Дизайн, технически параметри и видове лампи с нажежаема жичка

  • Електрическа мрежа

Лампа с нажежаема жичка - първото електрическо осветително устройство, което играе важна роля в човешкия живот. Тя позволява на хората да се занимават с бизнеса си независимо от времето на деня.

В сравнение с други източници на светлина, такова устройство се характеризира с простота на дизайна. Светлинният поток се излъчва от волфрамова нишка, разположена вътре в стъклена колба, чиято кухина се напълва с дълбок вакуум. В бъдеще, за да се увеличи издръжливостта, вместо вакуум, в колбата бяха изпомпани специални газове - така се появиха халогенните лампи. Волфрамът е топлоустойчив материал с висока точка на топене. Това е много важно, защото, за да може даден човек да види блясъка, конецът трябва да е много горещ поради тока, преминаващ през него.

История на творението

Интересното е, че първите лампи не използват волфрам, а редица други материали, включително хартия, графит и бамбук. Ето защо, въпреки факта, че всички лаври за изобретението и подобряването на лампата с нажежаема жичка принадлежат на Едисън и Лодигън, не е правилно да се приписват на всички тези качества само на тях.

Няма да пишем за неуспехите на отделните учени, но ще дадем основните насоки, на които мъжете от онова време полагаха усилия:

  1. Търсенето на най-добрия материал за нажежаемата жичка. Необходимо е да се намери такъв материал, който да е едновременно устойчив на огън и да се характеризира с висока устойчивост. Първата нишка е създадена от бамбукови влакна, които са покрити с тънък слой графит. Бамбукът действа като изолатор, графитът действа като проводима среда. Тъй като слоят е малък, устойчивостта нараства значително (според изискванията). Всичко е наред, но дървесната база на въглищата доведе до бързо запалване.
  2. След това изследователите обмислят как да създадат условия за най-строг вакуум, защото кислородът е важен елемент за процеса на горене.
  3. След това е необходимо да се създадат разглобяеми и контактни компоненти на електрическата верига. Задачата беше усложнена от използването на слой от графит, характеризиращ се с висока устойчивост, затова учените трябваше да използват благородни метали - платина и сребро. Това увеличава проводимостта на тока, но цената на продукта е твърде висока.
  4. Трябва да се отбележи, че Едисонската резба е използвана за този ден - маркира E27. Първите начини за създаване на контакт включват спояване, но в тази ситуация днес е трудно да се говори за бързо подменящи се крушки. И със силна топлина подобни съединения бързо се разпадат.

Днес популярността на такива лампи пада експоненциално. През 2003 г. амплитудата на захранващото напрежение се увеличи с 5% в Русия, като този параметър вече е 10%. Това доведе до намаляване на живота на лампата с нажежаема жичка 4 пъти. От друга страна, ако напрежението се върне на еквивалентната стойност надолу, изходът на светлинния поток ще бъде значително намален - до 40%.

Спомнете си за курса на обучение - дори и в училище, учител по физика създаде експерименти, демонстрирайки как блясъкът на лампата се увеличава, тъй като амперажът на тока, който отива на волфрамовата нишка, се увеличава. Колкото по-голяма е амперажът, толкова по-голяма е емисия на радиация и повече топлина.

Принцип на действие

Принципът на действие на лампата се основава на силното нагряване на спиралата, дължащо се на преминаващия през нея електрически ток. За да може материалът в твърдо състояние да излъчва червена светлина, температурата му трябва да достигне 570 градуса. Целзий. Радиацията ще бъде приятна за очите на човек, само когато този параметър се увеличи с 3-4 пъти.

Малко материали се характеризират с такава рефрактерност. Поради ценовата политика на достъпна цена, изборът беше направен в полза на волфрам, чиято точка на топене е 3400 градуса. Целзий. За да се увеличи площта на светлинното лъчение, волфрамовите нишки се усукват в спирала. По време на работа може да се загрее до 2800 градуса. Целзий. Цветната температура на такова лъчение е 2000-3000 К, което дава жълтеникав спектър - несравним с деня, но в същото време не оказва отрицателно въздействие върху зрителните органи.

Веднъж във въздушната среда волфрамът се окислява бързо и се свива. Както бе споменато по-горе, вместо вакуум стъклена колба може да се напълни с газове. Говорим за инертен азот, аргон или криптон. Това позволява не само да се увеличи издръжливостта, но и да се увеличи силата на светене. Животът е повлиян от факта, че налягането на газа предотвратява изпарението на волфрамовите нишки поради високата температура на запалването.

структура

Една обикновена лампа се състои от следните структурни елементи:

  • Флакон;
  • вакуум или инертен газ, инжектиран в него;
  • нишки;
  • електроди - токови проводници;
  • куки, необходими за задържане на спиралата;
  • крак;
  • предпазител;
  • основа, състояща се от корпус, изолатор и контакт на дъното.

В допълнение към стандартните версии на проводника, стъклен съд и заключения, има лампи за специални цели. Вместо капачката се използват други държачи или се добавя допълнителна колба.

Предпазителят обикновено се изработва от сплав от ферит и никел и се поставя в пролуката на една от текущите изводи. Често се намира в крака. Основната му цел е да предпази крушката от унищожаване в случай на счупване на резбата. Това се дължи на факта, че ако се счупи, се образува електрическа дъга, което води до топене на остатъците от проводници, които попадат в стъклена колба. Поради високата температура, тя може да избухне и да предизвика пожар. Въпреки това, в продължение на много години се оказа ниската ефективност на предпазителите, така че те бяха по-рядко използвани.

Колбата

Използва се стъклен съд за защита на спиралата от окисляване и унищожаване. Общите размери на колбите се избират в зависимост от скоростта на отлагане на материала, от който е направен проводникът.

Газова среда

Ако по-ранните крушки с нажежаема жичка са били напълнени с вакуум, но днес този подход се използва само за източници на ниска мощност. По-мощните устройства се пълнят с инертен газ. Молната маса на газа влияе върху излъчването на топлина от нишката.

