Lampa cu incandescenta. Bec cu incandescență: o întreagă eră în iluminat Tipurile și caracteristicile becurilor cu incandescență

În ciuda dezvoltării tehnologiei de economisire a energiei, lămpile incandescente dețin în continuare liderul pe piața de iluminat.

Cum arată o lampă cu incandescență?

Principiul de funcționare

Efectul lămpii este de a încălzi semnificativ filamentul prin curent electric. Pentru ca un corp solid să înceapă să strălucească cu radiații roșii, temperatura acestuia trebuie crescută la 570 0 C. Devine confortabil pentru ochi atunci când temperatura crește de 4-5 ori.

Dintre toate metalele, wolfram este cel mai refractar (3400 0 C), astfel încât sârma realizată din acesta este folosită ca filament. Pentru a crește aria de radiație, este rulat într-o spirală, care într-o lampă incandescentă este încălzită la 2000-2800 0 C. În acest caz, temperatura de culoare este de 2000-3000K, creând un spectru gălbui. Este mai consumatoare de energie și plictisitoare decât în ​​timpul zilei, dar confortabilă pentru ochi.

Chiar și în manualul școlar există un experiment cu o creștere a strălucirii unei lămpi în funcție de puterea curentului electric. Pe măsură ce crește, radiațiile și căldura sunt eliberate.

Într-un mediu aerian, filamentul de wolfram se oxidează rapid și este distrus sub influența temperaturii ridicate. Anterior, într-un balon de sticlă se crea un vid, dar acum se folosește cel mai des un gaz inert: azot, argon, cripton. În același timp, intensitatea strălucirii crește. În plus, presiunea gazului previne evaporarea wolframului de la temperatura de strălucire.

Structura

În ciuda aparentei simplități de fabricație, lampa este formată din 11 elemente. În același timp, în proiectare sunt utilizate 7 metale diferite. Cel mai important element este filamentul. Poate fi de diferite tipuri: rotund, în formă de una sau mai multe panglici. Datorită varietatii de elemente de care se obține energia luminoasă din energia electrică, acestea sunt de obicei numite corpuri incandescente. Baloanele sunt în cele mai multe cazuri rotunde sau în formă de pară, dar pot avea alte forme.

Tipuri de lămpi cu incandescență

Figura de mai jos arată designul lămpii. În interior există electrozi (6), o spirală (2) (wolfram) și cârlige (3) (molibden). Plintele (9) din oțel galvanizat au fost realizate în principal filetate încă de pe vremea lui Edison. Diametrele lor pot varia: E 14, E 27, E 40 - în funcție de dimensiunea diametrului exterior. Baza este, de asemenea, conectată la priză folosind știfturi sau știfturi. Tipul său este determinat de marcajele ștanțate pe suprafața exterioară.

Dispozitiv cu lampă incandescentă

Opțiuni

• electric;
• tehnic (intensitatea și compoziția spectrală a fluxului luminos);
• operaționale (condiții de utilizare, dimensiuni, putere luminoasă, durată de viață).

Putere

Principalele caracteristici sunt aplicate sub formă de marcaje. Acestea includ puterea cu care este selectată lampa (60 W este cea mai populară). Performanța luminii este mai importantă aici. Tabelul prezintă caracteristicile lămpilor de uz casnic, din care rezultă că energia luminoasă de la o lampă este mai intensă decât de la mai multe lămpi cu aceeași putere totală. În același timp, costă mai puțin.

Caracteristicile lămpii

Energia luminoasă este consumată mai mult de lămpile cu putere mai mică. Prin urmare, nu va fi posibil să economisiți energie în acest fel.

Specificații

Energia luminii depinde neliniar de puterea unei lămpi cu incandescență. Puterea de lumină crește odată cu creșterea acesteia, iar după 75 W începe să scadă.

Avantajul lămpilor cu incandescență este uniformitatea iluminării. Intensitatea luminii lor este aproape aceeași în toate direcțiile.

Lumina pulsatorie are un impact negativ asupra oboselii ochilor. Un coeficient de pulsație de cel mult 10% în timpul lucrului mic este considerat normal. Pentru lămpile cu incandescență nu depășește 4%, iar cel mai prost indicator se observă pentru o lampă de 40 W.

Lămpile incandescente se încălzesc cel mai mult. În ceea ce privește consumul de energie, este mai mult un încălzitor de cameră decât un dispozitiv de iluminat. Puterea luminii este de numai 5-15%. Pentru a economisi energie, este interzisă utilizarea lămpilor cu incandescență de 100 W sau mai mult. O lampă de 60 W nu se încălzește foarte mult, iar iluminarea este suficientă pentru o cameră.

Dacă evaluăm spectrul de emisie, atunci în comparație cu lumina zilei în lămpile incandescente nu există suficientă lumină albastră și un exces de lumină roșie.

Dar este considerat acceptabil deoarece obosește ochii mai puțin decât lămpile fluorescente.

Parametri de funcționare

Pentru lămpi, condițiile în care sunt utilizate sunt importante. Ele pot fi utilizate în intervalul de temperatură de la -60 0 C până la +50 0 C, umiditate nu mai mult de 98% la 20 0 C și presiune nu mai mică de 0,75∙10 5 Pa. Nu necesită dispozitive suplimentare, cu excepția variatoarelor, care reglează fără probleme puterea de lumină. Lămpile sunt ieftine și nu necesită nicio calificare la înlocuire.

Dezavantajele includ: cea mai scăzută fiabilitate, încălzire ridicată și eficiență scăzută.

Deși sursele de lumină eficiente din punct de vedere energetic funcționează mai bine, lămpile cu incandescență rămân pe primul loc. Acest lucru se aplică în special pentru uz casnic.

Lămpi de uz general (GLP)

LON-urile sunt utilizate pe scară largă, în ciuda faptului că doar 5% din energie este folosită pentru iluminat, iar restul este eliberat sub formă de căldură. LON sunt destinate nevoilor casnice, întreprinderilor, clădirilor administrative și corpurilor de iluminat exterior. Acestea sunt împărțite în tensiune stabilă 220 V și tensiune crescută - până la 250 V. Lămpile au un timp scurt de ardere de aproximativ 1000 de ore.

