Строение лампа накаливания. Лампа накаливания Строение и способ действия, использование. Изобретения инженера и изобретателя. Тепловое действие тока
SET 8-861-260-24-40, 8 (989) 212 27 02
sale@les66.ru
Заказать обратный звонок
г.Краснодар,
ул.Симферопольская
дом 5, офис 9
Пн-Вс с 9:00 до 18:00

Корзина

Корзина пуста

Выбрать товар

Назначение, устройство, характеристики ламп накаливания общего назначения. Строение лампа накаливания


Кто изобрел лампочку накаливания | изобретение, принцип работы, история, цоколи, устройство лампы накаливания

Сегодня, пользуясь всеми удобствами электричества и не представляя свою жизнь без интернета, тяжело поверить, что относительно недавно не было не только электрических приборов, но и вообще искусственного света. Неудивительно, что изобретение лампы накаливания было практически чудом в глазах людей. Ведь раньше для освещения помещений люди использовали открытый огонь.

Определение и строение лампы накаливания

Под лампочкой накаливания подразумевается источник света, излучатель которого изготовлен из тугоплавкого металла (чаще вольфрама) и имеет вид спирали или нити, накаливаемой до температуры в 2500-3000К с помощью электрического тока. Свечение происходит за счет накаливания нити. Стандартная лампа может работать от 5 до 150 часов, а отдача света от нее составляет от 10 до 35 лм/Вт.

Современные лампы накаливания различаются по конструкции, но все имеют в составе одинаковую основную часть: токовод, колба и тело накаливания. Наличие цоколей при этом вовсе не обязательно, кроме того они могут иметь любую форму. Некоторые лампы имеют и вторую колбу над основной. Колба служит для защиты нити накала от внешнего воздействия; тело накала может быть сделано в виде нити, спирали или двойной спирали.

Изобретение и этапы развития лампы накаливания

В 1872 году А.Н. Лодыгин изобрел электрическую лампу накаливания, позже в 1879 году ее усовершенствовал Том Эдисон.

В 1959 году в США и практически сразу же в СССР появились галогенные лампы накаливания, они имели вид заполненной инертным газом с примесью галогенов кварцевой колбы. Позже покрытие галогенных ламп способно было отражать инфракрасное излучение. Их появление стало важным этапом развития ламп накаливания, потому что галогенные лампы более эффективны, компактны, светят ярче и лучше передают цвета окружающих предметов, дольше служат.

Повлиявшие на развитие люди и фирмы

В конце 1890-х годов нить накаливания стали изготавливать из окиси циркония, иттрия, тория и магния (лампа Нернста), металлического осмия (лампа Ауэра), тантала (Лампа Фейерлена и Больтона).

В 1904 году в Венгрии Ханаман и Юст запатентовали применение нити накаливания из вольфрама, там же фирма Tungsram и стала их выпускать с 1905 года.

В 1906 году компания из США General Electric выкупила патент на производство вольфрамовых нитей. В 1910 году нить была усовершенствована Кулиджем.

В 1926 году Гермером была изобретена лампа дневного света. И опять компания General Electric выкупила на нее патент и наладила выпуск таких ламп в 1938 году.

В 2007 году австралийским правительством была одобрена программа полной замены ламп накаливания люминесцентными и светодиодными. Страны Европы и США, Россия и Китай тоже не остались в стороне и запретили или ограничили выпуск и продажу лампочек накаливания высокой мощности.

Виды ламп накаливания:

  • вакуумные;
  • криптоновые;
  • аргоновые или азот-аргоновые;
  • ксеноновые;
  • галогенные с одной или двумя колбами;
  • ксенон-галогенные без отражателя инфракрасного излучения и с ним.
  • лампы накаливания, имеющие покрытие, способное преобразовать инфракрасное излучение в видимый диапазон.

Типы цоколей

Цоколь привычной для нас лампы накаливания был введен Эдисоном. Цоколи бывают следующих распространенных размеров: E14 (миньон), E27 (цоколь Эдисона), E40 (цифры – диаметр цоколя с внешней стороны). Существуют патроны без резьбы и лампы вообще без цоколей (W). Есть цоколи G – штырьковые, имеющие два и более выводов, они разделяются на: G4, GU6.35, G9, GU5.3, GU10, GU4. Различают еще цоколь с утопленными контактами (R), софитный цоколь (S), штифтовой (B), фокусирующий (P), телефонный (T), кабельный (K).