Халогени се инжектират в колбата с халогенни лампи. Веществото, с което е покрита нишката, започва да се изпарява и взаимодейства с халогените, намиращи се вътре в съда. В резултат на реакцията се образуват съединения, които се разпадат отново и веществото се връща към повърхността на нишката. Това даде възможност да се повиши температурата на проводника, като се увеличи ефективността и продължителността на живот на продукта. Също така, този подход позволяваше колбите да станат по-компактни. Липсата на дизайн е свързана с първоначално ниското съпротивление на проводника при прилагане на електрически ток.

спиралата

Формата на спиралата може да бъде различна - изборът в полза на едната или другата е свързан със спецификата на електрическата крушка. Често те използват нишка с кръгло напречно сечение, усукана в спирала, много по-рядко - лентови проводници.

Модерната лампа с нажежаема жичка се захранва от волфрамова или осмиева волфрамова сплав. Вместо обичайните спирали, спиралата на спиралата и триспиролите могат да се въртят, което стана възможно благодарение на многократното усукване. Последното води до намаляване на топлинното излъчване и повишаване на ефективността.

Технически спецификации

Интересно е да се наблюдава зависимостта на светлинната енергия и мощността на лампата. Промените не са линейни - до 75 W, увеличението на светлината се увеличава, а когато се превишава, намалява.

Едно от предимствата на тези източници на светлина е еднородното осветление, тъй като в почти всички посоки светлината се излъчва с еднаква интензивност.

Друго предимство, свързано с пулсирането на светлината, което при определени стойности води до значително умора на окото. Нормалната стойност е коефициентът на вълнение, който не надвишава 10%. За лампите с нажежаема жичка максималният параметър е 4%. Най-лошата фигура - за продукти с капацитет от 40 вата.

Сред всички налични електрически устройства за осветление лампите с нажежаема жичка се загряват повече. Повечето от тока се превръщат в топлинна енергия, така че устройството изглежда по-скоро като нагревател, отколкото източник на светлина. Ефективността на светлината е в диапазона от 5 до 15%. По тази причина законът уточнява някои правила, забраняващи например употребата на крушки с нажежаема жичка над 100 вата.

Обикновено за осветяване на една стая има достатъчно лампи за 60 вата, което се характеризира с ниска топлина.

При разглеждането на емисионния спектър и сравняването му с естествената светлина могат да се направят две важни точки: светлинният поток на такива лампи съдържа по-малко синьо и по-червена светлина. Резултатът обаче се счита за приемлив и не води до умора, какъвто е случаят с дневните източници.

Параметри на ефективността

При работа с крушки с нажежаема жичка е важно да се обмислят условията за тяхното използване. Те могат да се използват на закрито и на открито при температура най-малко -60 и най-много +50 градуса. Целзий. В същото време влажността на въздуха не трябва да превишава 98% (+20 градуса по Целзий). Устройствата могат да работят в една и съща схема с димери, предназначени да контролират излъчването на светлина, като променят интензитета на светлината. Това са евтини продукти, които могат да бъдат заменени независимо от неквалифициран човек.

Съществуват няколко критерия за класификация на крушките с нажежаема жичка, които ще бъдат разгледани по-долу.

В зависимост от ефективността на осветлението крушките с нажежаема жичка са (от най-лошото до най-доброто):

  • вакуум;
  • аргон или азот-аргон;
  • криптон;
  • Ксенон или халоген с инсталиран инфрачервен рефлектор вътре в лампата, което повишава ефективността;
  • с покритие, предназначено да превърне инфрачервеното лъчение в видим спектър.

Има много повече сортове лампи с нажежаема жичка, свързани с функционалните цели и дизайнерските характеристики:

  1. Обща цел - през 70-те години. през миналия век те са били наричани "нормални осветителни лампи". Най-често срещаната и многобройна категория - продукти, използвани за общо и декоративно осветление. От 2008 г. освобождаването на такива източници на светлина е значително намалено, което се свързва с приемането на множество закони.
  2. Декоративна цел. Колби от такива продукти се изработват под формата на елегантни фигури. Най-често срещаните са стъклени съдове с форма на свещ с диаметър до 35 mm и сферични (45 mm).
  3. Местна цел. По проект те са идентични с първата категория, но те се захранват от намалено напрежение - 12/24/36/48 V. Те обикновено се използват в преносими осветителни тела и устройства, които осветяват работни дъски, металообработващи машини и др.
  4. Осветление с оцветени колби. Често мощността на продуктите не надвишава 25 W, а за боядисване вътрешната кухина е покрита с слой неорганичен пигмент. Много по-рядко можете да намерите източници на светлина, външната част на която е боядисана с цветен лак. В този случай пигментът бързо избледнява и се разпада.
  1. SLR. Колбата се изработва в специална форма, която е покрита с отразяващ слой (например чрез разпрашаване на алуминий). Тези продукти се използват за преразпределяне на светлинния поток и подобряване на ефективността на осветлението.
  2. Сигнал. Те са инсталирани в продукти за светлинна сигнализация, предназначени за показване на всякаква информация. Те се характеризират с ниска мощност и са предназначени за непрекъсната работа. Към днешна дата, практически безполезни поради наличието на светодиоди.
  3. Транспорт. Друга широка категория лампи, използвани в превозните средства. Характеризира се с висока якост, устойчивост на вибрации. Те използват специална основа, гарантираща здрава монтаж и възможност за бързо заместване при затруднено положение. Може да яде от 6 V.
  4. Searchlight. Източници на светлина с висока мощност до 10 кВт, характеризиращи се с висока светлинна ефективност. Спиралата се вписва компактно, за да осигури по-добър фокус.
  5. Лампи, използвани в оптични устройства - например филмови проекции или медицинско оборудване.

Специални лампи

Съществуват и по-специфични видове крушки с нажежаема жичка:

  1. Разпределителна табла - подкатегория сигнални лампи, използвани в разпределителни табла и изпълняващи функцията на индикатори. Това са тесни, продълговати и малки продукти с паралелни контакти от гладък тип. Поради това могат да бъдат поставени в бутоните. Маркиран като "KM 6-50". Първото число показва напрежението, а втората - ампераж (mA).
  2. Преизчисление или фотолампа. Тези продукти се използват във фотографското оборудване за нормализирания принудителен режим. Характеризира се с висока светлинна ефективност и цветна температура, но с кратък експлоатационен живот. Силата на съветските лампи достигна 500 вата. В повечето случаи колбата е омазнена. Днес почти не се използва.
  3. Проекция. Използва се в шрайбпроектори. Висока яркост.

