Какой металл используется в лампах накаливания

Типы цоколей ламп накаливания

Какой металл используется в лампах накаливания

Цоколь – составляющий элемент лампы накаливания, который обеспечивает ее надежное крепление в патроне и служит для подведения тока. Материал изготовления цоколя – металл. В различных осветительных приборах применяются разные типы патронов, поэтому, выбирая лампу и лампочки для нее, обязательно смотрите на цоколь.

Он может относиться к резьбовому или штырьковому типу (первый вариант является более распространенным). В данном разделе представлены лампы накаливания с цоколем E14 и E27, где буквы Е обозначают цоколь Эдисона, а цифры 14 и 27 – удаленность контактов в мм.

Особенности ламп накаливания

Лампа накаливания представляет собой источник света электрического типа, дающий свечение в результате накала проводникового тугоплавкого металла (обычно в лампе данного типа используется вольфрам). Нить накала помещается в колбу из стекла, заполненную инертным газом – он предотвращает окисление тугоплавкого материала.

У маломощных ламп (это лампы мощностью 25 Вт и менее) колба газом обычно не заполняется. Основные характеристики (световая отдача, световой поток, люмен) зависят от их мощности – чем мощнее лампа, тем больше она дает света, и тем выше будет светоотдача.

Достоинства ламп:

  • низкая стоимость;
  • моментальное зажигание сразу после включения;
  • малые габариты лампы;
  • разные мощности;
  • привлекательный вид (лампы «шар» и «свеча» при доступной цене очень необычно и изысканно смотрятся в открытых светильниках).

Недостатки:

  • высокая яркость, которая в ряде случае получается чрезмерной;
  • сравнительно небольшой срок службы – лампа «живет» до тысячи часов;
  • низкий коэффициент полезного действия – только 10% потребляемой энергии в процессе работы лампы преобразуется в поток света, а вся остальная излучается в виде тепла.

Типы цоколей — Е14 и Е27. По назначению такие лампы делятся на сигнальные, зеркальные, иллюминационные, общего назначения, транспортные, оптические, специальные. Специальные лампы, в свою очередь, бывают перекальными, коммутаторными, проекционными, двухнитевыми, малоинерционными, нагревательными, специального спектр излучения, типа «фары».

Выбор и полезность ламп

Полезность лампы для пользователя определяется с учетом целого ряда параметров – это номинальное значение напряжения, показатели светового потока, мощности, габаритные размеры, срок службы. Для жилых помещений оптимальным выбором будет источник света мощностью 75-100 Вт, который даст достаточно яркое освещение, а вот лампы 200 Вт применяются только в специальных условиях. Тип цоколя стандартно резьбовой.

Цоколь Эдиссона

Цоколь Эдисона используется в лампах накаливания, но и в галогенных, данный тип патрона имеют энергосберегающие, газоразрядные и другие лампы. Резьбовая форма обеспечивает соединение патрона в бытовых приборах освещения, люстрах.

Цоколь Е14 еще называют «миньон». Он, как и Е27, стандартно применяется в обычных лампах накаливания, но сфера его применения намного шире – это маленькие бра и светильники, помпезные люстрыи так далее. Существуют цоколи Е типа с диаметром 5, 10, 12, 17, 26, 40 мм, но они используются достаточно редко.

Ассортимент

В продаже представлены следующие модели ламп с типом цоколей Е14:

  • ДС;
  • ДСМТ;
  • ТМ;
  • ДШ;
  • ДШМТ;
  • R50;
  • РН.

Наименования ламп с цоколем Е27:

  • А55;
  • ДС;
  • ДСМТ;
  • ДШ;
  • ДШМТ;
  • R63.

Колба – прозрачная или матовая. Диаметр в миллиметрах – 26, 35, 45, 50, 63 в зависимости от наименования изделия. Длина лампочки может составлять 52, 77, 85, 98, 102 или 122 мм.

Что еще нужно учитывать при выборе лампочки?

Выбирая лампочку для светильника, смотрите не только на размеры цоколей, но и на мощность лампы, оптимальное напряжение сети, габариты, схему подключения осветительного прибора. Если вы все сделаете правильно, световой поток будет иметь оптимальную яркость, а лампа прослужит максимально долго.

Предложение от компании «Импульс Света»

Несмотря на широкое многообразие современных, максимально совершенных приборов освещения, лампы ЛН не теряют популярности. Они недорого стоят, излучают достаточное количество света, спектр которого комфортен для глаза человека. Поэтому, несмотря на имеющиеся недостатки, покупка таких ламп становится оптимальным выбором в большинстве случаев. Главное помнить, что каждая лампа идет с определенным цоколем. Он обеспечивает нормальную работу прибора освещения и герметизацию колбы лампы.

Компания «Импульс Света» предлагает вашему вниманию:

  • Широкий выбор ламп (стандартные и декоративные лампы типа «свеча», «шар») с цоколями типов Е14 и Е27.
  • Качественные приборы собственного производства.
  • Любые партии поставок – от 1 до 100 штук.
  • Доступные цены на лампы всех моделей.
  • Оперативные грамотные консультации по любым вопросам.

Источник: http://www.impulse-light.com/lampy-nakalivaniya/cokoly/

Тугоплавкие металлы и их сплавы

Какой металл используется в лампах накаливания

Если верить википедии, к тугоплавким относятся металлы, которые имеют температуру плавления от 2200 °C. Под это утверждение подпадают ниобий, рений, молибден, тантал и вольфрам.

Название Температура плавления
Ниобий 2477°C
Молибден 2623 °C
Тантал 3017 °C
Вольфрам 3422 °C
Рений 3186 °C

Тугоплавкие металлы широко применяются во многих отраслях промышленности и в повседневной жизни. Их применяют при изготовлении лампочек накаливания, мобильных телефонов, компьютеров или, например, ядерных реакторов.

В более широком понятии и практическом применении к тугоплавким металлам еще относят ванадий, гафний, рутений, хром, цирконий и осмий.

Их также используют в качестве легирующих элементов в сплавах с металлами из первой группы для улучшения комплекса эксплуатационных или технологических свойств.

Сами по себе чистые металлы конечно применяются в производстве, например чистые молибден и вольфрам применяют в радиоэлектронной промышленности, химическом машиностроении или при производстве печей для термообработки. Но большинство из них склонны к хрупкому разрушению при высоких температурах, также они обладают относительно низкой жаропрочностью. Гораздо интереснее, с точки зрения повышения эксплуатационных свойств, представляется использование сплавов этих металлов.

Тугоплавкие сплавы на основе вольфрама

Представителем таких сплавов является сплав вольфрама и ниобия ВВ2 с температурой жаропрочности до 1200°C. Для повышения коррозионной стойкости и тугоплавкости вольфрамовые сплавы легируют рением. А для повышения износостойкости торием.

Сплавы на основе молибдена

Молибден и его сплавы являются наверное самыми частоиспользуемыми из всех тугоплавких. В промышленности часто используются сплавы легированные цирконием, бором, титаном, ниобием: сплавы ЦМ3, ЦМ6, ЦМ2А, ВМ3

Тугоплавкие сплавы на основе ниобия

Ниобий и его сплавы, благодаря высокой коррозионной стойкости, высокой жаропрочности (до 1300°C) и хорошей работе при нейтронном облучении, нашли широкое применение при изготовлении изделий атомной промышленности. В качестве примера сплавов на основе ниобия стоит назвать сплавы ВН2, ВН2А, ВН3.

Способы повышения жаропрочности и жаростойкости сплавов

Жаропрочность тугоплавких сплавов, как уже было сказано выше, повышают легированием элементами с более высокой температурой плавления, образующими в сплаве твердые растворы замещения. Большей эффективности повышения жаропрочности и в некоторых случаях износостойкости, удается добиться при дисперсионном твердении сплава с образованием карбидов (ZrC, NiC), нитридов (TiN) и оксидов (ZrO2).

Все тугоплавкие металлы обладают низкой жаростойкостью, поэтому для их защиты при температурах выше 400°C используют интерметаллидные и керамические покрытия. Для молибдена и вольфрама используют покрытия на основе кремния (MoSi2, WSi2). [1]

Литература:

  1. Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева., Материаловедение, 1990

Источник: https://heattreatment.ru/tugoplavkie-metally-i-ih-splavy.html

Лампочки накаливания: технические характеристики, виды и советы по выбору

Какой металл используется в лампах накаливания

Прообраз первой электрической лампочки разработал инженер А. Н. Лодыгин в 1874 году. Через 5 лет американский изобретатель Томас Алва Эдисон модернизировал прибор так, чтобы его можно было производить в промышленных масштабах.

Оба открытия изменили быт не только соотечественников ученых, но и всего мира. Сегодня на рынке можно найти и светодиодные, и энергосберегающие, и другие источники света, но традиционная лампа накаливания остается конкурентоспособной и востребованной.

В статье мы подробно расскажем об этом изобретении, а также дадим рекомендации, как выбрать надежную модель.

