I huset ditt, hvis det er av anstendig størrelse og har mange rom, brukes brorparten av strømmen på belysning. Hvis det i korridorer og hjelperom er mulig å installere bevegelsessensorer og annen automatisering for å slå av lysene i fravær av mennesker, er lysene vanligvis på konstant i stuer, og ingen tar hensyn til dette.
Derfor, for å spare energi og egne midler, er det verdt å ta hensyn til økonomiske lyspærer.
Det vil ikke være overflødig å kunne forstå rekkevidden av elektriske lamper.

Regelmessig glødelamper
Effektiviteten til slike lamper overstiger ikke 30%. Til referanse: Lampeeffektivitet er prosentandelen av forbrukt strøm som konverteres til lys.


Resten av kraften omdannes til termisk energi. Hvis effektiviteten er lav, vil lampen hovedsakelig varme fremfor lys.
Strømforbruket er vanligvis opptil 100 W ved en forsyningsspenning på 220 V. Levetiden til glødelamper overstiger i gjennomsnitt ikke 6000 timer. Lampen avgir varmt gulaktig lys med fargetemperaturparametre fra 2200 til 2800 K. Disse lampene, selv om de er billige, er betydelig dårligere når det gjelder effektivitet.
Hovedslitasjen oppstår når glødetråden blir veldig varm når den slås på og avkjøles også kraftig når lampen slås av. Derfor vil lampen vare lenger jo mindre du slår lampen av og på.

Halogen glødelamper


Effektiviteten er ikke mer enn 20%, strømforbruket er fra 5 til 500 W med en forsyningsspenning av ensidige lamper 12 V og 220 V og dobbeltende lamper 220 V. Med en forsyningsspenning på 12 V er en spenningsomformer nødvendig for tilkobling. Levetiden er sammenlignbar med den for konvensjonelle glødelamper. Lampen avgir sterkt nøytralt lys med en fargetemperatur på 3000 K.
Slike lamper er enda mindre økonomiske enn konvensjonelle glødelamper.
På grunn av det faktum at kolben varmes opp til 500 grader, blir den overfølsom for forurensning, og kan sprekke når den slås på selv fra fingeravtrykk på den.
Halogenlampen skal skrus inn med serviett, og beskyttelsesfilmen skal fjernes etter innskruing. Til halogenlamper Strømstøt i nettverket er veldig farlig - dette er en av hovedårsakene til deres utbrenthet. Spotlights for tak med flere nivåer bruker ofte 12 V ensidige halogenlamper med reflektor.
Halogenlamper, i motsetning til deres fluorescerende motstykker, er best egnet for rom der lyset hele tiden slås av og på (kjøkken, korridor, etc.). Selv om effektiviteten er lavere, fungerer halogenlamper mye lenger i denne modusen.
Fluorescerende lamper


Effektiviteten deres er 60 % og over. Disse lampene er 4-5 ganger mer økonomiske enn konvensjonelle glødelamper. Det er verdt å merke seg at et 12 W kompaktlysrør tilsvarer en 60 W glødelampe. Tilførselsspenningen deres er 220 V, og lamper produseres med en effekt på 5 W. Levetiden når 20 000 timer.
Fargetemperaturen er angitt på lampehuset eller på emballasjen: 2700 K – hvit varmt lys, 4200 K – nøytralt hvitt sterkt lys, 6400 K – hvitt kaldt lys (dagslys).
Disse lampene er relativt dyre, men samtidig svært økonomiske med høy lysutbytte og innebygd elektronisk forkoblingsutstyr. Rørene er ganske skjøre, så når du skruer inn lampen må du holde den i plastdelen.
Det særegne ved slike lamper er at levetiden deres avhenger av antall på-av-sykluser - hver gang du slår på lampen, reduseres levetiden. Det er ikke tilrådelig å bruke slike lamper i "passasje" områder av huset - korridor, bad, toalett, etc.
LED-pærer


Effektiviteten er nær 100 %, og energibesparelsen, sammenlignet med glødelamper, når 90 %. Lamper er tilgjengelige med en forsyningsspenning på 220 V og 12 V. Sistnevnte brukes i likhet med halogen til spotlights, men samtidig er de mye mer økonomiske og trygge.


Effekten til LED-lamper varierer fra 0,7 til 12 W, mens en 12 W-lampe tilsvarer i sin lyseffekt en 100-watts glødelampe. Levetiden til LED-lamper er fantastisk - fra 25 000 timer og nesten på ubestemt tid. Fargetemperaturinnstillingene er lik de fluorescerende lamper. Fargenyanser kan endre seg over tid.