Prima literă a marcajului indică caracteristica principală, de exemplu, V - vid, B - dublă spirală, G - mono-spirală.

• G 235-245-60-P (monospiral, domeniu de tensiune 235-245 V, putere 60 W, pentru încăperile utilitare);
• V 230-240-60 (vid, 230-240 V, 60 W).

Lămpile au o putere semnificativă. Limita superioară de 100 W nu se aplică acestora. Lămpile sunt utilizate pentru iluminarea direcțională pe distanțe lungi: pentru proiectoare de uz general, proiecție de film și faruri. Corpul lor cu filament are un aranjament compact pentru a îmbunătăți focalizarea. Este asigurata si de un design special al bazelor sau datorita prezentei lentilelor suplimentare.

Cum arată reflectoarele?

Lămpi de oglindă

O caracteristică specială este designul special al becului și prezența unui ecran reflectorizant din aluminiu. Pentru a conferi luminii moale și pentru a reduce contrastul, zona conducătoare a luminii este mată. Distribuția luminii poate fi concentrată (ZK), medie (ZS) și largă (ZSh). Compoziția sticlei unor lămpi cu oglindă se modifică prin adăugarea de oxid de neodim. Acest lucru le face mai luminoase și schimbă temperatura culorii către lumina albă.

Cum arată o lampă cu oglindă?

Lămpile sunt folosite pentru a ilumina scenele, vitrinele, complexele industriale, cabinetele medicale și multe altele.

Lămpi cu halogen

O caracteristică specială a lămpii este prezența compușilor cu halogen în bec. Când interacționați cu ele, moleculele de wolfram evaporate sunt depuse înapoi pe spirală, ceea ce vă permite să creați o temperatură de încălzire crescută și să dublați durata de viață a lămpilor.

Lampă cu halogen cu bază de știft

Atunci când alegeți o lampă, trebuie să cunoașteți caracteristicile acesteia, de obicei indicate pe etichetă, precum și scopul utilizării.

Cum se aprinde lămpile cu incandescență

Deși lămpile cu incandescență nu necesită dispozitive de pornire, există reguli de conectare care trebuie respectate. În primul rând, firul neutru este conectat la bază, iar firul de fază trece prin comutator. Dacă sunt respectate aceste reguli, atingerea accidentală a bazei nu va provoca un șoc electric.

Pentru a furniza tensiune la toate lămpile folosind un singur comutator, acestea trebuie conectate în paralel.

Scheme de conectare a lămpii

În diagrame, corpurile de iluminat sunt conectate în paralel. De obicei, există o intrare comună în cameră cu prize, dar întrerupătorul este conectat numai la lămpi. Sursele pot fi comutate simultan (Fig. c) sau separat (Fig. b). În candelabre, lămpile pot fi combinate în grupuri de la un comutator. În fig. d prezintă o diagramă a funcționării acestuia, unde 3 poziții ale comutatorului oferă toate diagramele stărilor posibile a două lămpi.

Pentru coridoarele lungi, se folosesc 2 comutatoare de trecere, prin care puteți opera independent lampa din diferite locuri (Fig. e). Acest lucru este deosebit de convenabil pentru comutarea luminilor exterioare de acasă. Când apăsați pe una dintre ele, una sau mai multe lămpi se aprind sau se sting. Acest tip de circuit necesită mai multe fire.

Modalități de îmbunătățire a lămpilor

Lămpile incandescente se dezvoltă în aceleași direcții ca și alte surse de lumină: creșterea eficienței, reducerea costurilor cu energia și utilizarea în siguranță. În acest scop, se selectează un anumit mediu de gaz, se folosesc lămpi cu halogen și cuatz-halogen, iar caracteristicile tehnice sunt îmbunătățite. Mulți oameni sunt destul de mulțumiți de lumina moale și caldă a unei lămpi cu incandescență.

Utilizarea nanotuburilor de carbon ca corp incandescent a făcut posibilă dublarea puterii de lumină în comparație cu wolfram. Parametrii stabili ai lămpii sunt menținuți timp de 3000 de ore. Tensiunea de alimentare redusă îl face mai sigur.

Cum să măriți durata de viață

Motivele arderii rapide a lămpilor sunt următoarele:

• instabilitatea sursei de alimentare;
• șocuri mecanice;
• temperatura aerului;
• conexiuni întrerupte în cablaj.

În timp, filamentul se evaporă, rezistența lămpii crește și se arde. În plus, rezistența unei lămpi convenționale la rece și la cald de 60-100 W se schimbă de 10 ori. Rezistența unei bobine reci într-o lampă de 60 W este de 61,5 ohmi, iar o bobină fierbinte este de 815 ohmi. Cu cât lumina este mai strălucitoare și cu cât este aprinsă mai des, cu atât procesul este mai intens. În acest caz, riscul de defecțiune crește spre sfârșitul perioadei de service. În acest sens, este necesar să selectați tensiunea adecvată pentru puterea de lumină normală și o durată de viață suficientă.

Modalități de a asigura longevitatea lămpilor cu incandescență:

1. La cumpărare, selectați intervalul de tensiune adecvat.
2. Suporturile sunt mutate în starea oprită, deoarece cel mai mic șoc duce la arderea lămpii de lucru.
3. Dacă un bec se defectează rapid în aceeași soclu, acesta trebuie reparat sau înlocuit.
4. La aterizare, o diodă este instalată în circuitul de alimentare sau două lămpi identice sunt aprinse.
5. Un dispozitiv de pornire ușoară este instalat în întreruperea circuitului de alimentare.

Economie de energie. Video

Puteți învăța cum să economisiți energie în iluminatul casei, urmărind videoclipul de mai jos.

Cu alegerea și metoda corectă de funcționare, lămpile incandescente pot fi economice și pot dura mult timp. Costul redus, iluminarea confortabilă și ușurința în utilizare le permit încă să ocupe primul loc printre diversele surse de lumină.

Nu este un secret că și acum, odată cu apariția multor noi surse de lumină cu economie de energie, lampa cu incandescență (numită și „lampa Ilich” sau lampă cu wolfram) rămâne la mare căutare și mulți nu sunt încă pregătiți să renunțe la ea. Cel mai probabil, va mai trece puțin timp și acest dispozitiv de iluminat va dispărea practic de pe piața de echipamente electrice, dar, firește, nu va fi uitat. Într-adevăr, de fapt, odată cu descoperirea lămpii incandescente obișnuite, a început o nouă eră în iluminat.