Принцип работы лампочки накаливания

Больше, чем за сотню лет, конструкция прибора практически не изменилась, усовершенствовали лишь материалы его изготовления. Кратко опишем, как он работает, чтобы в дальнейшем познакомить вас с его характеристиками. Ниже мы разместили рисунок, на котором изображено строение лампы накаливания. Материал взят из учебника по физике Перышкина А. В.

Главный элемент, от которого зависит работа лампы, — тело накала. Оно присоединено к электродам, и через него проходит электрический ток. От напряжения нить начинает нагреваться и светиться.

Чтобы получился комфортный для дома теплый желтый свет, температура внутри лампочки должна достичь минимум 2500 градусов. Поэтому в качестве металла, из которого изготавливают тело накала, используют вольфрам. Чтобы увеличить полезную площадь излучения, вольфрамовую проволоку скручивают в спираль или используют несколько металлических ленточек.

От воздействия среды тело накала защищает колба из натриево-кальциевого силикатного стекла. Мы привыкли, что она имеет традиционную грушевидную форму, но модельный ряд представлен необычными свечеобразными, грибовидными или шаровыми изделиями. Образец  NAVIGATOR Ретро используют в светильниках без плафонов как дополняющий дизайн элемент декора.

Как выбрать лампочку накаливания: обзор технических параметров

Для использования лампы в быту нужно знать ее основные характеристики. Производитель обязан их указать на упаковке.

  • Мощность (Вт, W) — количество потребляемой электроэнергии. Для бытовой лампы достаточно 40-60 Вт. Именно на такую величину рассчитаны осветительные приборы. Если параметр будет меньше, в помещении останется темно, если больше — испортится светильник.
  • Люмен (Lm) — яркость света. Сама по себе величина не дает потребителю никакой существенной информации, но показатель используют для сравнения эффективности лампочки накаливания с другими источниками света.
  • Вольты (В, V) — напряжение электросети, от которого работает изделие. Как правило, величина равна 220. Если указан диапазон от до , значит прибор устойчив к скачкам напряжения.
  • Часы (h) — рабочее время лампочки.
  • Размер цоколя. О данном параметре мы поговорим ниже

Виды лампочек накаливания

Стандарты безопасности и маркировка изделий определяются ГОСТом Р 52712-2007. Мы не будем детально изучать технические нормативы всех типов приборов, но приведем классификацию в соответствии с потребительскими нуждами.

По типу наполнения баллона

Колбы бывают вакуумные и газополные. В первом случае из баллона выкачивают воздух, чтобы вольфрам не окислялся. Но в вакууме он начинает испаряться, проволока становится тонкой и рвется. От испарения также стекло становится мутным и свет тускнеет. Такие лампы изготавливаются мощностью до 40 Вт и могут быть источником лишь дополнительного освещения.

В газополных образцах газовые частицы препятствуют выходу вольфрамовых молекул из нити. Согласно экспериментальным данным, лампочка должна оставаться целой до 1000 часов. Но производители делают погрешность на окружающие условия, и эта цифра может увеличиться или уменьшиться на 50%.

Иногда в колбу добавляют йод или бром. Атомы вольфрама после испарения вновь возвращаются на тело накала. Такой внутренний состав баллона повышает работоспособность изделия до 2000-3000 часов и увеличивает температуру спирали, повышая тем самым осветительную способность.

По сфере применения

Требования к лампочкам в той или иной области регламентируются соответствующими ГОСТами, поэтому мы не будем дублировать содержание нормативных документов, а только перечислим сферы использования приборов:

  • Общее назначение — для уличного освещения зданий и открытых пространств.
  • Местное освещение — для жилых и рабочих помещений.
  • Транспортные — для автомобилей, судов, самолетов и железнодорожного транспорта.
  • Миниатюрные и сверхминиатюрные — для сигнальных приборов, пультов управления, переносных фонарей.
  • Специализированные — для использования в узкой сфере. Например, кинопроекционные, маячные и т.д.

По форме цоколя

Размер и характеристика резьбы определяют, подойдет лампочка к патрону или нет.  Чтобы покупатель не ошибся, производители разработали единую маркировку цоколя. Она состоит из трех условных символов.

Первая заглавная буква обозначает тип цоколя:

  • E — Эдисона;
  • G — штырьковой;
  • R — с утопленными контактами;
  • B — штифтовой (байонет);
  • S — софитный;
  • P — фокусирующий;
  • T — телефонный;
  • K — кабельный;
  • W — безцокольные лампы.

Цифры — диаметр резьбы в мм. Прописные или заглавные литеры — количество контактных пластин, штырьков или гибких соединений:

  • s — один.
  • d — два.
  • t — три.
  • q — четыре.
  • p — пять.

Самые распространенные в быту виды цоколей Е14 (миньон) и Е27

Источник: https://www.maxidom.ru/blog/kak-vybrat/lampochki-nakalivaniya-tekhnicheskie-kharakteristiki-vidy-i-sovety-po-vyboru/

Все о лампе накаливания

Развитие современных технологий привело к появлению новых моделей источников света, обеспечивающих высокие значения потока света при низком энергопотреблении. При этом старая лампа накаливания неохотно сдает свои позиции, по прежнему занимая немалую часть рынка.

У истоков создания промышленных образцов источника света с использованием нити накала стоят два изобретателя — россиянин Александр Лодыгин и американец Томас Эдисон. Хотя первые прототипы ламп были разработаны еще в 1854 году немецким часовым мастером Генрихом Гебелем. Ему удалось создать несколько работоспособных образцов лампочек, которые демонстрировались на одной из первых электротехнических выставок в США.

Лодыгин в 1890-х годах первым предложил использовать в качестве материала нити вольфрам, но угольные нити продержались в производстве еще несколько десятилетий. Параллельно шли попытки внедрения спиралей из тантала, осмия и окисей редкоземельных элементов (иттрия или циркония).

Первое время лампы быстро перегорали из-за испарения металлической спирали, пока специалист компании General Electric Ирвинг Ленгмюр не предложил заполнять колбу инертным газом.

Все эти изобретения за несколько десятилетий сформировали окончательный облик и конструкцию лампы накаливания, которая производится в неизменном виде и в наше время.

Производство

При производстве ламп стекло для колб изготавливают в специальных печах, а затем колбы формуют при помощи подачи сжатого воздуха в форму. Параллельно на автоматическом станке делаются трубки штенгелей и навивается спираль накала. Дальнейшая сборка ведется на автоматической линии, но при этом используется и ручной труд.

Подробное видео о производстве ламп на заводе в Российской федерации представлено каналом Интеллектуариум умный журнал.

Устройство и принцип действия

Лампа накаливания состоит из металлического цоколя, который служит одним из контактов и вклеенной в него стеклянной колбы любой формы. Второй контакт расположен на нижней части цоколя и отделен от резьбовой части изоляционным кольцом.

Внутри колбы установлен стеклянный штенгель с двумя контактными электродами. Одна часть электродов припаяна к контактам цоколя, а во второй зажаты кончики нити накала.

Внутри штенгеля имеется стеклянная трубка, через которую во время изготовления откачивается воздух и подается наполнитель для колбы. После этого трубка запаивается, что обеспечивает полную герметичность полости колбы.

Для поддержки нити от проседания при нагреве имеются несколько металлических держателей. Одной стороной они закреплены на лопатке штенгеле, а на другой имеют крючки для удержания спирали.

Принципиальная схема лампы
1. Колба
2. Полость внутри колбы
3. Спираль из вольфрама
4. Подсоединительный электрод
5. Подсоединительный электрод
6. Крючки подвеса спирали
7. Ножка с расположенным внутри штенгелем
8. Подача питания на электрод (с предохранительным звеном)
9. Цоколь с резьбой
10. Донный изолятор между контактами цоколя
11. Второй контакт на дне цоколя

Применяемый иногда в конструкции предохранитель представляет собой нить из ферроникелевого сплава. Эта нить отгорает при перегорании спирали и возникновении дуги между частями спирали. Теоретически при этом могут образоваться капли раскаленного материала, которые способны прожечь тонкое стекло колбы. По факту такое практически невозможно и предохранительные элементы на современных лампах не применяются.

Свет от лампы накаливания формируется в результате излучения спирали проходящим через нее электрическим током. Для оценки и измерения физиологического качества ламп применяется шкала цветовой температуры. Нагретые спирали ламп накаливания излучают желтоватый свет с диапазоном от 2200 до 2900 К (зависит от мощности нити и типа газового наполнителя колбы). Такой свет несколько отличается от дневного, который имеет цветовую температуру около 3200 К.

Колба

Основной деталью лампы является колба, изготовленная из тонкого стекла. Колба выполняет роль защитного кожуха, предохраняя спираль от воздействия атмосферного воздуха и механических повреждений.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как правильно расположить светильники на кухне

Нижняя часть колбы запаяна и оснащена двумя выводами от электродов, которые припаиваются к контактам на цоколе. Для соединения цоколя и колбы применяется термостойкий клей.

