Как делают лампочки накаливания?

Как делают лампочки: накаливания, энергосберегающие

Опубликовано kachlife в 27.10.2020 27.10.2020

Многие из нас не представляют свою жизнь без телевизора, холодильника, смартфона и прочей бытовой техники. К незаменимым предметам быта относятся и осветительные приборы.

Несмотря на то, что первая лампа накаливания появилась в далёком 1838 году, мало кто знает, как производятся эти устройства.

История создания

Официально первая люминесцентная или, как ее еще называют, флуоресцентная лампа была создана в начале прошлого века инженером-изобретателем из США Питером Купером Хьюиттом, получившим на нее патент 17 сентября 1901 года. Хотя некоторые исследователи оспаривают его первенство в изобретении, называя «отцом» люминесцентной лампы малоизвестного немецкого физика Мартина Аронса, экспериментировавшего с ртутными лампами в конце XIX века.

Изобретенная и запатентованная Хьюиттом люминесцентная лампа содержала ртуть, пары которой нагревались проведенным через нее электротоком. Лампа Хьюитта была шарообразной формы и слегка изогнута, она давала больше света, чем лампы Лодыгина-Эдисона, но свет этот был голубовато-зеленым, неприятным для глаза. По этой причине первые ртутные лампы использовали только фотографы и они не получили широкого распространения.

Питер Купер Хьюитт. 1861-1921

Люминесцентная лампа в ее практически современном виде была создана группой немецких изобретателей во главе с Эдмундом Гермером, запатентовавшими свое изобретение 10 декабря 1926 года. Именно Гермеру пришла идея нанести флуоресцирующее покрытие на стеклянную поверхность лампы изнутри, которое преобразовывало ультрафиолетовое свечение ртутной лампы в белый свет, не режущий глаз. Альберт Халл, инженер компании «General Electric», разработал люминесцентную лампу с аналогичным покрытием к началу 1927 года, но компания была вынуждена приобрести патент Эдмунда Гермера, как оформившего его раньше.

С момента приобретения патента Гермера инженеры «General Electric» активно принялись за совершенствование люминесцентных ламп, стараясь довести их до серийного производства. Для сокращения размеров колбы были созданы лампы круглой и U-образной формы, продемонстрированные на стенде «GE» на всемирной нью-йоркской выставке 1939 года, лампы с компактной спиралевидной колбой разработаны инженером «General Electric» Эдвардом Хаммером в 1976 году. Впрочем, спиралевидные люминесцентные лампы в 80-х так и не были запущены в производство, поскольку руководители компании сочли расходы на строительство новых заводов чрезмерными. В 1995-м медлительностью «General Electric» воспользовались китайские производители, наладив выпуск энергосберегающих ламп со спиралевидными колбами.

Эдвард Хаммер со своим изобретением — лампой с компактной спиралевидной колбой

Ввинчивающаяся лампа с магнитным балластом (SL) была создана компанией «Philips» в 1980 году — она стала первой люминесцентной лампой такого рода, способной конкурировать с лампами накаливания. Энергосберегающую лампу с электронным балластом (CFL) в 1985 году впервые продемонстрировал немецкий концерн «Osram».

Как сделать лампу своими руками

Лампу накаливания можно изготовить самостоятельно. Для этого необходимо подготовить некоторые материалы. Если каких-то вы не нашли дома, можете их приобрести в любом хозяйственном магазине. Для работы вам понадобятся:

• четыре зажима;
• стеклянная банка с прозрачными стенками;
• медные провода длиной 60 см;
• карандашный грифель (лучше взять выдвижной вариант);
• несколько батареек.

• Соедините медные провода и электрические зажимы. На концах кабелей зафиксируйте зажимы. Если у вас под рукой не оказалось зажимов, можете из каждого конца медной проволоки сделать петлю. Её нужно сделать довольно большую, чтобы петлю можно было закрепить на контактах элементов питания.
• Соедините батарейки. Их нужно собрать в последовательном порядке, соблюдая полярность. Для этого соедините их концы, после чего закрепите при помощи скотча или изоленты. Расположить их нужно так, чтобы на одном конце был положительный заряд, а на другом – отрицательный. Если вы боитесь, что конструкция распадётся, обмотайте батарейки несколькими слоями скотча.
• К одному концу прикрепите медную жилу. Для удобства производители один конец обозначают красным цветом, а другой – чёрным. Красный следует соединить с плюсовым контактом. Чёрный подключать на этом этапе не следует. Так вы не только замкнёте цепь, но и можете обжечься. Поэтому следует быть осторожным.
• Два свободных зажима расположите вертикально. Поместите между ними стержень из графита. Должна получиться конструкция в виде буквы «Н», где боковые части представлены зажимами, а центральная перемычка — это графитовый стержень. Стоит иметь в виду, что чем длиннее будет стержень, тем дольше и ярче будет светить лампочка. Чтобы конструкция получилась устойчивой, закрепите зажимы с помощью пластилина.
• Возьмите стеклянную банку и накройте ею полученную конструкцию. Можно обойтись и без неё. Однако так графит будет быстро разрушаться, дымить, искрить.
• Свободный конец соедините со «змейкой» из батареек. Так вы обеспечите подачу электричества к самодельному устройству. Оно начнёт поступать на стержень, который под воздействием тока будет нагреваться и излучать свет. Самодельная лампочка готова!

