• Что такое фактурная штукатурка
• Выбираем сухие строительные смеси
• Преимущества напряженного железобетона
• Что влияет на выбор кровельного материала
• В чем преимущество пробковых полов

Т а б vT. 1 .-И сторцческие даты развития лам п,ы накаливали я.

Год

Автор или фирма

Открытие или изобретение

1801 : Тенар и Деви

накаливанием электрическим

1802

1808 1838

1840

1845 1848

1854

18651869

1873

1877 1879

1905

1906

19061909

19121913

Деви Жобар

Грове

Старр и Кинг Стэйт

Адаме

Лодыгин

Яблочков Эдисон

К ужель

Сименс и Гальске, GEC

Опыты с проводников током

Открытие явления вольтовой дуги То же

Первое применение угля в качестве калильного тепа в лампах накаливания

Конструкция лампы, в которой в качестве калильного тела применялась платина в виде спирали

i Лампа накаливания с угольным стержнем

, Лампа накаливания с ири-[дием в качестве калильной нити

Первая практически при-I годная лампа накаливания 1с угольной нитью I Разрешение проблемы плотного впаивания металлич. электродов в creiuio I Первое примепение ламп накаливания с угольным I стержнем для освещения Пе-\ тербургского адмиралтейства Лампа накаливания со стержнем из каолина и смеси его с магнезией

Лампа накаливания с угольной нитью; отправной ; пункт широкого применения ламп накаливания для целей освещения

Работы по формированию угольной нити в атмосфере газообразных углеводородов Пощ'чение угольной нити из коллодия

Лампа накаливания со ; стержнем из проводника 2-го рода

Лампа накаливания с нитью из осмия

Лампа накаливания с нитью из циркония

I Лампа накаливания с нитью 1из тантала

1 Изготовление нити из вольфрама по способу замещения Введение в США ламны Gem с металлизированной угольной нитью

Применение способа коллоидального вольфрама для изготовления нитей

Применение способа амальгамы для изготовлен, нитей Разрешение задачи полу-чения тянутой вольфрамовой нити

Построение газонаполпен-ной лампы (с азотом)

применением специальных окрашенных баллонов можно достигнуть получения дневного света с потерями на поглошение в 30- 50%. Лампы накаливания отличаются по сравнению с другими источниками света отсутствием вредных выделений газов и паров при работе. Вследствие герметичности баллона и изоляции раскаленного тела от окружающего пространства лампы накаливания безопасны в пожарном отношении даже в помещениях, содержащих в атмосфере легко воспламеняющиеся примеси. Световая экономичность ламп накаливания находится на высшем уровне достигнутых для искусственных источников света пределов, при достаточном сроке службы, умеренной

г. Э. т. XI.

СТОИМОСТИ замены и чрезвычайном удобстве в эксплоатации.

Определяющим фактором световой отдачи ламп накаливания является рабочая t° калильного тела. Вследствие различной избирательности излучения различных материалов нити при одной и той же 1° и условиях (вакуум) удельный расход и световая отдача, например для вольфрама и угля, не равны. Введение в баллон инертного газа дает большое расхождение в удельном расходе при одинаковых Г и для одного материала нити, напр. вольфрама: здесь большое

Кривые зависимости температур от удельного расхода мощности

302015 109 3 7 6 5 t.St 3J

Фиг. 1.

значение имеют также t° и форма калильного тела. Кривые зависимости Т° от удельного расхода и светоотдач представлены для различных ламп на фиг. 1.* Вместе с t° увеличивается и яркость нити лампы накаливания. Значения яркостей основных f°-Hbix источников света приведены в табл. 2.

Табл. 2 .-3 н а ч е п и я яркостей о с н о е-ных 1°-ных источников света.

Источник света

Яркость

в СВ/с.1.

Керосиновое плалю.......

Угольная нить (3,3 Im/W) . . .

Вольфрамовая нить пустотных Л. э. 25 W (9,8 Im/W).....

Вольфрамовая нить газонапол-нен. Л. э. 50 W (10 Im/W) . .

Вольфрамовая нить газонаполненных Л. э. 100 W (12,9 Im/W)

Вольфрамовая нить газонаполненных Л. э. 500W (18,1 Im/W)

Кратер открытой дуговой Л. э.

Солнце........... . . i 150 ООО

1,39 55

190 462

1 ООО 18 ООО

1 850

2 150

2 450

2 685

2 760

2 930 4 200 6 ООО

В виду того что продолжительность срока службы ламп накаливания зависит от удельного расхода мощности (см. ниже), при выборе номинального удельного расхода данного типа лампы исходят из соотношения стоимости электрической Энергии и продажной стоимости лампы, пользуясь соответствующими вычислениями на основе данных нижеприведенной табл. 4. Значения нормальных удельных расходов мощности различных ламп накаливания приведены в табл. 3.

* Свечи (св.) здесь, так же как и в дальнейшем изложении, принимаются средние сферические международные за исключением мест, особо оговоренных.

Табл. 3 .-3 пачения нормальных удельных расходов мощности различных ламп накаливания.