Современные лампы накаливания:

  1. Простые лампы накаливания. Используются в домах в качестве общего освещения, могут подсвечивать оборудование, зеркальные поверхности.
  2. Разноцветные лампы накаливания. Применяются для иллюминации, создают праздничное настроение.
  3. Декоративные лампы накаливания. Применяются, когда нужно направленное освещение с целью акцентирования внимания на чем-либо.
  4. Лампы с отражателями разных типов. Применяются для разнообразных целей, в зависимости от необходимости.

Мощность стандартных ламп накаливания: 25, 40, 60, 75 и 100 Вт.

Рекорды

В Книге рекордов Гиннеса оказалась лампочка, которую вкрутили в 1901 году, и она до сих пор светит. Сбои в работе были только в 1901, 1937, 1970 годах из-за проблем с электричеством. Мощность лампочки всего 60 Вт, а настроена она на выдачу мощности 4 Вт. Примечательно, что эта лампа была подарком от Адольфа Чайлета, основного конкурента Эдисона, пытавшегося создать долговечную лампочку. Лампочка имеет свой сайт в интернете, а расположенная в помещении видеокамера позволяет на нее посмотреть. Забавно, что видеокамера уже два раза ломалась, а лампочка все работает.

Светильники для ламп накаливания

По месту крепления различают следующие осветительные приборы: потолочные, настенно-потолочные, настенные, настольные, напольные и подвесные светильники.

По предназначению различают:

  • светильники для освещения наружных пространств (СПО, СПП, СГ, СЗП, СВ), используются для освещения улиц, дорог, парков, скверов, подъездов, территорий предприятий, зданий;
  • промышленные светильники НПП, используются для освещения помещений;
  • промышленные светильники ПСХ-60, используются в качестве вспомогательного или освещения в неблагоприятных условиях;
  • консольные светильники НКП, используются в качестве локального освещения;
  • переносные светильники РВО, РСУ, НРП, НРБ, СРП, используются в качестве дополнительного освещения.

Достоинства ламп накаливания:

  • малые габариты;
  • привлекательная цена;
  • моментальное зажигание;
  • экологичность;
  • возможность работы от постоянного и переменного тока;
  • разный диапазон напряжений и рабочих температур;
  • отсутствие мерцаний во время работы от переменного тока;
  • возможно применение регуляторов яркости.

Недостатки ламп накаливания:

  • небольшой срок службы;
  • хрупкость;
  • пожароопасность;
  • низкий КПД.

Тренды XXI века - это светодиодные и энергосберегающие лампы. А традиционные лампы накаливания по экологическим причинам ограничивают в продаже. Но, не смотря на это, для большей части населения нашей страны "лампочка Ильича" продолжает оставаться самым простым, понятным и любимым источником света.

www.plama.ru

Строение лампы накаливания схема. Лампочка накаливания — а все ли вы о ней знаете

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Продолжаю эксперимент по сравнению лампы накаливания мощностью 75 (Вт), компактной люминесцентной лампы «Navigator» мощностью 15 (Вт) и светодиодной лампы EKF серии FLL-A мощностью 9 (Вт).

И сегодня я проведу измерение температуры нагрева ламп в рабочем режиме и рассчитаю их фактическую потребляемую мощность. Напомню Вам, что с первой частью экспериментов про сравнение светового потока при разных уровнях напряжения перечисленных ламп Вы можете .

Температура нагрева ламп

С помощью тепловизора Fluke Ti9 Electrical произведу замер температуры нагрева ламп в разных точках (колба, основание лампы и патрон) через один час их работы.

1. Лампа накаливания 75 (Вт)

Температура нагрева лампы накаливания мощностью 75 (Вт) в верхней части колбы (в месте расположения нити накаливания) составила 268°С. На снимке ниже в указанной точке (квадратный курсив) температура равна 259,9°С.

Если прикоснуться к колбе, то можно получить ожог.

Температура нагрева патрона — 50,9°С.

Самую максимальную температуру нагрева люминесцентной лампы, которую мне удалось зафиксировать — это 139°С. Эта точка приходится на основание колбы, т.е. нагрев достаточно локальный (местный).

Температура по всей поверхности колбы примерно одинаковая и составила 74,5°С.

Если прикоснуться к колбе лампы, то нагрев достаточно ощутим.

Основание компактной люминесцентной лампы нагрелось в среднем до 58,5°С. В этом месте лампы находится схема (ЭПРА).

