Какой спектр излучения имеет лампа накаливания

Лампы накаливания — технические характеристики.

Несмотря на обилие разнообразных источников освещения, включая самые инновационные и современные, лампы накаливания остаются самым привычным и высоко востребованным вариантом. Они излучают свет, спектр излучения которого аналогичен солнечному, не содержат вредных веществ и недорого стоят. И хотя данные лампы являются традиционными, они сильно отличаются от своих предшественников, поскольку постоянно улучшаются, дорабатываются и модернизируются, становясь компактнее, мощнее, ярче, современнее. Убедиться в этом вы сможете, ознакомившись с ассортиментом ламп накаливания, представленном в магазине «Импульс Света».

Принцип действия и типы

Лампа накаливания – электрический источник света, работающий от сети и излучающий поток в результате накала проводника, который находится в стеклянной колбе. Материал изготовления проводника (другое название нить накала) – тугоплавкий металл (например, вольфрам, но возможны и другие варианты). Колба заполняется инертным газом, для ламп малой мощности она обычно просто делается вакуумной.

Виды ламп накаливания – аргоновые, вакуумные, криптоновые, ксеноновые, галогенные, ксенон-галогенные, с отражателем ИК-лучей и покрытием, преобразующим ИК-лучи в свет видимого диапазона. Общий принцип работы всех вариантов схож, различия есть, но они больше касаются яркости света и эффективности источника освещения в целом.

Конструкцивные особенности

Лампы накаливания могут иметь разную конструкцию в зависимости от назначения и сферы применения, но они всегда содержат колбу, токовводы и тело накала (в некоторых моделях используется держатели для него). Есть ЛН без цоколей, со второй внешней колбой и так далее. ЛН общего назначения рассчитаны на стандартное напряжение сети и оснащаются предохранителем – он имеет вид звена, вваренного в токовод и располагающегося вне колбы. Материал изготовления элемента – ферроникелевый сплав. Поскольку эффективности предохранителя даются неоднозначные оценки, производители все чаще стали отказываться от его использования.

Основные характеристики ламп накаливания

Лампы ЛН имеют следующие характеристики:

• Величина светового потока (световая мощность в потоке излучения).
• Показатель световой отдачи (соотношение яркости света и потребляемой мощности).
• Люмен (единица измерения потока света).
• Назначение (есть лампы общего и специального назначения).
• Мощность (5, 10, 15, 25, 40, 60, 75, 100, 150, 200 Вт).

Также различаются формы и размеры колбы, показатели напряжения, диаметр цоколя. Лампы накаливания могут иметь прозрачную или матовую стеклянную колбу, есть декоративные варианты вроде шара, свечи на ветру.

По функциональному назначению источник может быть:

• общего назначения;
• местного освещения;
• декоративным;
• иллюминационным;
• зеркальным;
• сигнальным;
• транспортным;
• прожекторным;
• для оптических приборов;
• специальным (фотолампы, коммутаторы, проекторы, фары, двухнитевые лампы, нагревательные, малоинерционные, специального спектра).

Световая отдача источника освещения является сравнительно невысокой, а световой поток низким (если сравнивать с лампами других типов аналогичной мощности), но благодаря дешевизне ЛН остаются высоко востребованными источниками света. Для примера: световой поток 1200 люменов дает ЛН на 100 Вт и светодиодная лампочка на 15 Вт. Нить накала служит в среднем в течение 1000 часов, но это зависит от напряжения в сети и его скачков, других факторов (возможно преждевременное перегорание нити).

Цоколи

Размеры цоколей стандартизованы – это цоколи Эдисона (миньон или Е14), Е27, Е40. Цифра возле буквы Е указывает на диаметр цоколя в миллиметрах. Некоторые лампочки не имеют резьбы или вообще цоколя, но они встречаются намного реже.

Это интересно. В Америке используются совсем другие цоколи, чем в России – это Е12, Е17, Е26 и Е39, а в Европе часто встречаются цоколи без резьбы.