LED-pærer er absolutt dyre, men de er også ekstremt effektive. Når du kjøper flere lamper, er det lurt å velge dem fra ett parti fra en produsent - da passer de garantert i farge.
Siden lampene praktisk talt ikke varmes opp under drift, er de helt trygge.


LED-lamper er "langlivede" - levetiden deres kan nå 10 år. Lamper av denne typen er også trygge: de krever ikke høy effekt for å fungere og inneholder ikke giftige komponenter.
Begrep "energisparende lamper" i hverdagen fester seg godt til små lysrør med elektronisk forkobling, selv om vanlige lysrør og LED lys I prinsippet er de også energibesparende.


Nå noen ulemper med energisparende belysning.
Forskningsresultater har vist at, i motsetning til konvensjonelle glødelamper, er energisparende lamper uansett effekt en kilde til elektromagnetisk radiofrekvensstråling. Maksimalt tillatte standarder brytes innenfor en radius på ca. 15 cm fra lampesokkelen.
Dette betyr at bl.a energisparende lampe et sted under taket risikerer vi ikke å komme inn i sonen med dens høye elektromagnetiske stråling. Men for nattlys, bord- og nattbelysning, i umiddelbar nærhet av hvilken en person bruker mye tid, skaper slik energisparing en annen helserisikofaktor.
Fluorescerende lamper er ikke laget for å slås av og på ofte. Det er derfor de ble brukt historisk på offentlige steder, hvor de brant nesten konstant: deres forgjenger er faktisk den såkalte "lampen dagslys».
Når de er slått på, introduserer fluorescerende lamper betydelig høyfrekvent interferens i strømforsyningsnettverket. Og dette "forurenser" enda mer fra et synspunkt av elektromagnetisk økologi våre allerede proppfulle hjem med teknologi.
Det bør huskes at energibesparende lysrør i små størrelser konstant vil blinke når du bruker brytere med indikatorlys. Dette fenomenet kan observeres selv med en konvensjonell bryter hvis den er koblet til nøytralledningen, og fasen er konstant tilstede på lampen.
Også fluorescerende og LED-pærer Den kan ikke slås på via en dimmer (tyristorregulator), den forvrenger den nåværende formen kraftig og lampene brenner ut.
En annen fare ved lysrør er kvikksølvinnholdet.
I en enkelt lyspære er den ikke stor nok til å forgifte noen. Men du kan ikke bare kaste den i søppelbøtten, som det tilsvarende ikonet på emballasjen advarer forbrukeren om. Spesialtjenester må godta brukte lamper. Men i praksis fungerer ikke dette i alle regioner i landet.
Alternativ energibesparende belysning kommer bare inn i vår hverdagslige virkelighet, så den virkelige påvirkningen av alle faktorer av enhver type belysning på en person vil fortsatt bli studert.
Derfor vil det beste kriteriet for å vurdere belysning fortsatt være "like-misliker" og "komfortabel-ikke behagelig".
Tilsynelatende kan noen av de positive egenskapene til en vanlig "Ilyich-lyspære" ikke leveres av noen smart elektronikk, selv om vi alltid har et valg.

En glødelampe er en veldig viktig gjenstand i en persons liv. Med dens hjelp kan millioner av mennesker få ting gjort uavhengig av tid på døgnet. Samtidig er enheten veldig enkel å implementere: lys sendes ut av en spesiell filament inne i et glasskar, hvorfra luften er evakuert, og i noen tilfeller erstattet med en spesiell gass. Glødetråden er laget av en leder med høyt smeltepunkt, som gjør det mulig å varme den opp med strøm til den lyser synlig.

Glødelampe generelt formål(230 V, 60 W, 720 lm, E27 base, total høyde ca. 110 mm

Hvordan fungerer en glødepære?

Metoden for drift av denne enheten er like enkel som dens utførelse. Under påvirkning av elektrisitet som føres gjennom en ildfast leder, varmes sistnevnte opp til en høy temperatur. Oppvarmingstemperaturen bestemmes av spenningen som tilføres lyspæren. Etter Plancks lov genererer en oppvarmet leder elektromagnetisk stråling. Ifølge formelen, når temperaturen endres, endres også maksimal stråling. Jo større oppvarming, jo kortere er bølgelengden til det utsendte lyset. Med andre ord avhenger fargen på gløden av temperaturen på glødetråden i lyspæren. Bølgelengden til det synlige spekteret oppnås ved flere tusen grader Kelvin. Solens temperatur er forresten ca 5000 Kelvin. Lampe med denne fargetemperatur vil skinne med dagslysnøytralt lys. Når oppvarmingen av lederen avtar, vil strålingen bli gul og deretter rød.