Максимальная температура нагрева светодиодной лампы мощностью 9 (Вт) EKF серии FLL-A составила всего 65°С. Этот нагрев зафиксирован в нижней части колбы, там где расположены драйвер и светодиоды. Низкий нагрев светодиодной лампы EKF обусловлен тем, что ее корпус сделан из алюминия и теплорассеивающего пластика, который обеспечивает хорошую теплоотдачу.

Об устройстве этой лампы я еще расскажу Вам более подробно в своих следующих статьях — подписывайтесь на рассылку.

Температура верхней части колбы составила всего 32,4°С. Ее без проблем можно держать в руках.

Температура патрона составила в среднем 36,9°С.

Результаты измеренных температур я занес в таблицу.

Какие выводы можно сделать из этого эксперимента?

Из-за высокой температуры нагрева ламп накаливания (в моем случае 268°С) условия их применения несколько ограничены в плане пожарной безопасности. Высокая температура может стать причиной возгорания (пожара). В связи с этим нужно соблюдать ряд определенных требований.

Например, в , мощность ламп накаливания не должна превышать 60 (Вт). Также не стоит забывать про термостойкую арматуру (патроны, плафоны, основание) светильника: керамика, карболит, стекло, и соблюдать расстояние от лампы до горючих материалов (пластиковые детали, деревянная поверхность, ткань).

Компактная люминесцентная лампа имеет максимальную температуру 139°С, но этот нагрев достаточно локальный (местный), поэтому можно считать, что бОльшая часть ее колбы имеет температуру нагрева 74,5°С.

Победителем данного испытания безусловно является светодиодная лампа EKF серии FLL-A. Ее максимальная температура составила всего 65°С. Это почти в 4 раза меньше, чем у лампы накаливания и в 2 раза меньше, чем у лампы КЛЛ.

КЛЛ и светодиодная лампа обладают низким уровнем пожарной опасности и минимальным риском возгорания, благодаря чему их применение более широкое по сравнению с лампами накаливания. Также эти лампы совершенно безопасно устанавливать в светильниках с пластиковыми патронами, плафонами и основанием, тканевыми абажурами, они идеально подходят для

elektrokomplektnn.ru

Лампа накаливания Строение и способ действия, использование. Изобретения инженера и изобретателя. Тепловое действие тока

Лампа накаливания

  • Строение и способ действия, использование. Изобретения инженера и изобретателя. Тепловое действие тока.

Строение и способ действия

  • Лампа накаливания состоит из: вольфрамовой проволоки, (Вольфрам очень тугоплавкий металл, его температура плавления составляет 3387 градусов по Цельсию) в лампе же, спираль нагревается до 3000 градусов по Цельсию, при такой температуре она начинает светиться.

  • Спираль помещают в стеклянную колбу, из которой прежде выкачали воздух, чтобы спираль не перегорала.

  • Но и в вакууме вольфрам быстро испаряется, естественно спираль становится тоньше и перегорает сравнительно быстрее.

  • Современные лампы на много лучше своих предшественников, их заполняют или азотом, или другими инертными газами – криптоном, аргоном. Молекулы этих газов не дают выйти частицам вольфрама и тем самым не дают разрушаться вольфрамовой нити.

Устройство лампы накаливания

Устройство лампы накаливания

  • В газонаполненной лампе концы спирали приварены к двум проволокам, которые проходят сквозь стекло баллона и припаяны к металлическим частям цоколя лампы:

  • одна проволока- к винтовой нарезке,

  • а другая- к изолированному от нарезки основанию цоколя.

Использование

  • Для включения лампы в сеть, ее нужно взвинтить в патрон. Внутренняя часть патрона содержит пружинящий контакт, касающийся основания цоколя лампы, и винтовую нарезку, удерживающую лампу. Пружинящий контакт и винтовая нарезка патрона имеют зажимы, к которым прикрепляют провода от сети.

Александр Николаевич Лодыгин

  • Именно Александр Николаевич Лодыгин (Русский инженер) сделал открытие тем, что изобрел ту самую лампу накаливания, которая позже была доработана Томасом Эдисоном, доработка состояла в том, что бы сделать лампу накаливания с угольной нитью накаливания и она была удобна для промышленного производства.

Тепловое действие тока

  • Тепловое действие тока используют в разных электронагревательных приборах, таких как: кипятильник, утюг, электроплиты и т.д. Еще для выплавки специальных сортов металлов, для электросварки… Но самое главное, это что бы был – нагревательный элемент.

