Лампы накаливания

Как бы далеко не шагнул прогресс в производстве различных осветительных приборов, простая лампа накаливания до сих пор не утрачивает своего лидерства на рынке.

Лампа накаливания представляет собой стеклянный сосуд, обычно грушевидной формы, в основании которого находится металлический цоколь. При помощи этого цоколя происходит соединение с патроном осветительного прибора, в котором лампочка будет использоваться.

Внутри стеклянного сосуда находится металлическая нить, чаще всего она изготавливается из вольфрама, при включении освещения через нее проходят разряды электричества, которые нагревают нить до высоких температур, что и вызывает свечение. Однако данный принцип актуален исключительно для ламп, мощность которых не превышает 20-25 ватт.

Для получения большей мощности, а значит, и большей яркости свечения, в колбу запускается специальный газ, например, ксенон, и здесь свечение обусловлено уже не только нагреванием вольфрамовой пружины, но и горением инертного газа внутри стеклянного сосуда. Кроме того, что газ увеличивает характеристики яркости и мощности, он также способен продлить срок службы используемой модели. Помимо ксенона, производители добавляют и другие инертные газы, такие как криптон и аргон, однако яркость таких лампочек будет несколько меньше, нежели с добавлением ксенона.

Как и любой другой тип ламп, лампа накаливания имеет свой определенный набор плюсов и минусов.

К плюсам можно отнести:

• Пожалуй, одним из главных преимуществ данных моделей является их стоимость. Среди всего ассортимента на рынке лампы накаливания имеют самую низкую стоимость. Так, например, одни из самых качественных моделей от компании General Electric стоят в среднем 30-40 рублей за штуку.
• Данная модель снабжена мгновенной способностью к включению и выключению.
• Работа возможна как от переменного, так и постоянного тока.

• Конструкция данного типа исключает световое мерцание, поэтому данная модель ламп не оказывает пагубного влияния на человеческое зрение.
• Кроме того, данный тип обладает максимально высоким уровнем цветопередачи.
• При помощи специального диммера возможно изменение интенсивности светового потока.

Среди минусов можно выделить:

• Короткий срок службы;
• Высокий уровень энергопотребления;
• Чувствительность к перепадам энергии.

К основным техническим характеристикам ламп накаливания можно отнести следующие параметры:

Лампы накаливания обладают самым коротким сроком службы среди всех моделей осветительных элементов. Этот фактор напрямую связан с нитью накала, находящейся внутри лампы, и ее быстрым износом.

В процессе горения с нее испаряется слой материала, нить становится тоньше и происходит ее разрыв. Лампа выходит из строя. Кроме того, на срок службы влияют резкие перепады электричества. Да и любое включение – это стресс для нити, так как они резко повышают сопротивление внутри колбы, тем самым провоцируя истончение пружины. Несколько продлить срок работы в данном случае поможет светорегулятор или диммер, он обеспечит более плавный пуск включения.

Две эти характеристики являются определяющими для определения качества излучаемого света. Итак, световая температура данного типа ламп имеет только одно проявление, в отличие от светодиодов или других моделей нового поколения – светло-желтый свет, излучаемый лампочкой, является максимально комфортным для восприятия человеческим глазом. Цветопередачей называется уровень соответствия естественного цвета предмета и его цвета при освещении осветительным элементом. В данном случае спектр цветопередачи является максимальным и равен 100%. По этой причине данный тип используют как образец при создании моделей других типов.

Безусловно, данный фактор зависит от определяющей изначальной мощности. Мощность определятся ваттами. Так, при мощности лампы в 50 Вт уровень энергопотребления будет равен 50 Вт в час, соответственно, мощность в 100 Вт повысит этот показатель вдвое. В среднем, одна лампа горит порядка 6-7 часов в день, при этом получается, что одна лампа в 100 Вт за день будет потреблять порядка 600-700 Вт, при этом современные люстры обычно имеют по 3-4 световых элемента. Отсюда следует, что только на освещение в одной комнате потребуется 2100 Вт, или 2,1 кВт в день.

Для соединения светового элемента с прибором, в котором он будет использоваться, лампочка снабжена специальным функциональным элементом – цоколем. Цоколь может иметь различный вид. Максимально распространенным является цоколь Эдисона резьбового вида. На маркировках упаковок он обозначается буквой Е. К букве обычно добавляется цифра, она обозначает диаметр основания, используемого в данной модели цоколя. Самые распространенные сегодня размеры – Е14, Е27 и Е40. Современные модели ламп накала могут быть также снабжены цоколем типа G, который имеет форму двух штырьков с контактами.

Для увеличения мощности светового излучения в производстве ламп накаливания используют инертный газ. Им заполняется стеклянная полость лампы и при его горении образуется свечение. В зависимости от стоимости и назначения модели внутри находится разный газ. Так, максимально простые и дешевые варианты имеют наполнение из смеси азота и аргона, такое сочетание обеспечивает самый низкий уровень освещения. В более дорогостоящих моделях с лучшими характеристиками в стеклянную колбу закачивают ксенон или криптон, они обладают более низкой теплопроводностью, что обеспечивает увеличение яркости.