Двойна лампа се предлага в няколко разновидности:

  1. За автомобили. Една нишка се използва за преминаване, а другата - за основния лъч. Ако разгледаме лампата за задните светлини, нишките могат да се използват съответно за спирачната и страничната светлина. Допълнителен екран може да отреже лъчите, които на късите светлини могат да заслепят насрещните автомобили.
  2. За самолети. В светлината за приземяване една нишка може да се използва за малка светлина, а другата - за голяма, но изисква външно охлаждане и краткотрайна работа.
  3. За железопътните светофари. За подобряване на надеждността са необходими две нишки - ако някой изгори, другият ще свети.

Продължаваме да разглеждаме специални крушки с нажежаема жичка:

  1. Фар лампа - трудно решение за мобилни обекти. Използва се в автомобилната и аеронавтиката.
  2. Ниска инерция. Съдържа тънка нишка. Използва се в системи за запис от оптичен тип и в някои видове фототелеграфия. Днес тя се използва рядко, тъй като има повече модерни и подобрени светлинни източници.
  3. Отопление. Използва се като източник на топлина в лазерни принтери и копирни машини. Лампата е с цилиндрична форма, фиксирана в въртящ се метален вал, към която е поставена хартия с тонер. Валът прехвърля топлината, което причинява разпространението на тонера.

Електрическият ток в лампите с нажежаема жичка не се превръща само в видима светлина за очите. Едната част отива на радиация, другата се трансформира в топлина, третата - на инфрачервена светлина, която не е фиксирана от визуалните органи. Ако температурата на проводника е 3350 К, ефективността на лампа с нажежаема жичка ще бъде 15%. Една обикновена лампа с мощност 60 W с температура 2700 К се характеризира с минимална ефективност от 5%.

Ефективността се подобрява от степента на отопление на проводниците. Но колкото по-високо е нагряването на нажежаемата жичка, толкова по-кратък е експлоатационният й живот. Например, при температура от 2700 K светлинната крушка ще свети за 1000 часа, 3400 К - няколко пъти по-малко. Ако увеличите захранващото напрежение с 20%, светлината ще се удвои. Това е ирационално, тъй като животът ще бъде намален с 95%.

Плюсове и минуси

От една страна, крушките с нажежаема жичка са най-достъпните източници на светлина, от друга страна, те се характеризират с множество недостатъци.

  • ниска цена;
  • няма нужда от екстри;
  • лекота на използване;
  • удобна цветна температура;
  • устойчивост на висока влажност.
  • нестабилност - 700-1000 часа при спазване на всички правила и препоръки за употреба;
  • лоша светлина - ефективност от 5 до 15%;
  • крехка стъклена колба;
  • възможност за експлозия при прегряване;
  • висока опасност от пожар;
  • паданията на напрежението значително съкращават полезния живот.

Как да увеличите експлоатационния живот

Има няколко причини, поради които животът на тези продукти може да бъде намален:

  • напрежение капки;
  • механични вибрации;
  • висока температура на околната среда;
  • прекъсване на връзката в окабеляването.

Ето някои съвети за удължаване живота на крушките с нажежаема жичка:

  1. Изберете продукти, които са подходящи за обхвата на мрежовото напрежение.
  2. Извършвайте движението стриктно в изключено състояние, защото продуктът ще се провали поради най-малките вибрации.
  3. Ако лампите продължават да се изгарят в една и съща касета, тя трябва да бъде подменена или ремонтирана.
  4. Когато работите по кацане, добавете диод към електрическата верига или свържете два лампи с една и съща мощност паралелно.
  5. За да прекъснете веригата на захранването, можете да добавите устройство за гладко превключване.

Технологиите не стоят неподвижни, те постоянно се развиват, така че днес традиционните светещи лампи са заменени от по-икономични и издръжливи светодиодни, флуоресцентни и енергоспестяващи източници на светлина. Основните причини за изпускането на крушки с нажежаема жичка остават присъствието на по-слабо развитите страни от технологична гледна точка, както и добре установената продукция.

За да придобиете такива продукти днес е възможно в няколко случая - те се вписват добре в дизайна на къща или апартамент или ви харесват мекия и удобен спектър на тяхното излъчване. Технологично - това е дълъг остарели продукт.

Оценка на структурните елементи и техническите характеристики на лампите с нажежаема жичка

Сред изкуствените източници на осветление най-масивните са крушките с нажежаема жичка. Навсякъде, където има електрически ток, е възможно да се открие преобразуването на неговата енергия в светлинна енергия, а за тази цел почти винаги се използват лампи с нажежаема жичка. Ще разберем как и какво блестят и какви са те.

Принципът на действие и дизайнерските характеристики

  1. Телесна топлина

Общият принцип на лампата с нажежаема жичка е силното загряване на тялото на нажежаемата жичка с поток от заредени частици. За да се излъчи спектър, който е видим за човешкото око, температурата на светлинния обект трябва да достигне 570 ° C, т.нар. червена радиация и за удобно осветление на околния район, за да надвиши тази стойност с 4-5 пъти.

Най-високата точка на топене сред металите принадлежи на волфрам (3410 ° C), поради което волфрамов тел, навит на спирала, се използва като тяло на нажежаема жичка, за да се намали заетия обем, като същевременно се поддържа площта на излъчването.

Температурата на спиралата в нажежаемата лампа в режим на включване е 2000-2800 ° C, което съответства на температура на цвета от 2200-3000 К или на топъл жълтеникав спектър. Въпреки че е по-слаб от деня, чиято цветна температура е около 5700К, но през нощта, и това е основният период на експлоатация на лампите с нажежаема жичка, жълтата светлина е за предпочитане при хората.

За да се предотврати окисляването на волфрам, тялото на нишките се поставя в запечатан стъклен съд, напълнен с инертен газ. Като правило, това е аргон, понякога азот или криптон. При постоянно нагряване волфрамът се изпарява с течение на времето, а инертните газове създават налягане, за да предотвратят това и да увеличат живота на лампата.

