Лампа накаливания мощность: Как правильно выбрать лампочку: 4 важных параметра

Лампы накаливания

Лампы накаливания — самый распространенный и доступный источник света.

Классика! Несмотря на доступность люминесцентных линейных ламп, разнообразие и миниатюрность энергосберегающих компактных люминесцентных ламп и бурное развитие светодиодных ламп, стандартные лампы накаливания до сих пор остаются самыми распространенными источниками света. По крайней мере в жилом секторе. Очень много людей до сих пор считают свет “лампочек Ильича” самым приятным (цветовая температура 2200—2900 K), а низкая стоимость часто перевешивает недостатки: малый срок службы и большое потребление электроэнергии по сравнению с другими типами ламп.

Основные составные части лампы накаливания: тело накала — спираль, колба, наполненная инертным газом, цоколь, а также токовые вводы и держатели спирали, ножка лампы.

В совеременных лампах наиболее распространена дважды закрученная спираль (биспираль) из вольфрама. Рабочая температура нити накала составляет 2000 — 2800°C. Поэтому при включении ее сопротивление намного ниже, а ток, протекающий через спираль, в 10 — 15 раз выше рабочих значений. Именно в этот момент и перегорает большинство ламп. Чтобы сгладить пиковые нагрузки на спираль в момент включения, нужно использовать блоки защиты ламп, которые делают нарастание напряжение на спирали плавным (именно поэтому блоки защиты ламп иногда называют “плавным пуском”).

Колба лампы может быть разной формы, цвета, иметь матовое напыление или быть прозрачной. Основное назначение стеклянной колбы — защита спирали от воздействия атмосферных газов. Внутрь колбы стандартной лампы накаливания чаще всего закачана смесь азота с аргоном. В более узко специализированных лампах используют криптон и ксенон, а колбы галогеновых ламп накаливания заполнены соединениями галогенов.

У бытовых ламп накаливания в России и Европе наиболее распространенными являются цоколи Эдисона E14 (в народе “миньон”), E27 и E40. Буква “Е” означает “Эдисон”, а цифра — наружный диаметр резьбы в мм.

 Цоколь Е40 сейчас практически не используется из-за ограничений на производство и продажу мощных ламп накаливания. 

Лампы накаливания в основном различаются типом цоколя, мощностью (и, соответственно, яркостью), формой колбы и рабочим напряжением. Приведенные ниже значения светового потока являются примерными и могут отличаться в зависимости от производителя.

Отдельно в нашем каталоге представлены зеркальные лампы накаливания.

---

Лампы накаливания общего назначения (ЛОН)
	Самый распространенный тип ламп накаливания. Имеют колбу в виде груши или шара диаметром 50 — 60 мм (международное обозначение — А55 и А60), длиной 94 — 105 мм. Средняя продолжительность работы составляет 1000 часов. Мощность ламп (световой поток) — 25 Вт (230 лм), 40 Вт (415 лм), 60 Вт (710 лм), 75 Вт (935 лм)и 93-98 Вт (1200—1300 лм).  Цоколь — Е27. Рабочее напряжение — 220-240 В.
Декоративные лампы накаливания в виде свечи и шара с цоколем Е14 и Е27
	Декоративные лампы с колбами в форме шариков и свечей используются в декоративных бра, торшерах, компактных светильниках. Выпускаются с цоколями Е14 и Е27. Декоративные лампы накаливания в форме шара меют размеры ø45х77 мм (европейское обозначение — G45). Выпускаются с цоколем с прозрачной (ДШ) и матовой (ДШМТ) колбой. Декоративные лампы накаливания в форме свечи с цоколем Е14 имеют размеры ø35х103 мм, с цоколем Е27 — ø35х100 мм. Международное обозначение колбы — С35. Выпускаются с прозрачным (ДС) и матовым (ДСМТ) стеклом. Средний срок службы составляет 1000 часов. Мощность ламп (световой поток) — 25 Вт (200 лм), 40 Вт (400 лм) и 60 Вт (660 лм). Рабочее напряжение — 220-240 В.
Лампа накаливания РН-15 15 Вт Е14 (“лампа для холодильника”)
	Специальная лампа накаливания малой мощности 15 Вт выпускается только с цоколем Е14. Наиболее распространненное обозначение — РН15. В народе получила название “лампочка для холодильника”, хотя используется также, например, в швейных машинках, а также духовых шкафах и микроволновых печах (при удовлетворении температурным условиям эксплуатации).  Световой поток лампы РН-15 составляет 90 лм. Диаметр колбы такой лампы составляет 25 мм, высота — 57 мм. Срок службы — 1000 часов.
Лампы накаливания местного освещения МО на напряжение 12, 24 и 36 В
	Низковольтные лампы накаливания местного освещения МО предназначены для освещения рабочих мест станочного парка и другого технологического оборудования. Часто используются также для освещения подвалов в гаражах и других помещений с повышенной влажностью. Форма колбы полностью такая же, как и у ламп общего назначения. Разница только в рабочем напряжении: у ламп МО оно бывает 12, 24 и 36 вольт. Диаметр лампы составляет 50—55 мм, длина — 98—108 мм. Мощности ламп накаливания местного освещения —  25, 40 и 60 Вт. Лампы МО мощностью 100 Вт в настоящее время не выпускаются.  В обозначении таких ламп зашифровано значение рабочего напряжени и мощности. Например, лампа МО 12-40 имеет рабочее напряжение 12 В и мощность 40 Вт. Световой поток ламп МО зависит не только от мощности, но и от напряжения: МО 12-40 — 620 лм, МО 12-60 — 1000 лм, МО 24-40 — 580 лм, МО 24-60 — 980 лм, МО 36-25 — 300 лм, МО 36-40 — 580 лм, МО 36-60 — 950 лм. Средняя продолжительность горения составляет 1000 ч.

Мощность лампы. Сравнительная таблица соотношения светового потока (люмен) к потребляемой мощности светильника (Вт) для светодиодных ламп, ламп накаливания и люминесцентных ламп. 20-200Вт для ламп накаливания. “Яркость ламп.”

	Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva. ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Оборудование / / Электролампы  / / Мощность лампы. Сравнительная таблица соотношения светового потока (люмен) к потребляемой мощности светильника (Вт) для светодиодных ламп, ламп накаливания и люминесцентных ламп. 20-200Вт для ламп накаливания. “Яркость ламп.” Поделиться:    Сравнительная таблица соотношения светового потока (люмен) к потребляемой мощности светильника (Вт) для светодиодных ламп, ламп накаливания и люминесцентных ламп. 20-200Вт для ламп накаливания. “Яркость ламп.” Люмен – это единица измерения светового потока источника света. Лампа накаливания,  потребляемая мощность в Вт Люминесцентная лампа,  потреблемая мощность в Вт Светодиодная лампа,  потребляемая мощность в Вт  Световой поток, Лм 20 Вт 5-7 Вт 2-3 Вт Около 250 Лм 40 Вт 10-13 Вт 4-5 Вт Около 400 Лм 60 Вт 15-16 Вт 8-10 Вт Около 700 Лм 75 Вт 18-20 Вт 10-12 Вт Около 900 Лм 100 Вт 25-30 Вт 12-15 Вт Около 1200 Лм 150 Вт 40-50 Вт 18-20 Вт Около 1800 Лм 200 Вт 60-80 Вт 25-30 Вт Около 2500 Лм Сколько люмен в 20 Вт лампочке? Сколько люмен в 40 ваттной лампочке? Сколько люмен в 100 ваттной лампочке? Сколько люмен в лампочке? Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос: Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.
Коды баннеров проекта DPVA.ru Начинка: KJR Publisiers Консультации и техническая поддержка сайта: Zavarka Team	Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator

Соответствие мощности светодиодных ламп и ламп накаливания

Если вы хотите получить световой поток (яркость) определенного значения и сравниваете светодиодные лампы и лампы накаливания, то первые имеют меньшую мощность. Соответственно, при использовании светодиодного освещения увеличивается количество потребляемой электроэнергии.

Светодиодная лампа, мощность в Вт	2-3	4-5	8-10	10-12	12-15	18-20	25-30
Лампа накаливая, мощность в Вт	20	40	60	75	100	150	200
Световой поток, Лм	250	400	700	900	1200	1800	2500

Данная таблица поможет вам самому выбрать светодиодные лампы для эффективной замены старого освещения.

По световому потоку лампе накаливания на 60Вт соответствует светодиодная лампа 9Вт. Помимо меньшей потребляемой мощности при той же светоотдачи, светодиодная лампа имеет и другие преимущества. Энергоэкономичность светодиодных ламп в 7,5 раз большая. Это при освещении светодиодным источником света и лампами накаливания одной и той же мощности.

Эффективность замены ламп накаливания светодиодными очевидна. Вы получаете яркий белый свет, экономите на электричестве благодаря соответствию мощности и покупке новых ламп.

Сравнительная таблица Лампы накаливания 40W, люминесцентной 15W и светодиодной лампы 5W

Характеристики	Светодиодная лампа	Люминесцентная лампа	Лампа накаливания
Потребляемая мощность	5 W	15W	40 W
Эффективность светоотдачи	90 Lm/W	30 Lm/W	10,5 Lm/W
Световой поток	450 Lm	450	420 Lm
Рабочая температура	70°C	60°C	180°C
Срок службы	До 50 000 часов	До 25 000 часов	До 1 000 часов
Экологичность	да	Содержит ртуть	да
Необходимость утилизации	Не требует особых мер утилизации	Требует специальных мер утилизации	Не требует особых мер утилизации
Использование во влажных и пыльных помещениях	возможно	нежелательно, сокращается срок службы	возможно
Задержка включения	нет	да	нет
Частое включение и отключение питания	не влияет на срок службы	сокращает срок службы	сокращает срок службы
Мерцание	нет	возможно	нет
Нагрев поверхности лампы	30 градусов	60 градусов	120 градусов
Виброустойчивость	да	нет	нет
Техническое обслуживание	редко	умеренно	Часто

 

Сравнительная таблица Лампы накаливания 60W, люминесцентной 20W и светодиодной Лампы 9W

Характеристики	Светодиодная лампа	Люминесцентная лампа	Лампа накаливания
Потребляемая мощность	9 W	20W	60 W
Эффективность светоотдачи	78 Lm/W	28 Lm/W	12 Lm/W
Световой поток	700 Lm	Lm	720 Lm
Рабочая температура	70°C	60°C	180°C
Срок службы	До 50 000 часов	До 25 000 часов	До 1 000 часов
Экологичность	да	Содержит ртуть	да
Необходимость утилизации	Не требует особых мер утилизации	Требует специальных мер утилизации	Не требует особых мер утилизации
Использование во влажных и пыльных помещениях	возможно	нежелательно, сокращается срок службы	возможно
Задержка включения	нет	да	нет
Частое включение и отключение питания	не влияет на срок службы	сокращает срок службы	сокращает срок службы
Мерцание	нет	возможно	нет
Нагрев поверхности лампы	30 градусов	60 градусов	120 градусов
Виброустойчивость	да	нет	нет
Техническое обслуживание	редко	умеренно	Часто

 

Cравнительная таблица лампы накаливания 100W, люминесцентной 25W и светодиодной лампы 12W.

Характеристики	Светодиодная лампа	Люминесцентная лампа	Лампа накаливания
Потребляемая мощность	12 W	25W	100 W
Эффективность светоотдачи	75 Lm/W	40 Lm/W	13,6 Lm/W
Световой поток	900 Lm	1000 Lm
Рабочая температура	70°C	60°C	180°C
Срок службы	До 50 000 часов	До 25 000 часов	До 1 000 часов
Экологичность	да	Содержит ртуть	да
Необходимость утилизации	Не требует особых мер утилизации	Требует специальных мер утилизации	Не требует особых мер утилизации
Использование во влажных и пыльных помещениях	возможно	нежелательно, сокращается срок службы	возможно
Задержка включения	нет	да	нет
Частое включение и отключение питания	не влияет на срок службы	сокращает срок службы	сокращает срок службы
Мерцание	нет	возможно	нет
Нагрев поверхности лампы	30 градусов	60 градусов	120 градусов
Виброустойчивость	да	нет	нет
Техническое обслуживание	редко	умеренно	Часто

Мощности ламп различных видов – сравнение

В этой статье мы представим вам соотношение мощности ламп различных видов.

