Žiarovky: vlastnosti, princíp činnosti, nevýhody a výhody. Čo je to žiarovka Teplota vo vnútri žiarovky

Pri kúpe toho či onoho svietidla v obchode si musíme v prvom rade dať pozor, aké žiarovky sa k nemu hodia. Nie sú súčasťou zariadenia, preto je dôležité poznať odrody, ktoré sú dnes v predaji. Žiarovky sa líšia tvarom, veľkosťou, výkonom, ako aj päticou, ktorou sú zaistené v objímke lampy. Cez ňu prúdi do svietidla elektrický prúd.

Samotné základne sú vyrobené z kovu alebo keramiky. Vo vnútri sú kontakty na napájanie pracovného prvku svietidla. Každé svietidlo je vybavené jednou alebo viacerými objímkami na montáž svietidiel. Objímky zakúpených žiaroviek sa musia tvarovo a rozmerovo zhodovať. Pri kúpe svietidla je preto dôležité vedieť, aké typy žiaroviek a typy objímok sú preň vhodné.

Väčšina žiaroviek navyše vyžaduje čas od času výmenu, pretože nevydržia veľmi dlho. Aby ste si vybrali čo najlepšie a nestratili sa v celej svojej rozmanitosti, je dôležité vedieť, aké typy svietidiel a typy podstavcov existujú. Okrem podstavca treba pri kúpe svietidla zohľadniť aj príkon svietidla, napätie, jeho rozmery a schému zapojenia k lustru.

Aké typy základov existujú?

Existuje široká škála typov pätíc, ktoré sa dnes používajú v rôznych oblastiach. V tomto ohľade existuje klasifikácia, podľa ktorej možno všetky typy rozdeliť do niekoľkých skupín. Navyše v každodennom živote sa najčastejšie stretávame iba s dvoma z nich: so závitom a špendlíkom. Pozrime sa bližšie na každý z týchto dvoch typov.

Závitová základňa

Za tradičnú sa považuje závitová základňa, alebo inak povedané, skrutková základňa. Označuje sa latinským písmenom E. Tento typ podstavca je široko používaný v mnohých typoch svietidiel, vrátane väčšiny domácich. Za písmenom musí byť číslo, ktoré označuje priemer závitového spojenia. V žiarovkách pre domácnosť sa používajú dve veľkosti závitového pripojenia - E14 a E27. Pre výkonnejšie lampy, napríklad pouličné osvetlenie, sú tu objímky E40.

Sme zvyknutí vidieť závitový typ základne takmer vo všetkých domácich svietidlách. Väčšina moderných svietidiel je vybavená práve týmto dizajnom pripojenia. Považuje sa za najvhodnejšie pre širokú spotrebu. Rozmery závitových spojov pre svietidlá sa nemenia už niekoľko desaťročí, takže aj modernú LED žiarovku, ktorú ste si dnes zakúpili, ľahko naskrutkujete do starého vzácneho lustra z 30. - 40. rokov minulého storočia. To je veľmi dôležité pre tých, ktorí majú záujem oživiť starožitnosti.

V USA a Kanade sa veľkosti soklov nezhodujú s európskymi. Je to spôsobené tým, že sieťové napätie je tam 110 V. Preto, aby nedošlo k náhodnému zaskrutkovaniu európskych žiaroviek, ich priemery sú E12, E17, E26 a E39.

Špendlíková základňa

Toto je tiež pomerne populárna základňa, ktorá sa úspešne používa v rôznych typoch svietidiel. Skladá sa z dvoch kovových kolíkov, ktoré súčasne fungujú ako elektrické kontakty. Lampa je držaná v objímke týmito kolíkmi, pretože sú zasunuté do objímky dosť tesne. Kolíky môžu mať rôzny priemer a vzdialenosť medzi nimi. Preto označenie písmenom G, čo znamená, že ide o kolíkovú základňu, a číslo za ňou určuje medzeru medzi dvoma kolíkmi. Napríklad bázy G4, G9 alebo G13.

Tento typ základne sa nachádza takmer vo všetkých typoch svietidiel: žiarovky, žiarivky, halogény, LED.

Okrem tradičných vyššie uvedených existuje niekoľko vzácnejších typov objímok, ktoré sú menej populárne, ale napriek tomu sa používajú v niektorých typoch svietidiel.

• Sokle so zapusteným kontaktom (R). Používajú sa najmä vo vysokointenzívnych spotrebičoch, ktoré sú napájané striedavým prúdom.
• Kolíkové objímky (B) umožňujú najpohodlnejšiu a rýchlu výmenu žiarovky v objímke vďaka tomu, že ich bočné kontakty sú asymetrické. V skutočnosti ide o vylepšený analóg závitového typu základne.
• Jednokolíkové (F), ktoré sa dodávajú v troch rôznych typoch: valcové, drážkované a špeciálne tvarované.
• Podhľadové objímky (S) sa používajú vo svietidlách rôznych hotelov a automobilových svietidiel. Vyznačujú sa zvláštnym bilaterálnym symetrickým usporiadaním kontaktov.
• Upevňovacie (P) objímky sa používajú v špeciálnych výkonných reflektoroch a svietidlách.
• Telefónne (T) zásuvky sa používajú na vybavenie žiaroviek pre rôzne ovládacie panely, rôzne typy osvetlenia a signálnych svetiel namontovaných v paneloch automatizácie.

Označenie lampy na základni sa často skladá z niekoľkých písmen. Druhé písmeno najčastejšie znamená podtyp tohto osvetľovacieho zariadenia:

• V – základňa s kónickým zakončením.
• U – energeticky úsporná žiarivka.
• A – žiarovka do auta.

Typy žiaroviek

Povieme si o najbežnejších svietidlách, ktoré bežne používame doma, v kanceláriách a rôznych priemyselných priestoroch. Patria sem žiarovky, energeticky úsporné, halogénové, žiarivkové a LED žiarovky. Pozrime sa na každý z týchto typov podrobnejšie.

Bežná žiarovka

Toto je pravdepodobne najbežnejšia lampa, napriek tomu, že má už viac ako 150 rokov a za posledných 100 rokov neprešla prakticky žiadnymi výraznými zmenami, stále ju používame. Ide o to, že jeho výroba je veľmi lacná a jeho dizajn je jednoduchý. Je to banka bez vzduchu, v ktorej je umiestnené volfrámové vlákno. Pod vplyvom elektrického prúdu sa zahrieva na vysoké teploty a vyžaruje svetlo. Moderné žiarovky s volfrámovým vláknom majú jednu vlastnosť: pri izbovej teplote je odpor volfrámového vlákna veľmi nízky, približne 15-krát nižší ako pracovný, čo zvyšuje riziko jeho vyhorenia pri prechode vyššieho prúdu. zapnutia. Prvé lampy používali grafitové vlákna, ktorých odpor naopak s rastúcou teplotou klesal. To poskytlo efekt postupného zvyšovania jasu. Grafitové nite zároveň rýchlejšie vyčerpali svoju životnosť.

Z hľadiska technických vlastností sú žiarovky oveľa horšie ako iné typy žiaroviek. Životnosť klasickej žiarovky je približne 1000 hodín. Je pozoruhodné, že v hasičskom zbore v malom meste Livermore v Kalifornii je žiarovka, ktorá nepretržite svieti od roku 1901. Toto je, samozrejme, výnimka z pravidla. Okrem krátkej životnosti sa žiarovky časom zakaľujú v dôsledku výparov vytvorených v žiarovke. To výrazne znižuje ich svietivosť. Žiarovky produkujú žlté svetlo, ktoré je blízke spektrálnym charakteristikám slnečného svetla. Takmer všetky žiarovky sa vyrábajú s päticami E14 a E27. Výnimkou sú malé žiarovky, ktoré boli pred niekoľkými desaťročiami zaskrutkované do lampášov a girland na vianočný stromček. Dnes je už ťažké nájsť objímku pre takéto žiarovky.

