Подробная характеристика лампы накаливания : преимущества и недостатки
В настоящее время все чаще используются энергосберегающие лампочки. Но востребованность такого источника света, как лампа накаливания, еще высока. Даже через десятилетия она не будет забыта.
Что такое лампа накаливания
Лампы накаливания – источники света, тепла. Внешне это стеклянный сосуд, внутри которого вольфрамовая спираль. Сама полость в лампах накаливания заполнена инертным газом. Он не дает металлическим элементам окисляться. При включении электрический ток проводится через спираль, в результате чего происходит нагревание и излучение видимого света.
Сфера использования
До появления энергосберегающих ламп, лампочки накаливания использовались в производственных областях, домашнем обиходе и пр. Такое применение обуславливала простота монтажа и эксплуатации. Но и сейчас данные лампы можно увидеть часто:
Характеристики
Для описания характеристики применяются названия показателя и его значение.
Данные характеристики приведены в таблице:
| Наименование | Показатель |
| Мощность, Вт | бытовое применение – 25-150Вт, другое – до 1000 |
| Накаливание нити, градусов | до 2000-2800 |
| Напряжение, В | 220-330 |
| Световая отдача, Лм/1Вт | 9-19 |
| Размер и маркировка цоколя | Е 14, Е 27, Е 40 |
| Тип цоколя | Резьбовой, штифтовой |
| Часы работы, часов | до 1000 |
| Вес, г | 15 |
Заявленные часы работы выполняются при формировании оптимальных условий работы. Не допускаются частые включения, выключения.
Устройство и схема
Устройство лампочки накаливания у всех ее видов практически одинаковое:
Подробная схема составляющих отображена на рисунке:
Принцип действия
Принцип работы лампы накаливания заключается в нагревании вещества, через который протекает ток. Веществом выступает сама нить накаливания, ее температура нарастает в момент замыкания электроцепи. При этом возникает результат электромагнитного термического испускания. Видимым для глаза оно становится при прогревании более 570 градусов, при этом начинается красное свечение.
Нить накаливания нагревается до 2800 градусов. В процессе прогревания вольфрам преобразовывается в оксид (белый поверхностный налет), для этого и происходит закачка в полость нейтральных газов. При монтаже лампочки (закручивания ее в патрон), замыкается цепь и происходит процесс разогрева нити, и происходит подача света.
Цоколь
Распространенными считаются лампочки с маркировкой цоколя E14, E27, E40. Где цифра означает диаметр самого цоколя. Без резьбовые элементы встречаются в автомобильных производствах.
Есть страны, где другое напряжение в сети и, соответственно, применяются лампочки с другим диаметром цоколя – Е12, Е17, Е26, Е39.
Маркировка
Перед покупкой надо изучить маркировку. Она представлена буквенным и цифровым сочетанием. Буквенная маркировка и значение представлены в таблице:
| Буквенная маркировка | Значение |
| Б | биспиральная |
| БО | Биспиральная с опаловой колбой, наполненной аргоном |
| БК | Биспиральная, наполнение колбы криптоном |
| ДБ | Диффузная с матированием внутри колбы |
| В | Вакуумная |
| Г | Газонаполненная |
| О | Опаловая колба |
| М | Молочная колба |
| Ш | Шаровидная |
| З | Зеркальная |
| МО | Для местного освещения |
Цифры указывают на пределы напряжения, мощности.
Коэффициент полезного действия
У данных ламп низкий КПД (коэффициент полезного действия). Он выражается соотношением мощности излучением, заметным человеку. При прогревании нити до 2700 К, КПД до 5 процентов. Остальная энергия затрачивается на инфракрасное излучение, которое не просматривается человеческим глазом, только чувствуется теплом. Если повышать КПД хотя бы до 20 процентов, необходимо увеличить прогревание нити до 3400 К.
Свет при этом будет светить в два раза ярче, но срок службы лампы сократится на 95 процентов. И наоборот, снижение напряжения, увеличит период работы во много раз. Все это учитывается при производстве дежурного освещения, которое требует надежности.