Din ce este făcut un bec de tungsten?

Designul unei lămpi incandescente cu filament de wolfram este foarte simplu. Se compune din:

• balon, adică sfera de sticlă însăși, fie evacuată, fie umplută cu gaz;
• corpuri de filament (filament incandescent) – spirale din aliaj de wolfram;
• doi electrozi prin care se aplică tensiune spiralei;
• cârlige – suporturi pentru filamente de wolfram din molibden;
• picioare de bec;
• legătura externă a curentului de intrare, care servește drept siguranță;
• carcase pentru plinte;
• izolator pe bază de sticlă;
• contact de jos a bazei.

Principiul de funcționare al unei lămpi cu incandescență este, de asemenea, simplu. Lumina este produsă deoarece filamentul de wolfram se încălzește de la tensiunea aplicată acestuia. O strălucire similară, deși în volume mai mici, poate fi văzută atunci când funcționează o sobă electrică cu un element de încălzire nicrom deschis. Lumina emisă de spirală este foarte slabă, dar acest exemplu arată clar cum funcționează o lampă incandescentă.

Pe lângă forma obișnuită, aceste dispozitive de iluminat pot fi și decorative, sub formă de lumânare, picătură, cilindru sau minge. Deoarece lumina din wolfram este întotdeauna de aceeași culoare, producătorii produc astfel de dispozitive de iluminat cu ochelari diferiți, uneori colorați.

Sunt interesante de lucrat becurile cu filamente incandescente cu un strat de oglindă. Principiul de funcționare al unei lămpi cu incandescență poate fi comparat cu spoturile, deoarece acestea luminează o anumită zonă într-o manieră direcțională.

Avantaje

Desigur, principalele avantaje ale lămpilor cu incandescență sunt complexitatea minimă în fabricarea lor. De aici, firesc, prețul mic, pentru că astăzi este imposibil să ne imaginăm un dispozitiv electric mai simplu. Aceeași poveste se aplică și includerii unui astfel de element în rețea. Pentru a face acest lucru, nu trebuie să instalați niciun echipament suplimentar este suficient un simplu cartuș.

În unele cazuri, chiar și în absența acesteia, oamenii conectează lămpile incandescente construind în grabă o priză din lemn, plastic sau chiar conectând lampa la fir folosind bandă izolatoare. Desigur, astfel de conexiuni au dreptul de a exista în circumstanțe de forță majoră, dar sunt nesigure în ceea ce privește protecția împotriva incendiilor și electrice (este necesar să se asigure că baza nu se încălzește).

De asemenea, becurile cu filament de mare putere (150 W) sunt foarte utilizate la iluminatul serelor. Într-adevăr, pe lângă faptul că oferă lumină, ca urmare a incandescenței filamentului de wolfram, lămpile devin foarte fierbinți. În plus, iluminarea lor este cea mai apropiată de lumina soarelui, un bec LED modern sau un bec fluorescent cu economie de energie nu se poate lăuda cu acest lucru. Din același motiv, o lampă cu incandescență are un avantaj în ceea ce privește efectul asupra vederii umane.

Defecte

Dezavantajele lămpilor cu incandescență includ fragilitatea funcționării unor astfel de dispozitive, aceasta depinde direct de un parametru precum tensiunea rețelei. Dacă creșteți curentul, spirala va începe să se uzeze mai repede, ceea ce va duce la arderea în cel mai subțire loc. Ei bine, dacă reduceți tensiunea, iluminarea va deveni mult mai slabă, deși, desigur, acest lucru va crește durata de viață a lămpii.

Principalele dezavantaje ale lămpilor cu incandescență includ și efectul negativ al supratensiunii ascuțite asupra filamentului. Dar acest dezavantaj poate fi eliminat prin instalarea unui stabilizator de intrare. Desigur, întrebarea rămâne cu aprinderea luminii. La urma urmei, în momentul în care se aplică tensiunea, filamentul este rece, ceea ce înseamnă că rezistența lui este mai mică. Această problemă este rezolvată prin instalarea unui dimmer rotativ simplu. Apoi, pe măsură ce răsuciți mânerul, firul se va încălzi mai ușor (adică nu va exista o alimentare scurtă și ascuțită de tensiune), ceea ce înseamnă că va dura mult mai mult.

Dar totuși, principalul dezavantaj al acestor dispozitive, desigur, poate fi considerat eficiența lor scăzută, și anume faptul că o lampă de lucru cheltuiește marea majoritate a energiei pe căldură, drept urmare începe să se încălzească foarte mult. Aceste pierderi se ridică la până la 95%, dar acesta este algoritmul de funcționare al lămpilor cu tungsten. Deci, atunci când achiziționați acest dispozitiv de iluminat, ar trebui să țineți cont de toate avantajele și dezavantajele unei lămpi cu incandescență.

Tipuri de lămpi cu incandescență

Becurile care folosesc filament de tungsten pot fi nu numai vid. Designul lămpii incandescente distinge mai multe tipuri de dispozitive de iluminat similare, fiecare dintre ele fiind utilizat în anumite industrii. Acestea pot fi:

• vid, adică cel mai simplu;
• argon sau azot-argon;
• criptonul, care strălucește cu 13–15% mai puternic decât argonul;
• xenon (utilizat mai des recent în farurile auto și strălucește de 2 ori mai mult decât argonul);
• halogen - becul dintr-o lampă incandescentă este umplut cu brom sau iod halogen. Lumina este de 3 ori mai strălucitoare decât argonul, dar aceste lămpi nu tolerează căderile de tensiune și contaminarea externă a sticlei becului;
• halogen cu bec dublu - cu eficienta crescuta a halogenilor in economisirea tungstenului in filament;
• xenon-halogen (și mai strălucitor) - pe lângă halogenii de iod sau brom, aceștia sunt umpluți și cu xenon, deoarece ce fel de gaz se află în balon determină direct câte grade se încălzește lampa și, prin urmare, luminozitatea acesteia depinde și de .

