Лампы накаливания. виды и устройство. маркировка и применение

Преимущества и недостатки

Лампы накаливания остаются одним из самых распространенных источников света в наши дни. Причинами популярности этих изделий являются:

1. Простота крупносерийного производства, которое налажено и отработано за много лет работы.
2. Невысокая себестоимость.
3. Практически мгновенный разогрев до рабочих температур без применения специальной электроники (пусковых реле и т. д.).
4. Нечувствительность к скачкам напряжения в сети (кроме перепадов на большую величину).
5. Отсутствие в конструкции материалов, загрязняющих окружающую среду.
6. Возможность работы при постоянном и переменном токе любой частоты.
7. Отсутствует полярность при подключении цоколя.
8. Отсутствие пульсаций света, связанных с частотой напряжения.
9. Легкость регулирования степени накала лампы.
10. Широкий диапазон температур работоспособности.
11. Возможность изготовления ламп под любое напряжение и мощность.

Но наряду с достоинствами имеются и недостатки, которые и привели к появлению новых типов ламп.

К минусам лампы накаливания относятся:

1. Невысокая световая отдача при высоком энергопотреблении.
2. Малый срок службы.
3. Резкое увеличение тока в цепи в момент подачи напряжения на нить. При этом ток возрастает в 8…10 раз, нагружая электрическую проводку и контактные соединения.
4. Хрупкая колба, очень чувствительная к ударам и вибрации.
5. Изменение интенсивности освещения от напряжения. Вместе с этим меняется и срок службы, который сильно сокращается при высоких напряжениях.
6. Пожароопасность из-за нагрева колбы и патрона. Самые слабые лампы с мощностью до 25 Вт способны нагреться до 100 градусов. Самые мощные образцы ламп прогреваются до 310…330 градусов. В ходе проведенных экспериментов выяснилось, что для воспламенения соломы от контакта с лампой в 60…75 Вт потребуется не менее часа времени.
7. Нагрев лампы вызывает охрупчивание материала патрона, который просто рассыпается при попытке выкрутить цоколь лампы.

В связи с этими недостатками идет поэтапное ограничение мощности ламп накаливания, доступных к продаже. В Российской Федерации с 2013 года официально запрещена продажа ламп накаливания с мощностью 100 Вт и более. Однако имеющиеся в продаже лампы с заявленной мощностью 95…97 ватт по факту являются обычными «сотками». Запрет на продажу более мощных изделий обходится с помощью изменения названия на «теплоизлучатель» или «нагревательный прибор». Под таким обозначением доступны лампы с мощностью от 150 до 300 Вт.

 Загрузка …

Лампа накаливания – принцип работы

Лампа накаливания состоит их соединенных между собой стеклянной колбы и цоколя. Цоколь предназначен для контакта с питающей электросетью. В стеклянной колбе расположена спираль – нить накала. Во время работы нить накала, при прохождения через нее электрического тока, разогревается до большой температуры. Как известно, она может достигать 3000°С. Поэтому спираль изготавливается из тугоплавкого металла, обычно вольфрама. Температура плавления вольфрама 3422°С, что вполне достаточно для работы лампы накаливания.

Нить накала внутри колбы обычно закреплена на двух никелевых контактах – электродах. А также дополнительно поддерживается молибденовыми крючками – держателями, расположенными на стеклянном стержне.

Электроды, контактирующие с нитью накала, соединяются с двумя контактами на цоколе лампы. Расположение и вид контактов на цоколе лампы зависит от вида применяемого цоколя.

Иногда на одном из электродов делается специальное утоньшение, заключенное в стеклянную полость. Это утоньшение служит предохранителем. В аварийной ситуации он перегорает первым, что позволяет избежать взрыва стеклянной колбы лампы.

Лампа накаливания – устройство (Нажмите для увеличения)

Из самой же колбы через стеклянную трубочку – штенгель откачивается воздух. После этого конец штенгеля запаивается. Вакуум нужен для сохранности осветительной спирали. Поскольку воздух содержит кислород, поддерживающий горение. В результате вольфрамовая спираль при работе в воздухе сгорела бы, не прослужив и секунды. В итоге создание вакуума внутри колбы значительно продлевает срок службы лампы накаливания.

