На долю ламп накаливания приходится более 30 % светового потока всех ламп. В некоторых особых случаях, например в меди­цине, такие лампы незаменимы. Использование ламп накаливания во многих сферах деятельности человека объясняется просто­той их устройства, надежностью эксплуатации, возможностью не­посредственного включения в сеть, отработанностью технологии производства и дешевизной .

Устройство ламп накаливания. Несмотря на все многообразие ламп накаливания, конструктивно они имеют почти одни и те же элементы. Главный элемент для получения видимого излучения (света) - вольфрамовая нить (тело накала), выполненная из про­волоки круглого сечения. Для уменьшения распыления вольфрама при высокой температуре свечения (2300...2800 °С) тело накала де­лают спиральным или биспиральным (спираль из спирали). Биспиральные лампы имеют меньшие габариты и больший КПД, чем спиральные, что позволяет использовать их в малогабаритной осветительной арматуре. Используют также лампы с зигзагообраз­ной спиралью, работающие в условиях сотрясений.

Наиболее распространенная конструкция лампы накаливания показана на рисунке 1.12. Тело накала 9 подвешивают на крючках 7и при помощи двух электродов 10 электрически соединяют с цо­колем 11 и контактом 12. Сами электроды 10 также состоят из двух частей, что позволяет при нагревании электродов и стекла исклю­чить разрушение лампы.

Для защиты тела накала от окислительного действия кислорода воздуха его помещают в стеклянную колбу 8. Форма колбы у лам­пы накаливания может быть различной. Чаще всего используют грушевидную и грибообразную формы, реже свечеобразную, паль­цеобразную (для люстр и настенных светильников - бра), шаро­вую, специальной конструкции (лампа-люстра и т. п.), цилиндрическую для ли­нейных галогенных ламп и т. д.

Кроме прозрачных колб используют матированные (мт), «молочные» (м), опаловые (о) и различные цветные колбы (д, бл, ж, з, к и др.), назначение кото­рых - уменьшить слепящую яркость тела накала. Однако в таких колбах мо­жет теряться до 20 % светового потока.

В лампах некоторых типов предусмат­ривают дополнительный отражатель све­та, выполненный в виде зеркального или диффузного напыления на внутренней поверхности колбы, а также отражатель теплоты из слюды или других материа­лов, устанавливаемый в узкой части кол­бы со стороны цоколя.

Для включения лампы в электричес­кую сеть (с помощью резьбовых и штиф­товых патронов, контактных колодок, зажимов, и устройств) на колбе лампы установлен цоколь, который в зависимости от условий эксплуатации может быть резьбовым (р), штифтовым (ш), цилиндрическим (ц), фиксирующим (ф), софитным (сф) и др. Наиболее распространены нормальные резьбовые цоколи Е27 (диаметр 27 мм) и увеличенные (при мощности более 300 Вт) - Е40 (40 мм). Для декоративных колб распространен цо­коль Е14 (14 мм). Лампы накаливания в вакуумном и газополном исполнении предназначены для освещения. У вакуумных ламп из колбы отка­чан воздух до разрежения 1,33 10~ 3 Па. Такие лампы выпускают мощностью до 40 Вт. В обозначение лампы включена буква В (ва­куумная).

У газополных ламп колбу после откачки воздуха наполняют инертным газом - смесью аргона, ксенона или криптона (86 %) с азотом (14 %) до давления, близкого к атмосферному. Такое ре­шение позволяет при уменьшении распыления вольфрама повы­сить температуру тела накала до 2600...2700 °С и увеличить в сравнении с вакуумными лампами в полтора раза световую отдачу. Газополные лампы изготовляют мощностью от 40 до 1500 Вт, причем в зависимости от типа наполнителя и конструкции спи­рали их подразделяют на три группы: газополные моноспираль­ные Г (150...1500 Вт), газополные биспиральные Б (40...200 Вт) и газополные биспиральные с криптоновым наполнителем БК (40...100 Вт).

Галогенные лампы КГ появились в результате работы ученых и конструкторов по снижению распыления вольфрама. Внутрь кол­бы галогенной лампы вводят определенное количество йода. При температуре 300... 1200 °С пары йода соединяются у стенки колбы с оторвавшимися от спирали частицами вольфрама и образуют йод-вольфрам. Перемешаясь затем к телу накала при температуре 1400... 1600 "С, молекулы йодвольфрама распадаются, и атомы вольфрама оседают на теле накала. В результате галогенные лампы накаливания в сравнении с лампами общего назначения имеют большую световую отдачу. Йодовольфрамовый цикл, препятствуя осаждению вольфрама на колбе, значительно повышает стабиль­ность излучения лампы за период эксплуатации. Если у обычных ламп накаливания световой поток к концу службы снижается на 20 %, то у галогенных ламп за вдвое больший срок это снижение не превышает 2 %.

Галогенные лампы внешне отличаются от обычных ламп нака­ливания (рис. 1.13). Они имеют кварцевую цилиндрическую колбу малого объема, внутри которой вольфрамовая спираль закреплена на держателях. Длинное спиральное тело накала обусловливает работу галогенных ламп в горизонтальном положении.

Обычные линейные галогенные лампы накаливания обознача­ют буквами КГ (кварцевая галогенная), инфракрасные галогенные лампы - буквами КГТ (термическая).

В сельскохозяйственном производстве используют галоген­ные лампы мощностью 1; 1,5; 2 и 5 кВт и напряжением 220 В для освещения высоких производственных помещений и открытых пространств. Их можно использовать и для инфракрасного обо­грева.

Инфракрасные негалогенные лампы имеют колбу, по внешнему виду напоминающую перевернутый гриб с внутренним зеркаль­ным отражением. Колба может быть прозрачной или изготовлен­ной из цветного стекла. Примеры обозначения: ИКЗК - инфра­красная (ИК), зеркальная (3), с колбой красного цвета (К); ИКЗ - то же, с колбой прозрачного стекла; ИКЗС - то же, с кол­бой синего цвета.

