hehkulamppu | |
---|---|
Yleiskäyttöinen hehkulamppu (230 V, 60 W, 720 lm, pohja E27, kokonaiskorkeus n. 110 mm) | |
Tehty | lasia ja argonia |
Löytäjä tai keksijä | Thomas Alva Edison [1] , Swan, Joseph Wilson ja Alexander Nikolaevich Lodygin |
avauspäivämäärä | 1834 |
Oikeudellinen asema | 🅮 |
Energian lähde | sähköä |
MCN-koodi | 7011.10.10 |
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Hehkulamppu on keinotekoinen valonlähde , jossa valo säteilee hehkuvaa kappaletta, joka on kuumennettu sähkövirralla korkeaan lämpötilaan. Lämmityskappaleena käytetään useimmiten tulenkestävästä metallista (yleensä volframista ) tai hiililangasta valmistettua spiraalia . Lämmityskappaleen hapettumisen välttämiseksi joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa se asetetaan pulloon , joka on tyhjennetty tai täytetty inertillä kaasulla tai höyryllä .
Hehkulamppu käyttää hehkulampun lämmittämistä, kun sen läpi kulkee sähkövirta ( virran lämpövaikutus ). Hehkulampun rungon lämpötila nousee sähköpiirin sulkemisen jälkeen. Kaikki kappaleet lähettävät sähkömagneettisia lämpöaaltoja Planckin lain mukaisesti . Säteilyn spektritehotiheydellä ( Planckin funktio ) on maksimi, jonka aallonpituus aallonpituusasteikolla riippuu lämpötilasta. Maksimin asema emissiospektrissä siirtyy lämpötilan noustessa kohti lyhyempiä aallonpituuksia ( Wienin siirtymälaki ). Näkyvän säteilyn saamiseksi on välttämätöntä, että säteilevän kehon lämpötila ylittää 570 °C (lämpötila, jossa ihmissilmään pimeässä näkyvä punainen hehku alkaa). Ihmisen näön kannalta optimaalinen, fysiologisesti sopivin näkyvän valon spektrikoostumus vastaa täysin mustan kappaleen säteilyä, jonka Auringon fotosfäärin pintalämpötila on 5770 K . Mitään kiinteitä aineita, jotka kestäisivät auringon fotosfäärin lämpötilaa tuhoutumatta, ei kuitenkaan tunneta, joten hehkulamppujen hehkulankojen käyttölämpötilat ovat välillä 2000–2800 °C. Nykyaikaisten hehkulamppujen hehkukappaleissa käytetään tulenkestävää ja suhteellisen edullista volframia ( sulamispiste 3410 °C), reniumia (sulamispiste alhaisempi 236 °C, mutta suurempi lujuus kynnyslämpötiloissa) ja hyvin harvoin osmiumia (sulamispiste 3045 °C). Siksi hehkulamppujen spektri siirtyy spektrin punaiseen osaan. Vain pieni osa sähkömagneettisesta säteilystä on näkyvän valon alueella, suurin osa on infrapunasäteilyä . Mitä alhaisempi hehkukappaleen lämpötila on, sitä pienempi osa kuumennetulle langalle syötetystä energiasta muuttuu hyödylliseksi näkyväksi säteilyksi , ja sitä enemmän "punaista" säteily näyttää.
Valaisimien fysiologisen laadun arvioimiseksi käytetään värilämpötilan käsitettä . Tyypillisissä hehkulamppujen lämpötiloissa 2200-2900 K säteilee kellertävää valoa, joka eroaa päivänvalosta. Iltaisin ”lämmin” (T < 3500 K) valo on mukavampaa ihmiselle ja estää vähemmän melatoniinin luonnollista tuotantoa [2] , mikä on tärkeää kehon päivittäisten syklien säätelylle (sen synteesin rikkoutuminen). vaikuttaa negatiivisesti terveyteen).