Зависимость видимого спектра люминесцентной лампы от люминофора

Свет, генерируемый дешевыми энергосберегающими лампами, чаще всего неприятен для зрения — в его спектре преобладают синий и желтый цвета, в результате цвет предметов в освещаемом помещении неестественен. Причины кроятся в типе люминофора, содержащем недорогой галофосфат кальция. Такие лампы, обладая высокой светоотдачей, предназначены для освещения нежилых помещений (складов и т.п.) — внешне вырабатывают белый свет, но его отражение от предметов выявляет неполный спектр (отсутствие красного и зеленого цветов).

Энергосберегающие лампы для домашнего освещения имеют более высокую цену, т.к. люминофор в них создает 3-5 цветных полос (к примеру красную, зеленую и голубую) из видимого для человеческого глаза спектра и имитирует эффект естественного света, но уменьшает при этом светоотдачу.

В быту применяются для освещения несколько видов ЭСЛ:

• Галогенные – экономия электричества до 50%.
• Люминесцентные – экономия до 80%.
• Светодиодные – экономия 80-90%.

Сейчас в потреблении большее количество люминесцентных лампочек. Они производятся таких видов: трубчатые, кольцевидные, компактные (разновидность трубчатых, только размер значительно меньше). Компактные лампочки по сравнению с накаливания дают возможность экономить до 80% электроэнергии. К тому же срок эксплуатации превышает до 15 раз. Положительной чертой является отсутствие большого количества выделяемого тепла. Поэтому не произойдет перегрева при использовании в осветительных приборах. Оттенок излучаемого света выбирается индивидуально. Бывает он теплых и холодных оттенков. Отрицательной стороной является содержание ртути, реагирование на частоту включения, при пониженных температурах уменьшается подача света, проблема с утилизацией.

энергосберегающие ламп очки» src=»/wp-content/uploads/posts/kak-delayut-lampochki-nakalivaniya-energosberegayushchie/kak-delayut-lampochki-nakalivaniya-energosberegayushchie_3.jpg» title=»Вариации ламп» loading=»lazy»>

Более усовершенствованы галогенные энергосберегающие лампочки. В них включены элементы галогена, что позволяет поддерживать яркость на протяжении всего периода эксплуатации. Свет, излучаемый лампочкой, подобен дневному освещению, поэтому все оттенки вещей передаются в естественном виде. Срок службы данного вида всего лишь до трех раз превосходит обычную лампу накаливания. Экономия потребления энергии до 50 процентов.

Самыми усовершенствованными считаются светодиодные лампочки. У них высокий КПД и срок эксплуатации до 80 тыс.часов. Они излучают голубые, зеленые, красные, желтые, белые оттенки. Поэтому широко применяются в декорировании, архитектурном дизайне. Также этот вид не содержит ртути, что делает его экологически безопасным. Нагревание поверхности отсутствует, что соответствует противопожарным нормам. Недостатком считается лишь высокая стоимость в сравнении с другими видами.

Современные энергосберегающие лампы, относительно размерам цоколя, имеют два вида:

• С обычным патроном (Е27);
• С малым патроном (Е14).

Форма ламп имеет спиральный и у-образный вид.

От формы лампочки не меняется качество подачи света! Но спиральные энергосберегающие лампы дороже из-за сложности в изготовлении.

На что следует обратить внимание при покупке

Параметры, которые учитываются при покупке энергосберегающих лампочек:

• Мощность. Для определения необходимой мощности, достаточно нужную мощность разделить на пять. Например, если нужная мощность 100В, то лампочку стоит брать мощностью на 20В. Такое определение мощности не подходит для всех видов.
• Цвет света и температура. Для офиса подойдет холодный оттенок с голубизной и температурой до 6,5 тыс.К. В детской комнате желательно естественный оттенок с температурой 4,2 тыс.К.
• Срок эксплуатации. У каждого вида и производителя свой срок. В среднем от 3 до 15 тыс. часов.
• Гарантийные обязательства. Каждый производитель устанавливает свои гарантии. В основном от полугода до трех лет.
• Форма изделия. Выбор формы индивидуален. Он должен соответствовать размеру осветительного прибора, дизайна комнаты.

Дешевые варианты не всегда соответствуют заявленным параметрам. Это может оказаться подделка.

• Размер цоколя. Большинство домашних приборов соответствует маркировке Е27, реже – Е14.