Medzi žiarovkami tohto typu sú špeciálne reflektorové žiarovky. Ich charakteristickým znakom je postriebrený vnútorný povrch banky. Takéto zariadenia sa používajú na vytvorenie lúča smerového svetla, keď je potrebné osvetliť predmet. Na pultoch predajní sú reflektorové svietidlá, ktoré sú označené R50, R63 a R80, kde číslo je priemer svietidla. Pokiaľ ide o základňu, je rovnaká ako u jednoduchých žiaroviek. Niektoré žiarovky majú matné sklo, aby produkovali viac rozptýleného svetla. Existujú aj viacfarebné lampy používané na vytváranie rôznych svetelných efektov.

Halogénová žiarovka

Táto žiarovka môže vydržať asi štyrikrát dlhšie ako bežná žiarovka. Výrobcovia tvrdia, že jeho životnosť môže byť približne 4000 hodín a takzvaný index podania farieb je 100%. Vo svojom dizajne sa takáto lampa príliš nelíši od bežnej, ale do banky sa pridávajú výpary látok, ako je jód alebo bróm. To výrazne zvyšuje svetelný výkon a životnosť. Moderné halogénové žiarovky majú svetelnú účinnosť 20-30 lm/watt, ktorá sa zachováva počas celej plánovanej životnosti a nestráca sa časom, ako bežná žiarovka.

Halogénové žiarovky sú najčastejšie oveľa menšie ako bežné žiarovky. Majú veľa rôznych tvarov a základne sú: G9, G4, R7S, GU10. V žiarovke bežnej žiarovky s päticou E27 sú dokonca zabudované halogénové žiarovky.

Halogénové žiarovky majú jednu nevýhodu – nízkofrekvenčný šum pri použití v spojení so stmievačmi, ktoré riadia svietivosť. Tento typ svietidiel sa najviac používa v automobilovom priemysle. Moderné svetlomety automobilov sú vybavené halogénovými žiarovkami.

Žiarivky

Tieto svetelné zdroje majú charakteristický predĺžený tvar trubice rôznych dĺžok a priemerov. Ten je označený písmenom T na označení. Napríklad T12 (priemer 12/8 palca = 3,8 cm). Takéto svietidlá vyžadujú špeciálne svietidlá so spúšťou. Je potrebný na vytvorenie elektromagnetického poľa vo vnútri banky, ktoré môže spôsobiť žiaru fosforu pod vplyvom ortuťových pár. Takéto žiarovky nemajú žeraviace časti, čo výrazne zvyšuje ich účinnosť a účinnosť, pretože potreba zahrievania látky zmizne a takmer všetka energia sa premení na svetelný tok. Objímky tohto typu svietidiel sú najčastejšie kolíkové a sú umiestnené na oboch stranách žiarovky.

Energeticky úsporné typy svietidiel

Tento výraz sa zvyčajne používa na označenie malých žiariviek. Dnes si získali veľkú obľubu, keďže dokážu veľmi výrazne znížiť náklady na energiu. Predávajú sa v akýchkoľvek obchodoch a ich inštalácia do bežnej závitovej kazety nie je problém, pretože sú vybavené rovnakými zásuvkami.

Vďaka modernému technologickému vývoju majú energeticky úsporné žiarovky veľmi kompaktné rozmery, rôzne výkonové variácie, širokú škálu tvarov, ale rozhodne dlhú životnosť a mimoriadnu účinnosť. Treba však pamätať na to, že takéto osvetľovacie zariadenia „nemajú radi“, keď sa príliš často zapínajú a vypínajú, a tiež ako všetky žiarivky vyžadujú špeciálne podmienky likvidácie, pretože ortuťové výpary, ktoré obsahujú, sú veľmi nebezpečné pre ľudí a životné prostredie. . Dnes existujú energeticky úsporné žiarovky s akýmkoľvek typom pätice: E14, E27, GU10, G9, GU5.3, G4, GU4.

Možno ich nazvať aj „úspora energie“, ale to nie je ich hlavná výhoda. Pri výraznej úspore energie majú skutočne enormnú životnosť, ktorá sa môže pohybovať v desiatkach tisíc hodín a rokov. LED lampa vydrží 25 000 až 100 000 hodín, čo sa rovná 3-12 rokom nepretržitej prevádzky. Navyše ich svetelný výkon je takmer stopercentný. LED diódy nepoužívajú teplo, takže takéto svietidlá sú úplne bezpečné v zmysle požiaru. Väčšina LED svietidiel je vybavená štandardnými objímkami, čo umožňuje ich použitie v akomkoľvek svietidle. Sú úplne ekologické, keďže neobsahujú žiadne škodlivé látky.

Jedinou nevýhodou, ktorú treba poznamenať, sú veľmi vysoké náklady. To je samozrejme kompenzované veľmi dlhou životnosťou. Neodporúča sa kupovať lacnejšie LED žiarovky, pretože kvôli úsporám na kondenzátoroch svietia neviditeľným blikaním, ktoré v skrytej forme ovplyvňuje videnie. Ďalšou nevýhodou je do modra posunuté emisné spektrum, ktoré nezodpovedá prirodzenému slnečnému žiareniu. LED diódy svietia dosť studeným, neprirodzeným svetlom.

Používanie energeticky úsporných svetelných zdrojov vám umožní ušetriť veľa elektriny. Zároveň by ste pri ich nákupe mali byť opatrní pri výbere výrobcu a kupovať iba známe modely, pretože v opačnom prípade mnohé výhody nebudú také zrejmé.

Nie je žiadnym tajomstvom, že aj teraz, s príchodom mnohých nových energeticky úsporných svetelných zdrojov, je žiarovka (nazývaná aj „Ilyichova lampa“ alebo volfrámová lampa) stále veľmi žiadaná a mnohí ešte nie sú pripravení vzdať sa. S najväčšou pravdepodobnosťou uplynie trochu viac času a toto osvetľovacie zariadenie prakticky zmizne z trhu s elektrickými zariadeniami, ale samozrejme sa na to nezabudne. V skutočnosti sa s objavom obyčajnej žiarovky začala nová éra osvetlenia.

Z čoho je vyrobená volfrámová žiarovka?

Konštrukcia žiarovky s volfrámovým vláknom je veľmi jednoduchá. Skladá sa to z:

• banka, t. j. samotná sklenená guľa, buď evakuovaná alebo naplnená plynom;
• vláknité telesá (žhaviace vlákno) – špirálky zo zliatiny volfrámu;
• dve elektródy, cez ktoré sa na špirálu privádza napätie;
• háčiky – držiaky volfrámových vlákien vyrobené z molybdénu;
• nohy žiarovky;
• vonkajšie prepojenie prúdového vodiča, slúžiace ako poistka;
• soklové puzdrá;
• sklenený základný izolátor;
• kontaktné dno základne.

Princíp činnosti žiarovky je tiež jednoduchý. Svetlo sa vytvára, pretože volfrámové vlákno sa zahrieva od napätia, ktoré je naň aplikované. Podobnú žiaru, aj keď v menšom objeme, možno pozorovať pri prevádzke elektrického sporáka s otvoreným nichrómovým vykurovacím telesom. Svetlo vyžarované špirálou je veľmi slabé, ale tento príklad objasňuje, ako funguje žiarovka.

Okrem bežnej formy môžu byť tieto osvetľovacie zariadenia aj dekoratívne, vo forme sviečky, kvapky, valca alebo gule. Keďže svetlo volfrámu má vždy rovnakú farbu, výrobcovia vyrábajú takéto osvetľovacie zariadenia s rôznymi, niekedy farebnými sklami.

