9)Конструкция и типы ламп накаливания.

Ответ: Лампа накаливания состоит из стеклянной колбы, в которой помещена спиральная нить из вольфрама, и металлического цоколя для осуществления токоподвода. При изготовлении лампы из колбы откачивается воздух, создается вакуум. Это исключает окислительные процессы и способствует повышению температуры нити накала. Для уменьшения распыления вольфрама, а также повышения рабочей температуры тела накала лампа может наполняться инертным газом. Нормально давление газа в лампе не превышает 600 мм. рт. ст. Недостатком газовой среды является то, что она приводит к дополнительным тепловым потерям на теплопроводность и конвекцию. Для наполнения ламп используется аргон с добавлением азота (14…16 %). В последнее время – криптон с азотом (характеризуется низкими тепловыми потерями). Размеры колбы выбираются с т.з. температуры его нагрева. В некоторых случаях для повышения эффективности ламп спирали выполняются двойными (биспиральные). Лампа накаливания состоит (рис. 2.1) из стеклянной колбы 1; тела накала 2, выполненного из вольфрамовой проволоки; молибденовых крючков 3, которые придают определенную форму телу накала и препятствуют его провисанию; электродов из никеля 4, служащих для подачи напряжения на тело накала; стеклянного стержня (штабика) 5, в верхней части которого имеется утолщение (линзочка) 6, куда впаяны крючки; полого стеклянного цилиндра (штенгель) 7 с опресованной верхней частью (лопаткой) 8, в которой соединены штабик, электроды и откачная трубка 9 с отверстием 10; цоколя, состоящего из металлического стакана с резьбой 11, к которому припаян один из электродов, контактной шайбы 12, с припаянным вторым электродом. Контактная шайба крепится к стакану стекломассой 13, цоколь соединен с колбой специальной мастикой 14. Осветительные лампы различают по геометрическим размерам, наполнению колбы (вакуумные, газонаполненные), форме тела накала (прямолинейное, спиральное, биспиральное). Геометрические размеры зависят от мощности лампы. Цоколь выпускают трех размеров: 14 мм, 27 мм (25-250 Вт) и 40 мм (> 300 Вт ). Наполнение колбы определяет величину рабочей температуры тела накала. У вакуумных ламп воздух откачан до остаточного давления 1,33・10^-3 Па, рабочая температура тела накала 2400 – 2600ºК. Наличие в колбе тяжелых инертных газов и более высокое давление позволяют повысить температуру тела накала до 2700 (аргон) – 2870 (криптон)ºК без увеличения распыления материала тела накала. Азот служит изолятором – исключает электрический пробой между витками спирали, аргон снижает потери энергии на нагревание газа и колбы. Криптон и ксенон как теплоизоляторы эффективнее аргона, но они дороги. Форма тела накала также влияет на скорость испарения вольфрама и тепловые потери. Спиральное тело накала менее формоустойчиво, чем прямолинейное, однако позволяет при том же сроке службы повысить температуру нити накала и снизить тепловые потери за счет уменьшения длины и числа крючков, поддерживающих ее. Еще эффективнее по этим показателям биспиральное тело накала. В таблице 2.1 приведен энергетический баланс лампы накаливания общего назначения мощностью 100 Вт на напряжение 220 В.

В маркировке ламп общего назначения по ГОСТ 2239-70 на первом месте указывается одна из следующих букв: В – вакуумные (мощностью до 150 Вт); Г – газонаполненные моноспиральные (аргоновые) (150-1500 Вт); Б – биспиральные аргоновые (40 – 200 Вт); или две буквы БК – биспиральные с криптоновым наполнителем (40 – 100 Вт). Далее указываются цифры – напряжение в «В» и мощность в «Вт». Например, Б 220-245-100. В старом обозначении, в соответсвии с ГОСТ-2239-60 вначале обозначения указывалась буква «Н». Отечественной промышленностью выпускаются лампы в прозрачных, матовых, молочных колбах, а также с зеркальным (лампа-светильник) и диффузным отражением. В лампах с зеркальным покрытием достигается наибольшее увеличение осевой силы света. Различают лампы с зеркальным покрытием концентрированного (ЗК), среднего (ЗС) и широкого светораспределения (ЗШ). Такие лампы используются для освещения производственных помещений с тяжелыми условиями окружающей среды. Причем лампы ЗК – для освещения высоких производственных помещений, а лампы ЗС и ЗШ для освещения цехов обычной высоты (до 5-6 м). Лампы с диффузным отражающим слоем имеют обозначение: ДБ и ДБК. В таблице 2.2 приведены основные параметры ламп накаливания.