Таблица соотношения люменов и ватт в лампочке
Световой поток измеряется в люменах (Лм). В светодиодах световые потоки колеблются в зависимости от производителя, его качества товара, напряжения. Примерное значение для одного Вт составляет 80-150 Лм. В таблице приведено соотношение Лм и Вт для лампочек накаливания по отношению к светодиодной лампе:
| Светодиодная лампа, Вт | Лампа накаливания, Вт | Световой поток, Лм |
| 4-5 | 40 | 400 |
| 8-10 | 60 | 700 |
| 10-12 | 75 | 900 |
| 13-15 | 100 | 1200 |
Виды ламп и их функциональное назначение
Вид лампы определяется по структурному назначению, функциональному:
Преимущества и недостатки
Лампы накаливания обладают собственными достоинствами и недостатками.
При покупке лампочки накаливания стоит учитывать все достоинства и недостатки, чтобы избежать малоприятных факторов при эксплуатации.
Советуем посмотреть видео:
Ответы на частые вопросы
Покупатели часто задают интересующие их вопросы. Это связано с отсутствием полной информации на упаковке.
Срок службы, стоимость
На лампу накаливания влияет множество факторов, которые способствуют сокращению ее срока службы.
За последнее время качество производимых лампочек упало. Часто дефект заметен сразу. Поэтому большинство покупателей перешли на покупку товара от иностранных производителей.
Часто снижение времени работы совершается из-за высокого напряжения в сети. При этом происходит перегрев нити накаливания, она уменьшается в толщине, колба начинает темнеть. Происходит разрыв спирали. При отклонении величины напряжения всего на один процент, срок службы лампы сокращается на 14 процентов.
Стоимость лампочки зависит от вида, мощности, производителя. Она колеблется от 7 рублей до 100 рублей (для домашнего потребления).
Как увеличить срок службы
Существует несколько способов, увеличивающих срок службы лампочки:
Какой газ в лампе
В колбах изделия не может содержаться воздух или любой газ. Там должен быть только инертный газ (ксенон, криптон, аргон). Это связано с тем, что температура спирали прогревается больше 2000 градусов.
При таких температурах вольфрамовая нить будет реагировать со всеми газами, кроме инертных. Гелий и неон дорого стоят, поэтому их не используют.
Температура
Световая температура зависит от вида закаченного газа. Так, без газовая вакуумная среда способствует прогреванию до 2700 К. При этом излучается теплый белый свет. При прогревании до 4200 излучается естественный белый свет. При закачивании ксенона, галогена криптона температура прогревания от 4000 до 6400 К. При этом излучается холодный белый свет.
Из-за чего рвется спираль
Вольфрамовая нить очень тонкая и хрупкая. Ее обрыв случается из-за уменьшения диаметра, по причине испарения материала при воздействии высокой температуры. Также часто нить обрывается при механическом воздействии – встряхивании.
Световой поток
Назначение светового потока – освещение. Создается преобразованием тепловой энергии. Единицей измерения считается Люмен (Лм). Увеличение потока зависит от мощности лампы
Лампы накаливания одинаковой мощности излучают разный световой поток. Чем выше напряжение, тем выше значение светового потока.
Сколько потребляет
Мощность 60 Вт — энергопотребление составит 60 Вт или 0,06 киловатт за 1 час
Мощность 95 Вт — потребляет электричества 95 Вт 0,095 киловатт за 1 час
Мощность 100 Вт — израсходует 100 или 0,1 киловатт Вт электроэнергии за 1 час.
Советуем посмотреть видео:
ТОП лучших производителей
Среди множества производителей выделены лучшие:
В заключение
Лампочки накаливания вытесняются из рынка, но все же еще востребованы. Перед покупкой надо убедиться в качестве товара. Лучше отдать преимущество проверенным ТМ.
Востребованная информация? Оставьте комментарий, поделитесь статьей в соцсетях.
