|
Материалы

К выбору электрических ламп накаливания


Лампы накаливания являются типичными теплоизлучателями. В их запаянной, заполненной вакуумом или инертным газом, колбе вольфрамовая спираль под действием электрического тока накаляется до высокой температуры (ок. 2600-3000 K), в результате чего излучается тепло и свет. Большая часть этого излучения находится в инфракрасном диапазоне.

Важнейшие свойства лампы накаливания - световая отдача и срок службы - определяются температурой спирали. При повышении температуры спирали возрастает яркость, но вместе с тем и сокращается срок службы. Сокращение срока службы является следствием того, что испарение материала, из которого сделана нить, при высоких температурах происходит быстрее, вследствие чего колба темнеет, а нить накала становится все тоньше и тоньше и в определенный момент расплавляется, после чего лампа выходит из строя.

Потемнение колбы можно значительно сократить за счет увеличения давления газов-наполнителей, преимущественно тяжелых (аргон, криптон, ксенон), ведущего к уменьшению скорости испарения атомов вольфрама.

Основными типами ламп накаливания являются лампы общего назначения, лампы специального назначения, декоративные лампы и лампы с отражателем. Световая отдача ламп накаливания в диапазоне от 25 до 1000 Вт составляет примерно от 9 до 19 лм/Вт для ламп со средним сроком службы 1000 ч.

Галогенные лампы накаливания по структуре и принципу действия сравнимы с лампами накаливания. Но они содержат в газе-наполнителе незначительные добавки галогенов (бром, хлор, фтор, йод) или их соединения. С помощью этих добавок возможно в определенном температурном интервале практически полностью устранить потемнение колбы (вызванное испарением атомов вольфрама) и обусловленное этим уменьшение светового потока.

Поэтому размер колбы в галогенных лампах накаливания может быть сильно уменьшен, вследствие чего с одной стороны можно повысить давление в газе-наполнителе, и с другой стороны становится возможным применение дорогих инертных газов криптон и ксенон в качестве газов-наполнителей.

Существенные характеристики лампы накаливания - световая отдача и срок службы - в основном определяются температурой спирали: чем выше температура спирали, тем выше световая отдача, но тем короче срок службы.

Сокращение срока службы является последствием быстро растущей c поднятием температуры скорости испарения вольфрама, которая приводит с одной стороны, к потемнению колбы, а с другой - к прожиганию спирали.

Согласно директиве ЕС 92/75/EWG лампы, работающие от сетевого напряжения, должны быть снабжены унифицированной маркировкой потребления энергии (данные о потребляемой энергии и других ресурсах). Средства освещения распределяются по классам эффективности энергии A (очень эффективно) – G (неэффективно).

Целью работы является исследование эффективности ламп накаливания как самого доступного и распространенного вида ламп. Были исследованы следующие виды ламп накаливания (с цоколем Е14):

обычная лампа накаливания («Pila», «Космос»); лампа накаливания с матовым покрытием цоколя («Pila», «Космос» ); рефлекторная лампа накаливания («Osram», «Philips»); галогенная лампа («Camelion»).

Для экспериментальной оценки эффективности ламп накаливания были исследованы их важнейшие параметры: рабочий ток, пусковой ток, потребляемая мощность, освещенность, температура на срезе патрона, температура на патроне (см. таблицу 1).

Таблица 1

 

Исследуемые лампы

Мощность, Вт

Пусковой ток, мА

1 2 3 4
Общее время работы: 54.183006286621 мс
Использование памяти: 658 КБ