Eficienţă

După cum am menționat deja, datorită faptului că structura unei lămpi cu incandescență presupune încălzirea bobinei, 95% din energia furnizată dispozitivului de iluminat trece în căldura generată în timpul funcționării acestuia și doar 5% merge direct la iluminat. Această căldură este radiație infraroșie, pe care ochii umani nu o pot percepe. Prin urmare, eficiența unor astfel de dispozitive de iluminat atunci când temperatura lămpii cu incandescență crește la 3.400 K va fi de 15%. Când se reduce la 2.700 K (ceea ce corespunde unei temperaturi de funcționare a lămpii de 60 W), eficiența lămpilor va fi de 5%. Se pare că odată cu creșterea condițiilor de temperatură crește și eficiența, dar în același timp durata de viață scade semnificativ. Aceasta înseamnă că dacă curentul scade, eficiența scade și ea, dar durabilitatea dispozitivului va crește de mii de ori. Această metodă de creștere a duratei de viață a lămpilor este adesea folosită la intrările clădirilor de apartamente, unde sursele de alimentare sunt furnizate în serie la două corpuri de iluminat sau o diodă este conectată în serie la lampă, ceea ce permite reducerea curentului rețelei. .

Ce să alegi: LED-uri sau lămpi de tungsten?

Aceasta este o întrebare la care fiecare își găsește singur răspunsul, evaluând lămpile cu incandescență, avantajele și dezavantajele lor. Nu poate fi nici un sfat aici. Pe de o parte, LED-urile consumă de multe ori mai puțină energie electrică și sunt mai durabile în funcționare, ceea ce nu se poate spune despre „becuri Ilyich”, iar pe de altă parte, lămpile cu incandescență au un efect mai blând asupra vederii umane.

Și totuși există statistici și, potrivit acesteia, vânzările de LED-uri și lămpi de economisire a energiei au crescut recent cu peste 90%, deoarece natura umană este să țină pasul cu progresul, ceea ce înseamnă că timpul nu este departe când lămpile cu incandescență va deveni un lucru din trecut.

În 1809, englezul Delarue a construit prima lampă cu incandescență (cu filament de platină). În 1838, belgianul Jobard inventează lampa cu incandescență din carbon. În 1854, germanul Heinrich Goebel a dezvoltat prima lampă „modernă” - un fir de bambus carbonizat într-un vas evacuat. În următorii 5 ani, a dezvoltat ceea ce mulți numesc prima lampă practică. În 1860, chimistul și fizicianul englez Joseph Wilson Swan a demonstrat primele rezultate și a primit un brevet, dar dificultățile în obținerea vidului au dus la faptul că lampa lui Swan nu a funcționat mult timp și a fost ineficientă.

La 11 iulie 1874, inginerul rus Alexander Nikolaevich Lodygin a primit brevetul cu numărul 1619 pentru o lampă cu filament. A folosit ca filament o tijă de carbon plasată într-un vas evacuat.

În 1875, V.F Didrikhson a îmbunătățit lampa Lodygin pompând aer din ea și folosind mai multe fire de păr în lampă (dacă unul dintre ei ardea, următorul se aprindea automat).

Inventatorul englez Joseph Wilson Swan a primit un brevet britanic pentru o lampă din fibră de carbon în 1878. În lămpile sale, fibra se afla într-o atmosferă de oxigen rarefiat, ceea ce a făcut posibilă obținerea unei lumini foarte strălucitoare.

În a doua jumătate a anilor 1870, inventatorul american Thomas Edison a efectuat lucrări de cercetare în care a încercat diferite metale ca fire. În 1879 a brevetat o lampă cu filament de platină. În 1880, a revenit la fibra de carbon și a creat o lampă cu o durată de viață de 40 de ore. În același timp, Edison a inventat comutatorul rotativ de uz casnic. În ciuda unei durate de viață atât de scurte, lămpile sale înlocuiesc iluminatul cu gaz folosit până atunci.

În anii 1890, A. N. Lodygin inventează mai multe tipuri de lămpi cu filamente din metale refractare. Lodygin a propus utilizarea filamentelor de wolfram în lămpi (aceasta este ceea ce este folosit în toate lămpile moderne) și molibden și răsucirea filamentului în formă de spirală. El a făcut primele încercări de a pompa aer din lămpi, ceea ce a păstrat filamentul de oxidare și a mărit durata de viață a acestora de multe ori. Prima lampă comercială americană cu filament de wolfram a fost produsă ulterior conform brevetului Lodygin. De asemenea, a fabricat lămpi umplute cu gaz (cu filament de carbon și umplere cu azot).

De la sfârșitul anilor 1890 au apărut lămpile cu filamente din oxid de magneziu, toriu, zirconiu și ytriu (lampa Nernst) sau filamente de osmiu metalic (lampa Auer) și tantal (lampa Bolton și Feuerlein). În 1904, ungurii Dr. Sandor Just și Franjo Hanaman au primit brevetul nr. 34541 pentru utilizarea filamentului de wolfram în lămpi. Primele astfel de lămpi au fost produse în Ungaria, intrând pe piață prin compania maghiară Tungsram în 1905. În 1906, Lodygin a vândut un brevet pentru un filament de wolfram către General Electric.

În același 1906, în SUA, a construit și a pus în funcțiune o fabrică pentru producția electrochimică de wolfram, crom și titan. Datorită costului ridicat al tungstenului, brevetul a avut o utilizare limitată. În 1910, William David Coolidge a inventat o metodă îmbunătățită de producere a filamentului de tungsten. Ulterior, filamentul de wolfram înlocuiește toate celelalte tipuri de filamente.

Problema rămasă cu evaporarea rapidă a filamentului în vid a fost rezolvată de savantul american, renumit specialist în domeniul tehnologiei vacuumului, Irving Langmuir, care, lucrând din 1909 la General Electric, a introdus în producție umplerea becurilor lămpilor. cu gaze inerte, sau mai degrabă grele, nobile (în special, argon), care le-au crescut semnificativ timpul de funcționare și a crescut puterea de lumină.

Eficiență și durabilitate

Aproape toată energia furnizată lămpii este transformată în radiație. Pierderile datorate conductivității termice și convecției sunt mici. Cu toate acestea, doar o gamă mică de lungimi de undă ale acestei radiații este accesibilă ochiului uman. Cea mai mare parte a radiației se află în domeniul infraroșu invizibil și este percepută ca căldură.