Советуем посмотреть видео-обзор:

Обзор цен

Каждый вид, модель ЭСЛ стоит по-разному. Некоторые примеры:

• ASD Е27 11Вт 3000К. Цоколь диаметром 27 мм, температура 3000К, почти как лампочка накаливания. Форма грушевидная ибо обычной лампочки. Работает до 30000 часов. Мощность – 100 Вт. Цена 50 рублей.
• Gauss Е27 15Вт 4100К. Форма стандартная. Оттенок белый, дневной. Соответствует 120Вт лампы накаливания. Цена 150 рублей.
• Xiaomi Е27 9Вт 6500К. Холодный белый оттенок. Наработанные часы – 96360. Доступно управление со смартфона. Цена 1400 рублей.
• Экономка Е27 20Вт 4000К. Форма спираль. Оттенок света белый, дневной. Цена 114 рублей.
• Camelion Е27 26Вт. Форма спираль. Время работы 5000 часов. Цена 400 рублей.
• Светозар Е27 15Вт 2700К. Срок службы 8000 часов. Цена 100 рублей.

Как делают лампочки накаливания?

Как работают лампы освещения

Принцип работы классических ламп базируется на оптическом излучении, которое возникает между запаянными в колбу электродами при электроразряде.

Электрод – базовый конструктивный узел лампы; катод обеспечивает непрерывное поступление электронов для поддержки разряда, а анод выступает в качестве их приемника.

• Для облегчения процесса допустимо впаивание дополнительных электродов.
• Путем нагревания под откачкой из лампы удаляются газы, а из колбы – воздух. Освободившееся пространство наполняется до предусмотренного давления инертным газом.
• При повышенной упругости паров газ-наполнитель смешивают с металлами – натрием, ртутью и другими.

Тип получившегося излучения характеризует его функциональность и применяется в качестве базы при классификации ламп:

• Рекомбинация ионов или возбуждение атомов – газо- и паросветные модели.
• Активность люминофор, создаваемая разрядом, – фотолюминесцентные модели.
• Раскаление электродов путем разряда – электродосветные вариации.

Как делают лампочки: накаливания, энергосберегающие

Многие из нас не представляют свою жизнь без телевизора, холодильника, смартфона и прочей бытовой техники. К незаменимым предметам быта относятся и осветительные приборы.

Несмотря на то, что первая лампа накаливания появилась в далёком 1838 году, мало кто знает, как производятся эти устройства.

Как делают лампы накаливания: этапы производства

Для производства качественных ламп накаливания требуется современное и технологичное оборудование.

Справка. Особые требования предъявляются к машине, которая производит вольфрамовую нить, ведь вольфрам – довольно дорогостоящий материал, поэтому затраты на производство должны окупаться.

Также внимания заслуживает оборудование для работы с газом и вакуумом. Для этого применяются специальные стеклодувные машины, при помощи которых изготавливают колбы для осветительных приборов.

Все этапы требуют сосредоточенности, аккуратности и соблюдения всех технологических норм. Ошибка на одном из низ приведёт к плачевным результатам: неправильно изготовленная лампочка прослужит недолго.

Процесс производства выглядит следующим образом:

1. Колба — самая заметная часть устройства. Её изготавливают из стекла при помощи специальной машины. Во время процесса стекло нагревается, после чего ему придаётся желаемая форма. Конфигурация может быть самой разной, внутри всех колб располагается инертный газ или вакуум. В центр ёмкости помещают тонкую спираль, которая является телом накаливания. Изготавливают её из тугоплавкого материала, являющегося отличным проводником тока. Чаще для этого используют вольфрам.
2. После того как тело помещено в колбу, ему придаётся необходимая форма. Она может быть как в виде тонкой спирали, так и в виде ленты, концы которой закреплены к электродам. Сами электроды находятся в цоколе изделия.
3. Цоколь — округлая ёмкость, в которую помещают узкий конец колбы. Его изготавливают из тонкого листа оцинкованной стали. Чтобы зафиксировать колбу внутри цоколя, делают резьбу. Хотя можно найти модели, которые фиксируются при помощи трения.
4. Внутрь цоколя помещают изолирующий материал, после чего в него закрепляют электроды. Сами изоляторы изготавливают из стекла. Они предотвращают соприкосновение элементов, проводящих ток. Для этого один электрод закрепляется в боковой части цоколя. Снаружи он выглядит, как припаянная точка. Второй электрод расположен в нижней части цоколя и упирается в его дно, где располагается контактная площадка.

Принцип работы заключается в том, что при подаче электрического тока, напряжение через электрод поступает на нить накаливания. Она в доли секунды нагревается до температуры 2 000°С, благодаря чему лампочка начинает излучать свет.

Справка. Лампы накаливания обладают низким КПД, который не превышает 15%. Остальное уходит в тепло. Поэтому не стоит дотрагиваться до колбы, когда устройство включено: есть риск получить серьёзные ожоги.

Как сделать лампу своими руками

Лампу накаливания можно изготовить самостоятельно. Для этого необходимо подготовить некоторые материалы. Если каких-то вы не нашли дома, можете их приобрести в любом хозяйственном магазине. Для работы вам понадобятся:

• четыре зажима;
• стеклянная банка с прозрачными стенками;
• медные провода длиной 60 см;
• карандашный грифель (лучше взять выдвижной вариант);
• несколько батареек.

