Что внутри электрической лампочки?

[quote|[Pеtr:],11.04.2004 13:57:48 ]Вакуумный сфероконь в действии .
Вместе с ростом температуры (отдачи) нити в вакуумной лампе очень быстро растет испарение, что "перегорает" лампу, а материал нити, осевший на колбу, эффективно отдачу "убивает". Заполнение газом снижает испарение, что дает возможность греть нить до более высоких температур, что увеличивает "выход" фотонов и сдвигает спектр излучения в синюю область. Т.е., то, что Вы изложили - тот самый конь .
К.п.д. ламп накаливания поганый - 5-10 %, поэтому обсуждать вынос фотонами энергии из У на И, просто неинженерно... Лампа накаливания - просто нагревательный прибор.[/quote]

Отток энергии от спирали пределяется все-таки почти полностью излучением. И на КПД в таких делах кивать неправильно: восприятие ИК у нас нулевое, отсюда и КПД.

Учитывая площадь спирали и ее температурy, можно уверенно сказать, что не меньше 95% энергии отводится излучением. Нагрев колбы тут тоже смущать не должен - см. спектр пропускания стекла.

[quote|Guest, 11.04.2004 16:39:26 :][quote|Татарин, 11.04.2004 15:24:33 :]Отток энергии от спирали пределяется все-таки почти полностью излучением. И на КПД в таких делах кивать неправильно: восприятие ИК у нас нулевое, отсюда и КПД.

Учитывая площадь спирали и ее температурy, можно уверенно сказать, что не меньше 95% энергии отводится излучением. Нагрев колбы тут тоже смущать не должен - см. спектр пропускания стекла.[/quote]

Да-да, конь идет...

КПД лампы как нагревательного прибора или КПД лампы как источника видимого света? Что из них неважно? Если всетаки второго, то лампа - нагревательный прибор.[/quote]

Вы меня совершено не поняли.

В рассмотрении процессов теплопереноса КПД cпирали лампы, как источника видимого света, непринципиален. Совершенно неважно, волна с какой длиной уносит энергию со спирали, имеет значение лишь общая, интегральная светимость по сравнению с конвекцией. КПД лампы как излучателя вообще очень высок.
Эта самая светимость есть "сигма-Т-в-четвертой", а конвекционный теплоперенос в колбе можно считать пропорциональным лишь первой степени температуры. Разницу чуете?

Я уж не говорю о том, что "унос" тепла за счет конвекции на порядки эффективнее радиационного (при температурах и размерах лампы накаливания, конечно).

 

И правильно, не надо такого говорить. Фигня получится, стыдно будет.

Нагрев колбы, по Вашему, неважен, но изготовители осветительных устройств в паспорте пишут "лампы не более 40 Вт", хотя патрон и пару киловатт держит. Чего это они? Вы думаете, что конструкция ихового устройства радиационный унос ограничивает? Так нет, плафон должен пропустить через себя максимум излучения, а спектры пропускания колбы и плафона практически одинаковы - и там и там стекло. А часто и плафона нет, есть только отражатель с очень большой площадью.

 

По-моему, нагрев колбы принципиален для конструкции и лампы, и плафона. Но речь шла не о том, а о том, что колба именно за счет излучения (за счет того, что стекло ИК-непрозрачно) неслабо нагревается, и пренебрегать этим нельзя.
Нельзя считать что нагрев колбы происходит по большей степени от конвекции. Неправильно это.

Если Вам нужен нагревательный прибор то возьмите нихромовую спираль и на мотайте на керамику, а лампочки для того и придумывали, что бы освещать.

Все рассмотренные случаи ламп с инертными газами, галогеном(йодом хим реакция W+2I2=WI4 а на спирали разлагается по реакции в лево) и азотом – это способ продлить жизнь вольфрамовой спирали. Но КПД (здесь и далее переработки элэнергии в свет в видимой области спектра) на уровне 8%. Поэтому и придумали ртутную лампу дневного света КПД 20%, но ядовитая зараза. На сколько знаю последнее слово(уже довольно давно) натриевая, КПД 30%, т.е. при той же мощности потребления элэнергии интенсивность освещения при всех прочих равных условиях выше.
Если кто-то что-то знает о натриевых лампах выложите, кроме того что лампы желтого цвета для освещения улиц натриевые – это я и сам знаю.