На верхней части колбы может наноситься маркировка завода-изготовителя, указывающая на завод, дату изготовления, мощность и рабочее напряжение.

Буферный газ

Внутренняя полость ламп долгое время была просто вакуумирована. Затем в колбах стали использовать различные инертные газы и их смеси или соединения галогенов. Сколько прослужит лампа — во многом зависит от состава газа в колбе. Наиболее распространенные наполнители для колб:

  1. Смесь аргона и азота.
  2. Чистый аргон.
  3. Криптон.
  4. Ксенон.
  5. Соединения галогенов (фтор, йод). В таких лампах используется химическая реакция испарившегося с поверхности нити металла с соединениями галогенов. Получившийся сплав под воздействием температуры распадается с оседанием частиц металла на спирали.

Нить накала

Материал для спиралей является вольфрам, который среди металлов обладает самой высокой температурой плавления (3410 градусов С). Изредка для спиралей применяется сплав вольфрама с осмием. Ранние версии ламп накаливания, выпускавшиеся в начале XX века, выполнялись из чистого угля, который имеет температуру перехода в газообразное состояние (возгонки) около 3560 градусов.

Впоследствии такие изделия были полностью вытеснены вольфрамом. Особенностью угольной нити было медленное нарастание свечения по мере накала. При этом пусковой ток имел малое значение и нарастал до номинального только после полного прогрева. Основной проблемой ламп накаливания является низкий коэффициент полезного действия тока — в световую энергию преобразуется не более пяти процентов энергии.

Наиболее распространены спирали из проволоки круглого сечения с диаметром около 4 микрон, однако встречаются и спирали из вольфрамовой ленты.

Для более равномерного распределения потока света спираль в большинстве ламп устанавливается в виде половины шестигранника.

На некоторых маломощных лампах, выпускавшихся в СССР в 80-е годы, спираль имела сложную схему натяжения с большим количеством поддерживающих элементов. На современных лампах мощностью от 200 Вт применяется спираль двойной схемы, фото которой приведено ниже.

Хорошо видна схема крепления спирали к электродам

Поскольку спираль нагревается до больших температур, в соединении ее с электродами невозможно применение сварки или припоев. Концевик спирали плотно зажимается конечной частью электрода. Эта операция сборки является автоматической.

Цоколь

Для установки лампы в патрон и подачи напряжения на спираль применяются стандартизированные металлические цоколи с резьбой. Наиболее распространенные типы цоколей приведены в таблице.

Модель Диаметр, мм Торговое обозначение
Е5 5 Микроцоколь типа LES. Используется в гирляндах.
Е10 10 Миниатюрный разъем MES.
Е12 12 Люстровый CES.
Е14 14 Малый цоколь «миньон» типа SES. Один из самых распространенных.
Е17 17 Средний IES, американский стандарт под 110 В.
Е26 26 Стандартный американский цоколь ES, рассчитанный на напряжение 110 В.
Е27 27 Стандартный европейский цоколь ES. Широко распространенный вариант.
Е40 40 Цоколь «Голиаф» типа GES, использующийся для ламп с высокой мощностью.

В Великобритании используется собственный стандарт цоколей без резьбы. Лампы защелкиваются специальным поворотным зажимом в патроне.

Лампа с британским типом цоколя

Параметры

Согласно международным стандартам и ГОСТ все характеристики ламп со спиралью накаливания делятся на три группы:

  • электрические;
  • технические;
  • эксплуатационные.

Электрические

Основными электрическими параметрами являются номинальное напряжение и потребляемая мощность. Номинальное напряжение для большинства ламп равно напряжению в электрической сети. По действующему на сегодняшний день ГОСТ 2239-79 имеются несколько интервалов переменного напряжения питания ламп:

  • от 125 до 135 В;
  • от 215 до 225 В;
  • от 220 до 230 В;
  • от 230 до 240 В;
  • от 235 до 245 В.

Технические

К параметрам этого вида относится спектральный тип и состав светового потока, цветовая температура, интенсивность света от лампы. При этом следует учитывать нелинейную зависимость светового потока от потребляемой мощности. Рост света наблюдается примерно до 75 Вт, а затем начинает снижаться. Важным техническим параметром является равномерность освещения по окружности колбы, поэтому лампу можно устанавливать в любом положении.

Эксплуатационные

Данные параметры указывают на возможность и целесообразность применения изделия в установке для освещения с экономической точки зрения. Под всем этим понимают ресурс изделия, стабильность и распределение светового потока от спирали.

Разновидности ламп и область применения

На сегодняшний день в продаже присутствуют несколько разновидностей ламп со спиралью накаливания. Их можно разделить на следующие группы:

  1. Вакуумные или с накачкой аргоном.
  2. С наполнением криптоном, что дает примерно 10-процентное увеличение яркости, по сравнению с аргоном.
  3. С ксеноном внутри колбы, которые в два раза ярче криптоновых.
  4. Галогенные, заполненные веществами на основе йода или брома. Обладают яркостью в 2,5 раза выше аргона.
  5. Двухколбовые галогенные лампы, которые обеспечивают больший нагрев колбы с галогеном внутри, и более эффективный распад и осаждение металла на спираль.
  6. Комбинированные ксенон-галогенные, светящие в три раза ярче аргоновых. Могут оснащаться инфракрасным отражателем, что повышает эффективность работы.
  7. Перспективные лампы с покрытием, излучающим свет при нагреве.

Источник: https://razvodka.net/svet/lampa-nakalivaniya-1869/

Ювелирное обозрение

  • Из какого металла сделана нить в лампочке
  • История создания лампочки накаливания
  • Кто изобрел лампочку

Этот металл называется вольфрам. Он был открыт в конце 1781 году шведским химиком Шееле, и в течение всего 19 века ученые активно исследовали его. Сегодня человечество знает достаточно, чтобы успешно использовать вольфрам и его соединения в разных отраслях промышленности.

Вольфрам обладает переменной валентностью, что связано с особым расположением электронов на атомных орбиталях. Этот металл обычно имеет серебристо-белый цвет и обладает характерным блеском. Внешне напоминает платину.

Вольфрам можно отнести к неприхотливым металлам. Его не растворит ни одна щелочь. Даже сильные кислоты, такие как соляная или серная, не подействуют на него. По этой причине из вольфрама изготавливают электроды, используемые при гальванизации и электролизе.

Вольфрам и лампы накаливания

Почему же нить в лампах накаливания делают именно из вольфрама? Все дело в его уникальных физических свойствах. Ключевую роль здесь играет температура плавления, которая составляет около 3500 градусов Цельсия. Это на порядок выше, чем у многих металлов, часто используемых в промышленности. Например, алюминий плавится при 660 градусах.

Электрический ток, проходя через нить накаливания, нагревает ее до 3000 градусов. Выделяется большое количество тепловой энергии, которая бесполезно расходуется в окружающее пространство. Из всех известных науке металлов только вольфрам способен выдержать столь высокую температуру и не расплавиться, в отличие от того же алюминия.

Неприхотливость вольфрама позволяет служить лампочкам в домах довольно долго. Однако, по прошествии некоторого времени нить рвется, и лампа выходит из строя. Почему так происходит? Все дело в том, что под воздействием очень высокой температуры при прохождении тока (около 3000 градусов), вольфрам начинает испаряться.

Тонкая нить лампы со временем становится еще тоньше, пока не порвется.

Чтобы расплавить образец вольфрама используют электронно-лучевую или аргонную плавку. С помощью этих методов можно с легкостью нагреть металл до 6000 градусов Цельсия.

Получение вольфрама

Получить качественный образец этого металла довольно трудно, но сегодня ученые с блеском справляются с этой задачей. Было разработано несколько уникальных технологий, позволяющих выращивать монокристаллы вольфрама, огромные вольфрамовые тигли (весом до 6 кг). Последние широко применяются для получения дорогих сплавов.

Как работает лампа накаливания?

Ретро лампочка – красивая штука, без сомнения. Но как это все устроено? Чем лампочка Эдисона отличается от обычной? Да честно говоря, почти ничем. Сейчас все расставим по полочкам.

Ретро лампочка накаливания фабрики DANLAMP

Сначала определение. Лампа накаливания — источник света , в котором свет испускает спираль, она же нить накаливания, она же тело накала, нагреваемое электрическим током до высокой температуры. Чаще всего используется спираль из тугоплавкого металла, например вольфрама , либо угольная нить. Чтобы исключить окисление тела накала при контакте с воздухом, его помещают в вакуум, откачивая из стеклянной колбы воздух.

В любой лампе накаливания, что обычной, что ретро лампочке, используется эффект нагревания проводника при протекании через него электрического тока . Температура нити повышается после замыкания электрической цепи.

