Лампы накаливания. Световая отдача

Лампы накаливания. В лампах накаливания светящимся: телом является вольфрамовая проволока, накаляющаяся проходящим по ней током. Благодаря высокой температуре плавления вольфрама (около 3660°) температуру тела накала удается поднять до 3000—3300° К, но все же она остается много ниже наивыгоднейшей температуры. Чтобы воспрепятствовать интенсивному распылению вольфрама, колбу лампы наполняют инертным, не вступающим в соединение- с телом накала газом, откуда эти лампы и получили свое- название—газополных.

Существенную характеристику кинопроекционных ламп: накаливания составляют следующие данные:

1. Напряжение и электрическая мощность, при которой лампа работает. Обозначаются обычно- в виде произведения напряжения, выраженного в вольтах, на мощность лампы, выраженную в ваттах, например: 12 х 50, 110 х 300 и т. д.

2. Выраженный в люменах полезный световой поток, даваемый лампой, и его пространственное распределение.

3. Световая отдача.
4. Габариты и конструктивные особенности! тела накала, определяющие тип лампы.

5. Габаритная яркость.
6. Конструктивные размеры лампы, положение лампы при горении и тип цоколя.
7. Средний срок службы.

Кроме того, иногда указывается качество стекла колбы,, например: колба тугоплавкого стекла или колба из стекла прозрачного для ультрафиолетовой части спектра.

Световой отдачей лампы называется отношение светового, потока, излучаемого лампой, к потребляемой электрической мощности:

то-есть количество люмен, получаемых oт лампы на один ватт расходуемой мощности.

Световая отдача кинопроекционных ламп накаливания колеблется в пределах от 20 до 30 лм/вт и только в маломощных лампах имеет меньшее значение. Световая отдача обыкновенных осветительных ламп составляет 10— 18 лм/вт и достигает 20 лм/вт только для самых мощных ламп. Таким образом, кинопроекционные лампы отличаются от обычных осветительных ламп исключительно повышенной световой отдачей. Световая отдача определяет собой срок службы лампы, или продолжительность горения. Кроме световой отдачи, на срок службы влияет конструкция тела накала, объем колбы и положение при горении.

По конструкции тела накала различают лампы: спиральные, биспиральные, биплан и с плоским телом. Спиральные и биспиральные лампы могут иметь одну, две или несколько секций, лежащих в одной плоскости,—лампы моноплан, или два ряда секций, расположенных в двух плоскостях,—лампы биплан.

Тело накала биспиральной лампы представляет собой относительно длинную спираль, свитую вторично в спираль большего диаметра (рис. 76), чем достигается большая компактность тела накала и уменьшение габарита.

Рис. 76. Биспиральное тело накала

Биспиральную конструкцию имеет тело накала лампы К7 12X30, служащей для звуковоспроизведения в аппаратах типа СКП-26 и СКП-27.

Лампы биплан состоят из двух рядов секций, расположенных в двух плоскостях в шахматном порядке (рис. 77) таким образом, что против просветов между спиралями первого ряда приходятся спирали второго заднего ряда, чем достигается лучшее заполнение габарита и увеличение габаритной яркости почти вдвое по сравнению с лампой моноплан, в которой эти просветы остаются незаполненными и заполняются искусственно при помощи контротражателя, как мы это увидим в дальнейшем.

Рис. 77. Тело накала лампы биплан

В 1944 г. Московский электроламповый завод совместно с Научно-исследовательским кино-фотоинститутом разработал новый тип кинопроекционной лампы накаливания оригинальной конструкции с плоской спиралью. Эта лампа существенно отличается от других проекционных ламп накаливания высокой габаритной яркостью и более тонкой структурой тела накала, позволяющей рассматривать его как приближение к сплошной светящейся плоскости (рис. 78).

Рис. 78. Плоское тело накала

Габаритная яркость и размеры тела накала являются наиболее важной характеристикой кинопроекционной лампы и зависят как от световой отдачи, так и от конструкции тела накала. Чем плотнее тело накала, то-есть чем меньше в нем промежутков, тем больше его габаритная яркость. Габаритная яркость низковольтных ламп большой мощности доходит до 3000 сб.

Сроком службы, или продолжительностью горения, называется выраженное в часах время от начала горения лампы до тех пор, пока ее световой поток уменьшится на 20% по сравнению с его начальным значением или до перегорания лампы, если оно произойдет раньше. Уменьшение светового потока происходит вследствие оседания на стенках колбы вольфрамовой пыли, образующей темный налет, который увеличивает поглощение света и тепла. Колба с таким налетом легко перегревается и, размягчаясь, вспучивается.

Срок службы лампы может сократиться, если лампа горит в положении, не предусмотренном ее конструкцией. Во избежание этого рабочее положение лампы указывается в каталогах и на цоколе каждой лампы. Маломощные низковольтные лампы могут гореть в любом положении..

Разумеется, чем больше световая отдача, тем короче срок службы лампы. Самым большим сроком службы обладают лампы с небольшой световой отдачей.

На рис. 79 приводятся кривые зависимости световой отдачи от режима лампы накаливания.

Рис. 79. Кривые зависимости излучения от электрического режима

Для ориентировочных расчетов в пределах нескольких процентов можно принять, что изменение напряжения на лампе на+1% от установленного номинального значения вызывает соответственно изменение:

Так как невозможно изготовить большое количество совершенно одинаковых ламп, приходится говорить о среднем сроке службы лампы, а не об истинном сроке, который может отличаться от среднего тем больше, чем меньше взятое число ламп.

В табл. 10 и на рис. 80—86 приводятся основные параметры кинопроекционных ламп накаливания, выпускаемых Министерством промышленности средств связи СССР.

Таблица 10. Основные параметры кинопроекционных ламп

Основное преимущество ламп накаливания — простота обслуживания, отсутствие открытого пламени и отсутствие продуктов сгорания. Большим преимуществом является также независимость от рода тока, так как лампа может питаться как переменным, так и постоянным током. С другой стороны, пользование низковольтными лампами накаливания становится затруднительным при наличии постоянного тока ввиду невозможности понизить напряжения при помощи трансформатора, а включение омического сопротивления приводит к большому расходу энергии, тогда как именно низковольтные лампы дают наибольшую габаритную яркость.

Однако даже при наибольшей достижимой габаритной яркости лампы накаливания все же сильно уступают дуговым лампам и поэтому область полезного применения ламп накаливания для проекционных целей не выходит за пределы кинопередвижек и маломощных стационарных установок для учебно-технических целей и клубного обслуживания.