В отношении напряжения электрич. сети и рода тока лампы накаливания по сравнению с другими Л. э. отличаются крайней нетребовательностью: лампы могут быть выполнены для любых напряжений, применяемых для осветительных целей на практике, без добавочных включительных и регулирующих средств, и работа их возмолша как на постоянном, так и на переменном токе. Режим сети оказывает влияние на изменение световых и электрическ. характеристик ламп накаливания б. или м. значительно в зависимости от материала нити. При небольших изменениях напряжения, неболеех 10%, можно с достаточной степенью точности пользоваться следующим ур-ием:

S=(!).

где Xi и 2-значения соответствующих характеристик из графы 1 табл. 4: силы света, или светового потока, потреб.1яемой мощности, удельного расхода, силы тока и срока службы; El и Е^-напрялсения, определяющие данный режим сети. Значения коэф. к для различных характеристик по отношению к норма.т1Ьному режиму различных пустотных ламп даны в табл. 4.

Табл. 4.-Значения k для различных т е р и с т и к.

В-препарированная, С-металлизированная, D-тантал овая и Е-встьфрамовая). Сопротивление нитей различных ламп в холодном состоянии (R) и при рабочих t° (Rf) приведено в табл. 5.

Лампы с угольной нитью в настоящее время в осветительных установках почти не применяются, т. к. вытеснены более совершенными лампами с вольфрам, нитью за исключением специальных, главным образом миниатюрных, ламп. Ранее изготовлялись силой света от 1 до 100 гориз. св. для напряжения 2-250 V. Уд. расход мощности зависит от напряжения, для к-рого предназначена лампа, и мощности лампы. Как правило лампы высокого напряжения и малой мощности, имеющие тонкую нить, имеют и больший удельный расход. Удельный расход обыкновенно колеблется в пределах

Табл. 5.-с опротивление нитей накаливания.

различных ламп

X а р а к-

Последняя строка и дает к для вычисления срока службы прп изменяющемся удельном расходе (значение удельн. расхода в данном ур-ии нужно вставить на место Е^яЕ^). Изменение сопротив.чения R нити из различных материалов в зависимости от изменения напряжения Е можно видеть из диаграммы фиг. 2 (А-:непрепарированная угольн, нить,

от 3,6 до 5,0 W на международную сферич. св., а светоотдача от 2,5 до 3,5 Im/W. Лампы с тонкими нитями маломощные и высоковольтные имеют нить, изготовленную из непрепарированного угля, с большим удельным сопротивлением; в этом случае удельный расход повышается от 4,4 до 5,8 W/cb., светоотдача 2,15-2,85 Im/W. Процесс препарирования, состоящий в отлолсении на поверхности нити более плотного слоя графита путем накаливания нити в атмосфере углеводородов, применяется для более то.л-стых нитей ламп средней и большой мощности. Продолжительность срока службы лампы может быть установлена в зависимости от удельного расхода мощности. Полезный срок службы колеблется от 300 до 800 часов и ограничивается потерей 20% первоначальной силы света, вызываемой распылением нити и почернением баллона. Полный срок службы до перегорания угольных ламп значительно превосходит полезный. Для специальных нагревательных целей в Германии применяют лампы с угольной нитью в атмосфере водорода с пониженной темп-рой накала (светло-красное каление) и общей мощностью около 250 W. Характерной особенностью угольной нити являются ее высокое удельное сопротивление, равное для непре-парированной нити (3-i-4)-10~SJ-c>t, и отрицательный Г-ный коэф-т сопротивления вследствие чего сопротивление нити в горячем состоянии при рабочей t° понижается приблизительно в 2 раза.

Лампы с металлизированной угольной нитью. Металлизированная нить может быть изготовлена из угля с примесью различных металлов и их солей. Однако путем обработки нити из чистого угля в электрич. печах при t° 3 ООО-3 300° перед ее препарированием можно придать ей

20 W 60 80 100 % Нормального папряхения

Фиг. 2.

/20 т

некоторые свойства металла, а именно-увеличить ее электропроводность и изменить отрицательный Г-ный коэф. на положительный. Широко распространенная в Америке в 1905-1918 гг. лампа Gem имела нить, приготовленную указанным способом. Достоинство этой лампы-более низкий по сравнению с обыкновенной угольной лампой удельный расход, доходящий до 3,0 W на сферич. св. соответственно светоотдаче 4,20 Im/W, при полезном сроке службы ее около 600 ч. Недостаток-более длинная, тонкая и хрупкая нить, к-рая плохо вьщерживает сотрясения. В настоящее время совершенно вытеснена лампами с вольфрамовой нитью. Изменение характеристич. данных лампы в зависимости от изменения напряжения можно получить из ур-ия (1) и графы 4 табл. 4.

Лампы Нернста в качестве калильного тела имеют стержень из окиси циркония с примесью 15% окиси иттрия для повышения проводимости. Изготовлялись ранее СИ.ЯОЙ света от 13 до 170 горизонтальных св. для напряжения от 100 до 250 V. Удельный расход лампы равнялся ок. 2,4 Wna сферическую св. соответственно светоотдаче в 5,2 Im/W, при продолжительности горения от 350 до 500 ч. К неудобствам лампы д. б. отнесена затрата времени от 35 до 45 ск. на зажигание, а также большая чувствительность к колебаниям напряжения. Это обстоятельство, а также отрицательный коэф.