Для получения видимого излучения необходимо, чтобы температура излучающего тела превышала 570 градусов (температура начала красного свечения, видимого человеческим глазом в темноте). Для зрения человека, оптимальный, физиологически самый удобный, спектральный состав видимого света отвечает излучению с температурой поверхности фотосферы Солнца 5770 K .

Однако неизвестны твердые вещества, способные без разрушения выдержать температуру фотосферы Солнца, поэтому рабочие температуры нитей ламп накаливания лежат в пределах 2000—2800 C. В телах накаливания современных ламп накаливания применяется тугоплавкий и относительно недорогой вольфрам ( температура плавления 3410 °C ), рений и (очень редко) осмий .

Поэтому спектр ламп накаливания смещён в красную часть спектра. Только малая доля электромагнитного излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение и воспринимается в виде тепла .

Чем меньше температура тела накаливания, тем меньшая доля энергии , подводимой к нагреваемой проволоке, преобразуется в полезное видимое излучение , и тем более «красным» кажется излучение. Соответственно, ретро лампочки отличаются от обычных тем, что нагревают нить накаливания слабее. За счет этого нить накаливания медленнее испаряется и дольше функционирует.

Ретро лампочки, кстати, еще и полезны. При типичных для ламп накаливания температурах 2200—2900 K излучается желтоватый свет, отличный от дневного. В вечернее время «тёплый» ( мелатонина , важного для регуляции суточных циклов организма (нарушение его синтеза негативно сказывается на здоровье).

В атмосферном воздухе при высоких температурах вольфрам быстро окисляется, образуя характерный белый налёт на внутренней поверхности лампы при потере ею герметичности. По этой причине, вольфрамовое тело накала помещают в герметичную колбу, из которой, в процессе изготовления лампы откачивается воздух. Также встречаются, даже более часто, газонаполненные лампы: в них колба заполняется инертным газом — обычно аргоном .

Повышенное давление в колбе газонаполненных ламп уменьшает скорость испарения вольфрамовой нити. Это не только увеличивает срок службы лампы, но и позволяет повысить температуру тела накаливания. Таким образом, световой КПД повышается, а спектр излучения приближается к белому. Внутренняя поверхность колбы газонаполненной лампы медленнее темнеет при распылении материала тела накала в процессе работы, как у вакуумированной лампы.

Ретро лампочки как правило делаются с вакуумныи колбами, но некоторые производители делают их газонаполенными.

Конструкция лампы накаливания. На схеме: 1 — колба; 2 — полость колбы; 3 — нить (тело накала); 4, 5 — электроды; 6 — крючки-держатели нити; 7 — ножка лампы; 8 — предохранитель; 9 — корпус цоколя; 10 — изолятор цоколя (стекло); 11 — контакт донышка цоколя.

Источник: https://uvelirobzor.com/kakaja-provoloka-v-lampochke/

Лампа накаливания

Лампа накаливания – электрический осветительный прибор, принцип действия обусловлен нагревом до высоких температур нити тугоплавкого металла. Тепловой эффект тока известен давно (1800 год). С течением времени вызывает сильный нагрев (выше 500 градусов Цельсия), заставляя нить светиться. В стране вещички носят имя Ильича, на деле продвинутые историки бессильны однозначно дать ответ, кого назвать изобретателем лампы накаливания.

Конструкция ламп накаливания

Изучим строение прибора:

  • Рабочей частью лампы накаливания выступает вольфрамовая нить. Удельное сопротивление металла в три раза выше меди. Невысокий показатель. Вольфрам выбран разогреваемым телом за тугоплавкость, сечение нити уменьшено до предела, повышая электрическое сопротивление. Температура таяния металл превышает 3000 градусов Цельсия.
  • Стеклянная колба лампы накаливания содержит инертный газ. Позволяя уберечь спираль от сгорания, убирает необходимость создания вакуума (формирует отрицательное давление колбы, понижает механическую прочность конструкции).Лампочка накаливания
  • Спираль лампы накаливания подпирается молибденовыми держателями, питается током никелевых электродов. Материалы выбраны сообразно назначению. Молибден тугоплавкий, никеля температура ликвидуса пониже, зато наделен низким коэффициентом теплового расширения. Место контакта со спиралью избегает механических деформаций, продляет срок службы лампы накаливания.
  • Электроды посредством медных проводников соединяются с контактными площадками цоколя. Редко лампа накаливания снабжается собственным плавким предохранителем. Также внутри цоколя.

История создания ламп накаливания

Спирали далеко не сразу стали изготавливать из вольфрама. Применялись графит, бумага, бамбук. Много людей шло параллельным путем, создавая лампы накаливания.

Бессильны привести список 22 имен ученых, называемых зарубежными писателями авторами изобретения. Неправильно приписывать заслуги Эдисону, Лодыгину. Сегодня лампы накаливания далеки от совершенства, стремительно теряют маркетинговую привлекательность.

Превышение амплитуды питающего напряжения на 10% (половину пути – 5% – РФ проделала в 2003 году, подняв вольтаж) номинала сокращает срок службы вчетверо.

Снижение параметра закономерно урезает отдачу светового потока: 40% теряется при эквивалентном относительном изменении характеристик питающей сети в меньшую сторону.

Пионерам гораздо хуже. Джозеф Сван (Joseph Swan) отчаялся добиться достаточной разреженности воздуха колбы лампы накала. Насосы (ртутные) того времени неспособны выполнить задачу. Нить сгорала посредством сохранившегося внутри кислорода.

Смысл ламп накала довести спирали до степени нагрева, тело начинает светиться. Сложностей добавляло отсутствие в середине XIX века высокоомных сплавов – квота преобразования силы электрического тока сформирована увеличенным сопротивлением проводящего материала.

Усилия ученых мужей ограничивались следующими направлениями:

  1. Выбор материала нити. Критериями выступали одновременно высокое сопротивление, устойчивость к горению. Волокна бамбука, являющегося изолятором, покрывали тонким слоем проводящего графита. Малая площади проводящего слоя угля повышало сопротивление, давая нужный результат.
  2. Однако древесная основа быстро воспламенялась. Вторым направлением считаем попытки создать полный вакуум. Кислород известен с конца XVIII века, ученые мужи быстро доказали: элемент участвует в горении. В 1781 году Генри Кавендиш определил состав воздуха, начиная разрабатывать лампами накала, слуги науки ведали: земная атмосфера разрушает нагретые тела.
  3. Важно передать напряжение нити. Шла работа, преследующая цели создания разъемных, контактных частей цепи. Понятно, тонкий слой угля снабжен большим сопротивлением, как подвести электричество? Трудно поверить, пытаясь достичь приемлемых результатов, использовали ценные металлы: платина, серебро. Получая приемлемую проводимость. Недешевыми путями удавалось избежать нагрева внешней цепи, контактов, нить накалялась.
  4. Отдельно отметим резьбу цоколя Эдисона, используемую поныне (Е27). Удачная идея, легшая в основу быстро заменяемых лампочек накала. Прочие способы создания контакта, наподобие пайки, мало годятся. Соединение способно распасться, разогретое действием тока.

Лампа Эдисона

Стеклодувы XIX века достигли профессиональных высот,  колбы изготавливали запросто. Отто фон Герике, конструируя генератор статического электричества, рекомендовал сферическую колбу залить серой. Материал застынет – стекло разбить. Получался идеальный шар, при трении собирал заряд, отдавая стальному стержню, проходящему через центр конструкции.

Пионеры отрасли

Источник: https://vashtehnik.ru/enciklopediya/lampa-nakalivaniya.html

IT News

Дата Категория: Физика

Электричество, на котором работают осветительные лампы, телевизоры и другие бытовые электроприборы, состоит из движущихся электронов или электрического тока. Если свободный электрон приведен в движение, он со временем столкнется с атомом и переведет его в возбужденное состояние, другими словами — передаст атому часть своей энергии.

Возбужденный атом затем высвобождает эту дополнительную энергию в виде электромагнитного излучения. Когда электроны перемещаются по металлической нити лампы накаливания, нагрев нити приводит к тому, что она раскаляется добела и начинает испускать интенсивное электромагнитное излучение.

В люминесцентной лампе электрический ток вместо нити накала течет через газ. Когда электрический ток проходит по газоразрядной трубке, он заставляет газ испускать ультрафиолетовое излучение, которое возбуждает фосфор, покрывающий внутреннюю поверхность трубки, запуская цепную реакцию, в результате которой электромагнитное излучение высвобождается в области видимого света.

Длина волны излучения, испускаемого горячими телами, больше всего зависит от их температуры. Солнце при 6000°К испускает основную часть своего излучения в видимом спектре, в то время как 100-ваттная лампа накаливания, излучающая при температуре около 3000°К, выделяет основную часть своей энергии в виде инфракрасного излучения и совсем немного — в видимом диапазоне.

Удивительная нить

Электричество нагревает нить накала — свернутую спиралью проволоку внутри лампы накаливания — примерно до 3000°К (5000°F). Эта тонкая проволочка может выдерживать столь высокую температуру, потому что сделана из вольфрама, металла с высокой температурой плавления.

