Apa itu lampu pijar? Prinsip pengoperasian, desain, karakteristik dan efisiensi lampu pijar

Menganalisis struktur lampu pijar (Gambar 1, A) kita menemukan bahwa bagian utama dari strukturnya adalah badan filamen 3 , yang berada di bawah pengaruh arus listrik memanas hingga radiasi optik muncul. Prinsip pengoperasian lampu sebenarnya didasarkan pada hal ini. Badan filamen diikat di dalam lampu menggunakan elektroda 6 , biasanya memegang ujungnya. Melalui elektroda, arus listrik juga disuplai ke badan filamen, yang juga merupakan penghubung internal terminal. Jika stabilitas badan filamen tidak mencukupi, penahan tambahan digunakan 4 . Dudukannya dipasang pada batang kaca dengan cara menyolder 5 , disebut tongkat, yang ujungnya menebal. Tiang tersebut dikaitkan dengan bagian kaca yang rumit – kaki. Kakinya, ditunjukkan pada Gambar 1, B, terdiri dari elektroda 6 , piring 9 , dan shtengel 10 , yaitu tabung berlubang tempat udara dipompa keluar dari bohlam lampu. Koneksi umum antara terminal perantara 8 , tongkat, pelat dan batang membentuk bilah 7 . Sambungannya dilakukan dengan melebur bagian-bagian kaca, yang kemudian dibuat lubang pembuangan 14 menghubungkan rongga bagian dalam tabung evakuasi dengan rongga bagian dalam bola lampu. Untuk menyuplai arus listrik ke filamen melalui elektroda 6 gunakan perantara 8 dan kesimpulan eksternal 11 , dihubungkan satu sama lain dengan pengelasan listrik.

Gambar 1. Struktur lampu pijar listrik ( A) dan kakinya ( B)

Bola kaca digunakan untuk mengisolasi badan filamen, serta bagian lain bola lampu dari lingkungan luar. 1 . Udara dari rongga bagian dalam labu dipompa keluar, dan sebagai gantinya gas inert atau campuran gas dipompa masuk. 2 , setelah itu ujung batang dipanaskan dan disegel.

Untuk menyuplai arus listrik pada lampu dan memasangkannya pada stopkontak, lampu dilengkapi dengan alas 13 , yang ditempelkan pada leher labu 1 dilakukan dengan menggunakan capping damar wangi. Ujung lampu disolder ke tempat yang sesuai di alasnya. 12 .

Distribusi cahaya lampu bergantung pada lokasi badan filamen dan bentuknya. Namun ini hanya berlaku untuk lampu dengan bohlam transparan. Jika kita membayangkan bahwa filamen adalah silinder yang sama terangnya dan memproyeksikan cahaya yang memancar darinya ke bidang yang tegak lurus terhadap permukaan terbesar dari filamen atau spiral bercahaya, maka intensitas cahaya maksimum akan muncul pada filamen tersebut. Oleh karena itu, untuk menciptakan petunjuk yang diperlukan intensitas cahaya, dalam berbagai desain lampu, diberikan filamen suatu bentuk tertentu. Contoh bentuk filamen ditunjukkan pada Gambar 2. Filamen lurus non-spiral hampir tidak pernah digunakan pada lampu pijar modern. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa dengan bertambahnya diameter badan filamen, kehilangan panas melalui gas yang mengisi lampu berkurang.

Gambar 2. Desain badan filamen:
A- lampu proyeksi tegangan tinggi; B- lampu proyeksi tegangan rendah; V- memastikan mendapatkan disk yang sama terangnya

Sejumlah besar badan filamen dibagi menjadi dua kelompok. Kelompok pertama mencakup badan filamen yang digunakan pada lampu tujuan umum, desain yang awalnya dirancang sebagai sumber radiasi dengan distribusi intensitas cahaya yang seragam. Tujuan perancangan lampu tersebut adalah untuk mendapatkan efisiensi cahaya maksimum, yang dicapai dengan mengurangi jumlah penahan yang digunakan untuk mendinginkan filamen. Kelompok kedua mencakup apa yang disebut badan filamen datar, yang dibuat dalam bentuk spiral paralel (pada lampu tegangan tinggi yang kuat) atau dalam bentuk spiral datar (pada lampu tegangan rendah berdaya rendah). Desain pertama dibuat dengan sejumlah besar dudukan molibdenum, yang dipasang dengan jembatan keramik khusus. Filamen panjang ditempatkan dalam bentuk keranjang, sehingga mencapai kecerahan keseluruhan yang tinggi. Pada lampu pijar yang ditujukan untuk sistem optik, badan filamen harus kompak. Untuk melakukan ini, badan filamen digulung menjadi spiral busur, ganda atau tiga. Gambar 3 menunjukkan kurva intensitas cahaya yang diciptakan oleh badan filamen dengan berbagai desain.

Gambar 3. Kurva intensitas cahaya lampu pijar dengan badan filamen berbeda:
A- pada bidang yang tegak lurus terhadap sumbu lampu; B- pada bidang yang melewati sumbu lampu; 1 - spiral melingkar; 2 - kumparan lurus; 3 - spiral yang terletak di permukaan silinder

Kurva intensitas cahaya yang diperlukan pada lampu pijar dapat diperoleh dengan menggunakan bohlam khusus dengan lapisan reflektif atau menyebar. Penggunaan lapisan reflektif pada bohlam dengan bentuk yang sesuai memungkinkan adanya variasi kurva intensitas cahaya yang signifikan. Lampu dengan lapisan reflektif disebut lampu cermin (Gambar 4). Jika perlu untuk memastikan distribusi cahaya yang sangat tepat pada lampu cermin, digunakan bohlam yang dibuat dengan cara ditekan. Lampu seperti ini disebut lampu depan. Beberapa desain lampu pijar memiliki reflektor logam yang terpasang pada bohlamnya.

Gambar 4. Cermin lampu pijar

Bahan yang digunakan pada lampu pijar

Logam

Elemen utama lampu pijar adalah badan filamen. Untuk membuat badan filamen, paling disarankan untuk menggunakan logam dan bahan lain dengan konduktivitas elektronik. Dalam hal ini, dengan mengalirkan arus listrik, tubuh akan memanas hingga suhu yang dibutuhkan. Bahan badan filamen harus memenuhi sejumlah persyaratan: memiliki titik leleh yang tinggi, plastisitas yang memungkinkan penarikan kawat dengan berbagai diameter, termasuk yang sangat kecil, laju penguapan yang rendah pada suhu pengoperasian, yang menjamin masa pakai yang lama, dan menyukai. Tabel 1 menunjukkan suhu leleh logam tahan api. Logam yang paling tahan api adalah tungsten, yang, bersama dengan keuletannya yang tinggi dan laju penguapan yang rendah, telah memastikan penggunaannya secara luas sebagai filamen lampu pijar.

Tabel 1

Titik lebur logam dan senyawanya

Logam	T, °С	Karbida dan campurannya	T, °С	Nitrida	T, °С	Borida	T, °С
Tungsten renium Tantalum Osmium Molibdenum Niobium Iridium Zirkonium Platinum	3410 3180 3014 3050 2620 2470 2410 1825 1769	4TaC+ +HiC 4TaC+ +ZrC HfC TaC ZrC NbC TiC TOILET. W2C MoC VnC ScC SiC	3927 3887 3877 3527 3427 3127 2867 2857 2687 2557 2377 2267	TaC+ + Tan HfN TiC+ + Timah Tan Zrn Timah BN	3373 3087 2977 2927 2727	HfB ZrB W.B.	3067 2987 2927

Laju penguapan tungsten pada suhu 2870 dan 3270°C adalah 8,41×10 -10 dan 9,95×10 -8 kg/(cm²×s).

Di antara bahan-bahan lain, renium dianggap menjanjikan, yang titik lelehnya sedikit lebih rendah dibandingkan tungsten. Renium cocok untuk digunakan permesinan ketika dipanaskan, ia tahan terhadap oksidasi dan memiliki tingkat penguapan yang lebih rendah dibandingkan tungsten. Ada publikasi asing tentang produksi lampu dengan filamen tungsten dengan aditif renium, serta melapisi filamen dengan lapisan renium. Dari senyawa non-logam, tantalum karbida adalah yang menarik, yang tingkat penguapannya 20 - 30% lebih rendah dibandingkan tungsten. Hambatan penggunaan karbida, khususnya tantalum karbida, adalah kerapuhannya.

Tabel 2 menunjukkan yang utama properti fisik badan filamen ideal yang terbuat dari tungsten.

Meja 2

Sifat fisik dasar filamen tungsten

Suhu, K	Laju penguapan, kg/(m²×s)	Spesifik hambatan listrik, 10 -6 Ohm×cm	Kecerahan cd/m²	Khasiat cahaya, lm/W	Temperatur warna, K
1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400	5,32×10 -35 2,51 × 10 -23 8,81 × 10 -17 1,24 × 10 -12 8,41 × 10 -10 9,95×10 -8 3,47×10 -6	24,93 37,19 50,05 63,48 77,49 92,04 107,02	0,0012 1,04 51,2 640 3640 13260 36000	0,0007 0,09 1,19 5,52 14,34 27,25 43,20	1005 1418 1823 2238 2660 3092 3522

Properti penting dari tungsten adalah kemungkinan menghasilkan paduannya. Bagian yang dibuat darinya mempertahankan bentuk stabil pada suhu tinggi. Saat dipanaskan kawat tungsten, sedang berlangsung perawatan panas badan filamen dan pemanasan selanjutnya, terjadi perubahan struktur internal, yang disebut rekristalisasi termal. Tergantung pada sifat rekristalisasi, badan filamen mungkin memiliki stabilitas dimensi yang lebih besar atau lebih kecil. Sifat rekristalisasi dipengaruhi oleh pengotor dan aditif yang ditambahkan ke tungsten selama proses pembuatannya.