сопротивления лампы вызывают необходимость применения специальных балластных сонротивлений из железной проволоки в атмосфере водорода, повышающих удельный расход мощности ламны.

Лампы с осмиевой нитью были первыми практически пригодными лампами накаливания с метал.тической нитью и применялись до вытеснения их лампами с вольфрамовой нитью. Нить осмиевой лампы изготовлялась из чистого осмия путем прессования и состояла из отдельных дуг, навешенных на гибкие крючки и склеенных концами с помощью специальной пасты. В виду большой электропроводности осмия лампы изготовлялись для сравнительно низких напряжений-от 19 до 77 V при световой мощности 160-320 Im. Удельный расход мощности-около 2,1 W/cB. соответствует светоотдаче около 6,0 Im/W, при продолжительности срока службы свыше 1 000 ч. Неудобство ламп-неприспособленность к принятым на практике напряжениям.

Лампы с цирконовой нитью изготовлялись для напряжения до 170 V, при силе света до 50 горизонтальн. св. Удельный расход ок. 2,1 W/cB., соответствующий светоотдаче 6,0 Im/W, при продолж:ительности срока службы около 1 ООО ч. Как большинство ламп с прессованной нитью, цирконовые лампы отличались повышенной хрупкостью.

Лампы с танталовой нитью были первыми, в которых удалось получить нить из тянутого металла в виде сплошного калильного тела, размещенного на держателях в виде зигзага. Изготовлялись для всевозможных напряжений до 250 V силой света до 100 св. Удельн. расход ок. 2,1 W/cb., соответствующий светоотдаче 6,0 Im/W, при полезной продолжительности срока службы 600-800 ч. Недостаток лампы - повышение хрупкости нити при работе на переменном токе,-вызываемый рекристаллизацией металла.

Ламны с вольфрамовой нитью. Вольфрам обладает наиболее высокой точкой плавления по сравнению с другими тугоплавкими металлами (табл. 6); поэтому .там-

Табл. 6. -f

некоторых элементов.

пы с вольфрамовой нитью, имеющие более высокую рабочую Г, превосходят по световой отдаче все вышеприведенные типы ламп. Кроме точки плавления возможность повышения световой отдачи лампы накаливания определяется испарением металла нити, имеющим место при темп-ре ниже точки плавления. Эта причина между прочим не дает возможности использовать высокую точку размягчения угля, т. к. уголь в вакууме при высоких 1° возгоняется гораздо интенсивнее, нежели тугоплавкие металлы. Процесс испарения нити м. б. задержан присутствием в баллоне лампы нейтрального газа, замедля-

ющего процесс потери металла с поверхпо-сти нити. Этот принцип нашел применение при изготовлении газонаполненных ламп с вольфрамовой нитью.

Л. э. с вольфрамовой нитью, в настоящее время широко применяющиеся на практике, разделяются па две основных группы: а) л а и ы п у с т о т н ы е, б) лампы газонаполненные. Первая группа охватывает гл. обр. маломощные (не свыше 50 W) лампы для общего освещения и специальные сорта ламп, к-рые не требуют высокой световой отдачи. По конструкции калильного тела пустотные лампы м. б. разделены на 1) лампы с прямой (зигзагообразной) нитью и 2) лампы с винтообразной (спиральной) нитью. Вторая группа включает все лампы большой мощности (выше 50 W) и малые специальные лампы, требующие большой световой отдачи (напр. автомобильные, для кинопередвижек, проекционные и т. п.). Конструкция калильного тела - винтообразная нить в виде кольца и зигзага (плоского и кольцеобразного). По отношению к требованиям электрической сети лампы разделяются па: 1) лампы параллельного включения (главная электрическая характеристика - напряжение лампы) и 2) лампы последовательного включения (главная электрич. характеристика-сила тока, постоянная для данной группы последовательно вк.1юченных ламп). Определяющими электрическими характеристиками для каждого сорта ламп служат напряжепие, которое в большинстве случаев стандартизировано, и мощность лампы в W. Сила света лампы в свечах в настоящее время в качестве определяющего фактора классификации почти не применяется. По назначению лампы разделяются на стандартные, предназначающиеся для широкого применения в осветительных установках, и специальн. назначения (железнодорожные, трамвайные, автомобильные, миниатюрные, кинопроекционные, прожекторные и пр.).

а) Пустотные лампы. Нить первых пустотных .памп изготовлялась по способу прессования или продавливания массы, состоящей из порошка чистого вольфрама с примесью органических веществ или неорганических склеивающих веществ, через алмазные глазки. Полученная таким образом нить подвергалась прокаливанию при соответствующих условиях с целью удаления примесей. Нить при этом формируется в виде отдельных дуг, склеиваемых при монтаже с помощью специального клея. Лампа с вольфрамовой прессованной нитью, несмотря на ее повышенную по сравнению с другими лампами световую отдачу, которая достигает 7,0 Im/W, отличалась непрочностью (из-за хрупкости нити) и сравнительной дороговизной (вследствие сложных методов изготовления нити). Следующей стадией в усовершенствовании нити явилось применение в 1907 году фирмой Сименс и Гальске воль-фрамо-никелевого способа, который дал возможность получить калильное тело в виде сплошной проволоки из вольфрама с 10% никеля, удаляемого путем испарения. Современная тянутая вольфрамовая нить является идеальным телом накала в пределах t°,

к-рые допускаются применением вольфрама. Путем незначительных примесей в процессе обработки нити (см. Вольфрамовая проволока), а также применения некоторых специальных методов можно придать ей желаемые для калильного тела свойства: уменьшение хрупкости и способность противостоять провисанию при высоких темп-рах.Из таких примесей, задерживающих вредную рекристаллизацию металла, вызывающую хрупкость пити, на практике применяется окись тория и для устранения провисания спиральных нитей - примесь окиси кремния и щелочных металлов.

