ЛАМПА НАКАЛИВАНИЯ: старушка еще попляшет!
Расставание с лампой накаливания (ЛН), анонсированное человечеством, явно затянулось. И не только потому, что люди прикипели к ней душой за эпоху совместного проживания. Дело также и в том, что спектральный состав ее света куда милее глазу, чем у новомодных электросолнц — с ним вы вряд ли «посадите» зрение. Ну, а уж о дешевизне ЛН и ее абсолютной неприхотливости и говорить не приходится. Так что не торопите ее на свалку истории — она еще поживет!
Этот первый в истории источник бытового электрического света, изобретенный еще в середине XIX века, со времени своего появления претерпел немало метаморфоз. Но, по сути, устройство его не поменялось. Вакуумированный или наполненный инертным газом баллон, цоколь с расположенными на нем электроконтактами и нитями накаливания — вот, в общем, все, из чего состоит лампа накаливания. Однако за этой наружной простотой стоят годы и годы поисков лучших умов электротехники, приведшие к созданию колоссального многообразия модификаций ЛН. Тысячи вариантов цвета и формы колб, состава их стекла, материалов спирали, компоновки конструктивных элементов и т. д. — все это богатство творческих поисков, воплощенное в стекле и металле, прочно соединило лампу наших отцов и дедов с теперешней цивилизацией и научило ублажать любые прихоти людей.
Фатальный порок ЛН: ее КПД — всего 2-3%, что отвращает людей от ее применения. Лампа эта, увы, в преимуществе работает как нагревательный прибор, а не как источник света.
ЛН пожароопасна: газета, положенная на 100-ваттную лампочку, воспламенится минут через двадцать.
Да и срок службы ЛН явно подкачал — не более 5000 – 1000 часов. Однако многие пользователи никогда не откажутся от этой лампы лишь потому, что она проста. Лишь потому, что привыкли к ней. Лишь потому, что спектральный состав ее света приятен для глаз. И все тут. Никакие аргументы в пользу экономии энергии на таких любителей старины не подействуют! В этом, на наш взгляд, проявляется иррациональность человеческого естества: люди нередко любят что-либо не благодаря, но вопреки; недостатки предмета вожделения лишь подстегивают их страсть к нему. Вот почему смеем утверждать: лампа накаливания, кто бы ни прочил ей скорый закат, еще поживет под небом планеты, и десятилетия спустя в мире еще найдутся ее поклонники, а значит — и потребительский спрос на сей товар.
Не станем поэтому торопить ЛН на покой — поговорим лучше о том, какими вариантами она богата.
Классификация по видовым и конструктивным особенностям
Видовой перечень ламп, расположенных в порядке повышения их эффективности, таков:
— вакуумные: наиболее простые из всех;
— аргоновые (азот-аргоновые);
— криптоновые: примерно +10% яркости в сравнении с аргоновыми;
— ксеноновые: вдвое ярче аргоновых;
— галогенные: наполнитель — йод или бром: в 2,5 раза ярче аргоновых; имеют длительный срок эксплуатации; не рассчитаны на недокал в связи с невозможностью прохождения при нем галогенного цикла, посредством которого лампа действует;
— галогенные двухколбовые: галогенный цикл повышенной эффективности, достигаемой за счет улучшенного разогрева благодаря наличию внутренней колбы;
— ксенон-галогенные: наполнитель Xe (ксенон) + I (йод) или Br (бром). Это — наиболее эффективная комбинация: яркость лампы втрое выше, чем у аргоновой;
— ксенон-галогенные: лампы с отражателем ИК-излучения, возврат которого в лампу повышает ее КПД;
лампы с покрытием, преобразующим ИК-излучение в видимый диапазон.
