El žiarovky. Typy žiaroviek

Predtým, ako určíte, ktorú žiarovku potrebujete, mali by ste si preštudovať vlastnosti a označenia existujúcich typov. So všetkou ich rozmanitosťou musíte presne pochopiť účel vybranej lampy a ako a kde sa bude používať. Nesúlad medzi charakteristikami svietidla a úlohami, pre ktoré sa kupuje, môže viesť nielen k zbytočným nákladom, ale môže viesť aj k núdzovým situáciám vrátane poškodenia siete a požiaru.

Zábavné video charakterizujúce prácu troch druhov žiaroviek

Žiarovka je objekt, ktorý pozná každý. Elektrina a umelé svetlo sú pre nás už dlho neoddeliteľnou súčasťou reality. Málokto však premýšľa o tom, ako sa objavila úplne prvá a známa žiarovka.

Náš článok vám povie, čo je žiarovka, ako funguje a ako sa objavila v Rusku a na celom svete.

Čo je

Žiarovka je elektrická verzia svetelného zdroja, ktorého hlavnou časťou je žiaruvzdorný vodič, ktorý hrá úlohu vláknového telesa. Vodič je umiestnený v sklenenej banke, ktorá je vo vnútri čerpaná inertným plynom alebo úplne bez vzduchu. Prechodom elektrického prúdu cez žiaruvzdorný typ vodiča môže táto lampa vyžarovať svetelný tok.

Žiara žiarovky

Princíp činnosti je založený na skutočnosti, že keď elektrický prúd preteká telom vlákna, tento prvok začne žiariť a ohrieva volfrámové vlákno. Výsledkom je, že vlákno začne vyžarovať žiarenie elektromagneticko-tepelného typu (Planckov zákon). Aby sa vytvorila žiara, teplota žiary musí byť niekoľko tisíc stupňov. S klesajúcou teplotou sa spektrum žiarenia stáva čoraz viac červené.
Všetky nevýhody žiarovky spočívajú v teplote žiarovky. Čím lepší svetelný tok je potrebný, tým vyššia je požadovaná teplota. Zároveň sa volfrámové vlákno vyznačuje hranicou vlákna, nad ktorou tento svetelný zdroj trvalo zlyháva.
Poznámka! Teplotný limit ohrevu pre žiarovky je 3410 ° C.

Dizajnové prvky

Keďže je žiarovka považovaná za úplne prvý svetelný zdroj, je celkom prirodzené, že jej dizajn by mal byť celkom jednoduchý. Najmä v porovnaní so súčasnými svetelnými zdrojmi, ktoré ho postupne vytláčajú z trhu.
V žiarovke sú hlavnými prvkami:

• žiarovka;
• svietiace telo;
• aktuálne vedie.

Poznámka! Prvá takáto lampa mala práve takúto štruktúru.

Dizajn žiarovky

K dnešnému dňu bolo vyvinutých niekoľko variantov žiaroviek, ale takáto štruktúra je typická pre najjednoduchšie a úplne prvé modely.
V štandardnej žiarovke je okrem vyššie opísaných prvkov aj poistka, ktorá je spojkou. Je vyrobený zo zliatiny ferronickel. Je privarený do medzery jedného z dvoch prúdových vodičov výrobku. Prepojenie sa nachádza v nohe aktuálneho vodiča. Je to nevyhnutné, aby sa zabránilo zničeniu sklenenej banky počas prerazenia vlákna. Je to spôsobené tým, že keď prerazí volfrámové vlákno, vytvorí sa elektrický oblúk. Môže roztaviť zvyšky nite. A jeho úlomky môžu poškodiť sklenenú banku a spôsobiť požiar.
Poistka ničí elektrický oblúk. Takéto feroniklové spojenie je umiestnené v dutine, kde sa tlak rovná atmosférickému tlaku. V tejto situácii oblúk zhasne.
Takáto štruktúra a princíp činnosti poskytli žiarovke širokú distribúciu po celom svete, ale kvôli vysokej spotrebe energie a krátkej životnosti sa teraz používajú oveľa menej často. Je to spôsobené tým, že sa objavili modernejšie a efektívnejšie svetelné zdroje.

História objavov

Výskumníci z Ruska a ďalších krajín sveta prispeli k vytvoreniu žiarovky v podobe, v akej je dnes známa.

Alexander Lodygin

Až do okamihu, keď vynálezca Alexander Lodygin z Ruska začal pracovať na vývoji žiaroviek, je potrebné poznamenať niekoľko dôležitých udalostí v jeho histórii:

• v roku 1809 vytvoril slávny vynálezca Delarue z Anglicka svoju prvú žiarovku vybavenú platinovou špirálou;
• takmer o 30 rokov neskôr, v roku 1938, vyvinul belgický vynálezca Jobar uhlíkový model žiarovky;
• Vynálezca Heinrich Goebel z Nemecka už v roku 1854 predstavil prvú verziu pracovného svetelného zdroja.