Penambahan thorium oksida ThO 2 ke tungsten memperlambat proses rekristalisasi dan menghasilkan struktur kristal halus. Tungsten semacam itu kuat terhadap guncangan mekanis, tetapi sangat melorot dan oleh karena itu tidak cocok untuk pembuatan badan filamen dalam bentuk spiral. Tungsten dengan kandungan torium oksida yang tinggi digunakan untuk membuat katoda lampu pelepasan gas karena emisivitasnya yang tinggi.

Untuk pembuatan spiral, tungsten dengan aditif silikon oksida SiO 2 digunakan bersama dengan logam alkali - kalium dan natrium, serta tungsten yang mengandung, selain yang ditunjukkan, aditif aluminium oksida Al 2 O 3. Yang terakhir memberi hasil terbaik dalam pembuatan bispiral.

Elektroda sebagian besar lampu pijar terbuat dari nikel murni. Pilihannya adalah karena kebaikan sifat vakum logam ini, yang melepaskan gas yang diserap di dalamnya, memiliki sifat konduktif yang tinggi dan kemampuan las dengan tungsten dan bahan lainnya. Kelenturan nikel memungkinkan pengelasan dengan tungsten digantikan oleh kompresi, yang memberikan konduktivitas listrik dan termal yang baik. Pada lampu vakum pijar, tembaga digunakan sebagai pengganti nikel.

Penahannya biasanya terbuat dari kawat molibdenum, yang mempertahankan elastisitasnya pada suhu tinggi. Hal ini memungkinkan badan filamen dipertahankan dalam keadaan memanjang bahkan setelah mengembang akibat pemanasan. Molibdenum memiliki titik leleh 2890 K dan koefisien suhu ekspansi linier (LTLE), dalam kisaran 300 hingga 800 K sama dengan 55 × 10 -7 K -1. Molibdenum juga digunakan untuk membuat sisipan pada kaca tahan api.

Terminal lampu pijar terbuat dari kawat tembaga, yang ujungnya dilas ke input. Lampu pijar berdaya rendah tidak memiliki terminal terpisah, perannya dimainkan oleh terminal memanjang yang terbuat dari platinit. Untuk menyolder kabel ke alas, digunakan solder timah-timah merek POS-40.

Kaca

Tabung, pelat, batang, labu dan bagian kaca lainnya yang digunakan pada lampu pijar yang sama terbuat dari kaca silikat dengan koefisien suhu ekspansi linier yang sama, yang diperlukan untuk memastikan kekencangan titik pengelasan bagian-bagian ini. Nilai koefisien suhu ekspansi linier kaca lampu harus memastikan pembentukan sambungan yang konsisten dengan logam yang digunakan untuk pembuatan busing. Kaca yang paling banyak digunakan adalah merk SL96-1 dengan nilai koefisien temperatur 96×10 -7 K -1. Kaca ini dapat beroperasi pada suhu 200 hingga 473 K.

Satu dari parameter penting kaca adalah kisaran suhu di mana ia mempertahankan kemampuan lasnya. Untuk memastikan kemampuan las, beberapa bagian dibuat dari kaca SL93-1, yang berbeda dengan kaca SL96-1 komposisi kimia dan rentang suhu yang lebih luas sehingga dapat mempertahankan kemampuan las. Gelas SL93-1 ditandai dengan kandungan timbal oksida yang tinggi. Jika perlu untuk mengurangi ukuran labu, lebih banyak gelas tahan api digunakan (misalnya, kelas SL40-1), yang koefisien suhunya adalah 40 × 10 -7 K -1. Kacamata ini dapat beroperasi pada suhu 200 hingga 523 K. Suhu pengoperasian tertinggi adalah kaca kuarsa merek SL5-1, lampu pijar yang dapat beroperasi pada 1000 K atau lebih selama beberapa ratus jam (koefisien suhu ekspansi linier kaca kuarsa adalah 5,4 × 10 -7 K -1). Kaca merek yang terdaftar transparan terhadap radiasi optik dalam rentang panjang gelombang 300 nm hingga 2,5 - 3 mikron. Transmisi kaca kuarsa dimulai pada 220 nm.

masukan

Busing terbuat dari bahan yang, bersama dengan konduktivitas listrik yang baik, harus memiliki koefisien termal ekspansi linier, memastikan pembentukan sambungan yang konsisten dengan kaca yang digunakan untuk pembuatan lampu pijar. Persimpangan bahan disebut konsisten, nilai koefisien termal ekspansi linier yang pada seluruh rentang suhu, yaitu, dari suhu minimum hingga suhu anil kaca, berbeda tidak lebih dari 10 - 15%. Saat menyolder logam ke dalam kaca, lebih baik jika koefisien termal ekspansi linier logam sedikit lebih rendah daripada kaca. Kemudian, ketika solder mendingin, kaca menekan logam. Dengan tidak adanya logam dengan nilai koefisien termal ekspansi linier yang diperlukan, maka perlu dibuat sambungan yang tidak tertandingi. Dalam hal ini, sambungan kedap vakum antara logam dan kaca pada seluruh rentang suhu, serta kekuatan mekanik solder, dipastikan dengan desain khusus.

Persimpangan yang cocok dengan kaca SL96-1 diperoleh dengan menggunakan timah platinum. Tingginya harga logam ini menyebabkan perlunya mengembangkan penggantinya, yang disebut “platinit”. Platinite adalah kawat yang terbuat dari paduan besi-nikel dengan koefisien ekspansi linier termal lebih rendah dari kaca. Dengan menerapkan lapisan tembaga pada kawat seperti itu, dimungkinkan untuk memperoleh kawat bimetalik yang sangat konduktif dengan koefisien termal ekspansi linier yang besar, tergantung pada ketebalan lapisan lapisan tembaga yang diterapkan dan koefisien termal ekspansi linier dari kawat tersebut. kawat asli. Jelasnya, metode pencocokan koefisien suhu ekspansi linier ini memungkinkan untuk mencocokkan terutama ekspansi diametris, sehingga koefisien suhu ekspansi longitudinal tidak tertandingi. Untuk memastikan kepadatan vakum yang lebih baik pada sambungan kaca SL96-1 dengan platinit dan untuk meningkatkan keterbasahan pada lapisan tembaga yang teroksidasi di permukaan menjadi oksida tembaga, kawat dilapisi dengan lapisan boraks (garam natrium asam borat). Penyolderan yang cukup kuat dipastikan saat menggunakan kawat platinum dengan diameter hingga 0,8 mm.

Penyolderan kedap vakum ke dalam kaca SL40-1 diperoleh dengan menggunakan kawat molibdenum. Pasangan ini memberikan sambungan yang lebih konsisten dibandingkan kaca SL96-1 dengan platinit. Terbatasnya penggunaan solder ini disebabkan mahalnya bahan baku.

Untuk mendapatkan timah kedap vakum dalam kaca kuarsa, diperlukan logam dengan koefisien ekspansi linier termal yang sangat rendah, yang sebenarnya tidak ada. Oleh karena itu, saya mendapatkan hasil yang diperlukan berkat desain masukan. Logam yang digunakan adalah molibdenum yang memiliki keterbasahan yang baik dengan kaca kuarsa. Untuk lampu pijar dalam labu kuarsa, selongsong foil sederhana digunakan.

Gas

Mengisi lampu pijar dengan gas memungkinkan Anda meningkatkan suhu pengoperasian badan filamen tanpa mengurangi masa pakai karena penurunan laju sputtering tungsten di lingkungan gas dibandingkan dengan sputtering dalam ruang hampa. Kecepatan penyemprotan menurun seiring dengan peningkatan berat molekul dan mengisi tekanan gas. Tekanan gas pengisian kira-kira 8 × 104 Pa. Gas apa yang harus saya gunakan untuk ini?

Penggunaan media gas menyebabkan hilangnya panas akibat konduktivitas termal melalui gas dan konveksi. Untuk mengurangi kerugian, sebaiknya mengisi lampu dengan gas inert berat atau campurannya. Gas-gas tersebut antara lain nitrogen, argon, kripton dan xenon yang diperoleh dari udara. Tabel 3 menunjukkan parameter utama gas inert. Nitrogen masuk bentuk murni tidak digunakan karena kerugian besar terkait dengan konduktivitas termal yang relatif tinggi.

Tabel 3

Parameter dasar gas inert

Di antara semua produk instalasi dan instalasi listrik, peralatan penerangan memiliki variasi yang paling kaya. Hal ini terjadi karena elemen pencahayaan tidak hanya dibawa secara murni spesifikasi, tetapi juga elemen desain. Kemungkinan lampu dan perlengkapan modern, keragaman desainnya begitu besar sehingga mudah membuat bingung. Misalnya, ada seluruh kelas lampu yang dirancang khusus untuk langit-langit eternit.

Banyak jenis lampu memiliki sifat cahaya yang berbeda dan dioperasikan dalam kondisi yang berbeda. Untuk mengetahui jenis lampu apa yang harus ditempatkan di tempat tertentu dan bagaimana kondisi penyambungannya, perlu dipelajari secara singkat jenis-jenis utama peralatan penerangan.

