Термін служби лампи розжарювання: 5 способів продовжити

1. Принцип дії лампи
2. Причини виходу з ладу ламп розжарювання
3. Топ 5 способів продовжити термін служби лампи розжарювання
4. Як боротися з струмовим ударом
5. 📋 Пройдіть тест і перевірте ваші знання
6. У чому недолік включення лампи через конденсатор?
7. У чому недолік включення лампи через терморезистор?
8. Чим заповнена колба лампи розжарювання?
9. Чому колбу лампи розжарювання роблять із кварцового скла?
10. Чому найчастіше лампа згорає в момент включення?
11. У чому недолік включення лампи через діод?

Наши партнеры ArtmMisto

Незважаючи на те що класичні лампи розжарювання успішно витісняються більш ефективними джерелами світла, вони все ще досить популярні. Ці освітлювальні прилади прості за конструкцією, недорого коштують і непогано справляються зі своїми функціями. Мабуть, єдиний недолік лампи розжарювання - термін служби. Він дуже малий, але існує безліч способів істотно продовжити час життя лампочки Ілліча, і з деякими з цих методів ти сьогодні познайомишся.

Принцип дії лампи

Перш ніж вирішувати проблеми з малим терміном служби, необхідно зрозуміти, що собою являє лампа розжарювання і як вона працює.

Конструктивно прилад складається з герметичної скляної колби, в яку упаяні два електроди. До електродів підключено так зване робоче тіло - шляхом утворення, згорнута в спіраль. На цю ж колбу кріпиться цоколь різних конструкцій, за допомогою якого лампочка підключається до освітлювальної мережі.

конструкція лампи

У перших конструкціях лампочок повітря з колби відкачувався, для того щоб нагріта спіраль, що не окислюється. Пізніше стали надходити простіше: заповнювати колбу інертними газами. Зазвичай це суміш азоту з аргоном.

думка експерта

Олексій Бартош

Спеціаліст по ремонту, обслуговування електроустаткування і промислової електроніки.

Це цікаво! Вакуумні лампи існують і сьогодні, але зазвичай це малогабаритні прилади - лампи для кишенькових ліхтарів, індикаторні й т. П.

Після підключення лампи спіраль під впливом електричного струму нагрівається до 2 000 градусів Цельсія і починає світитися, а інертні гази не дають вольфраму окислюватися і горіти. Температура спіралі така, щоб, з одного боку, лампа мала максимально високу світловіддачу, з іншого - її термін служби був досить великим (чим вище температура, тим швидше випаровується вольфрам зі спіралі).

до змісту ↑

Причини виходу з ладу ламп розжарювання

На сьогоднішній день середній термін служби лампи розжарювання складає близько 1 000 годин. Це не дуже багато для електронного приладу. Більш того, ти напевно помічав, що дуже багато лампочки не відпрацьовують навіть цього терміну. У чому причини такого короткого життя? Ось основні з них:

• Важкий старт.
  Як тобі напевно відомо зі шкільного курсу фізики, при нагріванні провідника його опір збільшується, при охолодженні зменшується. Для лампочки цей закон є дуже проблемним, оскільки опір холодної спіралі виявляється в 12 разів нижче, ніж розігрітій. Це означає, що в момент включення через прилад проходить струм, що перевищує робочий в 12 разів (згадаймо закон Ома: I = U / R)! Цей ефект називають струмовим ударом і захисту від нього звичайна освітлювальна лампочка, яку ти вкручувати в люстру або настільну лампу, не має.

Ти напевно помічав, що лампочки найчастіше перегорають у момент включення. Відбувається це саме через їх важкого старту.

• Підвищення напруги живлення.
  При підвищенні напруги живлення підвищується температура спіралі, а значить, вона швидше випаровується - адже азотно-аргонове суміш захищає вольфрам лише від окислення. В результаті термін служби перегрітому спіралі стає коротшим, так як вона швидше стоншується. В якийсь момент (зазвичай при наступному включенні) спіраль не витримує струмового удару і згоряє. Наскільки критично підвищення напруги живлення? Ти здивуєшся, але якщо збільшити напругу живлення всього на 6% (від номінального 220 це всього 10-12 вольт), то середній термін служби лампи розжарювання скоротиться вдвічі!
• Удари і вібрації.
  Дуже актуальна проблема для переносних приладів і освітлювальних пристроїв, що працюють на транспортних засобах. Спіраль сама по собі річ досить тендітна, а при нагріванні буквально до сказу вольфрам, як і будь-який інший метал, втрачає механічну міцність. Досить добре труснути настільну лампу або перенесення, щоб нитка розжарення обірвалася і термін служби приладу раптово закінчився. Конструктори вирішують проблему збільшення ресурсу роботи шляхом укорочення довжини спіралі і збільшення числа підвісів. Але все це робиться для створення спеціальних освітлювальних приладів, наприклад, автомобільних. Звичайні «квартирні» лампочки від цієї біди практично не захищені.
• Несправність освітлювального приладу.
  Якщо живлять дроти, патрон або вимикач мають поганий контакт, то освітлювальний прилад постійно піддається стрибків напруги, а значить, і струмовим ударам. У цьому випадку він може відпрацювати отмеренное виробником час служби в кілька годин.
• Погана якість.
  Мається на увазі якість виготовлення приладу. Незважаючи на свою відносно просту конструкцію, лампочка - технологічно складний прилад, що не виготовиш «на колінах». Проте деякі умільці (не буду показувати пальцем на братів з Китаю, вони халтурять не більше інших, а останнім часом навіть менше) примудряються виготовити цілком працездатні, на перший погляд, пристрої з нічого і не зрозуміло на якому обладнанні. Середній термін служби такого приладу - 3-4 включення.