Žiarovka nemeckého typu mala zuhoľnatené bambusové vlákno, ktoré bolo umiestnené v evakuovanej nádobe. Počas nasledujúcich piatich rokov Heinrich Goebel pokračoval vo svojom vývoji a nakoniec dospel k prvému prototypu fungujúcej žiarovky.

Prvá praktická žiarovka

Joseph Wilson Swan, slávny fyzik a chemik z Anglicka, v roku 1860 ukázal svetu prvé úspechy vo vývoji svetelného zdroja a za svoje výsledky bol odmenený patentom. Niektoré z ťažkostí, ktoré vznikli pri vytváraní vákua, však ukázali neefektívnu a nie dlhodobú prevádzku lampy Swan.
V Rusku, ako je uvedené vyššie, sa Alexander Lodygin zaoberal výskumom v oblasti efektívnych svetelných zdrojov. V Rusku sa mu podarilo dosiahnuť žiaru v sklenenej nádobe uhlíkovej tyče, z ktorej bol predtým odčerpaný vzduch. V Rusku sa história objavu žiarovky začala v roku 1872. Práve v tomto roku uspeli Alexandrovi Lodyginovi pokusy s karbónovou tyčou. O dva roky neskôr v Rusku získava patent pod číslom 1619, ktorý mu bol udelený na žiarovku typu vlákna. Niť nahradil tyčou uhlia, ktorá bola vo vákuovej banke.
Presne o rok neskôr V. F. Didrikhson výrazne zlepšil vzhľad žiarovky, ktorú v Rusku vytvoril Lodygin. Zlepšenie spočívalo v nahradení uhlíkovej tyče niekoľkými vlasmi.

Poznámka! V situácii, keď jeden z nich vyhorel, druhý sa automaticky zapol.

Joseph Wilson Swan, ktorý pokračoval vo svojich pokusoch vylepšiť už existujúci model svetelného zdroja, získava patent na žiarovky. Ako vykurovacie teleso tu fungovalo uhlíkové vlákno. Tu sa však nachádzal už v riedkej atmosfére kyslíka. Takáto atmosféra umožnila získať veľmi jasné svetlo.

Príspevok Thomasa Edisona

V sedemdesiatych rokoch minulého storočia sa vynálezca z Ameriky Thomas Edison pripojil k vynaliezavému závodu, ktorý vytvoril funkčný model žiarovky.

Thomas Edison

Uskutočnil výskum o použití vlákien vyrobených z rôznych materiálov ako žeraviaceho prvku. Edison v roku 1879 získava patent na žiarovku vybavenú platinovým vláknom. No o rok neskôr sa vracia k už osvedčenému uhlíkovému vláknu a vytvára svetelný zdroj s životnosťou 40 hodín.

Poznámka! Súčasne s prácou na vytvorení efektívneho svetelného zdroja vytvoril Thomas Edison otočný typ domáceho vypínača.

Napriek tomu, že Edisonove žiarovky fungujú len 40 hodín, začali aktívne vytláčať starú verziu plynového osvetlenia z trhu.

Výsledky práce Alexandra Lodygina

Zatiaľ čo Thomas Edison robil svoje experimenty na druhom konci sveta, Alexander Lodygin pokračoval v podobnom výskume v Rusku. V 90. rokoch 19. storočia vynašiel niekoľko druhov žiaroviek naraz, ktorých závity boli vyrobené zo žiaruvzdorných kovov.

Poznámka! Bol to Lodygin, ktorý sa ako prvý rozhodol použiť volfrámové vlákno ako žiarovku.

Žiarovka Lodygin

Okrem volfrámu navrhol použiť aj vlákna vyrobené z molybdénu, ako aj ich stočenie do špirály. Lodygin umiestnil takéto svoje vlákna do baniek, z ktorých sa odčerpal všetok vzduch. V dôsledku takýchto akcií boli vlákna chránené pred oxidáciou kyslíka, čo výrazne predĺžilo životnosť výrobkov.
Prvý typ komerčnej žiarovky vyrobený v Amerike obsahoval volfrámové vlákno a bol vyrobený podľa Lodyginovho patentu.
Za zmienku tiež stojí, že Lodygin vyvinul plynové lampy obsahujúce uhlíkové vlákna a plnené dusíkom.
Autorstvo prvej žiarovky zaslanej do sériovej výroby teda patrí ruskému výskumníkovi Alexandrovi Lodyginovi.

Vlastnosti žiarovky Lodygin

Moderné žiarovky, ktoré sú priamymi potomkami modelu Alexandra Lodygina, sa vyznačujú:

• vynikajúci svetelný tok;
• vynikajúca reprodukcia farieb;

Farebné podanie žiarovky

• nízka miera konvekcie a vedenia tepla;
• teplota vlákna vlákna - 3400 K;
• pri maximálnej úrovni indikátora teploty žeravenia je koeficient účinnosti 15%.

Tento typ svetelného zdroja navyše pri svojej prevádzke spotrebuje v porovnaní s inými modernými žiarovkami veľa elektriny. Vďaka konštrukčným vlastnostiam môžu takéto lampy fungovať približne 1000 hodín.
Ale napriek tomu, že podľa mnohých hodnotiacich kritérií sú tieto produkty horšie ako pokročilejšie moderné svetelné zdroje, vzhľadom na ich nízke náklady sú stále relevantné.

