Сучасний ринок освітлювальних приладів сьогодні представлений не тільки різноманітними світильниками, а й джерелами світла. Одними з найстаріших лампочок сучасності є лампи розжарювання (ЛН).
Навіть беручи до уваги те, що сьогодні існують більш досконалі джерела світла, лампи розжарювання все ще широко використовуються людьми для освітлення різного роду приміщень. Тут ми розглянемо такий важливий параметр даних ламп, як температура нагріву при роботі, а також колірна температура.
Особливості джерела світла
Лампи розжарювання представляють собою найперший джерело електричного світла, який був винайдений людиною. Дана продукція може мати різну потужність (від 5 до 200 Вт). Але найбільш часто використовуються моделі на 60 Вт.
Зверніть увагу! Найбільший мінус ламп розжарювання - високе споживання електроенергії. Через це з кожним роком зменшується число ЛН, які активно використовуються в якості джерела світла.
Перед тим, як приступати до розгляду таких параметрів, як температура нагріву і колірна температура, необхідно розібратися в конструкційних особливостях подібних ламп, а також в принципі її роботи.
Лампи розжарювання в ході своєї роботи перетворює електричну енергію, що проходить по вольфрамової нитки (спіралі) в світлову і теплову.
На сьогоднішній день випромінювання, по своїй фізичній характеристиці, ділиться на два типи:
Пристрій лампи розжарювання
Під тепловим, яке характерно для ламп розжарювання, мається на увазі світлове випромінювання. Саме на теплове випромінювання засновано світіння електричної лампочки розжарювання.
Лампи розжарювання складаються з:
- скляної колби;
- тугоплавкой вольфрамової нитки (частина спіралі). Важливий елемент всієї лампи, так як при пошкодженні нитки лампочка перестає світитися;
- цоколя.
В процесі роботи таких ламп відбувається підвищення t0 нитки через проходження через неї електричної енергії у вигляді струму. Щоб уникнути швидкого перегорання нитки в спіралі, з колби викачують повітря.
Зверніть увагу! У більш просунутих моделях ламп розжарювання, якими є галогенові лампочки, замість вакууму в колбі закачаний інертний газ.
Установка вольфрамової нитки відбувається в спіраль, яка закріплена на електродах. У спіралі нитку знаходиться посередині. Електроди, до яких відбувається установка спіралі і вольфрамової нитки, відповідно, припаиваются до різних елементів: один до металевій гільзі цоколя, а другий - до металевої контактної пластині.
В результаті такої конструкції електричної лампочки, струм, проходячи через спіраль, викликає нагрівання (підвищення t0 всередині колби) нитки, так як він долає її опір.
Принцип роботи лампочки
Працююча лампа розжарювання
Нагрівання ЛН під час роботи відбувається через конструкційних особливостей джерела світла. Саме через сильного нагрівання під час роботи час експлуатації ламп значно зменшується, що робить їх сьогодні не такими вигідними. При цьому через нагрівання нитки відбувається підвищення t0 самої колби.
Принцип роботи ЛН ґрунтується на перетворенні електричної енергії, яка проходить через нитки спіралі, в світлове випромінювання. При цьому температура розігрітої нитки може досягати 2600- 3000 ° С.
Зверніть увагу! Температура плавлення для вольфраму, з якого виготовлені нитки спіралі, становить 3200-3400 ° С. Як бачимо, в нормі температура нагріву нитки не може привести до початку процесу плавлення.
Спектр ламп при такій будові помітно відрізняється від спектра денного світла. Для такої лампи спектр випромінюваного світла буде характеризуватися переважанням червоних і жовтих променів.
Варто відзначити, що колби у більш сучасних моделей ЛН (галогенових) НЕ вакуумируют, а також не містять в своєму складі спіральної нитки. Замість неї всередину колби закачують інертні гази (аргон, азот, криптон, ксенон і аргон). Такі конструкційні удосконалення привели до того, що температура нагрівання колби під час роботи дещо зменшилася.
Переваги та недоліки джерела світла
Незважаючи на те, що сьогодні ринок джерел світла рясніє найрізноманітнішими моделями, лампи розжарювання на ньому зустрічаються ще досить часто. Тут можна знайти вироби на різну кількість Вт (від 5 до 200 Вт і вище). Найбільшим попитом серед лампочками є від 20 до 60 Вт, а також 100 Вт.
ЛН продовжують досить широко використовуватися тому, що у них є свої переваги:
- при включенні запалювання світла відбувається практично миттєво;
- невеликі габарити;
- низька вартість;
- моделі, усередині колби яких є тільки вакуум, є екологічно чистою продукцією.
Саме такі гідності і зумовили те, що ЛН ще є досить затребуваними в сучасному світі. У будинках і на виробництві сьогодні легко можна зустріти представників даної освітлювальної продукції на 60 Вт і вище.
Зверніть увагу! Великий відсоток використання ЛН ставиться до промисловості. Найчастіше тут використовуються потужні моделі (200 Вт).