Eficiența lămpilor cu incandescență atinge valoarea maximă de 15% la o temperatură de aproximativ 3400 K. La temperaturi practic realizabile de 2700 K (lampa conventionala de 60 W), randamentul este de 5%.

Pe măsură ce temperatura crește, eficiența unei lămpi cu incandescență crește, dar în același timp durabilitatea acesteia scade semnificativ. La o temperatură a filamentului de 2700 K, durata de viață a lămpii este de aproximativ 1000 de ore, la 3400 K doar câteva ore, cu creșterea tensiunii cu 20%, luminozitatea se dublează. În același timp, durata de viață este redusă cu 95%.

Reducerea tensiunii de alimentare, deși reduce eficiența, crește durabilitatea. Astfel, scăderea tensiunii la jumătate (când este conectată în serie) reduce eficiența de aproximativ 4-5 ori, dar crește durata de viață de aproape o mie de ori. Acest efect este adesea folosit atunci când este necesar să se asigure un iluminat de urgență fiabil, fără cerințe speciale de luminozitate, de exemplu pe scări. Adesea, în acest scop, atunci când este alimentată cu curent alternativ, lampa este conectată în serie cu o diodă, datorită căreia curentul curge în lampă doar pentru jumătate din perioadă.

Deoarece costul energiei electrice consumate de o lampă incandescentă pe durata de viață a acesteia este de zeci de ori mai mare decât costul lămpii în sine, există o tensiune optimă la care costul fluxului luminos este minim. Tensiunea optimă este puțin mai mare decât tensiunea nominală, așa că metodele de creștere a durabilității prin scăderea tensiunii de alimentare sunt absolut neprofitabile din punct de vedere economic.

Durata de viață limitată a unei lămpi cu incandescență se datorează într-o măsură mai mică evaporării materialului cu filament în timpul funcționării și într-o măsură mai mare neomogenităților care apar în filament. Evaporarea neuniformă a materialului filamentar duce la apariția unor zone subțiate cu rezistență electrică crescută, ceea ce duce la o încălzire și o evaporare și mai mare a materialului în astfel de locuri. Când una dintre aceste constrângeri devine atât de subțire încât materialul filamentar în acel punct se topește sau se evaporă complet, curentul este întrerupt și lampa se defectează.

Cea mai mare uzură a filamentului apare atunci când tensiunea este aplicată brusc lampii, astfel încât durata de viață a acesteia poate fi mărită semnificativ prin utilizarea diferitelor tipuri de dispozitive de pornire uşoară.

Un filament de wolfram are o rezistivitate la rece care este de numai 2 ori mai mare decât cea a aluminiului. Când o lampă se arde, se întâmplă adesea ca firele de cupru care conectează contactele de bază la suporturile spiralate să se ard. Astfel, o lampă obișnuită de 60 W consumă peste 700 W la aprindere, iar o lampă de 100 W consumă mai mult de un kilowatt. Pe măsură ce bobina se încălzește, rezistența acesteia crește, iar puterea scade la valoarea sa nominală.

Pentru a netezi puterea de vârf, pot fi utilizate termistori cu o rezistență în scădere puternică pe măsură ce se încălzesc, balast reactiv sub formă de capacitate sau inductanță și variatoare (automate sau manuale). Tensiunea de pe lampă crește pe măsură ce bobina se încălzește și poate fi folosită pentru a ocoli automat balastul. Fără a opri balastul, lampa poate pierde de la 5 la 20% din putere, ceea ce poate fi benefic și pentru creșterea resursei.

Lămpile cu incandescență de joasă tensiune cu aceeași putere au o durată de viață mai lungă și o putere de lumină mai mare datorită secțiunii transversale mai mari a corpului incandescent. Prin urmare, în lămpile cu mai multe lămpi (candelabre), este recomandabil să se folosească comutarea secvenţială a lămpilor la o tensiune mai mică în loc de comutarea paralelă a lămpilor la tensiunea de reţea. De exemplu, în loc de șase lămpi de 220V 60W conectate în paralel, utilizați șase lămpi de 36V 60W conectate în serie, adică înlocuiți șase spirale subțiri cu una groasă.

Tipuri de lămpi

Lămpile cu incandescență sunt împărțite în (aranjate în ordinea creșterii eficienței):

• vid (cel mai simplu);
• argon (azot-argon);
• cripton (aproximativ +10% luminozitate de la argon);
• xenon (de 2 ori mai luminos decât argonul);
• halogen (umplutura I sau Br, de 2,5 ori mai strălucitoare decât argonul, durată de viață lungă, nu-mi place subîncălzirea, deoarece ciclul halogenului nu funcționează);
• halogen cu două baloane (ciclu de halogen mai eficient datorită încălzirii mai bune a balonului interior);
• xenon-halogen (umplutură Xe + I sau Br, cea mai eficientă umplutură, de până la 3 ori mai strălucitoare decât argonul);
• xenon-halogen cu un reflector de radiație IR (deoarece cea mai mare parte a radiației lămpii este în domeniul IR, reflectarea radiației IR în lampă crește semnificativ eficiența, produsă pentru lanternele de vânătoare);
• incandescent cu un strat care convertește radiația IR în domeniul vizibil. Dezvoltarea lămpilor cu fosfor la temperatură înaltă este în curs de dezvoltare, care emite un spectru vizibil atunci când este încălzită.

Această inițiativă vine de la reprezentant al fracțiunii „O Rusie Justă” Andrey Krutov. Deputatul consideră că înainte de a trece la tehnologii de economisire a energiei, este necesar să se efectueze un audit al stării rețelelor electrice. Lămpile fluorescente, potrivit lui Krutov, nu economisesc bani. La urma urmei, majoritatea pierderilor de energie din Rusia nu apar din cauza lămpilor cu incandescență, ci din cauza deteriorării generale a infrastructurii.