Инфракрасные лампы ИКЗ, зеркальные лампы 3 очень похожи на негалогенные. Как и галогенные лампы, они предназначены для освещения высоких помещений, декораций и открытых про­странств. Выпускают лампы концентрированного светораспределения (ЗК), среднего (ЗС), широкого (ЗШ), зеркальные из ниодимового стекла концентрированного (ЗКН) или широкого светораспределения (ЗШН). Ниодимовые лампы используют там, где требуется высокое качество цветопередачи (телестудии, кон­цертные залы).

Металлогалогенные зеркальные лампы-светильники МГ внешне похожи на лампы 3 и ИКЗ, но имеют металлический конус. Их используют для освещения пыльных сухих и влажных производ­ственных помещений, а также в комплексных осветительных уст­ройствах специального назначения. Мощность - от 250 до 700 Вт при напряжении 220 и 380 В, срок службы -до 7500 ч.

Обозначение ламп накаливания. Помимо наиболее распростра­ненных, используют следующие обозначения ламп накаливания: МО - местного освещения, МОД - местного освещения диффуз­ная, МОЗ - то же, с зеркальным слоем и т. д.

Выпускают целый ряд ламп специального назначения: желез­нодорожные (Ж, ЖТ, ЖСК, ЖМТ), судовые (С), автомобильные (А, АМН, АС, ТН), самолетные (СМ), сигнальные (СГ), лампы-фары (ЛФ), кинопроекционные (К) и кинопрожекторные (КПЖ), миниатюрные (МН) и сверхминиатюрные (СМН), рудничные (Р), медицинские синие (МДС), для швейных машин (ПШ) и др.

Общее обозначение ламп накаливания: вначале идет буква, оп­ределяющая тип лампы; затем номинальное напряжение лампы или допустимый интервал напряжения питания (В); далее элект­рическая мощность лампы (Вт); может быть указан номер разра­ботки; последней непосредственно на изделии указана дата вы­пуска.

Например, БКМТ-215-225-60 расшифровывается так: лампа на­каливания биспиральная криптоновая (БК) в матированной колбе (МТ), интервал допустимого напряжения питания-215...225 В, мощность 60 Вт. Интервал напряжения определяет и напряжение сети 220 В. Еще пример обозначения: ИКЗК-215-225-500-1 -инф­ракрасная (ИК), зеркальная (3), колба красная (К), интервал на­пряжения питания 215...225 В (напряжение сети 220 В), мощность 500 Вт, номер разработки 1.

Примеры обозначения галогенных ламп: КГ-220-1000 - квар­цевая галогенная (КГ), напряжением 220 В, мощностью 1000 Вт; КГТ-220-2000 - галогенная инфракрасная лампа (КГТ), напряже­нием 220 В, мощностью 2000 Вт. Обозначение ламп накаливания местного освещения МО-12-60 и МОЗ-36-100 расшифровывается следующим образом: местного освещения (МО), с зеркальным слоем (3), напряжением 12 и 36 В, мощностью 60 и 100 Вт.

Основные параметры ламп накаливания. Это номинальное на­пряжение U н в вольтах (В); номинальная мощность Р н в ваттах (Вт), которую лампа потребляет из сети; световой поток Ф в люме­нах (лм); световая отдача ηv в люменах на ватт (лм/Вт) и средний срок службы τ в часах (ч).

Электрические параметры ламп - напряжение и мощность. Номинальное напряжение U н - это напряжение, на которое рас­считана лампа, когда она потребляет расчетную номинальную мощность Р н. Номинальное напряжение и мощность указывают на колбе или цоколе лампы. В зависимости от области примене­ния лампы накаливания выпускают напряжением от 1 до 380 В и мощностью от долей ватта до 20 киловатт.

Лампы накаливания общего назначения, рассчитаны на вклю­чение в сеть напряжением 127 и 220 В. Их выпускают в соответ­ствии с международной классификацией на номинальные напря­жения 130, 220, 225, 235 и 240 В с интервалами напряжений пита­ния 125...135, 215...225, 220...230, 230...240, 235...245 В.

Лампы накаливания местного освещения МО и другие уже вы­пускают для включения под напряжения 12, 24, 36 и 42 В с нор­мальным цоколем Е27 и другими типами цоколей.

Светотехнические параметры ламп накаливания - световой поток и световая отдача. Последнюю, поскольку она определяет и экономический показатель работы лампы, относят также к эксп­луатационным показателям, к которым относят и срок службы пампы.

Обладая высоким энергетическим КПД (η э = 14 %), лампы на­каливания имеют сравнительно низкий световой КПД, не превы­шающий 3,5%. У галогенных ламп этот показатель в последнее время доведен до 4 %. Теоретически световой КПД ламп накали­вания может составить около 6 %, поскольку вольфрам при плав­лении может обеспечить световой КПД только на 8,1 % .

Световой поток лампы накаливания Фv зависит от электричес­кой мощности Р, питающего напряжения U и температуры тела накала Т. Отклонение нормируемого в первые часы работы свето­вого потока у различных ламп не должно превышать 5... 10 %. В процессе эксплуатации из-за распыления тела накала, уменьше­ния его рабочей температуры и снижения прозрачности колбы для ламп, проработавших 75 % своего номинального срока, допускают уменьшение светового потока на 15...20 %. Значение светового по­тока ламп накаливания различных типов мощностью от 40 до 1000 Вт находится в пределах от 400 до 20 000 лм.

Световая отдача лампы ηv, лм/Вт, определяется отношением светового потока Фv, излучаемого лампой, к потребляемой ею мощности Р [см. выражение (1.14)].

Световая отдача различных ламп накаливания находится в пре­делах 7...28 лм/Вт. В таблице 1.6 приведены параметры ламп нака­ливания некоторых типов.