По функциональному назначению и особенностям конструкции лампы накаливания подразделяют на:
— лампы общего назначения (до середины 70-х годов минувшего века применялся термин «нормально-осветительные лампы»). Это наиболее представительная группа ламп накаливания, предназначенных для целей общего, местного и декоративного освещения. Выпуск таких ламп начиная с 2008 года все время сокращается в связи со введением в ряде государств запрета на их использование, направленного на экономию электроэнергии;
декоративные лампы. Выпускаются в фигурных колбах. Самые массовые из таковых — свечеобразные колбы диаметром около 35 мм и сферические диаметром около 45 мм; лампы местного освещения. Конструктивно аналогичны лампам общего назначения, но рассчитаны на низкое (безопасное) рабочее напряжение — 12, 24 или 36 (42) В. Область применения — ручные (переносные) светильники и светильники местного освещения в производственных помещениях, где част случайный бой ламп;
—иллюминационные лампы. Выпускаются в окрашенных колбах. Место применения — иллюминационные установки различного рода. Как правило, лампы этого вида имеют малую мощность (10—25 Вт). Окрашивание колб обычно производится посредством нанесения на их внутреннюю поверхность слоя неорганического пигмента. Реже используются лампы с колбами, окрашенными снаружи цветными лаками (цветным цапонлаком); их недостаток — быстрое выцветание пигмента и осыпание лаковой плёнки под действием механических факторов;
— зеркальные лампы накаливания. Имеют колбу специальной формы, часть которой покрыта отражающим слоем из термически распылённого алюминия. Назначение зеркализации — пространственное перераспределение светового потока лампы с целью его оптимального использования в пределах заданного телесного угла. Основное назначение зеркальных ЛН — локализованное местное освещение;
— сигнальные лампы . Используются в разнообразных светосигнальных приборах (средствах визуального отображения информации). Это лампы малой мощности, рассчитанные на длительный срок службы. Сегодня они энергично вытесняются светодиодами;
— транспортные лампы. Чрезвычайно широкая группа ламп, предназначенных для работы на различных транспортных средствах: автомобилях, мотоциклах и тракторах, самолётах и вертолётах, локомотивах и вагонах железных дорог и метрополитенов, речных и морских судах и т. д. Характерные особенности: высокая механическая прочность, вибростойкость, использование специальных цоколей, позволяющих быстро заменять лампы в стеснённых условиях и, в то же время, предотвращающих самопроизвольное выпадение ламп из патронов. Рассчитаны на питание от бортовой электросети транспортных средств (6 – 220 В): прожекторные лампы. Обычно имеют большую мощность (до 10 кВт, ранее выпускались лампы до 50 кВт) и высокую светоотдачу. Используются в осветительных и светосигнальных приборах. Спираль накала такой лампы благодаря специальной конструкции и подвеске уложена в колбе более компактно, чем обычно, что позволяет ей осуществлять более четкую фокусировку;
— лампы для оптических приборов. К числу их принадлежат массово выпускавшиеся до конца минувшего века лампы для кинопроекционной техники, имеющие компактно уложенные спирали, часто помещаемые в колбы особой формы для достижения большей силы свечения.
Специальные лампы:
— коммутаторные лампы
Это разновидность сигнальных ламп, в свое время служивших индикаторами на коммутаторных панелях. Представляют собой узкие длинные миниатюрные лампы с гладкими параллельными контактами, что позволяет легко их заменять. Выпускались варианты: КМ 6-50, КМ 12-90, КМ 24-35, КМ 24-90, КМ 48-50, КМ 60-50, где первая цифра означает рабочее напряжение в вольтах, вторая — силу тока в миллиамперах;
— фотолампа, перекальная лампа. Разновидность лампы накаливания, предназначенная для работы в строго нормированном форсированном по напряжению режиме. В сравнении с обычными лампами накаливания имеет повышенную светоотдачу (до 30 лм/Вт), малый срок службы (4 – 8 часов) и высокую цветовую температуру (3300 – 3400 К в сравнении со стандартной в 2700 К). В СССР такие лампы выпускались мощностью 300 и 500 Вт. Как правило, они имеют матированную колбу;
— проекционные лампы. Это лампы для диа — и кинопроекторов. Имеют повышенную яркость и, соответственно, повышенную температуру нити и уменьшенный срок службы. Обычно нить размещают таким образом, чтобы светящаяся область образовала прямоугольник;
