Прообраз першої електричної лампочки розробив інженер А. Н. Лодигін у 1874 році. Через 5 років американський винахідник Томас Алва Едісон модернізував прилад так, щоб його можна було виготовляти в промислових масштабах. Обидва відкриття змінили побут не лише співвітчизників вчених, а й усього світу. Сьогодні на ринку можна знайти і світлодіодні, і енергозберігаючі та інші джерела світла, але традиційна лампа розжарювання залишається конкурентоспроможною і затребуваною. У статті ми докладно розповімо про цей винахід, а також надамо рекомендації, як вибрати надійну модель.
Принцип роботи лампочки розжарювання
Більш ніж за сотню років конструкція приладу практично не змінилася, удосконалили лише матеріали його виготовлення. Коротко опишемо, як він працює, щоб надалі познайомити вас із його характеристиками. Нижче ми розмістили малюнок, на якому зображено будову лампи розжарювання. Матеріал узятий із підручника з фізики Перишкіна А. В.
Головний елемент, від якого залежить робота лампи, – тіло розжарення. Воно приєднано до електродів і через нього проходить електричний струм. Від напруги нитка починає нагріватися та світитися.
Щоб вийшло комфортне для будинку тепле жовте світло, температура всередині лампочки має досягти мінімум 2500 градусів. Тому як метал, з якого виготовляють тіло розжарення, використовують вольфрам. Щоб збільшити корисну площу випромінювання, вольфрамовий дріт скручують у спіраль або використовують кілька металевих стрічок.
Від впливу середовища тіло напруження захищає колба із натрієво-кальцієвого силікатного скла. Ми звикли, що вона має традиційну грушоподібну форму, але модельний ряд представлений незвичайними свічкоподібними, грибоподібними або кульовими виробами.
Як вибрати лампочку розжарювання: огляд технічних параметрів
Для використання лампи у побуті потрібно знати її основні характеристики. Виробник зобов’язаний вказати їх на упаковці.
-
Потужність (Вт, W) — кількість споживаної електроенергії. Для побутової лампи достатньо 40-60 Вт. Саме таку величину розраховані освітлювальні прилади. Якщо параметр буде меншим, у приміщенні залишиться темно, якщо більше – зіпсується світильник.
-
Люмен (Lm) — яскравість світла. Сама по собі величина не дає споживачеві ніякої суттєвої інформації, але показник використовують для порівняння ефективності лампочки розжарювання з іншими джерелами світла.
-
Вольти (В, V) — напруга електромережі, від якої працює виріб. Як правило, величина дорівнює 220. Якщо вказаний діапазон від … до …, значить прилад стійкий до стрибків напруги.
-
Годинник (h) — робочий час лампочки.
-
Розмір цоколя. Про цей параметр ми поговоримо нижче
Види лампочок розжарювання
Стандарти безпеки та маркування виробів визначаються ГОСТом Р 52712-2007. Ми не будемо детально вивчати технічні нормативи всіх типів приладів, але наведемо класифікацію відповідно до споживчих потреб.
За типом наповнення балона
Колби бувають вакуумні та газоповні. У першому випадку з балона викачують повітря, щоб вольфрам не окислювався. Але у вакуумі він починає випаровуватися, дріт стає тонким і рветься. Від випаровування також скло стає каламутним і світло тьмяніє. Такі лампи виготовляються потужністю до 40 Вт і можуть бути джерелом додаткового освітлення.
У газоподібних зразках газові частинки перешкоджають виходу вольфрамових молекул з нитки. Згідно з експериментальними даними, лампочка повинна залишатися цілою до 1000 годин. Але виробники роблять похибку на навколишні умови і ця цифра може збільшитися або зменшитися на 50%.
Іноді в колбу додають йод чи бром. Атоми вольфраму після випаровування знову повертаються на тіло напруження. Такий внутрішній склад балона підвищує працездатність виробу до 2000-3000 годин і підвищує температуру спіралі, підвищуючи цим освітлювальну здатність.
За сферою застосування
Вимоги до лампочок у тій чи іншій області регламентуються відповідними ГОСТами, тому ми не дублюватимемо зміст нормативних документів, а лише перерахуємо сфери використання приладів:
-
Загальне призначення – для вуличного освітлення будівель та відкритих просторів.
