Лампа накаливания
Лампа накаливания - электрическая, источник света, в котором преобразование электрической энергии в световую происходит в результате накаливания электрическим током тугоплавкого проводника. Впервые световую энергию таким способом получил русский учёный А. Н. Лодыгин в 1872, пропуская электрический ток через угольный стержень, помещенный в замкнутый сосуд, из которого был откачан воздух. В 1879 американский изобретатель Т. А. Эдисон создал удобную для промышленного изготовления, достаточно долговечную конструкцию Л. н. с угольной нитью. В 1898-1908 в качестве тела накала испытывались металлы (Os, Та, W), и с 1909 стали применяться Л. н. с зигзагообразно расположенной вольфрамовой нитью. В 1912-13 появились Л. н., наполненные азотом и инертными газами (Ar, Kr); вольфрамовую нить стали изготовлять в виде спирали. Дальнейшее совершенствование Л. и. велось в направлении улучшения световой отдачи путём повышения температуры тела накала при сохранении срока службы лампы. Заполнение Л. н. высокомолекулярными инертными газами с добавками галогенов (См. Галогены) (см. Иодная лампа) позволило уменьшить загрязнение колбы лампы частицами распылившегося вольфрама и снизило скорость его испарения. Использование тела накала в форме биспирали (спирали, навитой из спирали) и триспирали сократило потери тепла через газ.
Все многочисленные разновидности Л. н. состоят из однотипных частей, различающихся размерами и формой. Устройство типичной Л. н. показано на рис. 1. Внутри колбы на стеклянном или металлическом штенгеле с помощью держателей из молибденовой проволоки закреплено тело накала (спираль из вольфрама). Концы спирали прикреплены к концам вводов; средняя часть вводов с целью создания вакуумноплотното соединения со стеклянной лопаткой выполняется из платинита или молибдена. В процессе вакуумной обработки колба лампы наполняется инертным газом, после чего штенгель заваривается с образованием носика. Для защиты носика, а также для крепления в патроне лампа снабжается цоколем, прикрепляемым к колбе цоколёвочной мастикой.
Л. н. классифицируют по областям применения (осветительные общего назначения, для фар и др.), по основной конструктивной форме и светотехническим свойствам колбы (зеркальные лампы (См. Зеркальная лампа), декоративные, с рассеивающим покрытием и др.), по форме тела накала (лампы с плоской спиралью, биспиралью и др.). По габаритным размерам различают сверхминиатюрные, миниатюрные, малогабаритные, нормальные и крупногабаритные Л. н.; например, к сверхминиатюрным лампам относятся Л. н. с длиной < 10 мм и диаметром <6 мм, у крупногабаритных ламп длина > 175 мм, а диаметр >80 мм.
Л. н. изготовляются на напряжения от долей до сотен в, мощностью до десятков квт (рис. 2). Например, прожекторная лампа мощностью 10 квт имеет длину 475 мм и диаметр 275 мм. Увеличение напряжения на Л. н. против номинального на 1% повышает световой поток на 4%, но снижает срок службы на 15%. Кратковременное включение на напряжение, превышающее номинальное на 15%. выводит лампу из строя. Срок службы Л. н. колеблется от 5 ч (например, самолётные фарные лампы) до 1000 ч и более (например, транспортные лампы), поэтому лампы должны устанавливаться в местах, обеспечивающих лёгкость их замены. Световая отдача Л. н. зависит от конструкции, напряжения, мощности и продолжительности горения и составляет 10-35 лм/вт. В табл. 1 и 2 приводятся значения световой отдачи некоторых ламп различных конструкций.
Табл. 1. - Световая отдача некоторых ламп
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Тип лампы | Световая | Примечание |
| | отдача, | |
| | лм/вт | |
|------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| Керосиновая лампа | <1 | Общее освещение зданий, |
| Лампа накаливания: | 2-3 | средств транспорта |
| с угольной нитью | 7 | Специальные оптические |
| с танталовой нитью | 8-9 | приборы |
| с вольфрамовой нитью (вакуумная) | 12,5-13,5 | Малогабаритные |
| с вольфрамовой биспиралью (газополная, | 22-27 | кинопроекторы |
| технический криптон) | 34 | |
| с вольфрамрвой биспиралью (галогенная) | 5 | |
| с вольфрамовой плоской спиралью | | |
| (галогенная) | | |
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Табл. 2. - Световая отдача осветительных ламп с криптоновым наполнением (при продолжительности горения 1000 ч)
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
| Напряжение | Мощность, вт | Световая отдача, лм/вт |
|---------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 127 | 60 | 13,4 |
| 127 | 75 | 14,4 |
| 127 | 100 | 15,6 |
| 220 | 60 | 11,7 |
| 220 | 75 | 12,7 |
| 220 | 100 | 13,8 |
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
По световой отдаче Л. и. уступают газоразрядным источникам света (См. Газоразрядные источники света), однако Л. н. проще в эксплуатации (не требуют пусковых устройств и сложной арматуры) и для них практически нет ограничений по напряжению и мощности. Ежегодное производство Л. н. в мире достигает 10 млрд. штук, количество разновидностей более 2 тыс.
Лит.: Скобелев В. М., Лампы накаливания, в кн.: Справочная книга по светотехнике, М., 1956; Ульмишек Л. Г., Производство электрических ламп накаливания, 5 изд., М. - Л., 1966; Гуторов М. М., Основы светотехники и источники света, М., 1968.
В. М. Скобелев.
Рис. 1. Схема электрической лампы накаливания: 1 - стеклянная колба; 2 - тело накала; 3 - держатели; 4 - штенгель; 5 - вводы: 6 - лопатка; 7 - цоколёвочная мастика; 8 - носик; 9 - цоколь.
Рис. 2. Электрические лампы накаливания: а - кинопроекционная (напряжение 40 в, мощность 750 вт); б - рудничная (4 в; 3,75 вт); в - двухнитевая автомобильная галонная (12 в; 55 вт).