Лампа са жарном нити, у даљем тексту ЛН, је извор вештачке светлости, у коме се светлосни ток добија загревањем танке металне нити до температуре сјаја усијаног метала. За загревање, електрична струја се пропушта кроз филамент. Прве лампе су имале филамент угљенисане органске материје, као што је бамбус, у облику влакна.

Да би се спречило да нит брзо изгори, ваздух је испумпан из балоне и запечаћен. Или су напунили боцу гасним саставом у коме нема оксидационог средства - кисеоника. Такви гасови се називају инертни – аргон, неон, хелијум, азот итд. Ови гасови су тако названи јер не реагују са металима, тј. инертан.

лампа са угљеничним влакном

Прве лампе са угљеничним влакном имао радни ресурс не више од десетак сати. Значајно је повећана након замене угљеничне филаменте танком металном жицом.

Таква светлост се звала усијана, тј. топло метално светло. А нит се звала филамент. На пример, челик загрејан на 1200°Ц светли жуто-бело, док на 1300°Ц светли скоро бело.

Крајем 19. века угљеничну нит, која је брзо прегорела, заменили су ватростални метали - волфрам, молибден, осмијум или оксиди метала - цирконијум, магнезијум, итријум итд.

Пуњење тиквице инертним гасовима смањена је брзина испаравања метала из врућег филамента, а самим тим и продужено трајање његовог рада.

При великој снази, филаменти су направљени у "разгранатом" облику. Пројекциони извори светлости за стварање усмереног тока имају нит сложене конфигурације, формирајући равну структуру окомиту на осу зрачења. У овом случају, рефлектор светлости се поставља унутар сијалице, на пример, у облику танког слоја прсканог метала - сребра или алуминијума.

Лампа са жарном нити опште намене - ЛОН, у тиквици "крушка". Прави кратки навој у облику спирале указује на мали радни напон - 12, 24 или 48-50 В и снагу не већу од 10-20 вати.

За напајање лампе директно из мреже која је тада постојала, која је имала константан напон од 110 В, била је потребна дуга и танка метална нит. Ово је обезбедило повећан отпор, што значи да је за грејање било потребно мање струје.

За густо „паковање“ у малој запремини провидне стаклене боце, нит је више пута савијана и стављена на држаче жице.

У модерној Едисоновој лампи дуга нит "пресавијена" неколико пута.

Још једна модерна Едисонова лампа. Паралелни делови филамента су јасно видљиви.

Такво савијање нити је закомпликовало дизајн првих извора светлости, који су радили много дуже од оних "угља". Пробој у развоју дизајна сијалица са жарном нити био је предлог да се нит увије у спиралу. Ово је смањило његову величину за неколико пута.

Још мања величина усијаног тела добија се преклапањем танке спирале у другу спиралу, али већег пречника. Двострука спирала се назива би-хеликс.

Би-хеликс је увећан 10-20 пута. Види се да је уведен и увијен у петљу од жичане арматуре, истезајући филамент на танке игле.

Следећа фаза у развоју извора светлости била је прелазак на мреже наизменичне струје и употреба трансформатора за смањење напона напајања лампи.

Главни делови лампе са жарном нити

Главни структурни елементи лампе са жарном нити укључују:

филамент или тело филамента;
фитинги за причвршћивање навоја;
тиквица за заштиту навоја од брзог сагоревања и спољашњих утицаја;
база за уградњу у кертриџ и прикључак на мрежу;
контакти сокла - тело са навојем и централни контакт у дну сокла.

Саставни елементи

Арматура је дизајнирана да причврсти навој и створи потребну конфигурацију и правац светлосног флукса.

База је потребна за фиксирање у монтажном кертриџу и повезивање са боцом. У ретрофитним светиљкама, аналогима сијалица са жарном нити, део уређаја за напајање се поставља у базу.

постоље

На халогене сијалице са жарном нити, у зависности од напона напајања, снаге и дизајна тиквице, уграђује се неколико врста соцлеа - навојни, пин, бајонет, пин итд.

Систем контаката на соклу је потребан за спајање на мрежу или напајање.

Сорте постоља.