На долю ламп накаливания приходится более 30% светового потока всех ламп. В некоторых особых случаях, например, в медицине такие лампы незаменимы. Использование ламп накаливания во многих сферах деятельности человека объясняется простотой их устройства, надежностью эксплуатации, возможностью непосредственного включения в сеть, отработанностью технологии производства и дешевизной. Сказанным объясняется простота устройства и надежность эксплуатации систем освещения (облучения) и сигнализации с использованием простой и надежной аппаратуры управления.

Несмотря на всё многообразие ламп накаливания, конструктивно они имеют почти одни и те же элементы. Главным элементом для получения видимого излучения (света) является вольфрамовая нить (тело накала), выполненная из проволоки круглого сечения. Для уменьшения распыления вольфрама при высокой температуре свечения (2300...2800°С) тело накала делают спиральным или биспиральным (спираль из спирали). Биспиральные лампы имеют меньшие габариты и больший КПД, чем спиральные, что позволяет использовать их в мало-габаритной осветительной арматуре. Используют также лампы с зигзагообразной спиралью, работающие в условиях сотрясений.

Наиболее распространенная конструкция лампы накаливания представлена на рис. 1.12. Тело накала 9 подвешивают на крючках 7 и при помощи двух электродов 10 электрически соединяют с цоколем 11 и контактом 12. Сами электроды 10 также состоят из двух частей, что позволяет при нагревании электродов и стекла исключить разрушение лампы.

Для защиты тела накала от окислительного действия кислорода воздуха его помещают в стеклянную колбу 8. Форма колбы у лампы накаливания может быть различной. Чаще всего используют грушевидную и грибообразную формы, реже свечеобразную, пальцеобразную (для люстр и настенных светильников - "бра"), шаровую, специальной конструкции ("лампа-люстра" и т.п.), цилиндрическую для линейных галогенных ламп и т.д.

Кроме прозрачных колб используют матированные (мт), "молочные" (м), опаловые (о) и различные цветные колбы (д, бл, ж, з, к и др.), назначение которых уменьшить слепящую яркость тела накала. Однако, в таких колбах может теряться до 20% светового потока.

В лампах некоторых типов предусматривают дополнительный отражатель света, выполненный в виде зеркального или диффузного напыления на внутренней поверхности колбы, а также отражатель теплоты из слюды или других материалов, устанавливаемый в узкой части колбы со стороны цоколя.

Для включения лампы в электрическую сеть (с помощью резьбовых и штифтовых патронов, контактных колодок, зажимов и устройств) на колбе лампы установлен цоколь, который в зависимости от условий эксплуатации может быть резьбовым (р), штифтовым (ш), цилиндрическим (ц), фиксирующим (ф), софитным (сф) и др. Наиболее распространены "нормальные" резьбовые цоколи Е-27 (диам. 27 мм) и увеличенные (при мощности более 300 Вт) - Е-40 (40 мм). Для декоративных колб распространен цоколь E-14 (14 мм).

Для освещения изготавливают лампы накаливания в вакуумном и газополном исполнении. У вакуумных ламп из колбы откачан воздух до разрежения 1,33 10 -3 Па. Такие лампы выпускают мощностью до 40 Вт. В обозначение лампы включена буква В (вакуумная).

У газополных ламп колбу после откачки воздуха наполняют инертным газом - смесью аргона, ксенона или криптона (86%) с азотом (14%) до давления, близкого к атмосферному. Такое решение позволяет при уменьшении распыления вольфрама повысить температуру тела накала до 2600... 2700°С и увеличить в сравнении с вакуумными лампами в полтора раза световую отдачу. Газополные лампы изготовляют мощностью от 40 до 1500 Вт, причем в зависимости от типа наполнителя и конструкции спирали их подразделяют на три группы: газополные моноспиральные Г (150...1500 Вт), газополные биспиральные Б (40...200 Вт) и газополные биспиральные с криптоновым наполнителем БК (40...100 Вт).

Работы ученых и конструкторов по снижению распыления вольфрама привели к появлению галогенных ламп КГ, у которых внутрь колбы вводят определенное количество йода. При температуре 300...1200 °С пары йода соединяются у стенки колбы с оторвавшимися от спирали частицами вольфрама и образуют йод- вольфрам. Перемещаясь затем к телу накала при температуре 1400...1600°С, молекулы йод-вольфрама распадаются, и атомы вольфрама оседают на теле накала. В результате галогенные лампы накаливания в сравнении с лампами общего назначения имеют большую световую отдачу. "Йодно-вольфрамовый цикл", препятствуя осаждению вольфрама на колбе, значительно повышает стабильность излучения лампы за период эксплуатации. Если у обычных ламп накаливания световой поток к концу службы снижается на 20%, то у галогенных ламп за вдвое больший срок это снижение не превышает 2%.

Галогенные лампы внешне отличаются от обычных ламп накаливания (см. рис. 1.13). Они имеют кварцевую цилиндрическую колбу малого объема, внутри которой вольфрамовая спираль закреплена на держателях. Длинное спиральное тело накала обусловливает работу галогенных ламп в горизонтальном положении.

Обычные линейные галогенные лампы накаливания обозначаются буквами КГ (кварцевая галогенная), инфракрасные галогенные лампы - буквами КГТ (термическая).

В сельскохозяйственном производстве используются галогенные лампы на мощность 1;1,5;2 и 5 кВт и напряжение 220 В для освещения высоких производственных помещений и открытых пространств. Их можно использовать и для инфракрасного обогрева.

Рис.1.13. Линейная галогенная лампа: 1-тело накала;
2-держатели; 3-колба; 4-контактный вывод

Инфракрасные негалогенные лампы имеют колбу, по внешнему виду напоминающую перевернутый гриб с внутренним зеркальным отражением. Колба может быть прозрачной или изготовленной из цветного стекла. Пример обозначения: ИКЗК – инфракрасная (ИК), зеркальная (З), с колбой красного цвета (К); ИКЗ – то же с колбой прозрачного стекла; ИКЗС - то же с колбой синего цвета.