Но это справедливо лишь для маломощных ламп до 25ватт. Для более мощных ламп в колбу, дополнительно с откачкой воздуха, закачивается какой-нибудь инертный газ. К примеру – это может быть ксенон, аргон или криптон. В основном применяется более дешевый, чем ксенон, криптон. Или еще более дешевый аргон, для большей экономии смешанный с азотом. Инертный газ позволяет нити накаливания прослужить более длительное время. Это общее устройство ламп накаливания лишь немного различается для разных типов ламп.

Технические характеристики

Техническая информация по люминесцентным приборам включает данные о мощности работы, типе цоколя, сроке службы и т.д.

Показатели срока годности люминесцентных приборов варьируются от 8 до 12 тыс. часов. Характеристики зависят от типа лампы. Устройства Т8 и Т12 работают 9-13 тыс. часов, лампы Т5 — 20 тыс. часов.

Световая эффективность устройств составляет 80 Лм/Вт. Выделение тепла при горении невысокое, ветроустойчивость — средняя, положение горения — горизонтальное. Параметры допустимой температуры окружающей среды для ламп составляют +5…+55°С. Оптимальные характеристики эксплуатации — +5… +25°С. Устройства, имеющие покрытие из амальгамы, используются при +60°С.

Watch this video on YouTube

Показатели цветовой температуры приборов варьируются в зависимости от модели в пределах от 2000 до 6500 К. КПД светильника составляет 45-75%.

Лампа накаливания – виды и типы

Существует большое количества различных типов и видов ламп накаливания. Безусловно, это и лампы общего назначения, железнодорожные, автомобильные, а также судовые, для киноаппаратов, рудничные, маячные. И еще множество разных разновидностей. В зависимости от назначения у ламп накаливания может быть различного вида форма колба – конусная, цилиндрическая, шарообразная. Все зависит от того в каком типе светильников будет применяться лампа. Есть множество декоративных ламп накаливания, фантастичность форм которых зависит только от пределов фантазии дизайнера. Колба лампы накаливания может быть не только прозрачной, но и матовой, зеркальной или цветной.

Нить накала лампы накаливания

Различаются лампы накаливания и нитью накала. в том числе и толщиной нити. Нить накала может быть простой спиралью. А также спиралью, свернутой в спираль вторично. То есть так называемые биспиральные лампы. Двойная спираль позволяет повысить мощность и яркость лампы без увеличения толщины нити накала. Что очень полезно. Поскольку увеличение толщины нити привело бы к её перегреву. А в результате более быстрому перегоранию нити. Биспиральные лампы также дают увеличение яркости без увеличения длины спирали. Удлинение, бесспорно, привело бы к усложнению и удорожания конструкции лампы. С другой стороны, иногда нить в колбе лампы может представлять собой ажурно-скрученную, паутинообразную конструкцию. Такое устройство спирали может использоваться в декоративных целях. Например в потолочных светильниках. Существуют особо мощные лампы накаливания в несколько тысяч ватт, применяемые в прожекторах. Такие лампы имеют тройную спираль.

Цоколи ламп накаливания

Лампы накаливания могут иметь также различные виды цоколя. К примеру, резьбовые цоколи. Они обозначаются латинской буквой E (цоколь Эдисона). А также цоколи байонетного типа. Обозначаются латинской буквой B. Цоколи байонетного типа (штифтовой цоколь) имеют два боковых штырька – контакта. А также один или два дополнительных нижних контакта. Как правило применяются в автомобилях. Лампы накаливания, применяющихся для освещения дома, обычно имеют резьбовой цоколь E.  Чаще всего цоколь E типа бывает двух размеров. Это Е14 (миньон) и обычный средний цоколь – Е27. Число указывает внешний диаметр цоколя в миллиметрах. Большой цоколь E40 применяется обычно в производстве, а в быту, пожалуй, только в прожекторах.