Semua lampu memiliki satu bagian yang sama: alas, yang dihubungkan ke kabel penerangan. Ini berlaku untuk lampu yang memiliki alas berulir untuk dipasang pada soket. Dimensi alas dan kartrid memiliki klasifikasi yang ketat. Anda perlu mengetahuinya di kondisi hidup Lampu yang digunakan dengan 3 jenis alas: kecil, sedang dan besar. Dalam bahasa teknis ini berarti E14, E27 dan E40. Basis, atau kartrid, E14 sering disebut "minion" (dalam bahasa Jerman dari bahasa Prancis - "kecil").

Ukuran yang paling umum adalah E27. E40 digunakan untuk penerangan jalan. Lampu bertanda ini memiliki daya 300, 500 dan 1000 W. Angka pada namanya menunjukkan diameter alas dalam milimeter. Selain alas yang disekrup ke dalam kartrid menggunakan ulir, ada jenis lainnya. Mereka adalah tipe pin dan disebut soket G. Digunakan dalam lampu neon kompak dan halogen untuk menghemat ruang. Menggunakan 2 atau 4 pin, lampu dipasang pada soket lampu. Ada banyak jenis G-socket. Yang utama adalah: G5, G9, 2G10, 2G11, G23 dan R7s-7. Perlengkapan dan lampu selalu berisi informasi tentang alasnya. Saat memilih lampu, Anda perlu membandingkan data ini.

Kekuatan lampu- salah satu karakteristik terpenting. Pada silinder atau alasnya, pabrikan selalu menunjukkan daya yang bergantung padanya. luminositas lampu. Ini bukan tingkat cahaya yang dipancarkannya. Dalam lampu dengan sifat cahaya berbeda, daya memiliki arti yang sangat berbeda.

Misalnya, Lampu hemat daya pada daya yang ditentukan sebesar 5 W, ia tidak akan bersinar lebih buruk lampu pijar pada 60 W. Hal yang sama berlaku untuk lampu neon. Luminositas lampu dihitung dalam lumen. Biasanya, hal ini tidak ditunjukkan, jadi saat memilih lampu, Anda harus mengandalkan saran penjual.

Keluaran bercahaya Artinya per 1 W daya lampu menghasilkan begitu banyak lumen cahaya. Jelas sekali, lampu neon kompak hemat energi 4–9 kali lebih ekonomis dibandingkan lampu pijar. Anda dapat dengan mudah menghitung bahwa lampu standar 60 W menghasilkan sekitar 600 lm, sedangkan lampu kompak memiliki nilai yang sama yaitu 10-11 W. Ini akan sama ekonomisnya dalam hal konsumsi energi.

Lampu pijar

(LON) adalah sumber penerangan listrik pertama yang muncul untuk keperluan rumah tangga. Ini ditemukan pada pertengahan abad ke-19, dan meskipun telah mengalami banyak rekonstruksi sejak itu, esensinya tetap tidak berubah. Setiap lampu pijar terdiri dari silinder kaca vakum, alas tempat kontak dan sekering berada, dan filamen yang memancarkan cahaya.

kumparan filamen terbuat dari paduan tungsten yang dapat dengan mudah menahan suhu operasi pembakaran +3200 °C. Untuk mencegah filamen terbakar seketika, pada lampu modern, sejumlah gas inert, seperti argon, dipompa ke dalam silinder.

Prinsip pengoperasian lampu ini sangat sederhana. Ketika arus dilewatkan melalui konduktor dengan penampang kecil dan konduktivitas rendah, sebagian energi dihabiskan untuk memanaskan konduktor spiral, menyebabkan konduktor mulai bersinar dalam cahaya tampak. Meskipun perangkatnya sederhana, ada banyak sekali jenis LON. Bentuk dan ukurannya bervariasi.

Lampu hias(lilin): balon berbentuk memanjang, bergaya seperti lilin biasa. Biasanya digunakan pada lampu kecil dan sconce.

Lampu dicat: silinder kaca miliki warna berbeda untuk tujuan dekoratif.

Lampu cermin disebut lampu, yang sebagian wadah kacanya dilapisi dengan komposisi reflektif untuk mengarahkan cahaya dalam berkas yang kompak. Lampu ini paling sering digunakan pada lampu langit-langit untuk mengarahkan cahaya ke bawah tanpa menerangi langit-langit.

Lampu penerangan lokal beroperasi pada tegangan 12, 24 dan 36 V. Mengkonsumsi sedikit energi, tetapi pencahayaannya sesuai. Digunakan pada senter genggam, penerangan darurat, dll. LON masih menjadi yang terdepan dalam sumber cahaya, meskipun ada beberapa kelemahan. Kerugiannya adalah efisiensinya yang sangat rendah - tidak lebih dari 2–3% energi yang dikonsumsi. Segala sesuatu yang lain menjadi panas.

Kerugian kedua adalah LON tidak aman dari sudut pandang keselamatan kebakaran. Misalnya, koran biasa, jika diletakkan di atas bola lampu 100 W, akan menyala dalam waktu sekitar 20 menit. Tentu saja, di beberapa tempat LON tidak dapat digunakan, misalnya pada kap lampu kecil yang terbuat dari plastik atau kayu. Selain itu, lampu seperti itu berumur pendek. Masa pakai LON sekitar 500–1000 jam, kelebihannya antara lain biaya rendah dan kemudahan pemasangan. LON tidak memerlukan perangkat tambahan apa pun untuk beroperasi, seperti perangkat luminescent.

Lampu halogen

Lampu halogen Tidak jauh berbeda dengan lampu pijar, prinsip pengoperasiannya sama. Satu-satunya perbedaan di antara keduanya adalah komposisi gas di dalam silinder. Dalam lampu ini, yodium atau brom dicampur dengan gas inert. Akibatnya, suhu filamen dapat ditingkatkan dan penguapan tungsten dapat dikurangi.

Itulah mengapa lampu halogen dapat dibuat lebih kompak, dan masa pakainya meningkat 2–3 kali lipat. Namun, suhu pemanasan kaca meningkat cukup signifikan, sehingga dibuatlah lampu halogen bahan kuarsa. Mereka tidak mentolerir kontaminasi pada labu. Jangan menyentuh silinder dengan tangan yang tidak terlindungi - lampu akan cepat terbakar.

Linier lampu halogen digunakan dalam lampu sorot portabel atau stasioner. Mereka sering kali memiliki sensor gerak. Lampu seperti itu digunakan dalam struktur eternit.

Perlengkapan pencahayaan kompak memiliki lapisan cermin.

Ke sisi kontra lampu halogen sensitivitas terhadap perubahan tegangan dapat dikaitkan. Jika “bermain”, lebih baik membeli trafo khusus yang menyamakan kekuatan arus.

Lampu neon

Prinsip operasi lampu neon sangat berbeda dari LON. Alih-alih filamen tungsten, uap merkuri terbakar di bola kaca lampu tersebut di bawah pengaruh arus listrik. Cahaya dari pelepasan gas praktis tidak terlihat karena dipancarkan dalam sinar ultraviolet. Yang terakhir membuat fosfor yang melapisi dinding tabung bersinar. Inilah cahaya yang kita lihat. Secara eksternal dan dengan metode koneksi lampu neon juga sangat berbeda dari LON. Alih-alih kartrid berulir, ada dua pin di kedua sisi tabung, yang dipasang sebagai berikut: pin tersebut harus dimasukkan ke dalam kartrid khusus dan diputar di dalamnya.

Lampu neon memiliki suhu pengoperasian yang rendah. Anda dapat dengan aman meletakkan telapak tangan Anda di permukaannya, sehingga dapat dipasang di mana saja. Permukaan cahaya yang besar menciptakan cahaya yang merata dan tersebar. Itu sebabnya mereka juga disebut lampu siang hari . Selain itu, dengan memvariasikan komposisi fosfor, Anda dapat mengubah warna pancaran cahaya sehingga lebih dapat diterima oleh mata manusia. Masa pakai lampu neon hampir 10 kali lebih lama dibandingkan lampu pijar.

Kekurangan lampu neon adalah ketidakmungkinan koneksi langsung ke jaringan listrik. Anda tidak bisa begitu saja membuang 2 kabel ke ujung lampu dan mencolokkannya ke stopkontak. Untuk menyalakannya digunakan ballast khusus. Hal ini disebabkan oleh sifat fisik pancaran lampu. Selain ballast elektronik, starter juga digunakan, yang seolah-olah menyalakan lampu saat dinyalakan. Kebanyakan luminer untuk lampu neon dilengkapi dengan mekanisme pencahayaan internal seperti ballast elektronik (ballast) atau choke.

Penandaan lampu neon tidak seperti sebutan LON sederhana yang hanya memiliki indikator daya dalam watt.

Untuk lampu yang dimaksud adalah sebagai berikut :

LB - cahaya putih;
LD - siang hari;
LE - cahaya alami;
LHB - cahaya dingin;
LTB- cahaya hangat.

Angka-angka yang mengikuti penandaan huruf menunjukkan: angka pertama adalah derajat rendering warna, angka kedua dan ketiga adalah suhu cahaya. Semakin tinggi tingkat rendering warna, semakin alami pencahayaannya bagi mata manusia. Mari kita perhatikan contoh yang berkaitan dengan suhu cahaya: lampu bertanda LB840 berarti suhunya 4000 K, warnanya putih, siang hari.