Тело накала: особенности

Формы тел накала бывают самыми разными и определяются исходя из функционального назначения конкретного источника света (поэтому специалисты предпочитают термин тело накала – далеко не всегда оно имеет форму нити). В лампе общего назначения тело закрепляется в виде половинки шестиугольника – это способствует максимально правильному распределению светового потока, то есть по всем направлениям. Что касается нити, то она обычно закручивается в спираль для уменьшения размеров. Независимо от силы тока, КПД ламп с би- и триспиралями будет выше, чем у обычных, за счет снижения потерь тепла.

Лампы накаливания: «за» и «против»

С принципами работы, конструктивными особенностями, типами и характеристиками ламп накаливания мы уже ознакомились. Стоит их выбирать в качестве постоянно источника освещения или нет?

• компактные размеры;
• низкая стоимость;
• сравнительно небольшая чувствительность по отношению с перепадам напряжения, мгновенное зажигание и выключение;
• максимально близкий к естественному свет;
• высокий индекс цветопередачи;
• отсутствие во время работы шума и мерцаний;
• экологичность.

Среди недостатков – недолговечность, плохая светоотдача и, соответственно, невысокий КПД, хрупкость, сравнительно большая пожароопасность. Поэтому делать выбор нужно с учетом обозначенных моментов, отдавая себе отчет в том, устраивают вас эксплуатационные показатели лампы накаливания, или целесообразнее будет поискать другой вариант (например, более экономичный или прочный).

Типы ламп для применения в быту. С мнением эксперта.

Принцип действия. Обычная лампа накаливания (ЛН) представляет собою наглухо запаянную стеклянную колбу, внутри которой находится инертный газ и вольфрамовая спираль. Под действием электрического тока вольфрамовая спираль начинает накаливаться и излучает свет.

Достоинства и недостатки. К достоинствам ЛН можно отнести их привычность и, возможно, низкую цену (если рассматривать ее в отрыве от последующих эксплуатационных затрат), а также возможность производить различные формы колбы (свеча, шарик, каплевидная форма и т.д.), дающие широкие возможности для оформления интерьера.

Сплошной спектр ламп накаливания существенно отличается от спектра естественного (дневного) света. У ламп накаливания преобладают желтое и красное излучения и полностью отсутствует ультрафиолет. Это определяет весьма теплый тон излучения ЛН (2400-2700 К) и позволяет добиваться хорошей цветопередачи предметов, освещенных ЛН.

В силу спектральных особенностей световая отдача ЛН крайне низка (10-15 лм/Вт). 85-90% электроэнергии, «питающей» нить накала, превращается не в свет, а в тепло. Иными словами, лампы накаливания — скорее, обогреватели, нежели осветители. Естественно, для того чтобы добиваться приемлемых уровней освещенности с помощью ЛН, приходится увеличивать мощность самих ламп или их количество. И то и другое приводит к увеличению потребления энергии.

ООО «Технолог» — оптовая (мин. заказ 5 000 руб) продажа и поставки электромонтажного, электротехнического и светотехнического оборудования.

Звоните (495) 973-16-54 Ждем. Скидки. Доставка.

Помимо неэкономичности, в число очевидных недостатков ламп накаливания входит крайне низкий срок службы — всего 1000 часов непрерывного горения. В среднем, лампы горят 1800 часов в год (около 5 часов в день). И ежегодно лампы накаливания в каждом светильнике приходится менять дважды. Попытки увеличения этого срока за счет частых отключений оказываются неэффективными — это приводит к быстрому изнашиванию и замене самих ламп. Неслучайно, во многих городах Европы, а сейчас и в Москве отказываются от дневного отключения части уличных светильников. Низкий срок службы увеличивает затраты не только за счет необходимости приобретения новых ламп, но и в связи с резким увеличением эксплуатационных расходов, затрат на замену перегоревших ламп.

С точки зрения пожаро-, взрывобезопасности и защиты от поражения током, ЛН сильно уступают так называемым «холодным» лампам. Раскаленная колба ЛН отличается повышенной взрывоопасностью, а тепловой принцип излучения часто приводит к нагреву патронов и электропроводки, к перегрузкам в сети, авариям и пожарам. Последнее особенно актуально для сетей провинциальных городов, которые создавались десятки лет назад и не были рассчитаны на экспансию энергоемких бытовых устройств в жилых и административных зданиях, а значит, не приспособлены к резкому возрастанию энергопотребления.