  • КОНЕЦ!!!

rpp.nashaucheba.ru

Строение лампы накаливания Лампа накаливания

Строение лампы накаливания

Лампа накаливания

  • Лампа накаливания — электрический источник света, в котором так называемое тело накала нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока, в результате чего излучает видимый свет. В качестве тела накала в настоящее время используется в основном спираль из вольфрама и сплавов на его основе.

Строение

Конструкция

  • Конструкции ламп накаливания весьма разнообразны и зависят от назначения. Однако общими являются тело накала, колба и токовводы. В зависимости от особенностей конкретного типа лампы могут применяться держатели тела накала различной конструкции; лампы могут изготавливаться бесцокольными или с цоколями различных типов, иметь дополнительную внешнюю колбу и иные дополнительные конструктивные элементы.

  • В конструкции ламп общего назначения предусматривается предохранитель — звено из ферроникелевого сплава, вваренное в разрыв одного из токовводов и расположенное вне колбы лампы — как правило, в ножке. Назначение предохранителя — предотвратить разрушение колбы при обрыве нити накала в процессе работы. Дело в том, что при этом в зоне разрыва возникает электрическая дуга, которая расплавляет остатки нити, капли расплавленного металла могут разрушить стекло колбы и послужить причиной пожара. Предохранитель рассчитан таким образом, чтобы при зажигании дуги он разрушался под воздействием тока дуги, существенно превышающего номинальный ток лампы. Ферроникелевое звено находится в полости, где давление равно атмосферному, а потому дуга легко гаснет. Из-за малой эффективности в настоящее время отказались от их применения.

Колба

  • Колба защищает тело накала от воздействия атмосферных газов. Размеры колбы определяются скоростью осаждения материала тела накала. Для ламп большей мощности требуются колбы большего размера, для того чтобы осаждаемый металл распределялся на большую площадь и не оказывал сильного влияния на прозрачность.

Газовая среда

  • Колбы первых ламп были вакуумированы. Большинство современных ламп наполняются химически инертными газами (кроме ламп малой мощности, которые по-прежнему делают вакуумными). Потери тепла, возникающие при этом за счёт теплопроводности, уменьшают путём выбора газа с большой молекулярной массой. Смеси азота N2 с аргоном являются наиболее распространёнными в силу малой себестоимости, также применяют чистый осушенный аргон, реже — криптон или ксенон (молекулярные массы: N2 — 28,0134 г/моль; Аргон: 39,948 г/моль; Криптон — 83,798 г/моль; Ксенон — 131,293 г/моль).

  • Особой группой являются галогенные лампы накаливания. Принципиальной их особенностью является введение в полость колбы галогенов или их соединений. В такой лампе испарившийся с поверхности тела накала металл вступает в соединение с галогенами, и затем возвращается на поверхность нити за счёт температурного разложения получившегося соединения. Такие лампы имеют большую температуру спирали, больший КПД, срок службы и меньший размер колбы.

Галогенная лампа

Тела накала

  • Формы тел накала весьма разнообразны и зависят от функционального назначения ламп. Наиболее распространённым является из проволоки круглого поперечного сечения, однако находят применение и ленточные тела накала (из металлических ленточек). Поэтому использование выражения «нить накала» нежелательно — более правильным является термин «тело накала», включенный в состав Международного светотехнического словаря.

  • Тело накала первых лампах изготавливалось из угля (температура возгонки 3559 °C). В современных лампах применяются почти исключительно спирали из вольфрама, иногда осмиево-вольфрамового сплава. Для уменьшения размеров тела накала ему обычно придаётся форма спирали, иногда спираль подвергают повторной или даже третичной спирализации, получая соответственно биспираль или триспираль. КПД таких ламп выше за счёт уменьшения теплопотерь из-за конвекции (уменьшается толщина ленгмюровского слоя).

Двойная спираль

Тело накала

  • Лампы изготавливают для различных рабочих напряжений. Сила тока определяется по закону Ома (I=U/R) и мощность по формуле P=U·I , или P=U²/R. Т. к. металлы имеют малое удельное сопротивление, для достижения такого сопротивления необходим длинный и тонкий провод. Толщина провода в обычных лампах составляет 40—50 микрон.

  • Так как при включении нить накала находится при комнатной температуре, её сопротивление на порядок меньше рабочего сопротивления. Поэтому при включении протекает очень большой ток (в десять — четырнадцать раз больше рабочего тока). По мере нагревания нити её сопротивление увеличивается и ток уменьшается. В отличие от современных ламп, ранние лампы накаливания с угольными нитями при включении работали по обратному принципу — при нагревании их сопротивление уменьшалось, и свечение медленно нарастало.