Друго изпълнение на различни дизайнерски решения е използването на LED ленти. Как да инсталирате този тип осветление със собствените си ръце, разкажете интересна статия.

В стъклената колба, в която електродите са свързани чрез запечатана основа, се монтира стъклен държач. Държачи на куки, които са в пряк контакт с волфрамова серпентина, са изработени от молибден.

  • База с нажежаема лампа

    Базата е също структурен елемент, присъщ на всички лампи с нажежаема жичка, с изключение на специализираните автомобилни лампи. В Русия, както и в Европа, битовите лампи имат стандартна винтова основа Edison в три стандартни размера: E14, E27 и E40. Във Великобритания, капачки с резба се използват върху байонета, докато в Съединените щати и Канада различен диаметър на резбовата връзка: E12, E17, E26, E39.

    • B - Биспирално, пълнене с аргон
    • BK - Бипидичен, криптонов пълнеж
    • B - Вакуум
    • G - пълнене с газ, пълна с аргон
    • DS, DS - Декоративни лампи
    • PH - различни цели
    • А - Абазхур
    • Б - Усукана форма
    • D - Декоративна форма
    • E - С винтова основа
    • E27 - версия на базата
    • Z - огледало
    • ZK - Концентрираното разпределение на светлината на огледалната лампа
    • ZSH - Широко разпространение на светлина
    • 215-230V - Мащаб на препоръчителните напрежения
    • 75 W - Консумация на електроенергия

    Видове лампи с нажежаема жичка и тяхната функционална цел

    1. Лампи с нажежаема жичка за обща употреба

    Според функционалната си цел най-често срещаните крушки с нажежаема жичка (LON). Всички продукти, произведени в Русия, трябва да отговарят на изискванията на ГОСТ 2239-79. Те се използват за външно и вътрешно, както и за декоративно осветление в битови и индустриални мрежи с напрежение 127 и 220 V и честота 50 Hz.

    Характеристика на LON с ниска мощност (до 25 W) е въглеродната нишка, използвана като тяло на нишката. Тази остаряла технология е използвана в първите "електрически крушки на Илич" и е запазена само тук.

    Лампите с нажежаема жичка са много по-мощни от другите видове и са предназначени за насочено осветление или доставка на светлинни сигнали на дълги разстояния. Според GOST те са разделени на три групи: лампи за прожектиране на филми (GOST 4019-74), за проектори за общо предназначение (GOST 7874-76) и фаровете за лампи (GOST 16301-80).

    За оборудването на електрическите мрежи на жилищните помещения с помощта на безопасност е необходимо да се направи избор между инсталирането на RCD или diphavtomat. Полезна статия може да помогне. Можете да инсталирате difavtomat няколко метода, за които можете да прочетете тук.

    Тялото на нажежаемата жичка в прожекторите е по-дълго и в същото време се намира по-компактно, за да се подобри общата яркост и след това да се фокусира светлинният поток. Задачата за фокусиране се решава чрез специални фокусирани капачки, предвидени в някои модели, или оптични лещи в дизайна на прожекторите и маяците.

    Максималната мощност на прожекторите в Русия днес е 10 кВт.

  • Лампи с нажежаеми огледала

    Огледалните крушки с нажежаема жичка се отличават със специален дизайн на крушката и отразяващ алуминиев слой. Светлината водеща част на крушката е изработена от матирано стъкло, което прави светлината мека и изглажда контрастиращите сенки от предмети. Такива лампи са маркирани с индекси, обозначаващи вида на светлинния поток: ЗК (концентрирано разпределение на светлината), ЗС (средно разпределение на светлината) или ЗШ (широко разпределение на светлината).

    Тази група също така включва неодимови лампи, разликата от които се състои в добавяне на неодимов окис към формулата на състава, от която се издухва стъклената колба. Поради това част от жълтия спектър се абсорбира и температурата на цвета се премества в района на по-ярка бяла светлина. Това позволява използването на неодимови лампи в интериорното осветление за по-голяма яркост и запазване на цветовете в интериора. Буквата "Н" е добавена към индекса на неодимовата лампа.

    Характеристиките на халогенните крушки с нажежаема жичка осигуряват присъствието на бромни или йодо-халогенни съединения в газовата колба. Този нюанс на средата, в която е разположено тялото с нажежаема жичка, позволява изпарените волфрамови молекули да реагират с буферния газ и да се утаят отново върху повърхността на спиралата след термичното разлагане на нестабилното съединение.

    Благодарение на този цикъл на заглушаване халогенните лампи могат да издържат на по-голямо нагряване на спиралата и поради това излъчват повече бяла светлина, вече около 3000 К, а също имат по-голям живот, средната стойност на която е 2000 часа.

  • Преди да определите какъв вид нажежаема лампа имате нужда, струва си да проучите характеристиките и етикетирането на съществуващите видове. С цялото си разнообразие е необходимо точно да разберете целта на лампата да бъде избрана и как и къде ще бъде използвана. Несъответствието на характеристиките на задачите на лампата, за които е закупено, може да доведе не само до ненужни разходи, но и да доведе до аварийни ситуации, до повреда на захранването и пожар.

    Устройство с нажежаема лампа

    Дата на публикуване: 20 юни 2015 г.

    Устройство и предназначение на основните части на лампи с нажежаема жичка

    Анализирайки структурата на лампата с нажежаема жичка (Фигура 1, а), откриваме, че основната част от нейната структура е нажежаемата маса 3, която се нагрява от действието на електрически ток до появата на оптично излъчване. Принципът на лампата всъщност се основава на това. Закрепването на тялото на нажежаемата жичка вътре в лампата се осъществява с помощта на електроди 6, които обикновено държат своите краища. Чрез електродите електрическият ток се подава и към тялото на топлината, т.е. те са и вътрешни връзки на терминалите. При недостатъчна стабилност на топлината на тялото, използвайте допълнителни държачи 4. Държачи чрез запояване, монтирани върху стъклена пръчка 5, наречена щаб, която има удебеляване в края. Штабик е свързан със сложен детайл от стъкло - крака. Краката, показана на фигура 1Ь, се състои от електроди 6, малка плоча 9 и пинго 10, което е куха тръба, през която се изпомпва въздухът от лампата. Общата връзка между междинните клеми 8, главата, плочата и пинтата е лопатка 7. Свързването се осъществява чрез топене на стъклените части, през което се осъществява изпускателен отвор 14, свързващ вътрешната кухина на екстракционната тръба с вътрешната кухина на лампата. За подаване на електрически ток към нажежаемата жичка през електродите 6 се използват междинен 8 и външни изводи 11, свързани помежду си чрез електрическо заваряване.

