✖


Jump to content

Лампа накаливания

(Перенаправлено с Лампа накаливания )

Лампа накаливания на 230 В с цоколем среднего размера ( Эдисон 27 мм) Е27 . Нить накала видна как преимущественно горизонтальная линия между вертикальными проводами питания.
Изображение помощью сканирующего электронного микроскопа. вольфрамовой с нити лампы накаливания, полученное
Сложный свет в Денвере, Колорадо.

Лампа накаливания , лампа накаливания или лампа накаливания представляет собой электрический свет с нитью накаливания , которая нагревается до тех пор, пока она не начнет светиться . Нить накала заключена в стеклянную колбу, которая либо откачана , либо заполнена инертным газом для защиты нити от окисления . Электрический ток к нити подается с помощью клемм или проводов, встроенных в стекло. Патрон лампы обеспечивает механическую поддержку и электрические соединения.

Лампы накаливания производятся в широком диапазоне размеров, светоотдачи и номинального напряжения : от 1,5 В до примерно 300 В. Они не требуют внешнего регулирующего оборудования , имеют низкие производственные затраты и одинаково хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе . В результате лампы накаливания стали широко использоваться в домашнем и коммерческом освещении, для портативного освещения, такого как настольные лампы, автомобильные фары и фонарики , а также для декоративного и рекламного освещения.

Лампы накаливания гораздо менее эффективны, чем другие виды электрического освещения. Менее 5% потребляемой ими энергии преобразуется в видимый свет; остальное теряется в виде тепла. [1] [2] Световая отдача типичной лампы накаливания при напряжении 120 В составляет 16 люмен на ватт (лм/Вт) по сравнению с 60 лм/Вт для компактной люминесцентной лампы или 100 лм/Вт для типичных белых светодиодных ламп . [3]

Тепло, выделяемое нитями накала, используется в некоторых приложениях, таких как тепловые лампы в инкубаторах , лавовые лампы , лампы с эффектом Эдисона и игрушка Easy-Bake Oven . Галогенные инфракрасные обогреватели с кварцевой колбой используются в промышленных процессах, таких как отверждение краски и отопление помещений.

Лампы накаливания обычно имеют короткий срок службы по сравнению с другими типами освещения; около 1000 часов для домашних лампочек против обычно 10 000 часов для компактных люминесцентных ламп и 20 000–30 000 часов для светодиодов. Большинство ламп накаливания можно заменить люминесцентными лампами , газоразрядными лампами высокой интенсивности и светодиодными лампами (LED). Некоторые правительства начали поэтапный отказ от ламп накаливания, чтобы снизить потребление энергии.

История

[ редактировать ]

Историки Роберт Фридель и Пол Израэль перечисляют изобретателей ламп накаливания до Джозефа Свона и Томаса Эдисона из General Electric . [4] : 91–93  Они приходят к выводу, что версия Эдисона была первой практической реализацией, способной превзойти другие благодаря сочетанию четырех факторов: эффективного для лампы накаливания материала ; вакуум выше , чем в других реализациях, что достигается за счет использования насоса Шпренгеля ; высокое сопротивление , которое сделало распределение электроэнергии из централизованного источника экономически выгодным, а также разработку сопутствующих компонентов, необходимых для крупномасштабной системы освещения.

Историк Томас Хьюз объяснил успех Эдисона разработкой целостной интегрированной системы электрического освещения.

Лампа была небольшим компонентом в его системе электрического освещения и не более важна для ее эффективного функционирования, чем генератор Эдисона Джамбо , главная и фидерная система Эдисона и система параллельного распределения. Другие изобретатели генераторов и ламп накаливания, обладавшие сравнимой изобретательностью и совершенством, были давно забыты, поскольку их создатели не руководили их внедрением в систему освещения .

- Томас П. Хьюз, в книге «Технологии в поворотный момент » под редакцией У. Б. Пикетта. [5] [6]

Ранние докоммерческие исследования

[ редактировать ]
Оригинальная лампа с угольной нитью из Томаса Эдисона в Менло-Парке. магазина

В 1761 году Эбенезер Кинерсли продемонстрировал нагрев провода до накаливания . [8] Однако такие провода имели тенденцию очень быстро плавиться или окисляться (гореть) в присутствии воздуха. [9] Свет лайма стал популярной формой сценического освещения в начале 19 века, когда кусок оксида кальция нагревали до накаливания с помощью кислородно-водородной горелки . [10]

В 1802 году Хамфри Дэви использовал то, что он назвал « батареей огромных размеров». [11] состоящая из 2000 камер, расположенных в подвале Королевского института Великобритании, [12] создать лампу накаливания, пропуская ток через тонкую полоску платины , выбранной потому, что этот металл имел чрезвычайно высокую температуру плавления . Он не был достаточно ярким и длился недостаточно долго, чтобы его можно было использовать на практике, но он стал прецедентом, лежащим в основе усилий множества экспериментаторов в течение следующих 75 лет. [13] Дэви также продемонстрировал электрическую дугу , пропуская сильный ток между двумя кусками древесного угля.

В течение следующих 40 лет было проведено много исследований по превращению угольной дуговой лампы в практичное средство освещения. [9] Сама угольная дуга была тусклой и фиолетовой по цвету, излучая большую часть своей энергии в ультрафиолете, но положительный электрод был нагрет до температуры чуть ниже точки плавления углерода и светился очень ярко с накалом, очень близким к солнечному. [14] Дуговые лампы очень быстро сжигали свои угольные стержни, выделяли опасный угарный газ и имели тенденцию производить мощность в десятки киловатт. Поэтому они были практичны только для освещения больших площадей, поэтому исследователи продолжали искать способ сделать лампы пригодными для домашнего использования. [9]

В течение первых трех четвертей XIX века многие экспериментаторы работали с различными комбинациями платиновых или иридиевых проволок, углеродных стержней, а также вакуумированных или полувакуумированных корпусов. Многие из этих устройств были продемонстрированы, а некоторые были запатентованы. [15]

В 1835 году Джеймс Боуман Линдсей продемонстрировал постоянный электрический свет на публичном собрании в Данди, Шотландия . Он заявил, что может «читать книгу на расстоянии полутора футов». Однако дальнейшего развития электрического света он не сделал. [16]

В 1838 году бельгийский литограф Марселлен Жобар изобрел лампочку накаливания с вакуумной атмосферой, использующую углеродную нить. [17]

В 1840 году британский учёный Уоррен Де ла Рю поместил свернутую платиновую нить в вакуумную трубку и пропустил через неё электрический ток. Конструкция была основана на концепции, согласно которой высокая температура плавления платины позволит ей работать при высоких температурах и что вакуумированная камера будет содержать меньше молекул газа, вступающих в реакцию с платиной, что увеличит ее долговечность. Хотя это была работоспособная конструкция, стоимость платины делала ее непрактичной для коммерческого использования.

В 1841 году Фредерик де Молейн из Англии получил первый патент на лампу накаливания, в конструкции которой использовались платиновые провода, заключенные внутри вакуумной колбы. Он также использовал углерод. [18] [19]

В 1845 году американец Джон Старр запатентовал лампочку накаливания, в которой использовались углеродные нити. [20] [21] Его изобретение так и не было реализовано в коммерческих целях. [22]

В 1851 году Жан Эжен Робер-Уден публично продемонстрировал лампы накаливания в своем поместье в Блуа, Франция. Его лампочки выставлены в музее замка Блуа . [а]

В 1859 году Мозес Г. Фармер сконструировал электрическую лампочку накаливания с платиновой нитью. [23] Позже Томас Эдисон увидел одну из этих лампочек в магазине в Бостоне и попросил у Фармера совета по поводу бизнеса в области электрического освещения.

Александр Лодыгин на советской почтовой марке 1951 года.

В 1872 году россиянин Александр Лодыгин изобрел лампочку накаливания и получил российский патент в 1874 году. В качестве горелки он использовал два угольных стержня уменьшенного сечения в стеклянном приемнике, герметично закрытом и заполненном азотом, электрически устроенном так, чтобы ток мог передаваться второму углероду, когда первый уже израсходован. [24] Позже он жил в США, сменил имя на Александр де Лодигин, подал заявку и получил патенты на лампы накаливания, имеющие накаливания из хрома , иридия , нити родия , рутения , осмия , молибдена и вольфрама . [25] .

подали канадский патент 24 июля 1874 года Генри Вудворд и Мэтью Эванс на лампу, состоящую из угольных стержней, установленных в стеклянном цилиндре, наполненном азотом. Им не удалось коммерциализировать свою лампу, и в 1879 году они продали права на свой патент ( патент США № 181 613 ) Томасу Эдисону (Эдисону требовалось право собственности на новое утверждение о лампах, соединенных в параллельную цепь). [26] [27]

4 марта 1880 года, всего через пять месяцев после появления лампочки Эдисона, Алессандро Круто создал свою первую лампу накаливания. Круто получил нить путем осаждения графита на тонкие платиновые нити, нагревая ее электрическим током в присутствии газообразного этилового спирта . Нагревание этой платины при высоких температурах оставляет после себя тонкие платиновые нити, покрытые чистым графитом. К сентябрю 1881 года он создал успешную версию первой синтетической нити. Лампочка, изобретенная Круто, проработала пятьсот часов, в отличие от сорока часов оригинальной версии Эдисона. На Мюнхенской электрической выставке 1882 года в Баварии, Германия, лампа Круто была более эффективной, чем лампа Эдисона, и давала лучший белый свет. [28]

В 1893 году Генрих Гёбель заявил, что в 1854 году он разработал первую лампу накаливания с тонкой карбонизированной бамбуковой нитью высокого сопротивления, платиновыми подводящими проводами в цельностеклянной колбе и высоким вакуумом. Судьи четырех судов выразили сомнение по поводу предполагаемого ожидания Гёбеля , но решение на окончательном слушании так и не было принято из-за истечения срока действия патента Эдисона. В исследовательской работе, опубликованной в 2007 году, был сделан вывод, что история ламп Гебеля 1850-х годов является вымышленной. [29]

Коммерциализация

[ редактировать ]

Углеродная нить и вакуум

[ редактировать ]
Лампы накаливания с угольной нитью, показывающие потемнение колбы.
сэр Джозеф Уилсон Свон

Джозеф Свон (1828–1914) был британским физиком и химиком. В 1850 году он начал работать с нитями карбонизированной бумаги в вакуумированной стеклянной колбе. К 1860 году он смог продемонстрировать работающее устройство, но отсутствие хорошего вакуума и достаточного количества электроэнергии привело к короткому сроку службы лампы и неэффективному источнику света. К середине 1870-х годов стали доступны более совершенные насосы, и Свон вернулся к своим экспериментам. [30]

Историческая мемориальная доска в Андерхилле , первом доме, освещенном электрическим светом.