[quote|[AleX.:],03.04.2004 04:16:08 ]Вольфрам на стекле реагирует с галогенами. Галогениды при больших температурах испаряются со стенок и разрушаются на спирали - испарившийся вольфрам перетаскивается со стенок обратно на спираль. Поэтому можно увеличить температуру спирали.
Светоотдача пропорциональна 4 степени тока, а электрическая мощность - только квадрату. Есть за что бороться.
А запалы из лампочек рулез. Только делать муторно.[/quote]

На этом также основан метод глубокой очистки титана - йодное рафинирование. Йодид летучий разрушается на раскаленной проволоке.

А почему не газовый разряд?

Оптический КПД полупроводников выше, и долговечность тоже.

Да уж, у меня фонарики на светодиодах - от 3 батареек AAA работают 28 часов. Светят чуть похуже, чем на лампочка, но очень долго.

Зато оптические характеристики и мощность СИДов хуже. Что же касается долговечности - так ведь газовый разряд гораздо более живуч чем нить накала.

Я ставлю на газ! Газ - это рулез!

[quote|Rada, 13.04.2004 04:25:32 :]Оптический КПД полупроводников выше, и долговечность тоже.[/quote]

Теоретический КПД полупроводников выше.
И долговечность тоже.

Нынешние "белые" светодиоды сделаны по тому же принципу, что и ЛДС - там коротковолновый светодиод возбуждает люминофорный состав (разных цветов, так, чтобы был покрыт весь спектр), а уж этот состав светится. КПД синих светодиодов совсем не тот, что у инфракрасных, так что тут газовый разряд побороться может легко.

С долговечностью: полупроводники деградируют, знаете ли. А газоразрядные лампы, если их поджигать высоким напряжением, а не за счет накала - практически вечные (ну, вечные ровно в той мере, в коей вечна их полупроводниковая пускорегулирующая обвязка ). Опять же охлаждение - ладно светодиод в 20мВт охладить, это можно, а 20Вт светодиодов, да если они компактно размещены? А ведь это напрямую влияет на стоимость и срок службы.

Если, скажем, появятся дешевые нанотрубки (настолько дешевые, чтобы их в лампочку пихать) - выиграют газоразрядные, так как по напряжению питания они догонят светодиоды, а по долговечности и КПД превзойдут. Если раньше стоимость ПП снизится до приемлимого уровня - ну, стало быть, ПП.
Так что вопрос еще очень даже открыт...

>А почему лампочки, сделанные в СССР, 50-60-х годов были долговечнее?

Потому что перед заводом требование конкурентоспособности не ставилось.

2 Татарин: а из-за чего газорязрядные лампы деградируют?

[quote|Rada, 13.04.2004 18:10:34 :]2 Татарин: а из-за чего газорязрядные лампы деградируют?[/quote]

Насколько я знаю, из-за отравления атмосферы внутри лампы (плохая герметизация, испарение материалов) и деградации люминофора от УФ.

У обычных люминсцентных ламп используемых для освещения ("длинные" ЛДС) обычно просто сгорает нить накала - 90% неисправностей. Ну и пускорегулирующаяя аппаратура - стартеры-кондеры - добивает процент почти до ста, так что до деградации собссно ламп дело обычно не доходит.

Светосостав можно сейчас радикально улучшить, до состояния практически вечного. (В шкафу за спиной лежит образец, которому в свое время дали не-знаю-сколько килорентген под стронций-иттриевым источником, а затем пихали на долгие часы в реактор в попытке массово сгенерировать дефекты. И нифига. Помогли только медленные нейтроны, да и то - только из-за активации и последующего разрушения ядрами отдачи. Уж от УФ-то он бы точно не страдал .
Проблема в том, что это никому не надо: лампа все равно перегорит прежде чем деградация даже нынешнего светосостава станет актуальной.

Есть высокочастотные лампочки, без нити накала (кстати, "сгоревшие" обычные ЛДС тоже можно использовать в таком режиме, видел даже схемки. Заодно - никакого мерцания). Но и там, боюсь, определяющим будет срок службы электроники, а вовсе не самой лампы.
Да и КПД у них заметно пониже (за счет преобразователя "сеть - высокое ВЧ") - update: соврамши , см. ниже.

