Содержание

от ламп накаливания к светодиодам

Искусственное освещение используется человечеством испокон веков, ведь наши глаза не могут видеть в темноте, как, например, у кошек. Сначала использовался огонь, который давал тусклый свет, затем после появления электричества и открытия многих законов физики появились лампы накаливания, дуговые лампы и люминесцентные лампы. До последнего времени в вопросах освещения оставались популярными лампочки накаливания из-за их низкой цены и длительного срока службы. Это продолжалось до тех самых пор, пока не стало ясно, что использовать лампы, более 90% энергии которых уходит в тепло, а не в свет, в современном обществе не экологично и не экономично. Поэтому первым шагом правительств многих стран, в том числе и России, был запрет на использование ламп накаливания большой мощности. А в будущем грядет полный отказ от таких ламп. Сначала предлагалось заменить их энергосберегающими лампами, в основе которых лежат простые электролюминесцентные лампы, более известные у нас как лампы дневного света (ЛДС) или компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).

Согласно рекламе, эти лампы служат дольше (до 8 лет), чем лампы накаливания, но иногда бывает и наоборот – все зависит от качества и производителя энергосберегающей лампы. Другим типом ламп, развитие которых мы сейчас и наблюдаем, можно назвать светодиодные лампы, еще более экономичные, чем энергосберегающие лампы.

Рис. 1 Светодиодное освещение на примере прожектора

Так, например, на рисунке 1 вы видите яркий светодиодный прожектор, который потребляет 76 Вт, а светит как обычный прожектор 300 Вт.

Как уже говорилось, первыми в эстафету борьбы за экономичность включились газоразрядные электролюминесцентные лампы, которые потребляют примерно в пять раз меньше энергии, чем лампы накаливания, при аналогичном световом потоке. Но у них есть и свои недостатки, в частности, невозможность регулировки светового потока и необходимость специальной утилизации, поскольку внутри содержатся пары ртути. На сегодняшний день самыми эффективными являются светодиодные лампы, которые потребляют энергии до 10 раз меньше ламп накаливания и в 2-3 раза меньше энергосберегающих ламп КЛЛ.

При этом, все же, золотой серединой можно назвать именно люминесцентные лампы, популярные сейчас, которые обладают приемлемой стоимостью и относительно длительным сроком службы. Но стоит отметить, что светодиодные лампы практически вечны, хотя они же и самые дорогие. Их плюсом является возможность получения разного спектра свечения за счет подбора цветовых оттенков составляющих лампу светодиодов. Кроме того, интенсивность свечения светодиодных ламп достаточно легко регулировать, в отличие от энергосберегающих газоразрядных ламп, поэтому массовое появление в продаже диммируемых ламп (с функцией изменения яркости свечения) не заставит себя ждать (Рис. 2).

Рис. 2 18Вт диммируемая лампа аналогична 75Вт лампе накаливания

Пожалуй, именно светодиодные полупроводниковые лампы имеют наибольшие перспективы всеобщего применения в быту и производстве. Благодаря высокой надежности, долговечности и экономичности светодиоды уже успешно применяются в современных системах индикации. Однако из-за малой мощности в бытовом освещении они до недавнего времени применялись мало. Тем не менее, в последние годы было создано множество светодиодов, обладающих световым потоком, которого достаточно для мощного прожекторного освещения, не говоря уже об освещении бытовых и офисных помещений. А уж бытовые лампы не так сложно найти на полках магазинов. Процесс замены обычной лампы накаливания на светодиодную аналогичен таковому в случае с энергосберегающими лампами – то есть достаточно выкрутить старую лампу и вкрутить вместо неё новую светодиодную. Относительная дороговизна светодиодных ламп объясняется тем, что полупроводниковые светодиоды высокой яркости достаточно дороги, плюс для их питания необходим преобразователь напряжения, который компактно размещен в цоколе такой лампы. Конструкция лампы представляет собой обычно блок из одного или нескольких светодиодов, где управление направлением светового потока осуществляется специальной линзой (угол может варьироваться от 10 градусов до 60).

Под линзой и светодиодами находится алюминиевый радиатор, который охлаждает светодиоды и силовые элементы преобразователя напряжения. Последний необходим для получения нужного для светодиодов постоянного тока, так как яркость светодиодов управляется именно величиной тока.

Еще одно применение светодиодных ламп – это декоративная подсветка и развитие растений. Последнее особенно интересно, поскольку в некоторых условиях растения получают недостаточно солнечного света для полноценного фотосинтеза. Однако спектр свечения обычных и люминесцентных ламп совершенно не подходит для искусственного освещения растений с целью их развития и роста. А вот разнообразные светодиоды позволяют подобрать свет с практически любой длиной волны, что может дать полноценное освещение теплиц и парников. На рисунках 3 и 4 показаны светодиодные лампы для освещения растений в фермерских и домашних хозяйствах, которые являются гораздо эффективнее и экономичнее, чем люминесцентные лампы.