Маркировка

Маркировка ламп накаливания имеет вид: Первая буквенная часть — особенность конструкции и физические свойства изделия (Б — аргоновая биспиральная, В – вакуумная, Г – газополная аргоновая моноспиральная, БК – биспиральная криптоновая, МЛ – в колбе молочного цвета, МТ – матовая колба, О – опаловая колба). Вторая буквенная часть — назначение изделия (Ж – железнодорожная, СМ – самолетная, КМ – коммутаторная, А – автомобильная, ПЖ – прожекторная). Первая цифирная часть – номинальное напряжение и мощность. Вторая цифирная часть – номер доработки. К примеру, маркировка Б235 – 245-60 означает, что изделие биспиральное, работает при напряжении 245 В и имеет мощность 60 Вт.

Характеристики ламп накаливания

Характеристики ламп накаливания находятся в зависимости от толщины и вида нити накала. А также колбы лампы, применяемого цоколя, отсутствия или наличия в колбе инертного газа. Чем больше толщина нити накала, тем более мощной, а соответственно и яркой будет лампа накаливания.   Чем мощнее будет лампа, тем больше будет размер ее колбы. Потому при превышении границы мощности в 25 ватт понадобится добавление в колбу лампы инертного газа.

От того, какой инертный газ будет добавлен в колбу, зависит яркость лампы накаливания. Наименьшую яркость имеют лампы накаливания наполненные аргон-азотной смесью. Закачка в колбу лампы криптона немного повышает яркость свечения лампы. А добавление ксенона повышает яркость, по сравнению с аргоновыми лампами в два раза.

Лампа накаливания и напряжение

Устройство ламп накаливания для применения в сетях переменного и постоянного тока не отличается. То есть лампы для переменного тока будут работать и при постоянном токе. И соответственно наоборот. Все различие между ними в величине напряжения на которое они рассчитываются. Лампы накаливания изготавливают для работы при определенном напряжении. Если лампу включить в сеть с напряжением выше номинала данной лампы, то лампа естественно перегорит. Насколько быстро это произойдет, зависит от того, на сколько больше напряжение сети номинала лампы. Если напряжение больше номинала хотя бы раза в два, то включенная лампа разлетится на осколки. При включении лампы в сеть с пониженным напряжением, она будет светить слабее, чем ей предназначено. Или же не будет работать вовсе, если напряжение слишком мало.

Обычно лампы накаливания на напряжение ниже 220 вольт применяют в сетях постоянного тока. За некоторым исключением для специальных ламп, применяемым, например, на судах или на железной дороге.

Лампы накаливания с обозначением 220 вольт, стоит применять только в сети со стабильным напряжением. Например, при использовании хорошего стабилизатора напряжения. Если такие лампы использовать в сети с постоянными перепадами напряжения, лампы быстро выйдут из строя. При перепадах напряжения в сети применяют лампы накаливания с обозначением 230-240 вольт. По существу будет еще лучше маркировка 235-245 вольт. Такие лампы в условиях нестабильного напряжения прослужат значительно дольше. Но с другой стороны, при наличии стабилизатора, они будут светить слабее, чем рассчитаны.

Обычно цветовая температура ламп накаливания — 2200-3000 Кельвин, но это справедливо лишь для ламп с прозрачной колбой. При применении цветной колбы изменяется и цветовая температура.

Стандартный срок службы лампы накаливания – 1000 часов. Срок этот можно увеличить. При условии что будет устанавливаться блок защиты галогенных ламп и ламп накаливания. А также можно применить диммер для плавного включения лампы.

Характеристики лампочек

При выборе лампы обычно обращают внимание на такие характеристики:

Важно, чтобы свет был комфортным для глаз и способствовал сохранению здоровья зрения.
Желательно, чтобы потребление электрической энергии при постоянном использовании было относительно небольшим.
Нужны лампы не имели свойств, которые вредны для здоровья человека.