Záver

Na vytvorení efektívnej žiarovky sa podieľali vynálezcovia z rôznych krajín. Ale iba ruský vedec Alexander Lodygin bol schopný vytvoriť najoptimálnejšiu možnosť, ktorú v skutočnosti používame dodnes.

Tajomstvo inštalácie reflektorov do strečového stropu: aké ťažké je to?

Žiarovka je umelý zdroj svetla. Svetlo vyžaruje zohriata kovová cievka, keď ňou preteká elektrický prúd.

Princíp fungovania

Žiarovka využíva efekt zahrievania vodiča (vlákna), keď ním prechádza elektrický prúd. Teplota volfrámového vlákna po zapnutí prúdu prudko stúpa. Niť vyžaruje elektromagnetické žiarenie v súlade so zákonom doska. Planckova funkcia má maximum, ktorého poloha na stupnici vlnových dĺžok závisí od teploty. Toto maximum sa posúva so zvyšujúcou sa teplotou smerom ku kratším vlnovým dĺžkam (zákon posunu Vina). Na získanie viditeľného žiarenia je potrebné, aby teplota bola rádovo niekoľko tisíc stupňov, ideálne 6000 K (povrchová teplota slnko). Čím je teplota nižšia, tým je podiel viditeľného svetla nižší a žiarenie pôsobí „červenejšie“.

Časť elektrickej energie spotrebovanej žiarovkou sa premení na žiarenie, časť sa stratí v dôsledku procesov vedenia tepla a konvekcie. Len malá časť žiarenia leží v oblasti viditeľného svetla, väčšina je v infračervenom žiarení. Pre zvýšenie účinnosti lampy a získanie maximálneho "bieleho" svetla je potrebné zvýšiť teplotu vlákna, ktorá je zase obmedzená vlastnosťami materiálu vlákna - bodom topenia. Ideálna teplota 6000 K je nedosiahnuteľná, pretože pri tejto teplote sa akýkoľvek materiál roztopí, rozpadne a prestane viesť elektrický prúd. V moderných žiarovkách sa používajú materiály s maximálnymi bodmi topenia - volfrám (3410 ° C) a veľmi zriedkavo osmium (3045 ° C).

Pri prakticky dosiahnuteľných teplotách 2300-2900 °C je ďaleko od bieleho a nie denného svetla. Z tohto dôvodu žiarovky vyžarujú svetlo, ktoré sa javí viac „žlto-červené“ ako denné svetlo. Na charakterizáciu kvality svetla sa používa tzv. Farebná teplota.

V bežnom vzduchu pri takýchto teplotách by sa volfrám okamžite zmenil na oxid. Z tohto dôvodu je volfrámové vlákno chránené sklenenou bankou naplnenou neutrálnym plynom (zvyčajne argónom). Prvé žiarovky boli vyrobené s evakuovanými žiarovkami. Vo vákuu pri vysokých teplotách sa však volfrám rýchlo vyparuje, stenčuje vlákno a stmavne sklenenú banku, keď sa na ňu ukladá. Neskôr sa banky naplnili chemicky neutrálnymi plynmi. Vákuové banky sa teraz používajú iba pre žiarovky s nízkym výkonom.

Dizajn

Žiarovka sa skladá z pätice, kontaktných vodičov, vlákna, poistky a sklenenej žiarovky, ktorá chráni vlákno pred okolím.

Banka

Sklenená žiarovka chráni vlákno pred horením v okolitom vzduchu. Rozmery banky sú určené rýchlosťou nanášania vláknitého materiálu. Žiarovky s vyšším výkonom vyžadujú väčšie banky, aby sa nanesený vláknitý materiál rozložil na väčšiu plochu a nemal silný vplyv na priehľadnosť.

vyrovnávacieho plynu

Banky prvých lámp boli evakuované. Moderné výbojky sú plnené vyrovnávacím plynom (okrem výbojok s nízkym výkonom, ktoré sú stále vákuové). To znižuje rýchlosť vyparovania vláknitého materiálu. Tepelné straty vznikajúce v tomto prípade v dôsledku tepelnej vodivosti sa znížia výberom plynu s čo najťažšími molekulami. Zmesi dusík-argón sú akceptovaným kompromisom z hľadiska zníženia nákladov. Drahšie výbojky obsahujú kryptón alebo xenón (atómové hmotnosti: dusík: 28,0134 g/mol; argón: 39,948 g/mol; kryptón: 83,798 g/mol; xenón: 131,293 g/mol)

Vlákno

Vlákno v prvých žiarovkách bolo vyrobené z uhlia (bod sublimácie 3559 °C). Moderné žiarovky používajú takmer výlučne osmium-volfrámové vlákna. Drôt má často dvojitú špirálu, aby sa znížila konvekcia znížením Langmuirovej vrstvy.

