Самое привычное для нас световое устройство это обычная лампочка накаливания. Она представляет собой источник освещения, состоящий из стеклянной колбы, тела накаливания, электродов, цоколя и изолятора.
В наше время стали популярны . Они просты, надежны, и приобрести их можно по очень невысокой цене. Несмотря на популярность ламп накаливания, они обладают рядом недостатков. КПД такого прибора около 2%, низкая светоотдача в пределах 20 Лм/Вт и короткий, около 1000 часов, срок службы.
Принцип работы
При подключении к электрической сети лампа накаливания преобразует электрическую энергию в световую , посредством нагревания проводника (нити) накала. Изготовленная из тугоплавкого вольфрама или его сплавов, нить находится в стеклянной колбе, заполненной инертным газом или вакуумом (для маломощных ламп до 25 Вт).
Устройство работы лампочки “Ильича”
Колба служит для защиты от воздействия внешних факторов, а инертный газ (криптон, азот, ксенон, аргон и их смеси) не позволяет вольфрамовому проводнику окислиться и уменьшает теплопотери. Нить раскаляется под действием проходящего через нее тока до температуры порядка 3000ºС (такая высокая температура со временем приводит к истончению и перегоранию проводника).
В результате нагрева происходит электромагнитное излучение, небольшая доля которого находится в видимом спектре, основная часть представляет собой инфракрасное излучение. возникает, когда очень высокая температура нити накала преобразует электромагнитное излучение в видимый .
Потребляемая лампой энергия частично преобразуется в видимое глазом излучение. Основная часть под действием конвекции внутри колбы рассеивается в процессе теплопроводности.
Возникающий в лампах накаливания свет находится в части желтого и красного спектра лучей, поэтому близок к дневному свету.
Световой поток
Прямое назначение любого светового прибора – освещение. В лампе накаливания оно создается путем преобразования тепловой энергии в световой поток.
Люксметр – прибор для измерения светоотдачи и пульсации лампочки
Определение и правила измерения
Световой поток - величина, которая характеризует световую мощность (световая энергия, которая переносится через некоторую поверхность за единицу времени излучением) видимого излучения в потоке этого излучения, то есть по производимому на глаз человека световому ощущению.
Чувствительность этого ощущения можно определить по кривой спектральной эффективности, которая утверждена МКО. Единицей измерения светового потока в Международной системе единиц является люмен (лм или lm) , который рассчитывается по формуле:
1 лм = 1 кд*ср (1 лк × м2) , где:
- кд – кандела;
- телесный угол, 1 стерадиан.
Энергия в пучке света имеет временное и пространственное распределение. Источники, излучающие световой поток, различают по распределению цветов спектра:
- линейчатый спектр (отдельные линии);
- полосатый спектр (рядом расположенные разграниченные линии);
- сплошной спектр.
Спектральная плотность светового пучка характеризуется распределением лучистого потока по спектру. Измеряется в Вт/нм.
Соотношение с мощностью элемента
Возрастание светового потока напрямую зависит от мощности лампы. На графике (см. рисунок ниже) прослеживается четкая зависимость возрастания яркости пропорционально возрастанию мощности.
График зависимости светового потока ламп различного типа от потребляемой мощности
| Лампа накаливания, Вт | Световой поток (лм) | Напряжение на лампе, В |
|---|---|---|
| 40 | 610 | 12 |
| 40 | 570 | 36 |
| 40 | 340 | 230 |
| 40 | 400 | 240 |
| 60 | 955 | 36 |
| 60 | 735 | 225 |
| 60 | 645 | 230 |
| 60 | 711 | 235 |
| 60 | 670 | 240 |
| 75 | 940 | 220 |
| 75 | 960 | 225 |
| 100 | 1581 | 36 |
| 100 | 1381 | 225 |
| 100 | 1201 | 230 |
| 100 | 1361 | 235 |
| 150 | 2151 | 230 |
| 150 | 2181 | 240 |
| 200 | 2951 | 225 |
| 200 | 3051 | 230 |
| 300 | 3361 | 225 |
| 300 | 4801 | 230 |
| 300 | 4851 | 235 |
| 500 | 8401 | 220 |
| 750 | 13100 | 220 |
| 1000 | 18700 | 220 |
Лампы накаливания одинаковой мощности могут излучать разный световой поток. Чем выше напряжение, тем выше значение светового потока.