Рис. 3 Светодиодные лампы для растений

Рис. 4 Светодиодное освещение растений

В декоративном освещении светодиодные лампы находят применение по все той же причине – большой выбор разнообразных цветов свечения. К этому можно прибавить и направленное излучение света полупроводниковым прибором. В декорациях светодиодами выделяются некоторые элементы дизайна или организуется оригинальная цветная подсветка. Так, на рисунке 5 вы видите, как применяют светодиоды для освещения витрин.

Рис. 5 Светодиодное освещение витрин

Для освещения квартир и офисов на рынке представлено множество заменителей ламп накаливания, основанных на светодиодах. Они созданы для большинства стандартных патронов и могут быть заменены так же, как обычная лампочка. Взять, например, лампы от компании GlacialLight – подразделения небезызвестной GlacialTech, которая сделала себе имя на производстве систем охлаждения для компьютерных комплектующих, компьютерных вентиляторов и блоков питания. Складывая воедино все три направления, становится понятно, что компания в состоянии сделать хорошие лампы, ведь состав светодиодной лампы включает радиатор охлаждения, светодиоды и блок питания светодиодов.

Радиатор у ламп GlacialLight, кстати, самый эффективный в своем классе: он изготовлен из специального сплава, что делает лампу на 20% легче аналогов, а специальная конструкция позволяет эффективно отводить тепло, благодаря чему лампа не нагревается выше 55 градусов Цельсия.

Рис. 6 Различные варианты цоколей лампы GL-BR20

GlacialLight предлагает различные варианты цоколей ламп – E27, GU10, B22 (Рис. 6). Под стандартные цоколи есть обычные и диммируемые лампы, хотя последние стоят дороже и поддерживают далеко не все типы диммеров, но позволяют организовать плавно приглушаемое освещение, что может быть важно для освещения квартир, а особенно ресторанов или театров. При этом энергопотребление этих ламп остается очень низким. В лампах встроены системы рассеивания светового потока, необходимые для того, чтобы угол рассеивания света был шире. Лампы GlacialLight выпускаются в трех вариантах: с матированным рассеивающим стеклом, в варианте Frosted (оригинальный граненый рассеиватель) и в открытом варианте (Рис.

7).

Рис. 7 Различные варианты линз на одной модели лампы

В сочетании светодиодов с линзой у ламп GlacialLight угол рассеивания света составляет 24, 60, 90 или 120 градусов. Этого вполне достаточно для замены традиционных ламп и люминесцентных энергосберегающих ламп. При этом светопропускание рассеивающей системы составляет не менее 90%, то есть линзой задерживается не более 10% светового потока, что почти не отражается на значении светового потока лампы. Такие значения достигаются благодаря использованию специальных видов пластика и линз. В следующем году GlacialTech планирует представить яркие лампы серий Lyra и Rigel со световым потоком 500 и 1000 люмен. Что касается диммируемых ламп, то уже сегодня компания предлагает лампы серии GL-BR, которые приходят на замену ламп накаливания 20, 40, 60 и 75 Вт. Новые светильники обладают долгим сроком службы, не менее 35000 часов, и рассчитаны на патрон E27 или E26. Напряжение питания ламп может составлять 110В или 220В.

Но главной особенностью новых ламп является поддержка функции изменения яркости свечения, ранее доступной только у ламп накаливания. Поэтому лампы GlacialLight можно использовать совместно с диммерами типа TRIAC для освещения как жилых помещений, так и предприятий, офисов и любых других помещений. Благодаря новому драйверу лампы можно затемнять практически до нуля благодаря функции TRIAC. Не составит труда и заменить старые лампы на новые, ведь они рассчитаны на стандартный патрон.

Источник: “IT-world.ru – Мир информационных технологий”

Вернуться к списку

Что такое лампа накаливания и в чём её отличие от энергосберегающей лампы? | Вечные вопросы | Вопрос-Ответ

Запрет на продажу ламп накаливания мощностью от 75 Вт и более может быть снят. С такой инициативой выступает

представитель фракции «Справедливая Россия» Андрей Крутов. Депутат считает, что прежде чем переходить на энергосберегающие технологии, следует провести ревизию состояния электросетей. Люминесцентные лампы, по словам Крутова, не позволяют сэкономить. Ведь большинство энергопотерь в России происходит не от ламп накаливания, а из-за общей изношенности инфраструктуры.

Продажа ламп накаливания была запрещена в 2009 году по инициативе Дмитрия Медведева, который на тот момент занимал пост президента РФ. Согласно приятому законопроекту, с 2011 года в России был введён полный запрет оборота источников света мощностью 100 Вт и более. Также планировалось с 2013 года ввести аналогичный запрет для ламп накаливания мощностью 75 Вт и более, а с 2014 года предполагалось полностью от них отказаться и перейти на энергосберегающие лампы.