Nilai-nilai berikut menguraikan penandaan lampu:

2700 K - putih super hangat,
3000 K - putih hangat,
4000 K - putih alami atau putih,
lebih dari 5000 K - putih sejuk (siang hari).

DI DALAM Akhir-akhir ini Munculnya lampu hemat energi neon kompak di pasar telah membuat revolusi nyata dalam teknologi pencahayaan. Kerugian utama dari lampu neon telah dihilangkan - ukurannya yang besar dan ketidakmampuan untuk menggunakan kartrid berulir konvensional. Pemberat dipasang ke dasar lampu, dan tabung panjang digulung menjadi spiral kompak.

Saat ini variasi jenis lampu hemat energi sangat banyak. Mereka berbeda tidak hanya dalam kekuatannya, tetapi juga dalam bentuk tabung pelepasan. Keuntungan dari lampu seperti itu jelas: tidak perlu memasang ballast elektronik untuk mulai menggunakan lampu khusus.

Lampu neon yang ekonomis menggantikan lampu pijar konvensional. Namun, seperti semua lampu neon, lampu ini memiliki kekurangan.

Lampu neon memiliki sejumlah kelemahan:

Lampu seperti itu tidak berfungsi dengan baik bila suhu rendah oh, dan pada –10 °C dan di bawahnya, cahaya mulai redup;
waktu pengaktifan yang lama - dari beberapa detik hingga beberapa menit;
dengungan frekuensi rendah terdengar dari ballast elektronik;
jangan bekerja sama dengan peredup;
relatif mahal;
tidak suka sering menyalakan dan mematikan;
lampu mengandung senyawa merkuri berbahaya, sehingga memerlukan pembuangan khusus;
Jika Anda menggunakan indikator lampu latar di sakelar, peralatan penerangan ini mulai berkedip.

Betapapun kerasnya produsen berusaha, cahaya lampu neon masih belum terlalu mirip dengan cahaya alami dan melukai mata. Selain lampu hemat energi dengan ballast, ada banyak jenis lampu tanpa ballast elektronik bawaan. Mereka memiliki tipe dasar yang sangat berbeda.

Prinsip cahaya lampu busur merkuri tekanan tinggi (DRL) - pelepasan busur dalam uap merkuri. Lampu tersebut memiliki keluaran cahaya yang tinggi - 50–60 lm per 1 W. Mereka diluncurkan menggunakan ballast. Kerugiannya adalah spektrum cahayanya - cahayanya dingin dan keras. Lampu DRL paling sering digunakan untuk penerangan jalan raya pada lampu jenis cobra.

Lampu LED

Lampu LED- produk ini teknologi tinggi pertama kali dirancang pada tahun 1962. Sejak itu, lampu LED secara bertahap diperkenalkan ke pasar penerangan. Menurut prinsip operasi, LED adalah semikonduktor yang paling umum, di mana sebagian energinya masuk persimpangan pn dilepaskan dalam bentuk foton, yaitu cahaya tampak. Seperti lampu Mereka memiliki karakteristik yang luar biasa.

Mereka sepuluh kali lebih unggul dari LON dalam semua indikasi:

daya tahan,
keluaran cahaya,
efisiensi,
kekuatan, dll.

Mereka hanya punya satu "tetapi" - harga. Harganya kira-kira 100 kali lipat dari harga lampu pijar konvensional. Namun, pengerjaan sumber cahaya yang tidak biasa ini terus berlanjut, dan kita dapat berharap bahwa kita akan segera bersukacita atas penemuan model yang lebih murah dibandingkan pendahulunya.

Catatan! Karena tidak biasa karakter fisik LED bisa digunakan untuk membuat komposisi nyata, misalnya berupa langit berbintang pada langit-langit ruangan. Aman dan tidak memerlukan banyak energi.

Meskipun terdapat kemajuan pesat dalam penggunaan bola lampu hemat energi, lampu pijar tetap menjadi sumber cahaya yang paling umum hingga saat ini. Desain dasar lampu pijar listrik tidak berubah selama lebih dari 100 tahun dan terdiri dari alas, konduktor kontak, dan bola kaca yang melindungi spiral tipis filamen dari pengaruh lingkungan. Prinsip pengoperasian lampu pijar didasarkan pada radiasi optik yang diterima dari pemanasan suhu tinggi konduktor yang terletak di lingkungan inert.

Cerita

Sumber cahaya listrik pertama - busur listrik dinyalakan pada tahun 1802 oleh ilmuwan Rusia V.V. Petrov. Sebagai sumber arus dia menggunakan yang sangat besar baterai dari 2.100 unsur tembaga-seng, dinamai menurut salah satu pencipta listrik, Volta, “volta”. Petrov menggunakan sepasang batang karbon yang dihubungkan ke kutub berbeda pada baterai galvanik. Ketika ujung-ujung batang saling berdekatan, terjadi kerusakan pada celah udara pelepasan listrik, ujung-ujung batang menjadi putih membara, dan busur api muncul di antara keduanya. Sulit untuk menggunakan lampu seperti itu - batang karbon terbakar dengan cepat dan tidak merata, dan busur menghasilkan cahaya yang terlalu panas dan terang.

Alexander Nikolaevich Lodygin pada tahun 1872 mengajukan permohonan dan kemudian menerima paten (No. 1619, tanggal 11 Juli 1874) untuk perangkat - lampu pijar dan metode penerangan listrik murah. Dia mematenkan penemuan ini pertama kali di Rusia, dan kemudian juga di Austria, Inggris Raya, Prancis, dan Belgia. Pada lampu Lodygin, badan filamen adalah batang tipis batubara retort yang ditempatkan di bawah tutup kaca. Pada tahun 1875, bola lampu Lodygin menerangi toko Florent di Jalan Bolshaya Morskaya di St. Petersburg, yang mendapat kehormatan menjadi toko pertama di dunia dengan penerangan listrik. Instalasi penerangan listrik eksternal pertama di Rusia menggunakan lampu busur dioperasikan pada 10 Mei 1880 di Jembatan Liteiny di St. Lampu Lodygin bertahan sekitar dua bulan sampai bara apinya padam (di lampu baru Lodygin ada empat bara api - ketika satu bara api padam, bara api lainnya menggantikannya).

Ilmuwan Rusia Pavel Nikolaevich Yablochkov menempatkan batang batubara secara paralel, memisahkannya dengan lapisan tanah liat, yang secara bertahap menguap. "Lilin" Yablochkov menyala dengan warna merah jambu yang indah dan ungu. Pada tahun 1877, mereka menerangi salah satu jalan utama di Paris. Dan penerangan listrik mulai disebut "la lumiere russe" - "cahaya Rusia".

Meski demikian, Thomas Edison disebut sebagai penemu bola lampu modern. Pada tanggal 1 Januari 1880, diadakan demonstrasi penerangan listrik untuk rumah dan jalan yang diusulkan oleh Thomas Edison di Menlo Park (AS) yang dihadiri oleh tiga ribu orang. Edison memperkenalkan perbaikan paling penting pada desain lampu pijar Lodygin: ia berhasil menghilangkan udara secara signifikan dari lampu, sehingga filamen yang dipanaskan bersinar tanpa terbakar.

Edison merancang alas lampu modern berulir yang terkenal, yang dinamai untuk menghormatinya. Saat ini, hanya huruf pertama “E” yang dipertahankan dari nama lengkapnya. Selain itu, Edison juga mengusulkan sistem pembangkitan dan pendistribusian listrik untuk penerangan.

Penyempurnaan lampu pijar terus berlanjut hingga saat ini. Alih-alih batu bara, filamen mulai dibuat dari logam tahan panas - pertama dari osmium dan tantalum, dan kemudian dari tungsten. Untuk mengurangi penguapan dan meningkatkan kekuatan, sejak tahun 1910-an, benang logam telah dipelintir menjadi spiral tunggal dan berulang. Untuk mencegah uap logam menempel pada gelas labu, mereka mulai mengisinya dengan nitrogen atau gas inert.

Semua ini memungkinkan peningkatan efisiensi cahaya lampu pijar dari yang semula 4-6 menjadi 10-15 lm/W, dan masa pakai dari 50-100 menjadi 1000 jam yang lazim saat ini. prinsip termal produksi cahaya telah diterapkan pada lampu pijar halogen.

tingkat energi

Informasi teknis

Efisiensi cahaya lampu pijar relatif rendah. Ini adalah yang terendah di antara yang modern lampu listrik dan terletak pada kisaran 4 hingga 15 lm/W. Kecerahan filamen yang tinggi, dikombinasikan dengan ukurannya yang mini, memungkinkan penggunaan lampu pijar dalam sistem optik dan lampu sorot. Lampu pijar memiliki rentang tegangan dan watt pengenal yang luas. Lampu jenis ini dapat beroperasi dalam rentang suhu ruangan yang luas, yang hanya dibatasi oleh ketahanan panas bahan yang digunakan dalam pembuatannya (-100...+300°C). Fluks cahaya lampu pijar diatur dengan mengubah tegangan pengoperasian, yang dapat dicapai dengan peredup desain apa pun.

Kerugiannya adalah suhu pengoperasian yang tinggi dan jumlah panas yang dihasilkan selama pengoperasian. Lampu pijar sensitif terhadap masuknya air, karena pendinginan tiba-tiba pada bagian bohlam kaca akan menyebabkan kerusakan, dan berpotensi menimbulkan bahaya kebakaran karena suhu pengoperasian yang tinggi.