Svietidlá sa vyrábajú pre rôzne prevádzkové napätia. Aktuálna sila je určená Ohmovým zákonom (I \u003d U / R) a výkon podľa vzorca P \u003d U \ cdot I alebo P \u003d U2 / R. Pri výkone 60 W a prevádzkovom napätí 230 V, cez žiarovku by mal pretekať prúd 0,26 A, t.j. odpor vlákna by mal byť 882 ohmov. Keďže kovy majú nízky odpor, na dosiahnutie takéhoto odporu je potrebný dlhý a tenký drôt. Hrúbka drôtu v bežných žiarovkách je 40-50 mikrónov.

Keďže vlákno má pri zapnutí izbovú teplotu, jeho odpor je oveľa menší ako prevádzkový odpor. Preto pri zapnutí tečie veľmi veľký prúd (dvoj- až trojnásobok prevádzkového prúdu). Keď sa vlákno zahrieva, jeho odpor sa zvyšuje a prúd klesá. Na rozdiel od moderných žiaroviek, skoré žiarovky s uhlíkovými vláknami, keď boli zapnuté, fungovali na opačnom princípe - pri zahrievaní sa ich odpor znížil a žiara sa pomaly zvýšila.

V blikajúcich žiarovkách je bimetalový spínač zabudovaný v sérii s vláknom. Vďaka tomu takéto žiarovky pracujú nezávisle v režime blikania.

podstavec

Bol navrhnutý tvar objímky so závitom bežnej žiarovky Thomas Alva Edison. Veľkosti sokla sú štandardizované.

Poistka

V základni žiarovky je umiestnená poistka (kúsok tenkého drôtu), ktorá má zabrániť vzniku elektrického oblúka v momente vyhorenia žiarovky. V prípade svietidiel pre domácnosť s menovitým napätím 220 V sú takéto poistky zvyčajne dimenzované na 7 A.

účinnosť a trvanlivosť

Takmer všetka energia dodávaná do lampy sa premení na žiarenie. Straty v dôsledku vedenia tepla a konvekcie sú malé. Pre ľudské oko je však dostupný len malý rozsah vlnových dĺžok tohto žiarenia. Hlavná časť žiarenia leží v neviditeľnom infračervenom pásme a je vnímaná ako teplo. Účinnosť žiaroviek dosahuje maximálnu hodnotu 15% pri teplote okolo 3400 K. Pri prakticky dosiahnuteľných teplotách 2700 K je účinnosť 5 %.

So stúpajúcou teplotou sa zvyšuje účinnosť žiarovky, no zároveň sa výrazne znižuje jej životnosť. Pri teplote vlákna 2700 K je životnosť lampy približne 1000 hodín, pri 3400 K len niekoľko hodín. Keď sa napätie zvýši o 20 %, jas sa zdvojnásobí. Zároveň sa životnosť zníži o 95 %.

Zníženie napätia na polovicu (napríklad pri sériovom zapojení) síce znižuje účinnosť, ale zvyšuje životnosť takmer tisíckrát. Tento efekt sa často používa, keď je potrebné zabezpečiť spoľahlivé núdzové osvetlenie bez špeciálnych požiadaviek na jas, napríklad na schodiskách.

Obmedzená životnosť žiarovky je spôsobená v menšej miere vyparovaním materiálu vlákna počas prevádzky a vo väčšej miere nehomogenitami vznikajúcimi vo vlákne. Nerovnomerné odparovanie materiálu vlákna vedie k vzniku tenkých oblastí so zvýšeným elektrickým odporom, čo následne vedie k ešte väčšiemu zahrievaniu a odparovaniu materiálu na takýchto miestach. Keď sa jedno z týchto zúžení stane tak tenkým, že sa materiál vlákna v tomto bode roztopí alebo úplne odparí, prúd sa preruší a lampa zlyhá.

Halogénové žiarovky

Pridanie brómu alebo jódu do tlmivého plynu zvyšuje životnosť lampy na 2000-4000 hodín. Zároveň je prevádzková teplota približne 3000 K. Účinnosť halogénových žiaroviek dosahuje 28 lm / W.

Jód (spolu so zvyškovým kyslíkom) vstupuje do chemickej kombinácie s odparenými atómami volfrámu. Tento proces je reverzibilný - pri vysokých teplotách sa zlúčenina rozkladá na základné látky. Atómy volfrámu sa tak uvoľňujú buď na špirále samotnej alebo v jej blízkosti.

Prídavok halogénov zabraňuje usadzovaniu volfrámu na skle za predpokladu, že teplota skla je vyššia ako 250 °C. Vzhľadom na absenciu sčernenia žiarovky je možné halogénové žiarovky vyrobiť vo veľmi kompaktnej forme. Malý objem banky umožňuje na jednej strane použiť vyšší pracovný tlak (čo opäť vedie k zníženiu rýchlosti vyparovania vlákna) a na druhej strane naplniť banku ťažkými inertnými plynmi bez výrazné zvýšenie nákladov, čo vedie k zníženiu energetických strát v dôsledku vedenia tepla. To všetko predlžuje životnosť halogénových žiaroviek a zvyšuje ich účinnosť.