Люминесцентные лампы

Принцип действия. Люминесцентные лампы (ЛЛ) — разрядные лампы низкого давления — представляют собою цилиндрическую трубку с электродами, в которую закачаны пары ртути и аргон. На внутреннюю поверхность трубки нанесено специальное вещество — люминофор. Сначала электрический разряд генерирует невидимое ультрафиолетовое излучение, которое люминофор преобразует в уже видимый человеческим глазом свет.

Достоинства и недостатки. Люминесцентные лампы явились естественным следствием попыток развить достоинства ламп накаливания и минимизировать их недостатки, в частности увеличить срок службы и энергоэкономичность лампы. Эти задачи были успешно решены. Принципиальное отличие способа излучения и конструктивных особенностей привели к тому, что технико-экономические характеристики ЛЛ оставляют далеко позади лампы накаливания. Срок службы люминесцентной лампы равен 12-15 000 часов, т.е. в 12-15 (!) раз выше, чем у ламп накаливания. А их световая отдача составляет 75-90 лм/Вт, иными словами люминесцентные лампы в пять раз энергоэффективней своих предшественников.

Следует отметить, что люминесцентные лампы создавались специально для замены ламп накаливания в жилых помещениях. Поэтому их цветопередающие свойства благоприятны для восприятия интерьера, лица и рук человека (Ra=90).
Что касается недостатков люминесцентных ламп, то в первую очередь, к ним относятся большие габариты: лампа мощностью 80 Вт имеет длину 1,5 метра.

Это приводит к необходимости использовать крупные, металлоемкие светильники, а значит, к удорожанию светового прибора в целом. Во времена разработки ЛЛ, когда даже садовые скамейки и урны лили из чугуна, металлоемкости изделий не придавали особого значения. Сейчас дело обстоит иначе.

Кроме этого, люминесцентные лампы нуждаются в тяжелых и энергоемких электромагнитных пускорегулирующих аппаратах (ЭМПРА) и стартерах, что серьезно снижает их энергоэффективность. Увеличена в ЛЛ и опасность поражения током (на конденсаторах в ЛЛ выделяется до 300-400 В, и эта энергия сохраняется определенное время после выключения светильника). К недостаткам люминесцентных ламп относится также невозможность мгновенного их включения.

С точки зрения пожаро- и взрывобезопасности, люминесцентные лампы на порядок эффективней ламп накаливания, но их экологические а, главное, гигиенические характеристики оставляют желать лучшего. Так, в силу принципа действия, внутри трубки ЛЛ находится достаточно большое количество ртути (30-40 мг), что при неосторожном обращении может быть опасным для человеческого здоровья. Еще более важным является их влияние на человеческое зрение. Эти лампы, подключаемые к сети с помощью ЭМПРА, создают свет не постоянный, а «микропульсирующий»: при имеющейся в сети частоте переменного тока 50 Гц перезажигание ЛЛ происходит 100 раз в секунду.

Хотя эта частота выше критической для человеческого глаза и им не улавливается, при невидимом воздействии пульсация освещения отрицательно влияет на человека, вызывая вполне видимые и фиксируемые последствия — утомляемость, снижение работоспособности, а часто, головокружение и тошноту. Кстати, на промышленных предприятиях, в цехах, где установлены станки и необходимо хорошо различать движущиеся части механизмов или стремительно вращающиеся детали, пульсация светового потока часто может вызывать так называемый стробоскопический эффект, вызывающий неточность обработки деталей, повышенный травматизм, а порою и угрозу для жизни. Именно поэтому ЛЛ рекомендуют использовать лишь в так называемых нерабочих зонах различных помещений.

Компактные люминесцентные лампы

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) по принципу своего действия практически не отличаются от обычных люминесцентных (электрический разряд генерирует ультрафиолет, который, в свою очередь, заставляет светиться люминофор).

Поэтому световая отдача и срок службы компактных люминесцентных ламп имеют те же колоссальные преимущества перед лампами накаливания, что и ЛЛ.