I en lyspære blir bare en brøkdel av energien omdannet til synlig lys, resten omdannes til varme. Dessuten er bare en del av lysstrålingen synlig for mennesker, resten av strålingen er infrarød. Derfor oppstår behovet for å øke temperaturen på strålingslederen slik at det blir mer synlig lys og mindre infrarød stråling (med andre ord en økning i effektivitet). Men den maksimale temperaturen til glødelederen er begrenset av egenskapene til lederen, som ikke lar den varmes opp til 5770 Kelvin. En leder laget av et hvilket som helst stoff vil smelte, deformere eller slutte å lede strøm. Foreløpig er lyspærer utstyrt med wolframfilamenter som tåler 3410 grader Celsius.
En av hovedegenskapene til en glødelampe er dens glødetemperatur. Oftest er det mellom 2200 og 3000 Kelvin, som tillater at kun gult lys sendes ut, ikke dagslyshvitt.
Det skal bemerkes at i luft vil en wolframleder ved denne temperaturen umiddelbart bli til oksid, for å unngå at det er nødvendig å forhindre kontakt med oksygen. For å gjøre dette pumpes luft ut av pærepæren, noe som er nok til å lage 25-watts lamper. Kraftigere pærer inneholder en inert gass under trykk, som gjør at wolfram varer lenger. Denne teknologien lar deg øke temperaturen på lampen litt og bringe den nærmere dagslys.

Glødelampe enhet

Lyspærer varierer litt i design, men de grunnleggende komponentene inkluderer en glødetråd av emitterende leder, en glassbeholder og ledninger. Lamper for spesielle formål kan ikke ha sokkel, det kan være andre holdere til strålelederen, eller en annen pære. Noen glødelamper har også en ferronickel-sikring plassert i bruddet på en av terminalene. Sikringen sitter hovedsakelig i benet. Takket være det blir ikke pæren ødelagt når strålelederen går i stykker. Når lampens glødetråd går i stykker, vises en elektrisk lysbue som smelter restene av lederen. Det smeltede stoffet i lederen, som faller på en glasskolbe, kan ødelegge den og forårsake brann. Sikringen blir ødelagt av den høye strømmen til lysbuen og stopper smeltingen av glødetråden. Men de installerte ikke slike sikringer på grunn av deres lave effektivitet.

Design av en glødelampe: 1 - pære; 2 - kolbehulrom (støvsuget eller fylt med gass); 3 - filamentlegeme; 4, 5 - elektroder (strøminnganger); 6 - krokerholdere til filamentkroppen; 7 - lampeben; 8 - ekstern kobling av strømledning, sikring; 9 - basekropp; 10 - base isolator (glass); 11 - kontakt av bunnen av basen.

Kolbe

Glasspæren til en glødelampe beskytter den emitterende lederen mot oksidasjon og ødeleggelse. Størrelsen på pæren avhenger av avsetningshastigheten til ledermaterialet.

Gassmiljø

De første lyspærene ble produsert med en vakuumkolbe; i dag lages bare enheter med lav effekt på denne måten. Kraftigere lamper produseres fylt med inert gass. Utslippet av varme fra en glødeleder avhenger av verdien av gassens molare masse. Oftest inneholder flaskene en blanding av argon og nitrogen, men det kan også være ganske enkelt argon, så vel som krypton og til og med xenon.

Molare masser av gasser:

• N2 - 28,0134 g/mol;
• Ar: 39,948 g/mol;
• Kr - 83,798 g/mol;
• Xe - 131,293 g/mol;

Separat er det verdt å vurdere halogenlamper. Halogener pumpes inn i karene deres. Filamentledermaterialet fordamper og reagerer med halogenene. De resulterende forbindelsene brytes ned igjen ved høye temperaturer og stoffet går tilbake til strålingslederen. Denne egenskapen lar deg øke temperaturen på lederen, som et resultat av at effektiviteten og varigheten til lampen øker. I tillegg gjør bruken av halogener det mulig å redusere størrelsen på kolben. Av minusene er det verdt å merke seg den lave motstanden til filamentlederen i starten.

