Вопрос 2. Достоинства и недостатки ламп накаливания, основные характеристики.

ОТВЕТ:

Достоинства:

1. Малая стоимость.

2. Простая схема включения.

3. Отсутствие периода разгорания.

4. Одинаково стабильная работа, как на постоянном, так и на переменном напряжении.

5. Не встречающая затруднений возможность изготовления в широком диапазоне мощности, напряжения, конструктивного исполнения.

6. Меньшие размеры по сравнению с люминесцентными лампами.

Недостатки:

1. Низкая световая отдача.

2. Малая продолжительность горения.

3. Не обеспечивающий оптимальной цветопередачи спектр излучения, отличный от спектра естественного света.

4. Резкая зависимость характеристик от подводимого напряжения сети.

Вопрос 3. Как изменятся характеристики лампы накаливания (мощность, световой поток, продолжительность горения), если напряжение, подводимое к ней, возрастает.

ОТВЕТ:

Зависимость характеристик ЛН от напряжения сети весьма существенна.

Повышение подводимого к ЛН напряжения увеличивает её световой поток Ф, мощность P и световую отдачу H и резко снижает продолжительность горения τ (рис.).

Эти зависимости могут быть представлены в виде следующих эмпирических формул:

P/P_Н = (U/U_Н)^1,58; H/H_Н = (U/U_Н)^2,03;

Ф/Ф_Н = (U/U_Н)^3,61; τ/τ_Н=(U/U_Н)^{–(11,2÷14,8)} .

Если напряжение в сети возрастёт на 3 % продолжительность горения ЛН составит 60 % от номинальной. Если напряжение сети снизится на 10 %, на 30 % упадёт световой поток ЛН.

Вопрос 4. Принцип действия и основные характеристики галогенных ламп накаливания.

ОТВЕТ:

Галогенные лампы накаливания (ЛН с йодным или бромным циклом) были созданы в 1959 г. Толчком к их созданию была разработка мощных облучателей, позволяющих в земных условиях имитировать нагрев обшивки космического корабля при входе в плотные слои атмосферы. Для продления продолжительности работы такого облучателя была использована обратимая химическая реакция, которая ныне используется в галогенных ЛН (ГЛН):

W+2J   WJ₂.

Соединение вольфрама с йодом (прямая реакция) происходит при температурах 250…1200 °С на стенках колбы. При этом газообразный йод забирает вольфрам, осевший на стенках колбы после испарения с тела накала. Образовавший газообразный йодид вольфрама из-за разности температур внутри колбы перемешивается, приходит в соприкосновение с раскалённым телом накала и при температурах 1400… 1500 °C разлагается – вольфрам оседает на теле накала, а йод освобождается, чтобы вновь забрать вольфрам со стенок. Этот процесс при горении лампы протекает постоянно.

Колба ГЛН (рис.32) выполняется из кварцевого стекла, способного выдержать высокие температуры. В процессе эксплуатации это стекло не допускает прикосновения пальцами, так как восприимчиво к жиру. В связи с тем, что вольфрам не обязательно возвращается в самые дефектные части ГЛН, она выходит из строя из-за обрыва тела накала, часто вызванного обрывом держателей.

1–выводы; 2 – молибденовая фольга; 3 – вольфрамовые вводы; 4 – тело накала; 5 – колба из кварцевого стекла; 6 – отпай штенгеля (трубки для откачки воздуха); 7 – вольфрамовый держатель

В настоящее время по технологическим причинам вместо йода в ГЛН используются соединения другого элемента из группы галогенов – брома.

ГЛН по сравнению с обычными ЛН имеют более стабильный в процессе эксплуатации световой поток за счёт высокой прозрачности стекла, повышенную среднюю продолжительность горения (2000 ч). У них значительно меньшие размеры, более высокие термостойкость и механическая прочность благодаря применению кварцевой колбы. Малые размеры и прочная оболочка позволяют наполнять лампы ксеноном под давлением, достаточным для обеспечения высокой температуры тела накала, что в результате даёт более высокую яркость, большую цветовую температуру (3000 К) и повышенную световую отдачу (до 27 лм/Вт).