Почему лампочка на 200 Вт горит ярче, чем на 100 Вт?

Температурные показатели ламп накаливания

Почему лампочка на 200 Вт горит ярче, чем на 100 Вт?

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.

Ассортимент выбора

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.

Полезные материалы

Источник: https://1posvetu.ru/istochniki-sveta/temperatura-lampy-nakalivaniya.html

Сравнение мощности светодиодных ламп, КЛЛ и ламп накаливания

Почему лампочка на 200 Вт горит ярче, чем на 100 Вт?

Выбирая люминесцентную (обычно называемую энергосберегающей) или светодиодную лампу, многие покупатели ориентируются по надписи на упаковке, указывающую, какою мощность лампочки накаливания она способна заменить. Но такой подход является ошибочным, так как фирмы производители зачастую завышают технические показатели своей продукции.

Так как правильно поступить и на что обратить внимание, выбирая светодиодную лампу взамен перегоревшей люминесцентной или лампы накаливания?

Таблица соответствия мощности и светового потока

В отличие от лампочек со спиралью, основным критерием выбора которых является мощность (Вт), покупать светодиодные лампы нужно по световому потоку (лм). Именно эта физическая величина указывает на то, сколько световой мощности излучает тот или иной источник света.

Кстати, на упаковке всех ныне выпускаемых ламп накаливания также указывается значение светового потока. Покупателю нужно лишь научиться правильно сопоставлять ватты и люмены.

А для облегчения этой задачи ниже приведена таблица соответствия мощности и светового потока для трёх основных видов ламп.

Лампа накаливанияКЛЛСветодиодная лампаСветовой поток
20 Вт5–7 Вт2–3 Вт~200 лм
40 Вт10–13 Вт4–5 Вт~400 лм
60 Вт15–16 Вт8–10 Вт~700 лм
75 Вт18–20 Вт10–12 Вт~900 лм
100 Вт20–25 Вт12–15 Вт~1200 лм
150 Вт40–50 Вт18–20 Вт~1800 лм
200 Вт60–80 Вт25–30 Вт~2500 лм

Из таблицы сравнения следует, что лампочку накаливания мощностью в 100 Вт следует менять светодиодной на 12–15 Вт. Почему? Потому что их световые потоки примерно равны и составляют 1200–1400 лм.

В то же время на лицевой стороне упаковки многих LED-ламп можно увидеть 10 Вт=100 Вт.

Но стоит заглянуть в таблицу с техническими параметрами светодиодной лампочки, как тут же видно несоответствие по световому потоку.

Кроме этого покупатель должен учитывать ещё 2 важных нюанса:

  • светоотдача светодиодных ламп тёплого свечения (2700°K) примерно на 20% ниже, чем у аналогичных ламп нейтрального свечения (4000°K);
  • пластиковая колба-рассеиватель «съедает» до 10% излучаемого света. Исключение составляют филаментные LED-лампы со стеклянной прозрачной колбой, в которых нет потерь на рассеивании.

При желании можно самостоятельно рассчитать примерный световой поток светодиодной лампы.

Для этого следует использовать эмпирическое соотношение: на каждый 1 ватт потреблённой мощности лампа излучает около 100 лм.

Также необходимо вычесть потери электроэнергии на драйвере (примерно 1 ватт) и на рассеивателе (примерно 100 люмен). В результате получается, что лампочка мощностью 10 Вт создаёт световой поток порядка 800 лм.

Стоит отметить, что эффективность светодиодов с каждым годом растёт. Поэтому новые модели светодиодных ламп будут обладать большей световой мощностью.

Почему такая разница?

Чтобы ответить на этот вопрос, коротко рассмотрим принцип действия каждого вида лампочек и сравним их потребление энергии.

В лампочке накаливания рабочим элементом служит вольфрамовая нить, которую нужно нагреть до 2000-3400°C, чтобы заставить ярко светиться.

