Электрические, светотехнические и эксплуатационные характеристики ламп накаливания

Электрические параметры характеризуют лампу как по­требителя электрической энергии и определяют возмож­ность ее подключения к источникам питания (электриче­ской сети). К электрическим параметрам относят номи­нальное напряжение и номинальную мощность лампы, ток является величиной производной и определяется расчетом.

Световые параметры более разнообразны. Нормирова­ние тех или иных определяет назначение лампы. У ламп накаливания, предназначенных для общего освещения, ос­новными параметрами являются световой поток и световая отдача.

Эксплуатационные параметры определяют возможность и технико-экономическую целесообразность применения ламп данного типа в той или иной осветительной установке. При этом обычно име­ют в виду срок службы ламп, стабильность светового пото­ка, параметры внешней среды и ряд дополнительных тре­бований, о чем будет сказано в следующем параграфе.

Основным электрическим параметром лампы накалива­ния является номинальное напряжение лампы. Для большинства ламп накаливания это напряжение соответст­вует номинальному напряжению источника питания.

Основная масса ламп накаливания общего применения работает от электрических сетей энергосистем, которые для осветительных установок можно считать источниками неог­раниченной мощности. Поэтому в течение длительного вре­мени для ламп накаливания общего назначения напряже­ние питающей сети являлось и номинальным напряжением ламп накаливания. Все остальные электрические парамет­ры ламп накаливания относили именно к этому номиналь­ному напряжению. Согласно ГОСТ 2239-79 введено пять интервалов напряжения питания: 125—135, 215—225, 220—230, 230—240 и 235—245 В, причем за номинальное напряжение ламп в соответствии с международной класси­фикацией приняты напряжения 130, 220, 225, 235 и 240 В.

Вторым важным электрическим параметром ламп накаливания является мощность. Под номинальной мощностью лампы накаливания данного типа понимают расчет­ную электрическую мощность, которая выделяется в лампе накаливания данного типа при ее включении на номинальное (или расчетное) напряжение. Практически для партии ламп это среднее значение мощности для достаточно большой группы ламп этого типа.

Основная светотехническая характеристика ламп нака­ливания определяется назначением лампы. Для осветитель­ных ламп это световой поток Ф_л. Практически номиналь­ным световым потоком лампы является среднее значение светового потока большой партии ламп данного типа. При­менительно к каждой лампе накаливания можно говорить о нижнем допустимом пределе светового потока.

Световая отдача , являющаяся важной характеристи­кой качества ламп и их основным эксплуатационным пока­зателем, в настоящее время исключена из числа нормируе­мых величин, так как она определяется расчетным путем как отношение светового потока к мощности лампы, изме­ренных при номинальном напряжении лампы. Световая от­дача вместе с тем является важнейшим параметром ламп накаливания, определяющим экономичность генерирования светового потока. Световая отдача ламп накаливания рас­тет с увеличением их мощности, для ламп одинаковой мощ­ности она больше у ламп, рассчитанных на меньшее номи­нальное напряжение.

К основным геометрическим параметрам ламп накаливания относят те размеры, которые влияют на возможность их применения в тех или иных светильниках или установ­ках. Основными из этих параметров для всех без исключе­ния ламп накаливания являются их габаритные размеры: наибольший диаметр колбы d_k, измеряемый в плоскости, перпендикулярной оси лампы, полная длина лампы l, измеряемая, как правило, в направлении оси лам­пы, и тип цоколя. Важным геометрическим размером лампы накаливания является высота светового центра h, относи­тельно которого дается кривая силы света лампы. Эта точ­ка совпадает с центром тяжести тела накала, полученным геометрическим построением.

Важными эксплуатационны­ми параметрами ламп накалива­ния, так же как и других источ­ников света, являются их сред­ний срок службы , полный срок службы , определяемый временем горения лампы до ее отка­за, и полезный срок , опреде­ляемый временем горения до уменьшения светового потока в заданном пределе. К эксплуатационным параметрам ламп относится и ми­нимальный допустимый световой поток, ниже которого эк­сплуатация ламп накаливания становится неэкономичной. Для современных ламп накаливания конечный световой по­ток составляет 85—90 % начального.

К эксплуатационным параметрам любых ламп накали­вания относят характеристику климатических условий, в пределах которых обеспечиваются все перечисленные пара­метры. Климатические условия эксплуатации характеризу­ются: интервалом температур внешней среды, в пределах которого должна сохраняться работоспособность лампы; интервалом влажности, точнее, верхним пределом влажно­сти среды; интервалом изменения давления окружающей среды.

Несмотря на разнообразие конструкций ламп накаливания, взаимозависимость их параметров в пределах неболь­шого (не более 10%) изменения одного из них может быть представлена уравнением вида

(4.1)

где N и В—любые два параметра лампы накаливания, при­чем значение параметра N₀ соответствует значению Во. Это значит, что если при некоторых условиях лампа имеет па­раметры N₀ и Во, а затем параметр N₀ в силу каких-то причин принял значение N, то при этих же условиях пара­метр B₀ примет значение В.

В зависимости от параметров, входящих в (4.1), меня­ется показатель степени n_NB. Для каждых двух парамет­ров в условиях изменений параметров не более 10% значе­ние n_NB остается постоянным.

Уравнения, связывающие основные параметры ламп на­каливания с напряжением, следующие:

для мощности (4.2)

для тока (4.3)

для светового потока (4.4)

для световой отдачи (4.5)

для срока службы (4.6)

для температуры тела накала (4.7)

Из рассмотренных зависимостей обращает на себя внимание зависимость срока службы от напряжения, показатель степени для которой равен —14. Это значит, что, напри­мер, при повышении напряжения на 10% срок службы лам­пы составит всего 14% первоначального.