Сравнение с другими типами ламп
Сравнительный анализ светового потока ламп накаливания с более совершенными люминесцентными и позволяет оценить его эффективность.
Уровень светоотдачи для различных типов осветительных элементов
Видео
Данное видео расскажет Вам о том, что такое световой поток.
Несмотря на преимущества лампочек накаливания, таких, как моментальное включение, низкая стоимость, большой выбор форм и мощности, отсутствие мерцания, эффективность светового потока по отношению к потребляемой мощности очень низкая, по сравнению с изделиями нового поколения. За рубежом доля вольфрамовых элементов в общем потоке составляет порядка 10 %.
Итак, как же сберечь свои вложения в теплый ламповый ретро свет?
Вообще ретро лампочки работают дольше, чем обычные лампочки накаливания, и мы сейчас поясним почему. С другой стороны, они как правило дороже, так что для них важно увеличить время жизни максимально.
Бум! (c) неизвестен
Сначала общие соображения, которые относятся в основном к физическому состоянию самой лампочки.
1) Чем лучше, качественнее и дороже лампочки, тем дольше они работают. Датские работают дольше китайских, швейцарские дольше датских. У дорогих лампочек аккуратнее намотана нить, меньше натянута, сама нить более качественная, в ней меньше неоднородностей (смотри дальше). В общем, такие лампочки лучше. Соответственно и работают, даже по номинальному сроку, в 2-2,5 раза дольше.
2) Рисунок нити накаливания. Если для Вас рисунок, создаваемый нитью накаливания, принципиального значения не имеет, выбирайте не squirrel cage, а спираль или комок. Потому что в таких рисунках больше поддерживающих нить ножек, меньше провисаний и нить дольше живет.
3) Транспортировка. ретро лампочки Эдисона надо возить в вертикальном положении и как можно меньше трясти. Лучше проедут - дольше проработают.
4) Поменьше циклов включения-выключения. Пиковые напряжения бывают именно при включении, так что лучше не щелкать выключателем постоянно.
Теперь о технической стороне дела.
Сразу ответ: используйте диммер!
А теперь объяснения.
Время службы лампочки зависит, в основном, от двух факторов. Во-первых, от испарения материала нити накаливания во время работы - нить накаляется, металл испаряется. Во-вторых, и в большей степени, от возникающих в нити неоднородностей. Рассмотрим оба фактора.
По поводу температуры и испарения материала нити ламп накаливания.
В лампах накаливания почти вся подаваемая в лампу энергия превращается в излучение. Потери за счёт теплопроводности и конвекции малы. Человеческий глаз, однако, видит только узкий диапазон длин волн этого излучения — диапазон видимого излучения. Основная мощность потока излучения лежит в невидимом инфракрасном диапазоне и воспринимается в виде тепла. В обычной лампочке накаливания, при температуре нити в 2700 K (обычная лампа на 60 Вт ) световой КПД составляет около 5 %, и имеет срок службы примерно 1000 часов.
Долговечность и яркость в зависимости от рабочего напряжения.
С возрастанием температуры КПД лампы накаливания возрастает, но при этом существенно снижается её долговечность. При температуре нити 3400 K срок службы всего лишь несколько часов. Как показано на рисунке сверху, при увеличении напряжения на 20 %, яркость возрастает в два раза. Одновременно с этим срок службы уменьшается на 95 %. Соответственно, уменьшение напряжения питания хотя и понижает КПД , но зато увеличивает долговечность.
Именно этот эффект мы и наблюдаем в ретро лампочках, в которых температура нити накаливания значительно ниже. Стандартно называемое время наработки на отказ для таких лампочек составляет от 2000 часов, что в 2 раза больше.