Vânzarea lămpilor cu incandescență a fost interzisă în 2009 prin inițiativă Dmitri Medvedev, care în acel moment a servit ca președinte al Federației Ruse. Potrivit proiectului de lege adoptat, din 2011, Rusia a introdus o interdicție completă a circulației surselor de lumină cu o putere de 100 W sau mai mult. De asemenea, s-a planificat introducerea unei interdicții similare pentru lămpile cu incandescență cu o putere de 75 W sau mai mult din 2013, iar din 2014 s-a planificat să le abandoneze complet și să se treacă la lămpi cu economie de energie.

Ce este o lampă cu incandescență?

O lampă cu incandescență este o sursă de lumină care emite un flux luminos ca urmare a încălzirii unui filament de metal (tungsten).

Filamentul este plasat într-un vas de sticlă umplut cu un gaz inert (cripton, azot, argon). Principiul de funcționare al unei lămpi cu incandescență se bazează pe fenomenul de încălzire a unui conductor atunci când trece un curent electric prin acesta. Un filament de wolfram, atunci când este conectat la o sursă de curent, se încălzește până la o temperatură ridicată, în urma căreia emite lumină. Fluxul luminos emis de filament este aproape de lumina naturală și, prin urmare, nu provoacă disconfort în timpul utilizării prelungite.

Avantajele lămpilor cu incandescență:

• cost relativ scăzut;
• aprindere instantanee când este pornit;
• dimensiuni de gabarit mici;
• gamă largă de putere.

Dezavantajele lămpilor cu incandescență:

• luminozitatea ridicată a lămpii în sine, care afectează negativ vederea atunci când se uită la lampă.

Care este diferența dintre o lampă cu economie de energie și un bec cu incandescență?

Ce pericole prezintă lămpile de economisire a energiei?

• Intoxicatia cu mercur

Lămpile de economisire a energiei conțin cantități mici de mercur, otrăviri cu doze mici de vapori din care pot provoca boli neurologice (mercurialism, „tremur de mercur”). Nu puteți arunca pur și simplu fluorescentul în coșul de gunoi, deoarece pictograma corespunzătoare de pe ambalaj avertizează consumatorul. Districtul DEZ și REU ar trebui să accepte astfel de lămpi. Cu toate acestea, în practică, acest lucru nu funcționează peste tot.

• Radiația ultravioletă

Când lămpile fluorescente funcționează, o cantitate mică de radiații ultraviolete scapă în exteriorul lămpii prin becul de sticlă, ceea ce poate reprezenta un pericol potențial pentru persoanele cu pielea prea sensibilă la această radiație. Cel mai periculos este efectul radiațiilor UV asupra corneei și retinei. Prin urmare, nu este recomandat să amplasați lămpile de economisire a energiei la mai puțin de 3 metri de ochi.

• Culoare neobișnuită

Lumina de la o lampă fluorescentă este diferită de cea a unei lămpi cu incandescență și mulți oameni au probleme în a se obișnui cu ea.

De ce vor să aducă înapoi lămpile cu incandescență?

Potrivit lui Andrei Krutov, membru al Comisiei pentru Energie a Dumei de Stat, legea care interzice lămpile cu incandescență adoptată de deputați nu a fost aprobată în rândul populației. „Am primit multe solicitări de la cetățeni, pentru ei costul noilor becuri eficiente din punct de vedere energetic este prohibitiv de mare - la urma urmei, acestea sunt adesea de zece ori chiar mai scumpe decât becurile convenționale cu incandescență, în timp ce în ultimii ani am avut nu am observat economiile promise la consumul de energie electrică”, a spus Krutov.

Potrivit acestuia, acest lucru nu este surprinzător: efectul lămpilor de economisire a energiei este complet compensat de echipamente industriale și linii electrice învechite și ineficiente din punct de vedere energetic, unde are loc cea mai mare parte a pierderilor de energie electrică. „Se pare că în detrimentul populației am încercat să creștem eficiența energetică a infrastructurii învechite, pe care până la urmă nimeni nu avea de gând să o schimbe”, spune parlamentarul.

În plus, în ultimii ani, nu au fost create puncte de colectare pentru lămpile economice. Lămpile care conțin mercur, care este periculos pentru sănătate, sunt pur și simplu aruncate împreună cu gunoiul obișnuit, care în cele din urmă dăunează mediului.

De ce a fost introdusă interdicția de vânzare a lămpilor cu incandescență?

În 2009, Dmitri Medvedev a propus economisirea rezervelor de energie și, în acest scop, a exprimat o propunere de a interzice vânzarea lămpilor cu incandescență și de a le înlocui cu lămpi de economisire a energiei.

„Suntem cu adevărat cea mai mare țară energetică. Dar asta nu înseamnă că ar trebui să ne ardem rezervele de energie fără nicio minte. Cu mulți ani în urmă se spunea ce să faci cu anumite produse energetice și de ce este imposibil să le încălzim cu ulei. Dar, din păcate, continuăm să ne încălzim planeta cu petrol, încălzind la propriu și la figurat planeta noastră”, a făcut această declarație Dmitri Medvedev în 2009, la o reuniune a Prezidiului Consiliului de Stat privind problema creșterii eficienței energetice a economiei ruse. .

Dintre toate produsele de instalații și instalații electrice, echipamentele de iluminat au cea mai bogată gamă. Acest lucru se întâmplă deoarece elementele de iluminat poartă nu numai caracteristici pur tehnice, ci și elemente de design. Posibilitățile lămpilor și corpurilor moderne, diversitatea lor de design sunt atât de mari încât este ușor să fii confundat. De exemplu, există o întreagă clasă de lămpi concepute exclusiv pentru tavanele din gips-carton.

Numeroase tipuri de lămpi au o natură diferită a luminii și sunt operate în condiții diferite. Pentru a afla ce tip de lampă ar trebui să fie într-un anumit loc și care sunt condițiile pentru conectarea acesteia, este necesar să se studieze pe scurt principalele tipuri de echipamente de iluminat.

Toate lămpile au o singură parte comună: baza, cu care sunt conectate la firele de iluminat. Acest lucru se aplică acelor lămpi care au o bază cu filet pentru montarea într-un soclu. Dimensiunile bazei și cartușului au o clasificare strictă. Trebuie să știți că în viața de zi cu zi se folosesc lămpi cu 3 tipuri de baze: mici, medii și mari. În limbajul tehnic, aceasta înseamnă E14, E27 și E40. Baza, sau cartuşul, E14 este adesea numită „minion” (în germană din franceză - „mic”).