Если исходить из названия, то может показаться, что речь идет лишь об изменении размеров, о компактности. Конечно, это не так. КЛЛ явились плодом тщательного анализа работы ЛЛ и поступенчатого усовершенствования всех технико-экономических характеристик своих предшественниц, что привело к устранению типичных недостатков ЛН и ЛЛ при одновременном сохранении и развитии их достоинств.

Прежде всего, специалистам удалось уменьшить размеры ламп. Новые технологические возможности, появившиеся в последней четверти XX века, позволили уменьшить диаметр трубки до 7 мм, и, изогнув ее один раз в виде буквы «П», дважды или трижды, получить компактную люминесцентную лампу (четырехканальная КЛЛ мощностью 18 Вт имеет длину всего 145 мм, т.е. в 10 раз меньше, чем традиционная ЛЛ).

Уменьшение габаритов позволило сократить применение ртути более чем в десять раз (до 2-3 мг), а в некоторых типах амальгамных КЛЛ ртути в чистом виде нет вообще, она находится в связанном состоянии.

Пожаро- и взрывобезопасность, а также защита от поражения потребителя электрическим током возросли на порядок. Современные КЛЛ, и в частности лампы «Galleon», имеют нулевой класс защиты от поражения током (ГОСТ 122007), а вероятность возникновения пожара от одной лампы 10-6 в год (ГОСТ 12104). Кроме того, качественные КЛЛ от ведущих производителей, как правило, имеют защиту от перегрузок по току, защиту при повреждении излучающего блока, травмобезопасные неизвлекаемые цоколи и ряд других усовершенствований, направленных на обеспечение безопасности человеческой жизни.

Уменьшение габаритов компактных люминесцентных ламп позволило применять их как в отдельной установке, так и для прямой замены ЛН в светильниках со стандартными патронами, рассчитанными на использование резьбового «эдиссоновского» цоколя.
В силу своих конструктивных особенностей КЛЛ имеют еще одно преимущество: диапазон их цветовой температуры необычайно широк (от 2700 до 6000 К), что дает возможность создавать свет самого разного спектрального состава (теплый, естественный, белый, дневной), тем самым позволяет разнообразить и обогатить цветовую палитру любого помещения. Компактные люминесцентные лампы получили широкое распространение в производстве настольных ламп.

Особое место в усовершенствовании ЛЛ и трансформации их в КЛЛ занимает создание электронных пускорегулирующих аппаратов нового поколения (ЭПРА) — одно из самых перспективных направлений развития светотехники. ЭПРА используются в конструкции светильников вместо стартеров, электромагнитных дросселей и конденсаторов. ЭПРА значительно энергоэкономичней, чем ЭМПРА, так как потери мощности в балласте не происходит. Кроме того, ЭПРА гарантируют практически мгновенное включение лампы. В отличие от балластов традиционных люминесцентных ламп ЭПРА не имеют оптических (мерцание) и акустических (шум) эффектов, что делает КЛЛ безвредными для человеческого зрения и позволяет применять их в любых помещениях и для любых целей.

Какой спектр излучения имеет лампа накаливания

Свет при грамотном его использовании позволяет решать самые разнообразные задачи в области дизайна интерьеров. Для создания качественной системы освещения дома или офиса нужно понимать свойства света, знать каким он бывает и каких эффектов позволяет добиться при том или ином способе его использования. О типах света и вариантах его размещения в помещениях различного назначения пойдет речь в нашей статье.

Основные характеристики ламп освещения

Тип цоколя

Цоколь – конструктивный элемент, обеспечивающий питание лампы, а также отвечающий за безопасную установку и извлечение лампы из патрона при необходимости. Существует множество типов и подтипов цоколей для источников света различного назначения.

В осветительных приборах чаще всего встречаются цоколи с маркировкой Е14 и Е27 – они имеют резьбовой тип присоединения (цифра в маркировке указывает на диаметр резьбы в мм).

Вторые по популярности – штырьковые цоколи, маркируемые литерой «G». Ими комплектуются лампы для светодиодных и люминесцентных светильников, а также различного рода подсветки в бытовой и другой технике.

Тип цоколя определяется конструкцией патрона осветительного прибора. Чтобы узнать, подходит ли та или иная лампочка к определённой модели светильника, нужно сравнить маркировки на упаковках изделий.

