы улучшить характеристики своего первоначального патента.

Первая успешная лампочка Эдисона. Источник: Alkivar / Wikimedia Commons

В 1879 году Эдисон подал еще один патент на электрическую лампу, в которой использовалась углеродная нить или полоса, скрученная и соединенная…. к контактным проводам из платины. «Это решение очень похоже на решение Joseph Swan почти 20 лет назад.

В этом патенте также описаны возможные средства создания указанной углеродной нити. Они включают использование» хлопковой или льняной нити , деревянные шины и бумага, скрученная по-разному ».

Всего через несколько месяцев после его более позднего патента Эдисон и его команда смогли обнаружить, что карбонизированный бамбук помог. 1200 часов .

Это открытие положило начало коммерческому производству лампочек, и в 1880 году компания Томаса Эдисона Edison Electric Light Company начала продавать свой новый продукт.

Впечатляет, но не все гладко.

Было настолько похоже собственное изобретение Эдисона, что Свон решила подать на Эдисона в суд за нарушение авторских прав. Британские суды вынесли решение против Эдисона, и в качестве наказания Эдисон был вынужден сделать Суэна партнером в своей электрической компании.

Источник: Wikimedia Commons

Позже даже U.Патентное ведомство S. Patent Office решило в 1883 году, что патент Эдисона недействителен, поскольку он также дублировал работу другого американского изобретателя. Но, несмотря на все это, Эдисона навсегда запомнят как изобретателя лампочки.

Томас Эдисон впоследствии стал одним из самых плодовитых изобретателей и бизнесменов XIX и XX веков. К моменту своей смерти он приобрел ошеломляющие 2332 патента , из которых 389 только для электрического освещения и питания.

Кто изобрел лампочку Тесла или Эдисон?

Хотя Томас Эдисон по праву получил некоторую «горячку» за «кражу» многих изобретений и разработок Николы Теслы, электрическая лампочка к ним не относится.Фактически, Тесла тратил совсем немного времени на разработку любого вида электрического освещения.

Tesla, тем не менее, внесла свой вклад в развитие дугового освещения. Он также провел несколько интересных экспериментов с возможностью беспроводного освещения.

Но претензии относительно изобретения Эдисоном лампочки, как мы видели, спорны. Но нельзя отрицать тот факт, что Эдисон, в отличие от всех изобретателей лампочки до него, смог создать коммерчески жизнеспособную и надежную конструкцию.

По этой причине и его деловой хватке в целом именно дизайн Эдисона (и Джозефа Свона) стал бы повсеместным во всем мире.

Томас Эдисон демонстрирует лампу накаливания

Во время первой публичной демонстрации своей лампы накаливания американский изобретатель Томас Алва Эдисон освещает улицу в Менло-Парке, штат Нью-Джерси. Железнодорожная компания Пенсильвании отправила специальные поезда в Менло-Парк в день демонстрации в ответ на общественный энтузиазм по поводу этого события.

Хотя первая лампа накаливания была произведена 40 годами ранее, ни один изобретатель не смог придумать практичный дизайн, пока Эдисон не принял эту задачу в конце 1870-х годов. После бесчисленных испытаний он разработал углеродную нить с высоким сопротивлением, которая непрерывно горела в течение нескольких часов, и электрогенератор, достаточно сложный для питания большой системы освещения.

Эдисон родился в Милане, штат Огайо, в 1847 году. Он мало получил формальное образование, что было обычным для большинства американцев в то время.В раннем возрасте у него развились серьезные проблемы со слухом, и эта инвалидность послужила мотивацией для многих его изобретений. В 16 лет он устроился на работу телеграфистом и вскоре посвятил большую часть своей энергии и естественной изобретательности совершенствованию самой телеграфной системы. К 1869 году он постоянно занимался изобретением, а в 1876 году перешел в лабораторию и механический цех в Менло-Парке, штат Нью-Джерси.