С помощью Чарльза Стерна, эксперта по вакуумным насосам, в 1878 году Свон разработал метод обработки, позволяющий избежать раннего почернения колбы. Он получил британский патент в 1880 году. [31] 18 декабря 1878 года лампа с тонким угольным стержнем была показана на собрании Химического общества Ньюкасла , и Свон провел рабочую демонстрацию на их собрании 17 января 1879 года. Ее также показали 700 людям, присутствовавшим на собрании Литературного общества . и Философское общество Ньюкасла-апон-Тайна 3 февраля 1879 года. [32] В этих лампах использовался угольный стержень от дуговой лампы, а не тонкая нить накала. Таким образом, они имели низкое сопротивление и требовали очень толстых проводников для подачи необходимого тока, поэтому они не были коммерчески практичны, хотя и продемонстрировали возможности освещения лампами накаливания с относительно высоким вакуумом, углеродным проводником и платиновыми подводящими проводами. . Эта лампочка проработала около 40 часов. [32]

Затем Свон сосредоточил свое внимание на производстве более качественной углеродной нити и способах крепления ее концов. В начале 1880-х годов он разработал метод обработки хлопка для получения «пергаментированной нити» и в том же году получил британский патент № 4933. [31] С этого года он начал устанавливать лампочки в домах и достопримечательностях Англии. Его дом в Андерхилле, Лоу-Фелл, Гейтсхед , был первым в мире, освещенным лампочкой. В начале 1880-х годов он основал свою компанию. [33] В 1881 году театр Савой в Вестминстере в Лондоне был освещен лампочками накаливания Swan, что стало первым театром и первым общественным зданием в мире, полностью освещенным электричеством. [34] Первой улицей в мире, освещенной лампочкой накаливания, была Мосли-стрит в Ньюкасл-апон-Тайн , Великобритания . Он был освещен лампой накаливания Джозефа Свона 3 февраля 1879 года. [35] [36]

Сравнение лампочек Эдисона, Максима и Лебедя, 1885 г.
Лампы Эдисона с угольной нитью, начало 1880-х годов.
Томас Альва Эдисон

Томас Эдисон начал серьезные исследования по разработке практичной лампы накаливания в 1878 году. Эдисон подал свою первую заявку на патент на «Усовершенствование электрического освещения» 14 октября 1878 года. [37] После многих экспериментов, сначала с углеродом в начале 1880-х годов, а затем с платиной и другими металлами, Эдисон в конце концов вернулся к углеродной нити. [38] Первое успешное испытание состоялось 22 октября 1879 года. [39] [40] и продолжалось 13,5 часов. Эдисон продолжал совершенствовать эту конструкцию и к 4 ноября 1879 года подал заявку на патент США на электрическую лампу, в которой использовалась «углеродная нить накала или полоса, свернутая и соединенная… с платиновыми контактными проводами». [41] Хотя в патенте описано несколько способов создания углеродной нити, в том числе использование «хлопчатобумажной и льняной нити, деревянных шин и бумаги, свернутой различными способами», [41] Позже Эдисон и его команда обнаружили, что нить из карбонизированного бамбука может прослужить более 1200 часов. [42] В 1880 году компании Oregon Railroad and Navigation Company пароход «Колумбия» стал первым, кто применил электрические лампы накаливания Эдисона (это был также первый корабль, использовавший динамо-машину ). [43] [44] [45]

Албон Мэн, юрист из Нью-Йорка, основал компанию Electro-Dynamic Light Company в 1878 году, чтобы использовать свои патенты и патенты Уильяма Сойера . [46] [47] Несколько недель спустя была организована Компания электрического освещения США. [46] [47] [48] Эта компания не произвела свою первую коммерческую установку ламп накаливания до осени 1880 года в компании Mercantile Safe Deposit Company в Нью-Йорке, примерно через шесть месяцев после того, как лампы накаливания Эдисона были установлены на « Колумбии» . Хирам С. Максим был главным инженером в компании United States Electric Lighting Company. [49] После большого успеха в США запатентованная Эдисоном лампа накаливания начала приобретать широкую популярность и в ; Европе Среди прочего, первые лампочки Эдисона в скандинавских странах были установлены в ткацком цехе текстильной фабрики Финлейсона в Тампере, Финляндия, в марте 1882 года. [50]

Льюис Латимер , работавший в то время у Эдисона, разработал улучшенный метод термообработки углеродных нитей, который уменьшил поломку и позволил придать им новые формы, такие как характерная форма «М» нитей Maxim. 17 января 1882 года Латимер получил патент на «Процесс производства углерода», улучшенный метод производства нитей для лампочек, который был приобретен компанией United States Electric Light Company. [51] Латимер запатентовал и другие усовершенствования, например, лучший способ крепления нитей к проволочным опорам. [52]

В Великобритании компании Edison и Swan объединились в Edison and Swan United Electric Company (позже известную как Ediswan и в конечном итоге вошедшую в состав Thorn Lighting Ltd ). Эдисон изначально был против этого объединения, но в конечном итоге Эдисон был вынужден сотрудничать, и слияние было совершено. В конце концов, Эдисон приобрел всю долю Свона в компании. Свон продал свои патентные права в США компании Brush Electric Company в июне 1882 года.

Патент США 0 223 898 Томаса Эдисона на улучшенную электрическую лампу, 27 января 1880 г.

вынесло Патентное ведомство США 8 октября 1883 года постановление о том, что патенты Эдисона основаны на уровне техники Уильяма Сойера и недействительны. Судебные разбирательства продолжались несколько лет. В конце концов, 6 октября 1889 года судья постановил, что иск Эдисона об улучшении электрического освещения в отношении «углеродной нити с высоким сопротивлением» является действительным. [53]

Основная трудность при эвакуации ламп заключалась в том, что влага внутри колбы раскалывалась при зажжении лампы, в результате чего кислород попадал в нить накала. [54] В 1880-х годах фосфорный ангидрид использовался в сочетании с дорогими ртутными вакуумными насосами . [55] Однако примерно в 1893 году итальянский изобретатель Артуро Малиньяни [ он ] (1865–1939), у которого не было этих насосов, обнаружил, что пары фосфора выполняют работу по химическому связыванию оставшихся количеств воды и кислорода. [54] [55] В 1896 году он запатентовал процесс введения красного фосфора в качестве так называемого газопоглотителя внутрь лампочки. [54] ), что позволило получить экономичные лампочки со сроком службы 800 часов; его патент был приобретен Эдисоном в 1898 году. [30]

В 1897 году немецкий физик и химик Вальтер Нернст разработал лампу Нернста — разновидность лампы накаливания, в которой использовался керамический глобар и не требовалось помещение в вакуум или инертный газ. [56] [57] Лампы Нернста, вдвое более эффективные, чем лампы с угольной нитью, некоторое время были популярны, пока их не вытеснили лампы с металлическими нитями.

Металлическая нить, инертный газ

[ редактировать ]
Ханаман (слева) и Джаст (справа), изобретатели вольфрамовых лампочек.
Венгерская реклама вольфрамовой лампы 1906 года. Это была первая лампочка, в которой использовалась вольфрамовая вместо углеродной нить. Надпись гласит: проволочная лампа с вытянутым проводом – нерушимая .

В патенте US575002 от 1 декабря 1897 г., выданном Александру Лодыгину (Лодыгин, Россия), описана нить накала, изготовленная из редких металлов, в том числе из вольфрама. Лодыгин изобрел процесс, при котором редкие металлы, такие как вольфрам, могут быть химически обработаны и подвергнуты термическому испарению на электрически нагретой нитевидной проволоке (платина, углерод, золото), действующей как временная основа или скелетная форма. (патент США 575 002). Позже Лодыгин продал права на патент компании GE. В 1902 году компания Siemens разработала танталовую ламповую нить, которая была более эффективной, чем даже графитированные угольные нити, поскольку могла работать при более высоких температурах. Поскольку металлический тантал имеет более низкое удельное сопротивление, чем углерод, нить танталовой лампы была довольно длинной и требовала нескольких внутренних опор. Металлическая нить постепенно сокращалась в использовании; нити были установлены с большими провисающими петлями. Лампы, проработавшие несколько сотен часов, стали довольно хрупкими. [58] Металлические нити имели свойство ломаться и повторно свариваться, хотя это обычно уменьшало сопротивление и сокращало срок службы нити. General Electric купила права на использование танталовых нитей и производила их в США до 1913 года. [59]

С 1898 по 1905 год осмий также использовался в качестве нити накаливания в лампах, изготовленных Карлом Ауэром фон Вельсбахом . Металл был настолько дорогим, что использованные лампы можно было вернуть в кредит. [60] Его невозможно было изготовить для напряжения 110 В или 220 В, поэтому несколько ламп были подключены последовательно для использования в цепях стандартного напряжения. В основном они продавались в Европе.

Вольфрамовая нить

[ редактировать ]

13 декабря 1904 года венгр Шандор Юст и хорват Франьо Ханаман получили венгерский патент (№ 34541) на лампу на вольфрамовой нити, которая служила дольше и давала более яркий свет, чем углеродная нить. [30] Лампы накаливания с вольфрамом впервые были проданы венгерской компанией Tungsram в 1904 году. Во многих европейских странах этот тип часто называют вольфрамовыми лампами. [61] Заполнение колбы инертным газом, например аргоном или азотом, замедляет испарение вольфрамовой нити по сравнению с ее работой в вакууме. Это обеспечивает более высокие температуры и, следовательно, большую эффективность при меньшем сокращении срока службы нити. [62]

В 1906 году Уильям Д. Кулидж разработал метод изготовления «пластичного вольфрама» из спеченного вольфрама , который можно было превратить в нити, работая в компании General Electric . [63] К 1911 году General Electric начала продавать лампы накаливания с пластичной вольфрамовой проволокой. [64]

В 1913 году Ирвинг Ленгмюр обнаружил, что заполнение лампы инертным газом вместо вакуума приводит к удвоению светоотдачи и уменьшению потемнения лампы. [ нужна ссылка ]

В 1917 году Берни Ли Бенбоу получил патент на спиральную нить , при которой скрученная нить затем сама сворачивается в катушку с помощью оправки . [65] [66] В 1921 году Дзюнъити Миура создал первую лампу с двойной катушкой, используя спиральную вольфрамовую нить, работая на Hakunetsusha (предшественник Toshiba ). В то время не существовало оборудования для массового производства спиральных нитей. К 1936 году Хакунецуса разработал метод массового производства спиральных нитей. [67]

Между 1924 годом и началом Второй мировой войны картель Феба пытался установить цены и квоты продаж для производителей лампочек за пределами Северной Америки. [68]

В 1925 году американский химик Марвин Пипкин запатентовал процесс замораживания внутренней части лампочек без их ослабления. [69] В 1947 году он запатентовал процесс покрытия внутренней части ламп кремнеземом . [70]

В 1930 году венгр Имре Броуди наполнил лампы криптоном, а не аргоном, и разработал процесс получения криптона из воздуха. Производство ламп, наполненных криптоном, на основе его изобретения началось в Айке в 1937 году на заводе, спроектированном совместно Поланьи и физиком венгерского происхождения Эгоном Орованом . [71]

К 1964 году повышение эффективности и производство ламп накаливания снизили стоимость обеспечения заданного количества света в тридцать раз по сравнению со стоимостью при внедрении системы освещения Эдисона. [72]

Потребление ламп накаливания в США быстро росло. В 1885 году было продано около 300 000 ламп общего освещения, все с углеродными нитями. Когда были внедрены вольфрамовые нити, в США существовало около 50 миллионов патронов для ламп. В 1914 г. использовалось 88,5 млн ламп (только 15% с угольными нитями), а к 1945 г. годовая продажа ламп составила 795 млн (более 5 ламп на человека в год). [73]

Эффективность и эффективность

[ редактировать ]
Дополнительная информация: Световая отдача.
Спектр лампы накаливания при температуре 2200 К, показывающий большую часть ее излучения в виде невидимого инфракрасного света.
Тепловое изображение лампы накаливания. 22–175 ° C (72–347 ° F). Большая часть среднего и дальнего ИК-излучения поглощается стеклом, нагревая его до палящих температур. Это нагревает окружающий воздух, который поднимается вверх, помогая охладить лампочку снизу вверх.