Мощность

Показатель, актуальный преимущественно для ламп накаливания, именно по нему ориентируются, когда подбирают источник света определённой яркости.

Мощность измеряется в Ваттах и указывает на общее количество потребляемой источником света электроэнергии. Для домашнего использования обычно выбираются лампочки, имеющие мощность в 60-100 Ватт.

Световой поток

Световым потоком называют мощность пучка света, излучаемого тем или иным источником. Этот параметр – не то же самое, что мощность самой лампочки. Мощность лампы представляет собой количество энергии, затрачиваемое не только на излучение света, но и нагрев его источника. Световой же поток характеризует мощность самого светового луча.

Обычная лампа накаливания только половину потребляемой энергии тратит на создание светового луча, остальное уходит в тепло. Светодиодная лампа в этом отношении в разы эффективней, поскольку практически не греется. Это значит, что свет от двух ламп разного типа, но одной мощности будет значительно отличаться: светодиодная будет светить ярко, лампа накаливания – значительно более тускло.

Измеряется показатель в люменах. Номинальное значение мощности светового потока указывается на упаковке лампочки.

Цветовая температура

Этот параметр описывает степень естественности излучаемого лампой света. Цветовую температуру измеряют в Кельвинах.

Все оттенки искусственного освещения в зависимости от принадлежности к той или иной части спектра условно делятся на три группы:

• Тёплые оттенки попадают в диапазон 2700-4000К;
• Нейтральные 4000-5000 К;
• Холодные 5000К и выше.

Цвет света хорошо различим человеческим глазом и способен оказывать различное влияние на психику и работоспособность. Тёплые и нейтральные оттенки успокаивают, расслабляют, создают атмосферу для комфортного отдыха. Холодные – возбуждают нервную систему, способствуют повышению концентрации, однако повышают утомляемость и могут стать серьёзными раздражителями.

Традиционные лампы накаливания и галогенные лампы способны излучать свечение только тёплой части спектра. Светодиодные и люминесцентные источники света в зависимости от состава люминофора, который отвечает за излучение, могут светиться и тёплым, и нейтральным, и холодным светом. Узнать цветовую температуру конкретной лампочки поможет информация на её упаковке.

Угол рассеивания света

Рассеивающая способность ламп определяется площадью распространения (рассеивания) света от источника в окружающем пространстве. Одни светильники дают узкий пучок света, «бьющий» в одну точку, другие без проблем освещают всю комнату целиком. Эту характеристику источника света и называют углом рассеивания.

Самый большой угол имеют лампы накаливания – их свет не имеет определённого направления и рассеивается в пространстве равномерно во все стороны.

Люминесцентные, галогенные и светодиодные источники света создают направленное свечение, угол рассеивания их лучей можно узнать, ознакомившись с информацией на упаковке. Он может варьироваться в пределах 15-180°. Чем больше угол, тем большую площадь способен осветить источник света.

Индекс цветопередачи

По этому параметру можно судить, насколько цвет предмета, освещённого источником искусственного света, соответствует реальному. Сокращённо индекс обозначают аббревиатурой «RA» или «CRI».

Каждый тип ламп имеет свою характеристику цветопередачи:

• Лампы накаливании и галогенные лампы освещают предметы светом, спектрально близким к солнечному, поэтому их цветопередача составляет практически 100 Ra. Это значит, что такие источники света не искажают реальные цвета и оттенки предметов.
• Цветопередача люминесцентных ламп сильно зависит от состава люминофора, которым покрываются их колбы. Она может варьироваться в диапазоне 60-90 Ra. Эти лампы излучают свет, соответствующий «холодной» части спектра, поэтому придают окружающим предметам синеватый оттенок.
• Индекс CRI светодиодных ламп попадает в диапазон 80-90 Ra. Лампы этого типа могут создавать излучение из любой части спектра. оттенки света близкие к теплым и нейтральным практически не искажают цветовосприятие окружающих предметов.

Напряжение

Обычные лампочки напрямую работают от электрической сети 220 вольт, не требуя использования каких-либо трансформирующих устройств.