Электролампа

При выборе необходимо учитывать технические характеристики изделий:

Могут использоваться различные типы цоколя. При покупке нужно приобретать только такую лампу, которая подойдет к патрону. Каждый вид имеет условное обозначение, состоящее из буквы «E» и одной или двух цифр, которые равны диаметру, измеренному в миллиметрах.
Мощность используемых ламп ограничивается величиной, которая указывается в спецификации светильника. Если необходимо установить в нем несколько экземпляров, ограничение относится к суммарной характеристике.
В некоторых светильниках используются переходники, которые позволяют применять с двумя или четырьмя штырьками.
У ламп может быть различная форма колбы

Они могут быть в форме груши, шарика, свечи или в какой-нибудь другой.
Важной характеристикой является яркость освещения. Принято считать, что в помещении высотой 2,7 м на 10 кв

метров нужно потратить мощность 100 Вт. Измерение освещенности квартиры или офиса осуществляют в люксах. Существуют нормативы, определяющие освещение, необходимое для различных типов офисов или жилых помещений.

Большое разнообразие свойств позволяют выбрать наиболее подходящий вариант.

Устройство лампы накаливания

Обзор цен

Каждый вид, модель ЭСЛ стоит по-разному. Некоторые примеры:

• ASD Е27 11Вт 3000К. Цоколь диаметром 27 мм, температура 3000К, почти как лампочка накаливания. Форма грушевидная ибо обычной лампочки. Работает до 30000 часов. Мощность – 100 Вт. Цена 50 рублей.
• Gauss Е27 15Вт 4100К. Форма стандартная. Оттенок белый, дневной. Соответствует 120Вт лампы накаливания. Цена 150 рублей.
• Xiaomi Е27 9Вт 6500К. Холодный белый оттенок. Наработанные часы – 96360. Доступно управление со смартфона. Цена 1400 рублей.
• Экономка Е27 20Вт 4000К. Форма спираль. Оттенок света белый, дневной. Цена 114 рублей.
• Camelion Е27 26Вт. Форма спираль. Время работы 5000 часов. Цена 400 рублей.
• Светозар Е27 15Вт 2700К. Срок службы 8000 часов. Цена 100 рублей.

Галогенные лампы

Галогенная лампа с обычным цоколем

Галогенные лампы мало чем отличаются от ламп накаливания, принцип работы тот же. Единственная разница между ними — это газовый состав в баллоне. В данных лампах к инертному газу примешивают йод или бром. В результате становится возможным повышение температуры нити накаливания и уменьшение испарения вольфрама.

Лампа ко встроенному светильнику

Именно поэтому галогенные лампы можно делать более компактными, а срок их службы повышается в 2–3 раза. Однако температура нагревания стекла повышается весьма значительно, поэтому галогенные лампы делают из кварцевого материала. Они не терпят загрязнений на колбе. Прикасаться незащищенной рукой к баллону нельзя — лампа перегорит очень быстро.

Галогенная линейная лампа

Линейные галогенные лампы используются в переносных или стационарных прожекторах. В них часто бывают датчики движения. Такие лампы используют в гипсокартонных конструкциях.

Галогенные компактные зеркальные лампы с цоколем G4

Компактные осветительные устройства имеют зеркальное покрытие.

К минусам галогенных ламп можно отнести чувствительность к перепадам напряжения. Если оно «играет», лучше приобрести специальный трансформатор, выравнивающий силу тока.

Прожектор

Неоновая лампа

Неоновая лампа

С этими видами вы точно встречались, как минимум, на картинках в инстаграме. Их максимум – декоративная функция и в последние годы мода на неон стало возвращаться. И, конечно, это неотъемлемый атрибут новогодних украшений или огней большего города – неоновые вывески, фигуры, надписи и другие виды украшений.

Их главная особенность – в обилии цветовой гаммы, которая зависит от вида газа внутри трубки или чего-либо еще. Если чуть углубиться в физику, то все работает от газового разряда, который и выдает свет всевозможных оттенков. Но не стоит забывать, что неоновые лампы могут и быть обычного цвета, и они, кстати, частенько используются. Их главный плюс в сравнительной долговечности и минимальной энергии для потребления.

Цветопередача и световой поток

Достоинством обычных ламп накаливания является хороший индекс цветопередачи. Что это такое?
Грубо говоря это показатель того, сколько в рассеиваемом потоке содержится света близкого к солнечному.

