Температура свечения лампы накаливания

Искусственный свет оказывает влияние на самочувствие людей, комфортность пребывания в помещении. Помимо яркости важную роль в восприятии пространства отыграет цветовая температура осветительного прибора – показатель определяет оттенок излучения и приоритетную сферу использования лампы.

Этот параметр обязательно стоит учитывать при разработке свето-дизайна интерьера квартиры, дома и любого другого помещения. Мы расскажем о том, как подобрать прибор освещения с учетом температуры и индекса цветопередачи. В представленной нами статье даны рекомендации будущим покупателям.

Понятие цветовой температуры

Цветовая температура (ЦТ) характеризует интенсивность излучения лампочкой света, определяет состав видимого спектра. Показатель не указывает на количество отдаваемого тепла, его значение – визуальное восприятие светового потока человеческим глазом.

Однако такому названию есть логичное научное объяснение.

Подобная аналогия просматривается при оценке свечения источников света. Лампы накаливания начинают светится при 1200 К, нагрев до 2000 К даст оранжевый свет, а при 3000 К – желтый. Повышение до 3500 К приведет к плавлению вольфрамовой спирали.

Спектр свечения светодиодных кристаллов иной. Отличие обусловлено различной методикой происхождения, но общий принцип тот же – получение нужного оттенка требует определенной цветовой температуры.

Понимание ЦТ приобрело актуальность с появлением различных источников света. Каждому прибору характерен определенный диапазон спектрального состава излучения. Лампы накаливания выделяют теплый, желтый световой поток.

Внедрение галогенных, люминесцентных источников дало возможность использовать в быту «холодное» свечение. Светодиодные лампочки обладают широким диапазоном температуры света, оттенок зависит от используемого полупроводника.

Особенности восприятия цвета

В повседневной жизни понятие световой температуры используют при оформлении интерьеров, подбора светильников в офисы, производственные цеха и т.д. Доказано, что человек реагирует на изменение освещенности – в одних случаях наблюдается активация деятельности, в других, наоборот, расслабление организма.

ЦТ и индекс цветопередачи

На качество освещения большое значение оказывает коэффициент цветопередачи – Ra или CRL. Параметр определяет способность источника света передавать четкость предметов, а именно, реалистичность освещаемого объекта.

Наивысшая цветопередача у ламп накаливания и галогеновых светильников, параметр Ra составляет 99-100.

В быту нашли применение осветительные приборы с показателями:

• 100˃Ra˃90 – отличные свойства передачи света характерны для люминесцентных лампочек с пятикомпонентным люминофором, светодиодных и металогалогенных светильников;
• 89˃Ra˃80 – светодиодные лампы, люминесцентные приборы, оснащенные трехкомпонентным люминофором;
• 80˃Ra – низкое качество цветопередачи; возможно применение в подсобных помещениях, коридоре или для освещения дороги.

При выборе лампы важно учесть, что приборы с одинаковой температурой света могут существенно отличаться по качеству цветопередачи. Перед покупкой стоит сопоставить оба параметра.

В быту не стоит использовать приборы с показателем Ra меньше 80. Для обрамления и подсветки зеркала подойдут лампы с максимальной степенью цветопередачи.

Влияние света на эмоции

Распространение LED-технологий, разнообразие форм светильников и люстр позволяет не только сократить расходы на электроэнергию, но и подобрать оттенка светодиодных лампочек под функции помещения.

Этот аспект оказывает заметное влияние на самочувствие людей, активизирует работу мозга, повышает продуктивность, или напротив, способствует отдыху и расслаблению.

Воздействие освещения на человека:

• яркий теплый свет бодрит, помогает утром быстрее проснуться, а вечером настраивает на спокойный лад;
• холодный оттенок повышает концентрацию, но его постоянное воздействие утомляет, приводит к бессоннице;
• интенсивное освещение активизирует работу организма;
• теплые тона помогают отдохнуть, расслабиться и уснуть.

Чтобы повысить комфортность проживания, улучшить условия труда, разрабатываются динамические решения – системы освещения, ориентированные на потребности человека.

Такие решения внедряются в европейских странах и США при обустройстве больниц, офисов, производственных и жилых помещениях.