Сортамент пустотных ламп с во.тьфрамо-вой нитью для общего освещения в СССР определяется стандартом ОСТ 195, включающим лампы широкого потребления с прямой зигзагообразной нитью. Стандарт включает световые и электрические данные и размеры ламп, физич. и механич. свойства ламп, отбор проб и браковку, а также методику испьггания ламп. Световые и электрические данные пустотных ламп с установленными допусками приведены в табл. 8. Полезный срок службы лампы в стандарте определяется 20% потери первоначальной силы света. По сравнению с америк. и нем. лампами стандарт построен, с несколько менее строгими требованиями в отношении удельного расхода и срока службы.

В настоящее время и в Европе и в Америке пустотные лампы с прямозигзагообразной нитью вытеснены пустотными лампами с винтообразной (спиральной) нитью, мощностью от 15 до 25 W. Лампы имеют преимущества в смысле более удобного и дешевого монтажа нити и более целесообразного распределения светового потока. Лампы выполняются в баллонах, матированных изнутри, что уменьшает возможность загрязнения лампы во время эксплоатации. Потеря света на поглощение матированным баллоном в этом случае не превосходит 2%. В экспло-атационном отношении (в смысле световой отдачи) эти лампы преимуществ перед пустотными лампами с прямой питью не имеют. Данные германских пустотных ламп с винтообразной нитью приведены в табл. 7.

Табл. 7. - Данные г е р >т а н с к и х ламп с винтообразной нитью.

Напряжение в V

к

100-130

200-230 .

* Выполняются газонаполпенны.ми.

Пустотные вольфрамовые лампы специального назначения выполняются в очень большом количестве типов. Из них наиболее важными являются лампы, применяемые для транспорта, с повышенной прочностью нити, достигаемой целесообраз-

Табл. 8.-Световые и электрические данные пустотных ламп с вольфрамовой нитью (ОСТ 195).

Табл. 9.-Световые и электрические данные г а з о п а п о л н е н и ы х памп (ОСТ 195).

ными специальными укреплениями нити и понил^ением рабочей Г нити: железнодорожные-на 30-34 V и 60-65 V, от 15 до 25 W; трамвайные, последовательного включения по 4-5 штук, на 100-120 V, мощностью до 50W; автомобильные--на 4-16V, мощностью до 15 W; телефонно-сигнальные- на 8, 12 и 24 V, на 100-200 тА; различные

W 180° 70 Фиг. 3.

миниатюрные лампы для питания от аккумуляторных батарей-1,5, 2 и 4 V, мощностью до 2 W, для разных назначений: рудничные, медицинские, для карманных фонарей и проч.

Световые и физические свойства пустотных ламп. 1) Распределение светового потока лампы накаливания зависит от формы и расположения калильной нити, а также и от состояния поверхности баллона (прозрачный, матовый и т. д.). Распределение светового потока характеризуется обыкновенно двумя кривыми его распределения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В большинстве случаев

горизонтальная кривая распределения представляет кривую, б. или м. отличающуюся от окружности (фиг. 3). Вертикальная кривая распределения для ламп с прямой зигзагообразной нитью, а также для различных

Фиг. 4.

винтообразных (спиральных) нитей приведена на фиг. 4(i-зигзагообразн. прямая нить, 2-кольцеобразная спиральная нить, 3, 4- зигзагообразная спиральная нить). 2) Изменение светового потока в процессе работы лампы происходит в сторону уменьшения гл. обр. вследствие почернения стенок баллона, покрьшающихся налетом распыляющегося вольфрама нити, а также благодаря изменению сопротивления нити. Процесс изменения светового потока пустотной лампы идет по закону кривой Im фиг. 5, причем крутизна и форма кривой зависят от вакуума лампы.

500 Фиг. 5.

Срок служб1

t° калильной нити и отношения ее поверхности к поверхности баллона. Обыкновенно в лампах с тонкими нитями, имеющих меньшую поверхность распыления и меньшую Г, процесс уменьшения светового потока идет медленнее. Присутствие в баллоне вредных газов и водяных паров увеличивает потери силы света и искажает форму кривой. Повышение t° баллона выше нек-рых пределов иногда влечет за собой более быстрое почернение, происходящее б.тагодаря выделению водяных паров из стенок стекла и отделе-1ПП0 вредных газов, поглощенных в процессе действия химических реагентов (геттеров), применяемых при откачке ламп. Как