Лампа накаливания или светодиодная лампа? Выбираем между сохранением зрения и экономичностью
Долгие годы для бытового освещения использовались практически только лампы накаливания. После того, как для освещения, повсеместно, стали использоваться сначала газоразрядные, а затем и светодиодные лампы, встал вопрос о том, какой тип ламп лучше, экономичнее, надежнее, безопаснее. Сегодня поговорим и лампах накаливания и светодиодных лампах. Как они устроены, их плюсы и минусы при использовании в качестве источника света для бытового освещения.
Устройство и принцип действия ламп накаливания
Лампа накаливания — это источник света, который излучает световой поток в результате накала спирали (нити накаливания, нити накала), сделанной из тугоплавкого металла (в подавляющем большинстве случаев это вольфрам), через которую пропускается электрический ток. Нить накала находится в стеклянной колбе, заполненной инертным газом (или просто в вакууме в лампах малой мощности). Через электроды, удерживаемые в корпусе лампы штенгелем, на нить накала подается электрический ток. Световой поток, который излучает нить накала, по своей цветовой температуре близок к дневному, естественному освещению. Поэтому, при долгом нахождении или работе в помещении, которое освещается лампами накаливания, не возникает дискомфорта и усталости глаз.
Устройство и принцип действия светодиодных ламп
Конструкция светодиодных ламп намного сложнее, чем ламп накаливания. Если упрощенно, то источником света в таких лампах являются светодиоды, которые состоят из полупроводникового кристалла и оптической системы. Светодиоды находятся на монтажной плате. Драйвер светодиодной лампы обеспечивает питание светодиодов. Радиатор представляет собой систему охлаждения и отводит излишнее тепло. Рассеиватель (обычно из матового пластика) предназначен для более равномерного распределения световых потоков, излучаемых светодиодами.
Для понимания насколько эффективны, экономичны, надежны и безопасны лампы этих типов, необходимо будет сравнить некоторые из их параметров и характеристик.
Светоотдача
Светоотдача — это отношение излучаемого лампой светового потока к потребляемой мощности. Этот параметр показывает эффективность источника света. У ламп накаливания светоотдача около 10 лм/Вт. Т.е. такая лампа, при потребляемой мощности в 1 ватт, выдаст световой поток в 10 люменов. У светодиодных ламп данный параметр намного выше. В среднем это 70-100 лм/Вт. Например, для создания светового потока в 750 люменов, необходима лампа накаливания мощностью 75 Вт. Мощность же светодиодной лампы для создания такого же светового потока должна быть всего около 10 Вт!
Таблица соответствия мощности ламп накаливания и светодиодных ламп:
Теплоотдача
Помимо прямого своего назначения (как источник света), любые лампы нагреваются и выделяют во время работы тепло. Лампы накаливания нагреваются до 180-220 градусов, в то время, как светодиодные лампы, всего до 50 градусов.
КПД ламп показывает какой процент потребленной электроэнергии преобразуется в свет (световой поток). По этому параметру лампы накаливания вчистую проигрывают светодиодным лампам. Если у ламп накаливания КПД составляет около 10%, то у светодиодных ламп этот показатель достигает 90%!
Срок службы
Срок службы — это среднее время полноценной работы ламп до их выхода из строя. Этот показатель у светодиодных ламп в 50 раз выше, чем у ламп накаливания (50000 часов против 1000 часов). Правда следует сказать, что такой большой срок работы светодиодных ламп гарантируют лишь «известные и ответственные» производители. Если Вы приобретаете дешевую светодиодную лампу «ноунейм», то надо быть готовым к тому, что она может выйти из строй уже и через 200-300 часов работы, а может проработать и гораздо дольше («кот в мешке» с элементами «как повезет»).
Стоимость
Вот по этому показателю лампы накаливания «выигрывают» у светодиодных ламп. Если стоимость лампы накаливания в обычно варьируется в пределах от 12 до 80 рублей, то светодиодные лампы обойдутся от 60 до 3800 рублей!
Цветовая температура
У ламп накаливания цветовая температура (температура свечения) находится в пределах 2700-3000 градусов Кельвина (что соответствует нейтральному дневному свету). Выпускаемые светодиодные лампы имеют более широкий диапазон цветовых температур — примерно от 2500 до 6200 градусов Кельвина (от теплого белого света до холодного белого света).