1. Соедините медные провода и электрические зажимы. На концах кабелей зафиксируйте зажимы. Если у вас под рукой не оказалось зажимов, можете из каждого конца медной проволоки сделать петлю. Её нужно сделать довольно большую, чтобы петлю можно было закрепить на контактах элементов питания.
2. Соедините батарейки. Их нужно собрать в последовательном порядке, соблюдая полярность. Для этого соедините их концы, после чего закрепите при помощи скотча или изоленты. Расположить их нужно так, чтобы на одном конце был положительный заряд, а на другом – отрицательный. Если вы боитесь, что конструкция распадётся, обмотайте батарейки несколькими слоями скотча.
3. К одному концу прикрепите медную жилу. Для удобства производители один конец обозначают красным цветом, а другой – чёрным. Красный следует соединить с плюсовым контактом. Чёрный подключать на этом этапе не следует. Так вы не только замкнёте цепь, но и можете обжечься. Поэтому следует быть осторожным.
4. Два свободных зажима расположите вертикально. Поместите между ними стержень из графита. Должна получиться конструкция в виде буквы «Н», где боковые части представлены зажимами, а центральная перемычка — это графитовый стержень. Стоит иметь в виду, что чем длиннее будет стержень, тем дольше и ярче будет светить лампочка. Чтобы конструкция получилась устойчивой, закрепите зажимы с помощью пластилина.
5. Возьмите стеклянную банку и накройте ею полученную конструкцию. Можно обойтись и без неё. Однако так графит будет быстро разрушаться, дымить, искрить.
6. Свободный конец соедините со «змейкой» из батареек. Так вы обеспечите подачу электричества к самодельному устройству. Оно начнёт поступать на стержень, который под воздействием тока будет нагреваться и излучать свет. Самодельная лампочка готова!

Как изготавливают энергосберегающие лампочки

Постоянно растущие тарифы за электроэнергию вынуждают использовать более экономичные осветительные приборы. Поэтому в последнее время особой популярностью пользуются энергосберегающие лампочки. К ним относятся люминесцентные и светодиодные модели.

Преимущества

Каждому типу присущ индивидуальный набор достоинств.

Лампа накаливания: характеристики и особенности.

Лампа накаливания – самая дешевая из представленных на рынке осветительных приборов. Несмотря на активную пропаганду энергосберегающих приборов, многие люди продолжают пользоваться этим надежным электрическим источником света.

Устройство и принцип работы.

С начала XX века устройство лампы практически не изменилась. Она состоит из нескольких элементов:

• стеклянная колба;
• инертный газ;
• вольфрамовая нить накаливания;
• держатель для нити накаливания;
• токовводящие электроды;
• предохранитель;
• цоколь.

Колба герметизирует и защищает нить накала от воздействия атмосферы. Для изготовления источника света с вольфрамовой спиралью обычно используют известковое стекло.

В качестве инертного газа чаще всего применяют недорогую смесь азота и аргона, чистый аргон или криптон.

Тело накаливания для бытовых лампочек изготавливается из вольфрамовой проволоки, которую закручивают в спираль. Это делают для уменьшения размера изделия и увеличения площади излучения.

В качестве держателей для нити накаливания применяют молибденовые крючки.

Часто конструкцией предусмотрен предохранитель. Он состоит из ферроникелевого сплава, который вваривается в один из токовводящих электродов. Назначение предохранителя – предотвратить взрыв колбы при перегорании нити накаливания.

Цоколь состоит из металлического корпуса, стеклянного изолятора и токопроводящего контакта.

Принцип работы лампы достаточно прост. Свечение возникает благодаря прохождению электрического тока через нить накаливания. Чтобы световое излучение стало видимым для человеческого глаза, спираль должна нагреться до температуры 570°С. А рабочая температура нити накала достигает 3000°С. При нажатии на выключатель вольфрамовая спираль начинает нагреваться и светиться.

Почему их называют лампами Ильича?

За этим бытовым осветительным прибором на территории нашей страны закрепилось название лампа Ильича. Не каждый светильник достоин такого имени. Лишь голую лампочку на проводе без плафона можно назвать именем Ленина. Дело в том, что одной из первых задач молодой советской власти была электрификация страны. В 1920 году Владимир Ильич Ленин приехал в деревню Кашино на запуск электростанции. Там он побеседовал с крестьянами, сфотографировался с ними и провел митинг. Это, казалось бы, рядовое событие, нашло отражение в советской литературе и кино. А простой светильник, свисающий на проводе с потолка, стали называть лампой Ильича. Позже этот термин приобрел иронический оттенок, как пример проблемы, решенной на скорую руку.

Виды ламп накаливания, область применения и электрические характеристики.

Классификация данных осветительных приборов.