Для того, чтобы помочь потребителю сделать верный выбор, сравним мощности ламп различных видов. Рассмотрим, как соотносятся мощности лампы накаливания, компактной люминесцентной лампы и светодиодной лампы при приблизительно равных требованиях к излучаемому ими световому потоку.

Сравнивать будем следующие три лампы:

• Лампа накаливания мощностью 75 Вт с заявленным световым потоком в 935 Лм;
• Компактная люминесцентная лампа мощностью 15 Вт с заявленным световым потоком в 1000 Лм;
• Светодиодная лампа мощностью 9 Вт с заявленным световым потоком в 800 Лм.

Напомним, что световым потоком называется один из главных параметров источника света, которым и определяется мощность непосредственно излучаемого света. Измеряется световой поток в люменах (Лм).

Измерения для оценки света ламп с целью соотнести их мощности, проводятся люксметром. Люксметр показывает освещенность, то есть отношение излучаемого лампой светового потока к единице освещаемой данной лампой площади. Так 1 люкс (Лк) равен 1 люмену на 1 квадратный метр. Количество люкс определяет интенсивность света, то есть непосредственно освещенность.

Для эксперимента по определению соотношения мощностей ламп была выбрана поверхность стола под светильником, на расстоянии 65 см от него. Питание ламп осуществлялось переменным напряжением 220 вольт.

Результаты измерений люксметром:

• Лампа накаливания мощностью 75 Вт – 560 Лк;
• Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) мощностью 15 Вт — 389 Лк;
• Светодиодная лампа мощностью 9 Вт — 611 Лк.

По результатам измерений люксметром легко видеть, что освещенность наиболее высока у светодиодной лампы, затем идет лампа накаливания, и, наконец, компактная люминесцентная лампа. Тем не менее, соотношение мощностей очевидно в пользу светодиодной лампы, затем идет компактная люминесцентная лампа, а лампа накаливания оказывается наименее эффективной.

Так как измерения люксметром проводились в данном эксперименте с одинакового расстояния, то для наиболее объективной оценки вычислим отношения Люкс/Ватт для каждой из ламп, поскольку соотношение Люкс/Ватт в данном случае оказывается напрямую связано с соотношением Люмен/Ватт, то есть со световой отдачей:

• Лампа накаливания мощностью 75 Вт – 7,46 Люкс/Ватт;
• Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) мощностью 15 Вт — 25,93 Люкс/Ватт;
• Светодиодная лампа мощностью 9 Вт — 67,88 Люкс/Ватт.

Из экспериментальных данных можно сделать вывод об относительной эффективности трех рассмотренных ламп:

• Светодиодная лампа в 2,6 раза эффективней компактной люминесцентной лампы и в 9 раз эффективней лампы накаливания;
• Компактная люминесцентная лампа в 3,5 раза эффективней ламы накаливания, но в 2,6 раза уступает светодиодной лампе.
• Лампа накаливания в 3,5 раза менее эффективна, чем КЛЛ, и в 9 раз менее эффективна, чем светодиодная.

Очевидно, светодиодная лампа оказывается самой эффективной, при минимальной мощности она дает лучшую освещенность. Компактная люминесцентная лампа эффективней лампы накаливания, однако не стоит забывать, что такие лампы содержат ртуть и требуют особого подхода к утилизации. А лампы накаливания справедливо оказываются пережитком прошлого, их эффективность очень низка.

В итоге можно заключить, что лучшими с точки зрения потребляемой мощности и световой отдачи являются на данный момент светодиодные лампы.

Сравнение мощности лампочек, изготовленных по различным технологиям (лампы накаливания, компактные люминесцентные и светодиодные):

Ранее ЭлектроВести писали, что Верховная Рада Украины не поддержала постановление №2233-П, которым предлагалось отменить принятие законопроекта №2233, которым были внесены изменения в закон «О рынке электроэнергии» и запрещены поставки электроэнергии из России в Украину по двусторонним договорам, но оставлена возможность импорта на рынке на сутки вперед и направление Беларуси.

По материалам: electrik.info.

Количество люмен в лампе и ее световой поток

Вокруг понятия «люмен» возникает множество мифов, поэтому, чтобы развеять некоторые из них, рассмотрим наиболее часто задаваемые вопросы, вроде таких, как: сколько люмен в лампе накаливания, в светодиодной лампе, сколько люмен содержит 1Вт светодиодной лампы, как определить ее световой поток, и какие светодиодные лампы аналогичны лампам накаливания.

Для начала разберемся, что подразумевает под собой понятие «люмен». Люмен является единицей измерения светового потока, исходящего от источника света, которым может быть лампа накаливания, светодиодная лампа, светодиод или другой осветительный прибор.

Чтобы проще было проводить сравнительный анализ, можно обратиться к таблице, где приведены соотношения СП (люмен) к мощности осветительного прибора (Вт) для ламп накаливания, люминесцентных и светодиодных ламп. Исходя из этих данных, видно, что светодиодные лампы в 10раз эффективнее, чем лампы накаливания, и в 2раза – чем люминесцентные. К тому же, в отличие от люминесцентных ламп и ламп накаливания, светодиодная лампа, следовательно, и светодиод, испускает направленный свет, из чего можно заключить, что и освещенность от светодиодной лампы будет значительно выше. Поэтому, используя светильник светодиодный уличный в качестве освещения, можно достичь гораздо лучшей освещенности, чем при использовании других ламп.

Лампа накаливания, мощность в Вт	Люминесцентная лампа, мощность в Вт	Светодиодная лампа, мощность в Вт	Световой поток, Лм
20 Вт	5-7 Вт	2-3 Вт	Около 250 Лм
40 Вт	10-13 Вт	4-5 Вт	Около 400 Лм
60 Вт	15-16 Вт	8-10 Вт	Около 700 Лм
75 Вт	18-20 Вт	10-12 Вт	Около 900 Лм
100 Вт	25-30 Вт	12-15 Вт	Около 1200 Лм
150 Вт	40-50 Вт	18-20 Вт	Около 1800 Лм
200 Вт	60-80 Вт	25-30 Вт	Около 2500 Лм

Что касается количества люмен в 1Вт светодиодной лампы.

У светодиодов световой поток колеблется от 80 до 150Лм из 1Вт. Это обуславливается некоторыми отличиями вольтамперных характеристик светодиодов и систем охлаждения. Световой поток экспериментальных светодиодов доходит до 220Лм/Вт, но такие светодиоды не встречаются в массовом производстве.

Как можно определить количество люмен в светильнике или лампочке.

Обычно эта информация указана на упаковке или в инструкции к товару, но можно воспользоваться и табличными данными.
Для самостоятельного определения люменов нужен люксметр, определяющий уровень освещенности на каждом участке помещения. Люкс в данном случае – это количественное отношение люмен на площадь освещения (1люкс-1люмен на м2). При силе света, исходящего от изотропного источника, равного 1 кандела, полный световой поток равен 4

Светильник с лампой ДРЛ	Светильник с лампой Днат	Светодиодный светильник	Световой поток, Лм
125 Вт	70 Вт	30-40 Вт	Около 3 500 Лм
250 Вт	100 Вт	40-60 Вт	Около 8 000 Лм
400 Вт	150 Вт	80-120 Вт	Около 12 000 Лм
700 Вт	250 Вт	140-160 Вт	Около 20 000 Лм
1000 Вт	400 Вт	180-200 Вт	Около 30 000 Лм

Лампы накаливания и напряжение в сети: ammo1 — LiveJournal

С помощью прибора Viso LightSpion и ЛАТРа, которому уже 46 лет, мы с Глафирой провели эксперимент, результаты которого меня удивили.

Раньше в России в основном использовался стандарт сетевого напряжения 220 вольт. С 2005 года по ГОСТ 29322-92 в сети должно быть напряжение 230 В ±10%, то есть от 207 до 253 вольт. Старый стандарт 220 В попадает в этот диапазон, поэтому фактически со старым оборудованием никто ничего не делал – в большинстве розеток нашей страны как было 220, так и осталось. На момент эксперимента у меня в сети было 222 В, хотя утром бывает и 230 вольт.

Я измерил световой поток обычной лампочки накаливания при разных напряжениях, задавая их с помощью ЛАТРа.
По стандарту лампа 60 Вт должна давать 710 Лм. Для эксперимента я использовал матовую лампу 230 В 60 Вт Osram Classic “CLAS A FR60 230V E27/ES”, на упаковке которой указано значение светового потока – 710 Лм.

При напряжении 231 вольт лампа потребляет 61 ватт и даёт 628 Лм.

На напряжении 220 вольт мощность снижается до 56 Вт, а световой поток до 555 Лм.

На нижнем пределе по стандарту – 207 В, мощность уже 52 Вт и 60-ваттная лампа светит, как 40-ваттная – всего 427 Лм.

В сельской местности напряжение иногда проседает до 180 вольт. В этом случае 60-ваттная лампа “превращается” в 25-ваттную – всего 271 Лм.

Вот результаты моих измерений 60-ваттной лампы на разных напряжениях:

180 В – 271 Лм
200 В – 416 Лм
207 В – 427 Лм
210 В – 489 Лм
215 В – 538 Лм
220 В – 555 Лм
225 В – 610 Лм
230 В – 628 Лм
235 В – 687 Лм
240 В – 788 Лм
244 В – 851 Лм

На всякий случай я проверил, как поведёт себя хорошая светодиодная лампа при изменении сетевого напряжения. Для эксперимента я использовал лампу IKEA RYET 703.115.98 LED 1461G13.

230 вольт.

180 вольт.

При изменении сетевого напряжения на 50 вольт, яркость лампы не меняется (небольшие отличия в цифрах – погрешность измерения).

У всех хороших светодиодных ламп есть внутренний стабилизатор, поэтому они одинаково светят при очень большом изменении входного напряжения. Кстати, благодаря этому свойству там, где напряжение в сети бывает очень низким, светодиодные лампы помогут решить проблему достаточного освещения.

Как показало моё большое тестирование ламп накаливания (http://ammo1.livejournal.com/627155.html) эти лампы на номинальном напряжении почти всегда дают меньше света, чем заявлено.

Так как в большинстве розеток России по прежнему 220 вольт, при тестировании светодиодных ламп я принимаю за значение эквивалента 60-ваттной лампы накаливания 550 Лм, а не 710 Лм, которые должны быть по стандарту. Важно сравнивать свет ламп в реальной обстановке, а не по стандартам.

© 2015, Алексей Надёжин

Интересное о LED » Мощность светодиодных ламп и ламп накаливания

Какие характеристики светодиодных ламп важны при их выборе для покупателя? Рассматривая использующиеся в быту источники света, сравним их между собой и их первую или главную характеристику мощность светодиодных ламп (СД), люминесцентных ламп (ЛЛ) и ламп накаливания (ЛН). Она измеряется в ваттах – Вт. Сравним какой из этих видов осветительных приборов наиболее эффективный в потреблении электроэнергии и переработке ее в свет, точнее в световой поток?

Второй характеристикой будет свет, который дает искомая лампа. Величина светового потока характеризуется его интенсивностью и измеряется в люменах – Лм.

Проанализируем мощность ламп накаливания и светодиодных.

Самыми распространенными лампами накаливания, применяемыми населением в квартирах, били и остаются лампы на 100 и 75 Вт. Первая дает поток света в 1360 Лм, вторая – в 940 Лм.

Соответствие мощности светодиодных ламп и ламп накаливания

Сравнивая соответствие мощности светодиодных ламп лампам накаливания, видим существенную разницу:

• лампе на 100 Вт соответствует светодиодная 16-20 Вт;
• на 75 Вт – 11-13 Вт.

Разница связана с качеством светодиодов и со степенью их нагрузки.

Лампы-ретрофиты заменяют традиционные лампы накаливания обычным вкручиванием в патрон светодиодного аналога, имеющего те же габариты, тот же патрон Е27 или Е14, и то же напряжение питания – 220 В.

Кстати, о цоколях светодиодных ламп читайте здесь: цоколи светодиодных ламп.

Малая нагрузка светодиодов значительно продлевает срок их службы и появляется возможность снизить потребление электроэнергии на освещение в 5 – 7 раз.