Ilmakehän ilmassa korkeissa lämpötiloissa volframi hapettuu nopeasti volframitrioksidiksi (muodostaa lampun sisäpinnalle ominaisen valkoisen pinnoitteen, kun se menettää tiiviytensä). Tästä syystä volframifilamenttikappale sijoitetaan suljettuun pulloon, josta ilma poistetaan lampun valmistuksen aikana ja pullo täytetään inertillä kaasulla - yleensä argonilla , harvemmin kryptonilla . Lampputeollisuuden alkuaikoina ne valmistettiin tyhjennetyillä lampuilla; Tällä hetkellä vain pienitehoisia lamppuja (yleislamppuja enintään 25 W) valmistetaan tyhjennetyssä polttimossa. Tehokkaampien lamppujen pullot täytetään inertillä kaasulla ( typpi , argon tai krypton ). Lisääntynyt paine kaasutäytteisten lamppujen polttimossa vähentää volframilangan haihtumisnopeutta. Tämä ei ainoastaan pidennä lampun käyttöikää, vaan mahdollistaa myös hehkulangan rungon lämpötilan nousemisen. Näin valotehokkuus kasvaa ja emissiospektri lähestyy valkoista. Kaasutäytteisen lampun sipulin sisäpinta tummuu hitaammin, kun hehkulamppua ruiskutetaan käytön aikana, kuin tyhjiölampussa.
Kaikilla puhtailla metalleilla ja niiden monilla lejeeringeillä (erityisesti volframilla) on positiivinen resistanssin lämpötilakerroin , mikä tarkoittaa, että sähkövastus kasvaa lämpötilan myötä. Tämä ominaisuus stabiloi automaattisesti lampun sähkönkulutuksen rajoitetulle tasolle, kun se liitetään jännitelähteeseen (lähde, jolla on pieni lähtöimpedanssi ), mikä mahdollistaa lamppujen kytkemisen suoraan sähköverkkoon ilman virtaa rajoittavaa liitäntälaitetta. reaktiiviset tai aktiiviset kaksinapaiset , mikä erottaa ne taloudellisesti kaasupurkausloistelampuista . Valaisimen hehkulangalla resistanssi kylmässä on tyypillisesti 10 kertaa pienempi kuin käyttölämpötiloihin lämmitettynä.
Tyypillisen hehkulampun valmistukseen tarvitaan vähintään 7 eri metallia [3] .
Lamppujen mallit ovat hyvin erilaisia ja riippuvat käyttötarkoituksesta. Hehkulangan runko, polttimo ja virtajohdot ovat kuitenkin yleisiä. Tietyn lampun ominaisuuksista riippuen voidaan käyttää erityyppisiä hehkulanganpitimiä. Hehkulamppujen (mukaan lukien yleiskäyttöiset hehkulamput) hehkurungon koukut ja pidikkeet on valmistettu molybdeenistä [4] . Valaisimet voidaan valmistaa ilman jalustoja tai erityyppisillä jalustoilla, niissä on ylimääräinen ulkopolttimo ja muut lisärakenneosat.
SulakeYleiskäyttöisten hehkulamppujen suunnittelussa on sulake - ohut osa virran ulostuloa hehkulangan rungosta, joka on valmistettu kovarista ja sijaitsee lampun suljetun polttimon ulkopuolella - yleensä lasijalassa. Sulakkeen tarkoitus on estää polttimon tuhoutuminen, kun hehkulanka katkeaa käytön aikana ja päälle kytkemisen yhteydessä. Tällöin hehkulangan rungon murtumisalueelle syntyy sähkökaari , joka sulattaa hehkulangan metallijäännökset, sulan metallin pisarat voivat tuhota polttimon lasin ja aiheuttaa tulipalon. Sulake on suunniteltu siten, että valokaaren syntyessä se tuhoutuu kaarivirran vaikutuksesta, joka ylittää huomattavasti lampun nimellisvirran. Sulakkeen johto sijaitsee ontelossa, jossa paine on yhtä suuri kuin ilmakehän paine, ja siksi sulakkeen sulaessa syntyvä kaari sammuu helposti.
”... hehkulamput palavat usein samalla hetkellä, kun ne sytytetään, kun lanka on kylmä ja sen vastus on pieni . Jotta kelan palaessa ei ylläpidetä kaaripurkausta, mikä voi aiheuttaa sähköverkon ylikuormituksen, polttimon räjähdyksen ja tulipalon, monissa hehkulampuissa on sulake sisällä ohuemman langan muodossa. tulee polttimon sisällä olevasta pohjasta. Palaneessa hehkulampussa havaitaan usein sulan metallin pallojen kiinnittyvän lasiin sisäpuolelta vyöhykkeellä, jossa tämä osa kulki. [5]
Lasipullo suojaa filamenttirunkoa ilmakehän kaasuilta. Polttimon mitat määräytyvät filamenttimateriaalin kerrostumisnopeuden mukaan.