1. Общего назначения. Предназначены для общего, местного и декоративного освещения в домах и офисах.
2. Местного освещения. Подобны предыдущей группе, но с низким напряжением (12, 24, 36 В). Применяются для подсветки рабочих мест, в том числе и на специальных станках.
3. Декоративные модели. Изготавливаются со специальными фигурными колбами (в виде свечей, шаров и др.). Применяются для украшения интерьера в квартирах и общественных зданиях.
4. Иллюминационные. Выпускаются с ярко окрашенными колбами. Имеют малую мощность. Применяются в иллюминационных установках.
5. Сигнальные. Прибор малой мощности, но долгого срока службы. Используются в светосигнальных устройствах.
6. Зеркальные. Изготавливаются с колбой специальной формы, покрытой отражающим слоем из алюминия. Применяются для локализации местного освещения в определенную точку.
7. Транспортные. Предназначены для различных видов транспорта. Выпускаются с высокой механической и вибрационной стойкостью. Имеют специальный цоколь.
8. Лампы для оптических приборов (измерительных, медицинских и др.).
9. Прожекторные лампы. Имеют большую мощность (до 10кВт) и световую отдачу.
10. Специальные:

• коммутаторные (миниатюрные, маломощные);
• фотолампы (сейчас практически не используются);
• проекционные (для кинопроекторов);
• двухнитевые и лампы-фары для автомобилей, самолетов и железнодорожных светофоров;
• нагревательные и лампы специального спектра излучения для различной техники (принтеры, сушильные камеры и др.).

Номенклатура осветительных приборов определяет их характеристики.

1. Диапазон мощности составляет от 0,1 Вт до 23 кВт. Для бытовых лампочек интервал значительно уже: от 15 до 150 Вт.
2. Цветовая температура находится в интервале от 2100 до 3000 К, что весьма близко к естественному солнечному спектру.
3. Коэффициент полезного действия у ламп накаливания довольно низкий: примерно 5%. Это обусловлено тем, что большая часть электроэнергии расходуется на тепловой нагрев нити накаливания и невидимое глазу инфракрасное излучение.
4. При работе осветительный прибор не требует дополнительных устройств для ограничения тока. Он подключается напрямую к электрической сети. Это связано со свойствами вольфрама. Он имеет положительный коэффициент температурного расширения. Значит, с ростом температуры увеличивается электрическое удельное сопротивление: стабилизация потребляемой мощности осветительного пробора достигается автоматически.
5. Световой поток или яркость свечения у лампы накаливания зависит от мощности. Для бытовых приборов он находится в рамках 90−2200 лм. Световая отдача при этом составляет 9−15 лм/Вт.
6. Индекс цветопередачи Rа 100. Следовательно, цвета предметов не искажаются.
7. Важной для потребителя характеристикой является размер и тип цоколя лампы. Чаще всего у бытовых осветительных приборов встречается резьбовой цоколь. Кроме него выпускают лампы со штифтовым одно- или двухконтактным цоколем. В зависимости от размера в Европе выпускают цоколи Е14, Е27 и Е40. Цифра соответствует диаметру цоколя в миллиметрах. В странах с меньшим напряжением сети (110В) лампы меньше. Цоколи для них имеют размеры Е12, Е17, Е26 и Е39.

Преимущества и недостатки.

Достоинств у лампы накаливания больше, чем недостатков.

• Низкая цена осветительного прибора. Дешевле пока не производят.
• Небольшой размер, эргономичная форма.
• Низкая чувствительность к перепадам напряжения.
• Моментальное свечение при включении в сеть.
• Не вредно для глаз: мерцание человеческим глазом не фиксируется.
• Возможность использования димеров – регуляторов яркости.
• Спектр света максимально близок к естественному солнечному освещению.
• Свечение не искажает цвета предметов.
• Постоянный спектр излучения.
• Надежность при работе в условиях, отличающихся от нормальных: низкие или высокие температуры, конденсат в атмосфере.
• Широкий диапазон рабочих напряжений.
• Легкая и безопасная утилизация.
• Простота электрической схемы. Лампа подключается напрямую к сети без дополнительных регулирующих приборов.
• Устойчивость к ионизирующей радиации и электромагнитным импульсам.
• Не создает помех для радиочастот.
• Не гудит при работе.
• Может работать и от переменного, и от постоянного тока; не зависит от полярности.
• Невысокий уровень ультрафиолетового излучения.

• Маленький срок службы.
• Невысокая световая отдача, которая зависит от напряжения.
• Низкий коэффициент полезного действия: не более 5%.
• Пожароопасность из-за сильного теплового нагрева колбы.
• Хрупкость стеклянной колбы.
• Возможность взрыва колбы.
• Высокое потребление электроэнергии по сравнению с другими типами ламп.

Итоги.

Лампы накаливания служили человеку верой и правдой на протяжении всего XX века. В нынешнем столетии на смену приходят светодиодные и люминесцентные осветительные приборы. В нашей стране в рамках борьбы за энергоэффективность приняты программы, которые стимулируют развитие производства более современных источников света. Многие россияне уже отказались от использования ламп накаливания в своих квартирах. Тем не менее, некоторые их достоинства неповторимы. Например, для фото- и кинопроизводства незаменима высокая цветопередача. Многие специальные осветительные приборы пока работают только по старой технологии. Кто-то просто бережет свои глаза и использует лампу Ильича. А для помещений с кратковременным включением света раз в неделю лампа накаливания и вовсе самый экономически обоснованный вариант. Выбор остается за конкретным потребителем!