Saat ini di dunia terdapat tren yang stabil menuju penurunan pangsa lampu pijar dalam total volume perlengkapan penerangan. Di sektor profesional pasar penerangan di negara maju, pangsa ini saat ini tidak melebihi 10%, digantikan oleh perangkat penerangan halogen dan LED yang lebih ekonomis.

Lampu pijar menggunakan efek memanaskan benda pijar ketika arus listrik mengalir melaluinya ( efek termal dari arus). Suhu filamen meningkat setelah rangkaian listrik ditutup. Semua benda yang suhunya melebihi suhu nol mutlak memancarkan radiasi termal elektromagnetik sesuai dengan hukum Planck. Kerapatan daya radiasi spektral (Fungsi Planck) mempunyai maksimum, yang panjang gelombangnya pada skala panjang gelombang bergantung pada suhu. Posisi maksimum dalam spektrum radiasi bergeser seiring dengan meningkatnya suhu menuju panjang gelombang yang lebih pendek (hukum perpindahan Wien). Untuk memperoleh radiasi tampak, suhu benda yang memancarkan radiasi harus melebihi 570 °C (suhu di mana cahaya merah dimulai, terlihat oleh mata manusia dalam gelap). Untuk penglihatan manusia, komposisi spektral cahaya tampak yang optimal, paling nyaman secara fisiologis, sesuai dengan radiasi benda hitam absolut dengan suhu permukaan fotosfer matahari 5770. Namun, tidak ada zat padat yang diketahui dapat menahan suhu fotosfer matahari tanpa kerusakan, sehingga suhu pengoperasian filamen lampu pijar berada pada kisaran 2000-2800 °C. Badan filamen lampu pijar modern menggunakan tungsten tahan api dan relatif murah (titik leleh 3410 °C), renium (titik leleh kira-kira sama, tetapi kekuatannya lebih tinggi pada suhu ambang batas) dan sangat jarang osmium (titik leleh 3045 °C). Oleh karena itu, spektrum lampu pijar digeser ke spektrum bagian merah. Hanya sebagian kecil dari radiasi elektromagnetik terletak pada wilayah cahaya tampak, bagian terbesarnya adalah radiasi infra merah. Bagaimana suhu yang lebih rendah benda pijar, semakin kecil proporsi energi yang disuplai ke kawat yang dipanaskan diubah menjadi radiasi tampak yang berguna, dan semakin “merah” radiasi yang muncul.

Untuk menilai kualitas fisiologis luminer, digunakan konsep suhu warna. Pada suhu khas lampu pijar 2200-2900 K, cahaya kekuningan yang dipancarkan, berbeda dengan siang hari. Di malam hari, "hangat" (< 3500 K) свет более комфортен для человека и меньше подавляет естественную выработку мелатонина , важного для регуляции суточных циклов организма (нарушение его синтеза негативно сказывается на здоровье).

DI DALAM udara atmosfer pada suhu tinggi, tungsten dengan cepat teroksidasi menjadi tungsten trioksida (membentuk lapisan putih khas pada permukaan bagian dalam lampu ketika segelnya hilang). Untuk alasan ini, badan filamen tungsten ditempatkan dalam labu tertutup, dari mana, selama proses pembuatan lampu, udara dipompa keluar dan diisi dengan gas inert - biasanya argon. Pada masa awal industri lampu, lampu dibuat dengan bohlam yang dievakuasi; Saat ini, hanya lampu berdaya rendah (untuk lampu serba guna - hingga 25 W) yang diproduksi dalam labu evakuasi. Bola lampu yang lebih kuat diisi dengan gas inert (nitrogen, argon, atau kripton). Tekanan darah tinggi pada bohlam lampu berisi gas, hal ini mengurangi laju penguapan filamen tungsten. Hal ini tidak hanya meningkatkan masa pakai lampu, tetapi juga memungkinkan suhu tubuh filamen meningkat. Dengan demikian, efisiensi cahaya meningkat dan spektrum emisi mendekati putih. Permukaan bagian dalam bohlam lampu berisi gas menjadi gelap lebih lambat ketika bahan badan filamen disemprotkan selama pengoperasian, seperti lampu yang dievakuasi.

Semua logam murni dan banyak paduannya (khususnya tungsten) memiliki koefisien resistivitas suhu positif, yang berarti resistivitas listriknya meningkat seiring dengan peningkatan suhu. Fitur ini secara otomatis menstabilkan konsumsi daya listrik lampu pada tingkat terbatas ketika dihubungkan ke sumber impedansi keluaran rendah, memungkinkan lampu dihubungkan langsung ke jaringan distribusi listrik tanpa menggunakan ballast reaktif atau bipolar aktif yang membatasi arus, yang membedakannya adalah mereka secara ekonomis dari lampu neon pelepasan gas. Untuk filamen lampu penerangan, hambatan tipikal dalam keadaan dingin adalah 10 kali lebih kecil dibandingkan saat dipanaskan hingga suhu pengoperasian.

Bola lampu pada umumnya membutuhkan setidaknya 7 logam untuk membuatnya.

Desain

Desain lampu sangat beragam dan tergantung tujuannya. Namun, elemen yang umum adalah badan filamen, bohlam, dan kabel arus. Tergantung pada karakteristik jenis lampu tertentu, penahan filamen dapat digunakan berbagai desain. Pemegang kait pada badan filamen lampu pijar (termasuk lampu pijar serba guna) terbuat dari molibdenum. Lampu dapat dibuat tanpa dasar atau dengan alas berbagai jenis, memiliki labu luar tambahan dan elemen struktur tambahan lainnya.

Dalam desain lampu serba guna, disediakan sekering - sambungan yang terbuat dari paduan feronikel, dilas ke celah salah satu kabel arus dan terletak di luar bohlam lampu - biasanya di kaki. Tujuan dari sekring adalah untuk mencegah rusaknya bohlam ketika filamen putus selama pengoperasian. Faktanya adalah bahwa dalam kasus ini, busur listrik muncul di zona pecah, yang melelehkan sisa-sisa benang; tetesan logam cair dapat menghancurkan kaca labu dan menyebabkan kebakaran. Sekering dirancang sedemikian rupa sehingga ketika busur dinyalakan, ia akan hancur di bawah pengaruh arus busur yang secara signifikan melebihi arus pengenal lampu. Tautan feronikel terletak di rongga yang tekanannya sama dengan tekanan atmosfer, sehingga busurnya mudah padam. Saat ini, penggunaan sekring ditinggalkan karena efisiensinya yang rendah.

Labu

Bohlam melindungi badan filamen dari paparan gas atmosfer. Dimensi bohlam ditentukan oleh laju pengendapan bahan badan filamen.

Lingkungan gas

Umbi lampu pertama dievakuasi. Kebanyakan lampu modern diisi dengan gas kimia inert (kecuali lampu berdaya rendah, yang masih dibuat vakum). Kehilangan panas akibat konduktivitas termal dikurangi dengan memilih gas dengan massa molar yang besar. Campuran nitrogen N2 dengan argon Ar adalah yang paling umum karena biayanya yang rendah; argon kering murni juga digunakan, lebih jarang kripton Kr atau xenon Xe (massa molar: N2 - 28,0134 / mol; Ar: 39,948 g / mol; Kr - 83,798 g/mol; Xe - 131,293 g/mol).

Karena filamen berada pada suhu kamar saat dinyalakan, resistansinya jauh lebih kecil daripada resistansi pengoperasian. Oleh karena itu, ketika dihidupkan, arus yang sangat besar mengalir melalui badan filamen (sepuluh hingga empat belas kali arus operasi). Saat filamen memanas, resistansinya meningkat dan arusnya menurun. Tidak seperti lampu modern, lampu pijar awal dengan filamen karbon bekerja dengan prinsip yang berlawanan ketika dinyalakan - ketika dipanaskan, hambatannya menurun dan cahayanya perlahan meningkat. Meningkatnya karakteristik resistansi filamen (seiring dengan meningkatnya arus, resistansi meningkat) memungkinkan penggunaan lampu pijar sebagai penstabil arus primitif. Dalam hal ini, lampu dihubungkan secara seri ke rangkaian yang distabilkan, dan nilai arus rata-rata dipilih sehingga lampu beroperasi pada intensitas penuh.

Pada lampu berkedip, saklar bimetal dibuat secara seri dengan filamen. Karena itu, lampu tersebut beroperasi secara independen dalam mode berkedip.

Basis

Di AS dan Kanada, soket yang berbeda digunakan (hal ini sebagian disebabkan oleh perbedaan tegangan dalam jaringan - 110 V, sehingga ukuran soket yang berbeda mencegah pemasangan lampu Eropa yang dirancang untuk tegangan berbeda secara tidak sengaja): E12 (lilin), E17 (menengah), E26 (standar atau sedang), E39 (mogul). Juga, mirip dengan Eropa, ada pangkalan tanpa benang.

Varietas

Lampu pijar dibagi menjadi (diurutkan berdasarkan peningkatan efisiensi):

Vakum (yang paling sederhana)
Argon (nitrogen-argon)
kripton
Xenon-halogen dengan reflektor radiasi IR (karena sebagian besar radiasi lampu berada dalam rentang IR, pantulan radiasi IR ke dalam lampu secara signifikan meningkatkan efisiensi, dihasilkan untuk senter berburu)
Filamen dengan lapisan yang mengubah radiasi infra merah menjadi rentang tampak. Pengembangan lampu dengan fosfor suhu tinggi sedang berlangsung, yang memancarkan spektrum terlihat saat dipanaskan.