Lampputyypistä riippuen käytetään erilaisia lasityyppejä. Hehkulamppujen ja loistelamppujen pullojen valmistukseen käytetään yleensä natronkalkkisilikaattilasia. Korkean lämpötilan lampuissa käytetään borosilikaattilasia, kun taas korkeapainepurkauslampuissa käytetään joko kvartsia tai keraamia kaariputkessa ja borosilikaattilasia ulkokuoressa. Lyijylasia (sisältää 20–30 % lyijyä) käytetään yleisesti lampun putkien päiden tiivistämiseen .
Volframilamput . Pullot on yleensä valmistettu kalsiumsilikaattilasista, kun taas pullon pohja on valmistettu lyijylasista. .
Volframi-halogeenilamput . Lasipullojen sijaan käytetään kvartsilasipulloja , jotka kestävät korkeampia lämpötiloja. Kvartsipullot ovat kuitenkin mahdollisesti vaarallisia silmille ja iholle, koska kvartsilasi läpäisee ultraviolettisäteilyä hyvin . Vaikka volframifilamentti säteilee suhteellisen vähän UV-valoa, pitkäaikainen altistuminen lyhyiltä etäisyyksiltä voi aiheuttaa ihon punoitusta ja silmien ärsytystä. Tavallisesta lasista valmistettu ylimääräinen ulkopolttimo hidastaa ultraviolettisäteilyä, mikä vähentää merkittävästi sen haitallista vaikutusta, ja tarjoaa myös suojan kuuman kvartsilampun sirpaleita vastaan, jos lamppu epäonnistuu sen toiminnan aikana [6] .
Ensimmäisten lamppujen pullot evakuoitiin. Useimmat nykyaikaiset lamput on täytetty kemiallisesti inertillä kaasulla (paitsi pienitehoiset lamput, jotka valmistetaan edelleen tyhjiöllä) . Lämmönjohtavuudesta johtuvaa lämpöhäviötä kaasun läpi vähennetään valitsemalla kaasu, jolla on suuri moolimassa. Typen N 2 -seokset argon Argon kanssa ovat yleisimpiä alhaisen hintansa vuoksi, käytetään myös puhdasta kuivattua argonia , harvemmin krypton Kr tai xenon Xe ( moolimassat : N2 - 28,0134 g / mol ; Ar: 39,948 g/mol Kr - 83,798 g/mol, Xe - 131,293 g/mol).
Erityinen ryhmä ovat halogeenihehkulamput . Niiden perusominaisuus on halogeenien tai niiden yhdisteiden tuominen pullon onteloon . Tällaisessa lampussa hehkulangan pinnalta haihtunut metalli lampun kylmävyöhykkeellä yhdistyy halogeenien kanssa muodostaen haihtuvia halogenideja. Metallihalogenidit hajoavat kuumalla hehkukappaleella metalliksi ja halogeeniksi, jolloin haihtunut metalli palautetaan hehkukappaleeseen ja halogeeni vapautuu, jolloin metalli kiertää jatkuvasti. Tämä toimenpide pidentää lampun käyttöikää ja mahdollistaa käyttölämpötilan nostamisen.
Hehkulankakappaleiden muodot ovat hyvin erilaisia ja riippuvat lamppujen toiminnallisesta tarkoituksesta. Yleisin on poikkileikkaukseltaan pyöreä lanka, mutta käytetään myös ohuesta metallinauhasta valmistettuja nauhafilamenttikappaleita. Siksi ilmaisun " filamentti " käyttö ei ole toivottavaa - International Illuminating Dictionary -sanakirjaan sisältyvä termi "filamenttikappale" on oikeampi . Yleiskäyttöisissä lampuissa hehkulangan runko on kiinnitetty puolikuusikulmion muotoon valovirran tasaisuuden vuoksi.
Ensimmäisten lamppujen hehkulanka oli valmistettu hiilestä ( sublimaatiolämpötila 3559 °C). Nykyaikaisissa lampuissa käytetään lähes yksinomaan volframikeloja (sulamispiste 3422 °C ) , joskus osmium - volframiseosta . Filamenttirungon koon pienentämiseksi sille annetaan yleensä spiraalin muoto, joskus spiraalille tehdään toistuva tai jopa tertiaarinen spiraali, jolloin saadaan vastaavasti bispiraali tai kolmispiraali. Tällaisten lamppujen hyötysuhde on suurempi konvektiosta johtuvan lämpöhäviön vähenemisen vuoksi ( Langmuir-kerroksen paksuus pienenee ).