В последнее время все большей популярностью пользуются низковольтные источники света, рабочее напряжение для которых составляет 6, 12, 24 или 36 вольт. Такие лампы менее чувствительны к перепадам напряжения в сети, а значит, реже выходят из строя.

Кроме того, они меньше нагреваются, а значит, являются более безопасными, чем традиционные лампы накаливания или «галогенки». Низковольтные лампы имеют лишь один существенный недостаток – их можно подключать в сеть только через трансформатор, понижающий рабочее напряжение до нужных значений.

Подбор лампочек для домашних светильников не будет вызывать особых сложностей, если внимательно разобраться с перечисленными выше характеристиками источников света. Всю необходимую информацию о параметрах света, создаваемого лампами того или иного типа, сегодня легко найти на их упаковках или в интернете.

Какие лампы наиболее приближены по спектру излучения к дневному свету?

В компанию «СТК Системы освещения» обратился клиент с запросом относительно ламп наиболее приближенных по спектру к дневному свету. На первый взгляд в самом вопросе кроется ответ — так называемые «лампы дневного света». Однако, давайте разберемся в этом вопросе более детально.

Что такое спектр излучения? Это энергия излучаемая источниками, в том числе источниками света, в различных диапазонах, длинах волн. Длина волн определяется в нанометрах, нм. Илучение энергии световыми приборами называют также оптическим излучением. Диапазон длин волн включает в себя воспринимаемый человеческим глазом видимый диапазон и два смежных: инфракрасный и ультрафиолетовый.

Видимое излучение определяется в диапазоне 380-780 нм. Ультрафиолетовое излучение имеет 3 диапазона: УФ-С 100-280 нм, УФ-В 280-315 нм, УФ-А 315-380 нм. Инфракрасное излучение имеет длину волн свыше 780 нм.
Самое вредоносное для человека УФ-С, хотя, при этом оно обладает бактерицидным эффектом. Лампы УФ-С используются в медучреждениях для обеззараживания помещений. УФ-В вырабатывает витамин Д, а УФ-А придает коже загар. При этом в неумеренных дозах они также опасны для человека. Поэтому и придумали солнцезащитные средства с УФ-А и УФ-В фильтрами.
Обычно, в лампах, используемых в помещениях, за исключением специальных, также есть УФ-фильтры для предотвращения вредного воздействия на кожу человека.
Солнце — естественный источник оптического излучения. Однако спектр такого излучения не постоянен. Состав спектра может меняться в зависимости от времени суток, времени года, местности. Именно поэтому точно определить спектр солнечного света невозможно. Для каждого случая он свой.
Конечно, солнечный или дневной свет всеже имеет более-менее определенный спектральный состав. В сети Интернет можно встретить несколько иллюстраций спектра солнечного света.

Недостаток этих картинок в ограниченности диапазонов 400-700 нм. Нет ни ультрафиолетовых диапазонов, которые как вам известно присутствуют в солнечном свете. Иначе, как бы мы с вами загорали, сгорали и зачем мазались бы солнцезащитными кремами.

В этой картинке уже больше правды. Слева — спектр солнечного света. Справа — спектр ламп дневного света.

Не знаю какие именно лампы дневного света брались за основу и откуда получена данная информация, но она отчасти совпадает с данными PHILIPS.
Как видите, спектр люминесцентных ламп отчасти повторяет спектр солнца, но солнечный спектр более ровный и насыщенный.

Примерно такая же ситуация и с газоразрядными лампами. Спектр некоторых из них распространяется на все видимые диапазоны и отчасти захватывает смежные ултрафиолетовый и инфракрасный.

Почему вопросу соответствия спектра искуственных источников света с естественным солнечным уделяется много внимания? Исследования в области физиологии человека доказали влияние спектрального состава света на жизнедеятельность и показатели нашего организма.

Именно поэтому нашему клиенту после проведения аттестации рабочих мест в помещениях без естественного освещения были предложены следующие мероприятия: использовать газоразрядные источники света со спектральным составом, близким к спектру естественного света; для компенсации ультрафиолетовой недостаточности предусматривать использование ультрафиолетовых облучательных установок длительного действия(совмещенных с осветительными установками).

С.Исполатов
СТК Системы освещения.