  • В мигающих лампах последовательно с нитью накала встраивается биметаллический переключатель. За счёт этого такие лампы самостоятельно работают в мерцающем режиме.

Двойная спираль (биспираль) лампы (Osram 200 Вт) с токовводами и держателями

Цоколь

  • Форма цоколя с резьбой обычной лампы накаливания была предложена Томасом Альвой Эдисоном. Размеры цоколей стандартизированы. У ламп бытового применения наиболее распространены цоколи Эдисона E14 (миньон), E27 и E40. Также встречаются цоколи без резьбы (удержание лампы в патроне происходит за счёт трения или нерезьбовыми сопряжениями — например, байонетным) - британский бытовой стандарт, а также бесцокольные лампы, часто применяемые в автомобилях.

dok.opredelim.com

Назначение, устройство, характеристики ламп накаливания общего назначения



Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И КАДРОВ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БУДА-КОШЕЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

 

 

  <<СОГЛАСОВАНО>>   _________________________методист. Рассмотрено на заседании цикловой комиссии общепрофессиональных электротехнических дисциплин протокол№_________от «___»_________2007 Председатель __________________________

Дисциплина «Технология электромонтажных работ»

Специальность:

2-74 06 31-01 «Энергетическое обеспечение сельскохозяйственного производства (электроэнергетика)».

Инструкционно-технологическая карта

 

 

Лабораторная работа № 4

 

Тема:

Составление и монтаж схем включения светильников с лампами накаливания.

 

Цель работы:

Изучить порядок составления схем включения и освоить технологию монтажа светильников с лампами накаливания.

 

ВРЕМЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ: 2 часа.

 

Место выполнения работы:

Лаборатория «Технология электромонтажных работ»

 

Дидактическое и методическое обеспечение: Инструкционно-технологическая карта, лампы накаливания, светильники, выключатели, розетки, соединительные провода, набор инструментов.

 

Техника безопасности и пожарная безопасность на рабочем месте

(отдельная инструкция)

 

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

ВНЕУРОЧНАЯ ПОДГОТОВКА

 

1. Повторить пройденный материал.

2. Подготовить титульный лист отчёта.

 

 

РАБОТА В ЛАБОРАТОРИИ

 

1. Самостоятельная подготовка к выполнению работы (изучить схемы включенияламп накаливания).

2. По натурным образцам изучить конструкцию светильников, записать в отчёттехнические характеристики ламп накаливания, основные требования,предъявляемые к их монтажу.

3. По заданию преподавателя составить и собрать на лабораторном стенде схему включения одного светильника с лампой накаливания и розетки (Рис. 2).

4. По заданию преподавателя составить и собрать на лабораторном стенде схемувключения светильника с несколькими лампами (люстры).

5. По заданию преподавателя составить и собрать на лабораторном стенде схему включения блока выключателей, позволяющих управлять несколькими светильниками, и розетки.

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Назначение, устройство, характеристики ламп накаливания общего назначения

Лампы накаливания - самые массовые источники оптического излучения. Это объясняется их сравнительной простотой устройства и надежностью в эксплуатации, возможностью непосредственного включения в сеть, отработанностью технологии и дешевизной. Применяется в системе общего освещения.

 
 

Рисунок 1 – Устройство лампы накаливания:1 – колба; 2 – тело накала; 3 – крючки держатели; 4 – электроды; 5 – линза; 6 – штабик; 7 – лопаточка; 9 – штангель; 10 – тарелочка; 11 – мастика; 12 – цоколь; 13 – контактная шайба.

 

Все накаливания объединены единым физическим принципом получения видимого излучения (нагрев электрическим током вольфрамовой нити до температуры 2200.. .2800 0С) и сходством применяемых во всех конструкциях основных составляющих элементов.

Колба - прозрачное или матовое стекло.

Тело накала – вольфрам, обладает высоким сопротивлением, может быть в виде проволочки, биспирали,: тройной спирали.

Электроды - молибден. Цоколь - как правило резьбовой.

Для уменьшения испарения вольфрама лампы выполняют газонаполненными (аргон + азот или ксенон + криптон).

Марки ламп накаливания: В -вакуумная, Г - газонаполненная (аргон 86% и азот 14%), Б – биспиральная, БК – биспиральная с крептоновым наполнителем (криптон 86% и азот 14%), МТ- с матированной колбой, МЛ - в колбе молочного цвета, О - с опаловой колбой.