Существует несколько факторов, по которым можно распределить лампы накаливания на виды. По типу устройства. Данный фактор зависит, в первую очередь, от наполнения или ненаполнения газом внутренней полости прибора. Выделяются:

• Вакуумные – это самая обычная модель, называемая лампой Эдисона, внутри которой располагается металлическая, чаще всего вольфрамовая нить, нагревание которой и вызывает свечение.
• Аргоновые – модели, в которых внутрь запущен газ аргон, нередко он используется в сочетании с азотом, тогда лампа имеет название азот-аргоновая.
• Криптоновые. Здесь аналогичная ситуация, только газ – криптон и уровень яркости светового излучения выше.
• Модели с газом ксенон – максимально яркие лампы, световой луч которых появляется при горении ксенона внутри колбы.

По функциональному назначению:

• Общего назначения. Самые обычные стандартные лампочки, которые применяются при любом типе освещения, как обычном, так и декоративном. Встроенные потолочные светильники тоже часто оснащены именно таким типом ламп. Однако их использование сегодня несколько сокращается по причине высокого энергопотребления.

• Декоративные. Данная модель обязательно имеет фигурную форму колбы. Часто выбирается форма свечи, поэтому новогодняя гирлянда имеет именно такой тип огоньков.

• Местное освещение. Данный тип используется в ручных светильниках и для освещения на производствах, так как имеет более низкое напряжение, необходимое для работы.

• Иллюминационные. В данном случае речь о цветных вариантах. Окрашивание происходит за счет нанесения лака снаружи, что весьма недолговечно, или цветного напыления внутри колбы.

• Зеркальная лампа накаливания. Используются для локализации освещения, так как обычно часть модели покрыта светоотражающим зеркальным покрытием. Часто используется для подсветки витрин, стеллажей и прочих точечных объектов. Кроме того, данный тип ламп успешно применяется в потолочном освещении, так как возможно освещение комнаты без освещения потолка.

• Прожекторные. Электрическая лампа с высоким напряжением и светоотдачей, использующаяся в уличном и промышленном освещении, называется прожекторной. Часто данная модель имеет датчик движения, который позволяет несколько сэкономить энергопотребление при использовании на своем участке.

• Транспортные. Как ясно из названия, данный тип используется на транспортных средствах различного рода. Данная модель отличается высокой виброустойчивостью и защитой от пыли и влаги.

У ламп различных форм и размеров могут быть свои конструкционные различия, однако основные элементы остаются неизменны. Устройство состоит из стеклянной колбы, тела накала (обычно это пружина из вольфрама), электродов, которые соединяют тело накала и токовод. Также в конструкции присутствует цоколь, в основании которого находится электрод, при помощи которого обеспечивается сцепление патрона светильника и лампочки. Кроме того, модели общего назначения обычно снабжены специальным предохранителем, который предотвращает отрыв цоколя от колбы при выходе из строя тела накала.

Стеклянная колба является основой любой лампы. Она защищает тело накала от внешнего воздействия, помогает рассеиванию светового луча и определяет форму конечной модели. Например, самая распространенная форма – это форма груши, также часто можно встретить декоративную форму свечки. Такая форма отлично подходит для люстр или светильников классического стиля. Декоративные формы обычно имеют меньший диаметр и размер, поэтому настенный светильник – лучшее применение для декоративного светового элемента.

Размер колбы также может варьироваться. Встречаются и миниатюрные лампочки типа тех, что используются в рождественских гирляндах, так и достаточно большие формы для фонарей или прожекторов. Кроме того, колба может иметь цветное или зеркальное напыление, от этого могут меняться функциональные способности моделей.

Зеркальное напыление ограничивает рассеивание светового потока, концентрируя его на конкретной точке, а цветное напыление способно обеспечить цветное освещение для различных целей. Максимально распространены синие лампы, которые по расхожему мнению обладают оздоравливающим и обеззараживающим эффектом, а также красные. Подсветка других цветов может использоваться на концертных выступлениях для создания светомузыки.

Внутри колбы располагается газовая среда. В первых моделях она отсутствовала, тело накала находилось в вакууме, однако данная конструкция не позволяла увеличить мощность светового потока. Заполнение колбы газом позволило достичь большей яркости и максимально высокой мощности. Для создания газовой среды использует аргон, азот, ксенон и криптон.

От типа газа напрямую зависит яркость и мощность светового потока. Смесь азота с аргоном позволяет достичь самой низкой яркости, а вот ксенон, наоборот, обеспечивает самый яркий световой луч. Само свечение обеспечивается за счет тела накала. Обычно это длинная тонкая проволока в форме пружины. Однако в зависимости от назначения данный элемент также может быть выполнен в другой форме. Самый распространенный материал, использующийся сегодня для производства нити накала – это вольфрам. Он обладает достаточной жесткостью, тепло- и электропроводимостью.