Как делают лампочки: процесс изготовления

Многие из нас не представляют свою жизнь без телевизора, холодильника, смартфона и прочей бытовой техники. К незаменимым предметам быта относятся и осветительные приборы.

Несмотря на то, что первая лампа накаливания появилась в далёком 1838 году, мало кто знает, как производятся эти устройства.

Как делают лампы накаливания: этапы производства

Для производства качественных ламп накаливания требуется современное и технологичное оборудование.

Справка. Особые требования предъявляются к машине, которая производит вольфрамовую нить, ведь вольфрам – довольно дорогостоящий материал, поэтому затраты на производство должны окупаться.

Также внимания заслуживает оборудование для работы с газом и вакуумом. Для этого применяются специальные стеклодувные машины, при помощи которых изготавливают колбы для осветительных приборов.

Все этапы требуют сосредоточенности, аккуратности и соблюдения всех технологических норм. Ошибка на одном из низ приведёт к плачевным результатам: неправильно изготовленная лампочка прослужит недолго.

Процесс производства выглядит следующим образом:

1. Колба — самая заметная часть устройства. Её изготавливают из стекла при помощи специальной машины. Во время процесса стекло нагревается, после чего ему придаётся желаемая форма. Конфигурация может быть самой разной, внутри всех колб располагается инертный газ или вакуум. В центр ёмкости помещают тонкую спираль, которая является телом накаливания. Изготавливают её из тугоплавкого материала, являющегося отличным проводником тока. Чаще для этого используют вольфрам.
2. После того как тело помещено в колбу, ему придаётся необходимая форма. Она может быть как в виде тонкой спирали, так и в виде ленты, концы которой закреплены к электродам. Сами электроды находятся в цоколе изделия.
3. Цоколь — округлая ёмкость, в которую помещают узкий конец колбы. Его изготавливают из тонкого листа оцинкованной стали. Чтобы зафиксировать колбу внутри цоколя, делают резьбу. Хотя можно найти модели, которые фиксируются при помощи трения.
4. Внутрь цоколя помещают изолирующий материал, после чего в него закрепляют электроды. Сами изоляторы изготавливают из стекла. Они предотвращают соприкосновение элементов, проводящих ток. Для этого один электрод закрепляется в боковой части цоколя. Снаружи он выглядит, как припаянная точка. Второй электрод расположен в нижней части цоколя и упирается в его дно, где располагается контактная площадка.

Принцип работы заключается в том, что при подаче электрического тока, напряжение через электрод поступает на нить накаливания. Она в доли секунды нагревается до температуры 2 000°С, благодаря чему лампочка начинает излучать свет.

Справка. Лампы накаливания обладают низким КПД, который не превышает 15%. Остальное уходит в тепло. Поэтому не стоит дотрагиваться до колбы, когда устройство включено: есть риск получить серьёзные ожоги.

Как сделать лампу своими руками

Лампу накаливания можно изготовить самостоятельно. Для этого необходимо подготовить некоторые материалы. Если каких-то вы не нашли дома, можете их приобрести в любом хозяйственном магазине. Для работы вам понадобятся:

• четыре зажима;
• стеклянная банка с прозрачными стенками;
• медные провода длиной 60 см;
• карандашный грифель (лучше взять выдвижной вариант);
• несколько батареек.

1. Соедините медные провода и электрические зажимы. На концах кабелей зафиксируйте зажимы. Если у вас под рукой не оказалось зажимов, можете из каждого конца медной проволоки сделать петлю. Её нужно сделать довольно большую, чтобы петлю можно было закрепить на контактах элементов питания.
2. Соедините батарейки. Их нужно собрать в последовательном порядке, соблюдая полярность. Для этого соедините их концы, после чего закрепите при помощи скотча или изоленты. Расположить их нужно так, чтобы на одном конце был положительный заряд, а на другом – отрицательный. Если вы боитесь, что конструкция распадётся, обмотайте батарейки несколькими слоями скотча.
3. К одному концу прикрепите медную жилу. Для удобства производители один конец обозначают красным цветом, а другой – чёрным. Красный следует соединить с плюсовым контактом. Чёрный подключать на этом этапе не следует. Так вы не только замкнёте цепь, но и можете обжечься. Поэтому следует быть осторожным.
4. Два свободных зажима расположите вертикально. Поместите между ними стержень из графита. Должна получиться конструкция в виде буквы «Н», где боковые части представлены зажимами, а центральная перемычка — это графитовый стержень. Стоит иметь в виду, что чем длиннее будет стержень, тем дольше и ярче будет светить лампочка. Чтобы конструкция получилась устойчивой, закрепите зажимы с помощью пластилина.
5. Возьмите стеклянную банку и накройте ею полученную конструкцию. Можно обойтись и без неё. Однако так графит будет быстро разрушаться, дымить, искрить.
6. Свободный конец соедините со «змейкой» из батареек. Так вы обеспечите подачу электричества к самодельному устройству. Оно начнёт поступать на стержень, который под воздействием тока будет нагреваться и излучать свет. Самодельная лампочка готова!