— двухнитевые лампы. В автомобиле у лампы переднего света может быть одна нить для дальнего света, другая для ближнего, или, к примеру, одна нить для габаритного огня, другая — для стоп-сигнала. Такие лампы могут содержать экран, в режиме ближнего света отсекающий лучи, слепящие встречных водителей. В самолёте посадочно-рулёжная фара имеет основную нить, на которой лампа работает без внешнего охлаждения, и нить дополнительную, включаемую вместе с основной, позволяя таким образом получить более мощный свет при внешнем охлаждении лампы — ее обдуве потоком встречного воздуха;
— лампа-фара. Это лампа сложной специальной конструкции, применяемая на подвижных объектах. Фигурная колба ее выполнена в виде части корпуса фары с отражателем. Конструктивно имеет нить (или нити) накала, отражатель, рассеиватель, элементы крепления, клеммы и т. д. Лампы-фары широко применяются в современной автомобильной технике, и уже давно — в авиации;
— малоинерционная лампа накаливания. Это лампа накаливания с тонкой нитью, некогда использовавшаяся в системах оптической записи звука методом модуляции яркости источника и в некоторых экспериментальных моделях фототелеграфа. Благодаря малой толщине и массе нити подача на такую лампу напряжения, модулированного сигналом звукового диапазона частот (до примерно 5 кГц), приводила к изменению яркости в соответствии с мгновенным напряжением сигнала. С начала XXI века лампа не находит применения вследствие появления гораздо более долговечных твердотельных излучателей света и гораздо менее инерционных излучателей других типов;
— нагревательные лампы. Лампы этого рода — главный источник тепла в блоках термозакрепления лазерных принтеров и копировальных аппаратов. Лампа цилиндрической формы неподвижно устанавливается внутри вращающегося металлического вала, к которому прижимается бумага с нанесенным тонером. За счет тепла, передающегося от вала, тонер расплавляется и впрессовывается в структуру бумаги;
— лампы специального спектра излучения. Применяются в технике для решения разнообразных задач. Таковы, например, лампы ультрафиолетового излучения, используемые в медицине для прогрева тканей, в косметологии для придания коже загара и т. д.
Галогенная лампа
Особого внимания в нашем обзоре заслуживают галогенные лампы накаливания. Принципиальной их особенностью является введение в полость колбы галогенов или галогенсодержащих веществ, с которыми испарившийся с поверхности тела накала металл вступает в соединение, а затем возвращается на нить в исходном виде вследствие терморазложения возникшего вещества. Такие лампы имеют более высокую температуру спирали, чем обычно, больший КПД и срок службы, меньший, чем в среднем, размер колбы и иные серьезные преимущества перед обычными лампами накаливания. Большой недостаток таких ламп — крайне низкое электросопротивление в холодном состоянии.
О чем нужно помнить покупая ЛН
Покупая лампу накаливания для своих нужд, помните о том, что ее полезность для вас определяется комплексом параметров. Вот они: номинальное значение напряжения, светового потока, мощности, срок службы и габаритные размеры. Для жилых помещений выбирают лампы мощностью 75 – 100 Вт, способные обеспечить оптимальную яркость освещения. Лампы мощностью более 200 Вт чаще всего используются в специальных условиях, поскольку для жилых домов свет будет слишком ярким, а счета за электроэнергию — гигантскими. Наиболее распространенными типами цоколей ламп накаливания являются: Е — резьбовой, Bd — штифтовой двухконтактный, Bs — штифтовой одноконтактный.
Преимущества и недостатки ламп накаливания
При всех своих известных пороках, лампы накаливания могут быть весьма полезными в ситуациях своего правильного применения. Этому в немалой мере способствует главное преимущество ЛН — их гигантский ассортимент: рынок сегодня предлагает их, так сказать, на любой вкус. К тому же, в отличие от бьльшинства других ламп, лампа накаливания для своего включения не требует никаких промежуточных устройств — она включается прямо в сеть. Вспомним еще, что ЛН могут работать даже при существенных отклонениях напряжения сети от номинального; что они мало зависят от условий окружающей среды и вследствие этого могут применяться практически где угодно; что они невелики размером; что при включении они загораются практически мгновенно… Этого набора весомых достоинств вполне довольно для того, чтобы еще годы подряд лампа накаливания оставалась востребованной человечеством и пользовалась на рынке стойким спросом.
Не торопите ЛН на свалку истории — она еще поживет!