Срок службы ламп освещения

По нормативам лампа накаливания должна отработать не менее 1000 часов. Если вам сильно повезет, то так и будет. Такой срок позволяет лампе накаливания работать целый год в среднем по 2,74 часа каждый день. Но обычно это время меньше. И поэтому неудивительно 2-3 раза в год менять лампочку на кухне, в зале или в коридоре.

Галогенные лампы накаливания номинально служат 2-3 тыс. часов.

Эти цифры не идут ни в какое сравнение со светодиодами, которые работают от 30 до 100 тыс. часов, декларируемых их производителями.

Но даже если учесть последовательное соединение трех светодиодов для работы от напряжения 12 В, и поэтому снижение в три раза срока службы светодиодной лампы, то оставшихся 10 – 33,33 тысяч часов не сравнятся с номинальными 1000 часами ЛН.

Обычно лампа накаливания выходит из строя сразу и совсем.

Светодиодная же лампа к концу срока службы только уменьшает световой поток, в зависимости от производителя, на 30 или 50% и продолжает светить, но не так ярко.

Малогабаритные или компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) имеют номинальный срок службы от 6 до 10 тыс. часов.

Выводы делайте сами.

Электроэнергия лампы накаливания

Лампа накаливания, также известная как лампа накаливания, представляет собой электрический свет с проволочной нитью накаливания, которая дает свет, когда через нее проходит ток. Освещение лампами накаливания дешево в производстве, но очень неэффективно, поскольку они преобразуют только 5% энергии в свет.

Нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы узнать стоимость электроэнергии одной лампочки накаливания, работающей при мощности 60 Вт за 5 часов в день по цене 0 долларов США.10 за кВтч, помните, что вы можете редактировать числа в калькуляторе.

часов в день: Введите, сколько часов устройство используется в среднем в день, если потребление энергии меньше 1 часа в день, введите десятичное число. (Например: 30 минут в день – 0,5)

Power Use (Watts): Введите среднее энергопотребление устройства в ваттах.

Цена (кВтч): Введите стоимость, которую вы платите в среднем за киловатт-час, наши счетчики используют значение по умолчанию 0.10 или 10 центов. Чтобы узнать точную цену, проверьте свой счет за электроэнергию или взгляните на Глобальные цены на электроэнергию.

Сравнение светодиодных ламп, CFL и ламп накаливания:

	LED	CFL	Лампа накаливания
Срок службы в часах	10,000	9,000	1,000
Ватт (эквивалент 60 Вт)	10	14	60
Стоимость лампочки	2 $.50	2,40 долл.	1,25 долл. США
Ежедневная стоимость *	0,005 долл. США	0,007 долл. США	0,03 долл. США
Годовая стоимость *	1,83 долл. США	2,56 долл. США	50 долларов	70 долларов	300 долларов
Лампы, необходимые на 50 тыс. Часов	5	5,5	50
Общая стоимость 50 тыс. Часов с ценой на лампу	62 доллара.50	83,20 долл. США	362,50 долл. США

* Предполагается, что 5 часов в день по цене 0,10 долл. США за кВтч.

Лампы накаливания больше определенной мощности сняты с продажи во многих регионах, так как они не очень энергоэффективны. Если вы все еще используете лампы накаливания, настоятельно рекомендуется переключиться на светодиодное или CFL-освещение, чтобы сэкономить электроэнергию и продлить срок службы ваших лампочек.

Лампа накаливания | Типы лампочек

Какие они?

Лампа накаливания или лампа накаливания – это источник электрического света, работающий от накаливания, который представляет собой излучение света, вызванное нагреванием нити накала. Они выполнены в чрезвычайно широком диапазон размеров, мощности и напряжения.

Откуда они взялись?

Лампы накаливания являются оригинальной формой электрического освещения и используются уже более 100 лет. Хотя Томас Эдисон считается изобретателем лампы накаливания, существует ряд люди, которые изобрели компоненты и прототипы лампочки задолго до Эдисона.

Один из тех людей был британский физик Джозеф Уилсон Свон, который фактически получил первый патент на полную лампу накаливания. лампочка с углеродной нитью 1879 г.Дом Лебедя был первым в мире, который освещался лампочкой. Эдисон и Свон объединили свои компании и вместе они первыми разработали коммерчески жизнеспособную лампу.

Как они работают?

Лампа накаливания обычно состоит из стеклянного корпуса, содержащего вольфрамовую нить. Электрический ток проходит через нить накала, нагревая ее до температуры, при которой возникает свет.

Лампы накаливания обычно содержат стержень или стеклянную опору, прикрепленную к основанию лампы, что позволяет электрическим контактам проходить через колбу без утечек газа / воздуха.Небольшие провода, встроенные в стержень, поддерживают нить накала и / или ее выводные провода.

Стеклянный кожух содержит вакуум или инертный газ для сохранения и защиты нити от испарения.

Схема, показывающая основные части современной лампы накаливания.

1. Стеклянная колба
2. Инертный газ
3. Вольфрамовая нить
4. Контактный провод (идет к ноге)
5. Контактный провод (идет к базе)
6. Опорные тросы
7. Держатель для стекла / подставка
8. Базовый контактный провод
9. Резьба винтовая
10. Изоляция
11. Электрический ножной контакт

Где они используются?

Лампы накаливания не требуют внешнего регулирующего оборудования, имеют очень низкую стоимость производства и хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе. Они также совместимы с устройствами управления, такими как диммеры, таймеры и фотодатчики, и могут использоваться как в помещении, так и на открытом воздухе. В результате лампа накаливания широко используется как в домашнем, так и в коммерческом освещении, для портативного освещения, такого как настольные лампы, автомобильные фары и фонари, а также для декоративного и рекламного освещения.

Планируется, что к 2014 году производство многих ламп накаливания будет прекращено. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о Законе об энергетической независимости и безопасности 2007 года и о том, как он может повлиять на вас.

Другие полезные ресурсы

Типы освещения: лампы накаливания

Есть четыре основных типа освещения:

• Лампа накаливания
• Флуоресцентный
• Разряд высокой интенсивности
• Натрий низкого давления

Лампы накаливания

Томас Альва Эдисон изобрел лампу накаливания с разумным сроком службы. Льюис Латимер усовершенствовал его с помощью углеродной нити.

Лампа накаливания состоит из герметичной стеклянной колбы с нитью накала внутри.Когда электричество проходит через нить накала, она нагревается. В зависимости от температуры нити накала излучается излучение.

Температура нити накала очень высока, обычно более 2000 ° C или 3600 ° F. В “стандартной” лампе мощностью 60, 75 или 100 Вт температура нити составляет примерно 2550 ° C или примерно 4600 ° F. При таких высоких температурах тепловое излучение нити накала включает значительное количество видимого света.

Этот принцип получения света от тепла называется «накаливанием».«При такой высокой температуре 2 000 ° C около 5 процентов электроэнергии преобразуется в видимый свет, а остальная часть испускается в виде тепла или инфракрасного излучения.

Инструкции : Нажмите кнопку воспроизведения, чтобы увидеть, как работает лампа накаливания.

Как работает лампа накаливания
Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание.

Как работает лампа накаливания

В лампочке накаливания электричество проходит вверх и через нить накаливания, заставляя ее нагреваться и ярко светиться.Чтобы нить накала не загорелась, весь кислород удаляется из колбы.

Давайте теперь рассмотрим несколько различных типов ламп накаливания.

Лампы накаливания стандартные

Стандартные лампы накаливания являются наиболее распространенными, но при этом наиболее неэффективными. Лампы большей мощности имеют более высокую эффективность (больше люмен на ватт), чем лампы меньшей мощности.

Инструкции : Нажмите кнопку «график» ниже, чтобы создать график, сравнивающий мощность и эффективность, а затем ответьте на вопрос ниже.

Щелкните здесь, чтобы открыть текстовое описание эффективности лампочки. Это будет расширено, чтобы предоставить больше информации.

Сравнение мощности и эффективности лампы накаливания

В таблице ниже сравнивается количество ватт лампы накаливания с ее эффективностью (люмен на ватт).

Сравнение мощности и эффективности лампы накаливания

Вт (мощность)	25	40	60	75	100	150
КПД (люмен на ватт)	8	12	14	15	17	19

На основании этих данных ясно, что с увеличением количества ватт увеличивается и КПД.

Вольфрамовые галогенные лампы

Галогенная лампа вольфрама – это лампа накаливания, в которой газы из семейства галогенов запечатаны внутри колбы, а внутреннее покрытие отражает тепло обратно в нить накала. Светоотдача аналогична обычной лампе накаливания, но с меньшей мощностью. Галогены в газовом наполнении уменьшают материальные потери нити накала, вызванные испарением, и увеличивают производительность лампы.

Лампа галогенная вольфрамовая

Трубчатые вольфрамово-галогенные лампы

Трубчатые вольфрамово-галогенные лампы обычно используются в торшерах типа «торшеры», которые отражают свет от потолка, обеспечивая более рассеянное и подходящее общее освещение.

Хотя они обеспечивают лучшую энергоэффективность, чем стандартная лампа A-типа, эти лампы потребляют значительное количество энергии (обычно потребляют от 300 до 600 Вт) и сильно нагреваются (трубчатая вольфрамово-галогенная лампа мощностью 300 Вт достигает температуры около 2600 Вт). ° C по сравнению с примерно 600 ° C для компактной люминесцентной лампы). Поскольку вольфрамово-галогенные лампы работают при очень высоких температурах (достаточно высоких, чтобы буквально поджарить яйца), их не следует использовать в светильниках с патронами, облицованными бумагой или целлюлозой.

Трубчатая вольфрамово-галогенная лампа.

Галогенные лампы

Галогенная лампа часто на 10–20 процентов эффективнее обычной лампы накаливания с аналогичным напряжением, мощностью и продолжительностью жизни. Галогенные лампы могут иметь в два-три раза больший срок службы, чем обычные лампы. Насколько увеличится срок службы и эффективность, во многом зависит от того, используется ли высококачественный наполняющий газ (обычно криптон, иногда ксенон) или аргон. На изображении ниже показан снимок, сделанный инфракрасной камерой, на котором сравнивается тепло, выделяемое галогенной и компактной люминесцентной лампой.Зоны красного и белого цветов очень горячие, а зоны синих – более прохладные.

Сравнение тепла, выделяемого галогенными лампами и лампами накаливания.

Кредит: Лаборатория Лоуренса Беркли

Отражатель лампы

Рефлекторные лампы – Световые волны от лампочки распространяются во всех направлениях. Свет, идущий назад, бесполезен, когда свет больше всего нужен спереди. Рефлекторные лампы (тип R) предназначены для рассеивания света на определенных участках.

Рефлекторные лампы имеют серебряное покрытие по бокам, как и любое зеркало, поэтому все световые волны, проходящие через боковые стороны или заднюю часть, отражаются вперед.Поэтому они называются рефлекторными лампами, а также прожекторами, прожекторами и лампами точечного освещения.

Инструкции : Нажмите кнопки ниже, чтобы увидеть разницу между обычной и отражающей лампой накаливания:

Обычная лампа

Светоотражающая лампа

Лампы с параболическим алюминированным отражателем (PAR)

Лампы с параболическим алюминированным отражателем (PAR) (показанные на изображении ниже) также доступны с галогенной технологией для работы от 120 вольт.Стандартная лампа накаливания мощностью 150 Вт может быть заменена галогенной лампой меньшей мощности, что снижает потребление электроэнергии до 40 процентов.

Лампа с отражающей лампой (тип R).

Попрощайтесь с лампочкой накаливания (как мы ее знаем)

Чак ​​Ньюкомб

Я уверен, что вы все уже видели эту маленькую извилистую компактную люминесцентную лампу (КЛЛ) в магазине, покупая запасные лампы. Хорошая новость заключается в том, что, используя одну для замены надежной лампы накаливания, вы экономите электроэнергию.Один из примеров в нашем доме: люстра с пятью лампами, потребляющая 300 Вт, теперь потребляет всего 60 Вт, что эквивалентно одной лампе накаливания, при этом производя такое же количество света, как пять. Эти КЛЛ, а также более новые и гораздо более дорогие светоизлучающие диоды (СИД) вводятся для замены менее эффективных вольфрамовых ламп, которые к 2014 году выводятся из эксплуатации в США.