V dôsledku vysokej teploty banky sa všetky povrchové nečistoty (napríklad odtlačky prstov) počas prevádzky rýchlo vypália a zanechajú sčernanie. To vedie k lokálnemu zvýšeniu teploty banky, čo môže spôsobiť jej zničenie. Aj kvôli vysokej teplote sú banky vyrobené z kremeňa.

Novým smerom vo vývoji svietidiel je tzv. Halogénové žiarovky IRC (IRC znamená infračervený náter). Na žiarovky takýchto lámp je nanesený špeciálny náter, ktorý prepúšťa viditeľné svetlo, ale oneskoruje infračervené (tepelné) žiarenie a odráža ho späť do špirály. Vďaka tomu sa znížia tepelné straty a v dôsledku toho sa zvýši účinnosť lampy. Podľa OSRAM je spotreba energie znížená o 45 % a životnosť je dvojnásobná (v porovnaní s bežnou halogénovou žiarovkou).

Halogénové žiarovky IRC síce nedosahujú účinnosť denných lámp, majú však tú výhodu, že sa dajú použiť ako priama náhrada klasických halogénových žiaroviek.

Špeciálne lampy

Projekčné lampy - pre dia- a filmové projektory. Majú zvýšenú teplotu vlákna (a teda zvýšený jas a zníženú životnosť); zvyčajne je závit umiestnený tak, že svietiaca plocha tvorí obdĺžnik.

Dvojvláknové žiarovky do svetlometov automobilov. Jeden závit pre diaľkové svetlo, druhý pre stretávacie svetlo. Takéto svietidlá navyše obsahujú clonu, ktorá v režime stretávacích svetiel odreže lúče, ktoré by mohli oslniť protiidúcich vodičov.

História vynálezu

V roku 1854 nemecký vynálezca Heinrich Goebel vyvinuli prvú „modernú“ žiarovku: zuhoľnatené bambusové vlákno v evakuovanej nádobe. V nasledujúcich 5 rokoch vyvinul to, čo mnohí nazývajú prvou praktickou žiarovkou.

11. júla 1874 ruský inžinier Alexander Nikolajevič Lodygin získal patent číslo 1619 na žiarovku. Ako vlákno použil uhlíkovú tyč umiestnenú vo evakuovanej nádobe.

Anglický vynálezca Joseph Wilson Swan získal britský patent v roku 1878 na žiarovku s uhlíkovým vláknom. V jeho lampách bolo vlákno v atmosfére riedeného kyslíka, čo umožnilo získať veľmi jasné svetlo.

V druhej polovici 70. rokov 19. storočia americký vynálezca Thomas Edison vykonáva výskumné práce, pri ktorých skúša rôzne kovy ako niť. Nakoniec sa vracia k uhlíkovým vláknam a vytvára žiarovku so životnosťou 40 hodín. Napriek tak krátkej životnosti jej žiarovky nahrádzajú dovtedy používané plynové osvetlenie.

V 90. rokoch 19. storočia Lodygin vynašiel niekoľko typov lámp s kovovými vláknami.

V roku 1906 Lodygin predal patent na volfrámové vlákno spoločnosti General Electric. Kvôli vysokým nákladom volfrámu má patent len ​​obmedzené uplatnenie.

V roku 1910 William David Coolidge vynašiel vylepšený spôsob výroby volfrámového vlákna. Následne volfrámové vlákno vytlačí všetky ostatné typy vlákien.

Zostávajúci problém s rýchlym odparovaním vlákna vo vákuu vyriešil americký vedec. Irving Langmuir, ktorý pracuje od roku 1909 v spoločnosti General Electric, prišiel s nápadom naplniť žiarovky lámp inertným plynom, čo výrazne zvýšilo životnosť lámp.

Žiarovka je zdroj umelého svetla, ktorý počas prevádzky vytvára 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 náplň neumožňuje oxidáciu 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 zapáliť uhlíkovú tyč v sklenenej nádobe bez 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. Nastavil prúdovú výrobu, bolo možné vyrobiť lampu v správnych 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 životnosť.

Rozsah použitia

Nie je to tak dávno, čo boli žiarovky prítomné v rôznych oblastiach života, v každodennom živote av podnikoch. Je to spôsobené ich jednoduchou inštaláciou, prevádzkou a údržbou. 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.
• Sú inštalované vo vlakoch, na lodiach a v lietadlách.
• Miniatúrne LN sa používajú v baterkách, prístrojových váhach.
• Subminiatúra v samostatných lekárskych prístrojoch, ovládacie panely.
• Nechýba prepínanie, maják, premietanie filmov.

Odborný názor

Alexej Bartoš

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

Žiarovky majú tieto vlastnosti:

1. Šírenie moci. Závisí to od rozsahu použitia, takže lampy od 25 do 150 wattov sa používajú na domáce účely, pre ostatné - až 1 000 wattov.
2. Niť sa zahrieva na 2000–2800 stupňov.
3. Napätie - 220-330 V.
4. Svetelný výkon - 9-19 Lm / 1W.
5. Rozmery sokla sú E 14, E 27 a E 40, čo zodpovedá 14, 27 a 40 mm. Typ základne - závitový a kolík. Ten môže byť jedno- alebo dvojkolíkový.
6. Zdroj fungovania je 1000 hodín za optimálnych podmienok.
7. Počas spaľovacieho procesu vydávajú veľa tepla, sú citlivé na časté odstávky.
8. Za cenu sú najdostupnejšie zo svietidiel ponúkaných v obchodoch.
9. Priemerná hmotnosť - 15 g.