Очень похожи на негалогенные инфракрасные лампы ИКЗ зеркальные лампы З. Как и галогенные лампы, они предназначены для освещения высоких помещений, декораций и открытых пространств. Выпускаются концентрированного светораспределения (ЗК), среднего (ЗС), широкого (ЗШ), зеркальные из ниодимового стекла концентрированного (ЗКН) или широкого светораспределения (ЗШН). Ниодимовые лампы используют там, где требуется высокое качество цветопередачи (телестудии, концертные залы).

Начат выпуск металлогалогенных зеркальных ламп-светильников МГ, внешне похожих на лампы З и ИКЗ, но имеющих металлический "конус". Они используются для освещения пыльных сухих и влажных производственных помещений, а также в комплексных осветительных устройствах специального назначения. Мощность - от 250 до 700 Вт при напряжении 220 и 380 В, срок службы - до 7500 ч.

Помимо наиболее распространенных обозначений, используются следующие обозначения ламп накаливания: МО - местного освещения, МОД - местного освещения диффузная, МОЗ - то же с зеркальным слоем и т.д.

Выпускается целый ряд ламп специального назначения: железнодорожные (Ж, ЖТ, ЖСК, ЖМТ); судовые (С), автомобильные (А, АМН, АС, ТН), самолетные (СМ), сигнальные (СГ), лампы-фары (ЛФ), кинопроекционные (К) и кинопрожекторные (КПЖ), миниатюрные (МН) и сверхминиатюрные (СМН), рудничные (Р), медицинские синие (МДС), для швейных машин (ПШ) и др.

Общее обозначение ламп накаливания: в начале обозначения идет буква, определяющая тип лампы; затем номинальное напряжение лампы или допустимый интервал напряжения питания (В); далее указывается электрическая мощность лампы (Вт); может быть указан номер разработки; последней непосредственно на изделии указывается дата выпуска.

Например, БКМТ 215-225-60 расшифровывается так: лампа накаливания биспиральная криптоновая (БК) в матированной колбе (МТ), интервал допустимого напряжения питания - 215…225 В, мощность 60 Вт. Интервал напряжения определяет и напряжение сети - 220 В. Еще пример обозначения: ИКЗК 215-225-500-1 - инфракрасная (ИК) зеркальная (З), колба красная (К), интервал напряжения питания 215...225 В (напряжение сети 220 В), мощность 500 Вт, номер разработки 1.

Примеры обозначения галогенных ламп: КГ 220-1000 - кварцевая галогенная (КГ), напряжением 220 В, мощностью 1000 Вт; КГТ 220-2000 - галогенная инфракрасная лампа (КГТ), напряжением 220 В, мощностью 2000 Вт. Обозначение ламп накаливания местного освещения МО 12-60 и МОЗ 36-100 расшифровывается следующим образом: местного освещения (МО), с зеркальным слоем (З), напряжением 12 и 36 В, мощностью 60 и 100 Вт.

Основными параметрами ламп накаливания принято считать номинальное напряжение в вольтах (В); номинальную мощность в ваттах (Вт), которую лампа потребляет из сети; световой поток Ф в люменах (лм); световую отдачу η v в люменах на ватт (лм/Вт) и средний срок службы t в часах (ч).

Электрическими параметрами ламп являются напряжение и мощность. Номинальное напряжение - это напряжение, на которое рассчитана лампа, когда она потребляет расчетную номинальную мощность . Номинальное напряжение и мощность указывают на колбе или цоколе лампы. В зависимости от области применения лампы накаливания выпускают на напряжение от 1 до 380 В и мощность от долей ватта до 20 киловатт.

Лампы накаливания общего назначения рассчитаны на включение в сеть напряжением 127 и 220 В и выпускаются в соответствии с международной классификацией на номинальные напряжения 130, 220, 225, 235 и 240 В с интервалами напряжений питания 125...135, 215...225, 220...230, 230...240, 235...245 В.

Лампы накаливания местного освещения МО и др. выпускаются для включения под напряжения 12, 24, 36 и 42 В с "нормальным" цоколем Е-27 и другими типами цоколей.

Светотехническими параметрами ламп накаливания являются световой поток и световая отдача. Последнюю, поскольку она определяет и экономический показатель работы лампы, относят также к эксплуатационным показателям. К эксплуатационным показателям относится и срок службы лампы.

Обладая высоким энергетическим КПД ( =14%), лампы накаливания имеют сравнительно низкий световой КПД, не превышающий 3,5%. У галогенных ламп этот показатель в последнее время доведен до 4%. Теоретически световой КПД ламп накаливания может составить около 6%, поскольку вольфрам при плавлении может обеспечить световой КПД только на 8,1% .

Световой поток лампы накаливания Ф v зависит от электрической мощности Р, питающего напряжения U и температуры тела накала Т. Отклонение нормируемого в первые часы работы светового потока у различных ламп не должно превышать 5...10%. В процессе эксплуатации из-за распыления тела накала, уменьшения его рабочей температуры и снижения прозрачности колбы для ламп, проработавших 75% своего номинального срока, допускают уменьшение светового потока на 15...20%. Величина светового потока ламп накаливания различных типов мощностью от 40 до 1000 Вт находится в пределах от 400 до 20000 лм.

Световая отдача лампы h v , лм/Вт, определяется отношением светового потока Ф v , излучаемого лампой, к потребляемой ею мощности Р (см. выражение 1.14).

Световая отдача различных ламп накаливания находится в пределах 7...28 лм/Вт. В табл. 1.4 приведены параметры ламп накаливания некоторых типов.

