Колба лампы и ее наполнение

Основные конструктивные особенности

Лампы накаливания

Конструктивно (рис. 27) современные лампы накаливания (ЛН) не очень сильно отличаются от образцов, созданных в начале ХХ в. в лабораториях Эдисона.

Основные требованиями к стеклу колбы:

- высокая прозрачность;

- термическая стойкость;

- хорошая свариваемость с металлическими частями лампы.

Так как обычное стекло не может сохранять свою форму при нагреве до высоких температур, оно должно находиться на достаточно большом расстоянии от тела накала. Поэтому с увеличением мощности лампы, когда температура тела накала растёт, диаметр колбы тоже увеличивается.

При использовании в колбе лампы дорогостоящего кварцевого стекла, обладающего высокой термостойкостью, диаметр колбы может быть резко уменьшен, что реализовано в галогенных ЛН.

При решении вопроса о заполнении колбы приходится учитывать два взаимно противоположных требования: уменьшение тепловых потерь и увеличение продолжительности горения лампы.

Для уменьшения тепловых потерь целесообразно откачать воздух из колбы, но при этом резко возрастает испарение вольфрама с тела накала, что снижает срок его горения. Чтобы сократить испарение вольфрама, желательно заполнить колбу газом под давлением, а это снижает и без того низкий КПД лампы.

По этой причине вакуумные лампы (типа «В») выпускаются на малые мощности (до 25 Вт). Температура тела накала в них составляет 2400 К.

Газонаполненные ЛН (типа «Г») выпускаются с целью уменьшения испарения вольфрама. Температуру тела накала в таких лампах удается повысить до 2900 К. Тепловые потери по сравнению с вакуумными ЛН возрастают, и с целью их уменьшения лампа наполняется тяжелыми инертными газами, которые перемешиваются медленнее. В основном используются смеси аргона с азотом и криптона с ксеноном.

Криптон является более тяжелым, но и более дорогим газом, что позволяет снизить тепловые потери при его использовании на 8 % по сравнению с аргоновым наполнением. Криптоновые ЛН (их начали выпускать в 1936 г.) имеют грибообразную форму – более приплюснутую по сравнению с аргоновым наполнением – и несколько меньшие размеры.

Изменение состава газового наполнения ЛН может незначительно менять спектр ее излучения.

Для уменьшения слепящего действия используют колбы с пониженной прозрачностью: матированные изнутри (с шероховатой поверхностью за счёт специальной обработки стекла) – их световой поток на 3 % ниже, с молочным стеклом – световой поток понижен на 20 %.