    Фигура 1. Устройството за електрическа лампа с нажежаема жичка (а) и краката му (б)

    Стъклена колба 1 се използва за изолиране на топлинното тяло, както и на други части от крушката, от вътрешната кухина на колбата, а вместо това се изпомпва инертен газ или газова смес 2 и краят на пръта се нагрява и запечатва.

    За захранване с електрически ток на лампата и за монтирането му в електрически патрон, лампата е снабдена с основа 13, която е закрепена към гърлото на колбата 1 посредством основен мастик. Запалете лампата 12 на съответните места в основата.

    Разпределението на светлината на лампата зависи от това как се намира тялото на нажежаемата жичка и от каква форма е необходимо. Но това се отнася само за лампи с прозрачни колби. Ако си представим, че нажежаемата жичка е еднакво ярък цилиндър и издава светлината, излъчваща се от нея, в равнина, перпендикулярна на най-голямата повърхност на светлинната нишка или спирала, тогава максималната интензивност ще бъде върху нея. Ето защо, за да се създадат необходимите посоки на силите на светлината, в различни конструкции на лампите, нишките се дават на определена форма. Примерите за форми на нишките са показани на фигура 2. Директната нежелана нишка в съвременните лампи с нажежаема жичка почти никога не се използва. Това се дължи на факта, че с увеличаване на диаметъра на нажежаемото тяло загубите на топлина чрез пълнене на газа намаляват.

    Фигура 2. Дизайнът на топлината на тялото:
    a - лампа за прожекция за високо напрежение; b - лампа за прожектиране с ниско напрежение; в - осигуряване на равен ярък диск

    Голям брой тела се разделят на две групи. Първата група включва лампи с нажежаема жичка, използвани в лампи с общо предназначение, чийто дизайн първоначално е замислен като източник на радиация с еднакво разпределение на светлинния интензитет. Целта на проектирането на такива лампи е да се постигне максимална светлинна мощност, която се постига чрез намаляване броя на държачите, през които нишката се охлажда. Втората група включва т.нар. Плоски тела на топлина, които се извършват или под формата на паралелно разположени спирали (при високоволтови лампи с високо напрежение), или под формата на плоски спирали (при лампи с ниско напрежение с ниско напрежение). Първата конструкция се изпълнява с голям брой държачи от молибден, които са закрепени със специални керамични мостове. Дългата нишка е поставена във формата на кошница, като по този начин се постига голяма цялостна яркост. В лампите с нажежаема жичка, предназначени за оптични системи, телата на топлината трябва да са компактни. За да направите това, тялото на топлината се търкаля в скоба, двойна или тройна спирала. Фигура 3 показва кривите на интензитета на светлината, генерирани от сияещите тела с различни конструкции.

    Фигура 3. Светлинни криви на крушки с нажежаема жичка с различни светлинни тела:
    и - в равнината, перпендикулярна на оста на лампата; b - в равнината, преминаваща през оста на лампата; 1 - пръстеновидна спирала; 2 - прави биспирални; 3 - спирала, разположена на повърхността на цилиндъра

    Необходимите криви на светлинен интензитет на крушки с нажежаема жичка могат да бъдат получени чрез използване на специални колби с отразяващи или разсеяни покрития. Използването на отразяващи покрития върху крушката с подходяща форма ви позволява да имате значително разнообразие от криви на светлинния интензитет. Лампи с отразяващи покрития се наричат ​​огледални (Фигура 4). Ако е необходимо, да се осигури особено точно разпределение на светлината в огледалните лампи, които се използват при използване на крушки. Такива светлини се наричат ​​фарове. В някои проекти на крушки с нажежаема жичка има метални рефлектори, вградени в колбите.

    Фигура 4. Огледални крушки с нажежаема жичка

    Използва се в материали с нажежаема жичка

    метали

    Основният елемент на крушки с нажежаема жичка е тялото с нажежаема жичка. За производството на тялото на топлина най-подходящи за използване на метали и други материали с електронна проводимост. В този случай тялото ще се нагрява до необходимата температура чрез преминаване на електрически ток. Материалът на топлинното тяло трябва да отговаря на няколко изисквания: има висока точка на топене, пластичност, което ви позволява да дърпате проводници с различни диаметри, включително много малка, ниска степен на изпарение при работните температури, което води до висок експлоатационен живот и други подобни. Таблица 1 показва точката на топене на огнеупорните метали. Най-огнеупорният метал е волфрамът, който, заедно с висока степен на пластичност и ниска степен на изпарение, осигурява широкото му използване като светещо тяло за лампи с нажежаема жичка.

    Точка на топене на метали и техните съединения

    3887
    3877
    3527
    3427
    3127
    2867
    2857
    2687
    2557
    2377
    2267

    3087
    2977
    2927
    2727

    Скоростта на изпарение на волфрам при температури 2870 и 3270 ° C е 8,41 × 10-10 и 9,95 × 10-8 kg / (cm² × s).

    От други материали ренийът може да се счита за обещаващ, чиято точка на топене е малко по-ниска от тази на волфрама. Ренийът реагира добре на обработката в загрято състояние, е устойчив на окисляване, има по-ниска скорост на изпарение от волфрам. Има чуждестранни публикации за приемането на лампи с волфрамова нишка с добавки на рений, както и за покриване на нишката с слой от рений. От неметалните съединения е интересен танталов карбид, чиято скорост на изпарение е с 20-30% по-ниска от тази на волфрама. Препятствие за използването на карбиди, по-специално на танталовия карбид, е тяхната крехкост.

    Таблица 2 показва основните физични свойства на идеалното светещо тяло, направено от волфрам.