Эксперименты Эдисона руководствовались его замечательной интуицией, но он также позаботился о том, чтобы нанять помощников, которые обеспечили бы математические и технические знания, которых ему не хватало.В Менло-парке Эдисон продолжил свою работу над телеграфом, а в 1877 году он наткнулся на одно из своих великих изобретений — фонограф — во время работы над способом записи телефонных разговоров. Публичные демонстрации фонографа сделали изобретателя-янки всемирно известным, и его окрестили «Волшебником Менло-Парка».

Хотя открытие способа записи и воспроизведения звука обеспечило ему место в анналах истории, фонограф был лишь первым из нескольких творений Эдисона, которые изменили жизнь конца 19 века.Среди других заметных изобретений Эдисон и его помощники разработали первую практичную лампу накаливания в 1879 году и предшественницу кинокамеры и проектора в конце 1880-х годов. В 1887 году он открыл первую в мире промышленную исследовательскую лабораторию в Вест-Ориндж, штат Нью-Джерси, где нанял десятки рабочих для систематического исследования заданного предмета.

Возможно, его наибольший вклад в современный индустриальный мир внес его работа в области электричества. Он разработал полную систему распределения электроэнергии для света и энергии, построил первую в мире электростанцию ​​в Нью-Йорке и изобрел щелочную батарею, первую электрическую железную дорогу и множество других изобретений, которые легли в основу современного электрического мира. .Один из самых плодовитых изобретателей в истории, он продолжал работать до 80 лет и за свою жизнь получил 1093 патента. Он умер в 1931 году в возрасте 84 лет.

От дуги к лампам накаливания, к флуоресцентным лампам и светодиодам

Введение

Изобретение и использование искусственного света имело решающее значение для развития цивилизации, поскольку оно позволило людям увеличить продолжительность светового дня. день. Сегодня некоторые лампочки имеют регулируемую яркость, их срок службы составляет более 15 000 часов.Однако не всегда лампочка была такой эффективной и надежной. Научному сообществу потребовалось более 200 лет, чтобы модернизировать лампочек. В этой статье мы обсудим эволюцию электрического света и разработку современной лампочки .

Дуговая лампа

Эволюция искусственного света началась с изобретения дуговой лампы в начале 1800-х годов изобретателем и химиком из Корнуолла Хэмфри Дэви. Угольная дуговая лампа была первой коммерчески успешной формой электрической лампы.

Эксплуатация: В дуговой угольной лампе электроды представляют собой угольные стержни, находящиеся на открытом воздухе. Чтобы инициировать реакцию на зажигание лампы, стержни должны соприкасаться друг с другом. Это позволяет при относительно низком напряжении зажигать дугу. Дуга — это электрический разряд, возникающий при ионизации газа. После первоначального контакта между стержнями они медленно раздвигаются, поскольку электрический ток нагревает и поддерживает дугу в зазоре. Концы углеродного стержня нагреваются этой дугой, и углерод начинает испаряться.Этот светящийся углеродный пар дает яркий свет. Учитывая характеристики этой реакции, стержни в конечном итоге перегорают, и расстояние между ними необходимо регулярно регулировать для поддержания дуги. Было изобретено множество механических устройств для регулирования расстояния между угольными стержнями после возникновения начальной дуги. Большинство этих изобретений были основаны на соленоидах.

Соображения: В 19 веке угольная дуговая лампа была единственным электрическим светом, способным освещать большие площади.Эти лампы оказались дешевле газовых или масляных ламп, когда их использовали для уличного освещения. Однако углеродные стержни пришлось заменить через короткий промежуток времени, и замена их стала постоянной работой в городе. Лампы излучают опасные ультрафиолетовые лучи и могут вызывать радиопомехи. Дуговые лампы также были довольно опасны для использования в помещениях, поскольку они могли легко вызвать возгорание в результате чрезмерного нагрева или излучения искр.

Угольная дуговая лампа: для этой конкретной модели необходимо вручную регулировать расстояние между стержнями.Любезно предоставлено Википедией.