При этом примерно 95% потребляемой мощности лампы уходит на поддержание температуры спирали, а значит её КПД составит всего около 5%.

Принцип действия компактной люминесцентной лампы (КЛЛ) состоит в получении УФ-излучения за счёт прохождения тока через пары ртути с последующим преобразованием в видимый свет при помощи слоя люминофора. Энергоэффективность современных КЛЛ примерно в 5 раз выше, чем у их аналога с нитью накала.

В светодиодных лампочках свет возникает при прохождении тока через p-n-переход, после чего он пропускается через люминофор. Соотношение световой энергии и полной мощности светодиодных ламп последнего поколения может достигать 30%. Но точного значения КПД для всех LED-лампочек не существует, так как оно сильно зависит от типа применяемых светодиодов и драйвера.

Подводя итоги

Мощность светодиодной лампы, при выборе, не является первостепенно важной величиной. Гораздо важнее испускаемый ею световой поток. Этот же момент относится и к энергосберегающим КЛЛ.

Если подходить к замене перегоревших источников искусственного света на светодиодные аналоги более педантично, то кроме сравнения световых потоков необходимо учитывать коэффициент пульсации, индекс цветопередачи и еще ряд других моментов, подробно описанных в статье о выборе светодиодных ламп.

Также рекомендуется обратить внимание и на конструктивные особенности светильника, в котором лампочка будет использоваться.

Источник: https://ledjournal.info/spravochnik/sootvetstvie-moshhnosti-lamp.html

Какая лампа будет гореть ярче?

Почему лампочка на 200 Вт горит ярче, чем на 100 Вт?

Две лампы одного напряжения, но разной мощности (100 Вт и 15 или 25 Вт) соедините последовательно. Спросите учеников: какая лампа будет светить ярче?
Примечание. Лампы до получения ответа не включайте.

Большинство учеников, не задумываясь, говорят, что гореть будет ярче лампа в 100 Вт После включения ламп в сеть все с Удивлением наблюдают, что ярче горит лампа в 15 Вт (или 25 Вт), а в 100 Вт совсем не горитНекоторые ученики предлагают поменять лампы местами.

Выполните это предложение (при этом вначале вывертывайте лампу в 15 Вт, а ввертывайте ее последней). Некоторые ученики высказывают мысль о том, что лампа в 100 Вт перегоревшая. Тогда при наличии включения ламп в сеть выверните лампу в 100 Вт, и все наблюдают, что лампа в 15 Вт не горит.

Затем вверните лампу в 100 Вт и лампа в 15 Вт загорается. Последний опыт показывает, что лампы включены последовательно и по нити каждой из них протекает ток.После этого учащиеся обычно дают правильный ответ.

У лампы в 15 Вт сопротивление больше, и по закону Джоуля-Ленца при одном и том же токе в ней будет выделяться теплоты во столько раз больше, во сколько сопротивление ее больше сопротивления лампы в 100 Вт (для доказательства можно привести теоретические расчеты сопротивлений ламп).

Ответ:

Источник:

Горев Л.А. Занимательные опыты по физике в 6-7 классах. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1977.

Вблизи закрытого колебательного контура генератора УВЧ поставьте резонирующий контур. Настройте его в резонанс. Лампа будет гореть. Затем выполните следующие опыты:
Опыт 1. Притроньтесь рукой к резонирующему контуру. Накал лампы уменьшается. Почему?
Опыт 2. Внесите кусок жести между контурами.

Лампа резонирующего контура гаснет. Почему?
Опыт 3. Укрепите на генераторе открытый контур. Накал нити лампы резонирующего контура уменьшается. Почему?
Опыт 4. Притроньтесь рукой к открытому контуру. Почему накал нити лампы увеличивается?
Опыт 5. Приподнимите открытый контур над генератором.