Cea mai comună dimensiune este E27. E40 este folosit pentru iluminatul stradal. Lămpile cu acest marcaj au o putere de 300, 500 și 1000 W. Numerele din nume indică diametrul bazei în milimetri. Pe lângă baze, care sunt înșurubate în cartuș folosind un filet, există și alte tipuri. Sunt de tip pin și se numesc prize G. Folosit în lămpi fluorescente compacte și cu halogen pentru a economisi spațiu. Folosind 2 sau 4 pini, lampa este atașată la soclul lămpii. Există multe tipuri de prize G. Principalele sunt: ​​G5, G9, 2G10, 2G11, G23 și R7s-7. Corpurile și lămpile conțin întotdeauna informații despre bază. Atunci când alegeți o lampă, trebuie să comparați aceste date.

Putere lămpile- una dintre cele mai importante caracteristici. Pe cilindru sau bază, producătorul indică întotdeauna puterea de care depinde. luminozitatea lămpii. Nu este nivelul de lumină pe care îl emite. În lămpile de diferite naturi de lumină, puterea are semnificații complet diferite.

De exemplu, lampă de economisire a energiei la puterea specificată de 5 W nu va străluci mai rău lămpi cu incandescență la 60 W. Același lucru este valabil și pentru lămpi fluorescente. Luminozitatea unei lămpi este calculată în lumeni. De regulă, acest lucru nu este indicat, așa că atunci când alegeți o lampă, trebuie să vă bazați pe sfaturile vânzătorilor.

Ieșire luminoasăînseamnă că la 1 W de putere lampa produce atât de mulți lumeni de lumină. Evident, o lampă fluorescentă compactă cu economie de energie este de 4-9 ori mai economică decât lămpile incandescente. Puteți calcula cu ușurință că o lampă standard de 60 W produce aproximativ 600 lm, în timp ce o lampă compactă are aceeași valoare la 10-11 W. Va fi la fel de economic din punct de vedere al consumului de energie.

Lămpi cu incandescență

(LON) este prima sursă de lumină electrică care a apărut în uz casnic. A fost inventat pe la mijlocul secolului al XIX-lea și, deși de atunci a suferit multe reconstrucții, esența a rămas neschimbată. Orice lampă incandescentă constă dintr-un cilindru de sticlă cu vid, o bază pe care sunt amplasate contactele și siguranța și un filament care emite lumină.

bobina de filament realizate din aliaje de wolfram care pot rezista cu ușurință la temperatura de ardere de funcționare de +3200 °C. Pentru a preveni arderea instantanee a filamentului, în lămpile moderne este pompat în cilindru un gaz inert, cum ar fi argonul.

Principiul de funcționare al lămpii este foarte simplu. Când curentul este trecut printr-un conductor cu secțiune transversală mică și conductivitate scăzută, o parte din energie este cheltuită pentru încălzirea conductorului spiralat, făcându-l să înceapă să strălucească în lumina vizibilă. În ciuda unui dispozitiv atât de simplu, există un număr mare de tipuri de LON. Ele variază ca formă și dimensiune.

Lămpi decorative(lumanari): balonul are o forma alungita, stilizata ca o lumanare obisnuita. Folosit de obicei la lămpi mici și aplice.

Lămpi pictate: Cilindrii de sticlă au culori diferite în scop decorativ.

Lămpi de oglindă se numesc lămpi, o parte din recipientul de sticlă al cărora este acoperită cu o compoziție reflectorizantă pentru a direcționa lumina într-un fascicul compact. Aceste lămpi sunt cel mai adesea folosite în plafonierele pentru a direcționa lumina în jos fără a ilumina tavanul.

Lămpi de iluminat local funcționează sub tensiune de 12, 24 și 36 V. Consumă puțină energie, dar iluminarea este adecvată. Folosit în lanternele portabile, iluminatul de urgență etc. LON-urile sunt încă în fruntea surselor de lumină, în ciuda unor dezavantaje. Dezavantajul lor este eficiența lor foarte scăzută - nu mai mult de 2-3% din energia consumată. Orice altceva intră în căldură.

Al doilea dezavantaj este că LON este nesigur din punct de vedere al siguranței la incendiu. De exemplu, un ziar obișnuit, dacă este plasat pe un bec de 100 W, se aprinde în aproximativ 20 de minute. Inutil să spun că în unele locuri LON nu poate fi folosit, de exemplu, în abajururi mici din plastic sau lemn. În plus, astfel de lămpi sunt de scurtă durată. Durata de viață a LON este de aproximativ 500–1000 de ore. Avantajele includ costul redus și ușurința de instalare. LON-urile nu necesită dispozitive suplimentare pentru a funcționa, cum ar fi cele luminiscente.

Lămpi cu halogen

Lămpi cu halogen Nu sunt foarte diferite de lămpile cu incandescență, principiul de funcționare este același. Singura diferență dintre ele este compoziția gazului din cilindru. În aceste lămpi, iodul sau bromul este amestecat cu un gaz inert. Ca rezultat, devine posibilă creșterea temperaturii filamentului și reducerea evaporării wolframului.

De aceea lămpi cu halogen pot fi făcute mai compacte, iar durata lor de viață crește de 2-3 ori. Cu toate acestea, temperatura de încălzire a sticlei crește destul de semnificativ, astfel încât lămpile cu halogen sunt fabricate din material de cuarț. Nu tolerează contaminarea balonului. Nu atingeți cilindrul cu o mână neprotejată - lampa se va arde foarte repede.

Liniar lămpi cu halogen utilizat în spoturi portabile sau staţionare. Au adesea senzori de mișcare. Astfel de lămpi sunt utilizate în structurile din gips-carton.

Dispozitivele de iluminat compacte au un finisaj în oglindă.

La contra lămpi cu halogen poate fi atribuită sensibilitatea la schimbările de tensiune. Dacă „se joacă”, este mai bine să achiziționați un transformator special care egalizează puterea curentului.