Например когда натриевые и ртутные лампы освещают ночные улицы, не совсем понятно каким цветом машины и одежда у людей. Так как у этих источников плохой индекс цветопередачи – в районе 30 или 40%. Если брать лампу накаливания, то здесь индекс уже более 90%.

Сейчас продажа и производство ламп накаливания мощность свыше 100Вт не разрешены в розничных магазинах. Это делается из соображений сохранности природных ресурсов и экономии электроэнергии.

Основной показатель здесь – световой поток, который измеряется в люменах

Именно на него и нужно обращать внимание при выборе

Так как многие из нас ранее ориентировались на популярные мощности 40-60-100Вт, производители для современных экономных ламп всегда на упаковке или в каталогах указывают соответствие их мощности к мощности простой лампочки накаливания. Делается это исключительно для удобства вашего выбора.

Принцип работы

Во время прохождения электрическим током через спираль, она быстро раскаливается до высоких температур почти до 2500 градусов. Это происходит из-за того, что спираль обладает высоким сопротивлением току и на прохождение его уходит большое количество энергии.

Тепло нагревает металл (вольфрам), и начинается свечение лампы. Поскольку внутри лампы нет кислорода, то вольфрам не окисляется.

Таблица температуры цвета

КПД лампы накаливания 100 Вт старого образца, где роль тела накала играл стержень из угля, был намного меньше, чем у последних моделей. Это объясняется дополнительными расходами на конвекцию. Спиральные тела накала обладают более пониженным процентом таких потерь.

2.2. Лампы накаливания Томского электролампового завода

2.2.1. Лампы общего назначения

Лампы предназначаются для светильников внутреннего и наружного освещения в сетях переменного тока с номинальным напряжением 220 В частотой 50 Гц.

2.2.2. Лампы общего назначения низковольтные

Лампы предназначаются для освещения в шахтах, электростанциях, трамваях, судах и т.д.

2.2.3. Лампы общего назначения в декоративной колбе

Лампы предназначаются для освещения и декоративной подсветки помещений. Д — декоративная колба. С — свечеобразная. МТ — матированная. В — витая. З — зеркальная.

2.2.4. Лампы для светильников местного освещения

Лампы предназначены для освещения рабочих мест в производственных помещениях, помещений с повышенной влажностью (погребов, гаражей, строительных площадок и т.д.) МО — местного освещения.

Возможна замена цоколя на B22d/25.

2.2.5. Лампы для швейных машин и холодильников

Лампы предназначены для освещения швейных машин, холодильников и других приборов на напряжение 220 В.

РН — различного назначения. Лампы модификации -2, -3 обладают повышенной стойкостью к воздействию вибраций и ударов.

2.2.6. Лампы в цилиндрических колбах

Лампы предназначены для освещения в пультах управления и сигнализации, различных устройствах и приборах, а также для освещения жилых помещений.

Ц — цилиндрические колбы.

Рис. 5. Форма и размер ламп накаливания Томского электролампового завода

Световые характеристики источников света, на которые следует обращать внимание при покупке

Современный подход к осветительным приборам позволяет учитывать три группы требований к оформлению помещений:

1. общую освещенность рабочего места;
2. влияние созданного света на здоровье человека;
3. экономические показатели, определяющие денежные затраты.

От чего зависит освещенность рабочего места

Единичная лампочка создает световой поток, измеряемый в люменах. Он указывается производителем в сопроводительной документации.

Этот световой поток распределяется по поверхности рабочей зоны и формирует ее освещенность, выражаемую люксами.

Поскольку в помещении обычно используется несколько источников света, то общая освещенность от них рассчитывается по специальной формуле.

Влияние качества освещения на здоровье человека

Цветовой спектр оказывает различное влияние на наш организм: возбуждает или тонизирует его либо создает успокаивающее действие.

Эту особенность позволяет учитывать цветовая температура, маркируемая в градусах Кельвина. Она обычно приводится на упаковочной коробке ламп.

Также при выборе лампочек необходимо учитывать чувствительность человеческого глаза к длине световой волны. Она выражается условными единицами.