Взаимосвязь освещенности и ЦТ

Исследования голландского физика Круитхофа ( Arie Andries Kruithof ) подтвердили зависимость между цветовой температурой и интенсивностью освещенности.

Так например, лампа с показателем ЦТ в 2700 К, излучающая световой поток в 200 Лк, создает комфортный свет. Однако настольный светильник с удвоенной мощностью и таким же значением цветовой температуры кажется слишком желтым и быстро начинает раздражать.

Оптимальная цветовая температура воспринимается как белое свечение и приближена по ощущениям к естественному солнечному свету.

Некоторые производители световых приборов предлагают настраиваемые светильники. А инженеры оптимизируют яркость света и цветовую температуру. Пользователь самостоятельно выбирает наиболее удобный режим.

Комбинированный вариант напоминает дневное освещение, оказывает нейтральное влияние на человека и подходит для повседневных дел.

Температурная шкала и маркировка

Температурная шкала Кельвина наглядно отображает, какой показатель ЦТ соответствует цвету излучения. Эта градация помогает определиться в выборе типа осветительного прибора.

Показатель дневного света колеблется в диапазоне 4000-5000 К. Лампы с холодными голубоватыми оттенками со значением ЦТ 5000-6500 К в жилых помещениях почти не используют, их основная сфера эксплуатации – музеи, ювелирные магазины.

Производитель на упаковке указывает характеристики осветительного прибора. Это правило действует для всех видов лампочек. Часто краткая информация дублируется на цоколе или радиаторе самой лампы.

Люминесцентные светильники маркируют согласно международным принятым стандартам. Последние три цифры на ртутной лампочке – шифр цветопередачи и цветовой температуры.

Первый маркер указывает индекс Ra. Цифра 9 соответствует высокому уровню цветопередачи Ra=90-100, величина 8 означает, что Ra находится в диапазоне 80-89 и т.д.

Например, 40 советует цветности света в 4000 К. Такая лампа имеет нейтральное свечение, пригодное для обустройства рабочих мест, кухни.

ЦТ светильников и их применение

Цветовую температурную шкалу принято делить на три категории излучаемого света: теплый, холодный и нейтральный. Каждый оттенок по-своему влияет на самочувствие человека и восприятие интерьера.

Группа #1 – теплый свет приборов

Свечение напоминает мягкие лучи утреннего солнца. Диапазон значения цветовой температуры – 2700-3000 К. Такой оттенок приятен большинству людей, он не надоедает и не раздражает. Это наиболее привычный свет, максимально приближенный к лучам от ламп накаливания.

Дизайнеры умело задействуют теплый свет для придания комнате атмосферы уюта, комфорта.

Влияние свечения на пространство следующее:

• желтые, коричневые и красные элементы декора смотрятся насыщеннее;
• холодные тона несколько блекнут – синий может потускнеть, фиолетовый отдаленно напоминать красный, а бирюзовый казаться зеленоватым;
• светильники подходят для комнат, оформленных преимущественно в теплой цветовой гамме;
• освещение оптимально подойдет для компактных помещений, в просторных апартаментах может ощущаться нехватка света.

Теплый оттенок ассоциируется со спокойствием, непринужденностью. Он отлично дополняет домашние интерьеры, Особенно актуален такой свет в пространстве, наполненном деревом, мягким текстилем, изделиями под старину.

В общественных зданиях такие лампы задействуют в студиях красоты, компактных бутиках, уютных кафе, в палатах медицинских учреждений.

Группа #2 – холодные оттенки светильников

Освещение холодного типа оптимально для работы, поэтому лампы востребованы в производственных цехах, офисных центрах, библиотеках, школах.

ЦТ холодного света превышает 4500 К. Особенности его применения в помещении следующие:

• дома такой свет надо использовать дозировано, например, в качестве локальной подсветки рабочего стола;
• лучи делают более яркими серые, голубые тона и другие оттенки синего спектра;
• зеленые элементы могут «заиграть» интересным изумрудным цветом;
• восприятие предметов теплых тонов искажается;
• холодные лучи кажутся более яркими, поэтому их с осторожностью используют в ограниченном пространстве, предпочтение – большим помещениям.