следствие понилгения светового потока и уменьшения потребляемой мощности от увеличения сопротивления нити понижается и светоотдача, что можно видеть также и из кривой Im/W на фиг. 5. Почернение ламп с винтообразной (спиральной) нитью при одной и той л^е световой отдаче идет обыкновенно быстрее. 3) Изменение характеристических величин пустотных вольфрамовых ламп в зависимости от напряжения. При изменении напряжения сети изменяются также и основные характеристики лампы: мощность, световой поток, соответствующая си-

Вольфрамовая вакуумная пампа Ла СВОТа И уДСЛЬН. расход. в особенности резко изменяется при изменении напрялсения продолжительность срока службы. Кривые изменения различных характеристик пустотных ламп накаливания в зависимости от напряжения показаны на фиг. 6. 4) Изменение силы света при питании переменным го ъо io%£ ТОКОМ нахЪдится в обратной зависимос-w/ся. от частоты тока и диам. нити. Колебания при частоте выше 30 пер/ск. глазом пе замечаются. Неприятное ощущение начинает появляться лишь при числе периодов, меньшем 25 пер/ск.

б) Газонаполненные лампы. Эффект наполнения ламп накаливания инертным газом состоит: 1) в уменьшении раСпы-.тения нити во время горения вследствие отбрасывания испаряющихся частиц вольфрама частицами газа обратно на поверхность раскаленной нити (в вакууме частицы вольфрама двигаются прямолинейно и конденсируются в виде налета на рабочей поверхности колбы); 2) в отводе продуктов распыления вольфрама потоками нагретого газа в верхнюю часть баллона, где и происходит их конденсация. Так. обр. уменьшается

Срок службы

Фиг. 6,

почернение рабочей части баллона и увеличивается полезный срок службы. При накаливании нити в атмосфере инертного газа имеет место охлаждение через конвекцию, вызывающее увеличение потерь, и с этой точки зрения наполнение газом, казалось бы, д. б. вредным. Чтобы достигнуть в газонаполненной лампе такой же световой отдачи, как и в пустотной, необходимо повысить t° калильного тела путем подведения добавочной энергии. Возможность экономичного использования наполнения газом объясняется тем, что излучение энергии и света вместе -с 1° идет быстрее, нежели увеличение конвекционных потерь. Общий баланс расхода энергии (потерь) в пустотной и газонаполненной лампах в 100 W приведен в табл. 10.

Табл. 10.-О бщий баланс потерь в пу- стотной и газонаполненной лампах (в % от всей энергии).

Охлаждающий эффект газа относительно меньще для более толстых проводников, поэтому использование эффекта наполнення газом выгоднее для более мощных ламп. Объяснение этого факта, по предположепию Лангмюра, заключается в наличии неподвижного окружающего проводник слоя газа, имеющего одну и ту же толщину для тонких и толстых проводников. Вследствие этого действительная поверхность, охлаждаемая газом, в тонких проводниках относительно больще. Влияние диаметра нити на потери через конвекцию видно из табл. И, в к-рой приведены значения удельных расходов на горизонт, св. для проволок различ-ньгх диаметров при разных температурах в азоте и пустоте (по опытам Лангмюра).

Табл. 11 .-3 качения удельн ьтх расходов.

зависит равным образом и от природы газа. Одноатомные газы при этом вызывают мень-щее охлаждение. Это объясняется отсутствием в этом случае диссоциации молекулы на отдельные атомы, вызывающей излишнюю потерю энергии. Эффект различных газов для проводников различных диаметров при постоянной t° дает диаграмма фиг. 8. Здесь %1--I-,-,-р. а и tti - кривые свето-.?*fi-I-\-I-I-Н вых отдач для азота, Ъ и &1-для аргона и с и Cl-для ртутных паров при давлении около

1 atm, d и d--для проволоки в пустоте. Кривые а, Ъ, с я d при Т°

2 445 и 1, &1, Cl и di- %.Z fVn Т° 2 885. В произ-

7 водственнои практике

применяются только аргон и азот. Аргон-благодаря меньшим потерям на конвекцию-для малых лами; азот для крупных ламп.

Сортамент газонаполненных ламп с вольфрамовой нитью для общего освещения в

Черн. темп-ра.

2 400 2 600

2 800

3 ООО 3 200 3 400 3 540

Пустотн. лампы

1,00 0,63 0,45 0,33 0,26 0,21 0,20

Лампы, наполнеппые азотом

Диаметр в лш

0,025 0,051 0,127 0,254 0,508 1,27

4,80 2,53 1,54 1,00 0,70 0,52 0,45

3,13 1,71 1,07 0,71 0,51 0,39 0,34

2,02 1,14 0,74 0,50 0,37 0,30 0,27

1,59 0,93 0,62 0,43 0,33 0,26 0,24

1,35 0,81 0,53 0,39 0,30 0,24 0,22

Для использования этого явления представляется целесообразным применять нити, свитые в тесную спираль. Кривая потерь на охлаждение нити через конвекцию для ламп различи, мощностей представлена на фиг. 7. Охлаждение раскален, проводников газом

02 ОЛ 0,6 0,8 1,0 1,2 7,4 1,6 1,8 2.0 2,2 2it диаметр проволоки,мм Фпг. 8.

