МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ОДЕСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»

Навчально – науковий інститут електротехніки та електромеханіки

Кафедра електропостачання та енергетичного менеджменту

Олійник Олег

(група ЕС-221)

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

Лампи розжарювання

Спеціальність:

141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка

Навчальна дисципліна:

Електричне освітлення

Викладач:

Олександр БЕСАРАБ, к.т.н., професор

Одеса – 2026

Зміст

Y

Зміст 2

Вступ 3

Перелік умовних позначень 4

1. Історія виникнення та еволюція ламп розжарювання 5

2. Опис та принцип дії 7

3. Фізика процесу 9

4. Матеріалознавство 12

5. Характеристика світла 14

6. Конструкція 15

6.1 Загальні відомості 15

6.2 Скляна колба 15

6.3 Наповнювальний газ 16

6.4 Нитка розжарювання 16

6.5 Тримачі, ізолятори та цоколь 17

7. Класифікація та різновиди 18

7.1 Вакуумні лампи 18

7.2 Газонаповнені лампи 19

7.3 Галогенні лампи 19

8. Експлуатаційні характеристик та ККД 20

8.1 Залежність світлової потужності від напруги 20

8.2 Коефіцієнт корисної дії 21

9. Основні переваги та недоліки 22

9.1 Переваги 22

9.2 Недоліки 22

Контрольні запитання 23

Список літератури 25

Вступ

Тема роботи: Лампи розжарювання (ЛР).

Мета роботи: Ознайомлення та засвоєння особливостей конструкцій і характеристик ламп розжарювання.

В даній роботі зазначається:

• Опис лампи розжарювання;

• Принцип роботи лампи розжарювання;

• Фізичні властивості та закономірності роботи ЛР;

• Конструктивні властивості ЛР;

• Світлотехнічні властивості ЛР, кольорова температури, спектр випромінювання, тощо;

• Галузі використання;

• Різновиди ЛР;

• Переваги та недоліки.

Ключові слова: лампи розжарювання, нитка розжарювання, світлова віддача.

Перелік умовних позначень

АЧТ	– абсолютно чорне тіло
ЕМВ	– електромагнітне випромінювання
ЛР	– лампа розжарювання
ККД	– коефіцієнт корисної дії
CIE	– Міжнародна комісія з освітленості
CRI	– індекс передавання кольору (color Rendering Index)
LED	– світлодіодна лампа (light emitting diode)

1. Історія виникнення та еволюція ламп розжарювання

Лампа розжарювання визначним технічним винаходом XIX століття. Упродовж понад 130 років цей пристрій залишався домінуючим джерелом штучного світла у побуті та промисловості, формуючи уявлення цілих поколінь про те, яким має бути «природне» електричне освітлення.

Вагомий внесок у розробку цього пристрою зробив російський інженер Олександр Миколайович Лодигін (1872). В якості нитки розжарювання він використовував вугільний стрижень, що прожарюється особливим чином без доступу кисню, поміщений у вакуумований герметично запаяний посудину. Перевагою його лампи перед попередніми зразками був більший термін служби внаслідок більшої однорідності вугільного стрижня та відсутності кисню в колбі, а також герметичність самої колби, що дозволяла використовувати лампи поза лабораторними умовами.

а)	б)
Лампа розжарювання Лодигіна а) Схема лампи б) Оригінальна модель лампи

Проте загальновизнаним «батьком» практичної лампи розжарювання вважається американський винахідник Томас Алва Едісон, котрий у 1879 році продемонстрував довговічну лампу з бамбуковим вугільним волокном та надійним вакуумним цоколем, придатну для комерційного використання.

а)	б)
Лампа розжарювання Лодигіна а) Схема б) Лампа з ниткою розжарювання з вугільного волокна

На тлі глобального переходу до світлодіодних та люмінесцентних джерел світла, що почався на початку XXI століття і закріплений директивами ЄС (2009/125/EC) та аналогічними нормами в інших країнах, лампи розжарювання здебільшого виведені з цивільного обігу. Однак їх фізичні принципи, матеріалознавчі аспекти та специфічні галузі застосування зберігають своє наукове й інженерне значення. Розуміння роботи лампи розжарювання формує фундамент для вивчення теорії теплового випромінювання, оптики та фізики твердого тіла.

2. Опис та принцип дії

Лампа розжарювання – це електричне джерело світла, в якому світловий потік генерується внаслідок нагрівання провідника (нитки розжарювання) електричним струмом до температур, за яких починається видиме теплове випромінювання. Принцип її роботи базується на фізичному явищі теплового випромінювання – електромагнітного випромінювання (ЕМВ), що генерується нагрітими тілами відповідно до законів квантової статистики.

Для пояснення стійкості атомів датський фізик Нільс Бор запропонував відмовитися від звичних класичних уявлень та законів. Властивості атомів отримують пояснення на основі квантових постулатів Бора:

1. Атом може бути лише у певних стаціонарних станах, кожному з яких відповідає певна енергія E. Кажуть, що енергія атома квантується. У стаціонарних станах атом не випромінює енергії.

2. Випромінювання або поглинання енергії відбувається тільки при переході атома з одного стаціонарного стану до іншого. Енергія випромінюваного або поглиненого кванта електромагнітного випромінювання при переході атома зі стаціонарного стану з енергією у стан з енергією дорівнює модулю різниці енергій атома в цих станах:

де – порція енергія, яка виділяється при переході електрона з більш високої орбіту більш низьку;

– різність енергії стаціонарних станців.