Люминесцентный свет из газа

В люминесцентных лампах в производстве света участвуют электроны, газ и химическое вещество, называющееся фосфором. Электроны, протекающие через полость стеклянной трубки, сталкиваются с атомами газа, отдавая им свою энергию. Возбужденные атомы газа высвобождают невидимые ультрафиолетовые лучи, которые бомбардируют фосфорное покрытие трубки. Фосфор поглощает это излучение и вновь его испускает, но уже в видимом диапазоне спектра

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как поменять лампочку в фаре Рено Логан

Тепловыделение в лампе накаливания

Лампа накаливания разогревается, потому что свободные электроны (голубые шарики) движутся по ее металлической нити (коричневая трубка) и сталкиваются на своем пути со стационарными атомами (красные шарики). Возбужденные атомы начинают совершать интенсивные колебания, увеличивая температуру металлической нити и заставляя ее светиться.

Источник: http://information-technology.ru/sci-pop-articles/23-physics/228-pochemu-svetyatsya-elektricheskie-lampy

Лампы накаливания: виды и основные характеристики

Человек постоянно пытается продлить световой день, освещая свое жилище в темное время суток. Началось это еще на заре цивилизации и продолжается по сей день.

Осветительные приборы прошли эволюционный путь от примитивной лучины, до высокопроизводительной электролампочки. Родительницей электроосвещения стала лампа накаливания, патент на которую был получен еще в середине XIX века.

И хотя инновационные осветительные ресурсы активно завоевывают рынок, но все равно добрая старая «лампочка Ильича» остается достаточно востребованной.

Принцип действия и особенности конструкции

При нагреве до определенной температуры металл начинает светиться. Это свойство и используется в лампах накаливания. При этом пришлось решить несколько проблем, которые препятствовали созданию эффективного осветительного элемента.

Во-первых, нужно было подобрать материал, который при накаливании не расплавится. В результате спираль изготавливается из вольфрама – самого дешевого из тугоплавких металлов. Во-вторых, процесс нагрева ускоряет окислительные процесс, который оказывает негативное влияние на состояние металла.

Значит, необходимо было предотвратить контакт раскаленной спирали с кислородом, т. е. с воздухом.

В результате получилась конструкция лампы, которая преодолевает все проблемы и в то же время поражает своей простотой:

  • грушевидная колба из стекла с прикрепленным к узкой части металлическим цоколем. На нем имеется резьба, при помощи которой устройство вкручивается в патрон. В некоторых моделях резьба отсутствует, но имеются другие решения, соответствующие условиям эксплуатации;
  • внутри колбы имеется стеклянная ножка, с впаянными двумя электродами. Своими верхними концами они крепятся к краям спирали, а нижними – к цоколю. Причем один припаян к корпусу, а второй – к контакту на его дне;
  • вольфрамовая спиралевидная струна крепится к электродам и держателям (ножкам), изготовленным из тугоплавкого металла (молибдена). Они не дают спирали провиснуть при нагреве и оборваться. В зависимости от назначения ламп накаливания спиралей может быть несколько, а значит количество контактов и поддерживающих ножек увеличивается соответственно.

Из колбы откачивают воздух и заполняют ее инертным газом либо оставляют вакуумную среду. Этим решается проблема окисления. Проходя через вольфрамовую спираль, электрический ток разогревает ее. Причем происходит это незаметно для человеческого глаза и световой поток в результате накала проводника распространяется практически мгновенно.

Как устроена лампочка накаливания.

Применяемые в лампах накаливания материалы

При изготовлении ламп накаливания используются разные материалы. Регулируется производство соответствующими статьями ГОСТа, в которых прописаны все необходимые требования – от размеров, до требований безопасности.

Металлы

В лампе накаливания присутствуют металлические детали – спираль и держатели. Нить накаливания чаще всего производят из вольфрама – тугоплавкого металла с температурой плавления до 3400°С. Значительно реже для спирали используют осмий и рений. При включении в сеть температура нити накала достигает 2000-2800°С. Ножки должны выдерживать высокую температуру и иметь низкий показатель теплового расширения, поэтому их делают из молибдена, который соответствует выдвигаемым требованиям.

Вводы

В этом осветительном элементе металлическими так же будут и контакты, по которым ток из сети будет передаваться на рабочую зону. Одним контактом выступает алюминиевый цоколь, к которому изнутри крепится проволока, выходящая к электроду (чаще всего, никелевому). Второй контакт располагается на донышке цоколя и отделяется от основного корпуса изолятором.

Стекла

В лампе накаливания колба производится из обычного прозрачного стекла. Встречаются виды из матового стекла, которое рассеивает свет, делая его мягче. Бывают особые модели в цветных колбах или с зеркальным напылением.

Газы

Для предотвращения образования окиси и сгорания вольфрама колбу лампы наполняют инертным (химически неактивным) газом – аргон, ксенон, криптон или азот. Бывают вакуумные виды. Кроме относительного повышения срока службы, подобные модели имеют минимальную теплоотдачу.

Характеристики

Лампы накаливания характеризуются такими величинами:

  • мощность (Вт). Диапазон этого показателя впечатляет размахом – от 25 до 1000 Вт. Подбирают «силу свечения» исходя из расчета освещенности помещения. Для бытовых нужд достаточно в 25-150 Вт, а для других – мощнее;
  • напряжение (В). Выпускаются виды ламп, работающих от напряжения 220 В, 380 В. Так же существуют источники освещения, работающие на пониженном напряжении;
  • светоотдача (Лм/Вт). Чем выше этот показатель, тем ярче будет гореть источник света. Для данного продукта он находится в диапазоне 9-19 Лм/Вт;
  • вид и размер цоколя. По виду монтажа цоколь бывает резьбовой и одно- либо двухконтактный штифтовой. Размер цоколя имеет три стандарта – Е14, Е27 и Е40 (самые ходовые). Цифры обозначают диаметр в миллиметрах;
  • эксплуатационный ресурс. В приемлемых условиях лампа накаливания может функционировать до 1000 часов.

Виды и характеристики ламп накаливания достаточно разнообразны. Это обуславливает их популярность и распространенность в различных производственных и бытовых сферах.

Цоколи ламп (типы, виды, расшифровка).

Разновидности ламп накаливания

Классифицируются лампы накаливания исходя из их конструкционных особенностей и сферы применения.

Общего и местного назначения – самая многочисленная группа. Лампы общего вида используются при организации основного освещения бытовых, промышленных и общественных помещений. Основным отличием устройств местного назначения является пониженное напряжения источника питания. Поэтому чаще всего их используют в переносных светильниках, для освещения рабочего места и т. д.;

Декоративные отличаются разнообразием размеров, форм и расположением спирали. Такие лампы накаливания обрели популярность в последнее время благодаря неординарному внешнему виду. Чаще всего их используют в дизайн-проектах в качестве декоративного элемента.

Иллюминационные виды ламп накаливания отличаются небольшим рабочим напряжением. Как правило, у них цветная колба, окрашенная изнутри (реже снаружи) неорганическим пигментом. Палитра красок самая разнообразная и зависит от цели использования. Чаще всего применяются в иллюминационных устройствах. Но эффективная цветопередача сохраняется недолго – под воздействием высокой температуры пигмент «выгорает» и теряет первоначальную яркость.

Иллюминационная лампа накаливания.

Сигнальные постепенно становятся историей. Все чаще их заменяют светодиодные элементы. Разрабатывался этот вид ламп накаливания для разнообразных светосигнальных устройств.

Зеркальные имеют колбу своеобразной формы. Ее разрабатывали с таким расчетом, чтобы световой поток имел определенную направленность. Препятствует рассеиванию и способствует фокусировке специальное алюминиевое покрытие. Оно наносится изнутри, оставляя не закрашенным определенный участок колбы (как правило верхний), через который и будет выходить луч света. Используется в местах где необходимо организовать направленное освещение.

Лампf накаливания зеркальные (ЗК).

Транспортные лампы используются в самых разнообразных ТС. Их конструкция и технические характеристики соответствуют условиям эксплуатации. Такие осветительные элементы отличаются повышенной прочностью и вибрационной устойчивостью.

Устройство цоколя позволяет быстро сменить вышедшую из строя лампу на новую. Рассчитаны на работу от электросети транспортного средства.

 Основные виды таких элементов используются в осветительных приборах авто- и мототранспорта, на тракторной технике, самолетах и вертолетах, на морских и речных судах.

Отдельно в этой категории стоят двухнитевые лампы накаливания. В них имеются две спирали, что позволяет в некоторых ситуациях использовать вместо двух один элемент освещения. Например, фары автомобиля (переключение с ближнего на дальний или с габаритов на стоп-сигналы), ж/д светофоры и т. д.

Лампа накаливания, 12V, 21/5W, BAY15d, МАЯК, 61215, двухнитевая с большим цоколем.