-
Місцеве освітлення – для житлових та робочих приміщень.
-
Транспортні – для автомобілів, суден, літаків та залізничного транспорту.
-
Мініатюрні та надмініатюрні – для сигнальних приладів, пультів керування, переносних ліхтарів.
-
Спеціалізовані – для використання у вузькій сфері. Наприклад, кінопроекційні, маячні та ін.
За формою цоколя
Розмір і характеристика різьблення визначають, чи підійде лампочка до патрона чи ні. Щоб покупець не схибив, виробники розробили єдине маркування цоколя. Вона складається із трьох умовних символів.
Перша велика літера означає тип цоколя:
-
E – Едісона;
-
G – штирковий;
-
R – з утопленими контактами;
-
B – штифтовий (байонет);
-
S – софітний;
-
P – фокусуючий;
-
T – телефонний;
-
K – кабельний;
-
W – безцокольні лампи.
Цифри — діаметр різьблення мм. Прописні або великі літери — кількість контактних пластин, штирків або гнучких з’єднань:
-
s – один.
-
d – два.
-
t – три.
-
q – чотири.
-
p – п’ять.
Найпоширеніші у побуті види цоколів Е14 (міньйон) та Е27.
По покриття скла
Колба може бути прозорою або із спеціальним напиленням. Важливо розуміти, що при фарбуванні балона знижується освітлювальна здатність приладу: при матовому покритті – на 3%, при білому – на 20%.
Переваги та недоліки лампочки розжарювання
Незважаючи на те, що з точки зору енергоспоживання вироби визнані неефективними, досі попит на них є. Це пояснюється такими перевагами приладу:
-
Низька вартість.
-
Відсутність шкідливих речовин у деталях конструкції.
-
Звичність світлового потоку.
-
Миттєве нагрівання та освітлення приміщення.
-
Сумісність із диммерами — регуляторами інтенсивності світла, які встановлюють замість клавішних вимикачів.
-
Стійкість до конденсату, високих та низьких температур.
-
Відсутність мерехтіння при роботі від змінного струму.
-
Низький рівень ультрафіолетового випромінювання порівняно з іншими джерелами світла. Лампи використовують для освітлення експонатів у музеях та галереях.
-
Доцільність використання в приміщеннях, що мало відвідувані: коморах, підвалах або сараях.
Мінус вироби багато користувачів відчувають лише після використання світлодіодних або енергозберігаючих моделей.
-
У приладів лише 5% енергії перетворюється на світлові промені, решта — на тепло. Для порівняння, у енергозберігаючих приладів у світ трансформується 70% енергії. Тому для забезпечення достатнього освітлення лампі розжарювання потрібна велика кількість електроенергії. Це головний недолік виробу.
-
Раніше цоколі робили із сталі. Останні десятиліття використовують алюміній. Метал несумісний із латунними контактними пелюстками, які використовують у світильниках. Це призводить до поломки самого патрона, а також провокує руйнування колби, плавлення алюмінію та його розбризкування. Тільки деякі заводи сьогодні використовують стандарти СРСР, згідно з якими цоколь виготовляють із сталі з гальванічним покриттям. Цей матеріал не руйнується навіть при частих включеннях-вимиканнях люстри та при великих перервах у роботі.
-
Через конструктивні особливості термін експлуатації лампочки обмежений. За низької вартості ви купуєте їх частіше, ніж більш сучасні моделі.
-
Можливість створення лише “жовтого” домашнього освітлення. Світлодіоди можуть випромінювати холодне біле світло, яке краще в робочих приміщеннях.
-
Сильний нагрівання світильника та прилеглої поверхні. Тому лампи розжарювання не можна використовувати при натяжних стелях: полотно пожовкне.
-
Пожежонебезпека.
Незважаючи на велику кількість обмежень, лампочки розжарювання залишаються популярними серед покупців. Щоб придбати потрібну модель, ми рекомендуємо взяти в магазин лампочку, що перегоріла, і купити аналогічну. На склі виробу завжди є маркування з потужністю та розміром цоколя. Для лампи розжарювання це дві основні параметри при виборі.