По поводу неоднородностей в нити накаливания.
Неравномерное испарение материала нити приводит к возникновению истончённых участков с повышенным электрическим сопротивлением, что, в свою очередь, ведёт к ещё большему нагреву участка нити и интенсивному испарению материала в таких местах, таким образом, получается дополнительное утоньшение участков нити. Когда одно из этих сужений истончается настолько, что материал нити в этом месте плавится или полностью испаряется, лампа выходит из строя.
Наибольший износ нити накала происходит при резкой подаче напряжения на лампу, поэтому значительно увеличить срок её службы можно используя разного рода устройства плавного запуска. При включении лампы пусковой ток превышает номинальный в 10—15 раз, именно поэтому лампы перегорают обычно в момент включения. Для защиты питающей сети от бросков тока, возникающих в момент перегорания нити лампы при включении, многие лампы, например, бытовые, снабжаются встроенным плавким предохранителем — один из проводников, соединяющих цоколь лампы с выводом из стеклянного баллона делают тоньше другого, что легко увидеть, рассмотрев лампу, и именно он является плавким предохранителем. Так бытовая лампа мощностью 60 Вт в момент включения потребляет свыше 700 Вт , а 100-ваттная — более киловатта. По мере прогрева нити лампы её сопротивление возрастает, а мощность падает до номинальной.
Для снижения пускового тока широко используются автоматические или ручные диммеры. Это оказывает самый благотворный эффект на долговечность работы лампочек.
Может это и не ретро лампочка, но все равно красиво.
Резюмируем:
Долговечность лампы зависит от температуры нити накаливания в рабочем режиме и от ее (нити) равномерности. Для ретро лампочек проблемы с температурой значительно менее выражены, чем для обычных, по сути, проблемы нет; а проблемы с неравномерностью нити накаливания проще всего уменьшить с помощью использования диммера.
Кроме того, долговечность лампы зависит от общей аккуратности. Покупайте качественное; перевозите аккуратно; включайте нечасто.
Интересный лайфхак: Перегоревшую лампу, колба которой сохранила целостность, а нить разрушилась лишь в одном месте, можно починить путём встряхиваний и поворотов, таких, чтобы концы нити вновь соединились. При прохождении тока концы нити могут сплавиться и лампа продолжит работу. При этом однако может выйти из строя (расплавиться/обломиться) предохранитель, входящий в состав лампы. Не знаем, сработает ли это с ретро лампочками, т.к. как мы уже говорили, температура накала нити у них ниже.
Значение имеет большое количество разных факторов. В этой статье рассказывается о том, как сделать правильный выбор.
Устройство энергосберегающей лампы
Много лет наряду с лампами накаливания использовались люминесцентные источники света. Но у них был недостаток – большие размеры. Развитие технологий позволило сделать колбу тоньше, согнуть ее в форме «U» или спиралью, а электромагнитный дроссель, потреблявший кроме активной, реактивную мощность, сделать электронным и поместить в обычный цоколь.
энергосберегающая лампа и лампа накаливанияТаким образом, размер люминесцентных устройств стал сравнимым с лампами накаливания, и они заняли их место в осветительной аппаратуре.
Основные характеристики
Главными параметрами энергосберегающих ламп, влияющими на выбор нужного источника света, являются:
- тип цоколя;
- световой поток;
- цветовая температура;
- световая отдача;
- индекс цветопередачи;
- срок работы.
Тип цоколя
Цоколя, используемые в энергосберегающих лампочках, бывают двух видов:
Резьбовые или цоколь Эдисона. Их маркировка состоит из буквы «Е» и числа, обозначающего диаметр. Самые распространенные – E14 (миньон е14), Е27 (наиболее часто использующийся) и Е40 (меняется в устройствах большой мощности, соответствующих старым лампам накаливания 0,5–1 кВт).