Práca s žiarovkami so žeraviacimi vláknami so zrkadlovým povlakom je zaujímavá. Princíp činnosti žiarovky možno porovnať s reflektormi, pretože osvetľujú špecifickú oblasť smerovým spôsobom.

Výhody

Samozrejme, hlavnými výhodami žiaroviek sú minimálna zložitosť pri ich výrobe. Z toho samozrejme vyplýva aj nízka cena, pretože dnes si už jednoduchšie elektrické zariadenie predstaviť nemožno. Rovnaký príbeh platí aj pre zaradenie takéhoto prvku do siete. Na to nie je potrebné inštalovať žiadne ďalšie vybavenie, stačí jednoduchá kazeta.

V niektorých prípadoch, dokonca aj v jeho neprítomnosti, ľudia pripájajú žiarovky tak, že narýchlo skonštruujú objímku z dreva, plastu alebo dokonca pripájajú žiarovku k drôtu pomocou izolačnej pásky. Takéto spojenia majú samozrejme právo existovať za okolností vyššej moci, ale nie sú bezpečné z hľadiska požiarnej a elektrickej ochrany (je potrebné zabezpečiť, aby sa základňa nezohrievala).

Žiarovky s vysokovýkonnými vláknami (150 W) sú tiež veľmi široko používané pri osvetlení skleníkov. Okrem toho, že poskytujú svetlo, v dôsledku žeravenia volfrámového vlákna sa žiarovky veľmi zahrievajú. Osvetlenie z nich je navyše najbližšie k slnečnému žiareniu, tým sa moderná LED žiarovka alebo energeticky úsporná žiarivka pochváliť nemôže. Z rovnakého dôvodu má žiarovka výhodu, pokiaľ ide o jej vplyv na ľudské videnie.

Nedostatky

Nevýhody žiaroviek zahŕňajú krehkosť prevádzky takýchto zariadení, čo priamo závisí od takého parametra, ako je sieťové napätie. Ak zvýšite prúd, špirála sa začne rýchlejšie opotrebovávať, čo povedie k vyhoreniu na najtenšom mieste. No, ak znížite napätie, osvetlenie bude oveľa slabšie, aj keď sa tým samozrejme zvýši životnosť lampy.

Medzi hlavné nevýhody žiaroviek patrí aj negatívny vplyv prudkých napäťových rázov na vlákno. Túto nevýhodu však možno odstrániť inštaláciou vstupného stabilizátora. Otázkou samozrejme zostáva zapnutie osvetlenia. Koniec koncov, v okamihu, keď je privedené napätie, je vlákno studené, čo znamená, že jeho odpor je nižší. Tento problém je vyriešený inštaláciou jednoduchého otočného stmievača. Potom, keď budete otáčať rukoväťou, niť sa bude hladšie zahrievať (t. j. nedôjde ku krátkemu ostrému prívodu napätia), čo znamená, že vydrží oveľa dlhšie.

Hlavnou nevýhodou týchto zariadení však, samozrejme, možno považovať ich nízku účinnosť, a to skutočnosť, že pracovná lampa míňa veľkú väčšinu energie na teplo, v dôsledku čoho sa začína veľmi zahrievať. Tieto straty dosahujú až 95 %, ale toto je operačný algoritmus volfrámových lámp. Takže pri nákupe tohto osvetľovacieho zariadenia by ste mali vziať do úvahy všetky výhody a nevýhody žiarovky.

Typy žiaroviek

Žiarovky používajúce volfrámové vlákno môžu byť nielen vákuové. Konštrukcia žiaroviek rozlišuje niekoľko typov podobných osvetľovacích zariadení, z ktorých každé sa používa v určitých odvetviach. Môžu byť:

• vákuum, teda najjednoduchšie;
• argón alebo dusík-argón;
• kryptón, ktorý svieti o 13–15 % silnejšie ako argón;
• xenón (v poslednej dobe sa častejšie používa v svetlometoch automobilov a svieti 2-krát jasnejšie ako argón);
• halogén - žiarovka v žiarovke je naplnená halogénom brómu alebo jódu. Svetlo je 3-krát jasnejšie ako argón, ale tieto lampy netolerujú poklesy napätia a vonkajšie znečistenie skla žiarovky;
• halogén s dvojitou žiarovkou - so zvýšenou účinnosťou halogénov pri šetrení volfrámu vo vlákne;
• xenón-halogén (ešte jasnejšie) - okrem halogénov jódu alebo brómu sú naplnené aj xenónom, pretože to, aký plyn je v banke, priamo určuje, o koľko stupňov sa lampa zahreje, a teda závisí aj jej jas .

Efektívnosť

Ako už bolo spomenuté, vzhľadom na skutočnosť, že štruktúra žiarovky zahŕňa zahrievanie cievky, 95% energie dodanej do osvetľovacieho zariadenia prechádza do tepla generovaného počas jeho prevádzky a iba 5% ide priamo na osvetlenie. Toto teplo je infračervené žiarenie, ktoré ľudské oči nedokážu vnímať. Preto účinnosť takýchto osvetľovacích zariadení, keď sa teplota žiarovky zvýši na 3 400 K, bude 15%. Keď sa zníži na 2 700 K (čo zodpovedá prevádzkovej teplote lampy 60 wattov), ​​účinnosť lampy bude 5 %. Ukazuje sa, že s rastúcimi teplotnými podmienkami sa zvyšuje aj účinnosť, no zároveň výrazne klesá životnosť. To znamená, že ak sa zníži prúd, zníži sa aj účinnosť, no životnosť zariadenia sa tisíckrát zvýši. Tento spôsob zvyšovania životnosti svietidiel sa často využíva vo vchodoch bytových domov, kde sú napájacie zdroje napájané sériovo do dvoch svietidiel, prípadne je k svietidlu sériovo pripojená dióda, ktorá umožňuje zníženie sieťového prúdu. .

Čo si vybrať: LED alebo volfrámové žiarovky?

To je otázka, na ktorú si každý nájde odpoveď sám, zhodnotí žiarovky, ich výhody a nevýhody. Tu nemôže byť žiadna rada. Na jednej strane LED spotrebúvajú mnohonásobne menej elektriny a sú odolnejšie v prevádzke, čo sa o „Ilyich žiarovkách povedať nedá“, a na druhej strane žiarovky pôsobia na ľudský zrak šetrnejšie.

A predsa existujú štatistiky, podľa ktorých sa predaj LED a energeticky úsporných žiaroviek v poslednom čase zvýšil o viac ako 90 %, pretože je v ľudskej prirodzenosti držať krok s pokrokom, čo znamená, že nie je ďaleko doba, keď žiarovky sa stane minulosťou.

Analýza štruktúry žiarovky (obrázok 1, A) zistíme, že hlavnou časťou jeho štruktúry je vláknité teleso 3 , ktorý sa vplyvom elektrického prúdu zahrieva, až kým sa neobjaví optické žiarenie. Na tom je vlastne založený princíp fungovania svietidla. Vláknové teleso je upevnené vo vnútri lampy pomocou elektród 6 , zvyčajne drží jeho konce. Prostredníctvom elektród je elektrický prúd dodávaný aj do vláknitého telesa, to znamená, že sú tiež vnútornými spojmi svoriek. Ak je stabilita vláknitého telesa nedostatočná, použijú sa prídavné držiaky 4 . Držiaky sú upevnené na sklenenej tyči spájkovaním 5 , nazývaná palica, ktorá má na konci zhrubnutie. Stĺpik je spojený so zložitou sklenenou časťou – nohou. Noha, je znázornená na obrázku 1, b, pozostáva z elektród 6 , taniere 9 a shtengel 10 , čo je dutá trubica, cez ktorú sa čerpá vzduch z žiarovky lampy. Všeobecné spojenie medzi medziľahlými terminálmi 8 , palice, taniere a prúty tvoria čepeľ 7 . Spojenie sa uskutočňuje roztavením sklenených častí, pri ktorom sa vytvorí výfukový otvor 14 spojenie vnútornej dutiny evakuačnej trubice s vnútornou dutinou žiarovky lampy. Na dodávanie elektrického prúdu do vlákna cez elektródy 6 použite medziprodukt 8 a vonkajšie závery 11 , navzájom spojené elektrickým zváraním.