Топ 5 способів продовжити термін служби лампи розжарювання

Як же боротися з усіма перерахованими вище проблемами і збільшити термін служби лампочки? Найважливіша з них - струмовий удар, оскільки від нас тут, здавалося б, нічого не залежить. Тому залишимо його наостанок, а поки пройдемося по залишилися пунктам.

1. Перевищення напруги живлення Промисловість випускає лампочки на різні типи напруги, тому ця проблема вирішується правильним вибором приладу. Найпоширеніший стандарт у нас в країні: 215-235 В, 220 230 В і 230-240 В. Виміряй сам або попроси знайомого електрика виміряти напругу в квартирних розетках. Зробити це необхідно кілька разів протягом доби: вранці, вдень і ввечері. Максимальна напруга, яке покаже тестер, і є робоча напруга в твоїй квартирі. Саме на це значення і повинні бути розраховані лампочки, які ти купуєш. Зазвичай діапазон робочих напруг позначається на цоколі або колбі приладу. Можна, звичайно, перестрахуватися, і взяти лампочки з напругою вище.
2. Удари і вібрації Це питання вирішується легко: чи не терпи включений освітлювальний прилад. У разі якщо це необхідно за особливостями експлуатації, використовуй низьковольтні лампочки - у них спіраль коротше. Ідеальний варіант збільшення терміну служби перенесень: використання спеціальних лампочок, наприклад, автомобільних.
3. Несправність освітлювальної мережі Якщо ти помітив, що в багаторіжкові люстрі згорає одна і та ж лампа, зверни увагу на справність світильника. Поганий контакт в патроні або підводить дроті може стати причиною стрибків напруги, що і викликає постійні струмові удари, що спалюють лампочку. Те ж саме стосується і багатосекційних вимикачів. Якщо в люстрі лампи однієї секції мають підозріло малий ресурс служби, почисть і підтягни контакти вимикача.

Як боротися з струмовим ударом

А тепер займемося головною бідою, яку ми залишили наостанок - струмовим ударом під час включення. Як я вже говорив, звичайні лампи розжарювання ніяк від нього не защіщени.Конструктори ламп вийшли на прийнятний термін служби джерела світла, і так все залишили. Тим часом з струмом включення можна успішно боротися. Як же продовжити життя ламп розжарювання, які за своїми конструктивними особливостями до довгої експлуатації не готові? Розглянемо основні методи боротьби з важким пуском, скорочують час служби лампочок. Серед них:

• Зниження напруги живлення.
• Плавний розігрів спіралі.

Кожен з варіантів збільшення терміну служби приладу розжарювання має свої переваги і недоліки, але право на життя мають обидва.

1. Збільшуємо термін служби зниженням напруги Напевно ти знаєш, що змінний струм змінює свою полярність: спочатку тече в одну сторону, потім в іншу. Спочатку в розетці на фазному дроті щодо нульового плюсове, а потім мінусове, і так 50 разів в секунду. А тепер розглянемо діод - напівпровідниковий прилад, відомий тобі зі школи. Його головна властивість є провідність струму тільки в одному напрямку. Що буде, якщо послідовно лампочці включити діод? Абсолютно вірно - на лампі, увімкненій через діод, буде приблизно половина діючої напруги, в іншу сторону змінний струм текти не зможе. Значить, в момент включення струм через спіраль лампи буде нижче, що істотно продовжить час служби освітлювального приладу. А ось і схематичне рішення проблеми:

Продовження терміну служби лампочки за допомогою діода

Якщо потужність лампи не перевищує 100 Вт, то в якості Д1 можна використовувати практично будь-який діод, розрахований на зворотне напруга не менше 400 В і прямої струм не менше 0.8 А. Якщо лампа могутніше чи слабшим, то прямий струм діода потрібно пропорційно збільшити або зменшити.