Filament

Formene på strålingslederen er forskjellige, avhengig av lyspærens spesifikasjoner. Oftest bruker lyspærer en rund glødetråd, men noen ganger kan man også finne en båndleder.
De første lyspærene ble til og med produsert med kull, og varmet opp til 3559 grader Celsius. Moderne lyspærer er utstyrt med en wolframleder, noen ganger med en osmium-wolframleder. Typen spiral er ikke tilfeldig - den reduserer dimensjonene til glødelederen betydelig. Det er bi-spiraler og tri-spiraler oppnådd ved den gjentatte vridningsmetoden. Disse typer filamentledere gjør det mulig å øke effektiviteten ved å redusere varmestråling.

Egenskaper til en glødelampe

Lyspærer produseres for ulike formål og installasjonssteder, som bestemmer deres forskjell i kretsspenning. Størrelsen på strømmen beregnes i henhold til den velkjente Ohms lov (spenning delt på motstand), og kraft ved hjelp av en enkel formel: spenning multiplisert med strøm eller spenning i annen dividert med motstand. For å lage en glødepære med nødvendig kraft, velges en ledning med nødvendig motstand. Vanligvis brukes en leder med en tykkelse på 40-50 mikron.
Når du starter, det vil si å slå på lyspæren i nettverket, oppstår en strømtilførsel (en størrelsesorden større enn den klassifiserte). Dette oppnås på grunn av den lave temperaturen til filamentet. Tross alt, ved romtemperatur har lederen liten motstand. Strømmen avtar til nominell verdi bare når filamentet varmes opp på grunn av en økning i lederens motstand. Når det gjelder de første kulllampene, var det omvendt: en kald lampe hadde større motstand enn en varm.

Utgangspunkt

Sokkelen til en glødelampe har en standardisert form og størrelse. Takket være dette er det mulig å erstatte en lyspære i en lysekrone eller annen enhet uten problemer. De mest populære pæresokkelene med gjenger er merket E14, E27, E40. Tallene etter bokstaven "E" indikerer den ytre diameteren til basen. Det finnes også lyspæresokler uten gjenger, holdt i sokkelen av friksjon eller andre enheter. Ofte kreves det pærer med E14-sokkel ved utskifting av gamle i lysekroner eller gulvlamper. E27-basen brukes overalt - i stikkontakter, lysekroner og spesielle enheter.
Vær oppmerksom på at i Amerika er kretsspenningen 110 volt, så de bruker andre stikkontakter enn europeiske. I amerikanske butikker finner du lyspærer med E12, E17, E26 og E39 sokkel. Dette ble gjort for ikke ved et uhell å forveksle en europeisk lyspære designet for 220 volt og en amerikansk designet for 110 volt.

Effektivitet

Energien som tilføres en glødelampe brukes ikke bare til å produsere det synlige lysspekteret. Noe av energien brukes på å sende ut lys, noe blir omdannet til varme, men den største andelen brukes i infrarødt lys, som er utilgjengelig for det menneskelige øyet. Ved en glødeledertemperatur på 3350 Kelvin er effektiviteten til lyspæren bare 15 %. En standard 60-watts lampe med en glødetemperatur på 2700 Kelvin har en virkningsgrad på ca. 5%.
Naturligvis avhenger effektiviteten til en lyspære direkte av graden av oppvarming av den emitterende lederen, men med sterkere oppvarming vil glødetråden ikke vare lenge. Ved en ledertemperatur på 2700K vil lyspæren lyse i ca. 1000 timer, og ved oppvarming til 3400K reduseres levetiden til flere timer. Når lampens forsyningsspenning økes med 20 %, vil glødeintensiteten øke med ca. 2 ganger, og levetiden reduseres med opptil 95 %.
For å øke levetiden til lyspæren bør du senke forsyningsspenningen, men dette vil også redusere effektiviteten til enheten. På seriell tilkobling glødepærer vil fungere opptil 1000 ganger lenger, men effektiviteten vil være 4-5 ganger mindre. I noen tilfeller gir denne tilnærmingen mening, for eksempel på trapper. Høy lysstyrke er ikke nødvendig der, men levetiden til lyspærene skal være betydelig.
For å oppnå dette målet må du slå på en diode i serie med lyspæren. Halvlederelementet lar deg kutte strømmen av halve perioden som strømmer gjennom lampen. Som et resultat reduseres effekten med det halve, og deretter reduseres spenningen med omtrent 1,5 ganger.
Imidlertid er denne metoden for å koble til en glødelampe økonomisk ufordelaktig. Tross alt vil en slik krets forbruke mer strøm, noe som gjør det mer lønnsomt å bytte ut en utbrent lyspære med en ny enn å bruke kilowattimer på å forlenge levetiden til den gamle. Derfor, for å drive glødelamper, leveres en spenning som er litt høyere enn nominell spenning, noe som sparer energi.