СССР определяется стандартом ОСТ 195, так же как и для пустотных ламп, содернащпм данные об их физических и механич. свойствах и методике испытания. Световые и электрическ. характеристики газонаполненных ламп приведены в таб.т. 9. По отношению к заграничным нормам на газонаполненные лампы в смысле светоотдачи наш стандарт для ламп средних (100 W) и высших мощностей на 110-120 V имеет отклонение в сторону понижения на 5-8%. Для ламп 220 V это отклонение не превышает 3%. Лампы меньшей мощности, 50, 75 W, вследствие технических затруднений наших ламповых фабрик имеют большее отклонение в светоотдаче по отношению к заграничным нормам. Полезный срок службы установлен для наших газонапол-ненньЕх ламп в 800 ч. Для американских ламп светоотдача определяется диаграммой фиг. 9 при полезном сроке стужбы в 1 ООО ч. Из диаграммы видно, что ниже 60 W в смысле светоотдачи выгоднее применять пустотные лампы. В настоящее время в заграничной практике, после введения спиральных вакуумных ламп мощностью 15-25 W, га-

2,54

1,18 0,72 0,-53 0,36 0,28 0,23 0,21

1,11 0,69 0,49 0,35 0,27 0,22 0,21

зонаполнеиные лампы выполняются, начиная от 40 W. Таким образом получается непрерывный ряд: пустотные и газонаполненные 15, 25, 40, 60 и 100 Wи далее газонаполненные лампы со шкалой (согласно стандарту ОСТ 195), которая приведена в табл. 9.

Газонаполненные лампы специального назначения распространены очень широко во всех случаях, где требуется значительный световой поток, большая концентрация и яркость света. В особенности применяются газонаполненные лампы в проекци-о'гоо'штттоу онных устройствах, ав-мощмость томобильных фарах и

Фиг. 9. пролекторах, а также

в кинотехнике. Для специальных целей при повышенной световой отдаче газонаполненные лампы имеют пониженный срок службы, в отдельных случаях доходяш,ий до 100 час. и ниже. В американской практике уличного освегцепия таклсе широко распространены газонаполненные лампы последовательного включения для па-пряжений от 74 до 56,4 V с силой тока 6,6, 7,5, 15 и 20 А и силой света до 1 200 св. Эти лампы имеют повышенную световую отдачу, доходяшую до 19,5 Im/W. Лампы для транспорта: а) лселезподорожные, выполняются мощностью до 100 W при 30-34 и 60-

Световые и физические свойства газонаполненных ламп. 1) Распреде.тение светового потока, зависящее от формы и расположения спирали, м. б. характеризовано кривыми для спиральных ламп, представленными на фиг. 5. 2) Изменение светового потока в процессе горения лампы зависит так же, как и в пустотных лампах, от состояния спирали и отсутствия вредных газов в окружающей среде. Поэтому, во избежание прелсдевременного почернения лампы, в процессе производства необходимо обращать внимание как на очистку от загрязнений самой вольфрамовой нити, так и на чистоту заполняющего газа при правильном режиме откачки. 3) Влияние изменения напряжения сети на основные электрические и световые характеристики м. б. выражено ур-ием (1). Значения коэф. /с, приведенные в табл. 4, можно считать правильными для газонаполненных .тамп лишь с небольшой степенью приближения, т. к. величина их меняется вместе с изменением исходного нормального релсима. В особенности это относится к определению срока службы в зависимости от напряжения и удельного расхода. (Наиболее типичные формы ламп накаливания представлены на фиг. 10.)

Производство ламп накаливания. По своему характеру это производство является типичным массовым производством, широко применяющим принцип разделения труда

Фиг. 10. J-грутиевиднап пустотная лампа, 2-шарообразная пустотная лаМна спиральная, 3-железнодорожная лампа, 4-трубчатая лампа, 5, б, 7-свечные лампы (для люстр), s-и.длюминационная лампа, 5-миниатюрная лампа, iO-автомобильная лампа, ii-прожекторная Nitra лампа, 2 2-софит-ная лампа, 7 3-газонаполненная Nitra лампа в 25 W, 74-то же в 500 W.

65 V. Для паровозов применяются более мощные лампы с концентрированной нитью, мощностью до 200 W; б) автомобильные лампы, выполняются мощностью до 100 W при напряжениях 6, 8 и 12-14 V. Проекционные лампы с концентрированной нитью различного расположения и формы выполняются очень больших мощностей-от 300 до 1 ООО W и выше. Мощные лампы для киноателье в Америке выполняются 10, 30, 60 kW в одной единице. Светоотдача таких мощных ламп для киноателье достигает 31,5 Im/W.

и автоматизацию отдельных операций. Вместе с этим правильная постановка производства требует серьезной научной базы, т. к. условия работы лампы соприкасаются с целым рядом весьма сложных физич. и химич. явлений. В качестве сырых материалов лампового производства применяются нек-рые полуфабрикаты, к к-рым д. б. предъявлены специальные требования.