Joseph Wilson Swan ehdotti tavallisen hehkulampun kierteitettyä pohjamuotoa . Jalustan koot ovat standardoituja. Kotitalouslamppujen yleisimmät Edison -jalustat ovat E14 ( minion ), E27 ja E40 (numero ilmaisee ulkohalkaisijan millimetreinä). Viimeisen vuosikymmenen (2018) aikana on siirrytty alumiinin käyttöön sokkelin materiaalina aiemmin käytetyn sinkityn teräksen sijaan . Nämä jalustat eivät ole riittävän yhteensopivia messinkisiä kosketuskielekkeitä sisältävien standardipistorasioiden kanssa. Erityisesti korkean kosteuden olosuhteissa, mutta myös kuivissa tiloissa, tapahtuu asteittainen kontaktin katkeaminen ja tämän prosessin viimeisessä vaiheessa syntyy kaari, joka palaa usein pohjan läpi. Alumiinin pehmeys aiheuttaa kierteisen osan lommoja ja jumiutumista sekä patruunan koskettimien leikkaamista pohjan alumiiniin ja sen jälkeen rikkoutumisen. Ei tiedetä, kuinka tämä tekniikka meni läpi, koska käyttökelpoisena vaikutuksella on lisääntynyt palovaara, provosoi pullon tuhoutumista ja joissakin tapauksissa aiheuttaa kaaresta sulaneiden metallipisaroiden roiskumista. Samaan aikaan vastaavissa energiansäästölampuissa, jopa alemmassa hintaluokassa, on yksinomaan galvanoidusta messingistä valmistettuja pintoja (kuten vastuullisiin sovelluksiin tarkoitetuissa hehkulampuissa). Neuvostoliiton standardien mukaan tinapohjaisia lamppuja ( korroosiosuojausta varten galvanoidusta teräslevystä ) valmistetaan harvinaisissa tehtaissa ja pienissä erissä; kosketus tällaiseen alustaan tavallisessa patruunassa ei katkea kovin pitkään, molemmat lampun jatkuvan ja pitkittyneen päälle kytkemisen yhteydessä ja pitkien taukojen aikana. On myös jalusta ilman kierteitä (lamppu pysyy patruunassa kitkan tai kierteittämättömien kumppanien takia - esimerkiksi bajonetti ) - brittiläinen kotitalousstandardi, ja pohjattomia lamppuja, joita käytetään usein autoissa .
USA:ssa ja Kanadassa käytetään muita pistorasioita (tämä johtuu osittain verkkojen erilaisesta jännitteestä - 110 V, joten muun koot estävät eri jännitteelle suunniteltujen eurooppalaisten lamppujen vahingossa ruuvaamisen): E12 (kynttelikkö), E17 (keskitaso), E26 (standardi tai keskitaso), E39 (mogul) [7] . Myös, kuten Euroopassa, on sokkelit ilman lankaa.
Lamppuja valmistetaan eri käyttöjännitteille . Virran voimakkuus määräytyy Ohmin lain ( I=U/R ) mukaan ja teho kaavalla P=U·I tai P=U²/R . Koska metallien ominaisvastus on pieni , tarvitaan pitkä ja ohut lanka tämän vastuksen saavuttamiseksi. Perinteisissä lampuissa langan halkaisija on 20-50 mikrometriä .
Koska hehkulanka on päälle kytkettynä huoneenlämpötilassa, sen vastus on noin suuruusluokkaa pienempi kuin resistanssi käyttölämpötilassa. Siksi, kun se on kytketty päälle, hehkulangan läpi kulkee lyhyen aikaa erittäin suuri virta (10-14 kertaa käyttövirta). Hehkulangan lämmetessä sen vastus kasvaa ja virta pienenee. Toisin kuin nykyaikaiset lamput, hiilikuiduilla varustetut hehkulamput toimivat päälle kytkettynä päinvastaisella periaatteella - kuumennettaessa niiden vastus pieneni ja hehku kasvoi hitaasti.
Hehkulangan resistanssin kasvava ominaisuus (resistanssi kasvaa virran kasvaessa) mahdollistaa hehkulampun käytön primitiivisenä virran stabilisaattorina . Tässä tapauksessa lamppu kytketään sarjaan stabiloituun piiriin ja keskimääräinen virran arvo valitaan siten, että lamppu toimii puolimielisesti.