Але лампи розжарювання мають і досить значний перелік недоліків, до яких можна віднести:
- наявність сліпучої яскравості світла, що виходить від ламп в процесі роботи. В результаті цього потрібне використання спеціальних захисних екранів;
- під час роботи спостерігається нагрівання нитки, а також самої колби. Через сильний нагрівання колби при попаданні на її поверхню навіть незначної кількості води, можливий вибух. Причому нагрівання колби відбувається у всіх лампочок (хоч на 60 Вт, хоч нижче або вище);
Зверніть увагу! Збільшення нагрівання колби ще несе в собі певну ступінь небезпеки травмуватися. Підвищена температура скляної колби, при дотику до неї незахищеними ділянками шкіри, може викликати опік. Тому такі лампи не варто ставити в ті світильники, до яких може легко дотягнутися дитина. Крім цього пошкодження скляної колби може викликати порізи або спровокувати інші травми.
Напруження вольфрамової нитки
- високе споживання електроенергії;
- при виході з ладу не піддаються ремонту;
- низький термін експлуатації. Лампи розжарювання швидко виходять з ладу через те, що в момент включення або виключення світла нитка спіралі може пошкодитися через частого нагріву.
Як бачимо, використання ЛН несе в собі набагато більше мінусів, ніж плюсів. Найголовнішими недоліками лап розжарювання вважається нагрів через підвищення температури всередині колби, а також високе споживання електроенергії. Причому це стосується всіх варіантів ламп з потужністю від 5 до 60 Вт і вище.
Важливі параметри оцінки
Одним з найбільш важливих параметрів роботи ЛН є світловий коефіцієнт. Цей параметр має вигляд відносини потужності випромінювання видимого спектру і потужності спожитої електроенергії. Для даної продукції це досить мала величина, яка не перевищує 4%. Тобто, для ЛН характерна низька світловіддача.
До інших важливих параметрів роботи можна віднести:
- світловий потік;
- колірна t0 або колір світіння;
- потужність;
- строк служби.
Розглянемо перші два параметра, так як з терміном служби ми розібралися в попередньому пункті.
Світловий потік
Світловий потік являє собою фізичну величину, яка визначає кількість світлової потужності в конкретному потоці випромінювання світла. Крім цього тут є ще один важливий аспект, як світлова віддача. Вона визначає для лампи відношення випромінюваного лампочкою світлового потоку до потужності, яку вона споживає. Світлова віддача вимірюється в лм / Вт.
Зверніть увагу! Світлова віддача служить показником економічності і ефективності джерел світла.
Таблиця світлового потоку і світлової віддачі ламп розжарювання
Як бачимо, для нашого джерела світла перераховані вище величини знаходяться на низькому рівні, що свідчить про їх невеликий ефективності.
Колір світіння лампочок
Колірна температура (t0) також є важливим показником.
Колірна t0 є характеристику ходу інтенсивності світлового випромінювання лампочки і є функцією довжини хвилі, визначеної для оптичного діапазону. Даний параметр вимірюється в кельвінах (К).
Колірна температура для лампи розжарювання
Варто зазначити, що колірна температура для ЛН знаходиться приблизно на рівні 2700 К (для джерел світла з потужністю від 5 до 60 Вт і вище). Колірна t0 ЛН знаходиться в червоній і теплової відтінку області видимого спектру.
Колірна t0 повністю відповідає ступеню нагрівання вольфрамової нитки, що не дає можливість ЛН швидко вийти з ладу.
Зверніть увагу! Для інших джерел світла (наприклад, світлодіодні лампочки) колірна температура не відображає ступінь їх прогріву. При параметрі нагріву ЛН в 2700 К світлодіод прогріється всього лише на 80ºС.
Таким чином, чим більше буде потужність ЛН (від 5 до 60 Вт і вище), тим більше буде відбуватися нагрівання вольфрамової нитки і самої колби. Відповідно, тим більше буде колірна t0. Нижче наведена таблиця, по якій можна порівняти ефективність і споживання потужності різних видів лампочок. В якості групи контролю, з якої ведеться порівняння, тут взяті ЛН потужністю від 20 до 60 і до 200 Вт.
Порівняльна таблиця потужностей різних джерел світла
Як бачимо, лампи розжарювання по даному параметру значно програють в плані споживання потужності іншими джерелами світла.
Світлотехніка і колір світіння
У світлотехніці найважливішим параметром для джерела світла є його колірна t0. Завдяки їй можна визначити колірну тональність і кольоровість джерел світла.
Варіанти колірної температури
Колірна t0 лампочок визначається колірною тональністю і буває трьох видів:
Зверніть увагу! Розглядаючи колірну температуру ЛН, слід пам'ятати, що вона не збігається з реальною теплової температурою вироби, яка відчувається при дотику до неї рукою.
Для ЛН колірна температура розташовується в діапазоні від 2200 до 30000К. Тому вони можуть мати випромінювання, близьке до ультрафіолетового.
висновок
Для будь-яких типів джерел світла важливим параметром оцінки є колірна температура. При цьому для ЛН вона служить віддзеркаленням ступеня нагріву вироби в процесі його роботи. Такі лампочки характеризуються підвищенням температури нагріву в ході функціонування, що служить явним недоліком, якого позбавлені сучасні джерела світла, такі як світлодіодні лампочки. Тому сьогодні багато хто віддає перевагу люмінесцентним і світлодіодним лампочкам, а лампи розжарювання поступово відходять у минуле.
Рекомендовані статті по темі