Фласк

Прозирна боца ЛН се користи за:

заштита навоја од спољашње атмосфере која садржи оксидационо средство - кисеоник;
стварање и одржавање композиције вакуума или гаса;
постављање фосфора и/или премаза који претварају различите врсте електромагнетне енергије у видљиво зрачење, враћајући топлоту у филамент, претварајући невидљиво УВ и ИР зрачење у светлост, исправљајући нијансу сјаја лампе – црвену, зелену, плаву.

Тело са жарном нити

Ужарено тело је нит умотана у спиралу или би-спиралну или танку металну траку.

Структурни поглед на филамент

Гасни медиј

Инертни гасови који испуњавају сијалицу лампе, на пример, азот, аргон, неон, хелијум. У смешу инертних гасова додају се халогене супстанце.

Како ЛН функционише и како функционише

Уређај сијалице са жарном нити се мало променио током свог развоја. Главни елемент који ради на принципу сјаја ужарене супстанце је филамент или ужарено тело. Ово је танка волфрамова жица пречника 30-40, максимално 50 микрона или микрометара (милионити део метра).

Ужарене боје почињу од црвене и како се температура повећава, пролазе кроз наранџасту, жуту до беле. Са даљим повећањем температуре, метал ужареног тела се прво топи, а затим, у присуству кисеоника, гори.

Прочитајте такође

Провера сијалице са тестером

Видео туториал: Како раде модерне сијалице

Хладна волфрамова нит има ниску отпорност. Волфрам, као и већина метала, има позитиван температурни коефицијент отпора ТЦР.То значи да се у процесу загревања филамента електричном струјом његов отпор повећава.

Пре него што се лампа укључи, нит је хладна и има мали отпор. Дакле, у тренутку укључивања, струја се испоручује 10-15 пута већа од номиналне. Овај скок се зове старт. И често јесте узрок сагоревања тела са жарном нити.

Потребно је делић секунде да се нит загреје. Током овог времена, његов отпор се повећава. У почетку, велика струја која пролази кроз лампу, како се гас, сијалица и сви елементи конструкције загревају, смањује се на номиналну вредност. Дакле, извор светлости улази у наведени режим и производи светлосни ток пасоша. Нијанса сјаја такође постаје номинална, тј. одговара температури боје од 2000 до 3500 К. Назива се топло бела и има неколико градација температуре боје са оригиналним називима и скраћеницама у наведеном опсегу. На пример:

супер-топла бела - 2200-2400 К, означена као С-Варм или С-В, такође је врло топла бела или Варм 2400;
топло - 2600-2800 К или Топло 2700;
топло бела - 2700-3500 К или Топла бела (ВВ);
друга топла је 2900-3100 К или Топла 3000 (В).

Температура појединих елемената лампе

Спољна површина ЛОН сијалице зависи од снаге лампе и може се загрејати до 250-300℃ или више.

Конац се загрева до 2000-2800℃, на тачки топљења волфрама 3410°Ц.

У неким дизајнима, филамент је направљен од осмијума са тачком топљења од 3045 ℃ или ренијума - 2174. Тако је емисиони спектар ЛН померен у црвену зону видљивог спектра.

Прочитајте такође

У лустеру су пукле сијалице - 6 разлога и решење

Који је гас у сијалици

У првим лампама, ваздух је испумпан из балоне.Сада се евакуишу само сијалице мале снаге, не више од 25 вати (ваздух се испумпава).

Током рада волфрамове жице загрејане на 2-3 хиљаде степени, метал интензивно испарава са његове површине. Његове паре се таложе на унутрашњој страни сијалице и смањују пренос светлости.

Студије спроведене почетком прошлог века показале су да ако се боца напуни инертним гасом, испаравање ће се смањити, а излаз светлости ће се повећати. Због тога су тиквице почеле да се пуне једним од инертних гасова или њиховом мешавином. Најчешће су то аргон, азот, ксенон, криптон, хелијум итд. Хелијум се користи за ефикасно пасивно хлађење унутрашњих елемената новог типа ЛЕД ретрофит лампе.

Овај експеримент се строго не препоручује да се изводи код куће.

