Традиционные электрические лампы накаливания довольно часто выходят из строя. Основная причина их неисправности — перегорание вольфрамовой нити.
Принцип работы лампы накаливания
Нить накала лампы, изготовленная в виде спирали из тугоплавких сплавов на основе вольфрама, размещена в прозрачной стеклянной колбе, внутри которой либо создан вакуум (у ламп малой мощности), либо она заполнена инертным газом.
При протекании через спираль электрического тока она нагревается до высокой температуры вследствие ее высокого сопротивления, а разогревшись, излучает в широком диапазоне спектра, в том числе и в его видимой части, в результате чего «лампочка светит».
Качество ламп
Основной причиной «перегорания» ламп накаливания является неравномерное испарение материала нити накала, в результате чего на спирали лампы появляются участки с меньшим поперечным сечением и большим сопротивлением.
Повышенное сопротивление локального участка нити накала приводит, к повышению его температуры, сравнительно с остальными участками спирали, а значит, и к более активному испарению металла на таких участках.
В результате материал нити накала на этом участке либо плавится либо полностью испаряется и электрическая лампа приходит в негодность.
Ограниченный ресурс и повышенное напряжение
Второй причиной выхода из строя электрических ламп накаливания является ограниченность ресурса времени работы, который составляет приблизительно 1000 часов, а в электрической сети дополнительно сокращает время износа спирали.
В ночное время, когда напряжение в сети значительно выше номинального, атомы вольфрама более интенсивно испаряются, а нить накала значительно быстрее истончается и утрачивает свою функциональность.
Повышение напряжение на 5% сокращает срок службы электрической лампы примерно вдвое.
Частые включения
Поскольку значения сопротивлений нити накала лампы в холодном и горячем состоянии существенно разнятся, при подаче питания на электрическую лампу происходит следующее: спираль лампы холодная и имеет невысокое сопротивление, по этой причине происходит так называемый «большой бросок тока» и нить накала преждевременно перегорает.
Неисправности патрона и выключателя
Когда в патроне, в который вкручена лампочка, между его центральным или боковыми контактами и цоколем лампы имеет место ненадежное контактное соединение, значение сопротивления в месте контактов хаотически колеблется, что приводит к колебаниям напряжения, питающего нить накала.
В результате лампа выходит из строя раньше, чем выработает заявленный часовой ресурс.
У неисправного контактные элементы обычно покрыты слоем копоти и при включении-выключении искрят.
Следовательно, напряжение на нить накала лампы подается нестабильное, что, как и в случае с неисправным патроном, влечет за собой преждевременный выход из строя электрической лампы из-за перегорания ее спирали.
Вибрации и механические воздействия
Нить накала лампы в рабочем состоянии имеет температуру в диапазоне от 2000 до 3000 0 С и материал спирали при этом активно испаряется.
Любая, даже незначительная вибрация или легкое механическое воздействие способны нарушить целостность нити накала и привести к полной неисправности лампы.
Простые способы продления жизни лампы
В первую очередь приведите в порядок все в доме: проверьте качество контактов в квартирном электрощитке и в разветвительных или распаечных (называйте как хотите) коробках, а при обнаружении плохих контактов устраните (сами или с помощью приглашенного специалиста) эти недостатки.
Выполните замену ламп накаливания. Иногда вместо замены патрона на новый достаточно лишь подогнуть в нем центральный контакт в сторону цоколя лампы.
При покупке подбирайте лампы, рассчитанные на напряжение равное или немного выше того, которое «живет» в ваших розетках. Например, при напряжении электрического тока в квартирной сети от 220 до 230 вольт разумным будет остановить свой выбор на лампах, с обозначенным номинальным напряжением 230-240 В.
Для защиты ламп от перепадов тока в момент включения приобретите и установите в разрыв цепи электролампы устройство плавного включения ламп (УПВЛ), которое обеспечит постепенное увеличение подаваемого на лампу напряжения в момент ее включения.
Можно изготовить упрощенный вариант УПВЛ самому, поместив в разрыв одного из проводов, ведущих к лампе, бумажный конденсатора емкостью 10-20 мкф, рассчитанный на напряжение не менее 300 В.
Для продления срока службы ламп, постоянно включенных в ночное время (освещение лестничных клеток, подъездов и др.) большое распространение получил способ со вставкой, вернее впайкой, диода в разрыв цепи освещения.
Максимально допустимый прямой ток такого диода должен составлять не менее 0,5-1 А, а максимально допустимое обратное напряжение – 300 В. Такая лампа будет заметно мигать с частотой 25 Гц, если для вас это недопустимо, можно добавить в цепь последовательно подключенный конденсатор номиналом 20 мкф и 300 В.
