Искусственный свет сопровождает людей уже многие тысячи лет. Дольше всего использовался свет пламени костра. Затем он был заменен пламенем свечей. До появления первого источника света, основанного на электричестве, на протяжении долгого времени ни одно жилище не обходилось без свечного светильника. С освоением электроэнергии первым источником света стала лампа накаливания.
Ниже пойдет речь о том, как:
- эволюционировала лампа накаливания и усовершенствовался ее световой поток;
- появлялись новые конструкции на основе накала тела за счет электрического сопротивления электрическому току;
- увеличивалась светоотдача ламп накаливания по мере появления новых технических решений;
- и о некоторых других особенностях источников света.
Простейший электрический излучатель света
Появившийся после освоения электроэнергии первый электрический источник света по сути повторил свечу. Просто вместо пламени как результата химической реакции появился углеродный элемент, который тоже сгорает, но уже от воздействия электричества, и не нуждается в кислороде. Световая отдача целого светильника с множеством свечей теперь заменялась светом одной единственной лампочки. Довольно долго световая отдача ламп накаливания на бытовом уровне оценивалась в свечах. Например, о лампочках накаливания 36 Вт, 40 Вт или 60 Вт говорили: лампочка в 36, 40 или в 60 свечей.
Позднее электрическая мощность и измеряемый в люменах световой поток стали главными параметрами, по которым оценивалась световая отдача электрических источников света. После того как первые угольные электрические лампы отгорели свое, стало ясно, что такой горячий источник света можно эффективно усовершенствовать. Если устранить контакт с воздухом излучателя света, его характеристики существенно улучшатся. Станет возможным:
- продление срока эксплуатации;
- увеличение температуры нагрева излучателя;
- увеличение яркости, поскольку световая отдача увеличивается вслед за температурой.
Была придумана колба с откачанным воздухом и небольшим количеством инертного газа. Но подлинным прорывом стала замена углерода на вольфрамовую спираль. Была достигнута максимальная температура нагрева светового излучателя на основе металлов и соответственно получена близкая к своему максимуму световая отдача для них. Последнее до сегодняшнего дня улучшение ламп накаливания связано с применением специальных добавок на основе галогенов. Они добавляются в колбу и электрохимическим путем восстанавливают спираль. При этом ее стало возможно нагревать до еще более высокой температуры.
Конструктивные разновидности
За все время своего существования лампы накаливания воплотились в многочисленных моделях. Их размеры и внешний вид на сегодняшний день довольно разнообразны. Сейчас выпускаются как совсем миниатюрные лампочки накаливания с размерами колбы со спичечную головку, так и большие мощные «солнца» для теплиц и других помещений, а также открытых пространств. Мощность таких «солнечных» источников света измеряется киловаттами. Существуют лампы накаливания, запитываемые от электросети 20 киловатт.
 |
 |
| Миниатюрная лампочка | Очень мощная и большая лампа |
И несмотря на преимущества люминесцентной лампы и несомненные достоинства светодиодных излучателей, лампочки накаливания продолжают занимать заметное место среди источников света. Ведь световой поток люминесцентных ламп вне зависимости от каких-либо усовершенствований остается с линейчатым спектром, который не соответствует естественному освещению. А большая светоотдача светодиодов при совсем незначительной потребляемой мощности лишена тепла.
С целью воздействия на спектральный состав света путем увеличения амплитуды интенсивности на определенных диапазонах длины волны, а также для получения заданной направленности применяются определенные конструктивные изменения. Главным образом они затрагивают колбу. Разные части ее поверхности покрываются амальгамой, применяются разные сорта стекла, например матовое или цветное. Так широкой популярностью пользуется синяя лампа, для местного согревания применяемая в медицинских целях. Также широко известна красная лампа, применяемая во время проявления фотопленки и фотобумаги.
| Разные ламповые колбы | ||
 |
 |
 |
| с отражателем | красная для фото | синяя медицинская |
Незаменимые труженики
Лампы накаливания по-прежнему являются реальными заменителями солнечного света. При этом они почти не выделяют ультрафиолета, вредного для многих живых организмов, длина волны которого менее 400 нанометров. Зимой при пониженной температуре для нормальной жизнедеятельности растений, животных и человека нужны свет и тепло. Лампа накаливания совмещает в себе и то, и другое. При этом большой ресурс наиболее долговечных светодиодных ламп может быть сопоставим с продолжительностью работы лампочек накаливания.
Например, продолжительность работы лампы накаливания 100 Вт составляет примерно 1 000–2 000 часов. Но если при помощи диммера уменьшить напряжение, подаваемое на лампочку, и мощность ее при этом снизится до 75 ватт, эта лампа будет светить годами. Безусловно, световой поток лампы накаливания 100 ватт заметно больше, чем при ограничении ее мощности на уровне 75 Вт. Но если стоит вопрос об использовании светодиодных ламп в первую очередь по причине их долговечности, лампочка накаливания, работающая не в полную силу, вполне может выиграть такой «тендер».
После появления первых источников электрического света было придумано много разных световых излучателей. Однако экономность всегда была и остается одним из самых важных критериев в любом вопросе. В том числе и в светотехнике. Поэтому такой показатель источников света как лм/Вт (люмен/ватт) является одним из основных. В связи с этим интересно посмотреть величины этого показателя для разных световых излучателей (в таблице далее).
Из таблицы получается, что по показателю лм/Вт из всех современных источников света лампы накаливания наименее эффективны. Но есть факторы, которые еще на многие годы обеспечат этим устройствам востребованность в определенных нишах светотехнического рынка:
- простота их конструкции;
- по-настоящему теплый свет;
- неожиданная долговечность, легко получаемая с помощью диммеров.