Њихов главни елемент који емитује светлост је танка шипка од вештачког сафира или стакла, на којој се налазе ЛЕД кристали. Такав емитер се назива филамент. Неки „стручњаци“ су побркали суштину лампе са жарном нити и назвао их „лампе са сафирним емитерима светлости”. Иако се вештачки сафир у овим лампама користи само као основа за монтажу и пасивни хладњак за ЛЕД кристале.

Неуспех ЛН у већини случајева није повезан са испаравањем метала са површине ужареног тела, већ са убрзањем овог процеса у зонама кршења дебљине филамента. Ово се дешава у зони оштрог савијања жице или њеног прелома. На овом месту, његов отпор се локално повећава, повећава се напон, расипање снаге и температура метала. Испаравање се убрзава, постаје лавина, нит брзо смањује своју дебљину и изгара.

Овај проблем је решен крајем 1950-их и почетком 1960-их покретањем масовне производње халогених сијалица са жарном нити.

Халогени - хлор, бром, флуор или јод - почели су да се уводе у састав инертног гаса или смеше. Као резултат, процес испаравања метала потпуно се зауставља или значајно успорава. Атоми ових адитива везују пару волфрама, формирајући молекуле нестабилних једињења. Они се таложе на површини ужареног тела. Под дејством високе температуре, молекули се разлажу и ослобађају атоме халогена и чисти метал, који се таложи на врућој површини навоја и делимично обнавља испарени слој.

Овај процес се интензивира повећањем притиска. Ово повећава температуру филамента, радни век, излаз светлости, ефикасност и друге карактеристике. Спектар емисије се помера на белу страну. У лампама пуњеним гасом, затамњење површине сијалице изнутра од пара волфрама се успорава. Такви извори светлости се називају халогени.

Прочитајте такође

Принцип рада и карактеристике ЛЕД лампе

Електрични параметри

Електричне карактеристике сијалица са жарном нити укључују:

електрична снага, мерена у ватима - В, опсег произведених модела - од неколико вати (сијалица за батеријску лампу - 1 В) до 500, па чак и 1000 В;
светлосни ток, Лм (лумен), повезан је са снагом - од 20 Лм на 5 В до 2500 Лм на 200 В, са већом снагом, светлосни ток је већи;
светлосна ефикасност, енергетска ефикасност или ефикасност, Лм / В - колико лумена светлости у облику светлосног флукса даје сваки ват снаге који се троши из мреже или из извора напајања;
интензитет светлости или осветљеност, цд (кандела);
температура боје - температура условног црног тела које емитује светлост са одређеном нијансом.

Условне температуре боје и нијанса боје сјаја.

Сврха електричне лампе

Електричне лампе се према примени могу поделити у неколико типова - за јавну, техничку и специјалну употребу.

Главна јавна употреба је да се било којој особи, животињама и птицама обезбеди вештачко светло ноћу или на тамном месту у просторији.

Користећи светлост, људи продужавају дневну активност на неколико сати. То могу бити процеси рада и учења, кућни послови. Побољшава се безбедност на путевима, могућност пружања медицинске помоћи увече и ноћу и многе друге.

Лампе се активно користе на сточним и живинским фармама, за узгој биљке у комплексима стакленика. Осветљени су светлошћу одређеног спектра и величине светлосног тока. За узгој риба потребна је и светлост са посебним спектралним саставом.

Имплементирано грејање за кућне љубимце.

техничке сврхе. У производњи се у технолошке сврхе користе уређаји који дају видљиву и невидљиву светлост. Примери:

за тачан и важан рад, особи је потребан висок ниво осветљења радног места;
ИР - инфрацрвено зрачење се користи у индустрији, на пример, за бесконтактно загревање делова конструкције или у климатској технологији за грејање особе која ради на отвореном, хладном ваздуху, у војној опреми и лову - ноћни нишани за оружје, уређаји за ноћно осматрање итд. ;
УВ- зрачење се користи у стоматологији за брзо стврдњавање пломби, у производњи протеза и др., у медицини и санитацији - за дезинфекција просторија, алати, одећа, површине намештаја, ваздух, вода, лекови итд.

Лампе специјалне намене користе се у спољној и унутрашњој светлећој реклами, криминалистици, ваздухопловству и астронаутици, светлосној пратњи ревијалних представа и многим другим.