Princíp fungovania

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

Vo vnútri lampy sa žiarovka zahrieva na 2000–2800 ⁰С. Pri zahriatí na takú 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 technológie osvetlenia sa v žiarovke vytvorilo vákuum, ktoré sa teraz praktizuje iba pre výrobky s minimálnym výkonom. Keď je základňa žiarovky zaskrutkovaná do objímky a obvod je uzavretý, spustí sa proces žhavenia vlákna, ktoré vydáva svetlo.

Zariadenie všetkých LN je podobné, obsahujú:

1. Pracovnou časťou je vlákno z volfrámového drôtu stočené do špirály. Špecifický odpor tohto kovu je 3-krát väčší ako u medi. Volfrám sa používa, pretože je žiaruvzdorný a prierez vlákna sa dá čo najviac zmenšiť. Tým sa zvyšuje elektrický odpor. Špirála prijíma energiu z elektród.
2. Špirála je držaná molybdénovými prvkami. Je tiež žiaruvzdorný, má nízky koeficient tepelnej rozťažnosti.
3. Sklenená banka. Vo vnútri je inertný plyn, ktorý zabraňuje vyhoreniu 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. Sokel. Takýto prvok je vo všetkých uvažovaných žiarovkách, s výnimkou špeciálnych automobilových. Závit na sokli a jeho veľkosť môžu byť odlišné.

podstavec

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 sa používajú pre takéto svetelné zdroje bez závitu, ale v automobilovom priemysle sú bežné.

Zaujímavé! V Amerike a Kanade sa používajú iné kvôli inému napätiu v sieti. U nich sú obvyklé veľkosti závitu v mm: 12, 17, 26 a 39. Pri odrážaní veľkosti pätice na žiarovke stojí písmeno E pred číslami rovnako ako u nás.

Označovanie

Nie je ťažké pochopiť označenie žiaroviek, hlavné označenia, ktoré možno nájsť:

• Dizajnové špecifiká a vlastnosti. „B“ označuje argónový dvojkolík LN, „C“ označuje obsah vo vnútri vákua, „G“ označuje čerpanie plynu do lampy, „BK“ označuje kryptónový dvojkolík, „ML“ označuje mliečnu farbu banky, „MT “ označuje matný, „O“ - opál.
• Druhá časť označenia povie o účele žiarovky. "Zh" - železnica, "KM" - prepínanie, "SM" - pre lietadlá, "A" - pre autá, "PZH" - vysokovýkonná lampa na použitie vo svetlometoch.
• Tvar je označený nasledovne: "A" - tienidlo, "D" - dekoratívne, "B" - točené.
• Prvé číslice sú menovité napätie.

Účinnosť a trvanlivosť

Významnými nevýhodami takýchto svietidiel je krátka životnosť a nízka účinnosť. Účinnosť je pomer výkonu a vyžarovania znateľný pre človeka. Ako si pamätáme, závit 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 až o 20%, na to je potrebné zvýšiť teplotu vlákna na 3400 K, výsledné svetlo bude v tomto prípade 2x jasnejšie, avšak životnosť je znížená o 95°C. %.

Ak sa výkon zníži, doba prevádzky žiaroviek sa môže zvýšiť 5 alebo viackrát. Zníženie napätia súčasne znižuje účinnosť, ale ukáže sa, že žiarovka sa používa 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.

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 najväčšia spomedzi bežných LN. 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.

Pokiaľ ide o miestne lampy, majú rovnaký dizajn ako všeobecné, ale sú navrhnuté pre znížené prevádzkové napätie. Môžu byť použité v ručných prenosných lampách, na osvetlenie obrábacích strojov, pracovných stolov atď.

Dekoratívne

Ich hlavným znakom je kučeravá banka, jej rozmery môžu byť veľmi odlišné, rovnako ako umiestnenie vo vnútri vlákna. Takéto modely sú dnes veľmi žiadané, ale nehrajú tak úlohu osvetlenia ako dekor, najmä v projektoch vintage alebo retro dizajnu. Vzhľad takejto lampy je veľmi originálny.

Iluminácie

Ich banka je natretá rôznymi farbami v závislosti od zamýšľaného použitia. Vhodné na vybavenie osvetľovacích zariadení. Farba sa nanáša hlavne na vnútro banky, na tento účel sa používajú anorganické pigmenty. Oveľa menej často sú takéto lampy maľované vonku. Ich výkon je malý, pohybuje sa medzi 10-25 wattmi. Požadovaný efekt poskytujú iba prvýkrát, potom sa ich farba zmení, stráca jas.

Signál

Používali sa v rôznych osvetľovacích zariadeniach. V súčasnosti ich z tejto sféry nahrádzajú LED svietidlá.