Лампа накаливания

Многие ученые могут подтвердить изобретение ламп накаливания еще в 1761 году, когда Эбенезер Киннерсли, ученый и изобретатель английского происхождения, продемонстрировал нагрев провода до накала. Томас Эдисон часто занимается коммерциализацией ламп накаливания в Соединенных Штатах, так как ему удалось создать лучший вакуумный насос для полного удаления воздуха из лампы и разработать винт Эдисона.Винт Эдисона теперь является стандартным патроном для лампочек. К октябрю 1879 года Эдисон и его команда создали лампу накаливания с обугленной нитью из хлопковой нити, которая могла работать около 14,5 часов. Экспериментируя с различными нитями, они обнаружили, что использование бамбука гарантирует срок службы до 1200 часов. Таким образом, эта нить накала стала стандартом для ламп Эдисона.

Эксплуатация: Современная лампа накаливания обычно состоит из стеклянного корпуса, содержащего вольфрамовую нить.Вольфрам используется, поскольку он имеет чрезвычайно высокую температуру плавления. Электрический ток проходит через нить накала и нагревает ее до температуры, излучающей свет. Лампы накаливания обычно содержат стержень или стеклянный держатель, прикрепленный к основанию лампы. Это позволяет электрическим контактам проходить через оболочку без утечки газа или проникновения воздуха. Небольшие провода, встроенные в стержень, поддерживают нить накала и ее подводящие провода. Стеклянный кожух содержит вакуум или инертный газ для сохранения и защиты нити от испарения.

Замечания: В отличие от дуговых ламп, описанных ранее, лампы накаливания не требуют внешнего регулирующего оборудования. Они имеют относительно низкие производственные затраты и одинаково хорошо работают с переменным током или постоянным током . В результате лампы накаливания получили широкое распространение в домашнем и коммерческом освещении. Однако, что касается эффективности, лампа накаливания однозначно имеет свои недостатки. Они преобразуют менее 5% потребляемой энергии в видимый свет.Оставшаяся энергия выделяется в виде тепла.

Лампа накаливания: Схема, на которой показаны соответствующие части лампы. Предоставлено 123RF.

Люминесцентная лампа

В 1890-х годах Томас Эдисон и Никола Тесла экспериментировали с люминесцентными лампами, но ни один из изобретателей не смог их серийно производить. Только в начале 20 века Питер Купер Хьюитт, инженер-электрик американского происхождения, создал сине-зеленый свет, пропустив ток через пары ртути.Лампы Хьюитта оказались значительно более эффективными, чем лампы накаливания. Однако они также были непрактичны из-за цвета света.

В 1974 году исследователи из Osram Sylvania начали исследовать способы регулировки цвета излучаемого света и минимизации размера балласта, чтобы сделать лампу более практичной. В 1976 году Эдвард Хаммер из General Electric открыл способ изгибать люминесцентную лампу в форме спирали, создав первый компактный люминесцентный свет (КЛЛ).

Эксплуатация: Подобно лампе накаливания, люминесцентные лампы состоят из герметичной стеклянной трубки с электродом на обоих концах.Трубка содержит небольшое количество ртути и инертный газ, обычно аргон, который находится под очень низким давлением. Эта трубка также содержит порошок люминофора, нанесенный на внутреннюю поверхность стекла.

При прохождении тока через лампу на электродах наблюдается значительное падение напряжения. Затем электроны ускоряются через газ от одного конца трубки к другому. Этот процесс испаряет ртуть внутри трубки. Когда электроны и заряженные атомы движутся по трубке, они сталкиваются с газообразными атомами ртути.Эти столкновения толкают электроны в атомах ртути на более высокие энергетические уровни. Когда электроны возвращаются в свое основное состояние , они испускают фотоны.