Менее 5% мощности, потребляемой типичной лампой накаливания, преобразуется в видимый свет, а большая часть остальной энергии излучается в виде невидимого инфракрасного излучения. [1] [74] Лампочки оцениваются по светоотдаче , которая представляет собой отношение количества излучаемого видимого света ( светового потока ) к потребляемой электрической мощности. [75] Световая отдача измеряется в люменах на ватт (лм/Вт).

Световая отдача источника определяется как отношение его светоотдачи к максимально возможной светоотдаче, которая составляет 683 лм/Вт. [76] [77] Идеальный источник белого света может производить около 250 люмен на ватт, что соответствует светоотдаче 37%. [78]

При заданном количестве света лампа накаливания потребляет больше энергии и выделяет больше тепла, чем большинство других типов электрического освещения. В зданиях, где используется кондиционирование воздуха , тепловая мощность ламп накаливания увеличивает нагрузку на систему кондиционирования. [79] Хотя тепло от освещения уменьшит необходимость использования системы отопления здания, последняя обычно может производить такое же количество тепла при меньших затратах, чем лампы накаливания.

В таблице ниже приведены световая отдача и эффективность для нескольких типов ламп накаливания. Более длинная диаграмма светоотдачи позволяет сравнить более широкий спектр источников света.

Тип Общая светоотдача Общая светоотдача (лм/Вт)
Вольфрамовая лампа накаливания мощностью 40 Вт (120 В, общего назначения) 1.9% 12.6 [1]
Вольфрамовая лампа накаливания мощностью 60 Вт (120 В, общего назначения) 2.1% 14.5 [1]
Вольфрамовая лампа накаливания 100 Вт (120 В, общего назначения) 2.6% 17.5 [1]
Стекло галогенное 2.3% 16
Кварц-галогеновый 3.5% 24
Фото- и проекционные лампы с очень высокой температурой нити накала и коротким сроком службы. 5.1% 35 [80]
Теоретический максимум для лампы накаливания с вольфрамовой нитью 7.6% 52 [72]

Цветопередача

[ редактировать ]

Спектр света, излучаемого лампой накаливания, близко приближается к спектру света излучателя черного тела при той же температуре. [81] Основой источников света, используемых в качестве эталона цветовосприятия, является вольфрамовая лампа накаливания, работающая при определенной температуре. [82]

Спектральное распределение мощности лампы накаливания мощностью 25 Вт.

Источники света, такие как люминесцентные лампы, газоразрядные лампы высокой интенсивности и светодиодные лампы, имеют более высокую светоотдачу. Эти устройства производят свет посредством люминесценции . Их свет имеет полосы характерных длин волн без «хвоста» невидимых инфракрасных излучений вместо непрерывного спектра, создаваемого тепловым источником. Путем тщательного выбора флуоресцентных люминофорных покрытий или фильтров, которые изменяют спектральное распределение, излучаемый спектр можно настроить так, чтобы имитировать внешний вид источников света или других цветовых температур белого света. При использовании этих источников для задач, чувствительных к цвету, таких как освещение кинофильмов, могут потребоваться особые методы, чтобы имитировать внешний вид освещения лампами накаливания. [83] Метамерия описывает влияние различного распределения светового спектра на восприятие цвета.

Стоимость освещения

[ редактировать ]
См. Также: Проект архитектурного освещения.

Первоначальная стоимость лампы накаливания невелика по сравнению со стоимостью энергии, которую она использует в течение своего срока службы. Лампы накаливания имеют более короткий срок службы, чем большинство других источников освещения, что является важным фактором, если замена неудобна или дорога. Некоторые типы ламп, в том числе лампы накаливания и люминесцентные, с возрастом излучают меньше света; это может быть неудобно или сократить эффективный срок службы из-за замены лампы до полного выхода из строя. Сравнение стоимости эксплуатации лампы накаливания с другими источниками света должно включать требования к освещенности, стоимость лампы и трудозатраты на замену ламп (с учетом эффективного срока службы лампы), стоимость используемой электроэнергии, влияние работы лампы на системы отопления и кондиционирования. . в здании При использовании для освещения домов и коммерческих зданий энергия, теряемая на тепло, может значительно увеличить энергию, необходимую для системы кондиционирования воздуха . Во время отопительного сезона тепло, выделяемое лампочками, не тратится зря. [84] хотя в большинстве случаев экономически выгоднее получать тепло от системы отопления. Тем не менее, в течение года более эффективная система освещения экономит энергию практически во всех климатических условиях. [85]

Меры по запрету использования

[ редактировать ]
Основная статья: Поэтапный отказ от ламп накаливания

Поскольку лампы накаливания потребляют больше энергии, чем их альтернативы, такие как КЛЛ и светодиодные лампы , многие правительства ввели меры по запрету их использования, установив минимальные стандарты эффективности, более высокие, чем могут быть достигнуты лампами накаливания. Меры по запрету лампочек были приняты, в частности, в Европейском Союзе, США, России, Бразилии, Аргентине, Канаде и Австралии. Европейская комиссия подсчитала, что запрет приносит экономике от 5 до 10 миллиардов евро и экономит 40 ТВтч электроэнергии каждый год, что приводит к сокращению выбросов CO 2 на 15 миллионов тонн. [86] [87]

Возражения против запрета использования ламп накаливания включают более высокую первоначальную стоимость альтернатив и более низкое качество света люминесцентных ламп. [88] Некоторые люди обеспокоены на здоровье . воздействием люминесцентных ламп [89]

Усилия по повышению эффективности

[ редактировать ]
Ксеноново- галогенная лампа с цоколем Е27, способная заменить негалогенную лампочку.

Были проведены некоторые исследования для повышения эффективности коммерческих ламп накаливания. В 2007 году компания General Electric объявила о проекте высокоэффективной лампы накаливания (HEI), которая, как они утверждали, в конечном итоге будет в четыре раза более эффективной, чем нынешние лампы накаливания, хотя их первоначальная производственная цель заключалась в том, чтобы быть примерно вдвое более эффективной. [90] [91] Программа HEI была прекращена в 2008 году из-за медленного прогресса. [92] [93] Исследования Министерства энергетики США в Национальных лабораториях Сандии первоначально указали на потенциал значительного повышения эффективности нити накала с фотонной решеткой . [90] Однако более поздние работы показали, что первоначально многообещающие результаты оказались ошибочными. [94]

В соответствии с законодательством различных стран, требующим повышения эффективности ламп, гибридные представила компания Philips лампы накаливания . Лампы накаливания Halogena Energy Saver могут производить около 23 лм/Вт; примерно на 30 процентов более эффективны, чем традиционные лампы накаливания, за счет использования отражающей капсулы для отражения ранее потраченного впустую инфракрасного излучения обратно на нить накала, из которого часть переизлучается в виде видимого света. [88] Эта концепция была впервые предложена компанией Duro-Test в 1980 году с коммерческим продуктом, производившим 29,8 лм/Вт. [95] [96] Более совершенные отражатели на основе интерференционных фильтров или фотонных кристаллов теоретически могут обеспечить более высокую эффективность, вплоть до предела около 270 лм/Вт (40% от максимально возможной эффективности). [97] Лабораторные эксперименты по проверке концепции дали мощность до 45 лм/Вт, что приближается к эффективности компактных люминесцентных ламп. [97] [98]

Строительство

[ редактировать ]

Лампы накаливания состоят из герметичного стеклянного корпуса (колбы или колбы) с нитью из вольфрамовой проволоки внутри колбы, через которую электрический ток пропускают . Контактные провода и основание с двумя (или более) проводниками обеспечивают электрическое соединение нити. Лампы накаливания обычно имеют стержень или стеклянное крепление, прикрепленное к цоколю лампы, что позволяет электрическим контактам проходить через колбу без утечек воздуха или газа. Маленькие проволоки, встроенные в стержень, в свою очередь поддерживают нить и ее выводы.

Электрический ток обычно нагревает нить накала до температуры от 2000 до 3300 К (от 1730 до 3030 °C; от 3140 до 5480 °F), что значительно ниже температуры плавления вольфрама, равной 3695 К (3422 °C; 6191 °F). Температура нити накала зависит от ее типа, формы, размера и количества потребляемого тока. Нагретая нить излучает свет, близкий к непрерывному спектру . Полезная часть излучаемой энергии — это видимый свет , но большая часть энергии выделяется в виде тепла в ближнем инфракрасном диапазоне.

Лампы

[ редактировать ]

Большинство лампочек имеют прозрачное или покрытое стекло. В стеклянные колбы с покрытием вдувается каолиновая глина, которая электростатически осаждается внутри колбы. Слой порошка рассеивает свет от нити. В глину можно добавлять пигменты, чтобы отрегулировать цвет излучаемого света. Каолиновые рассеянные лампы широко используются во внутреннем освещении из-за их сравнительно мягкого света. Также производятся другие виды цветных лампочек, в том числе различные цвета, используемые для «лампочек для вечеринок», елочных огней и другого декоративного освещения. Они создаются путем окрашивания стекла примесью легирующей ; который часто представляет собой металл, такой как кобальт (синий) или хром (зеленый). [99] Неодимсодержащее стекло иногда используется для обеспечения более естественного света.

  1. Контур стеклянной колбы
  2. Инертный газ низкого давления ( аргон , азот , криптон , ксенон )
  3. Вольфрамовая нить
  4. Контактный провод (входит в шток)
  5. Контактный провод (выходит из штока)
  6. Опорные провода (один конец встроен в шток; ток не проводит)
  7. Вынос (крепление на стекло)
  8. Контактный провод (выходит из штока)
  9. Колпачок (рукав)
  10. Изоляция ( витрит )
  11. Электрический контакт

Стеклянная колба лампы общего назначения может достигать температуры от 200 до 260 °C (от 392 до 500 °F). Лампы, предназначенные для работы на большой мощности или используемые для обогрева, должны иметь колбы из твердого стекла или плавленого кварца . [72]

Если корпус лампочки протекает, горячая вольфрамовая нить вступает в реакцию с воздухом, образуя аэрозоль коричневого нитрида вольфрама , коричневого диоксида вольфрама , фиолетово-синего пентаоксида вольфрама и желтого триоксида вольфрама , который затем осаждается на близлежащих поверхностях или внутри лампочки.

Заполнение газом

[ редактировать ]

Большинство современных лампочек заполнены инертным газом , чтобы уменьшить испарение нити накаливания и предотвратить ее окисление . Газ находится под давлением около 70 кПа (0,7 атм). [100]

Газ уменьшает испарение нити, но наполнитель следует выбирать тщательно, чтобы избежать значительных потерь тепла. Для этих свойств химическая инертность и высокая атомная или молекулярная масса желательны . Присутствие молекул газа отбрасывает освободившиеся атомы вольфрама обратно к нити. [ нужна ссылка ] уменьшая его испарение и позволяя эксплуатировать его при более высоких температурах без сокращения срока его службы (или, при работе при той же температуре, продлевает срок службы нити накала). С другой стороны, присутствие газа приводит к потерям тепла из нити накала — и, следовательно, к потере эффективности из-за уменьшения накала — за счет теплопроводности и тепловой конвекции .

Ранние лампы использовали только вакуум для защиты нити накала от кислорода. Вакуум увеличивает испарение нити, но устраняет два вида потери тепла. В некоторых небольших современных лампах также используется вакуум.