Hehkulamput jaetaan (järjestetty tehokkuuden lisääntymiseen):
Toiminnallisen tarkoituksensa ja suunnitteluominaisuuksiensa mukaan hehkulamput jaetaan:
Lainaus The Hound of the Baskervilles -koirasta sanoo Henry Baskerville: ”Odota, ei mene puolta vuotta ennen kuin laitan tänne sähköt, etkä tunnista näitä paikkoja! Edisonin ja Svenin tuhannen kynttilän lyhdyt sytytetään sisäänkäynnillä.
Lähes kaikki lamppuun syötetty energia muunnetaan säteilyksi. Lämmönjohtamisesta ja konvektiosta johtuvat häviöt ovat pieniä. Ihmissilmä näkee kuitenkin vain kapean alueen tämän säteilyn aallonpituuksista - näkyvän säteilyn alueen. Säteilyvuon pääteho on näkymättömällä infrapuna-alueella ja se havaitaan lämpönä. Hehkulamppujen tehokerroin (COP) ( tässä hyötysuhde tarkoittaa näkyvän säteilyn tehon suhdetta kulutettuun kokonaistehoon ) saavuttaa maksimiarvonsa 15 % noin 3400 K :n lämpötilassa. Käytännössä saavutettavissa olevissa 2700 K :n lämpötiloissa (tavallinen 60 W lamppu ) valotehokkuus on noin 5 %; Lampun käyttöikä on noin 1000 tuntia.
Lämpötilan noustessa hehkulampun hyötysuhde kasvaa, mutta samalla sen kestävyys heikkenee merkittävästi. Hehkulangan lämpötilassa 3400 K käyttöikä on vain muutama tunti. Kuten kuvasta näkyy, kun jännitettä nostetaan 20%, kirkkaus kaksinkertaistuu. Samalla käyttöikä lyhenee 95%.
Syöttöjännitteen alentaminen, vaikka se alentaa tehokkuutta, mutta lisää kestävyyttä. Joten jännitteen alentaminen puoleen (esimerkiksi sarjaan kytkettynä) vähentää tehokkuutta noin 4-5 kertaa, mutta lisää merkittävästi käyttöikää - melkein tuhat kertaa. Tätä vaikutusta käytetään usein, kun on tarpeen tarjota luotettava hätävalaistus ilman erityisiä valaistusvaatimuksia , esimerkiksi asuinrakennusten tasanteille. Usein tätä varten lamppu kytketään vaihtovirralla kytkettynä sarjaan diodin kanssa , kun taas lampun virta kulkee vain puolen jakson aikana. Tällainen sisällyttäminen vähentää tehoa lähes 2 kertaa, mikä vastaa tehollisen jännitteen laskua melkein kertoimella, ja valovirta pienenee yli 2 kertaa.
Yhdysvalloissa Kalifornian Livermoressa sijaitseva palokunta käyttää 60 watin [23] käsintehtyä lamppua , joka tunnetaan nimellä " Centennial Lamp ". Se on palanut jatkuvasti vuodesta 1901 [24] . Poikkeuksellisen pitkän lampun käyttöiän varmisti pääasiassa pienitehoinen toiminta (4 wattia), syvällä lyhyellä etäisyydellä, erittäin alhaisella hyötysuhteella. Lamppu sisällytettiin Guinnessin ennätysten kirjaan [25] vuonna 1972.
Koska hehkulampun käyttöiän aikana kulutetun sähkön hinta on kymmenen kertaa korkeampi kuin itse lampun hinta, on olemassa optimaalinen jännite, jolla valaistuksen taloudelliset kustannukset ovat minimaaliset. Optimaalinen jännite on hieman nimellisjännitettä korkeampi, joten tavat lisätä kestävyyttä alentamalla syöttöjännitettä ovat taloudellisesti kannattamattomia. Useat suuret valmistajat, jotka perustivat sveitsiläisen Phoebus -yhtiön 1930-luvulla , sopivat vakioparametreista lamppuille, joiden käyttöikä on noin 1000 tuntia . Samalla toteutettiin maailmanmyyntimarkkinoiden jako, sovittiin kilpailukieltosopimuksista ja otettiin käyttöön standardien noudattamisen end-to-end -valvonta.
Hehkulampun käyttöikää rajoittaa vähäisemmässä määrin hehkulangan materiaalin haihtuminen käytön aikana ja suuremmassa määrin hehkulangasta syntyvä epähomogeenisuus. Hehkulangan materiaalin epätasainen haihtuminen johtaa ohuiden osien ilmaantumista, joilla on lisääntynyt sähkövastus, mikä puolestaan johtaa hehkulangan osan vieläkin suurempaan kuumenemiseen ja materiaalin intensiiviseen haihtumiseen tällaisissa paikoissa, koska sarjan sähköpiirissä on tehoa. on verrannollinen arvoon I 2 ·R . Näin ollen kierreosien oheneminen on epävakaa. Kun jokin näistä supistuksista tulee niin ohueksi, että filamenttimateriaali sulaa tai haihtuu kokonaan, lamppu epäonnistuu.
