Datorită ieftinității și ușurinței lor de utilizare, lămpile cu incandescență continuă să fie surse comune de iluminat. Dar au eficiență scăzută și fiabilitate scăzută, așa că sunt din ce în ce mai mult înlocuite cu modele fluorescente sau LED mai eficiente. Pentru a face înlocuirea corectă fără a pierde iluminarea, este important să analizați caracteristicile tehnice ale lămpilor cu incandescență.
Parametrii becului:
- flux luminos;
- consumul de energie;
- ieșire de lumină;
- indicele de redare a culorii și temperatura culorii;
- termenul de serviciu;
- coeficientul de pulsație;
- Interval de temperatură de funcționare.
În plus, sunt importante caracteristicile suplimentare de design ale lămpilor, cum ar fi tipul de bază, gradul de protecție, dimensiunile.
Să luăm în considerare toți acești indicatori pentru lămpile cu incandescență.
Eficienţă
O lampă incandescentă folosește fenomenul de emisie de lumină de către un material încălzit (spirală de wolfram). Dacă corpul este încălzit la 570 ° C (culoare roșie), va fi emisă lumină în domeniul vizibil al undelor electromagnetice. Pentru ca spectrul de radiații să umple întreaga gamă de lumină vizibilă (de la roșu la violet), temperatura emițătorului trebuie să fie mult mai mare. Alegerea wolframului se datorează faptului că are cel mai înalt punct de topire (3410 °C) dintre metale. Poate rezista la 2000-2800 ° C fără să se prăbușească.
Luând în considerare curba sensibilității spectrale relative a vederii umane, cea mai potrivită pentru iluminare este lumina soarelui, care se caracterizează printr-o temperatură a stratului superior al Soarelui de 5770 K.
Deoarece temperatura filamentului din bec este mai scăzută, maximul de emisie este deplasat spre culoarea violetă. Prin urmare, cea mai mare parte a fluxului luminos al unei astfel de lămpi se află în zona radiației UV și nu este emis mai mult de 5% în partea vizibilă a intervalului. Prin urmare, valoarea ieșirii luminii, care caracterizează eficiența de conversie a puterii furnizate lămpii, este mică și se ridică la 10-15 lm/Bt.
Calitatea luminii
Calitatea luminii becului este determinată de temperatura culorii și indicele de redare a culorii.
Temperatura de culoare arată temperatura corpului negru, care are aceeași culoare cu radiația obiectului încălzit dat. Acest indicator caracterizează nuanțele de lumină. Pentru o lampă cu incandescență, temperatura de culoare este de obicei egală cu 2200-2900K. Un astfel de bec emite lumină galbenă, care este diferită de lumina zilei. După cum s-a dovedit, o astfel de lumină seara inhibă mai puțin eliberarea melatoninei, regulatorul bioritmurilor zilnice, la o persoană, ceea ce face o astfel de lumină mai confortabilă.
Coeficientul de redare a culorii caracterizează apropierea culorii iluminate de un anumit bec al obiectului de culoarea sa adevărată atunci când este iluminată de o sursă standard. Pentru o lampă cu incandescență, valoarea acestui coeficient este egală cu valoarea maximă de 100, deoarece este standardul pentru compararea acestui indicator.
Termenul serviciului
În comparație cu analogii, lămpile incandescente au o durată de viață scurtă. Acesta este, se ard mai des și mai repede. Acest lucru se datorează evaporării stratului de wolfram în timpul funcționării (încălzirii) becului. Firul se subțiază și se rupe.
În plus, atunci când lampa este aprinsă, rezistența filamentului de tungsten este mai mică decât rezistența becului de lucru, ceea ce duce la formarea unei supratensiuni de curent. Și asta înrăutățește calitatea firului.
Durata de viață a unei astfel de lămpi este de 1000 de ore. După ce a lucrat timp de 750 de ore, puterea sa de lumină scade cu 15%. Chiar și o mică creștere a tensiunii de alimentare poate reduce foarte mult durata de viață.
O formulă empirică poate fi utilizată pentru a estima acest impact:
(T 0 / T) = (U 0 / U) 13
unde: U 0 – Tensiunea de operare, V;
U – tensiunea rețelei, V;
T 0 – Durata de viață a pașaportului, oră;
T este durata de viață la tensiunea de rețea U.
Dacă U 0 = 220 V și U = 230 V, atunci durata de viață a lămpii va fi redusă la aproape jumătate și va fi egală cu doar 0,56 din valoarea nominală.
Acest lucru este confirmat de arderea frecventă a becurilor la intrări și pe scări. Acest lucru se datorează faptului că astfel de becuri sunt aprinse noaptea, când sarcina pe rețea scade și tensiunea pe rețea crește.