Еще один способ уберечь лампу от повышенного напряжения ночью — последовательно подключить две одинаковые по мощности лампы в одной электрической цепи.
Удачи вам! Пусть у вас все получится!
В статье приводится описание простого способа продления срока службы бытовой лампы накаливания с помощью малогабаритной диодной сборки типа КЦ407А.
Известно, что обычная бытовая лампа накаливания не является вечной - проходит какой-то определенный промежуток времени, определяемый многими разными факторами, как она отказывает в работе. Правда, ее работоспособность можно попытаться восстановить, какописано в , если только это возможно после проведения ревизии сгоревшей лампе.
Восстановление осуществляется свариванием концов оборванной (перегоревшей) нити накала. В результате лампа накаливания прослужит еще какой-то промежуток времени, хотя, следует заметить, что этот промежуток может превышать предыдущее время службы. Уже есть такой опыт.
Однако продлить срок службы лампы накаливания до "ремонтных" работ сваркой концов нити накала можно довольно просто с помощью обычного диода, который устанавливают на пятачке центрального электрода лампы пайкой паяльником.
Технические решения по реализации такого способа приведены, к примеру, в , а также в других периодических изданиях. При этом в качестве диодов использовались диоды типа Д226Б, которые подвергались существенной переделке , или диоды типа КД105 с любым буквенным индексом с минимальными затратами труда и времени на переделку .
В "Радіоаматоре" 7/1998 предлагается использовать дисковые диоды типа 2Д213А-6 с допустимым обратным напряжением всего 200 В, что, естественно, не может не сказаться на надежности работы такого устройства. К этому следует добавить дефицитность этих диодов.
Лампы накаливания с напаянным диодом выгодно использовать для освещения подъездов, лестничных площадок, где на первое место ставится продолжительность службы лампы накаливания, а не качество освещения.
Срок службы лампы в этом случае не менее двух лет, при их мощности до 100 Вт включительно, а в кладовках, ванной, коридорах и т.п. он выливается в двухразрядную цифру. Так, у автора данных строк лампы накаливания исправно несут свою службу с 1982 года, т.е. практически 22 года.
Продлить "жизнь" лампы накаливания можно также путем использования малогабаритной диодной сборки в пластмассовом корпусе типа КЦ407А (размеры корпуса всего 7,5х6х3 мм при диаметре пятачка центрального электрода лампы 9 мм) на ток 0,5 А и допустимое обратное напряжение 400 В, которую в обиходе называют "паучок". (рис.1,а).
Рис. 1. Диодная сборка КЦ407А.
Порядок реализации технического решения осуществляется следующим образом. Выводы переменного тока 2 и 5 диодной сборки полностью обламывают в местах выхода из пластмассового корпуса. Затем с помощью наждачной бумаги уменьшают ее толщину до 1,5...2 мм, обтачивая сборку равномерно и аккуратно с обеих сторон.
После чего выводы 1 и 6 изгибают и прижимают к плоскости диодной сборки, как показано на рис.1,6, и пропаивают их в месте пересечения друг с другом. Аналогично поступают с выводами 3 и 4, но с противоположной стороны. Далее диодную сборку устанавливают на центральный электрод лампы накаливания.
Для этого пятачок центрального электрода разогревают паяльником, залужи-вают и вдавливают в расплавленный припой диодную сборку, при этом ее нужно держать прижатой к пятачку лампы до остывания припоя (рис.2). Затем проверяют одностороннюю проводимость всей цепи лампа - диоды, вкручивают лампу в патрон и включают.
Отсутствие свечения указывает на то, что необходимо немного подогнуть боковые электроды патрона, чтобы они касались цоколя ввернутой лампы накаливания. На этом переделка лампы накаливания путем использования "паучка" заканчивается.
Рис. 2. Подключение и крепление диодной сборки к лампе накаливания.
Возможен и второй вариант крепления диодной сборки - путем пайки ее укороченных выводов 3 и 4 к противоположным боковинам центрального электрода лампы накаливания. Для переделки лучше использовать лампы накаливания с криптоновым наполнением (тип БК), которые имеют грибовидную колбу и повышенный световой поток.
Например, криптоновая лампа мощностью 60 Вт при напряжении 220 В дает световой поток 790 лм, в то время как обычные лампы типа Г (моноспиральные) и Б (биспиральные) той же мощности при том же напряжении - 650 лм. Разница составляет 140 лм, что превышает световой поток обычной 15-ваттной лампы (110 лм) на 30 лм.