Главне врсте и карактеристике

Главне врсте сијалица са жарном нити су:

Лампе опште намене. Означено скраћеницом ЛОН. Обично су то уређаји снаге 25, 40, 60, 75 и 100 вати. Најчешћи - 60 вати. Али индустријски произведен ЛОН са капацитетом од 150, 200, 500, па чак и 1000 вати.
Халогене сијалице са жарном нити. Произведен за рад из високонапонске мреже од 220 или 110 В и из нисконапонске мреже. У овом случају их напаја опадајући трансформатор.

Лампа са ниским напоном

Врсте нисконапонских халогена ЛН:

капсула, имају облик потпуно стаклених цеви са различитим чамцима - крајњи пин ГИ6.35 или Г4;
рефлекс, са рефлектујућим елементом, пречника од 35 до 111 мм, база ГЗ10 са опцијама.

Висок напон. Главни напон 220-230 В, 50 Хз. Ове лампе имају више опција:

линеарни у облику стаклене цеви са Р7С соклу;
цилиндрични - соцлес Е27, Е14 или Б15Д;
са даљинском или додатном пљоском.

У најновијем моделу, мала халогена лампа-капсула или цев је чврсто монтирана унутар лампе. Заварен је за централну шипку конвенционалне ЛОН сијалице, има флексибилне водове повезане са стандардним Едисон Е27 или Е14 постољем. Са потрошњом енергије од 70-100 В, обезбеђује светлосни ток од 20-30% већи од конвенционалне лампе са жарном нити.

Ови модели имају већу енергетску ефикасност, достижући 12-25 лм/В, док конвенционални ЛОН имају излазну снагу од 3-4 до 10-12 лм/В.

Радни век халогених модела креће се од 4-5 до 10-12 хиљада сати.

Раздвајање светиљки по намени и дизајну

Класификација сијалица са жарном нити према намени.

украсне лампе

Последњих година појавиле су се ретро лампе које имитирају винтаге Едисон ЛН.

Поред тога, у облику сијалице имитирају „свећу“, „свећу на ветру“, „квргу“, „крушку“, „куглу“ итд.

Едисонове лампе - са температуром боје од 2000 К, са жарним нитима различитих облика, са различитим боцама.

Мирроред

Лампе за огледало имају део сијалице прекривен изнутра рефлектујућим слојем. Најчешће је ово премаз од метала - сребра, алуминијума, злата итд. Овај слој може бити танак, провидан или дебео, непрозиран.

Огледало инфрацрвена лампа.

Структуре огледала се користе у производњи за апсолутно чисто процесно загревање, на пример, у производњи полупроводника са највећом чистоћом материјала. У овом случају, недостатак лампи са жарном нити - велики флукс инфрацрвеног зрачења - постаје њихова ненадмашна предност.

Такве лампе се користе у лампама са уским ротационим снопом светлости.

Прочитајте такође

Карактеристике лампи на пражњење

Сигнал

Сигналне лампе су трепћући извори светлости. Обично у облику трепћућих светионика, на пример, на службеним аутомобилима, на авионима и хеликоптерима, за пренос светлосних порука у флоти итд. Имају танку нит која обезбеђује брз сет осветљења.

Транспорт

Ова врста лампе је дизајнирана за употребу на различитим врстама транспорта - аутомобилима, железници и подземној железници, речним и морским пловилима. Главни захтев за њих је отпорност на вибрације и ударце. Да би се то урадило, филамент је кратка и монтирана на више потпорних елемената.Основе таквих лампи су бајонет Сван, пин или софит. Они не дозвољавају уређају да изађе и испадне из кертриџа.

Транспортне лампе са пин базом.

Транспортне, аутомобилске лампе са различитим типовима заробљених соцлеа: е), ф), г) - са иглом, х) са софитом.

Илуминације

Из имена је јасно да се лампе користе за осветљење. Због тога су им тиквице направљене од стакла различитих боја - плаве, зелене, жуте, црвене итд.

Лампе за осветљење у различитим бојама са Е27 Едисон навојном базом.

