 |
Световые и электрические характеристики ламп накаливания
|
|
|
|
Основным параметром, определяющим световые характеристики лампы накаливания при заданных размерах тела накала п конструкции лампы, является температура тела накала.
Предельной температурой тела накала является температура плавления металла, из которого оно выполнено. Фактическая температура тела накала в современных лампах выбирается более низкой из соображений обеспечения заданной продолжительности горения лампы. Обычно температура тела накала вакуумных ламп не превышает 2 400 К, а в газополных лампах доходит до 2 900 К.
Основными характеристиками лампы накаливания являются:
1) поминальное напряжение;
2) электрическая мощность;
3) световой поток;
4) световая отдача;
5) цветность излучения;
6) средняя продолжительность горения.
Номинальное напряжение — напряжение сети в вольтах, при котором лампа предназначена к работе. Лампы накаливания общего назначения выпускаются в соответствии со стандартными системами напряжения в осветительных сетях на 127 и 220 В. Часть ламп выпускается на напряжения от 127 до 135 В и от 220 до 235 В и предназначается для использования в осветительных сетях, фактические напряжения которых могут превышать 127 и 220 В.
Электрическая мощность и световой поток лампы обычно" указываются как средние величины для номинального напряжения, па которое рассчитана лампа.
Действующим ГОСТ на электрические лампы накаливания общего применения допускаются отклонения светового потока и мощности в пределах 5—10% номинального значения. Световой поток лампы накаливания находится в прямой зависимости от электрической мощности лампы и температуры тела накала. В процессе горения лампы происходит постепенное распыление вольфрама, что приводит к уменьшению диаметра нити и увеличению ее сопротивления. а следовательно, к уменьшению мощности и светового потока. Уменьшение светового потока лампы в процессе горения возникает также из-за потемнения колбы в результате оседания па ее стенках распыленного вольфрама. Поэтому в ГОС71 для ламп, прогоревших 75% своего номинального срока службы, допускается уменьшение светового потока на 15—20% начального значения.
|
|
|
Световая отдача является характеристикой, определяющей экономичность лампы накаливания, и численно равна отношению излучаемого лампой светового потока к ее электрической мощности:
| (3-8) |
где Ф — световой поток, лм;
Р — мощность лампы, Вт.
Световая отдача находится в прямой зависимости от температуры тела накала лампы. 11а рис. 3-7 приведена такая зависимость для газополных ламп накаливания.
Как следует из приведенной кривой, лампы накаливания большой мощности, а также источники света низкого напряжения с телом накала большего диаметра, допускающим повышенную температуру нагрева, имеют более высокую световую отдачу по сравнению с источниками малой мощности и источниками с более высоким номинальным напряжением.
Цветность излучения ламп накаливания, подобно цветности излучения полного излучателя, зависит от температуры тела накала. По мере увеличения температуры цветность излучения ламп накаливания приближается к цветности черного тела.
При номинальном напряжении в спектре излучения нормальных осветительных ламп накаливания преобладает видимое излучение в желтой и красной частях спектра при недостатке его в синей и фиолетовой частях по сравнению с природным дневным светом. Поэтому излучение ламп накаливания значительно отличается от дневного света, что искажает цветопередачу и не позволяет эффективно использовать лампы накаливания для освещения работ, связанных с необходимостью точного распознавания цветов.
|
|
|
Рис. 3-7: Зависимость световой отдачи газополной лампы накаливания от температуры нити.
Для характеристики цветности излучения современных ламп накаливания на рис. 3-8 приведены кривые спектральной плотности лучистого потока различных источников света в пределах видимой области спектра.
Средняя продолжительность горения ламп определяется в первую очередь распылением вольфрама с тела накала, возникающим под действием высокой температуры.
В силу ряда технологических причин не удается изготовлять все лампы с одинаковым сроком службы. На рис. 3-9 приведена зависимость, характеризующая перегорание ламп при испытании большой партии на продолжительность горения. Из графика следует, что из всей партии ламп срок службы 1000 ч и более имеет 50% ламп, а остальные перегорают раньше этого срока.
Это обстоятельство приводит к необходимости регламентировать среднюю продолжительность горения как среднее арифметическое из продолжительности горения отдельных ламп. Для большинства ламп накаливания общего назначения продолжительность составляет 1000 ч.
Рис. 3-8. Кривые спектральной плотности лучистого потока различных источников света.
1 — вакуумная лампа накаливания;
2 — газополная лампа; 3 — люминесцентная
лампа; 4 — рассеянный свет небосвода.
| 
Рис. 3-9. Кривая частоты перегорания ламп накаливания
|
Основные характеристики нормальных осветительных ламп накаливания по ГОСТ 2239-70 для поминальных напряжений 127 и 220 В приведены в табл. 3-2 и 3-3.
В заключение настоящего раздела рассмотрим зависимости основных характеристик ламп накаливания от напряжения в электрической сети, представленные на
рис. 3-10. Как следует из приведенного графика, повышение напряжения значительно сокращает продолжительность горения лампы, что объясняется повышением температуры нити и ускоренным ее разрушением распыления вольфрама.
Уменьшение напряжения в сети по сравнению с номинальным значением, принятым за 100%, вызывает уменьшение светового потока, излучаемого лампой, а также
ее мощности. Уменьшение светового потока происходит быстрее, чем мощности, что определяет уменьшение световой отдачи лампы при уменьшении напряжения.
|
|
|
| Тип лампы | Номинальные величины | Предельные величины | ||
| Мощность, Вт | Световой поток, Лм | Мощность, Вт | Световой поток, Лм | |
| В 127-15 | 16.5 | |||
| В 127-135-15 | 16.5 | |||
| В 127-25 | ||||
| В 127-135-25 | ||||
| Б 127-40 | 4G0 | 42.5 | ||
| Б 127-135-40 | 42.5 | |||
| БК 127-40 | 42.5 | |||
| БК 127-60 | 63.5 | |||
| БК 127 135-60 | 63.5 | |||
| БК 127-60 | 63.5 | |||
| Б 127-100 | ||||
| Б 127-135-100 | ||||
| БК 127-100 | ||||
| Г 127-150 | ||||
| Б 127-135-150 | ||||
| Г 127-200 | ||||
| Г 127-135-200 | ||||
| Г 127-300 | ||||
| Г 127-500 | ||||
| Г 127-1000 | ||||
| Г 127-1500 |
При небольших отклонениях напряжения в сети от номинального можно приближенно считать, что при изменении напряжения на ±1 % световой поток лампы изменяется на ±2,7%, а средняя продолжительность горения на ±13%.
Из приведенных данных следует, что в процессе эксплуатации осветительных установок необходимо стремиться к тому, чтобы фактическое напряжение в сети незначительно отличалось от номинального, так как при увеличении напряжения сети уменьшается средняя про-
|
|
|