Наиболее часто используемые заливки: [101]

  • Вакуум , используемый в небольших лампах. Обеспечивает лучшую теплоизоляцию нити, но не защищает от ее испарения. Используется также в более крупных лампах, где необходимо ограничить температуру внешней поверхности колбы.
  • Аргон (93%) и азот (7%), где аргон используется из-за его инертности, низкой теплопроводности и низкой стоимости, а азот добавляется для увеличения напряжения пробоя и предотвращения искрения между частями нити накала. [100]
  • Азот, используемый в некоторых мощных лампах, например, в проекционных лампах, а также там, где требуется более высокое пробивное напряжение из-за близости частей накала или подводящих проводов.
  • Криптон , который более выгоден, чем аргон, из-за его более высокого атомного веса и более низкой теплопроводности (что также позволяет использовать лампы меньшего размера), но его использование сдерживается гораздо более высокой стоимостью, ограничивая его в основном лампами меньшего размера.
  • Криптон смешивается с ксеноном , где ксенон еще больше улучшает свойства газа за счет более высокого атомного веса. Однако его применение ограничено из-за очень высокой стоимости. Улучшения от использования ксенона скромны по сравнению с его стоимостью.
  • Водород — в специальных проблесковых лампах, где требуется быстрое охлаждение нити накала; здесь используется его высокая теплопроводность.
  • Галоген , небольшое количество в смеси с инертным газом. Он используется в галогенных лампах, которые представляют собой отдельный тип ламп накаливания.

В газовом баллоне не должно быть следов воды, которая значительно ускоряет почернение колбы (см. ниже).

Слой газа вблизи нити (называемый слоем Ленгмюра) находится в застойном состоянии, при этом передача тепла происходит только за счет проводимости. Лишь на некотором расстоянии возникает конвекция, переносящая тепло к оболочке лампочки.

Ориентация нити влияет на эффективность. Поток газа, параллельный нити накала, например, в вертикально ориентированной колбе с вертикальной (или осевой) нитью, уменьшает конвективные потери.

Эффективность лампы увеличивается с увеличением диаметра нити накала. Тонконитевые лампы малой мощности получают меньшую пользу от наполняющего газа, поэтому их часто только откачивают.

Первые лампочки с углеродными нитями также использовали угарный газ , азот или пары ртути . Однако углеродные нити работают при более низких температурах, чем вольфрамовые, поэтому влияние наполняющего газа не было значительным, поскольку потери тепла нивелируют все преимущества.

Производство

[ редактировать ]
нитью 1902 года Лампочка с танталовой была первой лампочкой с металлической нитью. Это экземпляр 1908 года.

Ранние луковицы кропотливо собирались вручную. После того, как были разработаны автоматические машины, стоимость лампочек упала. До 1910 года, когда машина Либби Westlake была запущена в производство, луковицы обычно производила бригада из трех рабочих (два сборщика и мастер-гафер), выдувая луковицы в деревянные или чугунные формы, покрытые пастой. [102] В 1880-х годах на стекольном заводе Corning Glass Works производилось около 150 лампочек в час методом ручного выдувания. [102]

Машина Westlake, разработанная Libbey Glass , была основана на модификации машины для выдувания бутылок Owens-Libbey. Вскоре Corning Glass Works начала разработку конкурирующих автоматических машин для выдувания лампочек, первой из которых, использованной в производстве, была E-Machine. [102]

Ленточная машина

[ редактировать ]

Компания Corning продолжила разработку автоматизированных машин для производства луковиц, установив в 1926 году ленточную машину на своем заводе в Уэллсборо , штат Пенсильвания. [103] Ленточная машина превзошла все предыдущие попытки автоматизировать производство лампочек и использовалась для производства ламп накаливания в 21 веке. Изобретатель Уильям Вудс вместе со своим коллегой по Corning Glass Works Дэвидом Греем создали машину, которая к 1939 году производила 1000 лампочек в минуту. [102]

Ленточная машина работает, пропуская непрерывную ленту стекла по конвейерной ленте , нагревая ее в печи, а затем продувая точно выровненными воздушными форсунками через отверстия в конвейерной ленте в формы. Таким образом создаются стеклянные колбы или конверты. Типичная машина такого типа может производить от 50 000 до 120 000 луковиц в час, в зависимости от размера луковицы. [104] [105] К 1970-м годам 15 ленточных станков, установленных на заводах по всему миру, производили весь запас ламп накаливания. [106] Нить накала и ее опоры собираются на стеклянной ножке, которая затем приваривается к колбе. Воздух из колбы откачивается, а откачивающая трубка в прессе штока герметизируется пламенем. Затем лампочку вставляют в цоколь лампы и проверяют всю сборку. Закрытие в 2016 году завода Osram-Sylvania в Уэллсборо, штат Пенсильвания, означало, что одна из последних оставшихся ленточных машин в США была остановлена. [106]

Нить

[ редактировать ]
Как делается вольфрамовая нить

Углерод имеет самую высокую температуру плавления среди всех элементов, и было продемонстрировано, что в угольных дуговых лампах он дает накал, довольно близкий к солнечному свету. Однако углерод имеет тенденцию сублимироваться до достижения точки плавления в зависимости от давления, что привело к быстрому почернению вакуумных ламп. Первые коммерчески успешные нити накаливания для лампочек были сделаны из карбонизированной бумаги или бамбука . Углеродные нити имеют отрицательный температурный коэффициент сопротивления — по мере нагревания их электрическое сопротивление уменьшается. Это сделало лампу чувствительной к колебаниям напряжения питания, поскольку небольшое увеличение напряжения могло привести к нагреву нити накала, снижению ее сопротивления и к тому, что она будет потреблять еще больше энергии и еще больше нагреваться.

Углеродные нити «прошивались» путем нагревания в парах углеводорода (обычно бензина), чтобы улучшить их прочность и однородность. Металлизированные или «графитизированные» нити сначала нагревали до высокой температуры, чтобы превратить их в графит , который еще больше укрепил и сгладил нить. Эти нити имеют положительный температурный коэффициент, подобно металлическому проводнику , что стабилизирует рабочие свойства ламп при незначительных колебаниях напряжения питания.

Металлические нити были опробованы в 1897 году. [107] и начал вытеснять углерод примерно с 1904 года. Вольфрам имеет самую высокую температуру плавления, но хрупкость была большим препятствием. разработал процесс К 1910 году Уильям Д. Кулидж из General Electric производства пластичной формы вольфрама. Процесс требовал прессования вольфрамового порошка в стержни, затем несколько этапов спекания, обжатия и волочения проволоки. Было обнаружено, что очень чистый вольфрам образует нити, которые провисают при использовании, и что очень небольшая «легирующая» обработка оксидами калия, кремния и алюминия на уровне нескольких сотен частей на миллион (так называемый вольфрам AKS) значительно улучшает срок службы и долговечность вольфрамовых нитей. [108]

Преобладающим механизмом разрушения вольфрамовых нитей даже в настоящее время является зернограничное скольжение, обусловленное диффузионной ползучестью. [109] Во время работы вольфрамовая проволока испытывает напряжение под нагрузкой собственного веса и из-за диффузии, которая может возникнуть при высоких температурах, зерна начинают вращаться и скользить. Это напряжение из-за изменений в нити приводит к неравномерному провисанию нити, что в конечном итоге приводит к дополнительному крутящему моменту на нити. [109] Именно это провисание неизбежно приводит к разрыву нити накаливания, что делает лампочку накаливания бесполезной. [109]

Спиральная нить накала

[ редактировать ]

Чтобы повысить эффективность лампы, нить накала обычно состоит из нескольких витков намотанной тонкой проволоки, также известной как спиральная катушка . Лампочки, в которых используются спиральные нити накаливания, иногда называют «лампами с двойной спиралью». Для 60-ваттной 120-вольтовой лампы длина вольфрамовой нити в размотке обычно составляет 580 миллиметров (22,8 дюйма). [72] а диаметр нити составляет 0,046 миллиметра (0,0018 дюйма). Преимущество спиральной катушки заключается в том, что испарение вольфрамовой нити происходит со скоростью вольфрамового цилиндра, имеющего диаметр, равный диаметру намотанной катушки. Спиральная нить испаряется медленнее, чем прямая нить с той же площадью поверхности и светоизлучающей способностью. В результате нить накаливания может нагреваться сильнее, что приводит к созданию более эффективного источника света и более длительного срока службы, чем прямая нить накала при той же температуре.

Производители обозначают различные формы нитей ламп буквенно-цифровым кодом. [110]

Спиральная нить накаливания 200-ваттной лампы накаливания, сильно увеличенная.
Нить перегоревшей 50-ваттной лампы накаливания в СЭМ в стереоскопическом режиме, представленная в виде анаглифного изображения . красно-голубые 3D- очки. Для правильного просмотра изображения рекомендуется использовать
Нить 50-ваттной лампы накаливания в СЭМ в стереоскопическом режиме, представленная в виде анаглифного изображения . красно-голубые 3D- очки. Для правильного просмотра изображения рекомендуется использовать

Электрические нити также используются в горячих катодах люминесцентных ламп и электронных ламп в качестве источника электронов или в электронных лампах для нагрева электрода, испускающего электроны. При использовании в качестве источника электронов они могут иметь специальное покрытие, увеличивающее производство электронов.

Уменьшение испарения нитей

[ редактировать ]

Во время обычной работы вольфрамовая нить испаряется; более горячие и эффективные нити испаряются быстрее. [111] Из-за этого срок службы лампы накаливания — это компромисс между эффективностью и долговечностью. Обычно компромиссный вариант обеспечивает срок службы ламп, используемых для общего освещения, от 1000 до 2000 часов. Срок службы театральных, фотографических и проекционных ламп может составлять всего несколько часов, при этом ожидаемый срок службы приходится на высокую мощность в компактной форме. Лампы общего назначения с длительным сроком службы имеют меньшую эффективность, но до разработки компактных люминесцентных и светодиодных ламп они были полезны в тех случаях, когда лампу было трудно заменить.

Ирвинг Ленгмюр обнаружил, что инертный газ вместо вакуума замедляет испарение. Лампы накаливания общего назначения мощностью более 25 Вт теперь заполнены смесью, состоящей в основном из аргона и небольшого количества азота . [112] или иногда криптон . [113] Хотя инертный газ уменьшает испарение нити, он также отводит тепло от нити, тем самым охлаждая нить и снижая ее эффективность. При постоянном давлении и температуре теплопроводность газа зависит от молекулярной массы газа и площади поперечного сечения молекул газа. Газы с более высокой молекулярной массой имеют более низкую теплопроводность, поскольку и молекулярная масса, и площадь поперечного сечения выше. Газообразный ксенон повышает эффективность из-за своей высокой молекулярной массы, но он также дороже, поэтому его использование ограничивается лампами меньшего размера. [114]

Надрезы на нити возникают из-за неравномерного испарения нити. Небольшие изменения удельного сопротивления вдоль нити приводят к образованию «горячих точек» в точках с более высоким удельным сопротивлением; [73] изменение диаметра всего на 1% приведет к сокращению срока службы на 25%. [72] Поскольку сопротивление нити накала сильно зависит от температуры, пятна с более высокой температурой будут иметь более высокое сопротивление, заставляя их рассеивать больше энергии, делая их более горячими – петля положительной обратной связи . Эти горячие точки испаряются быстрее, чем остальная часть нити, постоянно увеличивая сопротивление в этой точке. Процесс заканчивается знакомым крошечным разрывом в здоровой на вид нити.