Suurin hehkulangan kuluminen tapahtuu, kun jännite johdetaan lamppuun äkillisesti, joten sen käyttöikää voidaan merkittävästi pidentää käyttämällä erilaisia pehmeäkäynnistyslaitteita.
Volframin ominaisvastus huoneenlämmössä on vain 2 kertaa alumiinin ominaisvastus . Kun lamppu sytytetään, käynnistysvirta ylittää nimellisvirran 10-15 kertaa, minkä vuoksi lamput yleensä palavat sytytyshetkellä. Virtalähteen suojaamiseksi virtapiikeiltä, jotka syntyvät, kun lampun hehkulanka palaa päälle kytkettäessä, monet lamput, esimerkiksi kotitalouslamput, on varustettu sisäänrakennetulla sulakkeella - yhdellä salakavalasta johtimista, joka yhdistää lampun kannan lähtöön. lasisylinteristä on tehty ohuempi kuin toinen, mikä on helppo nähdä, kun lamppu on tutkittu, ja se on se, joka on sulake. Joten kotitalouslamppu, jonka teho on 60 W , kuluttaa yli 700 W päällekytkennän yhteydessä ja 100 watin lamppu kuluttaa yli kilowatin. Lampun hehkulangan lämmetessä sen vastus kasvaa ja teho laskee nimellisarvoon.
NTC - termistoreilla voidaan vähentää syöttövirtaa . Päällekytkentähetkellä vastus on kylmä ja sen vastus on korkea. Lämmityksen jälkeen sen vastus pienenee monta kertaa, ja melkein kaikki verkkojännite syötetään lamppuun.
Loiskytkentävirran rajoittimia käytetään harvemmin. Yleensä tähän tarkoitukseen käytetään kuristimia - ferromagneettisella ytimellä varustettuja induktoreja, ns. painolastikuristimia, jotka on kytketty sarjaan lampun kanssa. Päällekytkentähetkellä itseinduktioilmiön vuoksi koko verkkojännite putoaa kelan yli, mikä rajoittaa käynnistysvirtaa. Käytön aikana verkon jokaisen puolijakson ydinmateriaali tulee syvään kyllästymään (AC-jännitepiireissä), ja sitten melkein kaikki verkkojännite syötetään lamppuun. Toinen lähestymistapa painolastikuristimia käytettäessä käyttää hehkulangan vastuksen lämpötilariippuvuutta. Lämmitettäessä hehkulangan vastus kasvaa, vastaavasti, lampun jännite kasvaa, mikä on signaali kaasuläpän ohittamiseksi, esimerkiksi sähkömagneettinen relekosketin , jonka käämitys on kytketty rinnan hehkulangan kanssa. Ilman liitäntäkuristimen ohittamista lampun teho pienenee 5-20 %, mikä voi olla hyödyllistä lampun käyttöiän pidentämisessä.
Tyristorilaukaisimia (automaattisia tai manuaalisia himmentimiä ) käytetään myös laajalti .
Pienjännitehehkulampuilla samalla teholla on pidempi käyttöikä ja valoteho hehkulangan suuremman poikkileikkauksen ansiosta, mikä mahdollistaa hehkulangan lämpötilan nostamisen ilman merkittävää käyttöiän lyhenemistä. Siksi monilamppuisissa valaisimissa ( kattokruunuissa ) on suositeltavaa käyttää alemman jännitteen lamppujen sarjakytkentää verkkojännitteen lamppujen rinnakkaiskytkennän sijaan [26] . Esimerkiksi kuuden rinnankytketyn 220 V 60 W lampun sijasta käytä kuutta sarjaan kytkettyä 36 V 60 W lamppua, eli vaihda kuusi ohutta kierrettä useilla sarjaan kytketyillä paksuilla. Tämän ratkaisun haittana on valaistuksen luotettavuuden heikkeneminen. Minkä tahansa sarjaan kytketyn lampun palaminen johtaa valaistuksen täydelliseen epäonnistumiseen.
Alla on likimääräinen tehon ja valovirran suhde tietyntyyppisille lähteille, jännite 120 volttia.