Лампы накаливания отличаются между собой электрическими, светотехническими и эксплуатационными характеристиками.

К электрическим характеристикам относят: номинальное напряжение питающейсети(В),номинальную электрическую мощность (Вт), род тока (постоянный или переменный).

Основная светотехническая характеристика ламп накаливания - излучаемый ими световой поток (лм), который зависит от электрической мощности, питающего напряжения и температуры и накала. Эксплуатационными характеристиками, определяющими экономические показателя работы ламп накаливания, являются световая отдача и номинальный срок службы. Световая отдача достигла в настоящее время 7,3 ... 19,1 лм /Вт. Номинальный срок службы ламп накаливания равен 1000 часов.

Отклонения питающего напряжения от номинального значения существенно влияет на характеристики ламп накаливания. При 1% превышения над номинальным напряжением, сокращается срок службы лампы на 6-7%. Для уменьшения этого колебания лампы выпускаются в диапазоне напряжения (от 215 до 225 В).

 

Для осветительных сетей помещений, жилых, культурно-бытовых, общественных и промышленных зданий и сооружений используют различные схемы соединений выключателей и переключателей и их включения в сеть.

В производственных зданиях применяют местное, централизованное, дистанционное и автоматическое управление освещением, а в ряде случаев и смешанные способы управления.

 

При местном управлениииспользуют выключатели, переключатели или другие простые аппараты, установленные у входа или внутри освещаемых помещений.

 

Централизованное управление освещением применяется для крупных производственных помещений, где нецелесообразно устанавливать большое количество выключателей. Оно осуществляется чаще всего с групповых щитков с помощью автоматических выключателей. Для такого вида управления освещением выбирают место, где организовано постоянное дежурство персонала.

 

Дистанционное управление используется в крупных производственных зданиях, где освещение питается от нескольких подстанций, при этом не требуется управление с нескольких мест. Оно осуществляется магнитными пускателями или контакторами, устанавливаемыми на щитах станций управления (ЩСУ) или в шкафах управления (ШУ) и включенными в цепи линий питающей осветительной сети.

Автоматическое управление (без участия человека) осуществляется при изменении световых условий, создаваемых в помещениях с естественным освещением, или по заранее заданному суточному графику с помощью фотоэлектрических автоматов. Принцип действия которых состоит в следующем: на устанавливаемый в помещении вблизи окна выносной фотодатчик падает естественный свет. При изменении естественной освещенности меняется ток в цепи фотодатчика, а следовательно, и в цепи реле фотоэлектрического автомата. При ее уменьшении ниже определенного уровня реле срабатывает и его контакт замыкает­ся. Для автоматического управления освещением в подъездах, на лестничных клетках, в коридорах жилых и общественных зданий выпускаются вводно-распределительные устройства с фотоэлектрическими датчиками.

 

Рисунок 2 -Принципиальная схема включения лампы накаливания и штепсельной розетки в сети 220В.

Включение ламп накаливания производится непосредственным присоединением к фазному и нулевому проводам питающей сети. Схемы управления предусматривают использование различных выключателей и переключателей в качестве коммутирующих аппаратов. Кроме этого при разработке принципиальных схем осветительных электропроводок необходимо учитывать возможность подключения бытовых электроприборов и электрифицированного инструмента. Это осуществляется при помощи штепсельных розеток, которые подключаются непосредственно к проводам питающей сети. Принципиальная схема включения лампы накаливания и штепсельной, розетки к сети напряжением 220 В приведена на (рис. 2).

Промышленность выпускает большое количество различных выключателей и переключателей с помощью которых реализуются разнообразные схемы управления освещением (рис. 4).

Рисунок 3. Схема включения блока выключателей и розетки.

 

 

Рисунок 4 - Коридорные схемы управления освещением: а - из двух мест; б - из двух мест с транзитной фазой; в - из трех мест; г - с помощью пускателей или реле.

 

    Рисунок 5 - Схема включения светильника с несколькими лампами (люстры).

 

 

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА

1. Тема и цель работы.

2. Краткие сведения по составлению схем включения светильников с лампами накаливания.

3. Принципиальные схемы (рисунки 1, 2, 3, 4).

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назовите виды управления электрическим освещением.

2. Как подключить светильник с лампой накаливания?

3. Как подключить люстру?

4. Как подключается розетка?