Таблица 1.4 - Лампы накаливания общего назначения

Тип лампы и пределы напряжения питания, В	Мощность, Вт	Светоотдача, лм/Вт	ИК КПД лампы, %	Срок службы, ч	Назначение
В 125-135/215-225		9/7			ОН
В 125-135/215-225		10,4/8,8			ОН
Б 125-135/215-225		12,1/10,3			ОН
БК 125-135/215-225		13/11,5			ОН
Б 125-135/215-225		13,5/11,9			ОН
БК 125-135/215-225		14,6/13,2			ОН
Б 125-135/215-225		15,4/13,5			ОН
БК 125-135/215-225		16,3/14,5			ОН
Г 125-135/215-225		15,2/13,9	-		ОН
Г 125-135/215-225		16,0/14,6	-		ОН
ИКЗК 215-225		-			ИКО
Г 125-135/215-225		16,3/15,4	-		ОН
Г 125-135/215-225		17,4/16,6	-		ОН
ИКЗ 215-225		-			ИКО
Г 125-135/215-225		19,1/18,6			ОН
КГТ 220-1000-1		8,8			ИКО
КГ 220-1000-5		22,0			ОН, ПО
КГ 220-1000		26,0			ПО, ИКО

Примечание: ОН - общего назначения; ПО - для прожекторного освещения; ИКО - для инфракрасного облучения.

Анализируя табл. 1.4, можно сказать, что световая отдача лампы Б 125-135-40 составляет 12,1 лм/Вт, а лампы такой же мощности Б 215-225-40 - 10,3 лм/Вт. У лампы Б 215-225-100 световая отдача 13,5 лм/Вт, т.е. больше, чем у лампы такого же типа, но мощностью 40 Вт. В обоих случаях большему диаметру тела накала соответствует более высокая световая отдача при равном сроке службы.

У инфракрасных ламп (ИКЗ, ИКЗК, КГТ) температура тела накала меньше, чем у обычных осветительных. Это позволяет в 6...10 раз увеличить срок их службы при инфракрасном КПД около 80%.

Исследования показывают, что световая отдача зависит не только от конструкции тела накала, но и от газового состава в колбе. При равной мощности и номинальном напряжении световая отдача криптоновых ламп выше, чем аргоновых.

Следует отметить, что в видимой части спектра у ламп накаливания преобладают оранжево-красные излучения с длинами волн = 600...780 нм. Синих излучений с длинами волн l = 380...450 нм в 10 раз меньше. Такой спектральный состав не обеспечивает правильной цветопередачи. В целом спектр излучения ламп накаливания считают неудовлетворительным для освещения, особенно при фотографировании и киносъемке.

Все показатели работы ламп накаливания зависят от отклонения напряжения сети , с которым связаны изменения температуры тела накала. Больше всего эти изменения температуры влияют на срок службы ламп.

Средняя продолжительность горения ламп накаливания установлена в 1000 ч (гарантированный срок службы каждой лампы - 700 ч). Полезный срок службы галогенных ламп - 2000 ч. Срок службы инфракрасных ламп составляет 6000...10000 ч.

При отклонениях напряжения сети на 5% от номинального продолжительность горения ламп накаливания общего назначения изменяется в 2 раза. Изменение напряжения лишь на 1% вызывает изменение светового потока в среднем на 3,2%, а световой отдачи - на 1,9%.

На рис. 1.14 приведена зависимость силы тока I, мощности Р, светового потока Ф, световой отдачи h и средней продолжительности горения t ламп накаливания от подводимого напряжения.

Рис. 1.14. Зависимость основных показателей работы ламп накаливания

от подводимомого напряжения

Лампы накаливания включают в электрическую сеть между фазным и нулевым проводами (рис.1.15). К центральному контакту патрона подключается фазный провод, а к боковой резьбе - нулевой. Выключатель S1 устанавливается в рассечку фазного провода (рис.1.15а). Для включения группы ламп, например, для освещения коридора, может быть использована схема управления из двух мест (рис. 1.15б) с переключателями S1 и S2. Схема включения люстры предполагает применение сдвоенного выключателя (рис. 1.15в), а при большой мощности ламп - двух отдельных выключателей S1 и S2.

На рис.1.16 показана схема соединений в ответвительной коробке К с присоединением электрического ввода, состоящего из фазного провода L1, рабочего N и защитного Pe нулевых проводов; электрического патрона лампы накаливания и розетки с заземляющим контактом ШР. Соединения концов должны быть выполнены скруткой с последующей пропайкой или сваркой. При наличии контактной колодки соединения выполняются с помощью винтов с шайбами.

При монтаже выключателей следует обращать внимание на то, чтобы включение осветительных приборов производилось нажатием на верхнюю часть клавиши или верхнюю кнопку выключателя.

06.04.2015
Количество показов: 1962

В консультационный пункт по защите прав потребителей филиала ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Тюменской области» в городе Тобольске, Тобольском, Вагайском, Уватском, Ярковском районах обратился житель «А» (далее «Потребитель») г. Тобольска Тюменской области. Он приобрел энергосберегающую лампу и не разобрался в нанесенных на ней буквенных и цифровых обозначения. Потребителя интересует какие показатели должны быть на современных лампах накаливания?

В соответствие с ГОСТ 6825-91 люминесцентные лампы отечественного производства обозначаются:

ЛД -лампа дневной цветности (соответствует цветовой температуре 5400 – 6500 о К),

ЛХБ – холодно – белая (цветовая температура лампы 4300 – 5000 о К),

ЛБ – белая (цветовая температура лампы 3300 – 4000 о К),

ЛТБ – тепло – белая (цветовая температура лампы 2700 – 3000 о К).

Компактные люминесцентные лампы маркируют либо цифровым кодом, либо указанием оттенка белого цвета.

Маркировка энергоэффективности ламп и светильников должна отвечать различным критериям. Маркировка энергоэффективности ламп указывает, к какому классу энергоэффективности данная лампа относится и какое потребление энергии имеет на 1000 часов работы. Маркировка энергоэффективности лампы расположена на упаковке лампы.

В маркировке указываются семь классов энергоэффективности ламп. Буквой A обозначается самый эффективный класс, а буквой G — наименее эффективный.