Такой свет дизайнеры часто используют в инновационных дизайнерских направлениях. Он подчеркивает строгость линий и конструктивизм, акцентирует внимание на контрастах.

В быту он может использоваться в гардеробной или ванной комнате – для быстрого пробуждения. В интерьере гостиной, кухни холодный тон применяют аккуратно, иначе можно получить эффект «больничной палаты».

Группа #3 – нейтральный свет лампочек

Лампы с цветовым диапазоном 3200-4500 К подходят для различных помещений в доме. Это может быть основное освещение гостиной, коридора, детской комнаты, обеденной зоны или кухни.

Нейтральный свет незаменим возле туалетного столика, в прихожей – где принято одеваться и создавать образ перед выходом.

Кроме оформления жилого пространства, лампы нейтрального цвета подходят для общественных зданий, учебных залов, классов. Нейтральное освещение не создает нагрузку для глаз, поэтому часто используется в офисах.

Приемы комбинирования светильников

Сочетание в одной комнате источников света различной температуры свечения крайне нежелательно. В одну люстру не рекомендуют вкручивать лампы холодного и теплого цвета или использовать их комбинацию в точечной подсветке ограниченного пространства.

Несмотря на обозначенное табу, дизайнеры выделяют 4 варианта, когда комбинирование тонов возможно:

1. Различные цветовые температуры задействованы отдельно в доминирующем и акцентном свете. Подойдут точечные светильники другого тона. Такая подсветка предназначена для подчеркивания деталей интерьера: красивой картины, текстуры стеновой отделки и пр.
2. Световое зонирование пространства. Этот прием подходит кухонь-студий, открытых офисов. Лампы с холодным, теплым или нейтральным светом размещают в отдельных функциональных зонах. Важно соблюдать правило минимального соприкосновения контрастных лучей.
3. Допустима комбинация теплых и холодных тонов с универсальным светом.
4. Реализация схем освещения. Разработка проекта требует грамотного подхода. Все сценарии должны быть автономными – лампы определенной группы цвета включаются по отдельности.

Последний вариант используют чаще всего. Например, в спальне основной свет делают теплым, а подсветку у туалетного столика – нейтральной.

Отдельно предусмотрено холодное освещение фотографий. В дизайне гостиной потоки света различной цветовой температуры не пересекаются.

Выводы и полезное видео по теме

Спектр цветовой температуры осветительных приборов, рекомендации выбора ламп для разных помещений:

Глаз человека реагирует на любые отклонения цветовой температуры. Изменение этого параметра влияет на работоспособность, психологическое и эмоциональное состояние.

Создание гармоничного интерьера, обустройство офиса или другого помещения требует обязательного учета оттенка излучения ламп и его подбора под условия эксплуатации.

Хотите рассказать о том, как подбирали лампочку в соответствии с приятной вам цветовой температурой? Расскажите, почему вы выбрали именно этот вариант? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, делитесь полезной информацией и задавайте вопросы по теме статьи.

Цветовая температура является одной из основных характеристик светодиодных изделий, использующихся для освещения. Часто возникает вопрос, что же это такое и как выбрать подходящую цветовую температуру? Попробуем разобраться с этими вопросами.

По определению, цветовая температура — это температура абсолютно чёрного тела, при которой оно испускает излучение того же цветового тона, что и рассматриваемое излучение, измеряется в градусах Кельвина.

Другими словами, цветовая температура определяет «оттенок» света, излучаемого источником (лампой или светильником), от теплого, близкого к лампе накаливания, отдающего «желтизной» до холодного белого света (люминесцентные лампы холодного света), отдающего в синюю область спектра.