 

megapredmet.ru

История изобретения лампы накаливания | Онлайн журнал электрика

А. Н. Лодыгин

В 1840 году англичанин Де ла Рю создаёт первую лампу накаливания с платиновой спиралью. Но из-за высокой стоимости используемой платины, такая лампа оказалась не целесообразной. Однако в будущем послужила прототипом для современных ламп накаливания.

  • В 1838 году бельгиец Жобар изобретает угольную лампу накаливания.
  • В 1854 году немец Генрих Гёбель разработал первую «современную» лампу: обугленную бамбуковую нить в вакуумированном сосуде. В следующие 5 лет он разработал то, что многие именуют первой удобной лампой.
  • В 1860 год английский химик и физик Джозеф Уилсон Суон показал 1-ые результаты и получил патент, но трудности в получении вакуума привели к тому, что лампа Суона работала недолго и неэффективно.
  • 11 июля 1874 года российский инженер Александр Николаевич Лодыгин получил патент за номером 1619 на нитевую лампу. В качестве нити накала он использовал угольный стержень, помещённый в вакуумированный сосуд.
    • В 1875 году В. Ф. Дидрихсон усовершенствовал лампу Лодыгина, осуществив откачку воздуха из неё и применив в лампе несколько волосков (в случае перегорания 1-го из их, последующий врубался автоматом).
    • Английский изобретатель Джозеф Уилсон Суон получил в 1878 году английский патент на лампу с угольным волокном. В его лампах волокно находилось в разреженной кислородной атмосфере, что позволяло получать очень броский свет.
    • Во 2-ой половине 1870-х годов американский изобретатель Томас Эдисон проводит исследовательскую работу, в какой он пробует в качестве нити разные металлы. В 1879 году он патентует лампу с платиновой нитью. В 1880 году он ворачивается к угольному волокну и создаёт лампу с временем жизни 40 часов. Сразу Эдисон изобрёл бытовой поворотный выключатель. Невзирая на настолько недолговременное время жизни его лампы теснят использовавшееся до того времени газовое освещение.
    • В 1890-х годах А. Н. Лодыгин изобретает несколько типов ламп с нитями накала из тугоплавких металлов. Лодыгин предложил использовать в лампах нити из вольфрама (конкретно такие используются во всех современных лампах) и молибдена и закручивать нить накаливания в форме спирали. Он предпринял 1-ые пробы откачивать из ламп воздух, что сохраняло нить от окисления и увеличивало их срок службы во много раз. 1-ая южноамериканская коммерческая лампа с вольфрамовой спиралью потом выполнялась по патенту Лодыгина. Также им были сделаны и газонаполненные лампы (с угольной нитью и наполнением азотом).
    • С конца 1890-х годов появились лампы с нитью накаливания из окиси магния, тория, циркония и иттрия (лампа Нернста) либо нить из железного осмия (лампа Ауэра) и тантала (лампа Больтона и Фейерлейна)
    • В 1904 году венгры Д-р Шандор Юст и Франьо Ханаман получили патент за № 34541 на внедрение в лампах вольфрамовой нити. В Венгрии же были произведены 1-ые такие лампы, вышедшие на рынок через венгерскую фирму Tungsram в 1905 году.
    • В 1906 году Лодыгин продаёт патент на вольфрамовую нить компании General Electric. В том же 1906 году в США он выстроил и пустил в ход завод по химическому получению вольфрама, хрома, титана. Из-за высочайшей цены вольфрама патент находит только ограниченное применение.
    • В 1910 году Вильям Дэвид Кулидж изобретает усовершенствованный способ производства вольфрамовой нити. Потом вольфрамовая нить теснит все другие виды нитей.
    • Остающаяся неувязка с резвым испарением нити в вакууме была решена южноамериканским учёным, известным спецом в области вакуумной техники Ирвингом Ленгмюром, который, работая с 1909 года в фирме «General Electric», ввёл в создание заполнение пробирки ламп инертными, точнее — тяжёлыми благородными газами (в частности — аргоном), что значительно прирастило время их работы и повысило светоотдачу.

    КПД и долговечность

    Практически вся подаваемая в лампу энергия преобразуется в излучение. Утраты за счёт теплопроводности и конвекции малы. Для людского глаза, но, доступен только малый диапазон длин волн этого излучения. Основная часть излучения лежит в невидимом инфракрасном спектре и воспринимается в виде тепла. Коэффициент полезного деяния ламп накаливания добивается при температуре около 3400 K своего наибольшего значения 15 %. При фактически достижимых температурах в 2700 K (рядовая лампа на 60 Вт) КПД составляет 5 %.