Примеры принадлежности ламп к определенному классу:

• люминесцентные и энергосберегающие лампы - классы A и B;
• галогенные лампы - преимущественно классы C и D;
• лампы накаливания - преимущественно классы E и F.

Так же на коробках с лампочками имеются другие символы и указания:

Люмен (lm) и ватт (W). Показателем яркости для потребителя в классической лампе накаливания был ватт, теперь она измеряется в люменах (lm). Чем больше значение, тем светлее будет в комнате.Сколько тока потребляет лампа, измеряется в ваттах (W).

Кельвин (K). Цветовая температура светильника, измеряемая в кельвинах., лампы с показателем ниже 3300 К (тёпло-белый) имеют тёплый свет, с показателем выше 5300 К (дневное освещение) - более холодный свет.

Срок службы (h). Срок службы лампы, или ресурс, указывается маленькой «h»- сокращение от английского слова hour – час. Хорошие лампы имеют показатель минимум 10 000 часов.

Циклы переключения. Срок службы лампы зависит не только от того, как долго она светит, но и от того, как часто её включают и выключают. Этот показатель обозначается разными производителями по-разному, часто по-английски: «on/off».

Цоколь. Также на упаковке может стоять обозначение E27. Оно показывает, что данная лампа имеет цоколь с резьбовым соединением диаметром 27 мм.

E14 – это обозначение самых распространённых маленьких цоколей, например, миньонов в форме свеч.

Габариты лампы. На упаковке указываются длина и диаметр лампы, так как не каждая лампа подойдёт к светильнику. Это касается, прежде всего, светодиодных и энергосберегающих ламп.

Время разгорания (s). Компактным люминесцентным или энергосберегающим лампам требуется определённое время, пока они не станут гореть в полную яркость. Этот показатель измеряется в секундах (s) и указывает, когда лампа достигает 60% своей мощности.

Индекс цветопередачи. Естественность воспроизведения света, показывает значение общего индекса цветопередачи – Ra или CRI (от английского Colour Rendering Index). Высокое значение Ra свидетельствует о хорошей цветопередаче. Самая естественная цветопередача – 100 Ra.

Утилизация перегоревших ламп. Светодиодные и экономичные лампы надо отправлять в контейнер для сбора ценных материалов или отвозить на городской пункт сбора. Соответствующие указания и символы должны стоять на упаковке.

Температура. На некоторых упаковках отмечают, при какой температуре лампа лучше всего работает. Светодиодные лампы, например, хорошо горят при холоде. Чем выше температура, тем меньше их долговечность.

Hg. Такое сокращение указывает на наличие в лампе ртути в миллиграммах (мг). Ртуть содержится в компактных люминесцентных лампах. Её химический знак Hg.

Регулятор света. Это обозначение показывает, можно ли в лампе регулировать свет. Например, во многих энергосберегающих лампах такое невозможно. Тогда данный символ на упаковке перечёркнут.

Информацию подготовил юрисконсульт филиала ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Тюменской области» в городе Тобольске, Тобольском, Вагайском, Уватском, Ярковском районах Яковлева Наталья Сергеевна

Первым искусственным источником света была лампа накаливания. Изобрел ее британский астроном Уоррен де ла Рю в 1840 г. Принцип работы основывался на нагреве тела накала, выполненного из вольфрамовой нити, электрическим током до температуры 3000 *С в колбе, наполненной вакуумом. С тех пор конструкция изделия постоянно совершенствовалась и появились источники света, у которых колба заполняется инертными газами или галогенами. Это позволило повысить срок службы и улучшить технические характеристики ламп накаливания, в том числе в сторону потребления электрической энергии. Появился первый вид энергосберегающих ламп.

Устройство, классификация и преимущества

Несмотря на разнообразие источников света с телом накала, основными элементами конструкции являются:

Колбы ламп выполняют вакуумированными, заполняют инертными газами, галогенами или их соединениями.

Некоторые типы ламп накаливания изготавливаются без цоколя. Особенно широко такие изделия применяются в автомобильной промышленности.

Все изделия классифицируют по следующим признакам:

1. функциональному назначению (местного, общего назначения, декоративные, транспортные, зеркальные, прожекторные, сигнальные, иллюминационные, оптические). Кроме того, производители выпускают широкий спектр источников света специального назначения. К ним относят лампы проекционные, двухнитевые, перекальные, нагревательные, малоинерционные, коммутаторные и специального спектра излучения. Особую нишу занимают винтажные лампы накаливания – изделия, имитированные под старину.
2. типу заполнения колбы (вакуумные, азот-аргоновые, ксенон-галогенные, криптоновые, со специальным покрытием для превращения инфракрасного излучения в видимый спектр);
3. форме колбы (каплевидные, свечеобразные, грибовидные, цилиндрические, линейные и др.);
4. конструкции тел накала (круглого диаметра и ленточные);
5. типу цоколя (резьбовой, штифтовой одно- и двухконтактный);
6. цвету исполнения (прозрачные, матовые, синие, красные, желтые, зеленые, фиолетовые);
7. углу рассеяния (10, 38 и 60 град);
8. габаритным размерам (стандартного исполнения, миниатюрные, сверхминиатюрные);
9. мощности (от 15 до 20000 Вт);
10. напряжению (12, 36, 127 и 220 В).

В конструкции некоторых моделей может присутствовать отражатель (рефлектор) для направленности светового потока.

Основным преимуществом ламп накаливания по сравнению с другими типами источников света считается их цена. Она является самой низкой, что и сделало их наиболее применяемыми и востребованными. К преимуществам относят отсутствие мигания в процессе работы, низкую чувствительность к скачкам напряжения и сбоям в электрической сети, приятный для глаз спектр излучения, высокий индекс цветовой передачи, мгновенное включение. К основным недостаткам относят 2 фактора — небольшой срок эксплуатации (1000 часов) и низкий коэффициент полезного действия(5 — 7%).