КЛЛ

стоят дороже, но компенсирующая особенность заключается в том, что они служат дольше. Предостережение: это произойдет только в том случае, если вы не будете часто их включать и выключать и не используете их на улице в холодном климате.Оказывается, небольшой нагреватель, который помогает ионизировать пар в КЛЛ при запуске, по-прежнему имеет те же характеристики, что и вольфрамовая лампа накаливания – ее сопротивление очень низкое в холодном состоянии, но становится намного выше, когда она нагревается. Вот почему ваши лампы накаливания обычно перегорают при включении – вы нагружаете вольфрамовую нить с максимальным током, протекающим при включении.

Один из подходов к продлению срока службы лампы CFL – это оставить ее включенной дольше, уменьшив циклы включения-выключения нагревателя и нити накала.По моему опыту, описанному выше, вы можете оставить его включенным в пять раз дольше лампы накаливания и не использовать больше энергии.

Пиковый ток лампы накаливания Лампа накаливания на полной яркости

Температурный коэффициент сопротивления вольфрама

Типичное сопротивление лампы накаливания мощностью 100 Вт в холодном состоянии составляет около 9,5 Ом. Если бы это сопротивление оставалось неизменным при подаче напряжения 120 В, закон Ома говорит нам, что лампа потребляет около 12,5 ампер и рассеивает около 1500 Вт. Этого, конечно, не происходит, потому что по мере нагрева нити ее сопротивление также увеличивается.Получается, что при 120 В сопротивление примерно 144 Ом, что в 15 раз больше сопротивления холоду. Результирующий ток составляет 0,83 А, а рассеиваемая мощность – заявленные 100 Вт.

Интересный эксперимент с использованием анализатора качества электроэнергии Fluke 43B

Оказалось, что постоянная времени для изменения сопротивления при приложении полного напряжения может быть измеряется в миллисекундах. И поэтому следующий эксперимент работает.

Когда Fluke представила свой первый инструмент для контроля качества электроэнергии в 1994 году, я использовал диммер Triac, чтобы изменять входное напряжение лампы накаливания, одновременно измеряя действующее значение входного напряжения и результирующий ток.

Я заметил, что пиковый ток возникает при входном среднеквадратичном напряжении около 55 вольт. В сегодняшнем примере при использовании новой высокоэффективной галогенной лампы (подробнее об этом позже) лампа потребляет 0,39 А среднеквадратичного значения (я использовал десятиоборотную петлю через зажимные губки, что дало кажущееся значение 3,9 А.) ток в этом примере был почти 1,2 А.

По мере того, как я продолжал повышать напряжение, среднеквадратичный ток увеличивался, но пиковый ток становился меньше – около 0,8 А.

Как это могло произойти? Что ж, общее время, в течение которого ток течет в примере с низкой яркостью, составляет менее 4 миллисекунд, этого недостаточно, чтобы нагреть нить до более высокого сопротивления, которого она достигнет, когда ток протекает в два раза больше – около 8 миллисекунд.Таким образом, пиковый ток выше при более низкой яркости.

В этом примере, когда вы выполняете математические вычисления (или переключаетесь на дисплей мощности Fluke 43B), вы обнаружите, что мощность низкой яркости, потребляемая моей тестовой лампой при пиковом токе, составляла около 22 Вт, тогда как при полной яркости мощность была немногим более 68 Вт.

Подробнее об этих новых галогенных лампах

Лампа, которую я использовал для недавнего теста, позиционируется как высокоэффективная галогенная лампа. Она рассчитана на такую ​​же светоотдачу, что и старая лампа мощностью 100 Вт, но потребляет всего 72 Вт.Как я убедился в своем тесте, в нем все еще используется вольфрамовая нить. Насколько я понимаю, эти высокоэффективные лампы накаливания и некоторые специальные лампы для обслуживания будут по-прежнему доступны после того, как в 2014 году (в США) будут выведены из обращения старые стандартные лампы.

Как насчет этих новых светодиодных фонарей?

КЛЛ имеют экологический недостаток, заключающийся в том, что они содержат ртуть, что требует специального обращения при утилизации во избежание загрязнения окружающей среды.

В новых альтернативных лампах будут использоваться светодиоды, что даст даже больший КПД, чем КЛЛ, но при гораздо более высокой стоимости – по крайней мере, пока.Светодиодные лампы включаются мгновенно и не имеют проблем с холодным запуском, которые могут возникнуть с КЛЛ.

Новые технологии еще не достигают приятного свечения привычных ламп накаливания, но они неуклонно совершенствуются. Если вам интересно, вы можете ознакомиться с некоторыми проблемами, связанными с нашими меняющимися технологиями освещения здесь:
Поэтапный отказ от ламп накаливания
Energy Star информация о лампочках
Как работают компактные люминесцентные лампы и как их затемнять

Почему люди до сих пор используют лампы накаливания

В последние годы на рынке появилось множество более эффективных альтернатив традиционным лампам накаливания мощностью 60 и 40 Вт.Некоторые из них являются галогенными, а другие – компактными люминесцентными лампами (компактными люминесцентными лампами) и светодиодами (светоизлучающими диодами). (Фото: Венди Кох, США СЕГОДНЯ)

Основные моменты истории

• С 1 января США больше не будут производить и импортировать лампы накаливания
• Стоимость и цвет являются одной из причин, по которым потребители продолжают покупать эти типы ламп.
• КЛЛ и светодиоды – гораздо более энергоэффективные альтернативы

В 2014 году вы можете попрощаться со стандартной лампой накаливания.

С 1 января Соединенные Штаты больше не будут производить или импортировать лампы накаливания, хотя магазины по-прежнему могут продавать то, что у них есть на складе. Поэтапный отказ является результатом федеральных правил перехода на более энергоэффективные лампы.

Энергоэффективные лампы стоят дороже, чем лампы накаливания, но служат намного дольше и позволяют экономить на расходах на электроэнергию в долгосрочной перспективе. Так почему люди все еще покупают лампы накаливания и что для вас будет означать отказ от них?

БОЛЬШЕ: Большинство американцев не знают о прекращении эксплуатации ламп

Стоимость

Лампы накаливания стоят намного меньше, чем их энергоэффективные альтернативы – в основном КЛЛ (компактные люминесцентные лампы) и светодиоды (светодиоды).

Лампа накаливания может стоить всего 70 центов. Между тем, лампа CFL продается по крайней мере за несколько долларов, а светодиодная – от 10 долларов, но обычно стоит около 20 долларов.

Проблема с лампами накаливания в том, что вы в конечном итоге платите больше за электроэнергию. Лампы накаливания неэффективны – 90% энергии уходит на тепло и только 10% на свет.

Лампы накаливания служат не так долго, как КЛЛ и светодиоды. Обычная лампа накаливания работает около 1000 часов, 15-ваттная лампа CFL – 10 000 часов, а светодиодная лампа мощностью 12 Вт – 25 000 часов.Другими словами, лампы накаливания служат около года, в то время как КЛЛ могут служить 10 лет, а светодиоды – до 25.

В общем, ваши затраты на электроэнергию могут быть на 25-80% меньше, если перейти на энергоэффективные лампы, согласно Energy.gov. .

Несмотря на экономию, многие по-прежнему придерживаются ламп накаливания, потому что обычно не тратят так много на освещение в своих домах.

«Не было большого стимула для повышения эффективности, потому что это не повлияет на их счета за электроэнергию», – сказал Джо Рей-Барро, профессор светового дизайна в Университете Кентукки и консультант Американская ассоциация освещения о том, почему некоторые люди не переходят на более энергоэффективные лампы.

По данным Управления энергетической информации США, в то время как офисное здание может использовать 21% электроэнергии для освещения, дом использует всего 13%.

Магазин товаров для дома Lowe’s провела исследование, в котором сравнила затраты на электроэнергию светодиода и лампы накаливания. Затраты на электроэнергию для светодиода увеличились до 30 долларов в течение 22-летнего срока службы лампы. Затраты на электроэнергию для использования лампы накаливания за тот же период составили 165 долларов – конечно, экономия, но, возможно, недостаточно значительная для многих домовладельцев за два десятилетия, чтобы изменить свои покупательские привычки.

Цвет

Лампы накаливания известны своим теплым светом, который особенно хорошо смотрится на телесных тонах, сказал Рей-Барро. С другой стороны, люминесцентные лампы получили репутацию излучающих резкий голубоватый свет.

Рей-Барро сказал, что вера – это «пережиток» того, как свет сначала выглядел.

«Сегодня у вас могут быть люминесцентные лампы, точно соответствующие лампам накаливания», – сказал он. Производители лампочек должны указывать на своей этикетке цветовую температуру своих ламп, чтобы потребители могли точно знать, что они покупают.

Срок службы

Некоторые потребители жалуются, что КЛЛ служат не так долго, как рекламируется. По словам Терри Макгоуэна, технического директора Американской ассоциации освещения, одной из характеристик ламп CFL является то, что они «довольно хрупкие» и могут выдерживать перегрев.

«Эти жизненные рейтинги устанавливаются в испытательной лаборатории, а не в чьей-либо приспособлении в гостиной», – сказал Макгоуэн. “Когда вы помещаете их в приспособление и разливаете в стеклянную тенту, они становятся слишком горячими, и срок их службы сокращается.«Светодиодные лампы

также могут перегреваться. Макгоуэн рекомендует использовать эти лампы в осветительных приборах с хорошей вентиляцией. Лампы

CFL также имеют более короткий срок службы, когда их часто включают и выключают. Ванная комната может быть не лучшим местом. Макгоуэн сказал, что настольная лампа, торшер или свет в коридоре с большей вероятностью продлит срок службы лампы CFL.

Странный вид

Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ) (фото) : Роберт Ф.Букаты, АП)

Еще одна претензия к лампам накаливания – внешний вид. КЛЛ, в частности, имеют фигурную форму.

«Форма штопора КЛЛ вызывала беспокойство у некоторых потребителей», – заявила представитель Lowe Карен Кобб.

«Мы слышали от клиентов, которые сказали, что это просто необычная форма, и она выглядит не так красиво, как лампы накаливания в их осветительных приборах», – сказал Кобб.

Рей-Барро сказал, что если вы не видите форму колбы, свет от КЛЛ ничем не отличается от света лампы накаливания.

Привычки

Использование дешевых, неэффективных ламп накаливания отчасти объясняется тем, что они уже знакомы.

«Это все, что люди знали на протяжении большей части своей жизни, и только последние пять, шесть лет эта проблема энергоэффективности стала более приоритетной», – сказал Рей-Барро.

Но светодиоды становятся все более популярными. По словам Кобба, за последний год в магазинах Lowe’s количество проданных светодиодных ламп увеличилось вдвое.По ее словам, в настоящее время каждая третья лампочка, приобретаемая в Lowe’s, представляет собой CFL или светодиодную лампу. По словам Кобба, популярность

LED отчасти объясняется тем, что потребители знакомы со светодиодами в других продуктах, таких как телевизоры и компьютеры.

Существенно подешевели и светодиодные лампы. Первые светодиодные лампы, появившиеся на рынке, стоили 30 долларов каждая. По словам Рей-Барро, сейчас некоторые производители предлагают светодиодные лампы всего за 10 долларов.

Поскольку стоимость продолжает падать, он прогнозирует, что светодиодные лампы станут «источником света по умолчанию».”

Подпишитесь на @JolieLeeDC в Twitter.

Прочтите или поделитесь этой историей: https://www.usatoday.com/story/news/nation-now/2013/12/27/incandescent-light-bulbs-phaseout -leds / 4217009/

Эффективность ламп накаливания по сравнению с люминесцентными лампами

Эффективность ламп накаливания по сравнению с люминесцентными лампами

Люси Дикеу

11 декабря 2014

Представлено как курсовая работа для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2014 г.