Стекло, применяемое в ламповом производстве в виде различных палочек, трубок и колб, д. б. прозрачно, бесцветно и удоб-

но для обработки на газовых горелках. Коэф. линейного расширения стекла д. б. равен ко-эфициенту расширения вводных электродов. Величина его для применяемых в ламповом производстве стекол (свинцового и известко-во-содового) -9,0-10~в. Стекло это д. б. негигроскопичным и не обладать большой абсорбционной способностью по отношению к газам. Для ламп с газовым наполнением кроме того оно должно обладать специальными электрич. свойствами, так как t° стеклянных частей здесь может повышаться до 250-300° и стекло, будучи в холодном состоянии непроводником, в горячем может проводить ток электролитически, подобно расплавленным солям. Стекло д. б. стойким по отношению к воздействию атмосферич. влияний. Из-готов.тение стеклянных трубок и колб производится в настояшее время на автоматич. машинах. В случае бессвинцового стекла, более дешевого в эксплоатации, варка производится в ванных нечах, что обеспечивает непрерывность процесса и увеличение производительности завода.

Вводные провода кроме равенства коэф-та расширения их металла с коэф-том расширения стекла должны в то же время обладать хорошей смачиваемостью стеклом, что необходимо для плотной, газонепроницаемой их впайки. Ранее применялась для вводных проводов платина, к-рая вследствие дороговизны в настояшее время заменена комбинированной проволокой платинитом, состояшей из стержня из никелево-яселезного сплава, покрытого электролитич. медью. Сплав никеля с железом в зависимости от их %-ного содержания обладает коэфициентом расширения, изменяющимся в широких пределах (см. Инвар). Обыкновенно для вводных проводов применяется стержень из сплава 40% никеля и 60% железа. Никелевое железо не сплавляется с стеклом благодаря окисляемости, поэтому стержень покрывается электролитич. медью с таким расчетом, чтобы суммарный коэф-т расширения такой комбинации был равен коэф-ту расширения применяемого стекла. Медная оболочка для предохранения от окисления покрывается борнокислым калием, что увеличивает плотность спайки стекла и металла также благодаря образованию переходной борной эмали. Это борирование производится после обработки комбинированного металла путем проковки и протяяски и превращения в проволоку jST 0,20-0,25 м.м.

Металл для электродов и крючков не должен содержать в абсорбированном виде большого количества газов во избежание выделения их при накале лампы. Кроме того при рабочих t° не должны иметь места деформации металла, вредно отзывающиеся на крепости раскаленной нити. Для электродов применяется в большинстве случаев никелевая проволока, хотя в малых .тампах можно применять и чистую медь. Крючки и поддержки выполняются из молибдена (см. Молибден) б.71агодаря его упругости и высокой Г„. .. При вплавлении электродов и крючков в стекло необходимо считаться с неравенством коэф-тов расширения их металлов и коэф-та расширения стекла, вызывающим в нек-рых случаях (большое ко-

личество крючков, С.ТИЩКОМ толстые крючки) растрескивание стекла. Во избежание этого в мощных лампах стеклянные поддерживающие палочки выполняются составными-из специальных сортов стекол.

Вольфрамовая нить применяется или в виде прямой проволоки или в виде спирали (см. Вольфра.иовая проволока). Размеры нити (диаметр и длина) зависят от напряжения и мощности лампы. Для пустотн. ламп с прямой зигзагообразной нитью применяется вольфрам с примесью тория. Спиральные пустотные лампы, а также газонаполненные .тампы выполняются из так назыв. непровисающего вольфрама, содержащего окись кремния.

Изготовление пустотной ламп ы разбивается на несколько операций, последовательность к-рых для лампы с прямой нитью показана на фиг. 11. Из нарезанных

Фиг. 1 1.

кусков стек.тянной трубки 1 внизу ее образуют воронкообразное расширение - т а-релку 2, которая вместе с заготовленными: стеклянной па.точкой (штабпком) 3, стеклянной трубочкой (ш т е н г е л е м) 4 и электродами 5, состоящими из кусков никелевой, платинитовой и медной проволоки, идет в машину для сборки ножки 6 (в готовом виде). Посте вставления молибденовых крючков на сиециальной автоматхш. машине нонша 7 идет на операцию навивания нити, которая производится вручную. Готовая навитая ножка 8 поступает вместе с стеклянной колбой 9 на сварку этих деталей, выполняемую на автоматич. карусельной сварочной машине. Запаянная лампа 10 откачивается на автоматической насосной машине, построенной на принципе карусели, с специальными гнездами для присоединения ламп. При вращении лампа переходит через ряд позиций, на к-рых присоединяется последовательно к нескольким насосам, причем во время откачки лампа подогревается до 400° для удаления из стенок баллона находящихся в стекле газов и паров воды. Работа откачки благодаря нагреванию ба.тло-

на сильно ускоряется. Давление остаточных газов в момент отпайки ламп с насоса (которая производится автоматически) равняется 0,02-0,05 Hg.