Экономические показатели различных источников

Электрическая энергия, потребляемая лампой, преобразуется не только в видимый спектр освещения, но к нему еще дополнительно прибавляется:

1. ультрафиолетовое;
2. инфракрасное;
3. тепловое излучение.

В итоге на 1 ватт затраченной электрической мощности у всех видов ламп создается разный уровень освещенности, называемый световой отдачей.

Она самая низкая у нитей накаливания и наиболее высокая у светодиодов.

Светодиодные лампы

Светодиодные лампы

Если говорить о популярности и востребованности, то светодиодные лампочки занимают почетное первое место на данный момент. Как понятно из наименования, источником света выступают светодиоды, которые начинают работать от тока, пропускаемо через проводниковые материалы. Их можно использовать в любой технике для освещения и даже больше.

Позитивные моменты светодиодных ламп

• Сами светодиоды очень работоспособны, они могут светить около ста тысяч часов в целом. Если посчитать, то они будут функциональнее, чем лампы накаливания примерно в сто раз.
• Светодиодные лампочки низковольтны, поэтому они в разы безопасней, а также не будут расходовать столько электроэнергии под свою работу. Неудивительно, что их стремятся выбирать сейчас.

Негативные моменты светодиодных ламп

• Обычно к главным недостаткам относят их неспособность справляться с перенапряжением, так что если у вас есть подобная проблема, то светодиодные лампочки не подойдут.
• Еще одна претензия заключается в неровном свете, который излучают светодиоды. Но работа над этим ведется и, вполне возможно, скоро эта проблема сойдет на нет.

Предыдущие варианты лампочек самые распространённые на рынке, но это конечно же не все. Есть еще несколько вариантов, которые используют реже, но все же они существуют.

Шифры для ламп других разновидностей

Помимо люминесцентных, большой популярностью у отечественного потребителя пользуются, конечно же, и лампочки накаливания. Также на рынке в широком ассортименте сегодня представлены светодиодные модели. В связи с этим у потребителя может возникнуть вопрос о том, какая маркировка не относится к люминесцентным лампам.

К примеру, у светодиодных моделей, помимо мощности (W), типа цоколя, цветовых показателей и напряжения в шифре может присутствовать коды:

• предельно допустимой эксплуатационной температуры (обычно от +40 до -40 °С);

• длительности периода эксплуатации (обычно 50 тыс. часов).

Код вида колбы у светодиодных ламп отличается от шифра люминесцентных. В данном случае обозначение идет после буквы А.

В коде лампочки накаливания обычно содержится одна или две кириллические буквы и пять цифр. Литеры при этом означают тип модели (В — вакуумная, Б — биспиральная, Ш — шарообразная, БО — биспиральная аргоновая с опаловой колбой и пр). Первые три цифры в маркировке такого оборудования указывают на рабочее напряжение, две последние — на мощность. Иногда в шифре таких лампочек присутствует и дата их выпуска.

Старая отечественная маркировка

В настоящее время поставляемые на российский рынок лампы маркируются именно по международным стандартам. Старое же оборудование, выпускавшееся в прошлые годы, может иметь и другой шифр — отечественный. Маркировка в этом случае включает в себя буквы кириллицы:

• Л — лампа.

• Д — дневной свет.

• Б — белый.

• Т — теплый.

• Е — естественный.

• Х — холодный.

К примеру, шифр ЛХБ будет проставлен на лампе с белым холодным светом. Для компактного оборудования этого типа в начале кода предусматривается также буква К. У люминесцентных ламп с улучшенной цветопередачей в маркировке дополнительно присутствуют одна или две буквы Ц.

Также отечественные шифры могут содержать и указания на цвет узкого спектра: красный — К, желтый — Ж и т. д. То есть на колбе будет стоять код ЛК, ЛЖ и пр.

И международная и российская маркировка люминесцентных ламп дает покупателю, таким образом, исчерпывающую информацию о данной конкретной модели. Каждая нанесенная на колбу буква или цифра либо их комбинация означают определенную характеристику оборудования. Зная шифры параметров, легко можно подобрать лампу, наиболее подходящую в данном конкретном случае.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin