ЛА́МПА НАКА́ЛИВАНИЯ

ЛА́МПА НАКА́ЛИВАНИЯ (от греч. λαμ­πάς – све­точ, све­тиль­ник), ис­кус­ст­вен­ный ис­точ­ник све­та с из­лу­ча­те­лем из туго­плав­кой про­во­ло­ки (обыч­но в ви­де ни­ти или спи­ра­ли), на­ка­ли­вае­мой элек­трич. то­ком. Изо­бре­те­на А. Н. Ло­ды­ги­ным в 1872 (па­тент – 1874); в ка­че­ст­ве ни­ти на­ка­ла ис­поль­зо­вал­ся уголь­ный стер­жень, по­ме­щён­ный в стек­лян­ный бал­лон (кол­бу), из ко­то­ро­го за счёт сго­ра­ния час­ти уг­ля при про­пус­ка­нии то­ка уда­лял­ся ки­сло­род. В даль­ней­шем кон­ст­рук­ция Л. н. по­сто­ян­но со­вер­шен­ст­во­ва­лась. В 1879–80 Т. А. Эди­сон соз­дал при­год­ную для пром. из­го­тов­ле­ния кон­ст­рук­цию Л. н. с уголь­ной ни­тью по­вы­шен­ной дол­го­веч­но­сти (ок. 40 ч), раз­ра­бо­тал для элек­тро­ламп па­трон и цо­коль с вин­то­вой на­рез­кой, а так­же при­ме­нил от­кач­ку воз­ду­ха из бал­ло­на. В 1898–1908 в ка­че­ст­ве те­ла на­ка­ла ис­пы­ты­ва­лись ме­тал­лы (Os, Та, W), а с 1909 ста­ли при­ме­нять­ся Л. н. с вольф­ра­мо­вой ни­тью. Для сни­же­ния ско­ро­сти ис­па­ре­ния ни­ти на­ка­ла И. Лен­гмюр пред­ло­жил на­пол­нять Л. н. инерт­ным га­зом (1909). В 1912–13 поя­ви­лись пер­вые Л. н., на­пол­нен­ные азо­том и инерт­ны­ми га­за­ми (Ar, Kr); вольф­ра­мо­вую нить ста­ли из­го­тов­лять в ви­де спи­ра­ли. За­пол­не­ние Л. н. инерт­ны­ми га­за­ми с до­бав­ка­ми га­ло­ге­нов по­зво­ли­ло умень­шить за­гряз­не­ние кол­бы лам­пы час­ти­ца­ми рас­пы­лён­но­го ме­тал­ла и су­ще­ст­вен­но уве­ли­чить вре­мя жиз­ни та­ких ламп. Ис­поль­зо­ва­ние те­ла на­ка­ла в фор­ме би­спи­ра­ли (спи­ра­ли, на­ви­той из спи­ра­ли) со­кра­ти­ло по­те­ри те­п­ло­ты че­рез газ.

Из­лу­че­ние Л. н. обу­слов­ле­но за­ко­на­ми те­п­ло­во­го из­лу­че­ния, в т. ч. за­ко­ном Кирх­го­фа, свя­зы­ваю­щим ис­пус­ка­тель­ную и по­гло­ща­тель­ную спо­соб­но­сти ре­аль­но­го из­лу­ча­те­ля с ис­пус­ка­тель­ной спо­соб­но­стью аб­со­лют­но чёр­но­го те­ла, и за­ко­ном План­ка, даю­щим спек­траль­ное рас­пре­де­ле­ние из­лу­че­ния. Для по­лу­че­ния ви­ди­мо­го из­лу­че­ния не­об­хо­ди­мо, что­бы темп-ра дос­ти­га­ла не­сколь­ких ты­сяч гра­ду­сов. Чем мень­ше темп-ра, тем мень­ше до­ля ви­ди­мо­го све­та и тем бо­лее «крас­ным» ка­жет­ся из­лу­че­ние. Для по­лу­че­ния мак­си­маль­но «бе­ло­го» све­та не­об­хо­ди­мо по­вы­шать темп-ру ни­ти на­ка­ла, ко­то­рая, в свою оче­редь, ог­ра­ни­че­на темп-рой плав­ле­ния ма­те­риа­ла ни­ти. В совр. Л. н. при­ме­ня­ют­ся ма­те­риа­лы с макс. темп-ра­ми плав­ле­ния – W (3420 °C) и (ре­же) Os (3027 °C). При прак­ти­че­ски дос­ти­жи­мых темп-рах 2300–3300 °C Л. н. ис­пус­ка­ют свет, ко­то­рый ка­жет­ся бо­лее «жёл­то-крас­ным», чем днев­ной свет. Для оцен­ки ка­че­ст­ва све­та слу­жит цве­то­вая тем­пе­ра­ту­ра.

Электрическая лампа накаливания: 1 – стеклянная колба; 2 – тело накала; 3 – молибденовые держатели; 4 – штенгель; 5 – электрические вводы; 6 – лопатка; 7 – цо...