Лампы, работающие от постоянного тока, образуют случайные ступенчатые неровности на поверхности нити, что может сократить срок службы вдвое по сравнению с лампами, работающими на переменном токе; различные сплавы вольфрама и рения . Для противодействия этому эффекту можно использовать [115] [116]

Поскольку обрыв нити накала в газонаполненной лампочке может образовать электрическую дугу , которая может распространиться между клеммами и вызвать очень сильный ток, поэтому в качестве предохранителей, встроенных в лампочку, часто используются намеренно тонкие подводящие провода или более сложные защитные устройства. . [117] В лампах высокого напряжения используется больше азота, чтобы уменьшить вероятность образования дуги. [112]

Чернение лампочки

[ редактировать ]

В обычной лампе испаряющийся вольфрам со временем конденсируется на внутренней поверхности стеклянной колбы, затемняя ее. У лампочек, содержащих вакуум, затемнение равномерное по всей поверхности колбы. Когда используется заправка инертным газом, испаренный вольфрам переносится тепловыми конвекционными потоками газа и осаждается преимущественно в самой верхней части оболочки, чернея только эту часть оболочки. Лампа накаливания, которая дает 93% или менее своей первоначальной светоотдачи при 75% номинального срока службы, считается неудовлетворительной при испытании в соответствии с публикацией IEC 60064. Потеря света происходит из-за испарения нити накаливания и почернения колбы. [118] Изучение проблемы почернения ламп привело к открытию термоэлектронной эмиссии , изобретению вакуумной трубки и напылению методом испарения, используемому для изготовления зеркал и других оптических покрытий . [119] [120] [121]

Очень небольшое количество водяного пара внутри лампочки может значительно увеличить затемнение лампы. Водяной пар диссоциирует на водород и кислород на горячей нити. Кислород воздействует на металлический вольфрам, и образующиеся частицы оксида вольфрама перемещаются в более холодные части лампы. Водород из водяного пара восстанавливает оксид, преобразуя водяной пар и продолжая водный цикл . [73] Эквивалент капли воды, распределенной по 500 000 ламп, значительно увеличит затемнение. [72] Небольшие количества веществ, таких как цирконий, помещаются внутрь лампы в качестве газопоглотителя для реакции с любым кислородом, который может выгореть из компонентов лампы во время работы. [122]

Некоторые старые, мощные лампы, используемые в театрах, проекторах, прожекторах и маяках, с тяжелыми и прочными нитями накаливания содержали внутри оболочки сыпучий вольфрамовый порошок. Время от времени оператор вынимал лампочку и встряхивал ее, позволяя вольфрамовому порошку счистить большую часть вольфрама, конденсировавшегося на внутренней стороне колбы, удаляя почернение и снова просветляя лампу. [123]

Галогенные лампы

[ редактировать ]
Основная статья: Галогенная лампа
Крупный план вольфрамовой нити внутри галогенной лампы . Две кольцевые структуры слева и справа представляют собой опоры нитей.

Галогенная лампа уменьшает неравномерное испарение нити и исключает потемнение колбы за счет наполнения лампы галогенным газом низкого давления вместе с инертным газом. Галогенный цикл увеличивает срок службы лампы и предотвращает ее потемнение за счет повторного осаждения вольфрама изнутри лампы обратно на нить накаливания. Галогенная лампа может работать при более высокой температуре, чем стандартная газонаполненная лампа аналогичной мощности, без потери срока службы. Такие лампы намного меньше обычных ламп накаливания и широко используются там, где требуется интенсивное освещение в ограниченном пространстве. Волоконно-оптические лампы для оптической микроскопии являются одним из типичных применений.

Дуговые лампы накаливания

[ редактировать ]

В одной из разновидностей лампы накаливания не использовалась нить накаливания, а вместо этого использовалась дуга, зажигаемая на сферическом шариковом электроде для производства тепла. Затем электрод стал накаляться, при этом дуга мало вносила вклад в создаваемый свет. Такие лампы использовались для проекции или освещения научных инструментов, таких как микроскопы . Эти дуговые лампы работали при относительно низком напряжении и включали вольфрамовые нити для ионизации внутри оболочки. Они давали интенсивный концентрированный свет дуговой лампы , но с ними было проще работать. Эти лампы, разработанные примерно в 1915 году, были вытеснены ртутными и ксеноновыми дуговыми лампами . [124] [125] [126]

Электрические характеристики

[ редактировать ]
Сравнение эффективности по мощности
Лампы 120 вольт [127] Лампы 230 Вольт [128]
Мощность (Вт) Выход ( лм ) Эффективность (лм/Вт) Выход ( лм ) Эффективность (лм/Вт)
5 25 5
15 110 7.3
25 200 8.0 230 9.2
40 500 12.5 430 10.8
60 850 14.2 730 12.2
75 1,200 16.0
100 1,700 17.0 1,380 13.8
150 2,850 19.0 2,220 14.8
200 3,900 19.5 3,150 15.8
300 6,200 20.7 5,000 16.7
500 8,400 16.8

Власть

[ редактировать ]

Лампы накаливания представляют собой почти чистую резистивную нагрузку с коэффициентом мощности , равным 1. В отличие от газоразрядных или светодиодных ламп, потребляемая мощность равна полной мощности в цепи. Лампы накаливания обычно продаются в зависимости от потребляемой электрической мощности . Это зависит главным образом от рабочего сопротивления нити. Из двух лампочек одинакового напряжения и типа более мощная лампа дает больше света.

В таблице показана приблизительная типичная мощность в люменах стандартных ламп накаливания на 120 В при различной мощности. Светоотдача аналогичных лампочек на 230 В немного меньше. Нить накала с меньшим током (более высоким напряжением) тоньше, и ее приходится эксплуатировать при несколько более низкой температуре в течение того же срока службы, что снижает энергоэффективность . [129] Световой поток «мягко-белых» ламп обычно будет немного ниже, чем у прозрачных ламп той же мощности.

Ток и сопротивление

[ редактировать ]

Сопротивление нити зависит от температуры. Холодостойкость ламп накаливания составляет около 1/15 сопротивления при работе. Например, лампа мощностью 100 Вт и напряжением 120 В при горении имеет сопротивление 144 Ом , но сопротивление на холоду значительно ниже (около 9,5 Ом). [72] [б] с фазовым управлением простые симисторные диммеры Поскольку лампы накаливания представляют собой резистивную нагрузку, для управления яркостью можно использовать . Электрические контакты могут иметь обозначение «Т», указывающее, что они предназначены для управления цепями с высоким пусковым током, характерным для вольфрамовых ламп. Для лампы общего назначения мощностью 100 Вт и напряжением 120 В ток стабилизируется примерно за 0,10 секунды, а лампа достигает 90 % своей полной яркости примерно через 0,13 секунды. [130]

Физические характеристики

[ редактировать ]

Безопасность

[ редактировать ]

Нить вольфрамовой лампочки нелегко сломать, когда она холодная, но нити более уязвимы, когда они горячие, потому что раскаленный металл менее жесткий. Удар по внешней стороне лампы может привести к разрыву нити накаливания или возникновению скачка электрического тока , в результате чего часть ее расплавится или испарится. В большинстве современных ламп накаливания часть провода внутри лампы действует как предохранитель : если обрыв нити накала приводит к короткому замыканию внутри лампы, плавкий участок провода расплавится и отключит ток, чтобы предотвратить повреждение линий питания.

Горячая стеклянная колба может треснуть при контакте с холодными предметами. Когда стеклянная колба разбивается, лампочка взрывается , подвергая нить воздействию окружающего воздуха. Затем воздух обычно разрушает горячую нить в результате окисления .

Формы лампочек

[ редактировать ]
Лампы накаливания бывают самых разных форм и размеров.

Обозначения формы и размеров лампочек приведены в национальных стандартах. Некоторые обозначения представляют собой одну или несколько букв, за которыми следуют одна или несколько цифр, например A55 или PAR38, где буквы обозначают форму, а цифры — характерный размер.

Национальные стандарты, такие как ANSI C79.1-2002, IS 14897:2000. [131] и JIS C 7710:1988. [132] охватить общую терминологию для форм лампочек.

Примеры
Описание И Дюйм Подробности
«Стандартная» лампочка. А60 Е26 А19 Е26 ⌀ 60 мм (~⌀19/8 дюйма) лампа серии A , ⌀26 мм винт Эдисона
Лампа-свеча СА35 Е12 СА11 Е12 Форма пламени свечи ⌀35 мм (~⌀11/8 дюйма), винт Эдисона ⌀12 мм.
Прожектор БР95 Е26 БР30 Е26 Прожектор ⌀95 мм (~⌀30/8 дюйма), винт Эдисона ⌀26 мм
Галогенная трековая лампа МР50 ГУ5.3 МР16 ГУ5.3 ⌀50 мм (~⌀16/8 дюйма) Многогранный отражатель 12 В с шагом 5,33 мм. , двухконтактный разъем

Общие коды формы

[ редактировать ]
Общее обслуживание/Общая служба освещения (GLS)
Свет излучается (почти) во всех направлениях. Доступен как прозрачный, так и матовый.
Типы: общий (А), эллиптический (Е), грибовидный (М), знаковый (S), трубчатый (Т).
Размеры 120 В: A17, 19 и 21
Размеры 230 В: A55 и 60 [с]
Общее обслуживание высокой мощности
Лампы мощностью более 200 Вт.
Типы: Грушевидные (ПС)
Декоративный
лампы, используемые в люстрах и т. д. Для лампочек меньшего размера, размером со свечу, можно использовать цоколь меньшего размера.
Типы: свеча (B), витая свеча, свеча с загнутым кончиком (CA и BA), пламя (F), шар (G), фонарь-дымоход (H), необычный круглый (P)
Размеры 230 В: P45, G95
Отражатель (R)
Светоотражающее покрытие внутри лампы направляет свет вперед. Типы наводнений (FL) распространяют свет. Типы точечных светильников (SP) концентрируют свет. Лампы с отражателем (R) излучают примерно вдвое больше света (фут-свечи) в переднюю центральную часть, чем лампы общего назначения (A) той же мощности.
Типы: стандартный отражатель (R), выпуклый отражатель (BR), эллиптический отражатель (ER), посеребренный.
Типоразмеры 120 В: R16, 20, 25 и 30.
Типоразмеры 230 В: R50, 63, 80 и 95. [с]
Параболический алюминизированный отражатель (PAR)
Лампы с параболическим алюминизированным отражателем (PAR) более точно контролируют свет. Они производят примерно в четыре раза большую интенсивность концентрированного света общего назначения (А) и используются для встраиваемого и трекового освещения. Доступны защищенные от атмосферных воздействий кожухи для уличных точечных светильников и светильников для затопления.
Типоразмеры на 120 В: PAR 16, 20, 30, 38, 56 и 64.
Типоразмеры на 230 В: PAR 16, 20, 30, 38, 56 и 64.
Доступен в различных вариантах точечного и заливающего луча. Как и во всех лампочках, число обозначает диаметр лампочки в 1/8 ​ дюйма . Таким образом, диаметр PAR 16 составляет 51 мм (2 дюйма), диаметр PAR 20 составляет 64 мм (2,5 дюйма), диаметр PAR 30 составляет 95 мм (3,75 дюйма), а диаметр PAR 38 составляет 121 мм (4,75 дюйма). .
Пакет из четырех лампочек по 60 Вт.
Многогранный отражатель (МР)
Лампы с многогранным рефлектором обычно меньше по размеру и работают при меньшем напряжении, часто 12 В.
Слева направо: MR16 с цоколем GU10, MR16 с цоколем GU5.3, MR11 с цоколем GU4 или GZ4.
ДЛИННЫЙ/IRC
«HIR» — это обозначение GE для лампы с покрытием, отражающим инфракрасное излучение. Поскольку выделяется меньше тепла, нить накаливания горит горячее и эффективнее. [133] Обозначение Osram — «IRC». аналогичного покрытия [134]

Основания для ламп

[ редактировать ]
Основная статья: Патрон для лампочки
Лампочки мощностью 40 Вт со стандартным винтовым цоколем Эдисона E10, E14 и E27.
Двухконтактный байонетный цоколь на лампу накаливания

Большие лампы могут иметь винтовой или байонетный цоколь с одним или несколькими контактами на цоколе. Оболочка может служить электрическим контактом или только механической опорой. Лампы с байонетным цоколем часто используются в автомобильных фонарях, чтобы предотвратить расшатывание из-за вибрации. Некоторые трубчатые лампы имеют электрический контакт на обоих концах. Миниатюрные лампы могут иметь клиновидный цоколь и проводные контакты, а некоторые автомобильные лампы и лампы специального назначения имеют винтовые клеммы для подключения к проводам. В очень маленьких лампах опорные провода накаливания могут проходить через основание лампы для подключения. Двуконтактный цоколь часто используется для галогенных ламп или ламп с рефлектором. [135]

В конце 19 века производители представили множество несовместимых цоколей для ламп. General Electric компании Стандартные базовые размеры Mazda вскоре были приняты по всей территории США.

