Электрическая лампа накаливания является одним из самых распространенных и удобных источников освещения.
Ее принцип работы основан на преобразовании электрической энергии в световую за счет накаливания спирали из тугоплавкого материала.
Устройство до сих пор успешно применяется в быту и промышленности, при этом его конструкция претерпела некоторые изменения, направленные на обеспечение длительного срока службы и безопасности при эксплуатации.
Об устройстве лампы накаливания читайте далее.
Содержание
Как работает электрическая лампочка?
Первые электрические лампы накаливания были изобретены еще в XIX веке и состояли из стеклянной колбы, внутри которой находилась нить из угольного волокна, нагреваемая электрическим током до высокой температуры.
Однако с течением времени материал нити был заменен на вольфрамовую проволоку, поскольку этот материал обладает большей эффективностью и долговечностью. Также вольфрам отличается стойкостью к окислению и позволяет добиться высокой температуры без перегорания.
Принцип электрической лампы очень прост: когда электрический ток проходит через нить накаливания, она нагревается до температуры около 2000 градусов Цельсия и начинает излучать свет. В зависимости от длины спирали можно добиться различной яркости света.
С развитием технологий и появлением более эффективных и экономичных светодиодных и энергосберегающих устройств, подобные источники света становятся менее популярными. Причинами тому выступают невысокая светоотдача и внушительное энергопотребление. Однако лампы накаливания до сих пор производятся как в России, так и зарубежом.
Как устроена, из чего состоит, из каких частей?
Лампа накаливания представляет собой один из самых простых и долговечных источников света. Она состоит из нескольких основных частей, каждая из которых играет свою роль в этой конструкции.
Схема с обозначениями:
Колба
Колба – стеклянный корпус, внутри которого находятся все остальные части. Она является своеобразным защитным слоем для внутренних элементов, предотвращая контакт с окружающей средой и защищая от возможного повреждения.
В зависимости от типа устройства материал колбы может быть различным, однако в бытовых лампочках чаще всего используется натриево-кальциевое силикатное стекло.
Инертный газ
Внутри колбы находится инертный газ, обычно аргон или ксенон, который предотвращает окисление нити накала во время прохождения по ней электрического тока.
Наполненность колбы газом призвано также увеличить срок службы устройства и обеспечивает непрерывность его работы. Также внутри колбы может быть вакуум – полное отсутствие воздуха.
Нить накала
Нить (тело) накала – основной элемент лампы, который преобразует электрическую энергию в тепловую и световую. Она изготовлена из специального материала, обычно вольфрама, который характеризуется высокой температурой плавления.
В качестве нити могут использоваться и другие тугоплавкие металлы, однако вольфрам среди них наиболее дешевый.
Держатели
Представляют собой металлические конструкции, которые поддерживают нить накала внутри колбы и обеспечивают ее устойчивое положение. Держатели также являются контактными элементами, через которые подается электрический ток на нить накала. Как правило, они изготавливаются из молибдена.
Свинцовая проволока
Элемент, который соединяет нить накала с внешней подводящей проводкой. Свинец обладает хорошей электропроводностью и устойчив к высоким температурам.
Биметаллическая проволока
Биметаллическая проволока служит в качестве определенного предохранителя. Ее назначение заключается в предотвращения возникновения электрической дуги в момент разрыва нити накаливания.
Штенгель
Представляет собой стеклянную трубку, которая сообщается с полостью колбы. Она необходима для откачки воздуха из лампы при производстве, а также для заполнения ее инертным газом.
Лопатка
Обеспечивает герметичность конструкции.
Ножка
Металлическая часть лампы, к которой подключается электрический провод. Ножка служит для подачи напряжения на вольфрамовую нить и обеспечивает стабильную работу устройства.
Предохранитель
Элемент, который защищает лампу от перегрузки и короткого замыкания. Предохранитель обычно находится внутри цоколя и автоматически отключает питание при возникновении внештатной ситуации.
Трансформатор
Устройство, преобразующее напряжение сети переменного тока в напряжение, необходимое для работы лампы накаливания. Трансформатор обеспечивает стабильное питание и защищает конструкцию от возможных скачков напряжения.
Цоколь
Представляет собой металлическую или пластиковую часть лампы, к которой подключается ножка. Он обеспечивает надежное соединение между лампой и источником питания, а также предотвращает возможное короткое замыкания.
Чем полезно знание конструкции?
Электрические лампы остаются одними из самых популярных источников света. Базовое знание ее конструкции и принципа действия необходимо по следующим причинам:
- Выбор подходящей лампы под конкретные цели.
- Осуществление ремонта неисправного источника света.
- Безопасная эксплуатация ламп и электрических приборов в целом.
Заключение
Электрическая лампа накаливания остается незаменимым источником освещения, несмотря на появление более экономичных осветительных устройств. Благодаря своей простоте и надежности, она успешно конкурирует с более современными технологиями.
Конструктивно лампочка состоит из нескольких элементов, формирующих ее корпус, имеются нагревательные и проводящие ток элементы, а также изолирующие части.