    Основни физични свойства на волфрамовите нишки

    Важна характеристика на волфрам е възможността за получаване на неговите сплави. Подробностите за тях запазват стабилна форма при висока температура. Когато волфрамовата жица се нагрява, по време на топлинната обработка на тялото на нишките и последващото нагряване, има промяна във вътрешната му структура, наречена термична прекристализация. В зависимост от естеството на прекристализацията, тялото на нишките може да има по-голяма или по-малка стабилност по отношение на размерите. Примесите и добавките, добавени към волфрама по време на неговото производство, оказват влияние върху естеството на прекристализацията.

    Добавка Thorium оксид волфрамова ThO2 забавя процеса на прекристализация и осигурява кристална структура. Такъв волфрам е издръжлив поради механични удари, но той силно се удря и поради това не е подходящ за производство на нажежаеми тела под формата на спирали. Волфрам с високо съдържание на ториев оксид се използва за производството на катоди от газоразрядни лампи поради високата им излъчвателна способност.

    За производството на спирали, използвани волфрам с добавка от силициев оксид SiO2 заедно с алкални метали - калий и натрий, както и волфрам, съдържащи в допълнение към горното добавка от алуминиев оксид А12О3. Последният дава най-добри резултати при производството на биспила.

    Електродите на повечето крушки с нажежаема жичка са изработени от чист никел. Изборът се дължи на добрите свойства на вакуума на този метал, отделящи се в него газове, високите проводими свойства и заваряемостта с волфрам и други материали. Никлинната еластичност позволява да се замени заваряването с компресия на волфрам, осигурявайки добра електрическа и топлопроводимост. В лампи с нажежаема жичка се използва мед вместо никел.

    Държателите обикновено се изработват от жици от молибден, които запазват своята еластичност при висока температура. Това позволява на тялото да се поддържа в разтегнато състояние дори след разширяването му в резултат на нагряване. Молибденът има точка на топене 2890 К и коефициент на температурата на коефициента на линейно разширение (TCLE) в диапазона от 300 до 800 К, равен на 55 × 10-7 К -1. Молибденът също така се въвежда в огнеупорното стъкло.

    Клемите на крушките с нажежаема жичка са изработени от медна жица, която се заварява чрез заварка към входовете. При нискоенергийни лампи с нажежаема жичка няма индивидуални проводници, тяхната роля се изпълнява от удължени жлези, изработени от платинит. За запояване на проводниците към основата се използва заварка от калай-олово от клас POS-40.

    стъкло

    Глави, плочи, дюбели, колби и други стъклени части, използвани в една и съща лампа с нажежаема жичка, са изработени от силикатно стъкло със същия температурен коефициент на линейно разширение, което е необходимо, за да се осигури плътността на заваръчните места на тези части. Стойностите на температурния коефициент на линейно разширение на стъклото на лампата трябва да осигурят последователна връзка с металите, използвани за производството на входове. Най-разпространената стъклена марка SL96-1 с коефициент на температурен коефициент, равен на 96 × 10 -7 K -1. Това стъкло може да работи при температури от 200 до 473 К.

    Един от важните параметри на стъклото е температурният диапазон, в който той запазва заваряемостта. За да се осигури заваряемостта, някои части са изработени от стъкло SL93-1, което се различава от химическия състав SL96-1 от стъкло марка и по-широк температурен диапазон, в който запазва заваръчността. Стъклената марка SL93-1 има високо съдържание на оловен оксид. Ако е необходимо, намалете размера на използваните по-огнеупорни стъкла (например марка SL40-1), чийто температурен коефициент е 40 × 10 -7 K -1. Тези стъкла могат да работят при температури от 200 до 523 К. Най-висока работна температура е кварцовото стъкло CL 5-1, лампите с нажежаема жичка, от които могат да работят при 1000 K или повече за няколко стотин часа (температурният коефициент на линейно разширение на кварцовото стъкло е 5.4 Х 10 -7 К-1). Описаните марки очила са прозрачни за оптично излъчване в обхвата на дължини на вълните от 300 nm до 2,5 - 3 микрона. Предаването на кварцово стъкло започва при 220 nm.

    Входове

    Входовете са направени от материал, който, заедно с добра електрическа проводимост, трябва да има термичен коефициент на линейно разширение, който осигурява получаването на последователни кръстовища с очилата, използвани за производството на лампи с нажежаема жичка. Съответстващи са връзките на материалите, като стойностите на коефициента на термично линейно разширение, които в целия температурен диапазон, т.е. от минималната до температурата на охлаждане на стъклото, се различават с не повече от 10-15%. Когато металът се излива в стъкло, е по-добре, ако топлинният коефициент на линейно разширение на метала е малко по-нисък от този на стъклото. След това, докато охлаждате стъклото, той компресира метала. При липса на метал, който има необходимата стойност на топлинния коефициент на линейно разширение, е необходимо да се произвеждат несъответстващи плувки. В този случай вакуумната връзка на метал със стъкло през целия температурен диапазон, както и механичната здравина на спойлера, са снабдени със специален дизайн.

    Съответният възел със стъклен клас SL96-1 се получава с помощта на платинени втулки. Високата цена на този метал доведе до необходимостта от разработване на заместител, наречен платина. Платинитът е тел от желязо-никелова сплав с температурен коефициент на линейно разширение по-малък от този на стъклото. Когато на такъв проводник се постави меден слой, може да се получи добре проводим биметален проводник с голям температурен коефициент на линейно разширение в зависимост от дебелината на слоя на наслоения меден слой и топлинния коефициент на линейно разширение на оригиналната жица. Очевидно такъв метод за привеждане в съответствие на температурните коефициенти на линейно разширение позволява координация главно на диаметрално разширение, оставяйки температурния коефициент на надлъжното разширение несравним. За да се осигури най-добрата плътност на вакуума на стъклената връзка SL96-1 с платинит и да се подобри овлажняемостта върху слой мед, окислен по повърхността на меден оксид, жицата е покрита със слой боракс (натриева сол на борна киселина). По-скоро стабилни предпазители се осигуряват при използване на платинена тел с диаметър до 0,8 мм.

