Лампа накаливания. Свойства и характеристики

Лампы накаливания относятся к тепловым источникам ОИ и делятся на две группы: вольфрамовые Лампы Накаливания и галогенные Лампы Накаливания.

Лампа накаливания состоит из трех основных частей: спираль или биспираль металлическая (тугоплавкая нить накала), колба стеклянная (вакуумирована или заполнена инертным газом), цоколь (контактная часть). Электрический ток, проходя по нити накала, нагревает ее до температуры 2500.. .3000 К, что вызывает свечение. Цветовой спектр ламп накаливания отличается от спектра дневного света преобладанием желтых и красных тонов.

Лампы накаливания выпускают вакуумные (В), биспиральные (Б), биспиральные криптоновые (БК), галогенные (КГ). Основным материалом нити накала является пока вольфрам (W), но ведутся разработки новых тугоплавких материалов, например карбид тантала (ТаС).

Лампы до 200 Вт мощностью имеют резьбовой цоколь Е-27 (цифра — диаметр цоколя, мм); 300 Вт — Е-27 или Е-40; 500 Вт и более — Е-40.

Диапазон мощностей ламп накаливания от 15 до 1500 Вт при напряжении 127 В или 220 В, ГЛН — до 20 кВт при Uн=380В.

Вакуум в колбе ламп накаливания исключает окисление нити, но не препятствует испарению металла. Инертный газ препятствует испарению, но не соединяется с вольфрамом нити накала; он должен иметь малую теплопроводность. ГЛН имеет трубчатую колбу из термостойкого (кварцевого) стекла, заполненную инертным газом с добавкой небольшого количества йода при давлении 106 Па. Вольфрамовая нить расположена по оси колбы. Йод за счет замкнутого химического цикла внутри колбы способствует восстановлению нити. Поэтому галогенные лампы имеют больше срок службы, светоотдачу и меньше расход вольфрама на нить накала. Двойная или тройная спирали предназначены для снижения тепловых потерь, а значит и уменьшения испарения вольфрама.

Достоинства ламп накаливания:
• стойкость к условиям окружающей среды,
• простота включения и обслуживания,
• относительно низкая стоимость. Недостатки ЛН:
• Низкая светоотдача (от 10 до 20 лм/Вт — у вольфрамовых и 26 лм/Вт — у галогенных). Наибольшая возможная — 50 лм/Вт при Тпл = 3650 К (для вольфрама).
• Малый срок службы (1000 час — у ЛН, 2000 час — у ГЛН). Обусловлен перегоранием спирали.
• Спектр света желтее естественного дневного.

В Европе планируется изъятие из производства ламп накаливания, как крайне энергетически неэффективного ИС, с цоколями Е27 и байонетным при наличии альтернативных компактных люминесцентных ламп (КЛЛ) к началу 2010 г. В настоящее время жизнеспособной альтернативой для замены ЛН, наряду с КЛЛ, могут быть МГЛ и СД, но они требуют доработки. Следовательно, «прощаться» с ЛН преждевременно.