Будова та принцип дії ламп розжарювання. Основні характеристики їх. Як змінюються вони при зміні напруги мережі живлення.

Конструкція сучасної лампи розжарювання зображена на рис. 1. Основним елементом лампи є тіло розжарювання 2. Ви­готовляють його з вольфрамового дроту, скрученого в спіраль або біспіраль з метою одержання більш концентрованого тіла роз­жарювання і зменшення втрат теплоти. Кріпиться тіло розжарю­вання за допомогою молібденових гачків 3, які впаяні в лінзочку 4 штабика 5. Для подачі напруги на тіло розжарювання служать електроди 8, середня частина яких вплавлена в скло лопатки 7. Для забезпечення вакуумнощільного вводу термічний коефіцієнт розширення середньої частини електродів повинен бути дуже близький до термічного коефіцієнта розширення скла лопатки. Тому цю частину електродів виготовляють з платиніту або молібдену. Один із електродів з'єднаний з цоколем 9, який являє собою мета­левий стакан з різьбою. Другий електрод з'єднаний з нижнім латунним контактом 11, який кріпиться до цоколя за допомогою ізолятора із скломаси 10. Спеціальною мастикою до цоколя крі­питься скляна колба, діаметр якої залежить від потужності лампи.

Рис.1.Будова лампи розжарювання

1— колба; 2 — тіло розжарювання; 3 — молібденові гачки; 4-лінзочка; 5 - штабик; 6 -електроди; 7 -лопатка; 8 -відкачувальна трубка; 9-цоколь; 10-ізолятор; 11-нижній контакт

З метою зменшення швидкості розпилення вольфраму колби ламп заповнюють сумішшю інертних газів. При цьому можна під­вищити робочу температуру тіла розжарювання без зменшення строку служби лампи. Однак заповнення ламп газовою сумішшю призводить до збільшення втрат теплоти за рахунок теплопровідно­сті газу. Для зменшення втрат теплоти лампи заповнюють важкими інертними газами та їх сумішшю (аргон, азот, криптон і ксенон).

Нормальний тиск газів в колбі лампи становить 8 • 10* Па (600 мм рт. ст.).

Для виготовлення тіл розжарювання ламп застосовують воль­фрам з присадкою окису кремнію разом з лужними металами калієм і натрієм, а також вольфрам, який крім вищеназваних присадок має ще й присадку окису алюмінію. Застосування присадок збіль­шує механічну міцність вольфрамового дроту.

Температура тіла розжарювання в сучасних вакуумних лампах знаходиться в межах 2300—2600К, а в газонаповнених — вище за 2800К.

Променистий потік, що випромінює тіло розжарювання, різко зростає при збільшенні абсолютної температури тіла. В межах температур 3750—7800К максимум випромінювання знаходиться в області видимих випромінювань. При температурах, вищих за 7800К, максимум випромінювання зміщується в бік ультрафіолето­вих променів, а при температурах, нижчих за 3750К, — в бік інфра­червоних променів. Максимальне значення видимого випроміню­вання для ідеального випромінювача — абсолютно чорного тіла спостерігається при температурі, близькій до 6500К, і становить 14, 5 % від загального випромінювання. Величина світлового к. к. д. 14, 5 % є границею економічності теплових джерел світла. В сучасних лампах розжарювання з вольфрамовою ниткою світло­вий к. к. д. лежить у межах 2—3 % і підвищити його практично неможливо, тому що температура плавлення вольфраму становить 3653К.

Найбільша частина потужності ламп розжарювання витрачає­ться на утворення інфрачервоних випромінювань (приблизно 65 %) і менша на конвекцію. Світлова віддача ламп розжарювання з вольфрамовою ниткою знаходиться в межах 11...20 лм • Вт^-1, а строк служби становить 1000 год.

Лампи розжарювання відрізняються між собою електричними, світлотехнічними і експлуатаційними характеристиками.

До електричних характеристик відносять: номінальну напругу мережі живлення, номінальну електричну потужність, рід струму.

Основна світлотехнічна характеристика ламп розжарювання – випромінюваний ними світловий потік. Нормований у каталогах світловий потік лампа розжарювання повинна випромінювати в перші години роботи при її вмиканні в мережу на номінальну напругу. У процесі експлуатації лампи світловий потік через розпилювання тіла розжарювання, зниження його робочої температури і прозорості колби зменшується. Для ламп, що пропрацювали 75 відсотків номінального строку служби допускається зменшення світлового потоку до 72-85 відсотків номінального строку служби, залежно від типу ламп, потужності і категорії виготовлення.

Експлуатаційними характеристиками, що визначають економічні показники роботи, є світлова віддача і номінальний строк служби.

Для створення необхідного освітлення в певних зонах і для освітлення високих виробничих приміщень застосовують дзеркальні лампи розжарювання. Внутрішня поверхня цих ламп частково покрита дзеркальним шаром.

При роботі ламп розжарювання відбувається розпилення воль­фрамової нитки, яке веде до поступового зменшення діаметра нитки і металізації колби.