Как работают лампы накаливания

Лампа накаливания означает светиться теплом.Лампа накаливания Лампочки состоят из стеклянного корпуса, в который вставлен вольфрам. провод. [1] Вольфрам используется, потому что он имеет самую высокую известную температуру плавления. температура чистых металлов 3680 К при очень низком уровне испарения. [2] Затем колба наполняется газом, например аргоном, который имеет высокий молекулярный вес, чтобы уменьшить испарение вольфрама. [1] Препятствие этому испарению позволяет достичь более высоких температур. достиг. Препятствие этому испарению позволяет достичь более высоких температур. достиг.Учитывая давление испарения вольфрама, лампы накаливания хранят при температуре ниже 3000 ° К. [2] Со временем вольфрам в нити испаряются и приземляются на внутреннюю часть колбы, в результате чего в диммерной лампочке. При этой температуре только часть света испускаемый виден. Когда электрический ток проходит через вольфрам В нити накала электроны движутся и сталкиваются с атомами, составляющими катушку. Эти постоянные столкновения нагревают атомы, создавая тепло, используемое для испускать свет.[1] 90% энергии выделяется в виде тепла, в то время как только 10% испускается как видимый свет. [3]

Как работают люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы – это трубки, заполненные аргоном и пары ртути. Внутренняя часть трубки покрыта люминофором. [4] Электричество проходит через электрод, который обычно состоит из вольфрам. Электрический заряд передается парам ртути, возбуждая он испускает УФ (ультрафиолетовый) свет.Фосфор покрытие улавливает ультрафиолетовые лучи, флуоресцируя, тем самым создавая видимый свет. [2] Под цветением понимается более короткий длина волны и излучение света с большей длиной волны. Из-за этого свет, который мы видим, на самом деле не излучается атомами ртути, а скорее из светящегося фосфора. Цветение производит свет другими способами чем только тепло. Это позволяет луковицам соцветия гораздо больше энергия расходуется на свет, а не на тепло.85% потребляемой энергии люминесцентными лампами превращается в свет всего с 15% энергии теряется из-за жары. [1]

Рентабельность

Люминесцентные лампы также имеют экономическую выгоду. Несмотря на то что Лампы цветения дороже, чем лампы накаливания, владеть ими намного дешевле. [3] Мы кратко рассмотрим расчеты. Люминесцентная лампа мощностью 18 Вт эквивалентна по свету 75 Вт. лампа накаливания. Срок службы более 10000 часов (в среднем для флуоресцентные лампы) флуоресцентный свет будет потреблять 180 кВт при 7.3цента за кВт получается в общей сложности 13 долларов за использование + 20 долларов за покупку лампы = 33 доллара. [3] Сравните это с лампами накаливания со средним сроком службы 750 часы. Нам нужно будет купить 13 ламп накаливания, чтобы на срок до 1 люминесцентной лампочки. Стоимость этих 13 лампочек составляет около 7 долларов. Лампа накаливания потребляет более 10 000 часов 750 кВт энергии по цене 7,3 цента за кВт, что в сумме составляет 55 долларов США. итого 62 доллара. Вы экономите 29 долларов на флуоресцентной лампе по сравнению с ее срок службы 3.

© Люси Дикеу. Автор дает разрешение на копировать, распространять и демонстрировать эту работу в неизменном виде, с ссылка на автора, только в некоммерческих целях. Все остальные права, в том числе коммерческие, принадлежат автору.

Список литературы

[1] Р. Кейн и Х. Селл, Revolution in Lamps: A Хроника 50 лет прогресса. 2-е изд. (Fairmont Press, 2001).

[2] Д.MacIsaac, G. Kanner и G. Anderson, “Основы физики лампы накаливания Лампа (Лампочка), Учитель физики 37 , 520 (1999).

[3] “Вирджиния Справочник по энергосбережению, Департамент горнодобывающей промышленности штата Вирджиния, и Энергетика, 2008.

[4] В. М. Йен, С. Шионоя и Х. Ямамото, Практическое применение люминофора (CRC Press, 2006).

Лампа накаливания – Энциклопедия Нового Света

Лампа накаливания и ее светящаяся нить.

Лампа накаливания или лампа накаливания – это источник искусственного света, работающий от накаливания. Электрический ток проходит через тонкую нить накала, нагревая ее и вызывая возбуждение, при этом испуская свет. Закрытая стеклянная колба предотвращает попадание кислорода воздуха на горячую нить накала, которая в противном случае быстро окислялась бы и разрушалась.

Лампы накаливания составляют класс электрических ламп, расширяя использование термина, применяемого к оригинальным дуговым лампам.В Австралии и Южной Африке их также называют световыми шарами, или лампочками.

Преимущество ламп накаливания состоит в том, что они могут изготавливаться для широкого диапазона напряжений, от нескольких вольт до нескольких сотен вольт. С другой стороны, учитывая их относительно низкую светоотдачу, лампы накаливания постепенно заменяются во многих приложениях (компактными) люминесцентными лампами, газоразрядными лампами высокой интенсивности, светодиодами и другими устройствами.

Operation

Изображение с помощью сканирующего электронного микроскопа (75x) нити накала 60-ваттной лампочки линейного напряжения.Для увеличения длины нити при сохранении небольшого ее физического размера нить имеет форму спиральной катушки . Для сравнения, нити накала низковольтных ламп обычно имеют форму единой катушки.

Лампы накаливания состоят из стеклянного корпуса (колбы или колбы). Инертный газ уменьшает испарение нити и снижает требуемую прочность стекла. Внутри колбы находится нить из вольфрамовой проволоки, по которой пропускается электрический ток.Ток нагревает нить до чрезвычайно высокой температуры (обычно от 2000 до 3300K в зависимости от типа нити, формы и величины пропускаемого тока). Нагретые электроны в непрерывных энергетических зонах вольфрама возбуждаются и затем переходят в более низкие энергетические состояния твердого тела. При этом они испускают термически уравновешенные фотоны, имеющие спектр черного тела. Этот спектр, в отличие от спектра, вызванного неравновесными атомными или молекулярными переходами, например, в ртутно-паровой лампе, является непрерывным, обычно с максимумом в спектре видимого света, но также содержит значительную энергию в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн.

Лампы накаливания обычно также содержат внутри стеклянную опору, которая поддерживает нить накала и позволяет электрическим контактам проходить через колбу без утечек газа / воздуха. Используются многие схемы электрических контактов, такие как винтовая основа (один или несколько контактов на наконечнике, один на кожухе), байонетное основание (один или несколько контактов на основании, кожух используется как контакт или используется только как механическая опора), а для некоторых ламп – электрический контакт на обоих концах трубчатой ​​лампы.Контакты в патроне лампы пропускают электрический ток через нить накала. Номинальная мощность варьируется от 0,1 до 10 000 Вт и выше. Чтобы повысить эффективность лампы, нить накала обычно состоит из катушек из тонкой проволоки, также известной как «спиральная катушка». Для 60-ваттной 120-вольтовой лампы длина нити обычно составляет 6,5 футов или 2 метра.

Одна из самых маленьких проблем стандартной электрической лампочки – испарение нити накала. Самая большая проблема заключается в том, что неизбежные изменения удельного сопротивления вдоль нити вызывают неравномерный нагрев с образованием «горячих точек» в точках с более высоким удельным сопротивлением.Разбавление за счет испарения увеличивает удельное сопротивление. Но горячие точки испаряются быстрее, быстрее увеличивается их удельное сопротивление – положительная обратная связь, которая заканчивается знакомым крошечным разрывом в нити накала, которая в остальном выглядит здоровой. Ирвинг Ленгмюр предположил, что инертный газ вместо вакуума замедлит испарение и при этом предотвратит возгорание, поэтому обычные лампы накаливания теперь заполнены азотом, аргоном или криптоном. Однако обрыв нити в газонаполненной лампе может вызвать электрическую дугу, которая может распространиться между выводами и вызвать очень сильный ток; Поэтому намеренно тонкие подводящие провода или более сложные защитные устройства часто используются в качестве предохранителей, встроенных в лампочку. ^[1]

Во время нормальной работы вольфрам нити накала испаряется; более горячие и эффективные волокна испаряются быстрее. По этой причине срок службы лампы накаливания – это компромисс между эффективностью и долговечностью. Компромисс обычно устанавливается таким образом, чтобы обеспечить срок службы обычных ламп 750–1000 часов.

В обычной (не галогенной) лампе испаренный вольфрам со временем конденсируется на внутренней поверхности стеклянной колбы, затемняя ее. Для ламп, содержащих вакуум, затемнение равномерное по всей поверхности оболочки.Когда используется наполнение инертным газом, испаренный вольфрам переносится тепловыми конвекционными потоками газа, осаждаясь преимущественно на самой верхней части оболочки и чернея только эту часть оболочки.

Некоторые старые мощные лампы, используемые в театрах, проекторах, прожекторах и маяках, с тяжелыми и прочными нитями накаливания, содержали рыхлый вольфрамовый порошок внутри оболочки. Время от времени оператор вынимал колбу и встряхивал ее, позволяя вольфрамовому порошку соскребать большую часть вольфрама, который сконденсировался внутри оболочки, удаляя почернение и снова осветляя лампу.

Когда колба лампочки разрывается при включенной лампе или при попадании воздуха в колбу, горячая вольфрамовая нить реагирует с воздухом, образуя аэрозоль из коричневого нитрида вольфрама, коричневого диоксида вольфрама, фиолетово-синего пятиокиси вольфрама и желтого триоксид вольфрама, который затем откладывается на близлежащих поверхностях или внутри лампы. ^[2]

Стеклянная колба Инертный газ низкого давления Вольфрамовая нить Контактный провод (выходит из штока) Контактный провод (входит в шток) Опорные провода Шток (крепление к стеклу) Контактный провод (выходит из штока) Колпачок (гильза) Изоляция (Vitrit) Электрический контакт

История лампочки

Пока преобразование электрического Энергия света была продемонстрирована в лабораториях еще в 1801 году, потребовалось более 100 лет для разработки современной формы электрической лампочки при участии многих изобретателей.Многие изобретатели приложили руку к разработке практического устройства для производства электрического света.

Ранняя эволюция лампочки

В 1801 году сэр Хамфри Дэви, английский врач, заставил платиновые полоски светиться, пропустив через них электрический ток, но полоски испарялись слишком быстро, чтобы их можно было испарить. полезный источник света. Проблема сгорания нити через несколько минут, а также низкое сопротивление и высокое потребление тока делали лампы накаливания неудачными с практической точки зрения до разработок Эдисона и Свана в 1870-х годах. ^[3] В 1809 году Дэви создал первую дуговую лампу, создав небольшое, но ослепляющее электрическое соединение между двумя угольными стержнями, подключенными к батарее. Это изобретение, продемонстрированное Королевскому институту Великобритании в 1810 году, стало известно как дуговая лампа.

В 1835 году Джеймс Боумен Линдси продемонстрировал постоянный электрический свет на публичном собрании в Данди, Шотландия. Он заявил, что может «читать книгу на расстоянии полутора футов». Однако, усовершенствовав устройство к своему собственному удовлетворению, он обратился к проблеме беспроводного телеграфирования и больше не занимался разработкой электрического света.Его утверждения плохо документированы.

В 1840 году британский ученый Уоррен де ла Рю (1815–1889) поместил платиновую катушку в вакуумную трубку и пропустил через нее электрический ток. Конструкция была основана на концепции, согласно которой высокая температура плавления платины позволит ей работать при высоких температурах и что откачанная камера будет содержать меньше молекул газа, вступающих в реакцию с платиной, что увеличивает ее долговечность. Хотя это была эффективная конструкция, стоимость платины делала ее непрактичной для коммерческого использования.

В 1841 году Фредерик де Молейнс из Англии получил первый патент на лампу накаливания, в конструкции которой использовался порошковый уголь, нагретый между двумя платиновыми проволоками внутри вакуумной лампы.

В 1845 году американец Джон Веллингтон Старр приобрел патент на свою лампу накаливания, в которой использовались углеродные нити. ^[4] Он умер вскоре после получения патента. Кроме информации, содержащейся в самом патенте, о нем мало что известно.

В 1851 году Роберт Уден публично продемонстрировал лампы накаливания в своем поместье в Блуа, Франция. Его лампочки находятся в постоянной экспозиции музея замка Блуа.

В 1872 году Александр Николаевич Лодыгин изобрел лампочку накаливания. В 1874 году он получил патент на свое изобретение.

В 1893 году немецкий изобретатель Генрих Гёбель заявил, что в 1854 году он разработал первую электрическую лампочку: обугленную бамбуковую нить в вакуумной бутылке для предотвращения окисления, и что в последующие пять лет он разработал то, что многие называют первой практической лампой. лампочка.