Pentru a crește fiabilitatea unor astfel de lămpi în spații nerezidențiale sau pe scări, acestea pot fi utilizate la tensiune redusă sau cu o diodă conectată în serie. O opțiune mai scumpă este să porniți dispozitivul de pornire ușoară. Un astfel de dispozitiv crește treptat tensiunea și elimină apariția supratensiunilor de curent.
Coeficientul de ondulare și temperatura de funcționare
Lămpile cu incandescență sunt alimentate de o rețea cu o frecvență de 50 Hz. În timpul funcționării lămpii, filamentul acesteia se încălzește uneori, apoi se răcește. În consecință, luminozitatea crește sau scade. Deoarece aceste oscilații apar cu o frecvență înaltă, ochiul uman nu observă aceste oscilații. Cu toate acestea, aceste pulsații afectează oboseala umană. Prin urmare, există cerințe pentru pulsația luminii în standardele de iluminat la locul de muncă. Pentru lucrări minore, aceste pulsații nu trebuie să depășească 10%, iar munca mai puțin responsabilă -25%.
Studiile efectuate au arătat că pulsația lămpii depinde de puterea lor și variază de la 1 la 4%. Cea mai mare pulsație a fost găsită în apropierea lămpilor cu o putere de 40 W.
Deoarece eficiența lămpilor incandescente este scăzută, acestea emit multă căldură. Experimentele efectuate au arătat că după 15 minute de funcționare continuă, becurile se încălzesc foarte mult. Temperatura lampii de 40 W ajunge la +120 °C, iar lampa de 95 W ajunge la +210 °C.
Caracteristica volt-curent
Caracteristica volt-amper a unei lămpi cu incandescență este neliniară. Acest lucru este cauzat de o creștere a rezistenței filamentului de tungsten cu o creștere a curentului și a temperaturii care circulă prin acesta. Datorită acestui fapt, punctul de lucru al lămpii este stabilizat automat. Prin urmare, nu necesită dispozitive de balast suplimentare.
Constructie
O lampă incandescentă este formată din 11 elemente structurale.
Pentru conectarea la rețeaua de alimentare se folosesc prize de diferite tipuri . Există mai multe standarde europene pentru tipurile de plinte folosite în regiunea noastră. Cele mai comune prize Edison cu filet sunt E14 (miniatură), E27, E40. Există, de asemenea, prize cu 2 pini și prize baionetă.
Becul unei lămpi cu incandescență poate fi de diferite dimensiuni, ceea ce afectează puterea becului. După culoare, poate fi transparent, mat, oglindă, colorat.
Unele caracteristici ale lămpilor cu incandescență sunt incluse în denumirile lor:
- B – vid;
- B – bispiral;
- ZK – oglindă;
- Ш – sferic;
- C este o lumânare.
Nouă generație
Principalele sarcini în timpul proiectării lămpilor incandescente ale noii generații:
- creșterea ccd;
- îmbunătățirea fiabilității;
- cresterea securitatii.
Pentru a reduce evaporarea wolframului, lampa este umplută cu gaz. De exemplu, vaporii de iod sunt utilizați într-o lampă cu halogen. Acest lucru permite creșterea fiabilității și a ieșirii luminii. Se folosește și un amestec de argon cu azot, cripton și xenon. Aceste modele sunt mai scumpe deoarece gazul lor are o conductivitate termică scăzută, datorită căreia luminozitatea crește.
Calitatea luminii este de asemenea crescută constructiv. Balonul este din sticlă cu adaos de neodim.
Contra
- Eficiență minimă. Puterea luminii este de numai 10 lm/W. Pentru lămpile fluorescente, acest parametru este egal cu 50 lm/W, iar pentru LED – 80 lm/W.
- Fiabilitate scăzută. Durata de viață este de 1000 de ore. Pentru lămpile fluorescente, acest parametru este egal cu 8.000 de ore, iar pentru lămpile cu LED – 50.000 de ore.
- Temperatura ridicata de functionare. Pentru lămpile puternice, temperatura poate atinge +210°С. Pentru fluorescente și LED, această valoare este egală cu +60°С…+70°С.
- În comparație cu lămpile LED, lămpile cu incandescență au un design fragil și nu tolerează bine vibrațiile.
Plusuri
- Ieftinitate relativă. Costul unei lămpi cu incandescență este de 30-40 de ruble. Costul fluorescentului – 150 de ruble. Costul unui LED este de 500 de ruble.
- Nivel ridicat de culoare. Coeficientul de culoare este 100. Pentru lămpile fluorescente și convenționale cu LED, acest coeficient este mult mai mic. Lampa emite o lumină confortabilă care nu perturbă bioritmurile umane.
- Nu este nevoie să conectați echipamentul de control al pornirii. Pentru a porni o lampă fluorescentă sunt necesare un șoc și un demaror, iar o sursă de alimentare este necesară pentru funcționarea stabilă a unei lămpi LED