Hvor lenge varer lampen?

Levetiden til en lampe reduseres av mange faktorer, for eksempel fordampning av et stoff fra overflaten av lederen eller defekter i glødetrådslederen. Med forskjellig fordampning av ledermaterialet, deler av gjengen med høy motstand, forårsaker overoppheting og enda mer intens fordampning av stoffet. Under påvirkning av denne faktoren blir glødetråden tynnere og lokalt fordamper fullstendig, noe som får lampen til å brenne ut.
Filamentlederen slites mest under oppstart på grunn av innkoblingsstrømmen. For å unngå dette brukes myke lampestartenheter.
Wolfram kjennetegnes ved en resistivitet av stoffet som er 2 ganger større enn for eksempel aluminium. Når en lampe er koblet til nettverket, er strømmen som strømmer gjennom den en størrelsesorden større enn den nominelle. Strømstøt er det som får glødepærer til å brenne ut. For å beskytte kretsen mot strømstøt har lyspærer noen ganger en sikring. Ved nærmere undersøkelse lyspære Sikringen er synlig som en tynnere leder som går til basen. Når en vanlig 60-watts elektrisk lyspære kobles til nettverket, kan glødetrådens kraft nå 700 watt eller mer, og når en 100-watts lyspære slås på, kan den nå mer enn 1 kilowatt. Ved oppvarming øker strålingslederen motstanden og effekten reduseres til det normale.
For å sikre en jevn start av en glødelampe, kan du bruke en termistor. Temperaturmotstandskoeffisienten til en slik motstand må være negativ. Når den er koblet til kretsen, er termistoren kald og har høy motstand, så lyspæren vil ikke motta full spenning før dette elementet varmes opp. Dette er bare det grunnleggende; emnet for jevn tilkobling av glødelamper er enormt og krever mer inngående studier.

Takket være tabellen nedenfor kan du omtrent finne ut forholdet mellom kraft og lysstrøm for en vanlig pære lyspære (E27 sokkel, 220 V).

Hvilke typer glødelamper finnes?

Som nevnt ovenfor er luften i glødelampekaret blitt evakuert. I noen tilfeller (for eksempel ved lav effekt) blir kolben stående i vakuum. Men mye oftere er lampen fylt med en spesiell gass, som forlenger levetiden til glødetråden og forbedrer lyseffekten til lederen.
Basert på typen fylling av fartøyet, er lyspærer delt inn i flere typer:
Vakuum (alle de første lyspærene og moderne laveffekt)
Argon (i noen tilfeller fylt med en blanding av argon + nitrogen)
Krypton (denne typen lyspære er 10 % lysere enn de ovennevnte argon-lampene)
Xenon (i denne versjonen lyser lampene 2 ganger sterkere enn argonlamper)
Halogen (jod, muligens brom, er plassert i karene til slike pærer, slik at de kan skinne så mye som 2,5 ganger sterkere enn de samme argonpærene. Denne typen pærer er holdbare, men krever en god glødetråd for at halogensyklusen skal arbeid)
Xenon-halogen (slike lamper er fylt med en blanding av xenon med jod eller brom, som regnes som den beste gassen for lyspærer, fordi en slik kilde lyser 3 ganger sterkere enn en standard argonlampe)
Xenon-halogen med IR-reflektor (en stor andel av gløden til glødepærer er i IR-sektoren. Ved å reflektere den tilbake kan du øke effektiviteten til lampen betraktelig)
Lamper med en glødeleder med en IR-strålingsomformer (en spesiell fosfor påføres glasset på pæren, som avgir synlig lys ved oppvarming)

Fordeler og ulemper med glødelamper

Som andre elektriske apparater har lyspærer mange fordeler og ulemper. Det er derfor noen bruker disse lyskildene, mens andre har valgt mer moderne belysningsenheter.

Fordeler:

God fargegjengivelse;
Storskala, veletablert produksjon;
Lav pris på produktet;
Små størrelser;
Enkel utførelse uten unødvendige komponenter;
Strålingsmotstand;
Har bare aktiv motstand;
Umiddelbar start og omstart;
Motstand mot spenningsstøt og nettverksfeil;
Inneholder ingen kjemikalier skadelige stoffer;
Arbeid fra både vekslende og likestrøm;
Mangel på polaritet på innganger;
Produksjon for enhver spenning er mulig;
Flimmer ikke fra vekselstrøm;
Ingen brum fra vekselstrøm;
Fullt lysspekter;
Kjent og behagelig glødfarge;
Motstand mot elektromagnetiske feltimpulser;
Det er mulig å koble til lysstyrkejustering;
Gløder ved lave og høye temperaturer, motstandsdyktig mot kondens.