Ну и оффтопик, но раз уж про освещение речь зашла:
Есть интересная идея - покрывать окна которые используются только для освещения (ну не смотрит никто через них, в потолке, например) светосоставом, который преобразует солнечный УФ в видимый, усиливая светопоток. Для парников в России (впереди планеты всей, натюрлих ) выпускаются пленки "Урожай" ("Платан", вроде, делает) - преобразует спектр в оптимальный для фотосинтеза. Заодно поглощает вредный УФ и ИК (чтоб наружу не вылезал). Просто, сердито, и никакого електричества.

Татарин>Есть высокочастотные лампочки, без нити накала (кстати, "сгоревшие" обычные ЛДС тоже можно использовать в таком режиме, видел даже схемки. Заодно - никакого мерцания)
Зачем обычным ЛДС высокая частота? Они и на постоянном токе неплохо работают. Без всякого мерцания.
Татарин>КПД у них заметно пониже (за счет преобразователя "сеть - высокое ВЧ").
КПД выпрямителя очень неплохой.

[quote|ED, 13.04.2004 23:03:17 :]Татарин>Есть высокочастотные лампочки, без нити накала (кстати, "сгоревшие" обычные ЛДС тоже можно использовать в таком режиме, видел даже схемки. Заодно - никакого мерцания)
Зачем обычным ЛДС высокая частота? Они и на постоянном токе неплохо работают. Без всякого мерцания.
Татарин>КПД у них заметно пониже (за счет преобразователя "сеть - высокое ВЧ").
КПД выпрямителя очень неплохой.[/quote]

Чтобы пробить холодную лампу нужно высокое напряжение, выше 300в. Повышающий транс на такое напряжение и 50 Герц - дорогое удовольствие. Можно, наверное, и умножитель... но --
-- как выяснилось, я откровенную фигню сказал: КПД высокочастотных заметно выше , попутал. А питают их высокой частотой именно для того чтобы повысить КПД за счет околоэлектродных потерь.

Насчет преобразователя - это мое ИМХО было. Сорри за введение в заблуждение, впредь буду осторожней. :\

>Чтобы пробить холодную лампу нужно высокое напряжение, выше 300в. Повышающий транс на такое напряжение и 50 Герц - дорогое удовольствие. Можно, наверное, и умножитель...
А нафига транс? В сети номинально 315 вольт. Но этого действительно маловато для поджига - удваивать всё равно надо. Спасает то, что высокое напряжение нужно только для старта, подом хватает и маленького. Умножитель очень простой получается.
(Хотя в принципе питание ЛДС переменным напряжением предпочтительнее).

[quote|ED, 14.04.2004 00:00:07 :](Хотя в принципе питание ЛДС переменным напряжением предпочтительнее).[/quote]

Из соображений целостности электродов, что ли?

ED>Зачем обычным ЛДС высокая частота?

Во-первых, очевидно, чтоб не мерцала. Во-вторых, при меньшем периоде между "переполюсовками" газ меньше деионизируется → быстрее пробивается на следующем полупериоде → больше светоотдача.

ED>Они и на постоянном токе неплохо работают...
...но недолго. "Поляризуются". Вот всяком случае, срок службы до "потемнения" одного из концов и потери эмиссии уменьшается в разы. Можно, конечно, раз в месяц просто лампу переворачивать, но никто ж этого реально делать не будет...

Оправдано питание ЛДС постоянным током в тех случаях, когда их ресурс не особо важен: "резервные" источники света, фонари всяческие и т.п.

ED>КПД выпрямителя очень неплохой.

Во всяком случае, КПД системы "ВЧ балласт + ЛДС" выше, чем "НЧ балласт + ЛДС", и уж во много раз выше, чем КПД лампы накаливания.

Татарин>Из соображений целостности электродов, что ли?
GrayCat уже ответил. Добавлю, что один конец не с начала светится. Некрасиво.

ED>Зачем обычным ЛДС высокая частота?
GrayCat>очевидно, чтоб не мерцала.
Я имел в виду – зачем любая частота. Не менее очевидно, что при постоянке вообще не мерцает.

GrayCat>Во всяком случае, КПД системы "ВЧ балласт + ЛДС" выше, чем "НЧ балласт + ЛДС"
Ага. Только в первом случае нужно сначала преобразовать НЧ в ВЧ. С соответствующими потерями. И затратами.

GrayCat>и уж во много раз выше, чем КПД лампы накаливания.
Ну дак! Зачем бы тогда вообще огород городить было.