двоструки ланац

Шема такве лампе са жарном нити: у једној сијалици постоје две одвојене жарне нити. На пример, у фаровима аутомобила, лампа са две филаменте се користи овако:

када се напон примени на једну нит, укључује се кратко светло - светлосни ток се "притисне" на коловоз и сноп се протеже на неколико десетина метара;
након преласка на другу нит, светлост се подиже и њен домет може достићи стотине метара, а флукс ће бити много већи.

Такве лампе могу бити у задњем светлу. Прва нит је за бочна светла, друга за стоп светло.

У семафорима, сијалице са двоструком нити повећавају њихову поузданост. Дуплирање омогућава уређају да ради или са једним навојем, или да укључи други након што је први изгорео. И, на пример, на железници, поузданост сигнализације је гаранција безбедности транспорта.

Опште, локалне намене

Лампе за разне намене.

Горњи ред, с лева на десно - лампа са базом Е14 - за лустере, светиљке и лампе малих димензија; са базом Е27 - опште намене; зелена, црвена, жута - осветљава.

Доњи ред: плава - медицинска сврха за процедуре; огледало са рефлектором - за фотографске радове или специјално осветљење, са љубичастим стаклом, два спољна - украсна са сијалицом "свећа" и Е27 и Е14 чаурама.

Прочитајте такође

Што је боље - ЛЕД или штедљива лампа

За и против

Предности сијалица са жарном нити:

ниска цена - једноставни и јефтини материјали, дизајн и технологија су разрађени деценијама, масовна аутоматизована производња;
релативно мала величина;
скокови напона у мрежи не изазивају тренутни квар;
покретање, као и поновно покретање - тренутно;
када се напаја наизменичном струјом са фреквенцијом од 50-60 Хз, пулсације светлине су једва приметне;
осветљеност сјаја је регулисана димерима;
спектар зрачења је непрекидан и познат оку – сличан сунцу;
скоро потпуна поновљивост карактеристика лампе различитих произвођача;
индекс приказивања боја Ра или ЦРИ - квалитет репродукције нијанси боја осветљених објеката - је 100, што је у потпуности у складу са индикатором сунца;
мале димензије компактног филамента дају јасне сенке;
висока поузданост у условима јаког мраза и врућине;
дизајн омогућава масовну производњу модела са радним напонима од фракција до стотина волти;
напајање из наизменичног или директног напона у одсуству уређаја за покретање;
активна природа отпора филамента обезбеђује фактор снаге (косинус φ) једнак 1;
индиферентан на зрачење, електромагнетни импулс, сметње;
у зрачењу практично нема УВ компоненте;
обезбеђен је редован рад са честим паљењем/гашењем светла и многе друге.

Недостаци укључују:

номинални радни век ЛОН - 1000 сати, за халогене сијалице - од 3 до 5-6 хиљада, за луминисцентна - до 10-50 хиљада, за ЛЕД - 30-150 хиљада сати или више;
стакло сијалице и танки филамент су осетљиви на ударце, вибрације могу изазвати резонанцију на одређеним фреквенцијама;
висока зависност енергетске ефикасности и радног века од напона напајања;
Ефикасност претварања електричне енергије у видљиву светлост не прелази 3-4%, али се повећава са повећањем снаге;
температура површине боце зависи од снаге и износи: за 100 В - 290 ° Ц, за 200 В - 330 ° Ц, 25 В - 100 ° Ц;
када је укључен, струјни удар пре него што се филамент загреје може бити десет пута већи од номиналне вредности;
грла за лампе и окови за светиљке морају бити отпорни на топлоту.

Како продужити живот лампе

Постоји много начина да се продужи радни век. Највише користе:

ограничавање стартне струје укључивањем термистора у серији са лампом, чији се високи отпор смањује како се загрева стартном струјом;
меки старт са ручним управљањем осветљености помоћу тиристора или тријачног димера;
снага лампе преко моћне исправљачке диоде, тј. исправљене напонске половине синусоида;
серијски спој светиљки у паровима у светиљкама са више лампи, на пример, у лустерима.

Савремена индустрија производи велики број различитих типова сијалица са жарном нити са широким распоном радних напона и снага, са различитим нијансама сјаја, конфигурацијама сијалица и сокова. Овај опсег дозвољава изабрати права лампа за сваку употребу.