    Подходящо за вакуумно нанасяне в стъклото SL40-1 се получава молибден. Тази двойка дава по-последователна форма от стъклената марка SL96-1 с платинит. Ограниченото използване на този флот се дължи на високата цена на суровините.

    За да се получат вакуумни входове в кварцово стъкло, са необходими метали с много малък топлинен коефициент на линейно разширение, които не съществуват. Следователно, желаният резултат се получава чрез входния дизайн. Използваният метал е молибден, който се характеризира с добра омокряемост на кварцово стъкло. За крушки с нажежаема жичка в кварцови колби се използват обикновени фолийни втулки.

    Запълването на лампите с нажежаема жичка с газ позволява да се увеличи работната температура на нажежаемото тяло, без да се намалява експлоатационният му живот поради намаляването на скоростта на разпръскване на волфрам в газообразна среда в сравнение с разпрашването във вакуум. Скоростта на пръскане намалява с нарастващото молекулно тегло и налягането на газа. Налягането на газа за пълнене е около 8 х 104 Ра. Какъв газ да използваме за това?

    Използването на газообразна среда води до топлинни загуби, дължащи се на топлинна проводимост през газ и конвекция. За да се намалят загубите, е полезно да се напълнят лампите с тежки инертни газове или техни смеси. Тези газове включват азот, аргон, криптон и ксенон, произведени от въздуха. Таблица 3 показва основните параметри на инертните газове. Чистият азот не се използва поради големите загуби, свързани с неговата относително висока топлопроводимост.

    Лампа с нажежаема жичка - времето си изчезнало?

    Традиционните крушки с нажежаема жичка с техните скромни характеристики все още се използват в ежедневието, в предприятията, в обществените и административните помещения. Причината за непоколебимия интерес към устройствата от този тип се дължи на бюджетните им разходи и простотата им на условията на работа.

    Като инвестирате малко количество в осветителната система на апартамент или къща, можете да получите доста приемливо качество, макар и остаряло осветление. Единственото нещо - консумацията на енергия от тези лампи е депресираща.

    Как работи нажежаемата лампа

    Лампата се дължи на използването на проводници, които увеличават съпротивлението с увеличаване на тока. Тъй като съпротивлението се увеличава, проводникът се нагрява и освобождава широк спектър от лъчи в околната среда, включително светлина и топлина.

    • от основата с контактна плоча, проводящ ток;
    • колба, пълна с газ или съдържаща вакуум;
    • проводник (спираловидно жило), поставен вътре в крушката на електродите.

    Когато е свързан към захранването, конецът се загрява от пропускащия ток - лампата започва да излъчва светлина и да загрява. Радиацията на топлина се счита за най-слабата точка на такова осветително устройство. Лампата създава опасност от пожар и изисква специално внимание по време на работа!

    Съвременният дизайн на лампата включва използването на седем различни метала, осигуряващи дългосрочна експлоатация и надеждност на устройството. Но нишката винаги е направена от волфрам (или нейните огнеупорни сплави), която има висока точка на топене до 3400 градуса. По време на работа устройството само загрява до 3000 градуса, което спестява нишката от унищожаване. Според структурата тя може да бъде с кръгла секция, плоска или сглобена от няколко тънки нишки.

    Крушката често има кръгла или крушообразна форма. Но има тесни модели под формата на свещ. Стъклото може да бъде прозрачно, непрозрачно, бяло, частично огледално и двойно - зависи от модела на лампата.

    Вакуумното пълнене на колбата се използва по-рядко. По-дълъг експлоатационен живот на устройството осигурява инжектиране на инертен газ (аргон, криптон, азот) или смес от газове.

    Основата често е направена с конец - това е класика на такива осветителни уреди. По-рядко е връзката с мрежата от щифтове, байонети (въртящи се) и тип щифтове. Размерът на лампата се определя от външния диаметър на основата. Европейският стандарт е 14 (минимум тип), 27 и 40 милиметра.

    Захранващи крушки

    Производителите произвеждат модели с мощност от 15 до 500 вата (1500 волта лампи за промишлени проектори). В ежедневието се използват устройства с максимална мощност до 150 вата. Такива домакински осветителни тела могат да имат или винтов тип основа, или неконвенционален тип щифт, шарнир или щифт.

    Всички лампи до 150 вата са разделени:

    • на устройства с прозрачна крушка, осигуряващи пълен трансфер на светлинния поток;
    • върху мат, с намален светлинен поток от 3%;
    • и opal (с бели колби) с намален светлинен поток с 20%.

    Домакински максимум - 2,200 лумена (150 вата лампи). Но на практика се използват по-често осветителни устройства от 40-60 W, тъй като много съвременни полилеи и лампи просто не са проектирани да свързват по-мощни лампи.

    От 2011 г. (по решение на правителството на Руската федерация) се забранява продажбата на такива лампи с капацитет от 100 или повече вата за битови нужди. 95 и 97 вата са само за продажба. И в Европа забраната е заложена на законодателно ниво от 2013 г. насам.

    Трябва да се помни, че увеличаването на мощността на лампа от този тип не води до увеличаване на възвръщаемостта на светлината. Поради това е за предпочитане да се използват няколко устройства, но с по-малко енергия.

    Качествените параметри на предаването на светлината от лампите с нажежаема жичка са много скромни - се отделят 10-15 лумена на ват от използваната електроенергия.

    Основни типове

    Лампите от този тип са проектирани да работят в стандартна мрежа с честота 50 Hz и напрежение 220 волта. Средната продължителност на живота на устройство с общо предназначение (LON) е 1000 часа, а устройствата за местно осветление (МО) - 700 часа.