Tyyppi | Suhteellinen valoteho % | Valoteho ( lumenia / wattia ) |
---|---|---|
Hehkulamppu 40W | 1.9 | 12.6 [27] |
Hehkulamppu 60W | 2.1 | 14,5 [27] |
Hehkulamppu 100W | 2.6 | 17,5 [27] |
Halogeenilamput | 2.3 | 16 |
Halogeenilamput (kvartsilasilla) | 3.5 | 24 |
Korkean lämpötilan hehkulamppu | 5.1 | 35 [28] |
Musta runko 4000 K lämpötilassa | 7.0 | 47,5 [29] |
Musta runko 7000K:ssa | neljätoista | 95 [29] |
Täydellinen valkoinen valonlähde | 35.5 | 242,5 [28] |
Monokromaattisen vihreän valon lähde , jonka aallonpituus on 555 nm | 100 | 683 [30] |
Teho W |
Valovirta lm [ 31] |
Valoteho lm/W |
---|---|---|
300 | 4800 | 16.0 |
200 | 3100 | 15.5 |
150 | 2200 | 14.6 |
100 | 1360 | 13.6 |
75 | 940 | 12.5 |
60 | 720 | 12.0 |
40 | 420 | 10.5 |
25 | 230 | 9.2 |
viisitoista | 90 | 6.0 |
Taulukossa näkyy likimääräinen sähkötehon ja valovirran suhde tavallisille läpinäkyville päärynänmuotoisille hehkulampuille, jotka ovat suosittuja IVY :ssä ja Venäjällä, E27-kanta, 220 V [31] .
Palanut lamppu, jonka polttimo on säilyttänyt eheytensä ja lanka on romahtanut vain yhdestä paikasta, voidaan korjata ravistamalla ja kääntämällä niin, että langan päät kytkeytyvät uudelleen. Virran kulkiessa hehkulangan päät voivat sulaa ja lamppu jatkaa toimintaansa. Tässä tapauksessa lampun osana oleva sulake voi kuitenkin pettää (sulaa / rikkoutua).
Kun lamput joutuvat kosketuksiin tekstiilimateriaalien kanssa, niiden polttimo lämpenee entisestään. 60 W:n lampun pintaa koskettava olki leimahtaa noin 67 minuutin kuluttua [34]
Johtuen tarpeesta säästää energiaa ja vähentää hiilidioksidipäästöjä ilmakehään, monet maat ovat ottaneet käyttöön tai suunnittelevat ottavansa käyttöön hehkulamppujen tuotannon, oston ja maahantuontikiellon pakottaakseen ne korvaamaan energiaa säästävillä ( kompakti loistelamput , LED- , induktio- ja muut) lamput.
1.9.2009 astui direktiivin 2005/32/EY mukaisesti voimaan asteittainen kielto hehkulamppujen (erikoislamppuja lukuun ottamatta) tuotantoon, kauppoihin ostamiseen ja maahantuontiin . Vuodesta 2009 alkaen lamput, joiden teho on 100 W tai enemmän, lamput, joiden himmeä polttimo on vähintään 75 W, ovat olleet kiellettyjä (1. syyskuuta 2010 [35] ) ja muut. Vähimmäistehoisten hehkulamppujen tuonti ja tuotanto kielletään vuoteen 2012 mennessä [36] .
Venäjän federaation presidentti D. A. Medvedev ehdotti 2. heinäkuuta 2009 Arkangelissa pidetyssä energiatehokkuusvaltioneuvoston puheenjohtajiston kokouksessa hehkulamppujen myynnin kieltämistä Venäjällä [37] .
D. Medvedev allekirjoitti 23. marraskuuta 2009 valtionduuman aiemmin hyväksymän ja liittoneuvoston hyväksymän lain "Energian säästämisestä ja energiatehokkuudesta sekä Venäjän federaation tiettyjen lakien muuttamisesta" [38] . Asiakirjan mukaan 1.1.2011 alkaen sähköhehkulamppujen, joiden teho on 100 W tai enemmän, myynti ei ole sallittua maassa, ja on myös kiellettyä tilata minkä tahansa tehoisten hehkulamppujen toimituksia valtion ja kuntien tarpeet; Tammikuun 1. päivästä 2013 alkaen sähkölamput, joiden teho on 75 W tai enemmän, voidaan ottaa käyttöön ja 1. tammikuuta 2014 alkaen sähkölamppuja, joiden teho on vähintään 25 W.