Цоколи ламп можно прикрепить к колбе с помощью цемента или механическим обжимом в углублениях, отформованных в стеклянной колбе.

Лампы, предназначенные для использования в оптических системах, имеют цоколи с функциями выравнивания, позволяющими точно располагать нить накала внутри оптической системы. Лампа с винтовым цоколем может иметь произвольную ориентацию нити накаливания при установке лампы в патрон.

Контакты в патроне лампочки позволяют электрическому току проходить через цоколь к нити накала. Розетка обеспечивает электрические соединения и механическую опору, а также позволяет заменить лампу в случае ее перегорания.

Светоотдача и срок службы

[ редактировать ]
См. также: Изменение номинальных характеристик лампы.

Лампы накаливания очень чувствительны к изменению напряжения питания. Эти характеристики имеют большое практическое и экономическое значение.

Для напряжения питания V, близкого к номинальному напряжению лампы:

  • Светоотдача примерно пропорциональна V 3.4
  • Потребляемая мощность примерно пропорциональна В. 1.6
  • Срок службы примерно пропорционален V −16
  • Цветовая температура примерно пропорциональна V 0.42 [111]

Снижение напряжения на 5% удвоит срок службы лампы, но снизит ее светоотдачу примерно на 16%. Лампы с длительным сроком службы используют этот компромисс в таких приложениях, как светофоры. Поскольку используемая ими электроэнергия стоит дороже, чем стоимость лампочки, лампы общего назначения подчеркивают эффективность в течение длительного срока службы. Целью является минимизация стоимости света, а не стоимости ламп. [72] Ранние лампы имели срок службы до 2500 часов, но в 1924 году картель Феб согласился ограничить срок службы до 1000 часов. [136] Когда это было раскрыто в 1953 году, General Electric и другим ведущим американским производителям запретили ограничивать срок службы. [137]

Приведенные выше соотношения действительны лишь для изменения напряжения на несколько процентов относительно стандартных номинальных условий, но они показывают, что лампа, работающая при низком напряжении, может прослужить намного дольше, чем при номинальном напряжении, хотя и со значительно сниженной светоотдачей. « Столетний свет » — это лампочка, которая занесена в Книгу рекордов Гиннеса как почти непрерывно горящая на пожарной станции в Ливерморе, штат Калифорния , с 1901 года. Однако лампочка излучает свет, эквивалентный лампочке на четыре ватта. . Похожую историю можно рассказать о 40-ваттной лампочке в Техасе, которая освещалась с 21 сентября 1908 года. Когда-то она располагалась в оперном театре , где известные знаменитости останавливались, чтобы полюбоваться ее сиянием, а в 1977 году ее перевезли в местный музей. [138]

Фотопрожекторы, используемые для фотографического освещения, обеспечивают светоотдачу в течение всего срока службы, причем некоторые из них работают всего два часа. Верхним температурным пределом нити накала является температура плавления металла. Вольфрам — это металл с самой высокой температурой плавления 3695 К (3422 ° C; 6 191 ° F). Например, проекционная лампа со сроком службы 50 часов рассчитана на работу при температуре всего на 50 °C (122 °F) ниже этой точки плавления. Такая лампа может достигать 22 люмен на ватт по сравнению с 17,5 для лампы общего назначения со сроком службы 750 часов. [72]

Лампы одинаковой мощности, но рассчитанные на разное напряжение, имеют разную светоотдачу. Например, лампа мощностью 100 Вт, 1000 часов и напряжением 120 В будет производить около 17,1 люмен на ватт. Аналогичная лампа, рассчитанная на напряжение 230 В, будет производить всего около 12,8 люмен на ватт, а лампа, рассчитанная на напряжение 30 В (освещение поездов), будет производить целых 19,8 люмен на ватт. [72] Лампы более низкого напряжения имеют более толстую нить накаливания при той же номинальной мощности. Они могут работать сильнее в течение того же срока службы, прежде чем нить накала испарится.

Проволока, используемая для поддержки нити, делает ее механически прочнее, но отводит тепло, создавая еще один компромисс между эффективностью и долговечностью. Многие 120-вольтовые лампы общего назначения не используют дополнительных опорных проводов, но лампы, предназначенные для « жесткой эксплуатации » или «вибрационной эксплуатации», могут иметь до пяти проводов. Низковольтные лампы имеют нити накала из более толстой проволоки и не требуют дополнительных опорных проводов.

Очень низкое напряжение неэффективно, поскольку подводящие провода отводят слишком много тепла от нити, поэтому практический нижний предел для ламп накаливания составляет 1,5 В. Очень длинные нити накала для высокого напряжения хрупкие, а цоколи ламп становится сложнее изолировать, поэтому лампы для освещения не изготавливаются на номинальное напряжение свыше 300 Вольт. [72] Некоторые инфракрасные нагревательные элементы рассчитаны на более высокое напряжение, но в них используются трубчатые лампы с широко разнесенными клеммами.

  • Centennial Light — самая долговечная лампочка в мире.
    Centennial Light — самая долговечная лампочка в мире.
  • Различные спектры освещения, наблюдаемые на дифракционной решетке. Слева вверху: люминесцентная лампа, справа вверху: лампа накаливания, слева внизу: белый светодиод, справа внизу: пламя свечи.
    Различные спектры освещения, наблюдаемые на дифракционной решетке . Слева вверху: люминесцентная лампа, справа вверху: лампа накаливания, слева внизу: белый светодиод, справа внизу: пламя свечи.

См. также

[ редактировать ]

Пояснительные примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Многие из вышеперечисленных ламп проиллюстрированы и описаны в Хьюстон, Эдвин Дж. и Кеннели, А.Е. (1896). Электрическое освещение накаливания . Нью-Йорк: Компания WJ Johnston. стр. 18–42 – из Интернет-архива .
  2. ^ Исследовательская группа Эдисона знала о большом отрицательном температурном коэффициенте сопротивления возможных материалов накала ламп и в период 1878–1879 годов активно работала над разработкой автоматического регулятора или балласта для стабилизации тока. Лишь в 1879 году стало ясно, что можно создать саморегулирующуюся лампу. Видеть Фридель, Роберт и Израиль, Пол (2010). Электрический свет Эдисона: искусство изобретения (пересмотренная редакция). Издательство Университета Джонса Хопкинса. стр. 29–31. ISBN  978-0-8018-9482-4 . Архивировано из оригинала 6 декабря 2017 года . Проверено 3 июля 2018 г.
  3. ^ Jump up to: а б Размер измеряется в миллиметрах. См. также серии А. лампочку