Zrkadlené

Žiarovka takejto lampy má špecifický tvar, vo vnútri je pokrytá tenkou vrstvou hliníka. Vďaka tomu vzniká zrkadlový efekt, nechýba ani priehľadná časť. Hlavnou úlohou takýchto svietidiel je rozloženie svetelného toku s cieľom sústrediť sa v určitej zóne. Je vhodné ich použiť vo výkladoch, v obchodných podlahách. Práve tieto lampy sa používajú na zahrievanie novonarodených kurčiat a iných zvierat.

Doprava

Táto skupina je veľmi rozsiahla, používa sa v rôznych vozidlách, na svetlomety alebo iné osvetlenie. Požadované pre:

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

Takéto svietidlá majú množstvo funkcií, medzi nimi:

1. Vysoká pevnosť.
2. Odolný voči vibráciám.
3. Špeciálne podložky, vďaka ktorým je možné rýchlo vymeniť zlyhanú lampu.
4. Sú určené na napájanie z elektrickej siete vozidla.

dvojvlákno

Toto je podtyp špeciálnej žiarovky, ktorá sa používa v:

• Autá. Takže žiarovky svetlometov môžu mať 2 vlákna. Jeden z nich ide na stretávacie svetlo, druhý - na vzdialené svetlo. Pri zadných svetlách je situácia podobná, len tu sú samostatné závity pre rozmery a pre brzdové svetlá.
• Lietadlá. V niektorých modeloch v pristávacom a rolovacom svetle.
• Železničné semafory. Tu sú dvojvláknové žiarovky prvkom bezpečnosti a poistenia, ak jedna vyhorí, druhá bude môcť naďalej dávať signál.

Odborný názor

Alexej Bartoš

Špecialista na opravy, údržbu elektrických zariadení a priemyselnej elektroniky.

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.

Výhody a nevýhody

Najpopulárnejšie svietidlá na svete 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 rozmery.
• Prakticky netrpia poklesmi napätia 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.
• Vysoký index podania farieb.
• Môže byť použitý pri akejkoľvek teplote, bez ohľadu na odrodu.
• Rozšírenie veľkého napätia, od zlomkov až 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 nehučia a nevytvárajú rádiové rušenie.
• Necitlivé na polaritu - stále to bude fungovať.
• V porovnaní s inými modernými žiarovkami vytvárajú minimálnu úroveň UV žiarenia.

Pri kúpe konkrétnej lampy v obchode si v prvom rade musíme dať pozor na to, aké žiarovky sú do nej vhodné. Nie sú súčasťou zariadenia, takže je dôležité poznať tie odrody, ktoré sú dnes v predaji. Žiarovky sa líšia tvarom, veľkosťou, výkonom, ako aj základňou, s ktorou sú upevnené v objímke lampy. Cez ňu prúdi do svietidla elektrický prúd.

Samotné sokle sú vyrobené z kovu alebo keramiky. Vo vnútri sú kontakty na napájanie pracovného prvku svietidla. Každé svietidlo je vybavené jednou alebo viacerými objímkami. Pätice kupovaných žiaroviek im musia zodpovedať tvarom a veľkosťou. Preto je dôležité sa pri kúpe svietidla riadiť tým, aké typy žiaroviek a typy podnoží sú preň vhodné.

Väčšinu lámp je navyše potrebné z času na čas vymeniť, 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 vo všeobecnosti existujú. Okrem podstavca musíte pri kúpe svietidla brať do úvahy aj príkon svietidla, napätie, jeho rozmery a schému pripojenia k lustru.

Aké sú typy soklov

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

Skrutkovacia základňa

Za tradičné sa považuje uvažovanie o závitovej základni alebo iným spôsobom - skrutkovej základni. 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 podložky E40.

Takmer vo všetkých domácich svietidlách sme zvyknutí vidieť závitový typ pätice. Väčšina moderných svietidiel je vybavená práve takýmto dizajnom pripojenia. Považuje sa za najvhodnejší na všeobecnú spotrebu. Rozmery závitových spojov pre svietidlá sa nemenia už niekoľko desaťročí, takže aj modernú LED žiarovku, ktorú ste si dnes zakúpili, možno naskrutkovať do starého vzácneho lustra z 30. a 40. rokov minulého storočia. To je veľmi dôležité pre tých, ktorí majú radi oživenie starožitností.

V USA a Kanade nie sú veľkosti podstavcov rovnaké ako v Európe. Je to spôsobené tým, že tam je napätie v sieti 110 V. Preto, aby sa zabránilo náhodnému zaskrutkovaniu európskych žiaroviek, ich priemer je: 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 zohrávajú úlohu elektrických kontaktov. Držanie lampy v objímke sa vykonáva týmito kolíkmi, pretože sú zasunuté do objímky pomerne 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 sokle G4, G9 alebo G13.

