Лампа накаливания – светоотдача люминесцентных лампочек в ватта
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 галогенные лампы накаливания. 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).
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. Световой поток возникает, когда очень высокая температура нити накала преобразует электромагнитное излучение в видимый свет лампы.
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.
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.
| 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 светодиодными лампочками позволяет оценить его эффективность.
| Лампа накаливания, мощность, Вт |
Светодиодная лампа, мощность, Вт |
Люминесцентная лампа, мощность, Вт |
Световой поток, Лм (приблизительное значение) |
|---|---|---|---|
| 20 | 2-3 | 4-7 | 251 |
| 40 | 3-5 | 10-14 | 399 |
| 60 | 7-11 | 14-16 | 701 |
| 75 | 11-13 | 19-21 | 899 |
| 100 | 13-16 | 25-35 | 1205 |
| 150 | 16-21 | 41-55 | 1805 |
| 200 | 21-30 | 59-80 | 2505 |
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 %.
Загрузка...
Принято считать, что лампы накаливания- атрибут прошлого.Возможно и так, но с помощью заполнения колб смесями газов можно добиться естественного для глаза человека спектра излучения. Кроме того можно производить лампы накаливания на более низкие значения напряжения и питание от сети постоянного тока/ через трансформаторы и диодные мосты/. Это увеличит ресурс работы ламп и их безопасность в быту.Эффект же от применения экономок мало ощутим- при весьма большой стоимости их ресурс работы практически не отличается от ламп накаливания и при их изготовлении применяются токсичные соединения ртути.
Сомневаюсь, что более естественное освещение для глаз человека может покрыть все минусы лампы накаливания. Сейчас, когда в квартирах огромное количество электроприборов, каждый Вт на счету. Не понимаю, как люди до сих пор не поймут, что купив лампочку на 90р дешевле, чем светодиодная, не будут платить меньше за электричество. Всё совсем наоборот. Скупой знаете, что в таких случаях делает
C 2007 года начал заменять в квартире лампы накаливания на энергосберегающие. На сей момент поменял все. За 9 лет не сгорела ни одна. А вот в помещениях, где я работаю, не успеваю менять как энергосберегающие, так и накаливания. Все зависит от качества производства и от ряда других условий (температуры окружающей среды, величины напряжения и др.). В квартире сейчас перехожу постепенно на светодиодные. Экономия электроэнергии очень ощутимая!
Не могли бы ответить на вопрос?
У каждой лампы есть цветовая температура Т, напр., 3300К (или Д33), которая определяет спектр излучаемого света S. Пусть 2 лампы одной Т, а световой поток разный С1 и С2, пусть С1 = 2 * С2. Можно считать, что и спектры S1 и S2 также соотносятся, т.е., грубо говоря, S1 = 2 * S2 для каждой длины волны?
Нельзя. Спектр от светового потока не зависит. У вас по условию цветовая температура Т1=Т2, а значит и спектры их одинаковы, т.е. S1=S2 (хотя такая запись не корректна).
Станет понятней если “спектр” обозвать:) бытовым языком – цвет. У вас по условию имеются две лампы желтого света, но одна ярче второй в два раза. От того что она ярче, она не превратится в лампу голубого света.
Лампы накаливания незаменимы в светильниках со светорегуляторами. Там, где нужно частое вкл/выкл, хороши светодиоды, но при большой мощности (более 3Вт) им нужен радиатор довольно крупного размера. В противном случае, они проживут недолго. “Кукурузины” (лампы из множества мелких диодов) в открытых светильниках неэстетичны. Перспективный вариант – филаментные лампы, но с реальными сроками службы пока ничего не ясно, цена и китайское производство тоже не радуют.
Если у нас хрустальная люстра и нужно яркое освещение, то годятся только ГЛН и МГЛ. Последние в плане экономичности не хуже светодиодов, но не допускают частых включений и весьма дороги. К тому же требуют места для ПРА, который должен соединяться с лампой проводами не длиннее 2м.
Почему в таблице с ростом напряжения на лампе световой поток падает?
Потому что для большего напряжения нужна нить накаливания меньшего диаметра. Понятно, что больше света будет излучать более толстая нить.
Я не буду спорить ни о чём, кроме срока службы, в СССР делали отличные лампы, которые спокойно работали по 5-7лет, причём это были нормальные лампы 75-100вт. А современный мусор, особенно энергосберегающий, дохнет каждые пол-года, если не быстрее, какая уж тут экономия. Это не говоря о пульсациях и прочем. И получается, что найдя в нынешнее время энергосберегающую лампу, которая лучше лампы накаливания по всем параметрам, вы её стоимость будете отбивать годами, несмотря на всю экономию в энергии, за это время и сумму можно спокойно менять обычные лампы не один раз и то, если такое нужно будет, что вряд ли.