    С возрастанием температуры КПД лампы накаливания растет, но при всем этом значительно понижается её долговечность. При температуре нити 2700 K время жизни лампы составляет приблизительно 1000 часов, при 3400 K всего только несколько часов, при увеличении напряжения на 20 %, яркость растет вдвое. Сразу с этим время жизни уменьшается на 95 %.

    Уменьшение напряжения питания хотя и понижает КПД, но зато наращивает долговечность. Так снижение напряжения вдвое (напр. при поочередном включении) уменьшает КПД примерно в 4-5 раз, но зато наращивает время жизни практически в тысячу раз. Этим эффектом нередко пользуются, когда нужно обеспечить надёжное дежурное освещение без особенных требований к яркости, к примеру, на лестничных площадках. Нередко для этого при питании переменным током лампу подключают поочередно с диодом, по этому ток в лампу идет исключительно в течение половины периода.

    Потому что цена потребленной за время службы лампой накаливания электроэнергии в 10-ки раз превосходит цена самой лампы, существует наилучшее напряжение, при котором цена светового потока мала. Наилучшее напряжение несколько выше номинального, потому методы увеличения долговечности методом снижения напряжения питания с экономической точки зрения полностью убыточны.

    Ограниченность времени жизни лампы накаливания обоснована в наименьшей степени испарением материала нити во время работы, и в основном возникающими в нити неоднородностями. Неравномерное испарение материала нити приводит к появлению истончённых участков с завышенным электронным сопротивлением, что в свою очередь ведёт к ещё большему нагреву и испарению материала в таких местах. Когда одно из этих сужений истончается так, что материал нити в этом месте плавится либо стопроцентно испаряется, ток прерывается, и лампа выходит из строя.

    Больший износ нити накала происходит при резкой подаче напряжения на лампу, потому существенно прирастить срок её службы можно используя различного рода устройства плавного пуска.

    Вольфрамовая нить накаливания имеет в прохладном состоянии удельное сопротивление, которое всего в 2 раза выше, чем сопротивление алюминия. При перегорании лампы нередко бывает, что сгорают медные проводки, соединяющие контакты цоколя с держателями спирали. Так, рядовая лампа на 60 Вт в момент включения потребляет выше 700 Вт, а 100-ваттная — более кв. По мере прогрева спирали её сопротивление растет, а мощность падает до номинальной.

    Для сглаживания пиковой мощности могут использоваться терморезисторы с очень падающим сопротивлением по мере прогрева, реактивный балласт в виде ёмкости либо индуктивности, диммеры (автоматические либо ручные). Напряжение на лампе вырастает по мере прогрева спирали и может употребляться для шунтирования балласта автоматикой. Без отключения балласта лампа может утратить от 5 до 20 % мощности, что тоже может быть прибыльно для роста ресурса.

    Низковольтные лампы накаливания при той же мощности имеют больший ресурс и светоотдачу благодаря большему сечению тела накаливания. Потому в многоламповых светильниках (люстрах) целенаправлено применение поочередного включения ламп на наименьшее напряжение заместо параллельного включения ламп на напряжение сети. К примеру, заместо параллельно включенных 6 ламп 220В 60Вт применить 6 поочередно включенных ламп 36 В 60Вт, другими словами поменять 6 тонких спиралей одной толстой.

    Разновидности ламп

    Лампы накаливания делятся на (размещены по порядку возрастания эффективности):

    • Вакуумные (самые обыкновенные)
    • Аргоновые (азот-аргоновые)
    • Криптоновые (приблизительно +10% яркости от аргоновых)
    • Ксеноновые (в 2 раза ярче аргоновых)
    • Галогенные (наполнитель I либо Br, в 2,5 раза ярче аргоновых, большой срок службы, не обожают недокала, потому что не работает галогенный цикл)
    • Галогенные с 2-мя пробирками (более действенный галогенный цикл за счет наилучшего нагрева внутренней пробирки)
    • Ксенон-галогенные (наполнитель Xe + I либо Br, более действенный наполнитель, до 3х раз ярче аргоновых)
    • Ксенон-галогенные с отражателем ИК излучения (потому что большая часть излучения лампы приходится на ИК спектр, то отражение ИК излучения вовнутрь лампы приметно увеличивает КПД, выполняются для охотничьих фонарей)
    • Накаливания с покрытием модифицирующим ИК излучение в видимый спектр. Ведутся разработки ламп с высокотемпературным люминофором, который при нагреве испускает видимый диапазон.

    elektrica.info