Шкала цветовых температур распространенных источников света:

800 К — начало видимого темно-красного свечения раскалённых тел;
1500-2000 К — свет пламени свечи;
2000 К — Натриевая лампа высокого давления;
2200 К — лампа накаливания 40 Вт;
2680 К — лампа накаливания 60 Вт;
2800 К — лампа накаливания 100 Вт (вакуумная лампа);
2800-2854 К — газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью;
3000 К — лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа;
3200—3250 К — типичные киносъёмочные лампы;
3400 К — солнце у горизонта;
3800 К — лампы, использующиеся для подсветки мясных продуктов в магазине (имеют повышенное содержание красного цвета в спектре);
4200 К — лампа дневного света (тёплый белый свет);
4300-4500 К — утреннее солнце и солнце в обеденное время;
4500-5000 К — ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
5000 К — солнце в полдень;
5500 К — облака в полдень;
5500-5600 К — фотовспышка;
5600-7000 К — лампа дневного света;
6200 К — близкий к дневному свет;
6500 К — стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;
6500-7500 К — облачность;
7500 К — дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба;
7500-8500 К — сумерки;
9500 К — синее безоблачное небо на северной стороне перед восходом Солнца;
10000 К — источник света с «бесконечной температурой», используемый в риф-аквариумах (актиниевый оттенок голубого цвета);
15000 К — ясное голубое небо в зимнюю пору;
20000 К — синее небо в полярных широтах.

Градации цветовой температуры.

Примерное разделение градаций цветовой температуры:

• Теплый белый (2700-3200К)
• Дневной белый (3500-4500К)
• Белый (5000-6000К)
• Холодный белый (6000-8000К).

Лучше выбирать именно нужное значение цветовой температуры в Кельвинах, т.к. у разных производителей понятия «теплый», «нейтральный», «холодный» могут различаться.

В таблице 1 диапазоны значений цветовых температур наиболее распространенных искусственных источников света. Причем, точное значение цветовой температуры у истоников света всегда указан на упаковке или в сопроводительной документации на товар(паспорт на изделие, техническое описание).

Таблица 1. Цветовые температуры наиболее распространенных источников света

Цветовые температуры наиболее распространенных источников света

КЛЛ (компактные люминесцентные лампы) 2700-6500 К ДНаТ (натриевая лампа высокого давления) не более 2200 К ДРЛ (дуговые ртутные лампы) 3800 К ЛН и ГЛН при 100% мощности (лампы накаливания и галогенные лампы) 2700-3500 К МГЛ (металлгалогенные лампы) 3500-7000 К ЛЛ (люминесцентные лампы) 2700-6500 К LED (светоизлучающие диоды) 2200-15000 К

Кривая излучения абсолютно черного тела в цветовом пространстве МКО 1931.

Кроме того, источники с одинаковой цветовой температурой могут различаться по цветовому тону света: из представленной выше диаграммы следует, что все источники света, измеренные значения цветности которых лежат на одной линии, проведенной перпендикулярно кривой излучения абсолютно черного тела, имеют одинаковую цветовую температуру. По этой и по другим причинам производители светодиодов используют метод управления цветовыми вариациями (и другими характеристиками), известный как сортировка по бинам.

Сортировка светодиодов по бинам*.

При изготовлении светодиодов, также как и любых других изделий, их параметры имеют определенные отклонения от номинальных значений, это относится и к цветовой температуре. Допустимые отклонения регламентируются стандартами, например, стандарт цветности C78.377A, разработанный Американским национальным институтом стандартов (ANSI) (таблица 2), определяет 8 номинальных значений цветовой температуры. Светодиоды, цвет которых соответствует указанному номинальному значению Тцв и цветовому диапазону, соответствуют стандарту.

Таблица 2. Стандарт ANSI C78.377A для Т_цв

Стандарт ANSI C78.377A для Тцв

Номинальная Тцв, К Диапазон Тцв, К 2700 2725±145 3000 3045±175 3500 3465±245 4000 3985±275 4500 4503±243 5000 5028±283 5700 5665±355 6500 6530±510

Разница в цвете для светодиодов, соответствующих стандарту хорошо заметна, поэтому на практике производители разбивают каждый диапазон на несколько бинов (подклассов).

Одной из основных задач производителей светотехники является такое деление светодиодов на бины, которое сводит к минимуму различие цветов между отдельными осветительными приборами или между партиями такой продукции.

Чтобы понять, как определяется бин, снова обратимся к диаграмме цветового пространства МКО 1931 и увеличим масштаб для кривой излучения черного тела. Изменения цветовой температуры располагаются на кривой излучения абсолютно черного тела, но изменения цвета светодиода располагаются также выше и ниже кривой излучения черного тела. Светодиоды, у которых цветовые координаты лежат выше кривой излучения абсолютно черного тела, имеют зеленоватый оттенок, а те, у которых ниже, — розоватый. На практике это означает, что указание цветовой температуры не обеспечивает одинаковый цвет.