Obrázok 1. Štruktúra elektrickej žiarovky ( A) a jej nohy ( b)

Sklenená žiarovka sa používa na izoláciu vláknitého telesa, ako aj ostatných častí žiarovky od vonkajšieho prostredia. 1 . Vzduch z vnútornej dutiny banky sa odčerpá a namiesto toho sa načerpá inertný plyn alebo zmes plynov. 2 , po ktorom sa koniec tyče zahreje a utesní.

Pre prívod elektrického prúdu do svietidla a jeho zaistenie v elektrickej zásuvke je svietidlo vybavené päticou 13 , ktorý je pripevnený k hrdlu banky 1 vykonávané pomocou uzatváracieho tmelu. Vývody lampy sú prispájkované na príslušné miesta na základni. 12 .

Rozloženie svetla žiarovky závisí od toho, ako je teleso vlákna umiestnené a aký má tvar. Ale to platí len pre lampy s priehľadnými žiarovkami. Ak si predstavíme, že vlákno je rovnako jasný valec a premietneme z neho vychádzajúce svetlo na rovinu kolmú na najväčšiu plochu svietiaceho vlákna alebo špirály, tak sa na ňom prejaví maximálna svietivosť. Preto, aby sa vytvorili potrebné smery intenzity svetla, v rôznych prevedeniach svietidiel majú vlákna určitý tvar. Príklady tvarov vlákna sú znázornené na obrázku 2. Priame vlákno bez špirály sa takmer nikdy nepoužíva v moderných žiarovkách. Je to spôsobené tým, že so zväčšujúcim sa priemerom vláknitého telesa sa zmenšujú tepelné straty plynom plniacim lampu.

Obrázok 2. Konštrukcia vláknitého telesa:
A- vysokonapäťová projekčná lampa; b- nízkonapäťová projekčná lampa; V- zabezpečenie získania rovnako jasného disku

Veľký počet vláknitých teliesok je rozdelený do dvoch skupín. Do prvej skupiny patria vláknové telesá používané vo viacúčelových žiarovkách, ktorých konštrukcia bola pôvodne koncipovaná ako zdroj žiarenia s rovnomerným rozložením intenzity osvetlenia. Účelom konštrukcie takýchto lámp je dosiahnuť maximálnu svetelnú účinnosť, čo sa dosiahne znížením počtu držiakov, cez ktoré sa vlákno chladí. Do druhej skupiny patria takzvané telesá s plochým vláknom, ktoré sa vyrábajú buď vo forme paralelných špirál (vo výkonných vysokonapäťových žiarovkách) alebo vo forme plochých špirál (v nízkovýkonových nízkonapäťových žiarovkách). Prvý dizajn je vyrobený s veľkým počtom molybdénových držiakov, ktoré sú pripevnené špeciálnymi keramickými mostíkmi. Dlhé vlákno je umiestnené vo forme košíčka, čím sa dosahuje vysoký celkový jas. V žiarovkách určených pre optické systémy musia byť vláknové telesá kompaktné. Na tento účel sa vláknité teleso zvinie do oblúka, dvojitej alebo trojitej špirály. Obrázok 3 znázorňuje krivky intenzity osvetlenia vytvorené vláknitými telesami rôznych vzorov.

Obrázok 3. Krivky svietivosti žiaroviek s rôznymi vláknovými telesami:
A- v rovine kolmej na os svietidla; b- v rovine prechádzajúcej osou svietidla; 1 - prstencová špirála; 2 - priama cievka; 3 - špirála umiestnená na povrchu valca

Požadované krivky svietivosti žiaroviek je možné získať použitím špeciálnych žiaroviek s reflexnými alebo difúznymi vrstvami. Použitie reflexných vrstiev na vhodne tvarovanej žiarovke umožňuje značnú rozmanitosť kriviek intenzity osvetlenia. Lampy s reflexnými vrstvami sa nazývajú zrkadlové lampy (obrázok 4). Ak je potrebné zabezpečiť obzvlášť presné rozloženie svetla v zrkadlových svietidlách, používajú sa žiarovky vyrobené lisovaním. Takéto svietidlá sa nazývajú svetlomety. Niektoré dizajny žiaroviek majú kovové reflektory zabudované do žiaroviek.

Obrázok 4. Zrkadlové žiarovky

Materiály používané v žiarovkách

Kovy

Hlavným prvkom žiaroviek je vláknové telo. Na výrobu vláknitého telesa je najvhodnejšie použiť kovy a iné materiály s elektronickou vodivosťou. V tomto prípade sa prechodom elektrického prúdu telo zahreje na požadovanú teplotu. Materiál vláknitého telesa musí spĺňať množstvo požiadaviek: mať vysoký bod tavenia, plasticitu umožňujúcu ťahanie drôtu rôznych priemerov, vrátane veľmi malých, nízku rýchlosť vyparovania pri prevádzkových teplotách, čo zaisťuje dlhú životnosť a Páči sa mi to. Tabuľka 1 ukazuje teploty topenia žiaruvzdorných kovov. Najviac žiaruvzdorným kovom je volfrám, ktorý spolu s vysokou ťažnosťou a nízkou rýchlosťou vyparovania zabezpečil jeho široké použitie ako vlákno do žiaroviek.

stôl 1

Teplota topenia kovov a ich zlúčenín

Kovy	T, °С	Karbidy a ich zmesi	T, °С	Nitridy	T, °С	Borides	T, °С
Volfrám rénium Tantal Osmium molybdén niób Iridium Zirkónium Platinum	3410 3180 3014 3050 2620 2470 2410 1825 1769	4TaC+ +HiC 4TaC+ +ZrC HfC TaC ZrC NbC TiC W.C. W2C MoC VnC ScC SiC	3927 3887 3877 3527 3427 3127 2867 2857 2687 2557 2377 2267	TaC+ + TaN HfN TiC+ + TiN TaN ZrN TiN BN	3373 3087 2977 2927 2727	HfB ZrB W.B.	3067 2987 2927

Rýchlosť odparovania volfrámu pri teplotách 2870 a 3270 °C je 8,41×10-10 a 9,95×10-8 kg/(cm²×s).

Spomedzi iných materiálov možno považovať za perspektívne rénium, ktorého bod topenia je o niečo nižší ako volfrám. Rénium sa dá ľahko opracovať pri zahriatí, je odolné voči oxidácii a má nižšiu rýchlosť odparovania ako volfrám. Existujú zahraničné publikácie o výrobe lámp s volfrámovým vláknom s prísadami rénia, ako aj o potiahnutí vlákna vrstvou rénia. Z nekovových zlúčenín je zaujímavý karbid tantalu, ktorého rýchlosť vyparovania je o 20 - 30 % nižšia ako u volfrámu. Prekážkou použitia karbidov, najmä karbidu tantalu, je ich krehkosť.