Рекомендации: Что касается эффективности, то компактный люминесцентный свет (КЛЛ) потребляет примерно на 75% меньше энергии и служит примерно в 10 раз дольше, чем лампа накаливания. Однако мерцание, которое возникает с высокой частотой, может раздражать людей и вызывать напряжение глаз или мигрень. Кроме того, флуоресцентный свет сильно рассеивается, что делает его непрактичным для сфокусированных лучей, таких как фары или фонарики.

Люминесцентная лампа: Схема работы люминесцентной лампы. Любезно предоставлено HowStuffWorks.

Светоизлучающий диод (LED)

В 1962 году светодиоды использовались как практические электронные компоненты. Эти светодиоды могли излучать только инфракрасный свет низкой интенсивности. Первые видимые светодиоды также имели низкую интенсивность и ограничивались красным светом. Первые коммерческие светодиоды обычно использовались в качестве замены ламп накаливания и неоновых индикаторных ламп. Они также использовались в семисегментных дисплеях.До 1968 года светодиоды видимого и инфракрасного диапазона были чрезвычайно дорогими (200 долларов за единицу) и поэтому имели ограниченную практичность. Сегодня доступны современные светодиоды видимого, ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов с высокой интенсивностью излучения.

Эксплуатация: Светодиод — это двухпроводниковый источник света с двумя выводами. Это просто диод с p-n переходом, который при активации излучает свет. Диод, в его основной форме, представляет собой электронное устройство, которое позволяет току течь в определенном направлении, прерывая его течение в противоположном направлении.Когда к выводам прикладывается пороговое напряжение (обычно между 0,5-0,7 вольт), электроны начинают перемещаться по цепи и рекомбинировать с электронными дырками внутри устройства. Это явление высвобождает энергию в виде фотонов. Этот эффект называется электролюминесценцией. Цвет излучаемого света полностью зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника. Например, синий свет обычно получается с использованием нитрида иридия-галлия с прямой запрещенной зоной ~ 2,6 эВ.

Соображения: светодиоды имеют много преимуществ перед лампами накаливания и люминесцентными источниками света. Светодиоды чрезвычайно энергоэффективны и имеют срок службы более 20 лет. Они не требуют внешнего регулирующего оборудования или балластов. Они также очень прочные и маленькие, что делает их подходящими для множества различных применений, включая авиационное освещение, автомобильные фары, рекламу, общее освещение, светофоры, вспышки фотоаппаратов, обои с подсветкой, освещение для выращивания растений и медицинские приборы.

Синий светодиод. Любезно предоставлено AdaFruit.

Заключение

Несмотря на то, что с начала 19 века в области искусственного освещения были внесены существенные улучшения, прогресс не прекратился. Возможность повышения эффективности, надежности, долговечности и эстетики всегда присутствует.

Знаете ли вы, что на торговой площадке FindLight есть множество источников некогерентного света, включая встроенные светодиодные модули, светодиоды высокой мощности, лампы и многое другое.

Как лампа накаливания изменилась за последние годы?

Лампы накаливания — не самые энергоэффективные лампы, но они являются оригинальными, и на протяжении большей части 20-го века они были единственными коммерчески доступными.Лампы накаливания излучают свет за счет резистивного нагрева нити накала, заключенной в бескислородный стеклянный контейнер. До того, как Томас Эдисон создал первую коммерчески жизнеспособную лампочку, другие люди работали над дизайном более 40 лет, и разработка продолжалась в течение всего начала 20 века.

Первая лампочка

Хотя имя Томаса Эдисона стало почти синонимом изобретения лампочки, он не был первым, кто ее разработал. Британский химик и изобретатель Хамфри Дэви был первым, кто подключил провода к батарее и заставил нить накаливания светиться.В 1841 году Фредерик де Молейнс создал первую лампочку, поместив платиновую нить накала в вакуумированную стеклянную трубку и пропустив через нее электричество. Эдисон и англичанин Джозеф Свон одновременно произвели лампочки, срок службы которых превышал несколько минут. Лампа Эдисона была более успешной, потому что он создал полный вакуум внутри лампы и использовал лучшую нить накала.