Venäjän federaation hallituksen 28. lokakuuta 2013 antamassa asetuksessa nro 1973-R oletetaan hehkulamppujen liikkeen asteittaista rajoittamista Venäjän federaatiossa niiden energiatehokkuudesta ja käyttötarkoituksesta riippuen sekä kysynnän lisäämisestä. energiatehokkaille valonlähteille [39] . Asiakirja ei kuitenkaan sisällä erityisiä kiellon ehtoja.
Tämä päätös on kiistanalainen. Sen tueksi esitetään selviä perusteita sähkön säästämiselle ja nykyaikaisen teknologian kehityksen edistämiselle. Sitä vastaan - näkemys, jonka mukaan hehkulamppujen vaihdossa syntyvät säästöt kumoavat täysin kaikkialla olevat vanhentuneet ja energiatehokkaat teollisuuslaitteet, suuria energiahäviöitä mahdollistavat voimajohdot sekä pienloistelamppujen ja LED-lamppujen suhteellisen korkeat kustannukset, joihin ei pääse käsiksi. väestön köyhimmälle osalle. Lisäksi Venäjällä ei ole vakiintunutta järjestelmää käytettyjen loistelamppujen keräämiseksi ja hävittämiseksi, mitä ei otettu huomioon lakia annettaessa, ja sen seurauksena elohopeaa sisältäviä loistelamppuja heitetään ulos hallitsemattomasti [40 ] [41] (useimmat kuluttajat eivät ole tietoisia elohopean läsnäolosta loistelampuissa, koska sitä ei ole mainittu pakkauksessa, vaan "luminesoivan" sijaan lukee "energiansäästö"). Alhaisissa lämpötiloissa monet "energiansäästölamput" eivät voi käynnistyä. Niitä ei myöskään voida käyttää korkeissa lämpötiloissa, esimerkiksi uuneissa. Fluoresoivat energiansäästölamput eivät sovellu suunnatun valon kohdevaloihin , koska niissä oleva valokappale on kymmenen kertaa suurempi kuin hehkulanka, mikä tekee mahdottomaksi tarkentaa säteen kapeasti. Korkean hintansa vuoksi "energiansäästölamppuja" varastetaan useammin julkisilta paikoilta (esim. asuinrakennusten sisäänkäynniltä), tällaiset varkaudet aiheuttavat suurempia aineellisia vahinkoja ja ilkivallan sattuessa (vahingot loistelamppu huligaanisista syistä), on olemassa vaara, että tilat saastuvat elohopeahöyryllä.
Yli 100 watin lamppujen myyntikiellon vuoksi jotkut valmistajat ovat alkaneet valmistaa lamppuja, joiden teho on 93-97 W [42] [43] [44] , joka on 100 watin lamppujen toleranssin sisällä, ja osa on nimennyt uudelleen. niiden lamppuja, joiden teho on 100 W tai enemmän, ”lämpölähettimiksi eri tarkoituksiin” ja he myyvät niitä sillä tavalla [45] . Lisäksi useita erikoishalogeenilamppuja (jotka ovat pääosin vakiopohjaisia hehkulamppuja ), joiden teho on yli 100 ja jopa 200 W vuodesta 2013 lähtien, myydään vapaasti [46] . Koska tällä hetkellä on mahdotonta tarjota täysimittaista vaihtoehtoa tietyille hehkulamppumalleille (esimerkiksi valaisimissa, kohdevaloissa , valokuva- ja filmituotteiden valmistuksessa) loiste- ja LED-lampuille, koska värintoisto on vääristynyt. Rajoitetun spektrin vuoksi voidaan sanoa, että kielto ei koske tiettyä osaa hehkulampuista ja keskivertokuluttajalla on edelleen mahdollisuus ostaa ja käyttää hehkulamppuja jokapäiväisessä elämässä.
![]() | ||||
---|---|---|---|---|
|
Käsitteet | |||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Tapahtumistapa |
| ||||||||||||||
Muut valonlähteet | |||||||||||||||
Valaistustyypit | |||||||||||||||
Valaisimet _ |
| ||||||||||||||
Aiheeseen liittyvät artikkelit |
thomas Edison | |
---|---|
Löytöjä ja keksintöjä |
|
Edistäminen ja edistyminen | |
Yritykset ja yritykset |
|
Muistomerkit ja museot |
|
pojat |
|
Thomas Edisonin elokuvat |
|
Elokuvia Thomas Edisonista |
|
Kirjallisuus |
|
Katso myös |
|