Отдельную группу составляют галогенные лампы накаливания. Использование галогенов позволило значительно уменьшить габариты конструкции при повышении светоотдачи. По этой технологии изготавливаются элементы для общего освещения, инфракрасных облучателей, кино- и телеоборудования, прожекторов и пр.

Сфера использования

Лампы накаливания используются в самых различных сферах жизнедеятельности человека. Трудно даже представить место или устройство, где бы они не применялись.

Начиная от обычного бытового освещения жилых помещений, до организации световой сигнализации, от карманного фонарика, до мощнейших военных прожекторов.

И хотя современные технологии не стоят на месте предлагая все новые источники освещения, но во многих случаях «классические» лампочки не имеют равноценной замены. Подобная популярность вполне объяснима – они недороги, просты в монтаже и эксплуатации.

Маркировка

В маркировке ламп накаливания используются буквенные и цифровые обозначения. Состоит она из четырех частей:

  • первая – буквенная. В ней отражены конструкционные и физические особенности. Б – биспиральная с аргоном, Г – газовая односпиральная аргоновая, В – вакуумная, БК – биспиральная криптоновая, МЛ – молочный цвет стекла, О – колба опалового цвета;
  • вторая – буквенная. Показывает сферу использования. Ж – для ж/д, СМ – для самолетов, КМ – коммутационная, А – для автотранспорта, ПЖ – для прожекторов;
  • третья – цифирная. Рабочее напряжение и номинальная мощность;
  • четвертая – цифирная. Номер доработки.

Зная особенности маркировки продукции можно без труда подобрать необходимый для конкретных условий эксплуатации вид.

Достоинства и недостатки ламп накаливания

Лампы накаливания имеют как достоинства, так и недостатки. К основным минусам относится низкий коэффициент полезного действия. Для источников света под КПД подразумевается отношение интенсивности видимого светового потока к мощности, потребляемой для его производства. Его уровень не превышает 15% при температуре накала 3126°С. Но срок службы устройства при этом составляет всего несколько часов.

При снижении нагрева эксплуатационный период повышается, но снижается КПД. При 2427°С коэффициент полезного действия составляет всего 5%, но светит такая лампочка на протяжении около 1000 часов. (Расчеты взяты для обычной грушевидной лампы накаливания мощностью 60 Вт).

Это значит, что львиная доля энергии уходит в тепло (инфракрасное излучение), и только незначительная часть переходит в видимый для человеческого глаза спектр.

Еще имеются и такие недостатки у ламп накаливания:

  • светоотдача напрямую зависит от напряжения;
  • относительная пожароопасность – пространство вокруг колбы может нагреваться до +300°С;
  • неэкономичность;
  • хрупкость;
  • существует вероятность взрыва колбы;
  • незначительная величина срока службы лампы накаливания, особенно по сравнению с новейшими видами.

Но все эти недостатки перекрываются многочисленными достоинствами:

  • доступная цена;
  • компактность;
  • широкий диапазон мощности;
  • непрерывный светопоток с близкой к естественной светопередачей;
  • не мерцает на переменном токе;
  • не требуют дополнительных пускорегулирующих устройств и специальной утилизации;
  • не теряют яркости.

Благодаря этим достоинствам лампы накаливания остаются лидерами продаж в сегменте осветительных элементов.

Вместо заключения

К преимуществам ламп накаливания можно отнести и их «всепогодность». Был проведен интересный эксперимент, в котором включение осветительных элементов различных видов осуществлялось при экстремально низкой температуре — -150°С. И только обычна лампа накаливания выдержала и работала стабильно, обойдя галогеновую, светодиодную и люминесцентную.

Источник: https://lightgid.ru/osvetitelnye-ustanovki/lampa-nakalivaniya-vidy

Производство ламп накаливания: описание технологии изготовления

Сегодня практически никто из нас не может и представить жизни без таких привычных для нас вещей как телевизор, телефон и прочее. К этой же категории следует отнести и свет, который производится при помощи лампочек. Изобретение первой лампочки датируется 1838 годом, а её автором был Жан Жобар.

Данная лампа в качестве источника накаливания имела уголь, что по крупному счету не отличало её от газовых фонарей и ламп. Уже более усовершенствованная лампа была придумана через три года англичанином Деларю, который изобрел первую лампу накаливания, в которой использовалась спираль.

Известным российским физиком Александром Николаевичем Лодыгиным ещё в 1874 году была изобретена отечественная лампа накаливания, в которой использовался угольный стержень в вакууме. Изобретение дало толчок к началу электрификации Российской империи.

Специальный план по 100-процентной электрификации страны был представлен в 1913 году, однако, осуществить его будет суждено уже власти большевиков, которая выдаст план за чисто свою идею. Как бы там ни было, к лампочке мы за это время уже сильно привыкли, однако, некоторые вопросы так и остаются до сих пор открытыми, к примеру, – производство ламп накаливания.

Оборудование для производства ламп накаливания

Для производства ламп накаления требуется иметь достаточно современное и качественное оборудование. трудность заключается в работе с газом и вакуумом. Кроме того, для производства вольфрамовой нити требуется специальная машина, которая производит нить с толщиной в 0,4 мкр.

Более того, вольфрам – довольно дорогостоящий материал и затраты на этот металл не всегда окупаются одной лишь продажей лампочек. Далее, следует учитывать и производства стекла – колбы. Для этого тоже существуют специальные стеклодувные машины. Процесс создания лампы требует большой точности складывания лампочек.

Если процесс выполняется неправильно на одном этапе (изготовления колбы, термального тела или цоколя), то есть все шансы, что такая лампочка не прослужит долго.

Таким образом, производство ламп является процессом, который вот уже более полутора века совершенствуется и упрощается. Сегодня мы имеем несколько видов ламп, в зависимости от их назначения.

Совсем недавно в моду начали входить энергосберегающие лампочки, которые имеют более высокий КПД, а также долговечность. Кроме того, яркость такой лампочки в несколько раз превосходит яркость традиционной.

Как бы там ни было, но лампа и до сих пор, несмотря на свою простоту, остается чуть ли не единственным изобретением, которое человечеству несет свет!

Технология производства ламп накаливания

Лампа накаления использует эффект нагревания проводника (тела накаливания) во время протекания через него электрического тока. Температура тела накала резко возрастает после включения тока. Во время работы, накаляемое тело излучает электромагнитное тепловое поле в соответствии с законом Планка.

Формулировка Планка имеет максимум, положение которого на шкале длин волн зависит от температуры. Этот максимум сдвигается с повышением температуры в сторону меньших длин волн. Для того чтобы получить видимое излучение, необходимо, чтобы температура накаляемого была составляла несколько тысяч градусов. При температуре 5770 градусов световой эффект равен спектру Солнца.

Чем меньше температура, тем меньше доля видимого света, и тем более “красным” кажется излучение.

В сегодняшнем производстве спиралей для ламп используется вольфрам, который впервые начал использовать наш ученный Лодыгин, о котором мы говорили несколько выше. В обычном воздухе при значительных температурах вольфрам мгновенно превратился бы в оксид.

По этой причине тело накала помещено в колбу, из которой в процессе изготовления лампы откачивается воздух. Первые колбы изготавливали вакуумными; в настоящее время только лампочки малой мощности (для ламп общего назначения — до 25 Вт) изготавливают в вакуумированной колбе.

Колба более мощной лампочки наполняется инертным газом (аргоном, криптоном или азотом).

Повышенное давление в колбе газонаполненных ламп резко уменьшает скорость испарения вольфрама, благодаря чему не только увеличивается срок службы лампы, но и есть возможность повысить температуру тела накаливания, что позволяет повысить коэффициент полезного действия, а также приближает спектр излучения к белому. Газонаполненная лампочка не так быстро будет темнеть за счёт осаждения материала тела накала, в отличии от вакуумной лампы.

как делают лампочки:

Для изготовления нити накаливания, необходимо использовать металл с положительным температурным коэффициентом сопротивления, который позволит только увеличивать сопротивление температуре с её ростом.

Такая конструкция производит автоматическую стабилизацию мощности лампы на необходимом уровне при подключении к источнику напряжения (источнику с низким выходным сопротивлением).

Это позволит проводить подключение ламп непосредственно к распределительной сети без использования балласта, что выгодно отличает их от газоразрядных лампочек.

Оцените страницу:

1 5,00

  • #: Бизнес для мужчин
  • Производство

Источник: https://moybiznes.org/proizvodstvo-lamp-nakalivaniya

Всё о светодиодных лампах

На наших с вами глазах происходит настоящая революция в освещении: мир стремительно переходит на светодиоды.