Tata nama

Oleh tujuan fungsional dan ciri desain, lampu pijar dibagi menjadi:

lampu serba guna(sampai pertengahan tahun 1970-an, istilah “lampu penerangan normal” digunakan). Kelompok lampu pijar yang paling luas ditujukan untuk umum, lokal dan pencahayaan dekoratif. Sejak tahun 2008, karena penerapan langkah-langkah legislatif oleh sejumlah negara bagian yang bertujuan untuk mengurangi produksi dan membatasi penggunaan lampu pijar untuk tujuan penghematan energi, produksinya mulai menurun;
lampu hias, diproduksi dalam labu berbentuk. Yang paling umum adalah labu berbentuk lilin dengan diameter sekitar 35 mm dan labu berbentuk bola dengan diameter sekitar 45 mm;
lampu penerangan lokal, secara struktural mirip dengan lampu serba guna, tetapi dirancang untuk tegangan pengoperasian rendah (aman) - 12, 24 atau 36 (42) V. Area aplikasi - lampu genggam (portabel), serta lampu penerangan lokal di tempat produksi(pada mesin, meja kerja, dll., di mana lampu dapat pecah secara tidak sengaja);
lampu penerangan, diproduksi dalam labu dicat. Tujuan - instalasi penerangan dari berbagai jenis. Biasanya, lampu jenis ini memiliki daya rendah (10-25 W). Labu biasanya diwarnai dengan mengaplikasikan lapisan pigmen anorganik pada permukaan bagian dalamnya. Yang lebih jarang digunakan adalah lampu dengan bohlam yang dicat di bagian luar dengan pernis berwarna (tsaponlac berwarna), kelemahannya adalah pigmen cepat memudar dan lapisan film pernis terlepas karena tekanan mekanis;
cermin lampu pijar memiliki labu berbentuk khusus, sebagian dilapisi dengan lapisan reflektif (lapisan tipis aluminium yang disemprotkan secara termal). Tujuan pencerminan adalah redistribusi spasial fluks cahaya lampu untuk tujuan penggunaan paling efektif dalam sudut padat tertentu. Tujuan utama LN cermin adalah penerangan lokal terlokalisasi;
lampu peringatan digunakan dalam berbagai perangkat penerangan (sarana tampilan informasi visual). Ini adalah lampu berdaya rendah yang dirancang untuk jangka panjang jasa. Saat ini mereka digantikan oleh LED;
lampu transportasi- sekelompok lampu yang sangat luas yang dirancang untuk bekerja pada berbagai kendaraan (mobil, sepeda motor dan traktor, pesawat terbang dan helikopter, lokomotif dan gerbong kereta api dan kereta bawah tanah, sungai dan kapal laut). Karakteristik: kekuatan mekanik yang tinggi, ketahanan terhadap getaran, penggunaan soket khusus yang memungkinkan Anda mengganti lampu dengan cepat dalam kondisi sempit dan, pada saat yang sama, mencegah lampu jatuh secara spontan dari soketnya. Dirancang untuk daya dari onboard jaringan listrik kendaraan (6-220 V);
lampu sorot biasanya punya lebih banyak kekuatan(hingga 10 kW, sebelumnya diproduksi lampu hingga 50 kW) dan efisiensi cahaya yang tinggi. Digunakan pada perangkat penerangan untuk berbagai keperluan(penerangan dan isyarat cahaya). Spiral filamen dari lampu semacam itu biasanya diletakkan lebih kompak di dalam bohlam karena desain dan suspensi khusus untuk pemfokusan yang lebih baik;
lampu untuk instrumen optik, termasuk yang diproduksi secara massal hingga akhir abad ke-20. lampu untuk peralatan proyeksi film memiliki bentuk spiral yang kompak, banyak yang ditempatkan dalam labu berbentuk khusus. Digunakan di berbagai perangkat (alat ukur, peralatan medis, dll);

Lampu khusus

saklar lampu- sejenis lampu sinyal. Mereka berfungsi sebagai indikator pada switchboard. Ini adalah lampu mini yang sempit dan panjang dengan kontak paralel yang halus, sehingga mudah untuk diganti. Pilihan yang dihasilkan adalah sebagai berikut: KM 6-50, KM 12-90, KM 24-35, KM 24-90, KM 48-50, KM 60-50, dimana angka pertama berarti tegangan operasi dalam volt, yang kedua - arus dalam miliampere;
Lampu foto, lampu pijar- jenis lampu pijar yang dirancang untuk beroperasi dalam mode tegangan tinggi yang distandarisasi secara ketat. Dibandingkan dengan yang konvensional, efisiensi cahayanya meningkat (hingga 30 lm/W), masa pakai yang singkat (4-8 jam) dan suhu warna yang tinggi (3300-3400K, dibandingkan dengan 2700K). Di Uni Soviet, lampu foto dengan daya 300 dan 500 W diproduksi. Biasanya, mereka memiliki botol buram. Saat ini (abad XXI) mereka praktis sudah tidak digunakan lagi, berkat munculnya perangkat yang lebih tahan lama dengan efisiensi yang sebanding dan lebih tinggi. Di kamar gelap, lampu seperti itu biasanya diberi daya dalam dua mode:
Lampu proyeksi- untuk proyektor slide dan film. Mereka telah meningkatkan kecerahan (dan, karenanya, meningkatkan suhu filamen dan mengurangi masa pakai); Biasanya benang ditempatkan sedemikian rupa sehingga area bercahaya membentuk persegi panjang.
Lampu filamen ganda. Di dalam mobil, lampu lampu depan mungkin memiliki satu ulir untuk lampu jauh, satu lagi untuk lampu dekat, atau, misalnya, satu ulir untuk lampu samping, yang lain untuk lampu rem. Selain itu, lampu tersebut mungkin memiliki layar yang, dalam mode sinar rendah, memotong sinar yang dapat membutakan pengemudi yang melaju. Di pesawat terbang, lampu depan pendaratan dan taksi memiliki filamen utama, di mana lampu beroperasi tanpa pendingin eksternal, dan filamen tambahan, yang dinyalakan bersama dengan filamen utama, memungkinkan Anda mendapatkan cahaya yang lebih kuat, tetapi hanya dengan eksternal pendinginan - bertiup dengan aliran udara yang masuk. Bintang Kremlin Moskow menggunakan lampu filamen ganda yang dirancang khusus, kedua filamen dihubungkan secara paralel.
Lampu-lampu depan. Lampu dengan desain khusus yang rumit, digunakan pada benda bergerak, yang bentuk bohlamnya dibuat dalam bentuk bagian rumah lampu depan dengan reflektor. Secara struktural, mengandung filamen, reflektor, diffuser, elemen pengikat, terminal, dll. Lampu lampu depan banyak digunakan dalam teknologi otomotif modern dan telah digunakan dalam penerbangan selama beberapa waktu.
Lampu pijar inersia rendah, lampu pijar dengan filamen tipis - digunakan dalam sistem perekaman suara optik dengan memodulasi kecerahan sumber dan dalam beberapa model eksperimental Fototelegraf. Karena ketebalan dan berat filamen yang kecil, penerapan tegangan ke lampu yang dimodulasi oleh sinyal dalam rentang frekuensi audio (hingga sekitar 5 kHz) menyebabkan perubahan kecerahan sesuai dengan tegangan sinyal sesaat. Sejak awal abad ke-21, mereka belum menemukan penerapannya karena ketersediaan pemancar cahaya solid-state yang jauh lebih tahan lama dan lebih sedikit pemancar inersia jenis lainnya.
Lampu pemanas- sumber panas utama pada unit sekering printer laser dan mesin fotokopi. Lampu berbentuk silinder dipasang secara tetap di dalam poros logam yang berputar, tempat kertas yang diberi toner ditekan. Karena panas yang berpindah dari roller, toner meleleh dan ditekan ke dalam struktur kertas.
Lampu spektrum khusus. Digunakan dalam berbagai teknik.

Sejarah penemuan

Lampu yang padam, yang bohlamnya masih utuh, tetapi filamennya putus hanya di satu tempat, dapat diperbaiki dengan cara diguncang dan diputar, sehingga ujung-ujung filamennya dapat disambung kembali. Ketika arus mengalir, ujung-ujung filamen dapat menyatu dan lampu akan terus beroperasi. Namun dalam kasus ini, sekring yang disertakan dalam lampu bisa rusak (meleleh/putus).

Koneksi serial

Ketika lampu pijar dihubungkan secara seri, efisiensi cahayanya sangat berkurang dan suhu warna berubah. Metode ini digunakan untuk memperpanjang umur lampu atau untuk mendapatkan penerangan dengan tingkat pijar yang lebih rendah (misalnya, saat membuat interior antik). Untuk penerangan sebaiknya menggunakan dua lampu secara seri, namun tiga lampu dapat memberikan penerangan yang cukup. Jenis pencahayaan ini sangat tidak efisien dan lebih baik digunakan sebagai sumber panas ketika cahaya dari lampu tidak diinginkan (misalnya, saat memanaskan kentang di ruang bawah tanah dengan lampu). Di bawah ini adalah parameter lampu pijar jika dihubungkan secara seri.

Data ini didasarkan pada lampu standar 95W dengan efisiensi cahaya 13,8lm/W (1311lm) dan suhu filamen 2700°C (dalam praktiknya mungkin lebih rendah) di mana emisi puncak terjadi pada panjang gelombang 975nm.