Диапазоны цветовых температур по стандарту ANSI C78.377A.

Например, две представленные ниже диаграммы иллюстрируют два гипотетических бина светодиодов, цветовая температура каждого из которых равна 5300 K, с отклонением +/- 300 K. Бин 1 имеет некоторое отклонение цвета, так как его область лежит выше и ниже кривой излучения абсолютно черного тела. Отклонение в цвете у бина 2 в четыре раза больше, хотя он также соответствует указанной производителем цветовой температуре.

Пример бинов светодиодов.

Каждый производитель предлагает свое разбиение на бины, например, компания OSRAM предлагает несколько бинов светодиодов с одной цветовой температурой. Каждый бин находится в пределах области, соответствующей стандарту ANSI для этой цветности. На диаграмме ниже приведен пример разбиения на бины для светодиодов OSRAM Golden DRAGON с цветовой температурой 2700 K. Хотя все 16 бинов, предлагаемых компанией OSRAM, соответствуют стандарту ANSI C78.377A для номинальной Тцв 2700 K, они отличаются по Тцв и цветовому тону. Поэтому необходимо учитывать бин светодиодов при установке светильников из разных партий одного производителя, либо разных производителей.

Пример разбиения диапазона на бины.

Светодиодная лента также составляется из светодиодов одного бина, каждая лента марки ARlight, представленная в нашем интернет-магазине проходит контроль по показателям оттенка, что отмечается кодом BIN на упаковке.

Маркировка BIN на упаковке ленты ARlight

Светодиодные ленты ARlight цветовой температуры 4000К Дневной белый разных BIN (сверху 39G, снизу 46).

На изображении выше видно, как отличаются по цветовому тону ленты с разными бинами. В реальности разница заметна только если положить две ленты рядом, на фото насыщенность и сочность цветов специально увеличена. Два не находящихся рядом источника света человеческий глаз способен заметить по цветности при разнице температур 400-600К, лучше чувствуется разница в теплых оттенках, меньше в холодных.

Прежде чем устанавливать светодиодные ленты, лампы, линейки и другие светотехнические изделия на основе светодиодов, проверьте их БИН (оттенок, работоспособность). БИНы должны совпадать на всех рядом установленных светодиодных лентах. Необходимо применять данное правило ко всем цветовым температурам белого света, а также и к RGB или RGB-W светодиодным лентам . Две рядом установленные ленты RGB с разными бинами(BIN) будут отличаться оттенком друг от друга!

* Данный раздел содержит материалы, предоставляемые компанией Philips Color Kinetics.

Цветовая температура и восприятие человека.

От выбора правильной цветовой температуры источников зависит, как будет эмоционально влиять на человека окружающее пространство, восприниматься внешний вид объектов и их цвета. Большое значение имеет то, что разные источники света ассоциируются с определенной обстановкой. Например, теплый свет свечи оказывает расслабляющее действие, белое освещение ламп дневного света создает рабочую атмосферу, холодное освещение создает больший контраст, применяется при необходимости работ с высоким цветоразличением.

Существует нормативный документ, в котором содержатся рекомендации по подбору цветовой температуры в помещении различного назначения: СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение». В нем, в частности, для жилых помещений рекомендуется теплый свет, в помещениях, где выполняется зрительная работа — дневной 3000-4000К, в помещениях с высокими требованиями к цветоразличению более холодный свет до 5000-6000К.

Также там упоминается, что при большом количестве в освещаемом пространстве зеленых и синих объектов следует применять источники с цветовой температурой более 4000К, с большим количеством красных и желтых цветов — не более 3500К. Конечно, когда создавался данный нормативный документ применение светодиодных источников света было весьма ограничено, тем не менее, содержащаяся там информация может быть полезна и при их выборе. Например, осветительные диоды холодного света содержат большую долю синей части спектра, т.е. подчеркивают синие цвета, а в светодиодах теплого белого света синяя составляющая подавляется большим количеством желтого люминофора. Кроме этого, нужно учитывать индекс цветопередачи светодиодных источников, т.к. он не всегда на высоте в отличие от галогенных ламп, например, а только у отдельных более дорогих моделей.

