Конструкция ламп накаливания, характеристики.

Принцип действия. (ЛН) имеют вольфрамовую нить, чаще всего спиральную или биспиральную, помещенную в вакуум или инертный газ и накаливают током до температуры 2500-3000 к.

1 – стеклянная колба; 2 – тело накала (вольфрам); 3 – электроды;

4 –держатели крючья (молибден); 5 – стакан цоколя (сплав железа);

6 – контактная шайба; 7 – стеклянная ножка.

Характеристики ламп накаливания делятся на:

1. Электротехнические характеристики

2. Светотехнические характеристики

3. Экономические и эксплуатационные

1. Электрические характеристики:

1. Напряжение питания.

2. Электрическая мощность лампы.

3. Ток лампы.

4.  лампы.

Напряжение от 1 – 380 В:

1. 1 – 6 В – подсветочные лампы;

2. 6 – 24 В – автотрансформаторные;

3. 27 – 127 В – трансформаторные;

4. 110, 127, 220 В – лампы общего освещения;

5. 380 В – лампы специального назначения.

Мощность – 1-100 кВт:

1. 1 – 10 Вт - подсветочные лампы;

2. 10 – 100 Вт - трансформаторные;

3. 10 – 1,5 кВт - лампы общего освещения;

4. Более 1500 Вт - лампы специального назначения.

Шкала мощности ламп общего освещения включает в себя: 10; 25; 40; 60; 75; 100; 150; 200; 250; 500; 750; 1000; 1500 Вт.

Ток лампы – величина определяемая мощностью лампы и напряжением питания. Кроме рабочего тока ламп для ламп накаливания рассматривают значение

2. Светотехнические характеристики:

1. Спектральный состав излучения;
2. Световой поток;
3. Световая отдача;
4. Световой КПД.

Спектральный состав – зависит от температуры нити накала, чем выше температура нити, тем большая доля в излучении лампы приходится на видимую область. Температура нити 2500-3000 К.

Величина светового потока - зависит от температуры нити и от спектральной чувствительности глаза человека.

Световой отдачей – называют отношение светового потока лампы к её электрической мощности;

; Для большинства ламп накаливания Н=8-16 лм/Вт; самые совершенные – 19,8 лм/Вт; керосиновая лампа – 0,27 лм/Вт.

Световой КПД – это отношение светового потока лампы (в ВТ) к потоку полного излучения лампы. (КПД ламп накаливания=2-3 %; КПД керосиновой лампы=0,04%)

3. Экономические и эксплуатационные характеристики:

1. Срок службы;

2. Стоимость;

3. Сложность конструкции;

4. Надёжность в работе;

5. Стоимость эксплуатации;

6. Сложность эксплуатации;

7. Зависимость параметров от окружающей среды;

8. Зависимость характеристик лампы от величины питающего напряжения.

Срок службы – 1000 часов при напряжении на зажимах = напряжению номинальному.

Срок службы резко меняется в зависимости от напряжения питания, при срок службы поднимается до 1900 ч, при  до 4800 ч, при - 490 ч, при - 140 – 250 ч.

 

  Лампа накаливания с галогенным циклом.

1- плоскозаштампованные ножки лампы;

2 - молибденовые электроды;

3 - кварцевая колба;

4 - моноспиральное тело накала;

5 - вольфрамовые дер­жатели;

6 - плоские контактные поверхности.

 

 

Повышению температуры нагрева нити и, следова­тельно, повышению эффективности работы ламп накали­вания препятствует, прежде всего, процесс распыления тела накала. В кварцевых лампах с йодным циклом про­цесс распыления нити накала не устранен, но найдено надежное средство борьбы с его последствиями. В колбу помещено дозированное количество йода и она заполнена аргоном. Это позволило значительно улучшить показатели работы ламп этого типа.

Лампа рассчитана на работу от сети с напряжением 220 В. Регенеративный йодный цикл состоит в следую­щем. Образующиеся в результате распыления тела нака­ла частицы вольфрама движутся от нити к стенкам кол­бы, где вступают в соединение с йодом, образуя йодид вольфрама. Образование йодида вольфрама проис­ходит при температуре в зоне колбы от 523 до 1473 К.

Образовав­шийся йодид вольфрама перемещается к спирали, в сто­рону меньшей концентрации. Достигнув зоны спирали, в условиях высокой температуры йодид вольфрама раз­лагается. Вольфрам осаждается на спираль, а йод осво­бождается и вновь принимает участие в цикле.

Схематически регенеративный цикл выглядит сле­дующим образом:

1. Образование йодида вольфрама у поверхности колбы;

2. Возвращение вольфрама в виде йодида к спирали;

3. Разложение йодида вблизи спирали с осаждением на ней вольфрама и освобождением йода.