Minuser:

• Redusert lysstrøm;
  Kort driftstid;
  Følsomhet for risting og sjokk;
  Stort hopp i strøm ved oppstart (en størrelsesorden høyere enn merkestrømmen);
  Hvis filamentlederen brister, kan pæren bli ødelagt;
  Levetiden og lysstrømmen avhenger av spenningen;
  Brannfare (en halvtimes glødende glødelampe varmer opp glasset, avhengig av effektverdien: 25 W til 100 grader Celsius, 40 W til 145 grader, 100 W til 290 grader, 200 W til 330 grader. Ved kontakt med stoff blir oppvarmingen mer intens. 60-watts lyspære kan for eksempel sette fyr på halm etter en times drift.);
  Behovet for varmebestandige lampesokler og festemidler;
  Lav effektivitet (forholdet mellom styrken til synlig stråling og volumet av forbrukt elektrisitet);
  Utvilsomt er den største fordelen med en glødelampe dens lave pris. Med spredningen av selvlysende og dessuten LED lyspærer hennes popularitet har falt betydelig.

Vet du hvordan glødelamper lages? Nei? Så her er en introduksjonsvideo fra Discovery

Og husk at en lyspære som sitter fast i munnen din, kommer ikke ut, så ikke gjør det. 🙂

Lysenhet, kunstig lyskilde. Lys sendes ut av en oppvarmet metallspole når en elektrisk strøm flyter gjennom den.
Driftsprinsipp
En glødelampe bruker effekten av å varme opp en leder (glødetråd) når elektrisk strøm flyter gjennom den. Temperaturen på wolframfilamentet øker kraftig etter å ha slått på strømmen. Tråden sender ut elektromagnetisk stråling i henhold til Plancks lov. Planck-funksjonen har et maksimum, hvis posisjon på bølgelengdeskalaen avhenger av temperaturen. Dette maksimumet skifter med økende temperatur mot kortere bølgelengder (Wiens forskyvningslov). For å oppnå synlig stråling må temperaturen være i størrelsesorden flere tusen grader, ideelt sett 6000 K (temperaturen på soloverflaten). Jo lavere temperatur, jo lavere er andelen synlig lys og jo mer "rød" strålingen vises.

En del av konsumert elektrisk energi en glødelampe omdannes til stråling, hvorav en del går tapt som følge av prosessene med termisk ledningsevne og konveksjon. Bare en liten brøkdel av strålingen ligger i området med synlig lys, hoveddelen kommer fra infrarød stråling. For å øke effektiviteten til lampen og oppnå det mest "hvite" lyset, er det nødvendig å øke temperaturen på glødetråden, som igjen er begrenset av egenskapene til glødetrådsmaterialet - smeltepunktet. Den ideelle temperaturen på 6000 K er uoppnåelig, fordi ved denne temperaturen smelter ethvert materiale, brytes ned og slutter å lede elektrisitet. Moderne glødelamper bruker materialer med maksimale temperaturer smelting - wolfram (3410 °C) og, svært sjelden, osmium (3045 °C).

Ved praktisk talt oppnåelige temperaturer på 2300-2900 °C er lyset som sendes ut langt fra hvitt og ikke dagslys. Av denne grunn avgir glødelamper lys som virker mer "gul-rødt" enn dagslys. For å karakterisere lyskvaliteten, den såkalte Fargerik temperatur.

I vanlig luft ved slike temperaturer vil wolfram umiddelbart bli til oksid. Av denne grunn er wolframfilamentet beskyttet av en glasspære fylt med en nøytral gass (vanligvis argon). De første lyspærene ble laget med evakuerte pærer. Men i et vakuum ved høye temperaturer fordamper wolfram raskt, noe som gjør glødetråden tynnere og gjør glasspæren mørkere når den avsettes på den. Senere begynte man å fylle kolber med kjemisk nøytrale gasser. Vakuumkolber brukes nå kun til laveffektlamper.
Design
En glødelampe består av en sokkel, kontaktledere og en glasspære som beskytter glødetråden mot miljø.
Kolbe