Как изготавливают энергосберегающие лампочки

Постоянно растущие тарифы за электроэнергию вынуждают использовать более экономичные осветительные приборы. Поэтому в последнее время особой популярностью пользуются энергосберегающие лампочки. К ним относятся люминесцентные и светодиодные модели.

Принцип работы люминесцентной лампочки основан на излучении ультрафиолета. Для этого в колбу, которая выполнена в виде тонкой трубки, закачивают пары ртути или инертный газ. Далее стенки колбы покрывают специальным веществом — люминофором. Отдельно собирают основу с термистором — это устройство, которое обеспечивает плавный запуск осветительного прибора. Для бесперебойной работы основу дополнительно оснащают предохранителем, после чего всю конструкцию помещают в прочный корпус, изготовленный из пластика.

Особое место занимают светодиодные источники света. Они потребляют небольшое количество электроэнергии, но при этом отличаются высоким КПД:

1. Их производство начинается с выращивания светодиодных кристаллов. Для этого их помещают на специальную подложку, изготовленную из проводника с противоположной проводимостью.
2. Второй шаг — сортировка готовых кристаллов по основным характеристикам.
3. На заключительном этапе подготовленные и отсортированные светодиоды помещают в прочный корпус. После чего на цоколе изделия изготавливаются выводные контакты.

Современные технологии позволяют снизить плату за электроэнергию. Главное — приобретать качественные устройства именитых брендов. Они стараются поддерживать имидж компании, поэтому скрупулёзно соблюдают все этапы производства.

Все что вы не знали о первой лампе накаливания

Лампочка накаливая – предмет, знакомый всем. Электричество и искусственный свет уже давно стали для нас неотъемлемой частью действительности. Но мало кто задумывается, как появилась та самая первая и привычная нам лампа накаливания.

Наша статья расскажет вам, что собой представляет лампа накаливания, как она работает и как появилась в России и во всем мире.

Что собой представляет

Лампа накаливания — электрический вариант источника света, основная часть которого представляет собой тугоплавкий проводник, играющий роль тела накала. Проводник размещен в колбе из стекла, которая внутри бывает накаченной инертным газом или полностью лишенной воздуха. Пропуская через тугоплавкий тип проводника электрический ток, данная лампа может испускать световой поток.

Свечение лампы накаливания

Принцип функционирования базируется на том, что когда электрический ток течет по телу накала, данный элемент начинает накаливаться, нагревая вольфрамовую нить. Вследствие этого нить накала начинает испускать излучение электромагнитно-теплового типа (закон Планка). Для создания свечения температура накала должна составлять пару тысяч градусов. При снижении температуры спектр свечения будет становиться все более красным.
Все минусы, имеющиеся у лампы накаливания, кроются в температуре накала. Чем лучше нужен световой поток, тем большая температура потребуется. При этом вольфрамовая нить характеризуется пределом накала, при превышении которого этот источник света навсегда выходит из строя.
Обратите внимание! Температурный предел нагрева для ламп накаливания — 3410 °C.

Конструкционные особенности

Поскольку лампа накаливания считается самым первым источников света, то вполне закономерно, что ее конструкция должна быть достаточной простой. Особенно, если сравнивать с нынешними источниками света, которые ее постепенно вытесняют с рынка.
В лампе накаливания ведущими элементами считаются:

• колба лампы;
• тело накала;
• токовводы.

Обратите внимание! Первая подобная лампа имела именно такое строение.

Конструкция лампы накаливания

На сегодняшний день разработано несколько вариантов ламп накаливания, но такое строение характерно для самых простых и самых первых моделей.
В стандартной лампочке накаливания, кроме вышеописанных элементов имеется предохранитель, который представляет собой звено. Оно состоит из ферроникелевого сплава. Его вваривают в разрыв одного из двух токовводов изделия. Звено размещается в ножке токоввода. Оно нужно для того, чтобы предупредить разрушение стеклянной колбы во время прорыва нити накала. Это связано с тем, что при прорыве вольфрамовой нити создается электрическая дуга. Она может оплавить остатки нити. А ее фрагменты могут повредить колбу из стекла и привести к возникновению возгорания.
Предохранитель же разрушает электрическую дугу. Такое ферроникелевое звено размещается в полости, где давление равняется атмосферному. В данной ситуации дуга гаснет.
Такое строение и принцип работы обеспечили лампе накаливания широкое распространение по миру, но из-за их высокого энергопотребления и непродолжительному сроку службы, она сегодня стали использоваться гораздо реже. Связано это с тем, что появились более современные и эффективные источники света.

История открытия

В создание лампы накаливания в том виде, в котором она известна на сегодняшний день, сделали свой вклад исследователи, как из России, так и из других стран мира.