Tabuľka 2 ukazuje hlavné fyzikálne vlastnosti ideálneho vláknitého telesa vyrobeného z volfrámu.

tabuľka 2

Základné fyzikálne vlastnosti volfrámového vlákna

Teplota, K	Rýchlosť odparovania, kg/(m²×s)	Elektrický odpor, 10 -6 Ohm × cm	Jas cd/m²	Svetelná účinnosť, lm/W	Teplota farby, K
1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400	5,32 x 10-35 2,51 x 10-23 8,81 x 10-17 1,24 x 10-12 8,41 x 10-10 9,95 × 10-8 3,47 x 10-6	24,93 37,19 50,05 63,48 77,49 92,04 107,02	0,0012 1,04 51,2 640 3640 13260 36000	0,0007 0,09 1,19 5,52 14,34 27,25 43,20	1005 1418 1823 2238 2660 3092 3522

Dôležitou vlastnosťou volfrámu je možnosť výroby jeho zliatin. Diely z nich vyrobené si zachovávajú stabilný tvar pri vysokých teplotách. Pri zahrievaní volfrámového drôtu dochádza počas tepelného spracovania vlákna a následného zahrievania k zmene jeho vnútornej štruktúry, ktorá sa nazýva tepelná rekryštalizácia. V závislosti od povahy rekryštalizácie môže mať vláknité teleso väčšiu alebo menšiu rozmerovú stabilitu. Charakter rekryštalizácie je ovplyvnený nečistotami a prísadami pridanými do volfrámu počas jeho výrobného procesu.

Pridanie oxidu tória ThO 2 k volfrámu spomaľuje proces jeho rekryštalizácie a poskytuje jemne kryštalickú štruktúru. Takýto volfrám je pevný pri mechanických otrasoch, ale veľmi sa prehýba, a preto nie je vhodný na výrobu vláknitých telies vo forme špirál. Volfrám s vysokým obsahom oxidu tória sa pre svoju vysokú emisivitu používa na výrobu katód do výbojok.

Na výrobu špirál sa používa volfrám s prísadou oxidu kremičitého SiO 2 spolu s alkalickými kovmi - draslíkom a sodíkom, ako aj volfrám obsahujúci okrem uvedených prísad aj prísadu oxidu hlinitého Al 2 O 3 . Posledne menovaný dáva najlepšie výsledky pri výrobe bispirálov.

Elektródy väčšiny žiaroviek sú vyrobené z čistého niklu. Voľba je spôsobená dobrými vákuovými vlastnosťami tohto kovu, ktorý uvoľňuje v ňom sorbované plyny, vysokou vodivosťou a zvárateľnosťou s volfrámom a inými materiálmi. Kujnosť niklu umožňuje nahradiť zváranie volfrámom kompresiou, ktorá poskytuje dobrú elektrickú a tepelnú vodivosť. Vo vákuových žiarovkách sa namiesto niklu používa meď.

Držiaky sú zvyčajne vyrobené z molybdénového drôtu, ktorý si zachováva elasticitu pri vysokých teplotách. To umožňuje, aby sa vláknité teleso udržalo v roztiahnutom stave aj potom, čo sa roztiahne v dôsledku zahrievania. Molybdén má teplotu topenia 2890 K a teplotný koeficient lineárnej rozťažnosti (TCLE) v rozsahu od 300 do 800 K rovný 55 × 10-7 K-1. Molybdén sa tiež používa na výrobu vložiek do žiaruvzdorného skla.

Svorky žiaroviek sú vyrobené z medeného drôtu, ktorý je na vstupoch privarený. Nízkoenergetické žiarovky nemajú samostatné koncovky, ich úlohu zohrávajú podlhovasté koncovky vyrobené z platinitu. Na spájkovanie vývodov k základni sa používa cínovo-olovená spájka značky POS-40.

sklo

Stonky, dosky, tyčinky, banky a iné sklenené časti používané v tej istej žiarovke sú vyrobené z kremičitanového skla s rovnakým teplotným koeficientom lineárnej rozťažnosti, ktorý je potrebný na zabezpečenie tesnosti zvarových bodov týchto častí. Hodnoty teplotného koeficientu lineárnej rozťažnosti skiel svietidiel musia zabezpečiť vytvorenie konzistentných spojení s kovmi používanými na výrobu puzdier. Najpoužívanejším sklom je značka SL96-1 s hodnotou teplotného koeficientu 96 × 10 -7 K -1. Toto sklo môže pracovať pri teplotách od 200 do 473 K.

Jedným z dôležitých parametrov skla je teplotný rozsah, v ktorom si zachováva zvárateľnosť. Pre zabezpečenie zvárateľnosti sú niektoré diely vyrobené zo skla SL93-1, ktoré sa od skla SL96-1 líši chemickým zložením a širším teplotným rozsahom, v ktorom si zachováva zvárateľnosť. Sklo SL93-1 sa vyznačuje vysokým obsahom oxidu olovnatého. Ak je potrebné zmenšiť veľkosť baniek, použije sa viac žiaruvzdorných skiel (napríklad SL40-1), ktorých teplotný koeficient je 40 × 10 -7 K -1. Tieto sklá môžu pracovať pri teplotách od 200 do 523 K. Najvyššiu prevádzkovú teplotu má kremenné sklo značky SL5-1, žiarovky, z ktorých dokážu pracovať pri teplote 1000 K a viac niekoľko stoviek hodín (teplotný koeficient lineárnej rozťažnosti kremenného skla je 5,4 x 10-7 K-1). Sklo uvedených značiek je priepustné pre optické žiarenie v rozsahu vlnových dĺžok od 300 nm do 2,5 - 3 mikróny. Prenos kremenného skla začína pri 220 nm.

Vstupy

Objímky sú vyrobené z materiálu, ktorý spolu s dobrou elektrickou vodivosťou musí mať tepelný koeficient lineárnej rozťažnosti, čím sa zabezpečí vytvorenie konzistentných spojov so sklom používaným na výrobu žiaroviek. Spoje materiálov sa nazývajú konzistentné, ktorých hodnoty tepelného koeficientu lineárnej rozťažnosti v celom teplotnom rozsahu, to znamená od minima po teplotu žíhania skla, sa nelíšia o viac ako 10 - 15%. Pri spájkovaní kovu do skla je lepšie, ak je tepelný koeficient lineárnej rozťažnosti kovu o niečo nižší ako u skla. Potom, keď sa spájka ochladí, sklo stlačí kov. Pri absencii kovu s požadovanou hodnotou tepelného koeficientu lineárnej rozťažnosti je potrebné urobiť nezhodné spoje. Špeciálnou konštrukciou je v tomto prípade zabezpečené vákuovo tesné spojenie kovu a skla v celom teplotnom rozsahu, ako aj mechanická pevnosť spájky.

Zodpovedajúce spojenie so sklom SL96-1 sa získa pomocou platinových vodičov. Vysoká cena tohto kovu viedla k potrebe vyvinúť náhradu nazývanú „platinit“. Platinit je drôt vyrobený zo zliatiny železa a niklu s tepelným koeficientom lineárnej rozťažnosti nižším ako má sklo. Nanesením vrstvy medi na takýto drôt je možné získať vysoko vodivý bimetalový drôt s veľkým tepelným koeficientom lineárnej rozťažnosti v závislosti od hrúbky vrstvy nanesenej medenej vrstvy a tepelného koeficientu lineárnej rozťažnosti drôtu. pôvodný drôt. Je zrejmé, že tento spôsob prispôsobenia teplotných koeficientov lineárnej rozťažnosti umožňuje prispôsobiť hlavne diametrálnu rozťažnosť, pričom teplotný koeficient pozdĺžnej rozťažnosti zostáva nezhodný. Na zabezpečenie lepšej vákuovej hustoty spojov skla SL96-1 s platinitom a na zlepšenie zmáčavosti nad vrstvou medi oxidovanej na povrchu na oxid meďný je drôt potiahnutý vrstvou bóraxu (sodná soľ kyseliny boritej). Dostatočne pevné spájky sú zabezpečené pri použití platinového drôtu s priemerom do 0,8 mm.

Vákuovo tesné spájkovanie do skla SL40-1 sa získava pomocou molybdénového drôtu. Tento pár poskytuje konzistentnejšie spojenie ako sklo SL96-1 s platinitom. Obmedzené použitie tejto spájky je spôsobené vysokými nákladmi na suroviny.