The Thing The Thing

Эдисон перепробовал множество материалов, прежде чем он остановился на использовании нити из карбонизированного бамбука в качестве нити.Он приклеил жилу к электрическим клеммам с помощью угольной пасты. Свон, с другой стороны, сделал свои волокна из бристольского картона, который представляет собой карбонизированную бумагу. Это длилось всего несколько часов, в то время как нити Эдисона прослужили 600 часов и более. Металлические нити были представлены в 1902 году, и тантал был предпочтительным материалом, пока Уильям Д. Кулидж не выяснил, как сделать пластичный вольфрам в 1908 году. Спиральные вольфрамовые проволоки сделали лампы ярче, чем когда-либо прежде, и они по-прежнему являются стандартом для ламп накаливания. нити.

Внутри стеклянного контейнера

Нить накала сгорает в среде, богатой кислородом, поэтому важно удалить этот газ изнутри колбы. Де Молейнсу и Свону удалось создать частичный вакуум, но Эдисон создал настоящий вакуум, нагревая колбу перед тем, как откачать воздух. Однако поддержание вакуума в колбе делает ее хрупкой. За пять лет до того, как Эдисон создал свою первую лампочку с длительным сроком службы, канадцы Генри Вудворд и Мэтью Эванс запатентовали лампочки, заполненные азотом.Ирвинг Ленгмюр, инженер, работающий в General Electric, представил идею заполнения колб смесью аргона и азота в 1908 году. Эти газы уравновешивают давление пара внутри и снаружи колбы, а аргон предотвращает износ вольфрамовой нити. Современные лампы содержат в основном аргон.

Другие важные особенности

Первая лампа, которую сделал Эдисон, имела пару контактных штырей на основании, но позже он разработал винт Эдисона, который представляет собой знакомую резьбовую основу, которая используется в современных лампах.Брат Джозефа Суона, Альфред, представил стеклянный изоляционный материал, которым покрыта внутренняя часть этого винтового основания в 1887 году. Помимо идеи наполнения ламп инертными газами, Ленгмюр также разработал спиральную нить накала, а корпорация Toshiba улучшила его конструкцию, представив двойную спиральная нить накаливания в 1921 году. Покрывая стекло внутри колбы порошкообразным белым кремнеземом для рассеивания света, Марвин Пипкин в 1947 году создал лампу накаливания «мягкого света». как должно выглядеть!

Люди склонны к привычкам.Эта тенденция часто проявляется, когда мы сталкиваемся с новой технологией странного вида, которая заменяет то, к чему мы привыкли. Даже полезные изменения, улучшающие характеристики и снижающие затраты, могут быть отклонены потребителями, если внешний вид продукта изменится слишком сильно. Одна из причин, по которой некоторые люди избегали компактных люминесцентных ламп (КЛЛ), связана с их зачастую необычной формой. КЛЛ просто не похожи на лампочки (или «лампы» в промышленности). Некоторые потребители сегодня высказывают аналогичные жалобы на светодиоды, делающие современные потомки ламп накаливания Эдисона и даже КЛЛ устаревшими.

Этот ассортимент компактных люминесцентных ламп, представленных на выставке «Освещая революцию», демонстрирует большое разнообразие форм.

Три объекта из коллекции светильников в музее демонстрируют многолетний опыт отрасли в решении этой проблемы. В 1910-х годах General Electric (GE) начала замену углеродных нитей на вольфрамовые и столкнулась с сопротивлением потребителей новым лампам накаливания. Хотя вольфрамовые лампы были в три раза более энергоэффективными, чем угольные лампы, многие люди жаловались, что они слишком яркие — и, кроме того, мистер Мистер.Углеродные лампы Эдисона были в порядке более 30 лет, так зачем же их менять?