В материалах, предоставляемых компанией Philips Color Kinetics приводится следующая таблица (таблица 3) для выбора цветовой температуры в зависимости от желаемой атмосферы и области применения:

Таблица 3. Эффект, атмосфера и область применения в зависимости от цветовой температуры

Эффект, атмосфера и область применения в зависимости от цветовой температуры

Цветовая
температура Теплый свет
2700 К Белый свет
3000 К Нейтральный
3500 К Холодный свет
4100 К Дневной свет
5000-6500 К Эффекты и атмосфера Теплая
Уютная
Открытая Дружеская
Интимная
Индивидуальная Дружеская
Располагающая
Безопасная Ясная
Чистая
Продуктивная Яркая
Тревожная
Подчеркивающая цвета Области применения Рестораны
Вестибюли гостиниц
Бутики
Жилы помещения Библиотеки
Офисные помещения
Магазины Выставочные залы
Книжные магазины
Офисные помещения Офисные помещения
Классные комнаты
Супермаркеты
Больницы Галереи
Музеи
Ювелирные магазины
Помещения для медицинских осмотров

Восприятие человеком цветовой температуры в зависимости от освещенности.

Исследования зависимости между освещенностью и цветовой температурой проводились Круитхофом (Kruithof). Эмпирическим путем им был составлен график — кривая комфорта Круитхофа — на котором определены области высоких и низких уровней освещенности для различных цветовых температур, являющиеся наиболее комфортными для наблюдателей. Цветовая температура, находящаяся в диапазоне комфорта, воспринимается как «белый» свет.

Именно по этой причине свет неба воспринимается человеком как комфортный белый свет, хотя источник с такой же цветовой температурой в помещении будет явно отдавать синевой: освещенность неба очень высока по сравнению с любым искусственным источником.

Кривая комфорта (номограмма) Круитхофа.

Если Вам понадобиться помощь или консультация в выборе светодиодных источников света, Вы можете обратиться к нашим специалистам по телефону горячей линии 8 (800) 700-80-91 . Звонок бесплатный по всей территории Российской Федерации.

Или позвоните нам в один клик прямо с сайта (кнопка расположена справа вверху).

Современный рынок осветительных приборов сегодня представлен не только разнообразными светильниками, но и источниками света. Одними из самых старых лампочек современности являются лампы накаливания (ЛН).

Даже беря во внимание то, что сегодня существуют более совершенные источники света, лампы накаливания все еще широко используются людьми для освещения различного рода помещений. Здесь мы рассмотрим такой важный параметр данных ламп, как температура нагрева при работе, а также цветовая температура.

Особенности источника света

Лампы накаливания представляют собой самый первый источник электрического света, который был изобретен человеком. Данная продукция может иметь разную мощность (от 5 до 200 Вт). Но наиболее часто используются модели на 60 Вт.

Обратите внимание! Самый большой минус ламп накаливания – высокое потребление электроэнергии. Из-за этого с каждым годом уменьшается число ЛН, которые активно используются в качестве источника света.

Перед тем, как приступать к рассмотрению таких параметров, как температура нагрева и цветовая температура, необходимо разобраться в конструкционных особенностях подобных ламп, а также в принципе ее работы.
Лампы накаливания в ходе своей работы преобразует электрическую энергию, проходящую по вольфрамовой нити (спирали) в световую и тепловую.
На сегодняшний день излучение, по своей физической характеристике, делится на два типа:

Устройство лампы накаливания

• тепловое;
• люминесцентное.

Под тепловым, которое характерно для ламп накаливания, подразумевается световое излучение. Именно на тепловом излучении основано свечение электрической лампочки накаливания.
Лампы накаливания состоят из:

• стеклянной колбы;
• тугоплавкой вольфрамовой нити (часть спирали). Важный элемент всей лампы, так как при повреждении нити лампочка перестает светиться;
• цоколя.