Dua lampu 1870°C ( cahaya kuning), 2,75lm/W, satu lampu 33,25W 91,4lm, dua 66,5W 183lm. Puncak emisi 1352nm. Kehidupan pelayanan 35-45 ribu jam.

Tiga lampu 1480°C (cahaya kuning-oranye), 0,845lm/W, satu lampu 18,07W 15,27lm, tiga lampu 54,2W 45,8lm. Puncak emisi 1653 nm. Kehidupan pelayanan 250-350 ribu jam (hampir tidak terbatas).

Empat lampu 1250°C (lampu oranye), 0,195lm/W, satu lampu 11,74W 2,29lm, empat lampu 46,94W 9,15lm. Puncak emisi 1903 nm. Kehidupan pelayanan tidak terbatas.

Lima lampu 1090°C (cahaya oranye kemerahan), ≈0,044lm/W, satu lampu 8,5W ≈0,374lm, lima lampu 42,49W ≈1,87lm. Puncak emisi 2126nm. Kehidupan pelayanan tidak terbatas.

Enam lampu 960°C (lampu merah-oranye), efisiensi cahaya dalam ≈0,0075-0,011lm/W, satu lampu 6,52W, enam 39,12W. Puncak emisi 2350nm. Kehidupan pelayanan tidak terbatas.

Dilihat dari parameternya, penerangan dapat dilakukan dengan dua atau tiga lampu secara seri, jika menggunakan sambungan empat lampu, maka untuk mendapatkan cahaya yang dapat diterima perlu menggunakan lampu pijar industri yang bertenaga. Sambungan empat, lima dan enam lampu secara seri nyaman digunakan bila lampu digunakan sebagai pemanas udara. Jika lampu digunakan sebagai pengganti penerangan lilin, maka penyambungan dua buah lampu yang berurutan kira-kira warnanya sama dengan nyala lilin parafin, dan penyambungan ketiganya memiliki warna yang mendekati warna nyala lampu minyak (dikombinasikan dengan lampu rendah). fluks bercahaya, hubungan ini meniru api dengan sangat baik). Empat lampu yang dipasang secara seri berguna untuk menciptakan cahaya batu bara di perapian, karena memberikan cahaya yang sangat mirip. Perlu dicatat bahwa dengan lampu pijar rendah dan lampu berdaya rendah, lampu menjadi panas cukup kuat, karena karena penurunan suhu badan filamen, emisi radiasi infra merah bergeser ke daerah dengan panjang gelombang panjang dan sebagian besarnya tertahan oleh kaca bohlam, yang menjadi buram setelah 2700 nm.

Lampu yang dirancang khusus untuk dinyalakan secara seri juga tersedia. Misalnya, pada gerbong kereta bawah tanah tua, untuk penerangan interior, 15 lampu dengan tegangan 50 V dinyalakan secara seri (yang menghasilkan total 750 V - tegangan pada rel kontak); desain lampu tersebut mencakup perangkat korslet khusus, yang karenanya, ketika satu lampu padam, lampu lainnya terus menyala.

Kelebihan dan kekurangan lampu pijar

Keuntungan

Harga rendah
ukuran kecil
sensitivitas rendah terhadap kegagalan daya dan lonjakan tegangan
pengapian instan dan penyalaan ulang
tidak terlihatnya kedipan saat bekerja arus bolak-balik(penting dalam perusahaan)
kemungkinan menggunakan kontrol kecerahan

spektrum yang menyenangkan dan familiar dalam kehidupan sehari-hari; spektrum emisi lampu pijar ditentukan semata-mata oleh suhu fluida kerja dan tidak bergantung pada kondisi lain apa pun, yang mengikuti prinsip pengoperasiannya. Itu tidak bergantung pada bahan yang digunakan dan kemurniannya, stabil dari waktu ke waktu dan memiliki prediktabilitas dan pengulangan seratus persen. Hal ini penting juga dalam instalasi besar dan pada luminer dengan ratusan lampu: Anda sering dapat melihat bahwa ketika menggunakan lampu fosfor atau LED modern, lampu tersebut memiliki sifat yang berbeda. bayangan warna di dalam grup. Hal ini mengurangi kesempurnaan estetika instalasi. Jika satu lampu tidak berfungsi, sering kali seluruh kelompok perlu diganti, tetapi bahkan saat memasang lampu dari batch yang sama, terjadi penyimpangan spektrum.
indeks rendering warna tinggi, Ra 100
spektrum radiasi kontinu
bayangan tajam (seperti pada sinar matahari) karena ukuran benda yang memancarkannya kecil
tidak takut dengan suhu lingkungan rendah dan tinggi, tahan terhadap kondensasi
produksi massal yang mapan
kemampuan memproduksi lampu untuk berbagai macam voltase (dari pecahan volt hingga ratusan volt)
tidak adanya komponen beracun dan, sebagai akibatnya, tidak diperlukan infrastruktur pengumpulan dan pembuangan
kekurangan pemberat
kemampuan untuk bekerja pada semua jenis arus
tidak sensitif terhadap polaritas tegangan
hambatan listrik murni aktif (faktor daya kesatuan)
tidak ada dengung saat beroperasi pada AC (karena tidak adanya ballast elektronik, driver atau konverter)
tidak menimbulkan interferensi radio selama pengoperasian
ketahanan terhadap pulsa elektromagnetik
ketidakpekaan terhadap radiasi pengion

Kekurangan

Produksi

Pembatasan impor, pengadaan dan produksi

Karena kebutuhan untuk menghemat listrik dan mengurangi emisi karbon dioksida ke atmosfer, banyak negara telah atau berencana untuk melarang produksi, pembelian dan impor lampu pijar untuk memaksa penggantiannya dengan lampu hemat energi (lampu neon kompak). , LED, induksi, dll.) lampu.

Di Rusia

Pada tanggal 2 Juli 2009, pada pertemuan Presidium Dewan Negara untuk Peningkatan Efisiensi Energi di Arkhangelsk, Presiden Federasi Rusia D. A. Medvedev mengusulkan pelarangan penjualan lampu pijar di Rusia.

Pada tanggal 23 November 2009, D. A. Medvedev menandatangani perjanjian yang diadopsi sebelumnya Duma Negara dan undang-undang “Tentang penghematan energi dan peningkatan efisiensi energi dan tentang amandemen tindakan legislatif tertentu dari Federasi Rusia” yang disetujui oleh Dewan Federasi. Menurut dokumen tersebut, mulai 1 Januari 2011, penjualan lampu listrik pijar dengan daya 100 W atau lebih tidak diperbolehkan di dalam negeri, dan juga dilarang memesan pasokan lampu pijar dengan daya berapa pun untuk kebutuhan negara bagian dan kota; mulai 1 Januari 2013, larangan dapat diberlakukan pada lampu listrik dengan daya 75 W atau lebih, dan mulai 1 Januari 2014 - dengan daya 25 W atau lebih.

Keputusan ini kontroversial. Hal ini didukung oleh argumen yang jelas tentang penghematan energi dan merangsang pembangunan teknologi modern. Hal ini bertentangan dengan pertimbangan bahwa penghematan penggantian lampu pijar tidak ada artinya karena peralatan industri yang sudah ketinggalan zaman dan tidak hemat energi, jaringan listrik yang memungkinkan hilangnya energi dalam jumlah besar, serta biaya lampu neon kompak dan lampu LED yang relatif tinggi. tidak dapat diakses oleh kelompok masyarakat termiskin. Selain itu, di Rusia tidak ada sistem yang ditetapkan untuk pengumpulan dan pembuangan lampu fluoresen bekas, yang tidak diperhitungkan saat undang-undang tersebut disahkan, dan akibatnya, lampu fluoresen yang mengandung merkuri dibuang secara tidak terkendali. Sebagian besar konsumen tidak menyadari keberadaan merkuri dalam lampu neon, karena hal ini tidak tertera pada kemasannya, dan bukannya “neon” yang tertulis “hemat energi”. Dalam kondisi suhu rendah, banyak lampu “hemat energi” tidak dapat menyala. Lampu hemat energi fluoresen tidak dapat digunakan pada lampu sorot terarah, karena badan cahaya di dalamnya sepuluh kali lebih besar daripada filamen pijar, sehingga tidak memungkinkan pemfokusan sinar yang sempit. Karena harganya yang mahal, lampu “hemat energi” lebih sering menjadi sasaran pencurian dari tempat-tempat yang dapat diakses publik (misalnya, pintu masuk). bangunan tempat tinggal), pencurian tersebut menyebabkan lebih signifikan kerusakan material, dan dalam kasus vandalisme (kerusakan lampu neon karena alasan hooligan) - ada bahaya kontaminasi ruangan dengan uap merkuri.

Teknologi pencahayaan modern telah berkembang secara signifikan, namun pada saat yang sama memperumit pilihan bola lampu untuk digunakan di rumah. Jika sebelumnya di 90% apartemen hanya ada sedikit bola lampu pijar biasa dari 40 hingga 100 W, saat ini terdapat banyak variasi dan jenis lampu penerangan.

Membeli jenis lampu yang tepat di toko bukanlah tugas yang mudah.
Apa yang pertama-tama Anda inginkan dari pencahayaan berkualitas:

kenyamanan bagi mata

penghematan energi

penggunaan yang tidak berbahaya

Jenis pangkalan

Sebelum membeli bola lampu, penting untuk menentukan terlebih dahulu jenis alas yang dibutuhkan. Sebagian besar perlengkapan penerangan rumah tangga menggunakan dua jenis alas berulir:

Diameternya berbeda-beda. Angka-angka dalam penunjukan menunjukkan ukurannya dalam milimeter. Artinya, E-14=14mm, E-27=27mm. Tersedia juga adaptor untuk lampu dari satu lampu ke lampu lainnya.