Экономичность
Предположим, что мы купили лампу накаливания мощностью 60 Вт за 25 рублей и светодиодную лампу, мощностью 10 Вт, за 180 рублей. Обе лампы, в течение года, включаются ежедневно на 4 часа. За год работы в таком режиме потребление электроэнергии лампой накаливания составит 87,6 Квт*ч, а светодиодной лампой — 14,6 кВт*ч. Если стоимость 1 кВт*ч электроэнергии — 4,86 рубля, то год работы лампы, с учетом её покупки, для лампы накаливания обойдется потребителю в 450 рублей, а светодиодной в 250 рублей.
Негативное влияние на зрение
Это пожалуй единственный пункт, по которому лампы накаливания уверенно опережают светодиодные лампы и являются наиболее безопасными для зрения при долгом нахождении человека в помещении с искусственным освещением. Во-первых, лампы накаливания излучают теплый белый свет, который наиболее близок к дневному. Во-вторых, у них практически отсутствует пульсация, так как нить накала не успевает «остывать» при частоте переменного тока в 50 Герц в электрических сетях. Светодиодные лампы негативно влияют на зрение и работоспособность за счет чрезмерной пульсации, спектра излучаемого света (слишком белый и холодный, а длительное воздействие света, сине-голубого диапазона, наносит вред сетчатой оболочке человеческого глаза) и, соответственно, искажением оттенков окружающих предметов. Всё это негативно влияет на зрение и приводит к быстрой утомляемости при искусственном освещении помещения светодиодными лампами.
Подводя итог, необходимо перечислить основные плюсы и минусы ламп накаливания и светодиодных ламп:
Плюсыламп накаливания
Минусы ламп накаливания
Плюсы светодиодных ламп
Минусы светодиодных ламп
Какие лампы, накаливания или светодиодные, использовать для освещения в быту, это индивидуальный и осознанный выбор каждого. Для кого-то основным критерием выбора может стать экономичность и надежность светодиодных ламп, а кто-то выберет лампы накаливания, минимизируя, тем самым, негативное воздействие на глаза искусственного освещения в помещении.
Пожаловаться на комментарий
38 комментариев
Добавить комментарий
Лампы накаливания нагреваются до 180-220 градусов, в то время, как светодиодные лампы, всего до 50 градусов.
Этот показатель у светодиодных ламп в 50 раз выше, чем у ламп накаливания (50000 часов против 1000 часов). Правда следует сказать, что такой большой срок работы светодиодных ламп гарантируют лишь «известные и ответственные» производители.
Полная фигня и ложь!
Хоть раз трогали светодиодку, поработавшую хотя бы несколько часов? Видимо нет.
Сейчас даже известные бренды нифига по сути не гарантируют- и это крайне неприятно!
лампы накаливания излучают теплый белый свет, который наиболее близок к дневному
Во-первых, нейтральный днеыной свет это не 2700 — 3000К, а в районе 4000-5000 в зависимости от состояния атмосферы. Температура свечения самого солнца 6000К. Более теплым свет становится благодаря атмосфере. Негативное воздействие от света светодиодов имеет место. Это связано с тем, что диоды излучают свет в агрессивном голубом диапазоне. Этот свет попадает на желтое напыление люминофора на поверхности диода. Голубые лучи ионизируют люминофор и тот сам начинает светить в тем светом, который более привычен глазу. Но это не значит, что весь световой поток голубого света теряется на люминофоре. Часть этого потока спокойно проходит через слой люминофора и идет дальше. Что хорошо видно на спектральной линии, которую на этих лампах часто рисуют. Драйверы без пульсаций легко создаются. Пульсируют только те лампы, на которых производитель решил сэкономить. Я мерял осциллографом выходное напряжение на всех типах драйверов. И линейные есть без пульчюсаций и импульсные и шим. Качественная архитектура и выходной фильтр все вопросы решают. Лампа накаливания имеет более близкий спектр свечения к солнечному. Не температуру свечения, а именно спектр. Это разные понятия. Всем добра
о этому параметру лампы накаливания вчистую проигрывают светодиодным лампам. Если у ламп накаливания КПД составляет около 10%, то у светодиодных ламп этот показатель достигает 90%!