Врізати в проводку сам діод можна практично в будь-якому місці: в освітлювальному приладі, вимикачі. Або можна просто включити діод в розрив дроту, що живить лампу. При цьому «плюс» і «мінус» напівпровідника шукати не потрібно, полярність включення діода значення не має і на термін служби лампочки ніяк не вплине.

Простий і, здавалося б, ідеальний спосіб продовження терміну служби, але він має суттєвий недолік. Оскільки діод зрізає одну півхвилю напруги, частота його (напруги) знижується вдвічі. Це призводить не тільки до збільшення терміну служби самої лампи, але і до вельми помітного мерехтіння світла. Таке зниження якості освітлення неприємно для очей і шкідливо при тривалому використанні. Тому варіант збільшення часу служби лампочки за допомогою діода годиться тільки для чергових джерел світла, зокрема, підсвічуванні господарських приміщень і сходових кліток, де люди перебувають короткий час.

Спробуємо виключити мерехтіння лампи, зберігши при цьому термін служби незмінним. Для цього скористаємося властивостями змінного струму. Включимо замість діода конденсатор.

Продовження часу служби лампочки за допомогою баластного конденсатора

Оскільки конденсатор чинить опір змінному струмі, на ньому впаде деяка напруга. Внаслідок цього лампочка, як і в випадку з діодом, буде світити з недонакалом. Але оскільки ємність не просто зрізає одну півхвилю змінної напруги, а обмежує струм в обидва боки, лампа мерехтіти не буде. Термін її служби буде той же, що і при включенні діода. Якщо ти вирішив зібрати цю схему, то тобі доведеться взяти паперовий конденсатор з робочою напругою не нижче 400 В і ємністю від 2 до 10 мкФ. При цьому чим вище ємність, тим яскравіше буде світити лампа і тим нижче виявиться термін її служби.

думка експерта

Олексій Бартош

Спеціаліст по ремонту, обслуговування електроустаткування і промислової електроніки.

Приклад з життя:
Конденсатор має реактивний опір при роботі в ланцюгах змінного струму, аналогічно цьому може працювати і дросель, але з протилежною ситуацією в плані випередження струму напругою і навпаки. Таким чином, лампа на 500 Вт була підключена послідовно з дроселем від згорілої ДРЛ400 (або ДРЛ1000). Це було зроблено через брак діодів потрібної потужності. Проте вона світила трохи яскравіше ніж в аналогічних прожекторах з діодом, але без пульсацій. Термін служби, в свою чергу, став значно більше - 2 роки щодня в темний час доби (від 7 до 14 годин на добу)

Є і ще один метод, що дозволяє зменшити напругу живлення без збільшення пульсацій і істотно збільшити термін служби освітлювального приладу. Для цього досить включити 2 лампочки однакової потужності послідовно.

Збільшення терміну служби ламп за допомогою їх послідовного включення

У цьому випадку напруга між лампочками розділиться навпіл, і кожної дістанеться по 110 В. Звичайно, доведеться розоритися на покупку другої лампи, але коштують вони недорого, а підвищений ресурс служби такого освітлювача з лишком перекриє всі витрати.

Зазначені два методи збільшення часу служби є найпростішими, але, на жаль, не найкращими. В обох випадках лампа працює при зниженій напрузі. Це, звичайно, збільшує термін її служби, але істотно впливає не тільки на якість освітлення, а й на енергоефективність джерела світла. Як я говорив, оптимальна температура розжарення вольфрамової нитки, при якій ККД лампи максимальний, складає 2 000 градусів Цельсія. Але при зниженому майже вдвічі напрузі світловіддача освітлювального приладу впаде в 4 рази!

думка експерта

Олексій Бартош

Спеціаліст по ремонту, обслуговування електроустаткування і промислової електроніки.

Май на увазі! При використанні зниження напруги ні про яку економію електроенергії мови бути не може. Лампочка споживає вдвічі менше, але світить в 4 рази гірше. Єдина вигода від цих методів - істотне (на роки) продовження терміну служби.

1. Забезпечуємо «м'який» старт

Оскільки найважчий режим для лампи, істотно скорочує час її служби, - момент включення, то необов'язково постійно живити її зниженою напругою. Достатньо лише збільшити тривалість напруження спіралі. У звичайних умовах лампа розігрівається за мілісекунди. Але якщо збільшити цей час до секунди, тимчасово обмеживши ток через спіраль, то проблема збільшення безаварійного часу служби освітлювального приладу буде вирішена.