Jika kap lampu lampu gantung berukuran kecil, atau lampu memiliki beberapa fitur khusus, maka alas pin digunakan.

Itu ditandai dengan huruf G dan angka yang menunjukkan jarak antara pin dalam milimeter.
Yang paling umum adalah:

G5.3 - yang cukup dimasukkan ke dalam konektor luminer
GU10 - pertama dimasukkan lalu diputar seperempat putaran

Lampu sorotnya menggunakan base R7S. Dapat digunakan untuk lampu halogen dan LED.

Daya lampu dipilih berdasarkan batasannya perlengkapan pencahayaan, di mana ia akan diinstal. Informasi mengenai jenis alas dan batasan daya lampu yang digunakan dapat dilihat:

pada kotak lampu yang dibeli
pada kap lampu sudah terpasang
atau pada bola lampu itu sendiri

Bentuk labu

Hal berikutnya yang perlu Anda perhatikan adalah bentuk dan ukuran labu.
Labu dengan alas berulir mungkin memiliki:

Yang berbentuk buah pir ditandai dengan nomenklatur - A55, A60; yang bola - dengan huruf G. Angkanya sesuai dengan diameter.
Lilin ditandai dengan huruf latin - C.

Bola lampu dengan alas peniti berbentuk:

kapsul kecil
atau reflektor datar

Standar pencahayaan

Kecerahan pencahayaan adalah konsep individual. Namun secara umum diterima bahwa untuk setiap 10 m2 dengan ketinggian langit-langit 2,7 m, diperlukan penerangan minimum yang setara dengan 100 W.

Penerangan diukur dalam lux. Apa satuan ini? Dengan kata sederhana– bila 1 lumen menerangi 1 m2 luas ruangan, maka ini adalah 1 lux.

Untuk ruangan yang berbeda normanya berbeda.

Penerangan tergantung pada banyak parameter:

dari jarak ke sumber cahaya
warna dinding sekitarnya
pantulan fluks cahaya dari benda asing

Penerangan dapat diukur dengan sangat mudah menggunakan smartphone standar. Yang perlu Anda lakukan hanyalah mengunduh dan menginstal program khusus. Misalnya – Luxmeter (tautan)

Benar, program dan kamera ponsel seperti itu biasanya berbohong dibandingkan dengan pengukur cahaya profesional. Namun untuk kebutuhan rumah tangga, ini sudah lebih dari cukup.

Lampu pijar dan halogen

Solusi klasik dan paling murah untuk penerangan apartemen adalah lampu pijar biasa, atau versi halogennya. Tergantung pada jenis alasnya, ini adalah pembelian yang paling terjangkau. Lampu pijar dan lampu halogen memberikan cahaya yang nyaman dan hangat tanpa berkedip dan tidak mengeluarkan zat berbahaya.

Namun, tidak disarankan menyentuh bohlam dengan tangan untuk lampu halogen. Oleh karena itu, harus dikemas dalam kantong terpisah.
Saat lampu halogen menyala, suhu menjadi sangat panas. Dan jika Anda menyentuh bohlamnya dengan tangan berminyak, sisa tegangan akan terbentuk di atasnya. Akibatnya, spiral di dalamnya akan terbakar lebih cepat, sehingga mengurangi masa pakainya.

Selain itu, mereka sangat sensitif terhadap lonjakan listrik dan sering kali terbakar karenanya. Oleh karena itu, mereka dipasang bersama dengan perangkat soft start atau dihubungkan melalui peredup.

Lampu halogen sebagian besar diproduksi untuk dioperasikan jaringan satu fasa dengan tegangan 220-230 Volt. Namun ada juga yang bertegangan rendah 12 volt yang memerlukan penyambungan melalui trafo untuk jenis lampu yang sesuai.

Lampu halogen bersinar lebih terang dari lampu biasa, sekitar 30%, namun mengkonsumsi daya yang sama. Hal ini dicapai karena mengandung campuran gas inert di dalamnya.

Selain itu, selama operasi, partikel elemen tungsten dikembalikan ke filamen. Pada lampu konvensional, penguapan bertahap terjadi seiring berjalannya waktu dan partikel-partikel ini mengendap di bohlam. Bola lampu meredup dan bekerja setengah kerasnya seperti bola lampu halogen.

Rendering warna dan fluks bercahaya

Keunggulan lampu pijar konvensional adalah indeks rendering warna yang baik. Apa itu?
Secara kasar, ini adalah indikator seberapa banyak cahaya yang mendekati cahaya matahari yang terkandung dalam fluks hamburan.

Misalnya, ketika lampu natrium dan merkuri menerangi jalanan pada malam hari, tidak jelas warna mobil dan pakaian masyarakat. Karena sumber-sumber ini memiliki indeks rendering warna yang buruk - sekitar 30 atau 40%. Kalau kita ambil lampu pijar, maka indeksnya sudah lebih dari 90%.

Saat ini penjualan dan produksi lampu pijar dengan daya melebihi 100W tidak diperbolehkan di toko retail. Hal ini dilakukan demi alasan keamanan sumber daya alam dan penghematan energi.

Sebagian orang masih salah dalam memilih lampu berdasarkan label daya pada kemasannya. Ingatlah bahwa angka ini tidak menunjukkan seberapa terangnya, tetapi hanya berapa banyak listrik yang dikonsumsi dari jaringan.

Indikator utama di sini adalah fluks cahaya, yang diukur dalam lumen. Inilah yang perlu Anda perhatikan saat memilih.

Karena banyak dari kita sebelumnya berfokus pada daya populer 40-60-100W, produsen lampu hemat energi modern selalu menunjukkan pada kemasan atau katalog bahwa daya mereka sesuai dengan daya bola lampu pijar sederhana. Hal ini dilakukan semata-mata untuk kenyamanan pilihan Anda.

Berpendar - hemat energi

Lampu neon memiliki tingkat penghematan energi yang baik. Di dalamnya ada tabung tempat labu dibuat, dilapisi bubuk fosfor. Ini memberikan cahaya 5 kali lebih terang dibandingkan lampu pijar dengan daya yang sama.

Yang luminescent tidak terlalu ramah lingkungan karena lapisan merkuri dan fosfor di dalamnya. Oleh karena itu, barang-barang tersebut memerlukan pembuangan yang hati-hati melalui organisasi dan wadah tertentu untuk menerima bola lampu dan baterai bekas.

Mereka juga rentan terhadap kedipan. Ini mudah untuk diperiksa; lihat saja pancarannya di layar melalui kamera ponsel cerdas Anda. Oleh karena itu, tidak disarankan untuk menempatkan bola lampu seperti itu di area pemukiman yang selalu Anda kunjungi.

DIPIMPIN

Lampu dan luminer LED bentuk yang berbeda dan struktur banyak digunakan di berbagai bidang kehidupan.
Keuntungannya:

ketahanan terhadap kelebihan suhu
efek yang dapat diabaikan pada penurunan tegangan
kemudahan perakitan dan penggunaan
keandalan yang tinggi di bawah beban mekanis. Risiko patah jika terjatuh sangat kecil.

Lampu LED sangat sedikit memanas selama pengoperasian sehingga memiliki bodi plastik yang ringan. Berkat ini, mereka dapat digunakan di tempat yang tidak dapat dipasang oleh orang lain. Misalnya pada plafon gantung.

Penghematan energi dari LED lebih besar dibandingkan dengan lampu neon dan hemat energi. Mereka mengkonsumsi sekitar 8-10 kali lebih sedikit dibandingkan lampu pijar.

Jika kita secara kasar mengambil parameter rata-rata untuk daya dan fluks cahaya, kita dapat memperoleh data berikut:

Hasil ini merupakan perkiraan dan pada kenyataannya akan selalu berbeda, karena banyak hal yang secara langsung bergantung pada level voltase, merek pabrikan, dan banyak parameter lainnya.

Misalnya di Amerika, di salah satu stasiun pemadam kebakaran, bola lampu pijar biasa yang usianya sudah lebih dari 100 tahun masih menyala. Bahkan ada situs web khusus yang dibuat di mana Anda dapat menontonnya secara online melalui kamera web.

Semua orang menunggu sampai terbakar untuk mengabadikan momen bersejarah ini. Anda bisa melihatnya.

Aliran cahaya

Inilah fitur dan keunggulannya, yang banyak digunakan pada lampu terbuka.

Misalnya jika kita berbicara tentang lampu gantung kristal, maka jika menggunakan lampu LED biasa di dalamnya, karena permukaannya yang matte, kristal tersebut tidak akan “bermain” dan berkilau. Ia bersinar dan memantulkan cahaya hanya jika sinarnya diarahkan.

Dalam hal ini, lampu gantung tidak terlihat terlalu kaya. Penggunaan filamen di dalamnya mengungkapkan semua kelebihan dan keindahan lampu tersebut.

Ini semua adalah jenis lampu penerangan utama yang banyak digunakan di apartemen dan bangunan tempat tinggal. Pilih opsi yang Anda butuhkan sesuai dengan karakteristik dan rekomendasi di atas, dan tata rumah Anda dengan benar dan nyaman.