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д и Киф, Ти Джей (2007). «Природа света» . Архивировано из оригинала 23 апреля 2012 года . Проверено 5 ноября 2007 г.
  2. ^ «Высокоэффективное освещение накаливания | Офис лицензирования технологий Массачусетского технологического института» . tlo.mit.edu . Проверено 19 августа 2022 г.
  3. ^ Винченцо Бальзани , Джакомо Бергамини, Паола Черони, Свет: очень своеобразный реагент и продукт . В: Angewandte Chemie International Edition 54, выпуск 39, (2015), 11320–11337, два : 10.1002/anie.201502325 .
  4. ^ Фридель и Израиль (2010) , с. https://books.google.com/books?id=8U-Naf4DuzMC .
  5. ^ Хьюз, Томас П. (1977). «Метод Эдисона». В Пикетте, ВБ (ред.). Технологии на переломном этапе . Сан-Франциско: Сан-Франциско Пресс. стр. 5–22.
  6. ^ Хьюз, Томас П. (2004). Американский генезис: век изобретений и технологического энтузиазма (2-е изд.). Чикаго: Издательство Чикагского университета. ISBN  978-0-22635-927-4 .
  7. ^ Джозефсон, Мэтью (1959). Эдисон: биография . МакГроу Хилл. ISBN  0-471-54806-5 .
  8. ^ Блейк-Коулман, Британская Колумбия (Барри Чарльз) (1992). Медная проволока и электрические проводники – формирование технологии . Академическое издательство Харвуда. п. 127. ИСБН  3-7186-5200-5 . Архивировано из оригинала 6 декабря 2017 года.
  9. ^ Jump up to: а б с Электрический свет Эдисона: искусство изобретения Роберта Фриделя, Пола Израэля, Бернарда С. Финна – Издательство Университета Джонса Хопкинса, 2010 г., стр. 6–7
  10. ^ APS News - 9 ноября 1825 г.: Публичная демонстрация всеобщего внимания.
  11. ^ Джонс, Бенс (2011). Королевский институт: его основатель и первые профессора . Издательство Кембриджского университета . п. 278. ИСБН  978-1108037709 .
  12. ^ «Ежемесячный научно-популярный журнал (март-апрель 1879 г.)» . Источник вики . Архивировано из оригинала 10 сентября 2015 года . Проверено 1 ноября 2015 г.
  13. ^ Дэвис, LJ "Fleet Fire". Издательство Arcade Publishing, Нью-Йорк, 2003 г. ISBN   1-55970-655-4
  14. ^ Клиническая медицина и хирургия, том 35 , Герман Гудман - Американский журнал клинической медицины, 1928, стр. 159-161
  15. ^ Хьюстон и Кеннели (1896) , глава 2.
  16. ^ Чаллонер, Джек; и др. (2009). 1001 изобретение, изменившее мир . Хауппож, штат Нью-Йорк: Образовательная серия Бэрронса. п. 305. ИСБН  978-1844036110 .
  17. ^ Фридель и Израиль (2010) , с. 91 .
  18. ^ Хьюстон и Кеннели (1896) , с. 24.
  19. ^ Фридель и Израиль (2010) , с. 7 .
  20. ^ Чарльз Д. Реге Дж.В. Старр: Забытый гений Цинциннати , Бюллетень Исторического общества Цинциннати, 34 (лето 1976 г.): 102–120. Проверено 16 февраля 2010 г.
  21. ^ Дерри, ТК; Уильямс, Тревор (1960). Краткая история технологии . Издательство Оксфордского университета. ISBN  0-486-27472-1 .
  22. ^ "Джон Веллингтон Старр" . Проверено 16 февраля 2010 г.
  23. ^ Конот, Роберт (1979). Полоса удачи . Нью-Йорк: Книги с видом на море. стр. 120–121. ISBN  0-87223-521-1 .
  24. ^ Edison Electric Light Co. против United States Electric Lighting Co. , Federal Reporter, F1, Vol. 47, 1891, с. 457.
  25. ^ Патент США 575 002 «Осветитель для ламп накаливания», автор А. де Лодигин. Заявление от 4 января 1893 г.
  26. ^ «Патент № 3738. Год подачи 1874: Электрический свет» . Библиотека и архивы Канады . Архивировано из оригинала 19 июня 2013 года . Проверено 17 июня 2013 г.
  27. ^ «Лампа Генри Вудворда и Мэтью Эванса извлечена 16 февраля 2010 года» . frognet.net . Архивировано из оригинала 19 февраля 2005 года.
  28. ^ https://ilglobo.com/news/alessandro-crutos-incandescent-light-bulb-33135/ [ мертвая ссылка ]
  29. ^ Ганс-Кристиан Роде: Легенда о Гебеле - Борьба за изобретение лампочки. В Клампен, весна 2007 г. ISBN   978-3-86674-006-8 (немецкий, диссертация)
  30. ^ Jump up to: а б с Гварниери, М. (2015). «Переключение света: от химического к электрическому» (PDF) . Журнал промышленной электроники IEEE . 9 (3): 44–47. дои : 10.1109/МИЭ.2015.2454038 . hdl : 11577/3164116 . ISSN   1932-4529 . S2CID   2986686 . Архивировано (PDF) из оригинала 14 февраля 2022 года . Проверено 2 сентября 2019 г.
  31. ^ Jump up to: а б Лебедь, КР (1946). Сэр Джозеф Свон и изобретение электрической лампы накаливания . Лонгманс, Грин и Ко, стр. 21–25.
  32. ^ Jump up to: а б «18 декабря 1878 года: Да будет свет — электрический свет» . ПРОВОДНОЙ . 18 декабря 2009 г. Архивировано из оригинала 21 октября 2016 г.
  33. ^ RC Чирнсайд. Сэр Джозеф Уилсон Свон FRS - Литературно-философское общество Ньюкасла-апон-Тайн, 1979.
  34. ^ "Театр Савой", The Times , 3 октября 1881 г.
  35. ^ «Электрическое освещение» . Библиотека Университета Ньюкасла. 23 октября 2013 г. Архивировано из оригинала 6 июня 2014 г.
  36. ^ Сэр Джозеф Уильям Свон FRS (Национальная химическая достопримечательность RSC) [ циклическая ссылка ]
  37. ^ Патент США 0,214,636 .
  38. ^ Бернс, Элмер Эллсворт (1910). История великих изобретений . Харпер и братья . п. 123 .
  39. ^ Израиль, Пол (1998). Эдисон: жизнь изобретений . Уайли. п. 186 .
  40. ^ «Томас Эдисон: оригинальные письма и первоисточники» . Фонд рукописей Шэпелла. Архивировано из оригинала 19 января 2012 года.
  41. ^ Jump up to: а б Патент США 0 223 898 выдан 27 января 1880 г.
  42. ^ Леви, Джоэл (2002). Действительно полезно: истоки повседневных вещей . Нью-Йорк: Книги Светлячка. п. 124 . ISBN  9781552976227 . Патент Эдисона на бамбуковую нить 1200.
  43. ^ Белик, Роберт С. (2001). Великие кораблекрушения Тихоокеанского побережья . Нью-Йорк: Уайли. ISBN  0-471-38420-8 .
  44. ^ Джель, Фрэнсис (1936). Воспоминания Менло-Парка, Том 2 . Институт Эдисона. п. 564. Архивировано из оригинала 3 января 2021 года . Проверено 18 октября 2020 г.
  45. ^ Далтон, Энтони (2011). Длинная и опасная береговая линия: рассказы о кораблекрушениях от Аляски до Калифорнии . Издательство «Дом Наследия». п. 63. ИСБН  9781926936116 . Архивировано из оригинала 22 мая 2020 года . Проверено 18 октября 2016 г.
  46. ^ Jump up to: а б «Отчеты компаний» . Инженер-электрик, Том 10 . Инженер-электрик. 16 июля 1890 г. с. 72. Архивировано из оригинала 26 января 2017 года . Проверено 18 октября 2016 г. Консолидированная компания была преемницей компании Electro-Dynamic Light Company из Нью-Йорка, первой компании, организованной в Соединенных Штатах для производства и продажи электрических ламп накаливания, и владельца большого количества патентов, датированных ранее от каких конкурирующих компаний зависело. ... Компания по электрическому освещению США была организована в 1878 году, через несколько недель после создания Электро-динамической компании.
  47. ^ Jump up to: а б «Новости электрического света» . Электротехническое обозрение, Том 16 . Делано. 19 июля 1890 г. с. 9. Архивировано из оригинала 27 января 2017 года . Проверено 18 октября 2016 г. Компания United States Electric Lighting Company была основана в 1878 году, через несколько недель после создания Electro-Dynamic Light Company.
  48. ^ «Вестингауз Электрик Компани» . Западный электрик . Издательство Электрик. 19 июля 1890 г. с. 36. Архивировано из оригинала 27 января 2017 года . Проверено 18 октября 2016 г. Компания United States Electric Lighting Company была организована в 1878 году, через несколько недель после компании Electro-Dynamic, и стала преемницей старейшей компании в Соединенных Штатах по производству электроэнергетического оборудования.
  49. ^ Национальная циклопедия американской биографии, том VI 1896 г., стр. 34
  50. ^ Каутонен, Мика (18 ноября 2015 г.). «История непрерывных изменений и инноваций» . Умная экосистема Тампере . Архивировано из оригинала 9 декабря 2021 года . Проверено 9 декабря 2021 г.
  51. ^ Патент США 252, 386. Процесс производства углерода. Льюис Х. Латимер. Заявление от 19 февраля 1881 г.
  52. ^ Фуше, Райвон, Черные изобретатели в эпоху сегрегации: Грэнвилл Т. Вудс, Льюис Х. Латимер и Шелби Дж. Дэвидсон. ) (Издательство Университета Джонса Хопкинса, Балтимор и Лондон, 2003 г., стр. 115–116. ISBN   0-8018-7319-3
  53. ^ Консоль. Электр. Light Co против McKeesport Light Co, 40 F. 21 (CCWD, Пенсильвания, 1889 г.), 159 US 465, 16 S. Ct. 75, 40 Л. Ред. 221 (1895 г.).
  54. ^ Jump up to: а б с «Геттеры» . Lamptech.co.uk . Проверено 18 августа 2022 г.
  55. ^ Jump up to: а б «2yr.net - Музей коллекции антикварных и винтажных лампочек - История лампы накаливания - Джон В. Хауэлл и Генри Шредер (1927), Глава 4: Вакуум, геттеры и газонаполненная лампа» .
  56. ^ Миллс, Аллан (июнь 2013 г.). «Лампа Нернста. Электрическая проводимость в неметаллических материалах» . ЭРиттенхаус . 24 (1). Архивировано из оригинала 17 июля 2013 года.
  57. ^ «Хронология Вальтера Нернста» . nernst.de . Архивировано из оригинала 22 февраля 2015 года . Проверено 18 января 2015 г.
  58. ^ Справочная библиотека ICS, том 4B, Скрэнтон, Международная компания по производству учебников , 1908, без ISBN
  59. ^ «Танталовая нить GE 25 Вт американского дизайна» . Музей электроламповой техники. Архивировано из оригинала 13 ноября 2012 года . Проверено 17 июня 2013 г.
  60. ^ «Лампа на осмиевой нити» . frognet.net . Архивировано из оригинала 12 октября 2008 года.
  61. ^ «История вольфрама» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 30 мая 2005 г.
  62. ^ Гиридхаран, МК (2010). Проектирование электрических систем . Нью-Дели: IK International. п. 25. ISBN  9789380578057 . Архивировано из оригинала 2 января 2016 года.
  63. ^ Брайант и CL; Бьюли, Бернард П. (1995). «Процесс Кулиджа для изготовления вольфрама пластичного: основа освещения накаливания». Вестник МРС . 20 (8): 67–73. дои : 10.1557/S0883769400045164 . S2CID   138257279 .
  64. ^ Наир, Говинд Б.; Добле, Санджай Дж. (9 июля 2020 г.). Основы и применение светодиодов: революция в светотехнической промышленности . Издательство Вудхед. п. 22. ISBN  978-0-12-823161-6 . Архивировано из оригинала 17 августа 2021 года . Проверено 5 августа 2021 г.
  65. ^ «Берни Ли Бенбоу» . лягушка . Архивировано из оригинала 12 июня 2012 года . Проверено 19 февраля 2017 г.
  66. ↑ Бенбоу, Б.Л., патент США 1247068: «Нить» , поданный 4 октября 1913 г.
  67. ^ «Пробное производство первой в мире лампы с двойной катушкой» . Тошиба . TOSHIBA CORP. Архивировано из оригинала 19 февраля 2017 года . Проверено 19 февраля 2017 г.
  68. ^ Маркус Краевски (24 сентября 2014 г.). «Великий заговор лампочек» . IEEE-спектр . Архивировано из оригинала 29 октября 2017 года . Проверено 3 ноября 2017 г.
  69. ^ Пейн, Кеннет Уилкокс (1927). «Несчастный случай стоимостью 10 000 долларов» . Популярная наука . Нью-Йорк: Bonnier Corporation. п. 24. Архивировано из оригинала 4 февраля 2021 года . Проверено 31 июля 2020 г.
  70. ^ Bonnier Corp (март 1949 г.). «Популярная наука» . Научно-популярный ежемесячник . Bonnier Corporation: 125. ISSN   0161-7370 . Архивировано из оригинала 4 февраля 2021 года . Проверено 4 января 2021 г.
  71. ^ «Ганц и Вольфрам – ХХ век» . Архивировано из оригинала 30 марта 2009 года.
  72. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к Лампы накаливания, номер публикации TP-110 , General Electric Company, Нела Парк, Кливленд, Огайо (1964), стр. 3
  73. ^ Jump up to: а б с Раймонд Кейн, Хайнц Селл, революция в лампах: хроника 50-летнего прогресса (2-е изд.) , The Fairmont Press, Inc., 2001 г. ISBN   0-88173-378-4 стр. 37, таблица 2-1