Штырьковые. Обозначаются буквой «G». Цифры указывают расстояние между штырьками.
Типы цоколей Световой поток и отдача
Этот параметр обозначает количество света, излучаемое лампочкой в помещении. Световой поток измеряется в Люменах (лм или Lm) и указывается на упаковке.
Световой поток показывает, сколько люменов излучает источник света на ватт мощности. У ламп накаливания он минимальный – 10–15 лм/Вт, у энергосберегающих – 50–80 лм/Вт. Самые экономичные источники – светодиодные. Они имеют максимальный световой поток – 40–100 лм/Вт.
Световой поток ЭСЛ 
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Задать вопрос экспертуПри длительной эксплуатации световая отдача уменьшается. Это связано с ухудшением свойств люминофора, нити накала или диодов в лампах со светодиодами.
Световая температура
На субъективное восприятие освещенности влияет не только световой поток, излучаемый лампой. Не меньшее значение имеет оттенок света.
Для освещения применяют белый свет, но в зависимости от предпочтений пользователя, оттенок может быть разным. Он отличается световой температурой. Самыми распространенными являются:
- 2700 К – теплый белый, такой свет имеют лампы накаливания. Используются в жилых комнатах.
- 4100 К – нейтральный. Эта разновидность источников света применяется в ванных, коридорах и кухнях жилых домов и в производственных помещениях.
- 6500 К – холодный белый. Подходит для улицы.
световая температура ЭСЛ Индекс цветопередачи
Глаза человека лучше всего воспринимают цвет при естественном освещении. Искусственные источники света искажают цветовосприятие.
Индекс цветопередачи (Ra или CRI) – это показатель, определяющий естественность цвета при искусственном освещении.
Идеальное его значение – 100. Использование светильников с индексом ниже 80 в жилых помещениях не рекомендуется, так как при этом искажаются реальные цвета.
Индекс цветопередачи люминесцентных и энергосберегающих светильников – 60–98.
Срок работы
Фирмы, производящие энергосберегающие лампочки, в том числе ЭСЛ, декларируют срок службы 8000 часов или 8 лет, считая среднее время работы 2,5–3 часа в день, включая туалет, в котором свет включается эпизодически, и гостиную, где он горит весь вечер.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос экспертуНа срок службы плохо влияет большое количество включений и низкое качество электроэнергии. Все эти факторы приводят к тому, что срок службы оказывается меньше заявленного.
Сравнения ламп их преимущества и недостатки
Как и у любого электрического прибора, у энергосберегающих светильников есть достоинства и недостатки. Лучше всего они видны в сравнении с лампочками накаливания и светодиодными.
Как видно из таблицы, ЭСЛ более экономичны, обладают большим сроком службы и разнообразием оттенков света по сравнению с лампами накаливания.
Однако они требуют более аккуратного обращения (внутри находятся пары ртути), потребляют больше электроэнергии и обладают меньшим сроком службы, чем диодные лампочки, являющиеся самыми энергоэффективными источниками света.
сравнительная таблица Таблица мощности ЭСЛ
Потребителей часто интересует вопрос, КЛЛ какой мощности соответствуют лампочкам накаливания. Таблица ниже дает ответ о соответствии мощностей светильников разных типов.
| накаливания | 30 Вт | 35 Вт | 40 Вт | 45 Вт | 50 Вт | 55 Вт | 60 Вт | 65 Вт | 75 Вт | 80 Вт | 90 Вт | 100 Вт | 115 Вт | 120 Вт | 130 Вт | 180 Вт | 275 Вт |
| энергосберегающие (люминесцентные) | 6 Вт | 7 Вт | 8 Вт | 9 Вт | 10 Вт | 11 Вт | 12 Вт | 13 Вт | 15 Вт | 16 Вт | 18 Вт | 20 Вт | 23 Вт | 24 Вт | 26 Вт | 36 Вт | 55 Вт |
| Светодиодные | 4 Вт | 5 Вт | 6 Вт | 7 Вт | 8 Вт | 9 Вт | 10 Вт | 11 Вт | 12 Вт | 13 Вт | 15 Вт | 16 Вт | 18 Вт | 20 Вт | 23 Вт |
Согласно этой таблице эквивалентности, ЭСЛ номинальной мощностью 11 W соответствует лампе накаливания 55 W, 15 W – 75 W, 20 W – 100 W.