Glasspæren beskytter tråden mot forbrenning i luften rundt. Dimensjonene til kolben bestemmes av avsetningshastigheten til filamentmaterialet. Lamper med høyere effekt krever større pærer slik at det avsatte glødetrådmaterialet fordeles over et større område og ikke har en sterk effekt på gjennomsiktigheten.
Buffergass

Pærene til de første lampene ble evakuert. Moderne lamper er fylt med en buffergass (bortsett fra laveffektlamper, som fortsatt lages vakuum). Dette reduserer fordampningshastigheten til filamentmaterialet. Varmetapene som oppstår i dette tilfellet på grunn av termisk ledningsevne reduseres ved å velge en gass med de tyngste molekylene som mulig. Blandinger av nitrogen og argon er et akseptert kompromiss når det gjelder kostnadsreduksjon. Dyrere lamper inneholder krypton eller xenon (atomvekter: nitrogen: 28,0134 g/mol; argon: 39,948 g/mol; krypton: 83,798 g/mol; xenon: 131,293 g/mol)
Filament

Filamentet i de første lyspærene var laget av kull (sublimeringspunkt 3559 °C). Moderne lyspærer bruker nesten utelukkende osmium-wolfram-legeringsfilamenter. Tråden er ofte formet som en dobbel helix for å redusere konveksjon ved å redusere Langmuir-laget.

Lamper er produsert for ulike driftsspenninger. Strømstyrken bestemmes av Ohms lov (I = U / R) og kraft av formelen, eller P = U 2 / R. Med en effekt på 60 W og en driftsspenning på 230 V, bør en strøm på 0,26 A strømme gjennom lyspæren, det vil si at motstanden til glødetråden skal være 882 Ohm. Siden metaller har lav resistivitet, trengs en lang og tynn ledning for å oppnå slik motstand. Tykkelsen på ledningen i konvensjonelle lyspærer er 40-50 mikron.

Siden når den er slått på, har glødetråden romtemperatur, er motstanden mye mindre enn driftsmotstanden. Derfor, når den er slått på, flyter den veldig høy strøm(to til tre ganger driftsstrømmen). Når glødetråden varmes opp, øker motstanden og strømmen avtar. I motsetning til moderne lamper, fungerte tidlige glødelamper med karbonfilamenter på motsatt prinsipp når de ble slått på - når de ble oppvarmet, ble motstanden redusert og gløden økte sakte.

I blinkende lyspærer er en bimetallbryter bygget i serie med glødetråden. På grunn av dette fungerer slike lyspærer uavhengig i blinkende modus.
Utgangspunkt

Den gjengede bunnformen til en konvensjonell glødelampe ble foreslått av Thomas Alva Edison. Størrelsene på sokkene er standardiserte.
Effektivitet og holdbarhet
Nesten all energien som tilføres lampen omdannes til stråling. Tap på grunn av varmeledningsevne og konveksjon er små. Imidlertid er bare et lite utvalg av bølgelengder av denne strålingen tilgjengelig for det menneskelige øyet. Hovedtyngden av strålingen ligger i det usynlige infrarøde området, og oppfattes som varme. Koeffisient nyttig handling glødelamper når sin maksimale verdi på 15 % ved en temperatur på omtrent 3400 K. Ved praktisk talt oppnåelige temperaturer på 2700 K er virkningsgraden 5 %.

Når temperaturen øker, øker effektiviteten til en glødelampe, men samtidig reduseres holdbarheten betydelig. Ved en glødetrådstemperatur på 2700 K er lampens levetid omtrent 1000 timer, ved 3400 K bare noen få timer. Som vist i figuren til høyre, når spenningen øker med 20 %, dobles lysstyrken. Samtidig reduseres levetiden med 95 %.

Reduser spenningen med halvparten (for eksempel når den er koblet i serie), selv om det reduserer effektiviteten, men øker levetiden med nesten tusen ganger. Denne effekten brukes ofte når det er nødvendig å gi pålitelig nødbelysning uten spesielle krav til lysstyrke, for eksempel ved landinger.

Den begrensede levetiden til en glødelampe skyldes i mindre grad fordampning av glødetrådsmaterialet under drift, og i større grad inhomogenitetene som oppstår i glødetråden. Ujevn fordampning av trådmaterialet fører til utseendet av tynne områder med økt elektrisk motstand, som igjen fører til enda større oppvarming og fordampning av materialet på slike steder. Når en av disse innsnevringene blir så tynne at glødetrådsmaterialet på det tidspunktet smelter eller fordamper fullstendig, blir strømmen avbrutt og lampen svikter.
Halogen lamper
Tilsetning av brom eller jodhalogener til buffergassen øker lampens levetid til 2000-4000 timer. I dette tilfellet er driftstemperaturen ca. 3000 K. De såkalte "halogenene" oppnår en virkningsgrad på 28 lm/W.