Почему накал нити лампы увеличивается?Установите вблизи генератора открытый приемный контур с лампой. Настройте его в резонанс с открытым контуром генератора. Лампа горит. Затем проделайте следующие опыты:

Опыт 6. Поднесите руку к излучающему контуру генератора. Накал лампы приемного контура уменьшается.

Почему?

Опыт 7. Поднесите руку к приемному контуру. Накал лампы уменьшается. Почему?
Опыт 8. Приподнимите открытый контур генератора. Накал лампы приемного контура уменьшается. Почему?
Примечание: Проверку работы генератора УВЧ можно выполнять неоновой лампой, лампой дневного света, одинарным витком, замкнутым на низковольтную лампу.На уроках не будет времени показать ученикам различные способы проверки работы генератора, а на внеклассных занятиях можно на этом остановиться, воспроизведя интересные опыты и дав им объяснение.

Ответ:

1. Прикосновение руки к резонирующему контуру вызывает изменение его индуктивности и емкости, а это выводит его из резонанса.2. Лист жести экранирует резонирующий контур от токов высокой частоты.3. Часть энергии электромагнитного поля закрытого контура излучается открытым контуром. Отсюда резонирующий контур будет находиться в ослабленном электромагнитном поле, и в нем возникает меньший ток.4. Изменяются индуктивность и емкость открытого контура, изменяется его собственная частота. При этом нарушается его настрой в резонанс с контуром генератора. Последний меньше излучает энергии через открытый контур.5. Связь между открытым и закрытым контурами генератора ослабляется, излучение генератором уменьшается. Резонирующий контур будет находиться в усиленном электромагнитном поле, и в нем возникает больший ток.6. См. ответ на пункт 4.7. См. ответ на пункт 1.8. См. ответ на пункт 5.

Источник:

Горев Л.А. Занимательные опыты по физике в 6-7 классах. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1977.

Page 3

Поставьте электрометр на изолятор и зарядите его. Затем соедините шаровой кондуктор электрометра с его корпусом при помощи проводника с эбонитовой ручкой. Почему стрелка приходит в нулевое положение?Если коснуться рукой корпуса электрометра, то стрелка вновь отклоняется, правда на меньший угол. Почему?

Ответ:

Стрелка отклоняется, если между стрелкой, стержнем и шаровым кондуктором, с одной стороны, и корпусом, с другой, имеется разность потенциалов.

После соединения корпуса с кондуктором потенциалы их выравниваются и стрелка приходит в пулевое положение.При касании рукой корпуса мы его заземляем.

В результате между кондуктором и корпусом возникает разность потенциалов, что отмечает электрометр.

Источник:

Горев Л.А. Занимательные опыты по физике в 6-7 классах. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1977.

Page 4

Зарядите шар электрометра положительным зарядом и подносите сверху к шару отрицательно заряженную эбонитовую палочку. Угол отклонения стрелки уменьшается. Подносите отрицательно заряженную палочку снизу к корпусу. Угол отклонения стрелки увеличивается.

Почему?Можно найти такую траекторию движения отрицательно заряженной палочки к электрометру, когда угол отклонения стрелки не будет изменяться.

Ответ:Если поднести отрицательно заряженную палочку к шару, часть свободных электронов с шара переходит на стрелку и нижний конец стержня, этим и объясняется уменьшение угла отклонения стрелки.Если поднести эту же палочку снизу к корпусу, на последнем происходит перераспределение зарядов.

Под действием сил электрического поля заряда палочки часть свободных электронов с внешней поверхности корпуса внизу переходит на внутреннюю. Электрическое поле внутри электрометра усиливается, угол отклонения стрелки увеличивается.

Источник:

Горев Л.А. Занимательные опыты по физике в 6-7 классах. Пособие для учителей. М.: Просвещение, 1977.

Источник: http://physik.ucoz.ru/publ/opyty_po_fizike/ehlektricheskie_javlenija/kakaja_lampa_budet_goret_jarche/6-1-0-218

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.