Присутствие воздуха и водяных паров во время накала вызывает окисление нити, причем в случае водяных паров имеет место непрерывный перенос вольфрама с поверхности нити на стенки колбы. Процесс идет следующим порядком: водяные пары, соприкасаясь с раскаленной нитью, разлагаются на водород и кислород. Кислород, соединяясь с вольфрамом, образует летучий окисел вольфрама, в свою очередь восстанавливающийся освободившимся в процессе разлонения водяных паров водородом в вольфрам; последний в виде налета осаждается на стенках баллона с образованием вновь водяных паров. Этот процесс даже в присутствии незначительных следов водяных паров вызывает в сравнительно короткое время сильное почернение лампы. Другие газы нри давлении около 0,001 мм Hg могут повести к короткому замыканию внутри лампы. Эти остаточные газы вычищаются обыкновенно химическим путем с помощью фосфора и других реагентов. Фосфор с примесью других солей наносится па нить перед запай1шй лампы в распыленном виде или в виде смеси его с нитроцеллюлозой (т. н. геттер). После отпайки лампа включается последовательно с сопротивлением, равным приблизительно сопротивлению лампы, в цепь двойного напряжения (по отношению к номинальному). При зажигании лампы фосфор испаряется, и лампа наполняется синим сиянием благодаря электрическим разрядам через остаточные газы и пары фосфора. Без добавочного сопротивления в цепи лампы вследствие увеличения силы тока лампа м. б. разрушена. Соединяясь с фосфором, остаточные газы образуют бесцветный газовый осадок на стенках лампы. Окончательное давление, при к-ром вычистка прекращается, соответствует давлению поряд1а 0,0002 м.м llg.

После откачки и отпайки лампы 11 на лампу надевается цоколь, прикрепляемый к колбе с помощью шеллачной или бакелитовой замазки 12. Цоколь в зависимости от назначения лампы может быть или с винтовой нарезкой (цоколь Эдисона) или штыковой (цоколь Свана).

Операционная работа по изготовлению газонаполненной лампы идет аналогично работе по изготовлению пустотной лампы, за исключением подготовки нити и операции откачки, во время к-рой производится наполнение лампы инертным газом. Перед монтированием нити вольфрамовая проволока при подогревании навивается на специальных машинах в виде спирали на железный или бронзовый сердечник. Диам. сердечника, а также шаг спирали подбираются в зависимости от диам. применяемого вольфрама. После изготовления спирали она вместе с сердечником автоматич. машиной нарезается на куски нужной длины, и сердечник вытравляется в подогретых кислотах-серной, азотной или соляной, в зависимости от материала сердечника. Освобожденные от сердечника спирали очищаются прокаливанием в электрической печи в атмосфере водорода или промыванием в соответствующих растворах. Очищенную спираль навивают на ножку лампы. Откачка ламп с наполнением газом производится аналогично откачке пустотных ламп при нагревании баллона. После достижения необходимого вакуума лампа наполняется инертным газом (аргоном или азотом) при давлении около 600 мм Hg. Подготовка инертных газов в смысле их очистки должна производиться с возможной тщательностью. Обыкновенно азот и аргон добываются по способу Линде нз жидкого воздуха, который содержит 78% азота и 1% аргона. Азот кипит при-196°, аргон при-186° и кислород при

-182°; путем перегонки при соответствующих t° можно получить азот и аргон с большей или меньшей примесью кисторода. Остатки кислорода в азоте и аргоне удаляются сжиганием водорода в газе. Последние следы кислорода и водорода удаляются при прохождении газов через раскаленную медь и окись меди. Углекислота и водяные пары поглощаются каустич. содой и фосфорным ангидридом. Лампы с газовым наполнением не требуют зажигания их при вышеописанных для пустотных ламп условиях, так как, хотя фосфор при откачке их и применяется, однако процесс воздействия фосфора в газопа-полненной лампе существенно отличается от такового в пустотной лампе.

Перед упаковкой как пустотные, так и газонаполненные лампы подвергаются маркировке и проверке на кратковременное горение обыкновенно при повышенном (на 10%) напряжении. Современное производство ведется по принципу непрерывного потока- по схеме, показанной на фиг. 12. При этом способе контроль на . ,..

шрелки.штенгелв.

световые и ЭЛеКТрИ- о dweonayowH.

ческие свойства мо- / -

оставление

жет производиться р'0 <[ лишь вне произвол- Крн1чк11\- ственной линии. Поэтому такие испытания производятся в процессе производства в специальных отделениях только на выдержку в большем или в меньшем проценте в зависимости от налаженности и стандартности производства. Испытания на долговременное горение, дающие возможность судить о качестве выпускаемого продукта, таклсе должны производиться непрерывно и систематически путем отбора определенного процента ламп из каждой изготовляемой партии. Срок службы ламп определяется на основании сводок о проценте ламп, оставшихся не выбывшими из строя после определенного числа часов горения. Графическое изображение результатов такого испытания представлено на фиг. 13. Испытание ламп

ш воо 12001бдо20(Ю ооч. должно производиться

13 при номинальном на-

пряжении, причем колебания напряжения не должны превосходить установленных пределов.

Б. Лампы с вольтовой дугой. Вольфрамовая дуговая лампа отличается от обыкновенных дуговых ламп (см.) применением в качестве электродов вольфрама в атмосфере азота или благородных газов (см.). В зависимости от конструкции она может работать на постоянном и переменном токе. Зажигание производится тремя способами: а) с помощью раскаленного ионизатора в виде вольфрамовой спирали; б) контактным способом и автоматич. разрывом двух соприкасающихся электродов с помощью биметаллической поддержки электрода; в) путем ионизирующих вспомогательных электродов в атмосфере неона. Первые вольфрамовые дуговые

]околевяа и вымигаи:

окольная \\ масса

;>/Jpi

отпайки

./ загшика~ . л лампы

Фиг. 12.