Мощность ламп накаливания

Мощность источников света зависит от области применения. Для освещения бытовых помещений, офисных, промышленных и сельскохозяйственных объектов применяются электрические источники освещения общего назначения. Мощность таких ламп от 15 до 1000 Вт. В зависимости от типа цоколя они выпускаются мощностью 15 — 60 Вт (Е14), 15 – 200 Вт (Е27) и более 300 Вт (Е40). Цветовая температура изделий бытового назначения находится в пределах от 2700 до 2800 К.

Линейные галогенные лампы накаливания выпускаются мощностью от 100 до 20000 Вт, а компактные малогабаритные — от 3 до 200 Вт.

Условное обозначение ламп накаливания

Состоит из букв и цифр. Буквы обозначают конструкцию лампы (табл.1), а цифры – номинальное напряжение и через дефис мощность. К этому обозначению еще указываться цифра модификации. У ламп с отражателями указывается угол рассеяния, а также диаметр отражателя. В некоторых моделях указывают дату выпуска.

Современные лампы накаливания общего и специального назначения выпускаются производителями отечественными и зарубежными. Их качество зависит от компании-производителя. Лучшими считаются изделия, выпускаемые под брендом General Electric из США, Osram из Германии и Philips из Голландии.

Для освещения жилых, подсобных помещений, для наружного освещения используют несколько типов ламп: , люминисцентные лампы , дуговые ртутные лампы и др. Приобретая светильник, необходимо поинтересоваться, какого типа лампы используются в нем, поскольку каждому конкретном типу ламп соответствует определенный тип патрона.

Лампы накаливания являются самыми распространенными благодаря относительно небольшой стоимости в сочетании с высокой надежностью, а также простотой подключения и эксплуатации. Принцип получения видимого излучения (светового потока) ламп накаливания основан на явлении разогрева вольфрамового проводника до температуры 2200-2800° С при прохождении по нему электрического тока.

Лампы можно классифицировать по нескольким признакам. По диаметру цоколя лампы накаливания общего пользования могут быть 14, 27 и 40 мм; по номинальной мощности - 40, 60, 100, 150, 200 Вт и более; по диапазону напряжения - для использования в сети с напряжением 127 или 220 В.

По наполнению стеклянной колбы лампы делятся на вакуумные , газонаполненные , с криптоновым наполнителем , а по покрытию стеклянной колбы - на прозрачные , матовые , молочного цвета , опаловые . Большинство этих признаков указываются в маркировке ламп.

Буквенные символы маркировок расшифровываются так:

В - вакуумная;

Г - газонаполненная;

Б - биспиральная;

БК - биспиральная с криптоновым наполнителем;

МТ - матированная колба;

МЛ - колба молочного цвета;

О - опаловая колба.

Цифровые символы маркировки указывают на мощность лампы (в вольтах).

Несмотря на такое разнообразие марок ламп накаливания, их конструкция одинакова. Каждая из них имеет стеклянную колбу; в ней находятся два электрода, заканчивающиеся крючками, на которых укреплена вольфрамовая нить; узкий конец колбы вставлен в цоколь с резьбой, центральная часть которого представляет собой контакт. В среднем любая лампа накаливания рассчитана на 1000 часов непрерывной работы - это номинальный срок службы.

Люминисцентные лампы

Принцип действия люминисцентных ламп низкого давления основан на преобразовании ультрафиолетового излучения тлеющего электрического разряда электродов в газовой среде в излучение видимой части спектра. В качестве преобразователя выступает люминофор, которым покрыта внутренняя поверхность стеклянной колбы лампы.

Люминисцентные лампы имеют целый ряд неоспоримых достоинств. К примеру, их коэффициент полезного действия (КПД) приблизительно в четыре раза больше по сравнению с КПД ламп накаливания. Люминисцентные лампы - одни из наиболее экономичных, так как нагревательные спирали задействованы не все время свечения лампы, а включаются только на время ее разжигания. Кроме того, они отключаются с помощью стартера, а яркость светового потока у люминисцентных ламп ощутимо превышает яркость светового потока ламп накаливания.

Их видимое излучение имеет улучшенный спектральный состав, номинальный срок службы превышает срок службы ламп накаливания примерно в 12 раз, т.е. люминисцентная лампа рассчитана на 12000 часов непрерывного свечения. Достаточно широка и цветовая гамма в зависимости от состава используемого люминофорного покрытия.

Тем не менее используются такие лампы реже, чем обычные. Ограниченность применения объясняется тем, что для их надежной работы требуются определенные условия: температура окружающего воздуха должна быть не менее 18 и не более 25°С, а относительная влажность воздуха - не более 70%.

Маркировка люминисцентных ламп легко расшифровывается, если известны значения буквенных и цифровых символов. Первая буква - Л, что значит "люминисцентная". Следующие буквы (до Ц, указывающей на характеристику цветности) дают информацию о спектральном составе и конструктивных особенностях ламп, так как их колбы (стеклянные трубки) могут быть самого разнообразного вида и размера:

Б - белая;

Д - дневная;

ТБ - тепло-белая;

ХБ - холодно-белая;

Е - естетсвенная;

БЕ - белая естественная;

Ф - фотосинтетическя;

Р - рефлекторная;

К - кольцевая;

А - амальгамная.

Дуговые ртутные лампы

Следующий тип ламп, используемых в бытовых условиях, - дуговые ртутные лампы высокого давления (ДРЛ). Их действие основано на явлении дугового разряда, который в парах ртути дает мощное ультрафиолетовое излучение. Как и в люминисцентных лампах, люминофорное покрытие преобразует ультрафиолетовое излучение в излучение видимой части спектра.

Плюсом дуговых ртутных ламп является их экономичность. А вот низкое качество цветопередачи ограничивает область их применения: лампы ДРЛ используют в основном для наружного освещения. Работают они от сети с номинальным напряжением 220 и 380 В, а их мощность может быть от 50 до 2000 Вт.