Джозеф Уилсон Суон (1828–1914) был физиком и химиком, родившимся в Сандерленде, Англия. В 1850 году он начал работать с нитями из карбонизированной бумаги в вакуумированной стеклянной колбе. К 1860 году он смог продемонстрировать работающее устройство, но отсутствие хорошего вакуума и достаточного количества электричества привело к короткому сроку службы лампы и неэффективному источнику света. К середине 1870-х годов стали доступны более совершенные насосы, и Свон вернулся к своим экспериментам. Свон получил британский патент на свое устройство в 1878 году.Свон сообщил об успехе Ньюкаслскому химическому обществу, и на лекции в Ньюкасле в феврале 1873 года он продемонстрировал рабочую лампу, в которой использовалась нить из углеродного волокна, но к 1877 году он превратился в тонкие углеродные стержни. Самой важной особенностью лампы Свана было то, что в вакуумной трубке было мало остаточного кислорода, чтобы воспламенить нить, что позволило нити накалить почти добела, не загораясь. С этого года он начал устанавливать лампочки в домах и достопримечательностях в Англии, а к началу 1880-х он основал свою собственную компанию.

В Северной Америке также происходили параллельные разработки. 24 июля 1874 года медицинским электриком из Торонто Генри Вудвордом и его коллегой Мэтью Эвансом был подан канадский патент на светильник Woodward and Evans Light. Они построили свои лампы из углеродных нитей разных размеров и форм, помещенных между электродами в стеклянных шарах, заполненных азотом. Вудворд и Эванс попытались продать свою лампочку, но безуспешно. Тем не менее Томас Эдисон счел их подход достаточно многообещающим и купил права как на их канадскую, так и на U.С. запатентовал на сумму 5000 долларов США, прежде чем приступить к своей собственной программе разработки лампочек. Чтобы получить достаточно денег на грант, Эдисон сказал прессе, что он уже изобрел электрическую лампочку и что ему нужны деньги для ее производства.

После многих экспериментов с платиновыми и другими металлическими нитями Эдисон вернулся к углеродной нити (первое успешное испытание было 21 октября 1879 года; оно длилось 13,5 часов). Эдисон продолжал улучшать эту конструкцию и к 1880 году получил патент на лампу, которая могла работать более 1200 часов с использованием карбонизированной бамбуковой нити.Эдисон и его команда нашли эту коммерчески жизнеспособную нить накаливания только через шесть месяцев после того, как Эдисон подал заявку на патент.

В январе 1882 года Льюис Латимер получил патент на «Процесс производства углерода», усовершенствованный метод производства нитей для лампочек, который был приобретен компанией United States Electric Light Company.

В Великобритании компании Edison и Swan объединились в Edison and Swan United Electric Company (позже известную как Ediswan, которая затем была включена в Thorn Lighting Ltd).Эдисон изначально был против этой комбинации, но после того, как Свон подал на него в суд и выиграл, Эдисон в конечном итоге был вынужден сотрудничать, и слияние было совершено. В конце концов, Эдисон приобрел всю долю Свона в компании. Свон продал свои патентные права в Соединенных Штатах Brush Electric Company в июне 1882 года. Свон позже писал, что Эдисон имел больше прав на свет, чем он, чтобы защитить патенты Эдисона от претензий к ним в Соединенных Штатах.

Патентное ведомство США постановило 8 октября 1883 года, что патенты Эдисона основаны на предшествующем уровне техники Уильяма Сойера и являются недействительными.Тяжба длилась несколько лет. В конце концов, 6 октября 1889 года судья постановил, что требование Эдисона об улучшении электрического освещения для «углеродной нити с высоким сопротивлением» было обоснованным.

При ответе на вопрос «Кто изобрел лампу накаливания?» историки Роберт Фридель и Пол Исраэль (1987, 115–117) перечисляют 22 изобретателя ламп накаливания до Свона и Эдисона. Они пришли к выводу, что версия Эдисона смогла превзойти другие из-за сочетания факторов: эффективного материала накаливания, более высокого вакуума, чем другие, и лампы с высоким сопротивлением, которая делала распределение энергии от централизованного источника экономически целесообразным.Другой историк, Томас Хьюз, объяснил успех Эдисона тем, что он изобрел целую интегрированную систему электрического освещения. «Лампа была маленьким компонентом в его системе электрического освещения, и для ее эффективного функционирования она была не более критичной, чем генератор Эдисона Джамбо, магистраль Эдисона и фидер, а также система параллельного распределения. Другие изобретатели с генераторами и лампами накаливания, и с сопоставимой изобретательностью и совершенством, давно забыты, потому что их создатели не руководили их внедрением в систему освещения »(Hughes 1977, 9).

В 1890-х годах австрийский изобретатель Карл Ауэр фон Вельсбах работал над оболочкой из металлических нитей, сначала с платиновой проводкой, а затем с осмием, и в 1898 году создал рабочую версию.

В 1897 году немецкий физик и химик Вальтер Нернст разработал мантию. Лампа Нернста, форма лампы накаливания, в которой использовался керамический шаровой шарнир и не требовалось помещать в вакуум или инертный газ. Лампы Nernst были вдвое более эффективны, чем лампы с углеродной нитью, пока их не обогнали лампы с металлическими нитями.

В 1903 году Уиллис Уитнью изобрел нить, которая не окрашивала внутреннюю поверхность лампочки в черный цвет. (Некоторые из экспериментов Эдисона по прекращению этого почернения привели к изобретению электронной вакуумной лампы.) Это была углеродная нить с металлическим покрытием. В 1906 году компания General Electric была первой, кто запатентовал метод изготовления вольфрамовых нитей для использования в лампах накаливания. В том же году Франьо Ханнаман, хорват из Загреба, изобрел вольфрамовую (вольфрамовую) лампу накаливания, которая прослужила дольше и давала более яркий свет, чем углеродная нить.Вольфрамовые нити были дорогостоящими, но к 1910 году Уильям Дэвид Кулидж (1873–1975) изобрел улучшенный метод изготовления вольфрамовых нитей. Вольфрамовая нить накаливания превзошла все другие типы нитей, и Кулидж позволил снизить затраты. Марвин Пипкин, американский химик, в 1924 году запатентовал процесс обледенения внутренней поверхности ламп без ослабления их силы, а в 1947 году запатентовал способ покрытия внутренней поверхности ламп кремнеземом.

Галогенная лампа

Галогенная лампа за круглым УФ-фильтром.
В комплект поставки некоторых галогенных светильников входит отдельная линза для фильтрации ультрафиолетового излучения.

Одним из изобретений, направленных на решение проблемы короткого срока службы лампы, была галогенная лампа , также называемая вольфрамово-галогенной лампой , кварцево-галогенная лампа , или кварцево-йодная лампа , , в которой вольфрамовая нить запаяна в небольшую оболочку, заполненную газообразным галогеном, например йодом или бромом. В обычной лампе накаливания толщина нити накала может незначительно отличаться.Сопротивление нити накала выше на более тонких участках, что приводит к тому, что тонкие участки становятся более горячими, чем более толстые участки нити. Скорость испарения вольфрама в этих точках будет выше из-за повышенной температуры, в результате чего тонкие области станут еще тоньше, создавая эффект разноса до тех пор, пока нить не сломается. Вольфрамово-галогенная лампа создает равновесную реакцию, при которой вольфрам, испаряющийся при испускании света, предпочтительно повторно осаждается в горячих точках, предотвращая преждевременный выход лампы из строя.Это также позволяет галогенным лампам работать при более высоких температурах, что приведет к недопустимо короткому сроку службы обычных ламп накаливания, что обеспечит более высокую светоотдачу, кажущуюся яркость и более белую цветовую температуру. Поскольку для возникновения этой реакции лампа должна быть очень горячей, оболочка галогенной лампы должна быть сделана из твердого стекла или плавленого кварца, а не из обычного мягкого стекла, которое при таких температурах может размягчиться и слишком сильно растекаться.

Материал оболочки можно выбрать и изменить (с помощью оптического покрытия) для достижения любых требуемых характеристик лампы.Галогенные лампы широко используются, например, в автомобильных фарах, а поскольку фары часто содержат пластмассовые детали, оболочки галогенных ламп изготавливаются из твердого стекла или из кварца, “легированного” добавками, блокирующими большую часть УФ-излучения (твердый стеклоблоки УФ без примесей).

И наоборот, для некоторых приложений требуется ультрафиолетовое излучение , и в таких случаях колба лампы сделана из нелегированного кварца. Таким образом, лампа становится источником УФ-В излучения.Нелегированные кварцевые галогенные лампы используются в некоторых научных, медицинских и стоматологических инструментах в качестве источника УФ-В излучения.

Обычная галогенная лампа рассчитана на работу около 2000 часов, что в два раза больше, чем у обычной лампы накаливания.

Галогенная инфракрасная лампа

Еще одной разработкой, которая повысила эффективность галогенной лампы, является покрытие, отражающее инфракрасное излучение (IRC). Кварцевая оболочка покрыта многослойным дихроичным покрытием, которое позволяет излучать видимый свет, отражая часть инфракрасного излучения обратно на нить накала.Такие лампы называются галогенными инфракрасными лампами , , и они требуют меньше энергии, чем стандартные галогенные лампы для получения любого заданного светового потока. Повышение эффективности может достигать 40 процентов по сравнению со стандартным эквивалентом.

Безопасность

Поскольку галогенная лампа работает при очень высоких температурах, она может представлять опасность пожара и ожогов. Кроме того, можно получить солнечный ожог от чрезмерного воздействия ультрафиолета, излучаемого нелегированной кварцевой галогенной лампой. Чтобы смягчить негативные последствия непреднамеренного воздействия ультрафиолета и удержать фрагменты горячей лампы в случае взрыва лампы, производители ламп общего назначения обычно устанавливают УФ-поглощающие стеклянные фильтры над лампой или вокруг нее.В качестве альтернативы они могут добавить покрытие из ингибиторов УФ-излучения на колбу лампы, которое эффективно фильтрует УФ-излучение. Когда это сделано правильно, галогенная лампа с УФ-ингибиторами будет производить меньше УФ-излучения, чем ее стандартная лампа накаливания.

Меры предосторожности при обращении

Любое поверхностное загрязнение, в частности отпечатки пальцев, может повредить кварцевую оболочку при ее нагревании, заставляя кварц переходить из стекловидной формы в более слабую кристаллическую форму, которая дает утечку газа. Следовательно, с кварцевыми лампами следует обращаться, не касаясь прозрачного кварца, используя чистое бумажное полотенце или осторожно придерживая фарфоровую основу.Если кварц каким-либо образом загрязнен, его необходимо тщательно очистить спиртом и просушить перед использованием. В противном случае масло от ваших отпечатков пальцев создаст горячее пятно на поверхности лампы, что может привести к образованию пузырька и ослаблению лампы.

Области применения и популярность

Очень маленькие лампочки часто используются для рождественского освещения

Лампа накаливания до сих пор широко используется в домашних условиях и является основой большинства переносных осветительных приборов, таких как настольные лампы, некоторые автомобильные фары и электрические фонарики.Галогенные лампы стали более распространенными в автомобильных фарах и в домашних условиях, особенно там, где свет должен быть сконцентрирован в определенной точке. Однако люминесцентный свет заменил лампы накаливания во многих сферах применения благодаря более длительному сроку службы и энергоэффективности. Светодиодные фонари начинают все чаще использоваться дома и в автомобилях, заменяя лампы накаливания.

Эффективность и альтернативы

Примерно 95 процентов энергии, потребляемой лампой накаливания, излучается в виде тепла, а не в виде видимого света.Лампа накаливания с КПД ~ 5% примерно на четверть эффективнее люминесцентной лампы (КПД около 20%) и выделяет примерно в шесть раз больше тепла при одинаковом количестве света от обоих источников. Одна из причин, по которой лампы накаливания не популярны в коммерческих помещениях, заключается в том, что тепловая мощность приводит к необходимости большего кондиционирования воздуха летом. Сторонники утверждают, что тепло, излучаемое лампами накаливания, может частично снять нагрузку на обогрев помещения с помощью термостатируемой системы, особенно в ночное время и в холодные периоды года.Однако количество тепла, выделяемого одной бытовой лампочкой, для этой цели незначительно.