Кон­ст­рук­тив­но мно­го­числ. раз­но­вид­но­сти Л. н. со­сто­ят из од­но­тип­ных час­тей, раз­ли­чаю­щих­ся раз­ме­ра­ми и фор­мой. Ти­по­вая Л. н. (рис.) пред­став­ля­ет со­бой стек­лян­ную кол­бу, в ко­то­рой на стек­лян­ном или ме­тал­лич. штен­ге­ле с по­мо­щью дер­жа­те­лей из мо­либ­де­но­вой про­во­ло­ки за­кре­п­ле­но те­ло на­ка­ла (мо­но- или бис­пи­раль из вольф­ра­ма). Кон­цы спи­ра­ли со­еди­не­ны с элек­трич. вво­да­ми, ср. часть ко­то­рых с це­лью соз­да­ния ва­ку­ум­но-плот­но­го со­еди­не­ния со стек­лян­ной ло­пат­кой вы­пол­ня­ет­ся из пла­ти­ни­та или мо­либ­де­на. Для кре­п­ле­ния к па­тро­ну лам­па снаб­жа­ет­ся цо­ко­лем, при­кре­п­ляе­мым к кол­бе спец. мас­ти­кой. Боль­шин­ст­во совр. Л. н. яв­ля­ют­ся га­зо­на­пол­нен­ны­ми; на­пол­не­ние – в осн. сме­си инерт­ных га­зов (Ar, Kr, Xe и др.) с не­боль­шим ко­ли­че­ст­вом N, ино­гда с до­бав­ка­ми га­ло­ге­нов (обыч­но I или Br). Азот вво­дит­ся с це­лью ис­клю­че­ния воз­ник­но­ве­ния га­зо­во­го раз­ря­да в лам­пе. Лам­пы ма­лой мощ­но­сти (до 25 Вт) из эко­но­мич. со­об­ра­же­ний, как пра­ви­ло, вы­пол­ня­ют ва­ку­ум­ны­ми (ос­та­точ­ное дав­ле­ние воз­ду­ха 10–1 мПа).

Л. н. клас­си­фи­ци­ру­ют: по об­лас­тям при­ме­не­ния (ос­ве­ти­тель­ные об­ще­го на­зна­че­ния – для внутр. и на­руж­но­го ос­ве­ще­ния; спец. на­зна­че­ния – транс­порт­ные, мет­ро­ло­ги­че­ские, для сиг­на­ли­за­ции и ин­ди­ка­ции, для оп­тич. сис­тем, ме­ст­но­го ос­ве­ще­ния и др.); по осн. кон­ст­рук­тив­ной фор­ме и све­то­тех­нич. свой­ст­вам кол­бы (про­зрач­ные и ма­то­вые, с зер­каль­ным ку­по­лом, ша­ро­вые, ка­п­ле­вид­ные, де­ко­ра­тив­ные – в фор­ме све­чи, пла­ме­ни и т. п., с рас­сеи­ваю­щим по­кры­ти­ем и др.); по фор­ме те­ла на­ка­ла (лам­пы со сплош­ной мо­но- или бис­пи­ра­лью – пря­мо­ли­ней­ной, ду­го­вой, в ви­де зиг­за­га; с те­лом на­ка­ла, сфор­мо­ван­ным из отд. сек­ций или в ви­де пло­ской пла­сти­ны, и др.). По га­ба­рит­ным раз­ме­рам раз­ли­ча­ют сверх­ми­ниа­тюр­ные, ми­ниа­тюр­ные, ма­ло­га­ба­рит­ные, нор­маль­ные и круп­но­га­ба­рит­ные Л. н. (напр., к сверх­ми­ниа­тюр­ным от­но­сят­ся лам­пы дли­ной ме­нее 10 мм и диа­мет­ром ме­нее 6 мм; у круп­но­га­ба­рит­ных ламп дли­на пре­вы­ша­ет 175 мм, а диа­метр – 80 мм).

Л. н. из­го­тов­ля­ют­ся на на­пря­же­ния от до­лей до со­тен В, мощ­но­стью от до­лей Вт до де­сят­ков кВт. Срок служ­бы (ср. про­дол­жи­тель­ность го­ре­ния) ко­леб­лет­ся от 5 ч (напр., са­мо­лёт­ные фар­ные лам­пы) до 2000 ч и бо­лее. Све­то­вая от­да­ча за­ви­сит от кон­ст­рук­ции, на­пря­же­ния, мощ­но­сти и про­дол­жи­тель­но­сти го­ре­ния лам­пы и со­став­ля­ет 10–35 лм/Вт. По све­то­вой от­да­че Л. н. ус­ту­па­ют раз­ряд­ным ис­точ­ни­кам све­та, од­на­ко они про­ще в экс­плуа­та­ции (не тре­бу­ют пус­ко­вых уст­ройств и слож­ной ар­ма­ту­ры) и прак­ти­че­ски не име­ют ог­ра­ни­че­ний по на­пря­же­нию и мощ­но­сти. Л. н. ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся в све­тиль­ни­ках об­ще­го ос­ве­ще­ния, про­жек­то­рах, про­ек­ци­он­ных аппа­ра­тах, ав­то­мо­биль­ных и са­мо­лёт­ных фа­рах, а так­же для ки­но-, фо­то­съё­моч­но­го и те­ле­ви­зи­он­но­го ос­ве­ще­ния и др. С 1990-х гг. Л. н. об­ще­го наз­на­че­ния по­сте­пен­но вы­те­сня­ют­ся бо­лее эко­но­мич­ны­ми (т. н. энер­го­сбе­ре­гаю­щи­ми) ком­пакт­ны­ми лю­ми­не­сцент­ны­ми лам­па­ми со встро­ен­ным элек­трон­ным пус­ко­ре­гу­ли­рую­щим ап­па­ра­том и резь­бо­вым цо­ко­лем.

См. так­же Га­ло­ген­ная лам­па, Зер­каль­ная лам­па.