Лампы накаливания: виды и основные характеристики.
Человек постоянно пытается продлить световой день, освещая свое жилище в темное время суток. Началось это еще на заре цивилизации и продолжается по сей день. Осветительные приборы прошли эволюционный путь от примитивной лучины, до высокопроизводительной электролампочки. Родительницей электроосвещения стала лампа накаливания, патент на которую был получен еще в середине XIX века. И хотя инновационные осветительные ресурсы активно завоевывают рынок, но все равно добрая старая «лампочка Ильича» остается достаточно востребованной.
Принцип действия и особенности конструкции
При нагреве до определенной температуры металл начинает светиться. Это свойство и используется в лампах накаливания. При этом пришлось решить несколько проблем, которые препятствовали созданию эффективного осветительного элемента. Во-первых, нужно было подобрать материал, который при накаливании не расплавится. В результате спираль изготавливается из вольфрама – самого дешевого из тугоплавких металлов. Во-вторых, процесс нагрева ускоряет окислительные процесс, который оказывает негативное влияние на состояние металла. Значит, необходимо было предотвратить контакт раскаленной спирали с кислородом, т. е. с воздухом.
В результате получилась конструкция лампы, которая преодолевает все проблемы и в то же время поражает своей простотой:
Из колбы откачивают воздух и заполняют ее инертным газом либо оставляют вакуумную среду. Этим решается проблема окисления. Проходя через вольфрамовую спираль, электрический ток разогревает ее. Причем происходит это незаметно для человеческого глаза и световой поток в результате накала проводника распространяется практически мгновенно.
Применяемые в лампах накаливания материалы
При изготовлении ламп накаливания используются разные материалы. Регулируется производство соответствующими статьями ГОСТа, в которых прописаны все необходимые требования – от размеров, до требований безопасности.
Металлы
В лампе накаливания присутствуют металлические детали – спираль и держатели. Нить накаливания чаще всего производят из вольфрама – тугоплавкого металла с температурой плавления до 3400°С. Значительно реже для спирали используют осмий и рений. При включении в сеть температура нити накала достигает 2000-2800°С. Ножки должны выдерживать высокую температуру и иметь низкий показатель теплового расширения, поэтому их делают из молибдена, который соответствует выдвигаемым требованиям.
Вводы
В этом осветительном элементе металлическими так же будут и контакты, по которым ток из сети будет передаваться на рабочую зону. Одним контактом выступает алюминиевый цоколь, к которому изнутри крепится проволока, выходящая к электроду (чаще всего, никелевому). Второй контакт располагается на донышке цоколя и отделяется от основного корпуса изолятором.
Стекла
В лампе накаливания колба производится из обычного прозрачного стекла. Встречаются виды из матового стекла, которое рассеивает свет, делая его мягче. Бывают особые модели в цветных колбах или с зеркальным напылением.
Для предотвращения образования окиси и сгорания вольфрама колбу лампы наполняют инертным (химически неактивным) газом – аргон, ксенон, криптон или азот. Бывают вакуумные виды. Кроме относительного повышения срока службы, подобные модели имеют минимальную теплоотдачу.
Характеристики
Лампы накаливания характеризуются такими величинами:
Виды и характеристики ламп накаливания достаточно разнообразны. Это обуславливает их популярность и распространенность в различных производственных и бытовых сферах.
Разновидности ламп накаливания
Классифицируются лампы накаливания исходя из их конструкционных особенностей и сферы применения.
Общего и местного назначения – самая многочисленная группа. Лампы общего вида используются при организации основного освещения бытовых, промышленных и общественных помещений. Основным отличием устройств местного назначения является пониженное напряжения источника питания. Поэтому чаще всего их используют в переносных светильниках, для освещения рабочего места и т. д.;
Декоративные отличаются разнообразием размеров, форм и расположением спирали. Такие лампы накаливания обрели популярность в последнее время благодаря неординарному внешнему виду. Чаще всего их используют в дизайн-проектах в качестве декоративного элемента.