Лампы накаливания обычно можно заменить компактными люминесцентными лампами с балластом, которые вставляются непосредственно в стандартные розетки (но содержат ртуть, и поэтому их нельзя выбрасывать в обычную мусорную корзину). Это позволяет заменить лампу накаливания мощностью 100 Вт люминесцентной лампой мощностью 23 Вт, при этом производя такое же количество света.

Качественные галогенные лампы накаливания имеют КПД около 9 процентов, что позволяет лампе мощностью 60 Вт обеспечивать почти столько же света, сколько не галогенная лампа мощностью 100 Вт.Кроме того, галогенная лампа меньшей мощности может быть спроектирована так, чтобы давать такое же количество света, как и негалогенная лампа мощностью 60 Вт, но с гораздо более длительным сроком службы. Тем не менее, маленькие галогенные лампы часто по-прежнему обладают большой мощностью, что приводит к их сильному нагреву. Это связано как с тем, что тепло больше сосредоточено на меньшей поверхности оболочки, так и с тем, что эта поверхность находится ближе к нити накала. Такая высокая температура имеет важное значение для их длительного срока службы (см. Выше раздел о галогенных лампах). Если они не защищены, они могут вызвать возгорание гораздо легче, чем обычная лампа накаливания, которая может обжечь только легковоспламеняющиеся предметы, такие как драпировка.Большинство правил техники безопасности теперь требуют, чтобы галогенные лампы были защищены решеткой или решеткой либо стеклянным и металлическим корпусом светильника. Точно так же в некоторых районах запрещено использование галогенных ламп с мощностью более определенной мощности.

Светодиодное освещение становится обычным явлением, поскольку обеспечивает очень высокую эффективность. Светодиодная лампа мощностью 3 Вт, 120 В переменного тока может заменить лампу накаливания мощностью не менее 15 Вт и прослужит в 60 раз дольше, чем лампа накаливания. В конечном итоге светодиодные лампы экономят деньги, несмотря на то, что их первоначальная стоимость выше, чем у ламп накаливания.По сравнению с люминесцентными лампами они содержат меньшее количество вредных металлов, таких как ртуть.

Одной из проблем при оптовой замене ламп накаливания на компактные люминесцентные лампы является плохая переносимость экстремальных холода компактными люминесцентными лампами, которые могут не работать должным образом при низких температурах. Световой поток падает при низких температурах, и они могут вообще не загораться при температуре ниже нуля градусов C (32 градуса F). ^[5] Они также имеют недопустимо короткий срок службы при частом включении и выключении.Лампы накаливания хорошо работают без потери яркости при экстремально низких или высоких температурах и лучше выдерживают частое включение и выключение, как в системах охранного освещения.

Законодательство

В январе 2007 года член Ассамблеи штата Калифорния Ллойд Э. Левин (Д-Ван Найс) объявил, что он представит «Сколько законодателей нужно, чтобы изменить Закон об электрических лампах» (ссылка на лампочку шутка), который запретит продажу ламп накаливания в Калифорнии, начиная с 2012 года. ^[6]

Несколько дней спустя представитель штата Коннектикут Мэри М. Мушински (Д. Уоллингфорд) предложила аналогичный запрет для штата Коннектикут. ^[7] 8 февраля 2007 года член законодательного собрания штата Нью-Джерси Ларри Чатзидакис внес на рассмотрение законопроект, в котором содержится призыв к штату перейти на флуоресцентное освещение в правительственных зданиях в течение следующих трех лет. «Лампочка была изобретена очень давно, и с тех пор многое изменилось», – сказал Хатзидакис. «Я, конечно, уважаю память Томаса Эдисона, но то, что мы здесь видим, требует меньше энергии.” ^[8]

20 февраля 2007 года премьер-министр Австралии Джон Ховард и министр окружающей среды Малкольм Тернбулл объявили, что к 2010 году в Австралии будет запрещено использование ламп накаливания.

В ответ Новая Зеландия рассматривает аналогичные меры. Министр по изменению климата Дэвид Паркер сказал: «Австралийцы говорят о том, чтобы через три года запретить обычные электрические лампочки … Я думаю, что к тому времени, когда это будет реализовано в Австралии – если это произойдет, – мы будем делать что-то очень похожее». ^[9]

Канада

Провинция Онтарио, Канада, также рассматривает вопрос о запрете ламп накаливания. ^[10]

Правительство провинции Новая Шотландия, Канада, также хотело бы перейти к поэтапному отказу от ламп накаливания в провинции. Однако министр энергетики Билл Дукс сказал, что он ожидает, что до введения запрета пройдет четыре или пять лет. ^[11]

Европа

Европейский Союз в настоящее время изучает запрет на использование ламп накаливания. ^[12]

Министр окружающей среды Германии Зигмар Габриэль призвал Европейскую комиссию запретить использование неэффективных лампочек в Европейском союзе в борьбе с глобальным потеплением. ЕС мог бы сократить выбросы углекислого газа на 25 миллионов метрических тонн в год, если бы энергосберегающие лампочки использовались как в бытовом секторе, так и в сфере услуг.

Министр окружающей среды Бельгии Бруно Тоббак намерен запретить старомодные лампы накаливания и считает, что запрет на использование ламп накаливания должен быть включен в список мер согласно Киотскому протоколу. ^[13] Министр энергетики Крис Петерс также поддерживает эту позицию.

Нидерланды продвигаются вперед с планами по запрету ламп накаливания.

Стандартные фитинги

Лампа со стандартным винтовым цоколем E26 Эдисона Двухконтактный байонетный колпачок (NB, показанная лампа на самом деле является КЛЛ.)

Большинство бытовых и промышленных лампочек имеют металлический фитинг (или цоколь), совместимый со стандартным резьбовые розетки. Наиболее распространенные типы фитингов:

• Винтовая основа Candelabra, используемая в ночниках и рождественских огнях, а также в некоторых галогенных лампах.
• MES или средний винт Эдисона (E26), используемый в Северной Америке и Японии для большинства ламп на 120 и 100 вольт. Небольшой вариант этой базы, E27, используется в Европе и во всем мире с домашним напряжением 220–240 В.
• BC или B22 или двухконтактный байонетный колпачок, используемый в Австралии, Ирландии, Новой Зеландии и Великобритании для большинства сетевых ламп 220–240 В и используется в США для некоторых ламп на 120 В в таких приборах, как швейные машины и пылесосы. (E27 также распространен в Австралии и Великобритании.)
• G4 или GY4 для двухштырьковых / двупиновых (выглядит как миниатюрный настенный штекер) галогенных ламп с числом, являющимся межцентровым расстоянием в миллиметрах.
• R7S-75 для галогенных ламп, в данном случае патрон диаметром 7 мм и длиной трубки 75 мм.

В каждом обозначении буква E обозначает Эдисона, создавшего лампу с винтовым цоколем, а цифра – диаметр в миллиметрах. Это справедливо даже для Северной Америки, где фактический диаметр стекла колбы обозначается в восьмых долях дюйма.Для ламп сетевого напряжения используются ввинчивающиеся патроны четырех стандартных размеров:

• канделябры: E12 в Северной Америке, E10 и E11 в Европе
• промежуточные: E17 в Северной Америке, E14 (SmallES) в Европе
• средние или стандартные : E26 (MES) в Северной Америке, E27 (ES) в Европе
• магн: E39 в Северной Америке, E40 (GoliathES) в Европе).
• Существует также редкий размер “admedium” (E29), несовместимый со стандартом и используемый для того, чтобы помешать похитителям лампочек, используемых в общественных местах; и очень миниатюрный размер (E5), который обычно используется только для низковольтных приложений, таких как аккумулятор.

Самый большой размер сейчас используется только в больших уличных фонарях, однако несколько мощных бытовых ламп (например, трехходовые лампы мощностью 100/200/300 Вт) использовали его в какой-то момент. Лампочки MES на 12 вольт выпускаются также для транспортных средств для отдыха. В больших уличных рождественских огнях используется промежуточное основание, как и в некоторых настольных лампах и многих микроволновых печах. Знаки аварийного выхода также обычно используют промежуточную базу.

Лампы с байонетным (нажимно-поворотным) цоколем для использования с патронами с подпружиненными опорными пластинами производятся аналогичных размеров и имеют обозначение B или BA.Они также чрезвычайно распространены в автомобильном освещении на 12 В во всем мире, в дополнение к светильникам с клиновидным основанием, которые имеют частично пластиковое или даже полностью стеклянное основание. В этом случае провода наматываются на внешнюю сторону лампы, где они прижимаются к контактам в патроне. Для миниатюрных новогодних лампочек также используется пластиковая клиновидная основа.

Галогенные лампы доступны как со стандартным фитингом, так и со штыревым цоколем с двумя контактами на нижней стороне лампы. Им присвоено обозначение G или GY, где число представляет собой межцентровое расстояние в миллиметрах.Например, основание для штифта 4 мм будет обозначено как G4 (или GY4). Некоторые распространенные размеры включают G4 (4 мм), G6.35 (6,35 мм), G8 (8 мм), GY8.6 (8,6 мм), G9 (9 мм) и GY9,5 (9,5 мм). Вторая буква (или ее отсутствие) обозначает диаметр штифта. Некоторые прожекторы или прожекторы имеют более широкие штифты на концах для фиксации в розетке с поворотом. Другие галогенные лампы поставляются в виде трубки с лезвиями или углублениями на обоих концах.

В люминесцентных лампах используется другой набор контактов, но компактные люминесцентные лампы с балластом доступны как в лампах среднего размера, так и в лампах с канделябрами, предназначенные для замены ламп накаливания.

Также есть различная нестандартная фурнитура для проекторов и сценических осветительных приборов. В частности, проекторы могут работать от нечетного напряжения (например, 82), что, возможно, предназначено для привязки к поставщику.

General Electric представила стандартные размеры фитингов для вольфрамовых ламп накаливания под торговой маркой Mazda в 1909 году. Этот стандарт вскоре был принят в Соединенных Штатах, и название Mazda использовалось многими производителями по лицензии до 1945 года.

Power

Сравнение КПД по мощности

Мощность (Вт)	Мощность (лм)	Эффективность (лм / Вт)
15	100	6.7
25	200	8,0
34	350	10,3
40	500	12,5
52	700	13,5
55	800	14,5
60	850	14,2
67	1000	15,0
70	1100	15.7
75	1200	16,0
90	1450	16,1
95	1600	16,8
100	1700	17,0
135	2350	17,4
150	2850	19,0
200	3900	19,5
300	6200	20.7

Лампы накаливания обычно продаются в зависимости от потребляемой электроэнергии. Он измеряется в ваттах и ​​зависит главным образом от сопротивления нити накала, которое, в свою очередь, зависит главным образом от длины, толщины и материала нити. Среднестатистическому потребителю трудно предсказать световой поток лампы с учетом потребляемой мощности, но можно с уверенностью предположить, что для двух ламп одного типа, цвета и прозрачности, более мощная лампа ярче.

Показатели светоотдачи указаны в люменах, хотя большинство покупателей не проверяют это. Некоторые производители занимаются обманчивой рекламой, так что заявленный «долгий» срок службы лампы достигается при нормальном домашнем напряжении, но заявленный световой поток достигается только при более высоком напряжении, которое обычно не доступно в домашних условиях, например 130 вольт в Соединенные Штаты.

В таблице показана приблизительная типичная мощность в люменах стандартных ламп накаливания при различной мощности.Обратите внимание, что значения светового потока для «мягких белых» ламп обычно немного ниже, чем для стандартных ламп при той же мощности, в то время как прозрачные лампы обычно излучают немного более яркий свет, чем стандартные лампы с соответствующим питанием.

Также обратите внимание, что лампы на 34, 52, 67, 90 и 135 Вт в таблице указаны для использования при напряжении 130 вольт. Поскольку невозможно (и фактически противоречит электрическим правилам) получить 130 вольт от любой нормальной сети, они обычно работают при более реалистичных 115 вольт в Северной Америке.При падении напряжения на 12 процентов ток также падает (нелинейно) примерно на 7 процентов, уменьшая фактическую мощность примерно на 18 процентов. Это, в свою очередь, снижает светоотдачу на 34 процента, но также увеличивает срок службы лампы в 7 раз. Это концепция «лампы с длительным сроком службы».