Всего пять лет назад светодиодные лампы ещё были технической новинкой, а сейчас светодиодное освещение используется во всех сферах жизни: светодиодные фонари можно встретить даже в деревнях, многие офисы, отели и общественные здания освещаются светодиодными светильниками, подавляющая часть концертного и театрального освещения стала светодиодной. Лампы этого типа появляются и во многих квартирах, ведь их можно купить даже в продовольственных магазинах, а в товарах для дома их ассортимент шире, чем ламп других типов.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Какой световой поток у лампы накаливания 100 Вт

Светодиодная лампа — это достаточно сложное электронное устройство с несколькими десятками деталей, от которых зависит качество света, безопасность его для здоровья и долговечность лампы.

⇡#Плюсы и минусы

У светодиодных ламп много плюсов по сравнению с обычными лампами накаливания:

  • Экономичность — при том же количестве света современная светодиодная лампа потребляет в 7-10 раз меньше электричества.
  • Долговечность — светодиодная лампа служит в 15-50 раз дольше обычной.
  • Небольшой нагрев — ребёнок не обожжётся о светодиодную лампу в настольной лампе.
  • Одинаковая яркость при разном напряжении сети — в отличие от ламп накаливания, светодиодные лампы светят так же ярко при пониженном напряжении в сети.
  • Возможность установить светодиодную лампу, гораздо более яркую, чем лампа накаливания, в светильник, имеющий ограничение по мощности.
  • Свет хороших ламп визуально неотличим от света ламп накаливания.

Плюсы есть и при сравнении с компактными люминесцентными (энергосберегающими) лампами (КЛЛ):

  • Экологичность — отсутствие опасных веществ (в колбе любой КЛЛ содержится ртуть).
  • Экономичность — лампа потребляет меньше энергии при том же световом потоке.
  • Светодиодная лампа мгновенно зажигается на полную яркость, а КЛЛ плавно набирает яркость от 20% до 100% за минуту при комнатной температуре и гораздо медленнее при низких температурах.
  • У КЛЛ плохой спектр, состоящий из пиков нескольких цветов. Спектр светодиодной лампы гораздо ближе к естественному освещению и свету лампы накаливания.

Но, конечно, есть и минусы:

  • Высокая цена.
  • Присутствие на рынке ламп с плохим качеством света (пульсация, плохие цветовые характеристики, некомфортная цветовая температура, несоответствие светового потока и эквивалента лампы накаливания заявленным).
  • Проблемы у некоторых ламп с выключателями, имеющими индикатор.
  • Регулировку яркости (диммирование) поддерживают только некоторые дорогие модели.

⇡#Разберёмся с экономией

Главное преимущество светодиодных ламп — экономия электричества. При том же количестве света, излучаемого лампой, светодиодная лампа потребляет в 7-10 раз меньше электроэнергии, чем обычная лампа накаливания. Уже сейчас можно купить 6-ваттные светодиодные лампы-«груши» и 4-ваттные лампы-«свечки», которые дают столько же света, сколько 60- и 40-ваттная лампа накаливания соответственно.

Я посчитал, какими будут расходы на электроэнергию при освещении двухкомнатной квартиры обычными и светодиодными лампами.  Конечно, это приблизительный расчёт, но он позволяет составить представление о порядке цифр возможной экономии.

Расчёт экономии для двухкомнатной квартиры

На упаковке любой лампы накаливания указан срок службы 1 000 часов. Если лампы действительно проработают 1 000 часов (к сожалению, часто они перегорают гораздо раньше), в коридоре и комнате лампы придётся поменять дважды в год, а на кухне и в спальне один раз. При стоимости лампы 30 рублей на покупку новых ламп уйдёт 690 рублей. Светодиодные лампы не придётся менять каждые полгода, ведь срок их службы составляет 15-50 тысяч часов. Это от 7 до 22 лет при использовании по 6 часов в день.

На покупку ламп для этой квартиры уйдёт 4 045 рублей (7 ламп E27 6 Вт по 240 руб., 11 «свечек» 4 Вт по 215 руб.), и окупятся они менее, чем за год.

⇡#Светодиодные и энергосберегающие лампы

Светодиодные лампы, несомненно, являются энергосберегающими, но слово «энергосберегающие» закрепилось за компактными люминесцентными лампами (КЛЛ), а КЛЛ и светодиодные лампы — совсем разные вещи.

Компактная люминесцентная лампа и светодиодная лампа

КЛЛ появились в широкой продаже лет десять назад, и ожидалось, что они заменят лампы накаливания. Однако КЛЛ оказались тупиковой ветвью эволюции. У этих ламп много недостатков: в трубке лампы содержится ртуть, лампа медленно разгорается и совсем не светит на морозе, у КЛЛ плохой спектр, состоящий из пиков нескольких цветов.

С 1 июля 2016 года в соответствии с Постановлением Правительства РФ №898 от 28.08.2015 всем государственным и муниципальным предприятиям и учреждениям будет запрещено покупать через систему госзакупок любые лампы, содержащие ртуть (в том числе КЛЛ). Уже сейчас количество КЛЛ в магазинах постоянно снижается, и скоро они исчезнут совсем.

Сравним спектр света лампы накаливания, люминесцентной лампы и светодиодной лампы.

Спектр лампы накаливания, люминесцентной лампы и светодиодной лампы

Спектр светодиодной лампы гораздо ближе к естественному освещению и свету лампы накаливания.

⇡#Немного истории

Впервые свечение полупроводникового перехода обнаружил в 1923 году советский физик Олег Лосев. Первые светодиоды называли «Losev Light» (свет Лосева). Сначала появился красный светодиод, затем в начале 70-х годов появились жёлтые и зеленые светодиоды. Cиний светодиод был создан в 1971-м Яковом Панчечниковым, но он был очень дорог. В 1990 году японец Суджи Накамура создал дешёвый и яркий синий светодиод.

Олег Лосев и Суджи Накамура

После появления синего светодиода стало возможным делать белые источники света с тремя кристаллами (RGB). Такие источники до сих пор используются в концертном и декоративном освещении.

В 1996 году появились первые белые светодиоды, использующие люминофор. В них свет синего или ультрафиолетового светодиода преобразуется в белый с помощью специального химического вещества, нанесённого поверх светоизлучающих кристаллов.

В 2005 году эффективность таких светодиодов достигла 100 лм/Вт, что позволило начать использовать люминофорные светодиоды для освещения. Сейчас самые эффективные белые светодиоды дают уже 200 лм/Вт, серийные лампы со стандартными цоколями — до 125 лм/Вт.

⇡#Виды светодиодных лампы

Светодиодные лампы повторяют все возможные виды ламп накаливания, галогенных и люминесцентных ламп. Выпускаются обычные лампы-«груши», «свечки» и «шарики» с цоколями E27 и E14, «зеркальные» лампы R39, R50 с цоколями E14, и R63 с цоколем E27, споты с цоколями GU10 и GU5.3, капсульные микролампы с цоколями G4 и G9, лампы для потолков с цоколем GX53.

Типы и цоколи светодиодных ламп

В светодиодных лампах используются различные типы светодиодов. В самых первых светодиодных лампах использовались обычные светодиоды в пластиковом корпусе. Такие лампы получили название «кукуруза» (Corn) за визуальное сходство с кукурузным початком.

Сейчас светодиоды в корпусах используются в лампах довольно редко, и, как правило, это мощные светодиоды.

Светодиодные лампы на мощных светодиодах в корпусах

В большинстве современных ламп используются бескорпусные светодиоды и светодиодные сборки.

Лампы на бескорпусных светодиодах

В последнее время всё чаще используются светодиодные излучатели COB (chip on board). В них множество светодиодов покрыты единым люминофором.

Разновидность COB — светодиодные нити (led filament), в которых множество светодиодов размещено на металлической, стеклянной или сапфировой полоске, покрытой люминофором.

Конструкция светодиодной нити и лампа на нитях

Появилось даже русское слово «филамент», которое начали использовать некоторые производители.

Ещё одна новейшая технология — Crystal Ceramic MCOB. На пластине из прозрачной керамики располагается множество светодиодов. Пластина с обеих сторон покрывается люминофором, поэтому такой излучатель практически равномерно светит во все стороны.

Лампа с излучателем Crystal Ceramic MCOB

На качество света светодиодной лампы влияют пять основных параметров. Рассмотрим подробно каждый из них. 

⇡#Световой поток. 

Измеряется в люменах (лм, lm). Это общее количество света, которое даёт лампа. Чем больше люмен, тем ярче лампа. 60-ваттная лампа накаливания даёт приблизительно 580 лм, 40-ваттная 350 лм, 75-ваттная — 800 лм, 100-ваттная — 1250 лм. В стандартах и на многих сайтах вы увидите более высокие значения. Я привожу данные для ламп, продающихся в обычных в магазинах и работающих от бытовой 220-В сети (а не 230, полагающиеся по стандарту).

⇡#Коэффициент пульсации света.

Естественные источники света (солнце, огонь свечи) светят равномерно, однако многие электрические источники света (лампы, экраны мониторов) дают не равномерный свет, а пульсирующий, при этом частота и степень пульсации могут быть весьма разными.