Na získanie vákuovo nepriepustných vývodov v kremennom skle sú potrebné kovy s veľmi nízkym tepelným koeficientom lineárnej rozťažnosti, ktoré neexistujú. Požadovaný výsledok teda získam vďaka návrhu vstupu. Použitým kovom je molybdén, ktorý má dobrú zmáčavosť kremenným sklom. Pre žiarovky v kremenných bankách sa používajú jednoduché fóliové priechodky.

Plyny

Plnenie žiaroviek plynom umožňuje zvýšiť prevádzkovú teplotu vláknového telesa bez zníženia životnosti v dôsledku zníženia rýchlosti rozprašovania volfrámu v plynnom prostredí v porovnaní s naprašovaním vo vákuu. Rýchlosť atomizácie klesá so zvyšujúcou sa molekulovou hmotnosťou a tlakom plniaceho plynu. Tlak plniaceho plynu je približne 8 × 104 Pa. Aký plyn mám na to použiť?

Použitie plynného média vedie k tepelným stratám v dôsledku tepelnej vodivosti plynom a konvekciou. Na zníženie strát je výhodné naplniť lampy ťažkými inertnými plynmi alebo ich zmesami. Medzi tieto plyny patrí dusík, argón, kryptón a xenón získané zo vzduchu. V tabuľke 3 sú uvedené hlavné parametre inertných plynov. Dusík v čistej forme sa nepoužíva kvôli veľkým stratám spojeným s jeho relatívne vysokou tepelnou vodivosťou.

Tabuľka 3

Základné parametre inertných plynov

Táto iniciatíva pochádza z zástupca frakcie „Spravodlivé Rusko“ Andrey Krutov. Poslanec sa domnieva, že pred prechodom na energeticky úsporné technológie je potrebné vykonať audit stavu elektrických sietí. Žiarivky podľa Krutova neušetria peniaze. Koniec koncov, väčšina energetických strát v Rusku nevzniká zo žiaroviek, ale z dôvodu všeobecného zhoršenia infraštruktúry.

Predaj žiaroviek iniciatíva v roku 2009 zakázala Dmitrij Medvedev, ktorý v tom čase pôsobil ako prezident Ruskej federácie. Podľa prijatého návrhu zákona Rusko od roku 2011 zaviedlo úplný zákaz obehu svetelných zdrojov s výkonom 100 W alebo viac. Plánovalo sa tiež zaviesť podobný zákaz pre žiarovky s výkonom 75 W alebo viac od roku 2013 a od roku 2014 sa plánovalo ich úplné opustenie a prechod na energeticky úsporné žiarovky.

Čo je to žiarovka?

Žiarovka je svetelný zdroj, ktorý vyžaruje svetelný tok v dôsledku zahrievania kovového (volfrámového) vlákna.

Vlákno sa umiestni do sklenenej nádoby naplnenej inertným plynom (kryptón, dusík, argón). Princíp činnosti žiarovky je založený na fenoméne zahrievania vodiča, keď ním prechádza elektrický prúd. Volfrámové vlákno sa po pripojení k zdroju prúdu zahreje na vysokú teplotu, v dôsledku čoho vyžaruje svetlo. Svetelný tok vyžarovaný vláknom je blízky prirodzenému dennému svetlu, a preto nespôsobuje nepohodlie pri dlhodobom používaní.

Výhody žiaroviek:

• relatívne nízke náklady;
• okamžité zapálenie pri zapnutí;
• malé celkové rozmery;
• široký výkonový rozsah.

Nevýhody žiaroviek:

• vysoký jas samotnej lampy, ktorý negatívne ovplyvňuje videnie pri pohľade na lampu.

Aký je rozdiel medzi energeticky úspornou žiarovkou a žiarovkou?

Žiarovka	Úsporná žiarivka
Svetelný zdroj, v ktorom dochádza k premene elektrickej energie na svetlo v dôsledku žeravenia. Do svietivého stavu sa v nich zahrieva kovový vodič (špirála vyrobená zo zliatin na báze volfrámu).	Elektrická lampa je banka naplnená parami ortuti a argónu. Na vnútorné steny svietidla sa nanáša špeciálny prášok (luminofor). Keď je zapnutá energeticky úsporná žiarovka, ortuťové pary v lampe vytvárajú ultrafialové žiarenie, ktoré sa prechádza cez fosfor umiestnený na povrchu lampy a mení sa na svetlo.
Cena a životnosť
Nízka cena. Rýchlo vyhoria, životnosť žiarovky je až 1000 hodín. Dôvodom zlyhania žiarovky je vyhorenie vlákna.	Cena je 10-20 krát vyššia ako cena žiarovky, ale je kompenzovaná životnosťou žiarovky - od 6 do 15 tisíc hodín nepretržitého horenia.
Svetelný výkon
Nízka účinnosť (asi 15%). Zvyšné náklady na energiu idú na vykurovanie. Teplota vyhrievaného vlákna dosahuje 2600-3000 ºC. Svetlo pochádza iba z volfrámového vlákna.	Vysoká svetelná účinnosť. Výkon zodpovedá päťnásobku výkonu žiarovky, to znamená, že 12 Wt úspora energie zodpovedá 60 Wt bežnej žiarovke. Svetlo sa šíri mäkšie a rovnomernejšie. Existuje široký výber žiarivých farieb. Farba závisí od množstva aplikovaného fosforu. Zvyčajne sú na obale uvedené tieto údaje: 2700 K - teplé biele svetlo, 4200 K - denné svetlo, 6400 K - studené biele svetlo.

Aké nebezpečenstvo predstavujú energeticky úsporné žiarivky?

• Otrava ortuťou

Energeticky úsporné žiarivky obsahujú malé množstvo ortuti, ktorej otravy malými dávkami výparov môžu spôsobiť neurologické ochorenia (ortuť, ortuťový tremor). Žiarivku nemôžete jednoducho vyhodiť do odpadkového koša, na čo spotrebiteľa upozorňuje príslušná ikona na obale. Okres DEZ a REU by mali akceptovať takéto svietidlá. V praxi to však nefunguje všade.

• Ultrafialové žiarenie

Pri prevádzke žiariviek malé množstvo ultrafialového žiarenia uniká do vonkajšej časti lampy cez sklenenú banku, čo môže predstavovať potenciálne nebezpečenstvo pre ľudí s pokožkou príliš citlivou na toto žiarenie. Najnebezpečnejší je vplyv UV žiarenia na rohovku a sietnicu. Preto sa neodporúča umiestňovať energeticky úsporné žiarivky bližšie ako 3 metre od očí.

• Nezvyčajná farba

Svetlo zo žiarivky je iné ako zo žiarovky a veľa ľudí má problém si naň zvyknúť.

Prečo chcú vrátiť žiarovky?

Podľa poslanca Andreja Krutova, člena výboru Štátnej dumy pre energetiku, sa zákon o zákaze žiaroviek, ktorý prijali poslanci, nestretol medzi obyvateľstvom. „Dostali sme veľa žiadostí od občanov, pre nich sú náklady na nové energeticky účinné žiarovky neúmerne vysoké – napokon sú často desaťkrát alebo dokonca viackrát drahšie ako bežné klasické žiarovky, zatiaľ čo v posledných rokoch sme nevšimol si sľubované úspory na spotrebe elektriny,“ povedal Krutov.

Podľa neho to nie je prekvapujúce: efekt energeticky úsporných žiaroviek je úplne kompenzovaný zastaranými a energeticky neefektívnymi priemyselnými zariadeniami a elektrickými vedeniami, kde vzniká leví podiel na stratách elektriny. „Ukazuje sa, že na úkor obyvateľstva sme sa snažili zvýšiť energetickú efektívnosť zastaranej infraštruktúry, ktorú nakoniec nikto nemienil meniť,“ hovorí poslanec.