Декоративные модели также называют винтажные лампы Эдисона.

Они имеют следующие характеристики:

• Спиральный цоколь диаметром Е14 или Е27;
• Напряжение 220 W;
• Мощность от 20 до 100 Вт.

Кроме того, за счет необычного расположения тела накала срок службы таких моделей обычно несколько выше, чем у обычных ламп, и может достигать 3500 часов при условии отсутствия перепадов напряжения и прочих факторов, снижающих срок службы. Форма стеклянной колбы может быть совершенно различной. Здесь и форма свечи, спирали, вытянутые, круглые, овальные и множество других возможных вариантов, которые отлично совмещаются с дизайнерскими моделями люстр и бра «под старину».

Особенностью данного типа является нахождение внутри колбы не одной нити накала, а нескольких, суммарное их число может достигать 20 штук на один элемент освещения. Кроме того, эти нити могут иметь свое собственное оригинальное расположение. Максимально распространены следующие формы:

• Форма листа – это вытянутая форма, напоминающая лист с прожилками и черенком. Она может интересно вписаться в кантри-стиль организации помещения.

• Спираль – вольфрамовая нить представляет собой намотку по спирали, при большем числе нитей может образовываться интересный эффект, который станет дополнением стиля «лофт».

• Шпилька – здесь господствует форма арки, за счет такого минималистичного размещения данный тип станет хорошим вариантом для помещения в стиле минимализм.

• Елочка. Интересная форма в виде ели, она имеет несколько острых углов, что также может быть неплохим вариантом для лофта или минимализма.

• Беличья клетка. Своим расположением вольфрамовая нить имитирует вид стенок клетки.

• Петля. Это максимально похожая на стандартную схема размещения основы. Единственное отличие – это то, что если в стандартном варианте оборот проволоки очень мелкий, то здесь это крупные волны.

В любом случае, любая из форм выглядит достаточно интересно и эффектно, что позволяет украсить помещение за счет не только формы самой лампы, но и вольфрамовой пружины. Кроме того, декоративные элементы могут быть цветные. За счет цвета может изменяться цветовая температура и насыщенность света. Такие лампы способны создать праздничное настроение, они могут устанавливаться в гирлянды и другие элементы праздничного декора. Среди самых распространенных цветов выделяются синяя, оранжевая, красная и зеленая расцветки. Создать интересный эффект также поможет создать матовая лампочка, а сочетание матовой и цветной поверхности подарит дизайну легкий эффект тумана.

Процесс эксплуатации ламп накаливания не отличается особыми изысками. Для того, чтобы использовать световой элемент, необходимо просто вкрутить лампочку в патрон светильника и перевести выключатель во включенное состояние. И вот как раз в момент включения и будет производиться максимально пагубное влияние на пружину лампы, так как включение производит резкое нагревание вольфрама, и из холодного состояния он очень быстро накаляется. Это несколько сокращает срок службы и приводит к более быстрому износу внутреннего содержимого стеклянной колбы.

Многих интересует, от чего же еще зависит срок службы и почему лампы перегорают. Первое и главное – это перепады напряжения в сети. Резкие скачки, которые взаимодействуют с цоколем и передают заряд к телу лампы, изнашивают его и снижают срок службы устройства. В итоге однажды простое включение приведет к резкому выбросу энергии и перегоранию лампы. Качество монтажа и подключения люстры или бра также могут повлиять на срок службы модели. Некорректное соединение проводов или неправильный их подбор также провоцируют перегруз сети, что вызывает порчу устройства, при этом в данном случае страдает не только лампочка, но и сам осветительный прибор, в который она вкручена.

Быстрее будет перегорать устройства, которое используется в ненадлежащих условиях. Так, если излучения происходят при постоянной вибрации, сотрясениях или других механических влияниях, выход из строя также настанет быстрее, чем гарантируется производителем. Внешняя температура и влажность также могут снизить время работы. Поэтому лампы накаливания стараются как можно меньше использовать в помещениях с высокой влажностью и на улицах. Расширению срока эксплуатации будет способствовать подключение диммера, который будет способствовать более плавному нагреванию вольфрама при включении.

Что касается утилизации, необходимо учитывать, что лампы накаливания в большинстве своем содержат инертный газ, который хоть и не имеет опасного влияния, все же подразумевает утилизацию. Для этого необходимо сдать все вышедшие из строя лампочки в специальные пункты приема, находящиеся в каждом крупном городе, а вот там специалистами уже будет произведена максимально безопасная утилизация, посредством которой вторсырье может быть использовано в дальнейшем.

Обзор ламп накаливания смотрите в следующем видео.