В процессе работы таких ламп происходит повышение t0 нити из-за прохождения через нее электрической энергии в виде тока. Чтобы избежать быстрого перегорания нити в спирали, из колбы выкачивают воздух.
Обратите внимание! В более продвинутых моделях ламп накаливания, коими является галогеновые лампочки, вместо вакуума в колбе закачан инертный газ.
Установка вольфрамовой нити происходит в спираль, которая закреплена на электродах. В спирали нить находится посередине. Электроды, к которым происходит установка спирали и вольфрамовой нити, соответственно, припаиваются к разным элементам: один к металлической гильзе цоколя, а второй – к металлической контактной пластине.
В результате такой конструкции электрической лампочки, ток, проходя через спираль, вызывает нагрев (повышение t0 внутри колбы) нити, так как он преодолевает ее сопротивление.

Принцип работы лампочки

Работающая лампа накаливания

Нагрев ЛН во время работы происходит из-за конструкционных особенностей источника света. Именно из-за сильного нагрева во время работы время эксплуатации ламп значительно уменьшается, что делает их сегодня не такими выгодными. При этом из-за нагрева нити происходит повышение t0 самой колбы.

Принцип работы ЛН основывается на преобразовании электрической энергии, которая проходит через нити спирали, в световое излучение. При этом температура разогретой нити может достигать 2600- 3000 оС.

Обратите внимание! Температура плавления для вольфрама, из которого изготовлены нити спирали, составляет 3200-3400 °С. Как видим, в норме температура нагрева нити не может привести к началу процесса плавления.

Спектр ламп при таком строении заметно отличается от спектра дневного света. Для такой лампы спектр излучаемого света будет характеризоваться преобладанием красных и желтых лучей.
Стоит отметить, что колбы у более современных моделей ЛН (галогеновых) не вакуумируются, а также не содержат в своем составе спиральной нити. Вместо нее внутрь колбы закачивают инертные газы (аргон, азот, криптон, ксенон и аргон). Такие конструкционные усовершенствования привели к тому, что температура нагрева колбы во время работы несколько уменьшилась.

Преимущества и недостатки источника света

Несмотря на то, что сегодня рынок источников света изобилует самыми разнообразными моделями, лампы накаливания на нем встречаются еще достаточно часто. Здесь можно найти изделия на различное количество Вт (от 5 до 200 Вт и выше). Самыми востребованными лампочками являются от 20 до 60 Вт, а также 100 Вт.

ЛН продолжают достаточно широко использоваться потому, что у них имеются свои преимущества:

• при включении зажигание света происходит практически мгновенно;
• небольшие габариты;
• низкая стоимость;
• модели, внутри колбы которых имеется только вакуум, являются экологически чистой продукцией.

Именно такие достоинства и обусловили то, что ЛН еще являются достаточно востребованными в современном мире. В домах и на производстве сегодня легко можно встретить представителей данной осветительной продукции на 60 Вт и выше.
Обратите внимание! Большой процент использования ЛН относится к промышленности. Зачастую здесь используются мощные модели (200 Вт).
Но лампы накаливания имеют и достаточно внушительный перечень недостатков, к которым можно отнести:

• наличие слепящей яркости света, исходящего от ламп в процессе работы. В результате этого требуется использование специальных защитных экранов;
• во время работы наблюдается нагревание нити, а также самой колбы. Из-за сильного нагрева колбы при попадании на ее поверхность даже незначительного количества воды, возможен взрыв. Причем нагревание колбы происходит у всех лампочек (хоть на 60 Вт, хоть ниже или выше);

Обратите внимание! Увеличение нагрева колбы еще несет в себе определенную степень опасности травмироваться. Повышенная температура стеклянной колбы, при прикосновении к ней незащищенными участками кожи, может вызвать ожог. Поэтому такие лампы не стоит ставить в те светильники, к которым может легко дотянуться ребенок. Кроме этого повреждение стеклянной колбы может вызвать порезы или спровоцировать другие травмы.

Накал вольфрамовой нити

• высокое потребление электроэнергии;
• при выходе из строя не поддаются ремонту;
• низкий срок эксплуатации. Лампы накаливания быстро выходят из строя по причине того, что в момент включения или выключения света нить спирали может повредиться из-за частого нагрева.