    Маркиране на крушки с нажежаема жичка

    Лампите са разделени на следните основни типове, които се различават по технически или структурни характеристики, както и цел (този параметър често се посочва от производителите чрез буквената маркировка на устройството):

    • напълнени с вакуум - маркирани с буквата В;
    • напълнена с газ или газ - G;
    • компактен, имащ двойна спирала (биспирална) - В;
    • с двойна спирала, с колба от опал, пълна с аргон - BO;
    • напълнена с двоен спирален криптон, с увеличена светлинна мощност - BC;
    • излъчваща дифузна светлина (дифузно) с матиращ слой вътре в крушката - DB;
    • с колба от мляко от диспергиращ тип - М;
    • с колба с оптичен дифузен тип - O;
    • във формата на сфера - Ш;
    • направени под формата на свещ и използвани за полилеи и лампи за маса - С;
    • огледало, използвано за осветление на витрини, осветителни зали с високи тавани, в фото и филмови студия - ZK (с концентрирана крива) и ZS (с разширена крива на светлината);
    • огледален тип, използвани в оранжерии, на животновъдни ферми и птицеферми за отопление на млади запаси, както и използвани в процесите на сушене на продукти и различни материали - ICZ;
    • декоративни, с различни цветове и форми на крушката и подходящи за стенни лампи и полилеи - D;
    • подходяща за обща или различна употреба (обикновено прозрачна с увеличена яркост) - PH;
    • за локално осветление (използвано като осветление в шкафове и други мебели, монтирани в близост до огледала, използвано като авариен светлинен източник) - МО;
    • вид сигнал (индикатори за различни устройства);
    • за транспорт (размери, фарове, светофари);
    • тип прожектор за промишлена употреба (до 1 500 вата);
    • за различни видове оптични устройства (такава лампа се използва например в микроскопи).

    Преглед на характеристиките на нажежаемата лампа

    Устройството с нажежаема лампа включва стъклена колба, съдържаща волфрамова нишка и инертен газ (ксенон, криптон или аргон). Конецът е монтиран на специални опори и електроди, през които преминава електрически ток (ясно можете да видите конструкцията на снимката по-горе). Когато завинтвате основата в патрона, електричеството преминава през волфрамова нишка, която се загрява и излъчва светлина. Това е принципът на крушката.

    особеност

    Основните технически характеристики на лампата с нажежаема жичка:

    • обхват на мощността - от 25 до 150 W (за домашна употреба) до 1000 W;
    • температура на волфрамовите нишки в обхвата от 3000 градуса;
    • ефективност на светлината - от 9 до 19 Lm / 1 W (например, светлинният поток на 40 W лампа може да варира от 415 до 460 Lm);
    • номинално напрежение - 220-230 V и 127 V;
    • честота - 50 Hz;
    • размерът на основата - 14 mm (E14), 27 mm (E27) и 40 mm (E40);
    • експлоатационен живот или за прост живот - при нормално напрежение от около 1000 часа (220V) и 2500 часа (127V);
    • основа с резба, щифт единичен и двустенна.

    Технически характеристики на битовите крушки с нажежаема жичка:

    С параметрите измислени, сега нека да поговорим за сортовете.

    вид

    Днес има широка гама от крушки, които са разделени според следните характеристики:

    • форма на крушката (сферична, цилиндрична, тръбна, шароконически и т.н.);
    • покритие на крушката (чиста, огледална, матирано);
    • предназначение (общ, местен, кварцов халогенид);
    • пълнител за крушки (вакуум, аргон, ксенон, криптон, халоген и др.).

    Помислете за снимката и характеристиките на най-популярните видове крушки с нажежаема жичка.

    Прозрачният е най-разпространеният вариант. Такива продукти са най-евтините и най-малко ефективни, защото светлинният поток е неравномерно разпръснат. Липсата на прозрачни колби е, че светлината "удари" в очите. Огледалните колби са по-ефективни, защото покритието създава насочен светлинен поток. Такива продукти са популярни при осветяване на витрини и търговски помещения. Мат светлината прави осветлението по-меко и по-дифузно, което създава благоприятни условия за работа и почивка със светлините. Продуктите от местно осветление работят при напрежение 12-24-38 волта, което е необходимо за създаване на безопасна работна среда. Такива светлинни източници могат да се използват за осветяване на отвора за наблюдение при инсталиране на електрическата инсталация в гаража.

    маркиране

    Маркиране лампи с нажежаема жичка е както следва: Първият символен низ част - игрални структури и физичните свойства на продукта (Б - аргон спираловидната намотка, B - вакуум, D - gazopolnaya аргон monospiralnaya, BC - навити намотка криптон, ML - в колба на цвят млечни продукти, MT - матова крушка, О - опакова колба). Втората част от буквата е предназначението на продукта (F е железопътен, SM е самолет, KM е разпределител, A е автомобил, RV е прожектор). Първата част е номиналното напрежение и мощност. Втората част е номерът на ревизията. Например, маркировката B235 - 245-60 означава, че продуктът е навит, работи при напрежение 245 V и има мощност от 60 вата.

    достойнство

    Основното предимство на крушките с нажежаема жичка е най-ниската цена на продуктите в сравнение с конкурентите (светодиоди, халогенни лампи и др.). Освен това съществуват редица предимства, които са причина за избора на тези светлинни източници:

    • Могат да работят нормално при ниски температури, така че да се използват при инсталиране на улично осветление.
    • При незначително увеличение на мощността продуктът не се проваля.
    • Те работят дори при много ниски напрежения (само интензитетът на осветяване ще намалее).
    • Разнообразието и мощността на продуктите има широк обхват, така че можете да изберете продукт, който е подходящ за определени условия на работа.
    • Може да работи нормално при висока влажност.
    • Свържете се с мрежата без допълнително оборудване.
    • Превъзходни източници на светлина за зареждане с газ за безопасност. Ако лампата за спестяване на енергия се счупи, ще бъде необходимо спешно да вземете набор от мерки за проветряване на помещението и химическа повърхностна обработка.

    недостатъци

    Основният недостатък на крушките с нажежаема жичка е ниската светлинна ефективност и преобладаването на червените и жълтите цветови нюанси в спектъра. Освен това има няколко други недостатъка:

    1. Продуктът има малък ресурс на работа, който се намалява при отклонение на номиналното напрежение в мрежата.
    2. Колбата е много крехка, затова се използва само в комбинация с капака. Препоръчваме Ви да се запознаете с полезни съвети как да развиете счупената крушка.
    3. Не спестявайте електричество.

    Така че ние прегледахме техническите характеристики на крушките с нажежаема жичка, типовете и етикетирането. Надяваме се, че тази информация е полезна и разбираема за Вас!