  74. ^ Справочник Винсента Пегораро по синтезу цифровых изображений - CRC Press 2017, стр. 690
  75. ^ Стандарт IEEE 100: определение светоотдачи . п. 647.
  76. ^ «Конец лампочки накаливания» . yuvaengineers.com. 23 июня 2012 года. Архивировано из оригинала 7 марта 2017 года . Проверено 7 марта 2017 г.
  77. ^ «Энергоэффективность лампочек сегодня по сравнению с прошлым» . kse-lights.co.uk. 13 февраля 2017 года. Архивировано из оригинала 7 марта 2017 года . Проверено 7 марта 2017 г.
  78. ^ Мерфи, Томас В. (2012). «Максимальная спектральная светоотдача белого света». Журнал прикладной физики . 111 (10): 104909–104909–6. arXiv : 1309.7039 . Бибкод : 2012JAP...111j4909M . дои : 10.1063/1.4721897 . S2CID   6543030 .
  79. ↑ Питер Лунд, Хельсинкский технологический университет, стр. C5 в Helsingin Sanomat, 23 октября 2007 г.
  80. ^ Клипштейн, Дональд Л. (1996). «Великая книга об интернет-лампочках, часть I» . Архивировано из оригинала 2 мая 2006 года.
  81. ^ «Лампы накаливания» . edisontechcenter.org . Архивировано из оригинала 14 марта 2013 года.
  82. ^ Янош Шанда (редактор), Колориметрия: понимание системы CIE , John Wiley & Sons, 2007 ISBN   0470175621 стр. 44
  83. ^ Блейн Браун, Освещение для кино и видео , Routledge, 2018, ISBN   0429866666 Глава 7
  84. ^ «Эффективное освещение означает более высокие счета за тепло: исследование» . Новости ЦБК . 4 марта 2009 г. Архивировано из оригинала 14 февраля 2011 г.
  85. ^ Анил Парех (январь 2008 г.). «Анализ энергосбережения дома за счет энергоэффективного освещения» (PDF) . Канадская ипотечная и жилищная корпорация. Архивировано из оригинала (PDF) 30 января 2016 года . Проверено 14 января 2016 г.
  86. ^ Николас А.А.Ховарт, Ян Розенов: Запрет лампочки: институциональная эволюция и поэтапный запрет освещения накаливания в Германии . В: Энергетическая политика 67, (2014), 737–746, два : 10.1016/j.enpol.2013.11.060 .
  87. ^ «Часто задаваемые вопросы о нормативных требованиях к экодизайну ненаправленных бытовых светильников» . Европейская Комиссия - Европейская Комиссия . Проверено 19 августа 2022 г.
  88. ^ Jump up to: а б Леора Бройдо Вестел (6 июля 2009 г.). «Лампы накаливания возвращаются на передний план» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 12 мая 2011 года.
  89. ^ «Светочувствительность, Научный комитет по возникающим и вновь выявленным рискам для здоровья» (PDF) . Генеральный директор по вопросам здравоохранения и потребителей Европейской комиссии. 2008. стр. 26–27. Архивировано (PDF) из оригинала 12 ноября 2008 г. Проверено 31 августа 2009 г.
  90. ^ Jump up to: а б Дэйли, Дэн (27 февраля 2008 г.). «Не такое уж и туманное будущее Incandescent» . Новости проекции, света и постановки . Timeless Communications Corp. с. 46. ​​Архивировано из оригинала 6 марта 2014 года.
  91. ^ Фриман, Ким (23 февраля 2007 г.). «GE объявляет о развитии технологии ламп накаливания; новые высокоэффективные лампы появятся на рынке к 2010 году» (пресс-релиз). Деловой провод . Архивировано из оригинала 16 мая 2013 года.
  92. ^ Гамильтон, Тайлер (22 апреля 2009 г.). «Почему самая блестящая идея нуждается в доработке» . Торонто Стар . Архивировано из оригинала 20 июня 2013 года.
  93. ^ Рахим, Сакиб (28 июня 2010 г.). «Лампа накаливания гаснет за кулисами после столетнего выступления» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 18 мая 2013 года.
  94. ^ «Революционный фотонный кристалл вольфрама может обеспечить большую мощность электрических устройств» . Сандианские национальные лаборатории . 7 июля 2003 г. Архивировано из оригинала 21 февраля 2013 г.
  95. ^ «Прототип вольфрамовой лампы с нагревательным зеркалом» . Смитсоновский музей американской истории . Архивировано из оригинала 23 декабря 2015 года.
  96. ^ Энергоэффективная лампа накаливания: Итоговый отчет (Отчет). Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. Апрель 1982 года.
  97. ^ Jump up to: а б Илич, Огнен (2016). «Адаптация высокотемпературного излучения и возрождение источника накаливания» (PDF) . Природные нанотехнологии . 11 (4): 320–4. Бибкод : 2016НатНа..11..320И . дои : 10.1038/nnano.2015.309 . hdl : 1721.1/109242 . ОСТИ   1371442 . ПМИД   26751172 . Архивировано из оригинала 14 февраля 2022 года . Проверено 23 сентября 2019 г.
  98. ^ МакГрат, Мэтт (12 января 2016 г.). «Новые разработки могут привести к созданию более эффективных лампочек» . Новости Би-би-си . Архивировано из оригинала 13 января 2016 года.
  99. ^ «Информационный листок о материалах лампы – лампа накаливания» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 21 мая 2013 года . Проверено 20 мая 2013 г.
  100. ^ Jump up to: а б «Свойства аргона (Ar), использование, применение Газообразный аргон и жидкий аргон» . Свойства газа, использование, применение . Universal Industrial Gases, Inc. Архивировано из оригинала 4 февраля 2012 года.
  101. ^ Ропп, Ричард К. (22 октября 2013 г.). Химия приборов искусственного освещения . Эльзевир Наука. ISBN  978-0080933153 . Архивировано из оригинала 6 декабря 2017 года.
  102. ^ Jump up to: а б с д Грэм, Маргарет Б.В.; Шульдинер, Алек Т. (2001). Corning и искусство инноваций . Оксфорд [Англия]: Издательство Оксфордского университета. стр. 85–95 . ISBN  0195140974 . OCLC   45493270 .
  103. ^ Инновации в стекле . Корнинг, Нью-Йорк: Музей стекла Корнинг. 1999. с. 52 . ISBN  0872901467 . OCLC   42012660 .
  104. ^ «Лампочка: как производятся товары» . Архивировано из оригинала 14 сентября 2010 года.
  105. ^ «Управление ленточной машиной: Истории команды» . За стеклом . 9 января 2018 года. Архивировано из оригинала 8 февраля 2019 года . Проверено 14 мая 2018 г.
  106. ^ Jump up to: а б «Машина, которая осветила мир» . За стеклом . 27 января 2017 года. Архивировано из оригинала 1 января 2018 года . Проверено 14 мая 2018 г.
  107. ^ «История вольфрамовой проволоки» . 4 декабря 2020 г.
  108. ^ Глава 2 Секрет калия в производстве вольфрамовой проволоки
  109. ^ Jump up to: а б с Радж, Р.; Кинг, GW (1 июля 1978 г.). «Прогнозирование жизни вольфрамовых нитей в лампах накаливания» . Металлургические операции А . 9 (7): 941–946. Бибкод : 1978MTA.....9..941R . дои : 10.1007/BF02649838 . ISSN   1543-1940 . S2CID   135784495 .
  110. ^ Дональд Г. Финк, Х. Уэйн Битти, Стандартный справочник для инженеров-электриков, одиннадцатое издание , McGraw Hill, 1978 ISBN   0-07-020974-X , стр. 22-5.
  111. ^ Jump up to: а б Дональд Г. Финк и Х. Уэйн Бити, Стандартный справочник для инженеров-электриков, одиннадцатое издание , МакГроу-Хилл, Нью-Йорк, 1978 г., ISBN   0-07-020974-X , стр. 22–8.
  112. ^ Jump up to: а б Джон Кауфман (редактор), Справочник по освещению IES, Справочный том 1981 г. , Общество светотехники Северной Америки, Нью-Йорк, 1981 г. ISBN   0-87995-007-2 стр. 8-6
  113. ^ Бургин. Световые исследования и технологии 1984 16,2 61–72
  114. ^ Липштейн, Дон. «Премиум-заправочные газы» . Архивировано из оригинала 11 октября 2011 года . Проверено 13 октября 2011 г.
  115. ^ «Миниатюрные лампы: техническая информация» . Корпорация освещения и технологий Toshiba. Архивировано из оригинала 26 февраля 2019 года . Проверено 25 февраля 2019 г.
  116. ^ Джон Кауфман (редактор), Справочник по освещению IES, Справочный том 1981 г. , Общество светотехники Северной Америки, Нью-Йорк, 1981 г. ISBN   0-87995-007-2 страницы 8-9
  117. ^ Хант, Роберт (2001–2006). «Выдувание стекла для вакуумных приборов – ламповая вскрытие» . Тералаб. Архивировано из оригинала 11 марта 2007 года . Проверено 2 мая 2007 г.
  118. ^ IEC 60064 Лампы накаливания вольфрамовые для бытового и аналогичного общего освещения.
  119. ^ Прис, Уильям Генри (1885). «О своеобразном поведении ламп накаливания при повышении накаливания» . Труды Лондонского королевского общества . 38 (235–238): 219–230. дои : 10.1098/rspl.1884.0093 . Архивировано из оригинала 26 июня 2014 года. Прис вводит термин «эффект Эдисона» на странице 229.
  120. ^ Джозефсон, М. (1959). Эдисон . МакГроу-Хилл . ISBN  978-0-07-033046-7 .
  121. ^ Основы технологии вакуумного нанесения покрытий. Д. М. Маттокс - Springer, 2004 г., стр. 37.
  122. ^ Корацца, Алессио и Джорджи, С. и Боффито, Клаудио и Массаро, Винченцо и Качча, Дебора. (2006). Характеристики геттерных материалов, используемых в газоразрядных лампах высокой интенсивности. Протокол конференции - Ежегодное собрание IAS (Общество отраслевых приложений IEEE). 4. 1801-1807. 10.1109/МСФО.2006.256780.
  123. ^ Джон Кауфман (редактор), Справочник по освещению IES, Справочный том 1981 г. , Общество светотехники Северной Америки, Нью-Йорк, 1981 г. ISBN   0-87995-007-2 страницы 8–10
  124. ^ «Дуговые лампы накаливания» . Музей электроламповой техники. 2004. Архивировано из оригинала 1 августа 2013 года.
  125. ^ Дж. Арнклифф Персиваль, Промышленность электрических ламп , сэр Исаак Питман и сыновья, Ltd. Лондон, 1920, стр. 73–74, доступно в Интернет-архиве.
  126. ^ С. Г. Старлинг, Введение в техническое электричество , McMillan and Co., Ltd., Лондон, 1920, стр. 97–98, доступно в Интернет-архиве , хорошая принципиальная схема лампы Pointolite.
  127. ^ Уэллс, Квентин (2012), Умный дом с электросетью , Cengage Learning, стр. 163, ISBN  978-1111318512 , заархивировано 17 августа 2021 года , получено 8 ноября 2012 года.
  128. ^ Хеберле, Грегор Д.; и др. (2013). Настольная книга по электротехнике (на немецком языке) (25-е изд.). Хаан-Груитен: Verlag Europa-Lehrmittel . п. 190. ИСБН  978-3-8085-3227-0 .
  129. ^ «Забавные факты о свете и освещении» . donklipstein.com . Архивировано из оригинала 20 июля 2013 года.
  130. ^ Фридель и Израиль (2010) , стр. 22–23 .
  131. ^ «IS 14897 (2000): Система обозначения стеклянных колб для ламп. Руководство» . Нью-Дели: Бюро индийских стандартов. стр. 1, 4 . Проверено 3 июля 2018 г.
  132. ^ JIS C 7710:1988 Как представить формат лампочек и стеклянных колб. (на японском языке). Архивировано из оригинала 11 ноября 2016 года . Проверено 21 марта 2017 г.
  133. ^ «Ресурсы освещения» . GE Lighting Северная Америка . Архивировано из оригинала 3 июля 2007 года.
  134. ^ «Калькулятор IRC Saver» . Осрам. Архивировано из оригинала 23 декабря 2008 года.
  135. ^ «Односторонние галогенные основания» . Bulbster.com. Архивировано из оригинала 19 сентября 2013 года . Проверено 17 июня 2013 г.
  136. ^ Краевский, Маркус (24 сентября 2014 г.). «Великий заговор лампочек» . IEEE-спектр . IEEE. Архивировано из оригинала 6 ноября 2014 года.
  137. ^ «Испытания проливают свет на тайну ливерморской лампочки» . 6 февраля 2011 г. Архивировано из оригинала 10 марта 2012 г.
  138. ^ «Watts Up? – Прощальный взгляд на освещение» . Архивировано из оригинала 7 февраля 2009 года.
[ редактировать ]
Викискладе есть медиафайлы, связанные с лампочками накаливания .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Incandescent_light_bulb&oldid=1239071331"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 7f56587a7a63a10b2dc32bb577d3f8a1__1723000080
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/7f/a1/7f56587a7a63a10b2dc32bb577d3f8a1.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Incandescent light bulb - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)