Т.е. криптоновая лампа в 60 Вт по световому потоку эквивалента 75-ваттной обычной. Работая через диод, криптоновая ламп, естественно, будет светить ярче, чем обычная 60-ваттная с диодом.
Устанавливая диодную сборку на лампу накаливания, необходимо быть внимательным и аккуратным, соблюдая при этом правила техники безопасности, обернув предварительно колбу лампы плотной тканью. "Паучок" довольно легко можно установить и в резьбовые патроны для ламп накаливания с цоколями Е27 и Е14 ("миньон") путем пайки на центральном пружинящем контакте патрона с помощью выводов 3 и 4 "паучка", которые обхватывают центральный контакт и припаиваются к нему с противоположной стороны. Лампа накаливания при вкручивании в патрон своим центральным электродом прижимается к перекрещивающимися и спаянными вместе выводам 1 и 6 диодной сборки (рис.1,б).
К.В. Коломойцев, г. Ивано-Франковск, Украина. Электрик-2004-12.
Литература:
- Коломойцев К.В. Долгоживущая лампа на-каливания//Электрик. - 2002. - №2. - С9.
- Почарский В., Даниленко Л. Таблетки для лампочки//Изобретатель и рационализатор. - 1992. - №5-6. - С.23.
- Коломойцев К.В. Таблетка для лампы на-каливания//Ра-1996-3.
- Коломойцев К.В. Еще раз об "аспирине" для лампочки и его вариациях//Ра-1999-9.
- Коломойцев К.В. Цоколь - переходник для лампы накаливания//К-2002-4.
Лампа накаливания
Лампы накаливания с момента их изобретения обычно используют не только лишь для освещения жилищ, да и в автомобилях, киноаппаратуре, разного типа карманных фонариках и других устройствах. Рядовая бытовая лампа накаливания состоит из дутого стеклянного баллона, снутри которого помещена нить из тугоплавкого металла, обычно из вольфрама. Для того, чтоб нить лампы работала долгое время, из ее баллона выкачан воздух, и она заполнена инертным газом. В баллоне нить укреплена на особых проволочках- держателях. Конец одной из проволочек выведен через нижнюю утолщенную часть баллона и припаян к контакту в центре нижней части цоколя, а конец другой проволочки припаян к винтообразной вырезке на цоколе. Эти припаянные концы проволочек изолированы друг от друга стекловидной изоляционной массой. Баллон приклеен к цоколю особым огнеупорным клеем. Лампа при помощи винтообразной вырезки на цоколе ввертывается в электропатрон, соединенный проводами с квартирной электросетью. При включении выключателя, находящегося в цепи лампы, электронный ток проходит через нить и разогревает ее до температуры 2600…2700° С, в итоге чего происходит излучение света. В бытовых осветительных устройствах употребляются лампы накаливания мощностью от 15 до 300. Срок службы лампы накаливания колеблется в широких границах, так как находится в зависимости от очень многих причин: от свойства соединений в проводке и осветительном приборе, от стабильности номинального напряжения, от наличия либо отсутствия механических воздействий на лампу, толчков, сотрясений, вибраций, от температуры среды, от типа примененного выключателя и скорости нарастания величины тока при подаче питания на лампу. При длительной работе лампы накаливания ее нить накала под воздействием высочайшей температуры нагрева равномерно испаряется, уменьшаясь в поперечнике, рвется (перегорает). Чем выше температура нагрева нити накала, тем больше света испускает лампа. При всем этом лучше протекает процесс испарения нити, и сокращается
срок службы лампы. Потому для ламп накаливания устанавливается такая температура накала нити, при которой обеспечивается нужная светоотдача лампы и определенная длительность ее службы. Средняя длительность горения лампы накаливания при расчетном напряжении не превосходит 1000 часов. После 750 часов горения световой поток понижается в среднем на 15%. Лампы накаливания очень чувствительны даже к относительно маленьким увеличениям напряжения: при повышении напряжения всего на 6% срок службы понижается в два раза. По этой причине лампы накаливания, освещающие лестничные клеточки, достаточно нередко перегорают, потому что ночкой электросеть не достаточно нагружена и напряжение повышено. В одном из германских городов есть фонарь, в который вкручена одна из первых ламп накаливания. Ей уже больше 100 лет. Но она изготовлена с большущим припасом надежности, потому пылает до сего времени. В наше время лампочки накаливания выпускаются массово, но с очень малым припасом надежности. Бросок тока, возникающий при включении освещения, нередко выводит лампочку из строя из-за малого сопротивления в прохладном состоянии. Потому при включении освещения лампочку нужно разогреть малым током, а потом включить на полную мощность. Лампа накаливания выходит из строя, обычно, при включении из-за малого сопротивления прохладной нити накала. Разглядим маленькие хитрости по продлению жизни лампам накаливания. Учет номинального напряжения.В текущее время индустрия производит лампы накаливания, на которых обозначено не одно напряжение (127 либо 220 В), а спектр напряжений (125…135, 215…225, 220…230, 230…240 В). В границах каждого спектра лампа накаливания дает неплохой световой поток и довольно долговечна. Наличие нескольких диапазонов разъясняется тем, что рабочее напряжение в сети отличается от номинального: у источника питания (подстанции) оно выше, а вдалеке от источника питания ниже. В связи с этим, чтоб лампы длительно служили и отлично светили, нужно верно избрать нужный спектр.