При частоте 50 Гц пульсация света более 40% воспринимается визуально как стробоскопический эффект (пульсацию видно при резком переводе взгляда или повороте головы). Такую пульсацию легко распознать с помощью карандашного теста: берём обычный длинный карандаш за кончик и начинаем быстро-быстро крутить им по полукругу туда и обратно. Если отдельных контуров карандаша не видно — мерцания нет, если же видно «несколько карандашей» — свет мерцает.

Видимая пульсация света вызывает ощущения дискомфорта, усталости и даже недомогания. Кроме того, современные медицинские исследования показывают, что органы зрения и мозг способны воспринимать невидимую пульсацию света с частотой до 300 Гц.

При высокой частоте мерцания свет не оказывает визуального воздействия, но способен влиять на гормональный фон, который в свою очередь воздействует на эмоции человека, его работоспособность, суточные ритмы, а также многие другие сферы жизнедеятельности.

Свет с частотой пульсации выше 300 Гц не имеет заметного влияния на организм человека, так как пульсации на таких частотах просто не воспринимаются сетчаткой глаза.

Источник: https://3dnews.ru/933019

Особенности ультрафиолетовых ламп

УФ-лампы для отверждения относятся к категории электроразрядных ламп. В УФ-лампах стандартная нить накаливания заменена на колбу с газом. Ультрафиолетовое излучение испускается после дугового разряда между двумя электродами, которые находятся внутри герметичной кварцевой колбы.

У электроразрядных ламп есть три значительных преимущества по сравнению с лампами накаливания: они являются энергоэффективными источниками УФ-излучения; они имеют долгий срок службы; они способны работать в течение долгого времени без потери мощности.

Тем не менее, у них есть и недостатки: лампы и аппаратура управления для них отличаются достаточно высокой стоимостью; лампы не подходят для краткосрочной работы; лампы не выходят на полную мощность сразу же после подачи питания; при включении лампы перебой питания продолжительностью в 1/4 цикла (1/240 доля секунды) или более может заставить лампу погаснуть. Когда лампа погасла, на восстановление разряда и полной мощности лампы может уйти несколько минут.

Все УФ-лампы для отверждения преобразуют электроэнергию в ультрафиолетовое излучение путем превращения электроэнергии в кинетическую энергию движущихся электронов, которая, в свою очередь, преобразуется в излучение, появляющееся из-за столкновения электронов. Излучение появляется, когда ток проходит через пары металла.

Свободные электроны сталкиваются с атомами в парах, при этом электрон выбивается на более высокую орбиту атома. Когда смещенный электрон падает обратно на свой уровень, возникает квант излучения.

Длина волны излучения зависит от энергетического состояния возбужденного электрона и от вида паров металла, которые используются в разрядной колбе.

Основной процесс состоит из трех стадий: свободные электроны ускоряются при возникновении разности электрических потенциалов (подача питания на УФ-лампу); движение электронов в виде электрического тока в устройстве (тока лампы); преобразуется кинетическая энергия электронов, и в результате, когда энергетические состояния возвращаются из более высоких (возбужденных) в более низкие, испускается излучение.

Конструкция лампы

Кварцевые УФ-лампы для отверждения прозрачны для УФ-излучения и могут эксплуатироваться при температуре до 1000°C. Дуговой разряд поддерживается при помощи двух вольфрамовых электродов. Расстояние между электродами также называется длиной дуги лампы. Температура дуги лампы достигает 3000°C, поэтому проектирование электрода – это очень сложный процесс, соединить вольфрам напрямую с кварцевым стеклом.

В большинстве УФ-ламп используется специальное термостойкое уплотнение из молибденовой фольги, которое надежно герметизирует лампу. На другом конце фольги имеется электрическое соединение – высоковольтный провод с тефлоновым покрытием. Поверх этой конструкции крепится цоколь лампы, который может быть металлическим или керамическим. Цоколь является механической опорной конструкцией и установочной поверхностью.

Главным проблемным моментом при производстве УФ-ламп для отверждения является переход от основного соединения (провода лампы или цоколя) к электроду. Он называется уплотнением лампы. Используются два вида уплотнений ламп: запрессованное (иногда называемое обжимным) и вакуумное (иногда называемое обсаживаемым или прижимным).

Запрессованные лампы делаются промышленным методом, их производство обходится дешево, и на корпусе таких ламп имеется кончик для закачки газа.
Плоское уплотнение отличается большой хрупкостью, его очень легко сломать. Устанавливать лампы с запрессованным уплотнением нужно особенно осторожно.

Лампы с вакуумным уплотнением делаются вручную, они отличаются особенной прочностью. Обычно им не требуется кончик для закачки газа. Уплотнение имеет круглую форму и может быть любой длины.

Чем длиннее уплотнение, тем меньше вероятность, что его герметичность может нарушиться. Они являются лучшим выбором при использовании для отверждения.

Другим преимуществом вакуумных ламп является то, что для целей обслуживания лампу можно поворачивать в любом направлении. Это продлевает срок службы ламп, в особенности у ламп с длинной дугой.

Кончик для закачки газа (небольшой выступ на корпусе лампы) также создает другие неудобства. Он всегда должен быть повернут вверх или вбок, нельзя поворачивать его вниз! Иногда из-за этого кончика возникают проблемы с монтажом, поскольку он часто зацепляется за что-нибудь (см. иллюстрацию). Часто этот кончик является слабым местом лампы и ограничивает ее установку. Работать с такими лампами нужно с особенной осторожностью: при ударе об этот кончик лампа немедленно выйдет из строя.

Срок службы ламп

Срок службы ламп зависит от очень многих факторов, включая количество включений, температурные условия эксплуатации, положение лампы, диаметр кварцевой колбы, номинальную мощность и соблюдение правил работы с лампой. При нормальных условиях подавляющее большинство ламп проработает не менее 1000 часов.

Некоторые производители оборудования используют блоки питания с низковольтными сильноточными лампами. У ламп, которые работают при токе выше 13 А, сильнее темнеют электроды, а их срок службы значительно ниже, чем у других. Держа рабочий ток лампы в диапазоне от 6 до 11 А, можно значительно увеличить срок ее службы. Лампы должны быть чистыми.

Все виды пыли, порошка, смазки, копоти и пылящей краски необходимо счищать с лампы.

Перегрев лампы из-за загрязнения может привести к ее деформации и сокращению ее срока службы.

Производство озона

Одним из источников опасности УФ-лампы для здоровья является производство озона в процессе работы. Взаимодействие коротковолнового УФ-излучения с кислородом приводит к образованию озона.

Несмотря на то, что создание «безозоновой» лампы технически возможно, использование таких ламп оказывает крайне негативное влияние на процесс отверждения, поэтому ими редко пользуются. Большинство поставщиков решают проблему озона путем его отвода от рабочего места.

Из-за сильной активности озона его молекулы чаще всего снова распадаются на кислород во время передвижения по вытяжной системе.

Защита от УФ-излучения

УФ-лампы для отверждения являются источником интенсивного УФ-излучения. Установка защитных экранов является обязательной. УФ-лампы являются источником опасного УФ-излучения, которое может вызвать серьезные ожоги кожи и глаз. Термические ожоги чувствуются сразу, а симптомы ожогов от УФ-излучения проявляются лишь через несколько часов. Краткосрочное воздействие излучения лампы вызвать серьезные ожоги глаз и кожи. К счастью, УФ-излучение отражается слабо от большинства поверхностей.

Если человек не находится на линии прямой видимости лампы или отражателя, то УФ-излучения будет достаточно мало и оно не будет причиной для беспокойства. Видимый свет не означает, что в помещении имеется интенсивное УФ-излучение. Если система с УФ-лампой спроектирована хорошо, то даже видимый свет будет покидать ее в небольших количествах.

Если же из нее выходит достаточно много света, необходимо связаться с поставщиком этой системы, чтобы определить, возникнут ли с этим какие-либо трудности.

Очистка УФ-ламп для отверждения

Используйте для очистки тряпку без ворса с чистящими средствами Windex или Simple Green. Не тратьте деньги на специальные средства для УФ-ламп, поскольку их эффективность очень сомнительна! Если допускается использование растворителей, используйте изопропиловый спирт. В крайних случаях для очистки УФ-ламп допускается использовать мягкие абразивы, например, Soft Scrub. Не забудьте смыть остатки со стекла лампы перед ее повторной установкой.

Перед очисткой обязательно полностью отключайте лампу и давайте ей охладиться.

Цоколи ламп

Подбор ламп с подходящим цоколем крайне важен для правильной установки лампы. На картинке выше изображено большинство видов цоколей, используемых для производства наших ламп. В наличии также имеется большое количество других вариантов цоколей. Свяжитесь с компанией, и мы предоставим вам чертежи с указанием размеров.

Источник: https://www.smart-uv.ru/osobennosti-ultrafioletovykh-lamp

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Электро Дело
Когда нужно включать ближний свет фар

Закрыть