Okrem toho v posledných rokoch neboli vytvorené zberné miesta pre energeticky úsporné žiarivky. Lampy obsahujúce zdraviu škodlivú ortuť sa jednoducho vyhodia spolu s bežným odpadom, ktorý v konečnom dôsledku poškodzuje životné prostredie.

Prečo bol zavedený zákaz predaja žiaroviek?

V roku 2009 Dmitrij Medvedev navrhol úsporu energetických rezerv a na tento účel vyslovil návrh na zákaz predaja žiaroviek a ich nahradenie energeticky úspornými žiarovkami.

„Sme skutočne najväčšou energetickou krajinou. To však neznamená, že by sme mali naše energetické zásoby spaľovať bez akejkoľvek mysle. Pred mnohými rokmi sa hovorilo, čo robiť s určitými energetickými produktmi a prečo nie je možné ich zohrievať olejom. Ale, žiaľ, naďalej ohrievame našu planétu ropou, čím doslova a do písmena otepľujeme našu planétu,“ povedal Dmitrij Medvedev v roku 2009 na zasadnutí prezídia Štátnej rady k otázke zvyšovania energetickej efektívnosti ruskej ekonomiky. .

Žiarovka je zdroj umelého svetla, ktorý počas prevádzky produkuje veľa tepla. Vo vnútri je kovová špirála, najčastejšie vyrobená zo žiaruvzdorného volfrámu. Tento prvok je umiestnený v banke, ktorá je naplnená inertným plynom, menej často - vákuovým. Takáto výplň zabraňuje oxidácii kovu. Takéto svietidlá sú obľúbené vďaka nízkej cene.

Cesta stvorenia

História týchto svietidiel je dlhá a tŕnistá, na jej vzniku sa podieľal nejeden tvorca. Proces vytvárania je možné rozdeliť do nasledujúcich etáp:

1. Lodyginov vynález. Ruský vedec prišiel na to, ako osvetliť uhlíkovú tyč v sklenenej nádobe bez prístupu vzduchu. Problém bol v tom, že vlákno začalo rýchlo horieť. O niečo neskôr to bol on, kto navrhol nahradiť uhlíkovú tyč za volfrámovú.
2. Príspevok Thomasa Edisona. Podarilo sa mu vytvoriť lacný a relatívne odolný model takejto lampy. Zaviedol prúdovú výrobu, aby sa lampa mohla vyrábať v požadovaných objemoch. Takmer celý život lampu zdokonaľoval, používal rôzne materiály, aby dosiahol čo najlepší efekt.

Postupom času sa lampy začali plniť inertnými plynmi, čo výrazne zvýšilo ich životnosť.

Odkedy sa objavila, veľmi sa nezmenila.

Rozsah použitia

Nie je to tak dávno, čo boli žiarovky prítomné v rôznych oblastiach života, v každodennom živote av podnikoch. Je to spôsobené jednoduchosťou ich inštalácie, prevádzky a údržby. Používa sa v nasledujúcich oblastiach:

• Univerzálne použitie pre vnútorné a vonkajšie osvetlenie v súkromných domoch, bytoch, kanceláriách.
• Lokálna aplikácia - na osvetlenie pracovísk.
• Existujú aj špeciálne automobilové žiarovky.
• Inštalované vo vlakoch, lodiach a lietadlách.
• Miniatúrne LN sa používajú v baterkách a prístrojových váhach.
• Subminiatúra v jednotlivých medicínskych prístrojoch a ovládacích paneloch.
• K dispozícii sú aj spínacie miestnosti, maják a premietacie miestnosti.

Odborný názor

Alexej Bartoš

Opýtajte sa odborníka

Dôležité! V mnohých oblastiach sa dnes používajú energeticky úsporné žiarivky, ale záujem spotrebiteľov o používanie LN stále neklesá.

Žiarovky majú tieto vlastnosti:

1. Rozptýlenie kapacít. Závisí to od oblasti použitia, takže na domáce účely sa používajú žiarovky od 25 do 150 W, pre ostatné - do 1 000 W.
2. Niť sa zahreje na 2000–2800 stupňov.
3. Napätie – 220–330 V.
4. Svetelná účinnosť – 9–19 Lm/1W.
5. Základné veľkosti sú E 14, E 27 a E 40, čo zodpovedá 14, 27 a 40 mm. Typ základne – závitové a kolíkové. Ten môže byť jedno- alebo dvojkolíkový.
6. Prevádzková životnosť – 1000 hodín pri optimálnych podmienkach.
7. Počas spaľovacieho procesu vydávajú veľa tepla a sú citlivé na časté odstávky.
8. Cenovo sú cenovo najdostupnejšie zo svietidiel ponúkaných v obchodoch.
9. Priemerná hmotnosť - 15 g.

Charakteristika svietidiel rôzneho výkonu

Princíp fungovania

Podstatou fungovania všetkých LN je využitie princípu zahrievania látky, keď ňou prechádza prúd. V tomto prípade sa teplota vlákna zvýši po uzavretí elektrického obvodu. V dôsledku toho sa spustí účinok elektromagnetického tepelného žiarenia. Aby sa stal viditeľným pre ľudí, teplota ohrevu musí prekročiť 570 ⁰C - to je začiatok červenej žiary.

Vo vnútri lampy sa vlákno zahrieva na 2000–2800 ⁰C. Pri zahriatí na túto teplotu na vzduchu sa volfrám zmení na oxid – vytvorí sa na ňom biely povlak, takže do banky sa pumpujú neutrálne plyny. Na úsvite vývoja tejto osvetľovacej technológie sa v žiarovke vytvorilo vákuum, ktoré sa teraz praktizuje len pri produktoch s minimálnym výkonom. Keď je základňa žiarovky zaskrutkovaná do objímky a obvod je uzavretý, spustí sa proces vlákna a vytvára svetlo.

Konštrukcia žiaroviek

Štruktúra všetkých LN je podobná; obsahujú:

1. Pracovnou časťou je závit z volfrámového drôtu stočený do špirály. Odpor tohto kovu je 3-krát väčší ako odpor medi. Volfrám sa používa, pretože je žiaruvzdorný a prierez vlákna sa dá čo najviac zmenšiť. V dôsledku toho sa zvyšuje elektrický odpor. Špirála prijíma energiu z elektród.
2. Špirála je držaná na mieste molybdénovými prvkami. Je tiež žiaruvzdorný a má nízky koeficient tepelnej rozťažnosti.
3. Sklenená banka. Vo vnútri je inertný plyn, ktorý zabraňuje horeniu vlákna. Preto takéto lampy nie sú vákuové, je to plyn, ktorý vytvára tlak vo vnútri banky.
4. Elektródy sú spojené s kontaktnými prvkami základne pomocou medených vodičov.
5. Základňa. Tento prvok je prítomný vo všetkých uvažovaných žiarovkách, s výnimkou špeciálnych automobilových. Závit na základni a jej veľkosť sa môžu líšiť.

Základňa

U nás sú najznámejšie žiarovky so závitovou základňou, ich veľkosti sú štandardizované. Pre modely, ktoré sa používajú v domácich podmienkach, sú žiadané E 14, E 27 a E 40. Menej bežne používané pre takéto svetelné zdroje bez závitov, ale v automobilovom priemysle sú bežné.

Zaujímavé! V Amerike a Kanade sa kvôli rôznym sieťovým napätiam používajú iné. Pre nich sú obvyklé veľkosti závitu v mm: 12, 17, 26 a 39. Pri vyjadrení veľkosti pätice na žiarovke je pred číslami písmeno E, rovnako ako u nás.