Слева, угольная лампа GI «GEM», около 1904 г., из Музея науки и промышленности. Справа: вольфрамовая лампа GE «Mazda B», около 1914 года, из Принстонского университета. Лампа слева имеет углеродную нить накаливания, стиль которой был заменен лампами с вольфрамовой нитью (справа), начиная примерно с 1912 года.

Решение GE продвигать вольфрамовые лампы, несмотря на жалобы, было обусловлено несколькими коммерческими и техническими причинами. Одна из причин заключалась в необходимости замены изношенного оборудования на более новое, что ускорило бы производство и снизило бы затраты.Разработка оборудования для производства вольфрамовых ламп дала инженерам возможность исправить старые конструктивные проблемы, например избавиться от хрупкого наконечника стеклянной колбы.

Лампы Эдисона и большинство других ранних ламп имели наконечник на конце, где они присоединялись к вакуумному насосу (стрелка на изображении слева). В конструкции GE 1923 года наконечник был устранен путем перемещения стеклянной трубки, выходящей снизу на изображении справа. Изображение слева опубликовано в журнале Scientific American, выпуск 42 за 1880 год. Изображение справа через Howell and Schroeder, 1927, 176.

Сегодня многие люди смотрят на старую лампу и ошибочно полагают, что ее наконечник означает, что стеклянная колба была выдувана вручную. На самом деле наконечник отмечал точку, в которой тонкая стеклянная трубка соединяла колбу с вакуумным насосом. После того, как весь воздух был удален, горелка расплавила трубку и запечатала лампу, оставив наконечник. Несмотря на быстрый метод сборки, наконечник отбрасывал раздражающую тень и оказался уязвимым местом, которое легко сломать. Конструкции без наконечников были разработаны еще в 1890 году, но лампы с наконечниками доминировали на рынке, и многие потребители считали, что лампы без наконечников также не будут работать.

Слева: лампа GE «Edison Mazda B» с поддельным наконечником, от Гарольда Д. Уоллеса-младшего. Справа, лампа GE «Edison Mazda C» с поддельным наконечником, от компании General Electric, Edison Lamp Works. У этих двух ламп есть поддельные наконечники, призванные помочь продать новый дизайн скептически настроенным потребителям.

В 1923 году компания GE начала производство бесколлекторной конструкции, в которой тонкая трубка помещалась внутри стержня лампы и защищался наконечник под основанием винта. Чтобы помочь осторожным потребителям адаптироваться, GE также выпустила линейку ламп с такими же поддельными наконечниками.Наконечник — это просто шишка в стекле; Лампа изготовлена ​​по той же схеме, что и бесцокольная конструкция. Через несколько лет GE прекратила выпуск продукта, поскольку люди привыкли к совершенно новому дизайну — уже знакомой А-образной форме.

Слева, лампа дневного синего цвета GE «Edison Mazda C» с поддельным наконечником от компании General Electric, Edison Lamp Works. Справа: вольфрамовая лампа A Lustra мощностью 25 Вт, около 1980 года, от Памелы Хорнер. Эта A-лампа выглядит знакомой сегодня, но в 1925 году выглядела странно новым продуктом.

Сегодня на репродукциях появляются поддельные подсказки, но некоторые из оригиналов 1920-х годов сохранились, чтобы напомнить нам, что не все быстро приспосабливаются к технологическим изменениям.Действительно, некоторые производители светодиодов производят лампы, которые частично имитируют структуру нити лампы накаливания именно по этой причине. Это продукт, над которым я сейчас работаю, чтобы добавить его в коллекцию освещения. Новые лампы могут быть особенно сложными для маркетологов, поскольку большинство из нас выросло с одним стилем, и они служат самим символом простоты. Однако со временем новое поколение потребителей освещения может задуматься о том, из-за чего была вся суета, — пока они не столкнутся с собственной проблемой исчезновения технологий.

Хэл Уоллес — куратор фонда Electricity Collections, который включает более 3000 объектов, документирующих историю электрического освещения.