Один з найпростіших і недорогих варіантів збільшення часу експлуатації - включення послідовно з лампочкою терморезистора. Особливістю цього приладу є сильна залежність електричного опору від температури корпусу. Існує два типи терморезисторов: з позитивним і негативним ТКС (Температурним Коефіцієнтом Опору). При підвищенні температури опір першого типу збільшується, а опір другого зменшується. Я думаю, ти вже зрозумів ідею.

Якщо поставити послідовно з лампою прилад з негативним ТКС, то в момент включення опір його велике, і струм через лампу сильно обмежується. У міру розігріву спіралі струмом, що протікає розігрівається і сам терморезистор. Опір його падає і через деякий час стає мінімальним. Тим самим припиняється робота щодо обмеження струму через лампу, яка до цього часу вже розігріється. Схема практичного застосування такого методу надзвичайно проста і її збере практично кожен:

Збільшення терміну служби лампи за допомогою терморезистора

Знайти такий терморезистор не складе труднощів, він широко застосовувався практично у всіх вітчизняних телевізорах 2-5 поколінь для системи розмагнічування, та й коштує зовсім недорого. Ефект від такого доопрацювання очевидний: істотне збільшення терміну служби освітлювального приладу без погіршення інших його характеристик (ККД і світловіддачі).

Схема збільшення терміну служби ламп ідеальна, але в чому підступ? У тому, що в процесі роботи терморезистор нагрівається до 60-70 градусів Цельсія. Його вже не вставиш у вимикач або пластмасовий цоколь люстри. Єдино можливе місце установки - в районі цоколя лампи, що не завжди зручно і естетично. І, звичайно, на нагрів постійно витрачається електроенергія.

На розігрітій терморезисторами при потужності лампи в 75 Вт падає близько 2.5 В. Нескладно підрахувати, що споживана резистором потужність складе близько вата. Не такий і великий перевитрата, так що схему можна вважати досить економічною.

Є й більш складні схеми м'якого пуску, що збільшують термін служби лампочок. Але їх повторення вимагає деяких знань електроніки, тому тут я їх розглядати не буду. У таких конструкціях як регулюючий елемент використовуються напівпровідникові прилади: тиристори або транзистори.

Якщо тобі зовсім не хочеться брати в руки паяльник, то можеш скористатися готовим рішенням. Наприклад, диммером з поворотною ручкою або спеціальним блоком захисту (ті, що використовуються для галогенних ламп, годяться і для звичайних), які можна знайти в будь-якому спеціалізованому магазині. Вони коштують недешево, але з часом себе окуплять, оскільки термін служби лампочок істотно збільшиться. Встановити куплене пристрій може будь-який електрик. Можна зробити це самостійно, якщо знаєш, для чого служить викрутка і що таке покажчик напруги (індикатор).

Діммер з плавним включенням (зліва) і блок «м'якого» пуску ламп розжарювання істотно продовжать термін служби освітлювальних приладів з лампочками розжарювання

Тепер ти знаєш, чому згоряють лампи розжарювання, і при бажанні можеш істотно продовжити термін їх служби самостійно з мінімальними витратами.

📋 Пройдіть тест і перевірте ваші знання

У чому недолік включення лампи через конденсатор?

Конденсатор сильно нагрівається

Лампа світить тьмяно

лампа мерехтить

Вірно! Не вірно!

продовжити »

У чому недолік включення лампи через терморезистор?

Споживає більше енергії

світить тьмяно

лампа мерехтить

Резистор сильно нагрівається

Вірно! Не вірно!

продовжити »

Чим заповнена колба лампи розжарювання?

Нічим, там вакуум

інертним газом

Інертним газом або вакуумом - залежить від конструкції

парами йоду

Вірно! Не вірно!

продовжити »

Чому колбу лампи розжарювання роблять із кварцового скла?

Її не роблять із кварцового скла

Щоб колба не розплавиться від розпеченої спіралі

Кварц краще пропускає видиме світло

Вірно! Не вірно!

продовжити »

Чому найчастіше лампа згорає в момент включення?

Це міф. Лампи згорають в будь-який час

Через самоіндукції спіралі на лампі з'являється стрибок підвищеної напруги

У момент включення через спіраль тече дуже великий струм

Вірно! Чи не вірно!

продовжіті »

У чому недолік включення лампи через діод?

Скорочується термін служби лампи

Лампа помітно мерехтить і світить тьмяно

Збільшується витрата енергії

Вірно! Чи не вірно!

продовжіті »

Чи все ти знаєш про лампах розжарювання

Схоже ти нічого не знаєш про лампи розжарювання

Слабенько, поговори про лампах зі знайомим електриком.

Непогано, але щось ти не зрозумів або ще не читав наші статті?

Ти знаєш все про лампи розжарювання!

Share your Results: Facebook ВКонтакте

Перепройті тест!