Сравнение стоимости электроэнергии

Киловатт-час – это единица энергии, и это единица, в которой покупается электроэнергия. Стоимость электроэнергии в США обычно колеблется от 0 долларов.От 07 до 0,13 доллара за киловатт-час (кВтч), но может достигать 0,26 доллара за киловатт-час в некоторых областях, таких как Аляска и Гавайи, где компактные люминесцентные лампы особенно популярны.

Ниже показано, как рассчитать общую стоимость электроэнергии при использовании лампы накаливания по сравнению с компактной люминесцентной лампой. (Также обратите внимание, что 1 кВтч = 1000 Втч).

Стоимость электроэнергии (для 800–900 люмен по цене 0,10 долл. США / кВтч)
Лампа накаливания:	60 Вт × 8000 ч × 0 долл. США.101000 Вт · ч = 48 $ {\ displaystyle 60 ~ \ mathrm {W} \ times 8000 ~ \ mathrm {h} \ times {\ frac {\ $ 0.10} {1000 ~ \ mathrm {Wh}}} = \ $ 48}
Компактная люминесцентная лампа:	14 Вт × 8000 ч × 0,101000 долл. США в час = 11,20 долл. США {\ displaystyle 14 ~ \ mathrm {W} \ times 8000 ~ \ mathrm {h} \ times {\ frac {\ $ 0,10} {1000 ~ \ mathrm {Wh}}} = \ $ 11.20}

Средний срок службы ламп накаливания составляет около 750–1000 часов. Чтобы прослужить столько же, сколько одна компактная люминесцентная лампа, срок службы которой составляет от 11 250 до 15 000 часов, потребуется как минимум от 6 до 11 ламп накаливания.Это вызывает дополнительные общие затраты на использование ламп накаливания. Другие дополнительные (потенциальные) расходы могут возникнуть, если лампы находятся в труднодоступном месте и для их замены требуется специальное оборудование (например, сборщик вишен) и / или персонал.

Напряжение, светоотдача и срок службы

Лампы накаливания очень чувствительны к изменениям напряжения питания. Эти характеристики имеют большое практическое и экономическое значение. Для напряжения питания В,

• Light выход примерно пропорционален В ^3.4
• Мощность Потребление примерно пропорционально В ^1,6
• Срок службы примерно обратно пропорционально В ¹⁶
• Цветовая температура
примерно пропорционально 0,42

Это означает, что снижение рабочего напряжения на 5 процентов увеличит срок службы лампы более чем вдвое за счет снижения ее светоотдачи примерно на 20 процентов.Это может быть очень приемлемым компромиссом для лампочки, которая находится в труднодоступном месте (например, светофоры или светильники, подвешенные к высоким потолкам). Так называемые «долговечные» лампы – это просто лампы, в которых используется этот компромисс.

Согласно приведенным выше соотношениям (которые, вероятно, не точны для таких экстремальных отклонений от номинальных значений), эксплуатация 100-ваттной 1000-часовой лампы 1700 люмен при половинном напряжении продлит ее срок службы примерно до 65000000 часов или более 7000. лет – при снижении светоотдачи до 160 люмен, что примерно соответствует нормальной 15-ваттной лампе. Centennial Light – это лампочка, которая внесена в Книгу рекордов Гиннеса как почти непрерывно горящую на пожарной станции в Ливерморе, штат Калифорния, с 1901 года. Однако мощность лампы составляет всего 4 Вт. Похожую историю можно рассказать о 40-ваттной лампочке в Техасе, которая освещается с 21 сентября 1908 года. Когда-то она находилась в оперном театре, где известные знаменитости останавливались, чтобы полюбоваться ее светом, но теперь находится в местном музее. ^[14]

В прожекторах, используемых для фотографического освещения, компромисс осуществляется в другом направлении.По сравнению с лампами общего назначения при той же мощности эти лампы излучают гораздо больше света и (что более важно) света с более высокой цветовой температурой за счет значительного сокращения срока службы (который может составлять всего 2 часа для типа P1. лампа). Верхний предел температуры, при которой могут работать металлические лампы накаливания, – это температура плавления металла. Вольфрам – металл с самой высокой температурой плавления. Например, проекционная лампа со сроком службы 50 часов рассчитана на работу только на 50 ° C (90 ° F) ниже этой точки плавления.

Лампы также различаются по количеству опорных проводов, используемых для вольфрамовой нити накала. Каждая дополнительная опорная проволока делает нить механически прочнее, но отводит тепло от нити, создавая еще один компромисс между эффективностью и долгим сроком службы. Многие современные 120-вольтовые лампы не используют дополнительных опорных проводов, но лампы, предназначенные для «грубой эксплуатации», часто имеют несколько опорных проводов, а лампы, предназначенные для «вибрационной работы», могут иметь до пяти. Лампы, рассчитанные на низкое напряжение (например, 12 В), обычно имеют нити из гораздо более тяжелой проволоки и не требуют дополнительных опорных проводов.

Световая отдача и эффективность

Крупный план вольфрамовой нити внутри галогенной лампы

Свет может расходовать энергию из-за испускания слишком большого количества света за пределами видимого спектра. Для освещения полезен только видимый свет, и некоторые длины волн воспринимаются как более яркие, чем другие. Принимая это во внимание, световая отдача – это отношение излучаемой полезной мощности к общему лучистому потоку (мощности). Он измеряется в люменах на ватт (лм / Вт). Максимально возможная эффективность составляет 683 лм / Вт.Световая отдача – это отношение световой отдачи к этому максимально возможному значению. Выражается в виде числа от 0 до 1 или в процентах. ^[15] Однако термин «световая отдача» часто используется для обеих величин.

Две взаимосвязанные меры – это общая световая отдача и общая световая отдача, которые делятся на общую потребляемую мощность, а не на общий лучистый поток. При этом учитывается больше способов потери энергии, поэтому они никогда не превышают стандартную световую отдачу и эффективность.Термин «световая отдача» часто используется неправильно и на практике может относиться к любому из этих четырех показателей.

В таблице ниже приведены значения общей световой отдачи и эффективности для нескольких типов ламп накаливания и нескольких идеализированных источников света. В аналогичной таблице в статье о световой эффективности сравнивается более широкий спектр источников света друг с другом.

Тип	Общая световая отдача	Общая световая отдача (лм / Вт)
40 Вт вольфрамовая лампа накаливания	1.9 процентов	12,6
60 Вт, лампа накаливания вольфрамом	2,1 процента	14,5
Лампа накаливания 100 Вт	2,6 процента	17,5
стеклянный галоген	2,3 процента	16
кварцевый галоген	3,5 процента	24
высокотемпературная лампа накаливания	5,1 процента	35 [16]
идеальный чернотельный радиатор при 4000 K	7.0 процентов	47,5
идеальный излучатель черного тела при 7000 K	14 процентов	95
идеальный источник белого света	35,5 процента	242,5
идеальный монохроматический источник 555 нм	100 процентов	683

Таким образом, обычная лампа мощностью 100 Вт для систем на 120 В с номинальной светоотдачей 1750 люмен имеет общую эффективность 17,5 люмен на ватт по сравнению с «идеальным» значением 242.5 люмен на ватт для одного типа белого света. К сожалению, вольфрамовые нити излучают в основном инфракрасное излучение при температурах, при которых они остаются твердыми (ниже 3683 кельвина). Дональд Л. Клипштейн объясняет это следующим образом: «Идеальный тепловой излучатель наиболее эффективно излучает видимый свет при температуре около 6300 ° C (6600K или 11500 ° F). Даже при такой высокой температуре большая часть излучения является либо инфракрасным, либо ультрафиолетовым, а теоретическая световая отдача [sic] составляет 95 люмен на ватт ». Ни один из известных материалов не может использоваться в качестве нити накала при этой идеальной температуре, которая выше, чем поверхность солнца.

Примечания

1. ↑ TeraLab, Lamp Outpsy. Проверено 9 августа 2007 г.
2. ↑ Фредерик Г. Хохграф, Проверка ламп на включение и выключение в дорожно-транспортных происшествиях. Проверено 9 августа 2007 г.
3. ↑ Мэтью Джозефсон, Эдисон: Биография (McGraw Hill, 1959).
4. ↑ Тревор Уильямс и Т.К. Дерри, Краткая история технологии (издательство Оксфордского университета, 1960).
5. ↑ Министерство энергетики США, Озеленение федеральных объектов, 2-е издание, Компактное флуоресцентное освещение.Проверено 22 февраля 2007 г.
6. ↑ Группа демократов в Ассамблее штата Калифорния, член Ассамблеи Ллойд Ф. Левин. Проверено 9 августа 2007 г.
7. ↑ Conntact.com, от редакции: Над их головами загорелась лампочка. Проверено 9 августа 2007 года.
8. ↑ Associated Press, лампочка Эдисона может оказаться под угрозой.
9. ↑ The New Zealand Herald, Стандартные лампочки, которые следует выключить. Проверено 9 августа 2007 года.
10. ↑ Чинта Паксли, Онтарио может запретить использование старых лампочек. Проверено 9 августа 2007 года.
11. ↑ CBC News, Новая Шотландия обдумывает выключатель лампочки. Проверено 9 августа 2007 г.
12. ↑ BBC News, Bulbs должны стать эффективными «к 2009 году». Проверено 9 августа 2007 года.
13. ↑ Expatica, Больше никаких ламп накаливания. Проверено 9 августа 2007 г.
14. ↑ Домашнее освещение и аксессуары, Ватты вверх? Прощальный взгляд на освещение. Проверено 9 августа 2007 г.
15. ↑ International Untion of Pure and Applied Chemistry, Spectrochemical. Проверено 9 августа 2007 г.
16. ↑ Дональд Л. Клипштейн, Великая книга лампочек Интернета, часть I.Проверено 9 августа 2007 г.

Ссылки

• Дерри Т.К. и Тревор Уильямс. 1993. Краткая история технологии. Mineola, NY: Dover Publications. ISBN 0486274721
• Фридель, Роберт и Пол Исраэль. 1987. Электрический свет Эдисона: биография изобретения. Нью-Брансуик, Нью-Джерси: Издательство Университета Рутгерса. ISBN 0813512549
• Хьюз, Томас П. 1977 г. «Метод Эдисона». В Technology at the Turning Point, под редакцией У.Б. Пикетт. Сан-Франциско, Калифорния: San Francisco Press. ISBN 02360
• Хьюз, Томас П. 2004. Американский генезис: век изобретений и технологического энтузиазма 1870-1970 гг. . 2-е изд. Чикаго: Издательство Чикагского университета. ISBN 0226359271
• Джозефсон, Мэтью. 1992. Эдисон: Биография. Хобокен, Нью-Джерси: Wiley. ISBN 0471548065
• Мэтьюз, Джон Р. 2005. Лампочка . Изобретения, которые сформировали мир. Лондон: Франклин Уоттс. ISBN 0531167216

Внешние ссылки

Все ссылки получены 28 февраля 2018 г.

Источники света / освещения:
Естественные / доисторические источники света:	Биолюминесценция | Небесные объекты | Молния
Источники света на основе горения:	Ацетилен / карбидные лампы | Свечи | Лампы Дэви | Огонь | Газовое освещение | Керосиновые лампы | Фонари | Limelights | Масляные лампы | Rushlight
Ядерные / прямые химические источники света:	Betalights / Trasers | Хемолюминесценция (световые палочки)
Электрические источники света:	Дуговые лампы | Лампы накаливания | Люминесцентные лампы
Разрядные источники света высокой интенсивности:	Керамические разрядные металлогалогенные лампы | Лампы HMI | Лампы ртутно-паровые | Металлогалогенные лампы | Натриевые лампы | Ксеноновые дуговые лампы
Другие источники электрического света:	Электролюминесцентные (EL) лампы | Глобар | Индуктивное освещение | Дискретные светодиоды / твердотельное освещение (светодиоды) | Неоновые и аргоновые лампы | Лампа Нернста | Серная лампа | Ксеноновые лампы-вспышки | Свечи Яблочкова

Кредиты

Энциклопедия Нового Света Писатели и редакторы переписали и дополнили статью Википедия в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с указанием авторства.