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

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

• Sokle so zapusteným kontaktom (R). Používajú sa hlavne v spotrebičoch s vysokou intenzitou, ktoré sú napájané striedavým prúdom.
• Kolíkové pätky (B) umožňujú najpohodlnejšiu a rýchlu výmenu žiarovky v kazete 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 poddruhoch: cylindrické, s vlnitým povrchom a špeciálnym tvarom.
• Podhľadové pätky (S) sa používajú v svietidlách rôznych hotelov a automobilových svietidiel. Vyznačujú sa zvláštnym bilaterálnym symetrickým usporiadaním kontaktov.
• Fixačné (P) podstavce sa používajú v špeciálnych vysokovýkonných reflektoroch a svietidlách.
• Telefónne (T) základne sú vybavené žiarovkami pre rôzne ovládacie panely, jedno alebo druhé podsvietenie, signálne svetlá namontované v automatizačných paneloch.

Často, dostupné na základni, označenie svietidla pozostáva z niekoľkých písmen. Druhé písmeno najčastejšie znamená poddruh tohto osvetľovacieho zariadenia:

• V - základňa s kužeľovým koncom.
• 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 bližšie na každý z týchto typov.

Obyčajná žiarovka

Toto je pravdepodobne najbežnejšia lampa, napriek tomu, že jej vek je už viac ako 150 rokov a za posledných 100 rokov takmer neprešla výraznejšími zmenami, stále ju používame. Ide o to, že jeho výroba je veľmi lacná a dizajn je jednoduchý. Je to banka bez vzduchu, v ktorej je umiestnené volfrámové vlákno. Pôsobením 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, asi 15-krát nižší ako pracovný, čo zvyšuje riziko jeho vyhorenia pri prechode silnejšieho prúdu. zapnutia. Prvé lampy používali grafitové vlákna, ktorých odpor naopak s rastúcou teplotou klesal. To malo za následok postupné zvyšovanie jasu. Zároveň grafitové vlákna rozvíjali svoj zdroj rýchlejšie.

Podľa svojich technických vlastností sú žiarovky oveľa horšie ako iné typy žiaroviek. Životnosť klasickej žiarovky je asi 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 vyžarujú 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 kazetu 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 základňa jednoduchých žiaroviek. Niektoré žiarovky majú matné sklo pre viac rozptýleného svetla. Existujú aj viacfarebné lampy používané na vytváranie rôznych svetelných efektov.

Halogénová žiarovka

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

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

Halogénové žiarovky majú len jednu nevýhodu - ide o nízkofrekvenčný hluk pri použití v spojení so stmievačmi, ktoré riadia svietivosť. Tento typ svietidiel našiel najširšie uplatnenie v automobilovom priemysle. Moderné svetlomety automobilov sú vybavené halogénovými žiarovkami.

Žiarivky

Tieto svetelné zdroje majú charakteristický pretiahnutý tvar vo forme trubice rôznych dĺžok a priemerov. Ten je označený písmenom T na štítku. Napríklad T12 (priemer 12/8 palca = 3,8 cm). Pre takéto svietidlá sú potrebné špeciálne svietidlá so štartovacím zariadením. Je potrebný na vytvorenie elektromagnetického poľa vo vnútri žiarovky, ktoré môže spôsobiť žiarenie fosforu pod vplyvom ortuťových pár. V takýchto lampách nie sú žiadne žeraviace časti, čo výrazne zvyšuje ich účinnosť a účinnosť, pretože nie je potrebné zahrievať látku a takmer všetka energia sa premieňa na svetelný tok. Pätice tohto typu svietidla sú najčastejšie kolíkové a nachádzajú sa na oboch stranách žiarovky.

Energeticky úsporné typy svietidiel

Tento výraz sa bežne používa pre malé žiarivky. Dnes si získali veľkú obľubu, keďže dokážu veľmi výrazne znížiť náklady na energiu. Predávajú sa v akýchkoľvek obchodoch a ich inštalácia do bežnej kazety so závitom nie je problém, pretože sú vybavené rovnakými základňami.

Vďaka modernému technologickému vývoju majú energeticky úsporné žiarovky veľmi kompaktné rozmery, rôzne výkonové variácie, veľkú rozmanitosť tvarov, ale rozhodne dlhú životnosť a mimoriadnu účinnosť. Je však potrebné pamätať na to, že takéto osvetľovacie zariadenia sa „neradi“ zapínajú a vypínajú príliš často a 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 podstavcov: E14, E27, GU10, G9, GU5.3, G4, GU4.

Možno ich nazvať aj „energeticky úsporné“, 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. Od 25 000 do 100 000 hodín vydrží LED svietidlo, čo sa rovná 3-12 rokom nepretržitej prevádzky. Navyše ich svetelný výkon je takmer stopercentný. LED diódy nepoužívajú teplo, takže tieto svietidlá sú úplne bezpečné v zmysle požiaru. Väčšina LED svietidiel je vybavená štandardnými objímkami, čo umožňuje ich použitie v akýchkoľvek svietidlách. Sú úplne ekologické, keďže neobsahujú žiadne škodlivé látky.

Z nedostatkov treba poznamenať len 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 zdrojov osvetlenia môže výrazne ušetriť na elektrine. Zároveň by ste pri ich nákupe mali venovať pozornosť výberu výrobcu a kupovať iba známe modely, inak sa mnohé výhody stanú menej zrejmými.