Иллюминационные виды ламп накаливания отличаются небольшим рабочим напряжением. Как правило, у них цветная колба, окрашенная изнутри (реже снаружи) неорганическим пигментом. Палитра красок самая разнообразная и зависит от цели использования. Чаще всего применяются в иллюминационных устройствах. Но эффективная цветопередача сохраняется недолго – под воздействием высокой температуры пигмент «выгорает» и теряет первоначальную яркость.
Сигнальные постепенно становятся историей. Все чаще их заменяют светодиодные элементы. Разрабатывался этот вид ламп накаливания для разнообразных светосигнальных устройств.
Зеркальные имеют колбу своеобразной формы. Ее разрабатывали с таким расчетом, чтобы световой поток имел определенную направленность. Препятствует рассеиванию и способствует фокусировке специальное алюминиевое покрытие. Оно наносится изнутри, оставляя не закрашенным определенный участок колбы (как правило верхний), через который и будет выходить луч света. Используется в местах где необходимо организовать направленное освещение.
Транспортные лампы используются в самых разнообразных ТС. Их конструкция и технические характеристики соответствуют условиям эксплуатации. Такие осветительные элементы отличаются повышенной прочностью и вибрационной устойчивостью. Устройство цоколя позволяет быстро сменить вышедшую из строя лампу на новую. Рассчитаны на работу от электросети транспортного средства. Основные виды таких элементов используются в осветительных приборах авто- и мототранспорта, на тракторной технике, самолетах и вертолетах, на морских и речных судах.
Отдельно в этой категории стоят двухнитевые лампы накаливания. В них имеются две спирали, что позволяет в некоторых ситуациях использовать вместо двух один элемент освещения. Например, фары автомобиля (переключение с ближнего на дальний или с габаритов на стоп-сигналы), ж/д светофоры и т. д.
Отдельную группу составляют галогенные лампы накаливания. Использование галогенов позволило значительно уменьшить габариты конструкции при повышении светоотдачи. По этой технологии изготавливаются элементы для общего освещения, инфракрасных облучателей, кино- и телеоборудования, прожекторов и пр.
Сфера использования
Лампы накаливания используются в самых различных сферах жизнедеятельности человека. Трудно даже представить место или устройство, где бы они не применялись. Начиная от обычного бытового освещения жилых помещений, до организации световой сигнализации, от карманного фонарика, до мощнейших военных прожекторов. И хотя современные технологии не стоят на месте предлагая все новые источники освещения, но во многих случаях «классические» лампочки не имеют равноценной замены. Подобная популярность вполне объяснима – они недороги, просты в монтаже и эксплуатации.
Маркировка
В маркировке ламп накаливания используются буквенные и цифровые обозначения. Состоит она из четырех частей:
Зная особенности маркировки продукции можно без труда подобрать необходимый для конкретных условий эксплуатации вид.
Достоинства и недостатки ламп накаливания
Лампы накаливания имеют как достоинства, так и недостатки. К основным минусам относится низкий коэффициент полезного действия. Для источников света под КПД подразумевается отношение интенсивности видимого светового потока к мощности, потребляемой для его производства. Его уровень не превышает 15% при температуре накала 3126°С. Но срок службы устройства при этом составляет всего несколько часов. При снижении нагрева эксплуатационный период повышается, но снижается КПД. При 2427°С коэффициент полезного действия составляет всего 5%, но светит такая лампочка на протяжении около 1000 часов. (Расчеты взяты для обычной грушевидной лампы накаливания мощностью 60 Вт). Это значит, что львиная доля энергии уходит в тепло (инфракрасное излучение), и только незначительная часть переходит в видимый для человеческого глаза спектр.
Еще имеются и такие недостатки у ламп накаливания:
Но все эти недостатки перекрываются многочисленными достоинствами:
Благодаря этим достоинствам лампы накаливания остаются лидерами продаж в сегменте осветительных элементов.