Сегодня широкое распространение имеют четыре вида освещения: традиционные лампы накаливания, люминесцентные, галогенные и светодиодные. Срок службы лампочек напрямую зависит от технологии осветительного прибора. Но в рамках технологи ресурс лампочек будет напрямую зависеть от условий эксплуатации.
Принцип работы ламп накаливания при нагрузках.
Наибольшую нагрузку спираль лампы накаливания испытывает в момент включения. Это происходит из-за того, что спираль лампочки в холодном состоянии имеет сопротивление в десятки раз меньше, чем когда она раскалена.
Экспериментальная проверка наиболее распространенных электрических ламп накаливания мощностью 25, 40, 60, 75, 100 Вт показывает, что их сопротивление в холодном состоянии составляет 155,5; 103,5; 61,5; 51,5; 40 Ом, а в рабочем - 1936; 1210; 815; 650; 490 Ом, соответственно. Тогда отношение «горячего» сопротивления к «холодному» равняется 12,45; 11,7; 13,25; 12,62; 12,4, а в среднем оно составляет 12,5. Эти показатели взяты из справочника. Но ради любопытства наши электрики в Королеве провели такие опытные замеры и вышли на те же цифры.
В результате лампа накаливания при включении работает в экстремальных условиях при токах, которые превышают номинальный. Это приводит к сокращению ресурса лампочек накаливания, к ускоренному износу нити накала и преждевременному выходу из строя, особенно при превышениях напряжения в питающей сети. Последнее обстоятельство при длительных превышениях напряжения относительно номинального приводит к резкому сокращению срока службы лампы. В результате при очередном нажатии на выключатель лампочка перегорит, и даже может отключиться автомат в щитке. А вы зададитесь вопросом, что делать, если погас свет и обесточилась квартира?
Срок службы лампы накаливания сильно зависит от условий эксплуатации.
Эксплуатационный ресурс обычной лампочки накаливания зависит:
- от качества коммутации проводов;
- от качества монтажа и подключения люстры;
- от качества сборки светильника;
- от стабильности номинального напряжения;
- от наличия или отсутствия механических воздействий на светильник, толчков, сотрясений, вибраций;
- от температуры и влажности окружающей среды;
- от типа примененного выключателя и скорости нарастания величины тока при подаче питания.
Как увеличить срок службы лампы накаливания.
Для того, чтобы продлить ресурс и эксплуатационный срок службы, необходимо разобраться, почему перегорают электрические лампы накаливания . При продолжительной работе лампочки ее нить накала под воздействием высокой температуры нагрева постепенно испаряется, уменьшаясь в диаметре и рвется (перегорает).
Чем выше температура нагрева нити накала, тем больше света она излучает. При этом интенсивнее протекает процесс испарения нити, и сокращается срок службы лампы. Поэтому для ламп накаливания устанавливается такая температура накала нити, при которой обеспечивается необходимая светоотдача лампы и определенная продолжительность ее службы.
Увеличить срок эксплуатации ламп накаливания можно путем включения в цепь устройств плавного пуска, которые будут сглаживать нагрузку, возникающую на старте работы холодной лампочки. Для уточнения возможных способов продления работы светильников обратитесь за консультацией к мастеру. Например, наш электрик в Мытищах в подъезде многоквартирного дома собирал схему лестничного освещения, просчитывая оптимальный ресурс работы ламп. Такой же опыт есть у наших мастеров, оказывающих услуги электрика в Пушкино.
Средний ресурс лампы накаливания составляет 1000 часов.
Средняя продолжительность горения лампы накаливания при расчетном напряжении не превышает 1000 часов. После 750 часов горения световой поток снижается в среднем на 15%.