Разумеется, что если напряжение в вашей квартирной сети равно 230 В, то брать и устанавливать лампы накаливания, на которых указан спектр 215…225 В, не имеет смысла. Такие лампы работают с перекалом, и длительно служить не будут - они перегорают заблаговременно. Воздействие вибрации на срок службы ламп. Лампы накаливания, которые работают в критериях вибрации и подвергаются толчкам, выходят из строя почаще, чем работающие в умеренном состоянии. Если появляется необходимость воспользоваться переноской, то лучше производить ее перемещение в выключенном состоянии. Профилактика патрона, в каком нередко перегорают лампы. Время от времени бывает, что в люстре перегорает одна и та же лампа, при этом при работе лампы патрон очень жаркий. В данном случае нужно почистить и подогнуть центральный и боковые контакты, подтянуть контактные соединения проводов, подходящих к патрону. Лучше, все лампы в люстру установить схожей мощности. Внедрение диодика для защиты лампы. Очень прибыльно на лестничных площадках домов включать лампы накаливания через диодик, потому что качество освещения в данном случае не имеет существенного значения, а лампы, как указывает опыт эксплуатации, служат при всем этом годами. А если Вы сможете поочередно с диодиком «пристроить» резистор, то можно вообщем запамятовать про лампу накаливании на лестничной площадке.
Совет. Для лампы накаливания мощностью 25 Вт довольно использовать резистор сопротивлением 50 Ом типа МЛТ.
По сравнению с обычными лампами накаливания энергосберегающие и светодиодные лампы, безусловно, обладают целым рядом достоинств: в первую очередь, конечно- же, это значительно меньшее токопотребление и больший срок службы, но однако и они имеют свои недостатки.
Многих не устраивает цвет свечения, не понятно до сих пор как быть с утилизацией, да и цена у них еще пока что отталкивает. И если для дома еще как-то можно "разориться" и заменить все имеющиеся лампочки на LED, то для подсобных помещений или, к примеру, где-нибудь в подъезде это очень накладно.
Основной причиной перегорания лампы накаливания
является то в холодном виде спираль лампы имеет низкое сопротивление. То есть именно в момент включения происходит самый значительный бросок тока, который спираль лампы не всегда выдерживает.
Отсюда вывод: нужно просто- напросто этот бросок тока как-то "сгладить" и тогда срок службы лампы накаливания
значительно увеличится.
Вариантов продлить жизнь лампы накаливания несколько :
Первый вариант
- самый простой: установить последовательно терморезистор или полупроводниковый диод.
В первом случае при включении основная часть тока при включении рассеится на терморезисторе, во втором случае лампочка будет работать в пол- накала так как диод срежет одну полуволну переменного напряжения.
Однако при своей простоте тут есть и свои недостатки: терморезистор будет нагреваться и придется принимать какие-то меры на это счет, а в случае с диодом лампочка будет "мерцать" при работе
Второй вариант
это при помощи электроники сделать так чтобы лампочка включалась плавно
.
Схема устройства
которое поможет продлить жизнь лампы накаливания
показана на рисунке:
Это устройство подает ток на лампу ступенчато- сначала половину и лишь затем полностью. Время задержки- примерно пол-секунды и поэтому глазу почти не заметно.
По деталькам
: имистор МАС97 надо заменить более мощным ВТ137 или ВТА12-600, но лучше ставить его сразу - надёжнее будет.
Транзистор MJE13001 можно заменить на совдеповский КТ940А (их найти проблем не составит- они использовались в отечественных телевизорах).