Lămpi fluorescente

Principiul de funcționare lămpi fluorescente serios diferit de LON. În locul unui filament de wolfram, vaporii de mercur ard în becul de sticlă al unei astfel de lămpi sub influența unui curent electric. Lumina de la o descărcare de gaz este practic invizibilă deoarece este emisă în ultraviolete. Acesta din urmă face ca fosforul care acoperă pereții tubului să strălucească. Aceasta este lumina pe care o vedem. În exterior și în metoda de conectare, lămpile fluorescente sunt, de asemenea, foarte diferite de LON. În loc de cartuș cu filet, există doi știfturi pe ambele părți ale tubului, care sunt fixate după cum urmează: trebuie introduse într-un cartuș special și răsucite în el.

Lămpile fluorescente au o temperatură scăzută de funcționare. Vă puteți sprijini în siguranță palma pe suprafața lor, astfel încât acestea să poată fi instalate oriunde. Suprafața mare de strălucire creează o lumină uniformă, difuză. De aceea se mai numesc si ei lămpi fluorescente. În plus, variind compoziția fosforului, puteți schimba culoarea emisiei de lumină, făcând-o mai acceptabilă pentru ochiul uman. Durata de viață a lămpilor fluorescente este de aproape 10 ori mai lungă decât a lămpilor cu incandescență.

Dezavantajele lămpilor fluorescente este imposibilitatea racordarii directe la reteaua electrica. Nu puteți doar să aruncați 2 fire peste capetele lămpii și să conectați ștecherul la priză. Pentru a-l porni, se folosesc balasturi speciale. Acest lucru se datorează naturii fizice a strălucirii lămpilor. Alături de balasturile electronice se folosesc demaroare, care par să aprindă lampa în momentul în care aceasta este aprinsă. Majoritatea corpurilor de iluminat pentru lămpi fluorescente sunt echipate cu mecanisme de iluminare încorporate, cum ar fi balasturi electronice (balasturi) sau sufocatoare.

Marcarea lămpilor fluorescente nu este similar cu desemnările simple LON, care au doar un indicator de putere în wați.

Pentru lămpile în cauză, este următorul:

• LB - lumină albă;
• LD - lumina zilei;
• LE - lumina naturala;
• LHB - lumină rece;
• LTB - lumină caldă.

Cifrele care urmează după marcajul literei indică: primul număr este gradul de redare a culorii, al doilea și al treilea sunt temperatura de strălucire. Cu cât este mai mare gradul de redare a culorii, cu atât iluminarea este mai naturală pentru ochiul uman. Să luăm în considerare un exemplu legat de temperatura de strălucire: o lampă marcată LB840 înseamnă că această temperatură este de 4000 K, culoarea este albă, lumina zilei.

Următoarele valori descifrează marcajele lămpii:

• 2700 K - alb super cald,
• 3000 K - alb cald,
• 4000 K - alb natural sau alb,
• peste 5000 K - alb rece (ziua).

Recent, apariția pe piață a lămpilor fluorescente compacte cu economie de energie a făcut o adevărată revoluție în tehnologia iluminatului. Principalele dezavantaje ale lămpilor fluorescente au fost eliminate - dimensiunea lor voluminoasă și incapacitatea de a utiliza cartușe convenționale cu filet. Balasturile au fost montate în soclul lămpii, iar tubul lung a fost ondulat într-o spirală compactă.

Acum varietatea de tipuri de lămpi de economisire a energiei este foarte mare. Ele diferă nu numai prin puterea lor, ci și prin forma tuburilor de descărcare. Avantajele unei astfel de lămpi sunt evidente: nu este nevoie să instalați balast electronic pentru a începe să utilizați lămpi speciale.

Lampă fluorescentă economică a înlocuit lampa convențională cu incandescență. Cu toate acestea, ca toate lămpile fluorescente, are dezavantajele sale.

Lămpile fluorescente au mai multe dezavantaje:

• astfel de lămpi nu funcționează bine la temperaturi scăzute, iar la –10 °C și mai jos încep să strălucească slab;
• timp lung de pornire - de la câteva secunde la câteva minute;
• se aude un zumzet de joasă frecvență de la balastul electronic;
• nu lucrați împreună cu dimmerele;
• relativ scump;
• nu-mi place pornirea și oprirea frecventă;
• lampa conține compuși nocivi de mercur, deci necesită o eliminare specială;
• Dacă utilizați indicatoare de iluminare de fundal în comutator, acest echipament de iluminat începe să pâlpâie.

Oricât de mult ar încerca producătorii, lumina lămpilor fluorescente nu este încă foarte asemănătoare cu lumina naturală și doare ochii. Pe lângă lămpile de economisire a energiei cu balasturi, există multe variante fără balast electronic încorporat. Au tipuri complet diferite de bază.

Principiul strălucirii lampă cu arc cu mercur de înaltă presiune(DRL) - descărcare de arc în vapori de mercur. Astfel de lămpi au o putere de lumină ridicată - 50-60 lm per 1 W. Ele sunt lansate folosind balasturi. Dezavantajul este spectrul strălucirii - lumina lor este rece și aspră. Lămpile DRL sunt cel mai adesea folosite pentru iluminatul stradal în lămpi de tip cobra.

Lămpi cu LED-uri

Lămpi cu LED-uri- acest produs de înaltă tehnologie a fost conceput pentru prima dată în 1962. De atunci, lămpile cu LED au fost introduse treptat pe piața iluminatului. Conform principiului de funcționare, un LED este cel mai comun semiconductor în care o parte din energia din joncțiunea p-n este descărcată sub formă de fotoni, adică lumină vizibilă. Astfel de lămpile Au caracteristici pur și simplu uimitoare.

Sunt de zece ori superioare LON în toate indicațiile:

• durabilitate,
• ieșire de lumină,
• eficienţă,
• puterea etc.

Au un singur „dar” - prețul. Este de aproximativ 100 de ori prețul unei lămpi convenționale cu incandescență. Cu toate acestea, lucrările la aceste surse de lumină neobișnuite continuă și ne putem aștepta să ne bucurăm în curând de inventarea unui model mai ieftin decât predecesorii săi.

Nota! Datorită caracteristicilor fizice neobișnuite ale LED-urilor, din ele pot fi realizate compoziții reale, de exemplu, sub forma unui cer înstelat pe tavanul unei încăperi. Este sigur și nu necesită multă energie.