До момента, когда изобретатель Александр Лодыгин из России начал трудиться над разработкой ламп накаливания, в ее истории нужно отметить некоторые важные события:

• в 1809 году известный изобретатель Деларю из Англии создал свою первую лампу накаливания, оснащенную платиновой спиралью;
• через почти 30 лет в 1938 году уже бельгийский изобретатель Жобар разработал угольную модель лампы накаливания;
• изобретатель Генрих Гёбель из Германии в 1854 году уже представил первый вариант рабочего источника света.

Лампочка немецкого образца имела обугленную нить из бамбука, которая помещалась в вакуумированный сосуд. В течение пяти последующих лет Генрих Гёбель продолжал свои наработки и в конечном счете пришел к первому опытному варианту рабочей лампочки накаливания.

Первая практичная лампочка

Джозеф Уилсон Суон, знаменитый физик и химик из Англии, в 1860 году явил миру свои первые успехи в области разработки источника света и за свои результаты был вознагражден патентом. Но некоторые трудности, которые возникли с созданием вакуума, показали неэффективную и не долгосрочную работу лампы Суона.
В России, как уже отмечалось выше, исследованиями в области эффективных источников света занимался Александр Лодыгин. В России он смог добиться свечения в стеклянном сосуде угольного стержня, из которого предварительно был откачен воздух. В России история открытия лампочки накаливания началась в 1872 году. Именно в этом году Александру Лодыгины удались его эксперименты с угольным стержнем. Через два года он в России получает патент под номером 1619, который был выдан ему на нитевой вид лампы. Нить он заменил на стержень из угля, находившийся в вакуумной колбе.
Ровно через год В. Ф. Дидрихсон значительно улучшил вид лампы накаливания, созданную в России Лодыгином. Усовершенствование заключалось в замене угольного стержня на несколько волосков.

Обратите внимание! В ситуации, когда один из них перегорал, происходило автоматическое включение другого.

Джозеф Уилсон Суон, который продолжал свои попытки усовершенствовать уже имеющеюся модель источника света, получает патент на лампочки. Здесь в качестве нагревательного элемента выступало угольное волокно. Но здесь оно располагалось уже в разреженной атмосфере из кислорода. Такая атмосфера позволила получить очень яркий свет.

Вклад Томаса Эдисона

В 70-х года позапрошлого столетия в изобретательскую гонку по созданию работающей модели лампы накаливания включился изобретатель из Америки — Томас Эдисон.

Он проводил исследования в вопросе применения в виде элемента накаливания нитей, произведенных из разнообразных материалов. Эдисон в 1879 году получает патент на лампочку, оснащенной платиновой нитью. Но через год он возвращается к уже проверенному угольному волокну и создает источник света со сроком эксплуатации в 40 часов.

Обратите внимание! Одновременно с работой по созданию эффективного источника света, Томас Эдисон создал поворотный тип бытового выключателя.

При том, что лампочки Эдисона работают всего лишь 40 часов, они начали активно вытеснять с рынка старый вариант газового освещения.

Результаты работ Александра Лодыгина

В то время, как на другом конце мира Томас Эдисон проводил свои эксперименты, в России аналогичными изысканиями продолжал заниматься Александр Лодыгин. Он в 90-х годах 19 века изобрел сразу несколько видов лампочек, нити которых были изготовлены из тугоплавких металлов.

Обратите внимание! Именно Лодыгин первым решился использовать вольфрамовую нить в качестве тела накаливания.

Кроме вольфрама он также предлагал использовать нити накаливания, изготовленные из молибдена, а также скручивать их в форме спирали. Такие свои нити Лодыгин размещал в колбах, из которых откачивался весь воздух. Вследствие таких действий нити предохранялись от кислородного окисления, что делало срок службы изделий значительно продолжительным.
Первый тип коммерческой лампочки, произведенный в Америке, содержала вольфрамовую нить и изготавливалась по патенту Лодыгина.
Также стоит отметить, что Лодыгиным были разработаны газонаполненные лампы, содержащие угольные нити и заполненные азотом.
Таким образом, авторство первой лампочки накаливания, отправленной в серийное производство, принадлежит именно российскому исследователю Александру Лодыгину.

Особенности работы лампочки Лодыгина

Для современных ламп накаливания, которые являются прямыми потомками модели Александра Лодыгина, характерны:

• отменный световой поток;
• отличная цветопередача;

Цветопередача лампы накаливания

• низкий показатель конвекции и проводимости тепла;
• температура накала нити — 3400 K;
• при максимальном уровне показателя температуры накала коэффициент для полезного действия составляет 15 %.

Кроме этого данный тип источника света в ходе своей работы потребляет много электроэнергии, по сравнению с другими современными лампочками. Из-за конструкционных особенностей такие лампы могут работать примерно 1000 часов.
Но, несмотря на то, что по многим критериям оценки данная продукция уступает более совершенным современным источникам света, она, благодаря своей дешевизне, все еще остается актуальной.

Заключение

В создании эффективной лампы накаливания участвовали изобретатели из разных стран. Но только российский ученый Александр Лодыгин смог создать самый оптимальный вариант, которым мы, собственно, и продолжаем пользоваться по сегодняшний день.