Если максимально минимизировать устройство применив SMD элементы, то тогда можно вообще спрятать всю конструкцию в термоусадочную трубку и разместить прямо в люстре (или возле выключателя), как вот на этой фотографии, которую я нашел на сайте radiostroi.ru
Правда, идеального в нашем мире все равно ничего не бывает: хотя и используется симметричный тиристор, переменное напряжение он все равно немного "калечит", так что лампочка будет маленько мерцать...
Существует несколько способов продления срока службы ламп накаливания рассмотрим самые простые из них.
Начнем с покупке лампочки в магазине, вы не когда не задумывались, что пишут производители на лампочках кроме мощности, а если и обращали внимание, то не предовали значения, обычно на лампе написано мощность 40, 60, 75 Вт и т.д и напряжение на которое рассчитана данная лампочка. Последнему параметру мы и не придаем значение, а зря!
В дневное и особенно в ночное время (когда нет снижено потребление электроэнергии) напряжение в сети иногда превышает 220 В и часто достигает 230...240 В. Превышение напряжения способствует быстрому выгоранию нитей накала электроламп.
Расчеты показывают, что превышение напряжения всего лишь на 4% по сравнению с номинальным (то есть с 220 до 228 В) сокращает срок службы электроламп на 40%, а при повышенном «питании» в 6% этот срок снижается более чем в два раза.
Из этого следует что при покупке ламп уточняйте у продавца, на какое напряжение они расчитаны (на каждой лампочке написано), это или 220--230 В, ллибо 230-240 В. Вторые соответственно служить будут гораздо дольше.
Идем дальше. Практика показывает, что если уменьшить напряжение накала всего на 8%, то есть питать их от 200...202 В, то удается продлить время работы лампы почти в 3.5 раза, а при напряжении 195 В время эксплуатации возрастает почти в 5 раз.
Эксплуатация электрических ламп при пониженном напряжении целесообразна там, где не имеет особого значения снижение яркости свечения нити накаливания, например, в служебных помещениях и местах обшего пользования.
Так яркость свечения ламп, освещающих лестничные площадки, обычно не играет большой роли: важнее обеспечить длительную их работу, так как здесь лампы очень часто перегорают из-за значительного броска тока в момент включения группы ламп.
Существует несколько способов снижения напряжения кк электролампе. Отметим наиболее простые способы, которые можно использовать в домашних условиях.
Для понижения напряжения на лампе можно использовать полупроводниковый диод, если его включить последовательно с лампой.
При таком варианте понижения питающего напряжения наблюдается едва заметное мерцание ламп. Это происходит за счет однополупериодного выпрямления переменного тока.
Диод можно установить непосредственно в корпусе выключателя, между клеммой и одним из подводящих проводов. Диод должен иметь определенный запас по допустимому току и бьпъ рассчитан на напряжение не ниже 400 В.
Из миниатюрных диодов этому требованию отвечают диоды серии КД105 и КД209. Диоды КД105 следкет применять с лампами мощностью не более 40 Вт, а диоды КД209, с любым буквенным индексом включают с 75-ваттными лампами. Также можно использовать диоды Д226 которые применялись в блоках питания старой аппаратуры.
Если установка диода в выключателе затруднена, тогда его можно установить в цоколе от перегоревшей электролампы, который закрепляют на цоколе эксплуатируемой лампы (рис. 1).
Рис. 1 Крепим дополнительный цоколь с диодом к основному цоколю лампы.
В этом случае лучше использовать диоды типа Д231,Д232, Д246 . У таких диодов отрезают вывод с резьбой и припаивают этой стороной к центральной контактной площадке цоколя основной лампы. После этого в центре дополнительного цоколя просверливают отверстие под противоположный вывод диода.
Чтобы этот вывод не касался стенок, следует проложить внутрь цоколя слой бумаги или изоляцеонной ленты.
Можно использовать и более мощные диоды, которые устанавливаются вне выключателя из-за своих больших габаритов. Особенно удобно использовать в доме где, общий выключатель на один подъезд. рекомендуемые типы диодов: КД202М, Н, Р или С, КД203,Д232...Д234, Д246..Д248 с любым буквенным индексом.
И еще в качестве гасящего элемента цепи можно использовать и конденсаторы, которые включаются последовательно с лампой накаливания. Установка баластных конденсаторов особенна полезна в подьездах, где не маленькие размеры конденсатора особо не имеют значения.
Для одной лампы мощностью 40..60 Вт вполне хватит конденсатора емкостью 5..10 мкФ на напряжение 400 В.
Опыт показывает, что ваша "лампочка Ильича" будет светить практически вечно!
Внимание!!! Все электромантажные работы выполнять при снятом напряжении электросети!!!