Jod (sammen med gjenværende oksygen) inngår i en kjemisk kombinasjon med de fordampede wolframatomene. Denne prosessen er reversibel - ved høye temperaturer brytes forbindelsen ned til sine bestanddeler. Wolframatomer frigjøres på denne måten enten på selve helixen eller i nærheten av den.

Tilsetning av halogener forhindrer avsetning av wolfram på glasset, forutsatt at glasstemperaturen er høyere enn 250 °C. På grunn av fraværet av sverting av pæren, kan halogenlamper produseres i en veldig kompakt form. Det lille volumet av kolben gjør det på den ene side mulig å bruke et høyere driftstrykk (som igjen fører til en reduksjon i fordampningshastigheten til filamentet) og på den annen side, uten en betydelig kostnadsøkning, å fylle kolben med tunge inerte gasser, noe som fører til en reduksjon i energitap på grunn av termisk ledningsevne. Alt dette forlenger levetiden til halogenlamper og øker effektiviteten.

På grunn av den høye temperaturen på kolben brenner eventuelle overflateforurensninger (for eksempel fingeravtrykk) raskt ut under drift og etterlater svarte merker. Dette fører til lokale økninger i temperaturen i kolben, noe som kan forårsake ødeleggelse. På grunn av den høye temperaturen er også kolbene laget av kvarts.

En ny retning i utviklingen av lamper er den såkalte. IRC halogenlamper (IRC står for "infrarødt belegg"). Et spesielt belegg påføres pærene til slike lamper, som lar synlig lys passere gjennom, men beholder infrarød (termisk) stråling og reflekterer den tilbake til spiralen. På grunn av dette reduseres varmetapet, og som et resultat øker lampens effektivitet. I følge OSRAM reduseres energiforbruket med 45 % og levetiden dobles (sammenlignet med en konvensjonell halogenlampe).

Selv om IRC-halogenlamper ikke oppnår effektiviteten til lysrør, er fordelen at de kan brukes som en direkte erstatning for konvensjonelle halogenlamper.
Spesielle lamper
Projeksjonslamper - for lysbilde- og filmprojektorer. De har en økt filamenttemperatur (og følgelig økt lysstyrke og redusert levetid); Vanligvis er tråden plassert slik at det lysende området danner et rektangel.
Doble glødelamper for billykter. En tråd for fjernlys, den andre for nærlys. I tillegg inneholder slike lamper en skjerm som i nærlysmodus kutter av stråler som kan blende møtende sjåfører.

Oppfinnelseshistorie
I 1854 utviklet den tyske oppfinneren Heinrich Goebel den første "moderne" lyspæren: en forkullet bambusfilament i en evakuert beholder. I løpet av de neste 5 årene utviklet han det mange kaller den første praktiske lyspæren.
Den 11. juli 1874 mottok den russiske ingeniøren Alexander Nikolaevich Lodygin patentnummer 1619 for en glødelampe. Han brukte en karbonstang plassert i et evakuert fartøy som filament.
Den engelske oppfinneren Joseph Wilson Swan mottok et britisk patent på en karbon glødelampe i 1878. I lampene hans var glødetråden i en sjeldnet oksygenatmosfære, noe som gjorde det mulig å oppnå svært sterkt lys.
I andre halvdel av 1870-årene dirigerte den amerikanske oppfinneren Thomas Edison forskningsarbeid der han prøver forskjellige metaller som tråd. Etter hvert går han tilbake til karbonfiber og lager en lyspære med en levetid på 40 timer. Til tross for en så kort levetid, erstatter lyspærene gassbelysningen som ble brukt til da.
På 1890-tallet finner Lodygin opp flere typer lamper med metalltråder.
I 1906 solgte Lodygin et patent på en wolframfilament til General Electric. På grunn av de høye kostnadene for wolfram, finner patentet kun begrenset bruk.
I 1910 oppfant William David Coolidge en forbedret metode for å produsere wolframfilament. Deretter fortrenger wolframfilamentet alle andre typer filamenter.
Det gjenværende problemet med den raske fordampningen av glødetråden i et vakuum ble løst av den amerikanske forskeren Irving Langmuir, som jobbet siden 1909 hos General Electric, kom opp med ideen om å fylle pærer med en inert gass, som økte betydelig. levetiden til lampene.