Одной из разновидностей мощных ламп для освещения открытых площадок являются металлогалогенные лампы ДРИ. Их конструкция практически не отличается от ртутных ламп высокого давления: та же стеклянная колба, покрытая изнутри люминофором; в ее полости размещаются кварцевая трубка, два основных вольфрамовых электрода, резистор. С патроном лампа соединяется посредством цоколя с резьбой, а питание электрическим током осуществляется через центральную - контактную - часть цоколя.

Маркировка дуговых ламп :

Д- дуговая;

Р - ртутная;

И - с излучающими добавками;

З - зеркальная.

Первое число после буквенного символа - номинальная мощность в ваттах. Выпускаются лампы шести видов: от 250 до 3500 Вт. Срок службы ДРИ колеблется от 600 до 10 000 часов непрерывной работы.

Подключения ламп

Самые простые в подключении к сети - электрические ламп накаливания: к боковой резьбе патрона этой лампы подсоединяют нулевой, к ее выключателю - фазный провод электропроводки. Провод, идущий от лампы к выключателю, соединяют с верхним контактом патрона. При положении выключателя "включено" цепь замыкается и лампа загорается. Кстати, применение в электропроводке переключателей, управляющих лампами с двух мест, является одним из способов экономии электроэнергии.

Включить в сеть люминисцентную лампу труднее, так как сложнее сам процессе работы: напряжение зажигания должно быть большим, чтобы пробить газовый слой между электродами. Но, как только между ними (электродами) возникает разряд, пусковой накал нужно выключить, поскольку все возрастающая сила тока может их попросту сжечь.

Схема включения люминисцентной лампы в электрическую цепь, помимо лампы и выключателя, требует наличия дросселя, конденсатора и стартера. Дроссель, или ПРА (пускорегулирующий аппарат), облегчает зажигание и отвечает за ограничение тока, что способствует устойчивой работе лампы. Конструктивно дроссель представляет собой сердечник из листовой электротехнической стали с обмоткой. Порядок включения дросселя в цепь - последовательно с лампой.

Дроссели заводского изготовления имеют маркировку, в которой содержится информация о его назначении, устройстве, исполнении и рабочих параметрах, а также код государственного стандарта. Например, если на корпусе дросселя имеется маркировка 2УБИ-40/220-АВПП-900, то следует читать: двухламповый индукционный стартерный аппарат с предварительным подогревом электродов к лампам мощностью 40 Вт, для подключения к однофазной электрической сети напряжением 220 В, со сдвигом фаз между токами ламп встроенного исполнения, с особо пониженным уровнем шума, номер разработки - 900.

Если мощность ПРА не соответствует мощности самой лампы, она попросту не зажжется. Дроссель можно заменить лампой накаливания, которая будет выполнять функцию балласта в ограничении тока. А чтобы люминисцентная лампа в этом случае зажигалась более надежно, на ее поверхности располагают широкую металлическую полосу из фольги и присоединяют к одному из выводов электродов или заземляют. Можно обойтись и без фольги, если один из монтажных токоведущих проводов проложить вдоль самой лампы и закрепить его на концах стеклянной трубки проволокой.

Стартер играет роль выключателя нитей накаливания после того, как между электродами возникает разряд.

В маркировке стартеров перед буквой С (стартер) указывают мощность лампы, для которой предназанчен стартер, а после нее - его номинальное напряжение (127 или 220 В), например: 20С-127 - стартер для люминисцентных ламп предельной мощностью 20 Вт включительно, т.е. 4, 6, 8, 15, 18 и 20 Вт; 65С-220 - стартер для люминисцентных ламп мощностью 65 Вт. Но если в маркировке указано 80С-220, то это означает стартер для люминисцентных ламп с предельной мощностью 80 Вт включительно, за исключением ламп мощностью 65 Вт, то есть 13, 30, 36, 58 и 80 Вт.

В электроцепь стартер включают параллельно люминисцентной лампе. Для подсоединения стартер имет контактные штырьки, которые вставляют в гнезда стартеродержателя, после чего стартер поворачивают по часовой стрелке до упора.

Саму лампу соединяют с патроном расположенными на ее торцах штырьками - контактными электродами: штырьки обоих цоколей одновременно вставляют в прорези в верхней части патрона до упора и лампу осторожно поворачивают на 90°.

Как уже отмечалось люминисцентные лампы очень капризны в отношении влажности и температуры воздуха окружающей среды. Так, если относительная влажность достигает 75-80% они могут не зажечься; аналогичная неприятность случается и при температурах, выходящих за диапазон 10-35°С.

Помочь здесь может тонкая токопроводящая полоса (например, из металлической фольги), приклеенная на колбу лампы и заземленная или зануленная, либо покрытие стеклянной колбы слоем прозрачного гидрофобного лака. Механизм люминисцентной лампы реагирует и на понижение напряжения в сети на 10%, что также следует учитывать при выборе в качестве осветительного прибора светильника с люминисцентными лампами.

Если цоколь ламп накаливания приржавел к патрону и лампу заклинило, то следует вывернуть нижнюю часть патрона вместе с лампой, отключив, конечно же, предварительно автоматически выключатель или вывернув пробки. Такое неразъемное соединение "патрон-цоколь" можно разъединить, разбив колбу и используя пасатижи, но смысла в этом нет, ибо дальнейшая эксплуатация заражавевшего патрона не рекомендуется.

Подобное может случиться и с люминисцентной лампой, и здесь следует действовать особенно осторожно, не допуская повреждения стеклянной трубки, поскольку в ней находятся пары ртути. Вообще большинство неисправностей люминисцентного светильника трудно исправить в бытовых условиях, и только некоторые из них можно устранить самостоятельно.

В схеме включения в электрическую цепь дуговой ртутной лампы стартер отсутствует, поскольку не требуется отключения нитей накаливания после возникновения разряда между электродами. Однако конденсатор и дроссель необходимы. Конденсатор включают параллельно с лампой, дроссель - последовательно.

Статьи по теме