Характерной особенностью галогенных ламп является возможность регулирования их потока излучения путем изменения подводимого напряжения. Повышение напря­жения сверх номинального не приводит к столь резкому сокращению срока службы, как это происходит у обыч­ных ламп накаливания.

 

 Особенности, преимущества и недостатки ламп накаливания.

Особенности ЛН:

По принципу действия ЛН основная доля излучения или потока приходится на ИК-область, практически для ЛН доля ИК потока составляет от 60 до 80 и даже 90 % остальной поток излучения в видимой области, где основная часть приходится на красные лучи. В связи с этим ЛН можно использовать как эффективные источники ИК лучей, для повышения этой эффективности ЛН включают в работу на пониженном напряжении.

Достоинства ЛН:

ЛН очень просты по конструкции и дёшевы в эксплуатации, не зависят от условий окружающей среды, ни от влажности, ни от температуры, надёжность в работе.

Недостатки ЛН:

Низкая световая отдача и малый световой КПД, неудовлетворительный спектральный состав излучения (в спектре очень мало сине-фиолетовых лучей), малый срок службы и существенная зависимость характеристик от условий питания.

Основные достоинства ламп накаливания с йодным циклом общего назначения:

1. высокая удельная плотность излучения;

2. стабильность потока  излучения в течение срока службы;

3. относительно малые габаритные размеры;

4. способность выдерживать длительные и большие перегрузки;

5. возможность плавного регулирования потока излу­чения в широких пределах путем изменения 

подводимого напряжения.

Основные недостатки ламп накаливания с йодным циклом общего назначения:

1. возможность работы только в горизонтальном положении во избежание деформаций тела накала под дей­ствием собственного веса и нарушения йодного цикла (допустимое отклонение от горизонтали - ;

2. ножки лампы при работе не должны нагреваться более ;

3. более высокая стоимость в связи с необходимостью использовать кварцевое стекло и особо чистый вольфрам.

Маркировка ЛН содержит следующие элементы:

1. Первый элемент — от одной до четырех букв — ха­рактеризует лампу по важнейшим физическим и конст­руктивным особенностям: (В — вакуумная моноспиральная, Г — газонаполненная аргоновая моноспиральная, Б — аргоновая биспиральная, Б К — биспиральная криптоновая, МТ — в матированной колбе, МЛ — в колбе молочного цвета, О — в опаловой колбе и т. п.); ряд ламп, особенно специальных, первого элемента в обозначении не имеют.

2. Второй элемент — буквенное выражение из одной, двух букв — определяет назначение ламп (А — авто­мобильная, Ж — железнодорожная, КМ — коммута­торная, ПЖ — прожекторная, СМ — самолетная и т. д.);

3. Третий элемент — цифровое выражение — опреде­ляет номинальное напряжение в вольтах и через де­фис номинальную мощность в ваттах либо си­лу света в канделах, ток в амперах или световой поток в люменах; для двуспиральных ламп после номиналь­ного напряжения указываются параметры (например, мощность, сила света) первой и второй спиралей, сое­диненные знаком «+»;

4. четвертый элемент — отделенная дефисом от тре­тьего элемента цифра — указывает порядковый номер доработки; для ламп, разработанных впервые, четвер­тый элемент отсутствует.

Примеры маркировки ламп: БКМТ215-225-100-2,

 

Вопросы для самоконтроля.

1. Какие виды характеристик бывают у ламп накаливания?
2. От чего зависит спектральный состав излучения ЛН?
3. От чего зависит величина светового потока ЛН?
4. Что называется световым КПД ЛН и чему он равен?
5. Скольким часам примерно равен срок службы ЛН?
6. Что представляет собой галогенный цикл в лампах накаливания?
7. В чём состоят достоинства и недостатки ЛН?
8. Как влияет на срок службы ЛН увеличение питающего напряжения?
9. Как в ЛН борются с процессом распыления тела накала?
10. Из какого материала изготавливают тело накала в ЛН?

 

Тема 1.4. Общие свойства разрядных ламп.

    Принцип действия, классификация.

Классифицируются по нескольким признакам:

1. По конструктивному элементу источника, на долю которого приходится основная часть потока излучения:

А) Электродосветные

Б) Газосветные

В) Люминесцентные (свечение веществ под действием УФ лучей)

2. По виду излучения:

А) Видимого;

Б) Источника УФ излучения области С;

В) Источника УФ излучения области В;

Г) Источника УФ излучения области А;

Д) Источник смешанного излучения.

3. По величине давления газонаполнителя:

А) Низкого давления – разряд происходит при давлении до 0,01 МПа; (1 мм.рт.ст.=133,3 Па)

Б) Высокого давления – 0,01 – 1 МПа (1 атм.=101350 Па);

В) Сверхвысокого давления – более 100 МПа.