Лампы накаливания очень чувствительны даже к относительно небольшим повышениям напряжения: при повышении напряжения всего на 6% срок службы снижается вдвое. По этой причине лампы накаливания, освещающие лестничные клетки, довольно часто перегорают, так как ночью электросеть мало нагружена и напряжение повышено.
Почему две лампы по 60 вт светят темнее, чем одна в 100 вт? и получил лучший ответ
Ответ от Инженер[гуру]
КПД у лампочек разной мощности разное. У 60 ваттной КПД 2,1%, у 100 ваттной - 2,6%
Более толстую нить у мощных лампочек можно больше раскалить без потери долговечности. Больше температура - больше КПД).
Теперь считаем:
Лампа накаливания 60 Вт дает 14,5 люмен на ватт. Итого 870 люмен на одну и 1740 на две лампочки.
Лампа накаливания 100 Вт дает17,5 люмен/ватт. Итого 1750 люмен.
Различие невелико, но оно есть. Одна стоваттная лампа лучше освещает, чем две 60 ваттных.
Инженер
Высший разум
(175912)
Раздел Photometry этой уважаемой книги Keefe, T.J. The Nature of Light
http://www.ccri.edu/physics/keefe/light.htm
Ответ от Vera Molchanova
[гуру]
почему?
светят одинаково, если сразу вместе горят
Ответ от @Link
[гуру]
Ну а почему одно колесо на скорости 60 км/ч не едет быстрее, чем два колеса по 60 км/ч каждое?
Ответ от Ёталин
[гуру]
Что значит СВЕТЯТ ТЕМНЕЕ.. .
Вам не кажется что словосочетание несколько идиотское?
Освещёность поверхости от двух ламп 60 Вт будет выше.
А сама лампа 60 Вт по определению даёт меньше света, чем 100Вт.
Вы блондинка?
Ответ от Евгений Куликов
[гуру]
Лампы накаливания являются типичными теплоизлучателями. В их запаянной, заполненной вакуумом или инертным газом, колбе вольфрамовая спираль под действием электрического тока накаляется до высокой температуры (около 2600-3000С) , в результате чего излучается тепло и свет. Большая часть этого излучения находится в инфракрасном диапазоне.
При повышении температуры спирали возрастает яркость, но вместе с тем и сокращается срок службы. Сокращение срока службы является следствием того, что испарение материала, из которого сделана нить, при высоких температурах происходит быстрее, вследствие чего колба темнеет, а нить накала становится все тоньше и тоньше и в определенный момент расплавляется, после чего лампа выходит из строя.
Потемнение колбы можно значительно сократить за счет увеличения давления газов-наполнителей, преимущественно тяжелых (аргон, криптон, ксенон) , ведущего к уменьшению скорости испарения атомов вольфрама.
Основными типами ламп накаливания являются лампы общего назначения, лампы специального назначения, декоративные лампы и лампы с отражателем. Световая отдача ламп накаливания в диапазоне от 25 до 1000 Вт составляет примерно от 9 до 19 лм/Вт для ламп со средним сроком службы 1000 ч.
P.S.: Как можно заметить из сказанного выше, яркость ламп накаливания зависит от поданного напряжения, состоянии нити, количества и состава инертного газа и может колебаться в очень широком приделе.. . Поэтому, что бы не сказали Вам выше, не стоит обрашать внимание на людей, не способных разобраться в вопросе! !
Если предположить что у Вас 2 лампы по 60 Вт (со световой отдачей 9 лм/Вт) и одна 100 Вт лампочка (19 лм/Вт) , получаем 2*60*9=1080 < 100*19=1900
Ответ от Владимир Авдонин
[гуру]
Одна стоваттная лампа лучше освещает, чем две по 60. Возможно, возможно и нет.
Субъективное мнение создает "ГЛАЗ".
Глаз отмечает лампу в 100 ватт как очень яркую, а две по 60 ватт "так себе".