Как видим, использование ЛН несет в себя гораздо больше минусов, чем плюсов. Самыми главными недостатками лап накаливания считается нагрев из-за повышения температуры внутри колбы, а также высокое потребление электроэнергии. Причем это касается всех вариантов ламп с мощностью от 5 до 60 Вт и выше.

Важные параметры оценки

Одним из наиболее важных параметров работы ЛН является световой коэффициент. Этот параметр имеет вид отношения мощности излучения видимого спектра и мощности потребленной электроэнергии. Для данной продукции это достаточно малая величина, которая не превышает 4%. То есть, для ЛН характерна низкая светоотдача.
К другим важным параметрам работы можно отнести:

• световой поток;
• цветовая t0 или цвет свечения;
• мощность;
• срок службы.

Рассмотрим первые два параметра, так как со сроком службы мы разобрались в предыдущем пункте.

Световой поток

Световой поток представляет собой физическую величину, которая определяет количество световой мощности в конкретном потоке излучения света. Кроме этого здесь имеется еще один важный аспект, как световая отдача. Она определяет для лампы отношение излучаемого лампочкой светового потока к мощности, которую она потребляет. Световая отдача измеряется в лм/Вт.

Обратите внимание! Световая отдача служит показателем экономичности и эффективности источников света.

Таблица светового потока и световой отдачи ламп накаливания

Как видим, для нашего источника света вышеперечисленные величины находятся на низком уровне, что свидетельствует об их небольшой эффективности.

Цвет свечения лампочек

Цветовая температура (t0) также является важным показателем.
Цветовая t0 представляет собой характеристику хода интенсивности светового излучения лампочки и является функцией длины волны, определенной для оптического диапазона. Данный параметр измеряется в кельвинах (К).

Цветовая температура для лампы накаливания

Стоит отметить, что цветовая температура для ЛН находится примерно на уровне 2700 К (для источников света с мощностью от 5 до 60 Вт и выше). Цветовая t0 ЛН находится в красной и тепловой оттеночной области видимого спектра.
Цветовая t0 полностью соответствует степени нагревания вольфрамовой нити, что не дает возможность ЛН быстро выйти из строя.

Обратите внимание! Для других источников света (например, светодиодные лампочки) цветовая температура не отображает степень их прогрева. При параметре нагрева ЛН в 2700 К светодиод прогреется всего лишь на 80ºС.

Таким образом, чем больше будет мощность ЛН (от 5 до 60 Вт и выше), тем больше будет происходить нагревание вольфрамовой нити и самой колбы. Соответственно, тем больше будет цветовая t0. Ниже приведена таблица, по которой можно сравнить эффективность и потребление мощности разных видов лампочек. В качестве группы контроля, с которой ведется сравнение, здесь взяты ЛН мощностью от 20 до 60 и до 200 Вт.

Сравнительная таблица мощностей разных источников света

Как видим, лампы накаливания по данному параметру значительно проигрывают в плане потребления мощности другим источникам света.

Светотехника и цвет свечения

В светотехнике важнейшим параметром для источника света является его цветовая t0. Благодаря ей можно определить цветовую тональность и цветность источников света.

Варианты цветовой температуры

Цветовая t0 лампочек определяется цветовой тональностью и бывает трех видов:

• холодной (от 5000 до 120000К);
• нейтральной (от 4000 до 50000К);
• теплой (от 1850 до 20000К). Его дает стеариновая свеча.

Обратите внимание! Рассматривая цветовую температуру ЛН, следует помнить, что она не совпадает с реальной тепловой температурой изделия, которая ощущается при прикосновении к ней рукой.

Для ЛН цветовая температура располагается в диапазоне от 2200 до 30000К. Поэтому они могут иметь излучение, близкое к ультрафиолетовому.

Заключение

Для любых типов источников света важным параметром оценки является цветовая температура. При этом для ЛН она служит отражением степени нагрева изделия в процессе его работы. Такие лампочки характеризуются повышением температуры нагрева в ходе функционирования, что служит явным недостатком, которого лишены современные источники света, такие как светодиодные лампочки. Поэтому сегодня многие отдают свое предпочтение люминесцентным и светодиодным лампочкам, а лампы накаливания постепенно уходят в прошлое.