Objímky pre žiarovky

Označovanie

Nie je ťažké porozumieť označeniam žiaroviek, hlavné symboly, ktoré možno nájsť, sú:

• Špecifický dizajn a vlastnosti. „B“ označuje argónovú dvojitú špirálu LN, „B“ – obsah vákua vo vnútri, „G“ – plyn je pumpovaný do výbojky, „BK“ – dvojitá špirálová kryptónová výbojka, „ML“ – mliečna farba banky, „MT“ – matný, „O“ – opál.
• Druhá časť označenia vám povie o účele žiarovky. „Zh“ – železnica, „KM“ – spínacia, „SM“ – pre lietadlá, „A“ – pre automobily, „PZh“ – vysokovýkonná žiarovka pre použitie v svetlometoch.
• Tvar je označený nasledovne: „A“ – tienidlo, „D“ – dekoratívne, „B“ – točené.
• Prvé čísla sú menovité napätie.

Účinnosť a trvanlivosť

Významnými nevýhodami takýchto svietidiel je ich krátka životnosť a nízka účinnosť. Účinnosť sa týka pomeru výkonu a žiarenia viditeľného pre ľudí. Ako si pamätáme, vlákno sa zahrieva až na 2700 K, v tomto prípade je jeho účinnosť asi 5%. Všetka zvyšná energia, ktorá sa mimochodom úplne premení na žiarenie, dopadá na infračervené spektrum, ktoré je pre ľudí neviditeľné. Vnímame to ako teplo.

Teoreticky je možné zvýšiť účinnosť na 20%, na tento účel by sa mala zvýšiť teplota vlákna na 3400 K, výsledné svetlo bude v tomto prípade 2-krát jasnejšie, ale životnosť sa zníži o 95% .

Ak sa výkon zníži, životnosť žiaroviek sa môže zvýšiť 5 alebo viackrát. Zníženie napätia znižuje účinnosť, ale žiarovka vydrží používať 1000-krát dlhšie. Tento efekt sa používa na vytvorenie spoľahlivého núdzového osvetlenia. Samozrejme, je to možné len vtedy, ak neexistujú žiadne kritické požiadavky na osvetlenie.

Proces vyhorenia žiarovky

Typy svietidiel a ich funkčný účel

Existuje veľa žiaroviek, sú klasifikované podľa funkčného účelu a dizajnových prvkov.

Všeobecný, miestny účel

Do roku 1970 sa nazývali normálne osvetlenie. Táto skupina je medzi bežnými LN najrozšírenejšia. Predtým sa úspešne používali na všeobecné aj dekoratívne osvetlenie doma, v kanceláriách a iných inštitúciách. V súčasnosti je ich vydanie v mnohých krajinách vrátane Ruska obmedzené.

Čo sa týka žiaroviek na lokálne použitie, ich konštrukcia je rovnaká ako na bežné použitie, ale sú určené na nižšie prevádzkové napätie. Môže byť použitý v ručných prenosných lampách, na osvetľovacie stroje, pracovné stoly atď.

Lampa na všeobecné použitie

Dekoratívne

Ich hlavným znakom je tvarovaná žiarovka, ktorej rozmery môžu byť veľmi odlišné, rovnako ako umiestnenie vlákna vo vnútri. Takéto modely sú dnes veľmi žiadané, ale neplnia ani tak úlohu osvetlenia ako dekoráciu, najmä vo vintage alebo retro dizajnových projektoch. Vzhľad takejto lampy je veľmi originálny.

Možnosti pre dekoratívne lampy

Osvetlenie

Ich banka je natretá rôznymi farbami v závislosti od zamýšľaného použitia. Vhodné na vybavenie osvetľovacích zariadení. Farba sa nanáša hlavne na vnútro banky pomocou anorganických pigmentov. Oveľa menej často sú takéto svietidlá namaľované zvonka. Ich výkon je malý, pohybuje sa medzi 10-25 W. Požadovaný efekt poskytujú iba prvýkrát, potom sa ich farba zmení a stratí jas.

Osvetľovacia lampa môže mať rôzny výkon

Signál

Používa sa v rôznych osvetľovacích zariadeniach. Momentálne ich z tejto oblasti nahrádzajú LED svietidlá.

Možnosť signalizácie

Zrkadlo

Žiarovka takejto lampy má špecifický tvar, vo vnútri je potiahnutá tenkou vrstvou hliníka. Vznikne tak zrkadlový efekt a nechýba ani priehľadná časť. Hlavnou úlohou takýchto svietidiel je rozložiť svetelný tok, aby sa koncentroval v určitej oblasti. Sú vhodné na použitie vo výkladoch obchodov a obchodných podláh. Tieto lampy sa používajú na zahrievanie novonarodených kurčiat a iných zvierat.

Zrkadlová žiarovka

Doprava

Táto skupina je veľmi rozsiahla, používa sa v rôznych vozidlách, na svetlomety alebo iné osvetlenie. V dopyte po:

• Autá.
• Motocykle.
• Traktory.
• Lietadlá a vrtuľníky.
• Riečne a námorné plavidlá.

Takéto svietidlá majú množstvo funkcií, vrátane:

1. Vysoká pevnosť.
2. Odolnosť voči vibráciám.
3. Špeciálne zásuvky umožňujú rýchlu výmenu zlyhanej lampy.
4. Sú určené na napájanie z elektrickej siete vozidla.

Automobilové žiarovky

Dvojvláknový

Toto je podtyp špeciálnej žiarovky, ktorá sa používa v:

• Autá. Svetlomety teda môžu mať 2 vlákna. Jeden z nich ide na stretávacie svetlo, druhý na diaľkové svetlo. Pri zadných svetlách je situácia podobná, len sú tam samostatné závity pre rozmery a pre brzdové svetlá.
• Lietadlá. V niektorých modeloch v pristávacom a taxi svetlomete.
• Železničné semafory. Dvojvláknové žiarovky sú tu prvkom bezpečnosti a ochrany; ak jedna vyhorí, druhá môže naďalej poskytovať signál.

Odborný názor

Alexej Bartoš

Špecialista na opravu a údržbu elektrických zariadení a priemyselnej elektroniky.

Opýtajte sa odborníka

Dôležité! Existujú aj ďalšie možnosti pre lampy, napríklad tie so špeciálnym spektrom žiarenia, vyhrievaním, projekciou a inými. Ale dnes sú aktívne nahradené inými typmi žiaroviek.

Dvojvláknová automobilová žiarovka

Výhody a nevýhody

Svetovo najobľúbenejšie svietidlá majú výhody aj mnohé nevýhody, najmä s vývojom nových technológií osvetlenia. Stojí za to začať s výhodami, konkrétnejšie:

• Priaznivá cena. Toto je momentálne najvýhodnejšia možnosť. Je pravda, že to platí len pre náklady, ale nie pre účty za elektrinu.
• Kompaktné veľkosti.
• Prakticky netrpia napäťovými rázmi v sieti.
• Nevyžaduje sa čas na zahriatie.
• Pri prevádzke na striedavý prúd je blikanie neviditeľné.
• Elektronické stmievače možno použiť na ovládanie a úsporu spotreby energie.
• Spektrum je dokonale vnímané ľudským okom, jeho typ je spojitý.
• Index podania farieb je na vysokej úrovni.
• Môže byť použitý pri akejkoľvek teplote, bez ohľadu na odrodu.
• Veľké kolísanie napätia, od zlomkov po stovky voltov.
• Nevyžadujú špeciálnu likvidáciu, pretože vo vnútri neobsahujú toxické zložky. To znamená, že neubližujú ľuďom a iným živým bytostiam.
• Nie sú potrebné žiadne ďalšie predradníky, čo je v porovnaní s modernými svetelnými zdrojmi veľké plus.
• Počas prevádzky nebručia ani nevytvárajú rádiové rušenie.
• Necitlivé na polaritu - stále to bude fungovať.
• V porovnaní s inými modernými žiarovkami vytvárajú minimálnu úroveň UV žiarenia.

Hlavné klady a zápory