Что такое лампа накаливания?

Лампа накаливания — источник света, который излучает световой поток в результате накала нити из металла (вольфрама).

Нить накала помещена в стеклянный сосуд, наполненный инертным газом (криптоном, азотом, аргоном). Принцип действия лампы накаливания основан на явлении нагрева проводника при прохождении через него электрического тока. Вольфрамовая нить накала при подключении к источнику тока раскаляется до высокой температуры, в результате чего излучает свет. Световой поток, излучаемый нитью накала, близок к естественному, дневному свету, поэтому не вызывает дискомфорта при длительном использовании.

Преимущества ламп накаливания:

  • относительно невысокая стоимость;
  • мгновенное зажигание при включении;
  • небольшие габаритные размеры;
  • широкий диапазон мощностей.

Недостатки ламп накаливания:

  • большая яркость самой лампы, что негативно воздействует на зрение при взгляде на лампу.

В чем отличие энергосберегающей лампы от лампочки накаливания?

Лампа накаливания Энергосберегающая лампа

Источник света, в котором преобразование электрической энергии в световую происходит в результате накаливания. До светящегося состояния в них нагревается металлический проводник (спираль из сплавов на основе вольфрама).

Электрическая лампа — это колба, которая наполнена парами ртути и аргона. На внутренние стенки лампы нанесён особый порошок (люминофор). При включении энергосберегающей лампочки пары ртути, находящиеся в лампе, создают ультрафиолетовое излучение, а оно, проходя через люминофор, находящийся на поверхностности лампы, преобразуется в свет.

Цена и срок службы

Низкая цена. Быстро перегорают, срок службы лампы накаливания — до 1000 часов. Причина выхода из строя лампы накаливания — перегорание нити накала.

Цена выше в 10–20 раз, чем у лампы накаливания, но она компенсируется долговечностью лампы — от 6 до 15 тысяч часов непрерывного горения.

Световая отдача

Низкий КПД (порядка 15 %). Остальные затраты энергии идут на нагрев. Температура разогретой нити достигает 2600–3000 ºС. Свет идёт только от вольфрамовой спирали.

Высокая световая отдача. Мощность соответствует пятикратной мощности лампы накаливания, то есть 12 Wt энергосберегающей соответствует 60 Wt обычной. Свет распределяется мягче и равномернее. Есть широкий выбор цвета свечения. Цвет зависит от количества нанесённого люминофора. Обычно на упаковке указывают следующие данные: 2700 К — тёплый белый свет, 4200 К — дневной свет, 6400 К — холодный белый свет.

Какую опасность представляют энергосберегающие лампы?

Энергосберегающие лампы содержат в своём составе в небольшом количестве ртуть, отравление малыми дозами паров которой может вызвать неврологические заболевания (меркуриализм, «ртутный тремор»). Выбрасывать люминесцентную просто в мусорный бак нельзя, о чём и предупреждает потребителя соответствующий значок на упаковке. Принимать такие лампы должны районные ДЭЗ и РЭУ. Однако на практике это работает далеко не везде.

  • Ультрафиолетовое излучение

При работе люминесцентных ламп небольшое количество ультрафиолетового излучения выходит наружу лампы через стеклянную колбу, что может быть потенциальной угрозой для людей с кожей, слишком чувствительной к этому излучению. Наиболее опасным является воздействие УФ-излучения на роговицу и сетчатку глаза. Поэтому энергосберегающие лампы не рекомендуется располагать ближе 3 метров от глаз.

  • Необычный цвет

Свет люминесцентной лампы отличается от света от лампы накаливания, и многие люди не могут к нему привыкнуть.

Почему хотят вернуть лампы накаливания?

По словам члена комитета Госдумы по энергетике Андрея Крутова, принятый депутатами закон о запрете ламп накаливания не встретил одобрения среди населения. «Мы получали множество обращений от граждан, для них стоимость новых энергоэффективных лампочек непомерно высока — ведь они зачастую в десять, а то и более раз дороже привычных ламп накаливания, при этом за прошедшие годы мы не заметили обещанной экономии на электропотреблении», — заявил Крутов.

По его словам, это неудивительно: эффект от энергосберегающих ламп полностью нивелируется устаревшим и энергонеэффективным промышленным оборудованием, линиями электропередач, в которых и происходит львиная доля потерь электроэнергии. «Получается, что за счёт населения мы пытались повысить энергоэффективность устаревшей инфраструктуры, которую в итоге никто менять не собирался», — утверждает парламентарий.

Кроме этого, за последние годы так и не были созданы пункты по сбору энергосберегающих ламп. Содержащие опасную для здоровья ртуть лампы просто выбрасываются с обычным мусором, что в результате наносит вред экологической обстановке.

Почему был введён запрет на продажу ламп накаливания?

В 2009 году Дмитрий Медведев предложил экономить энергозапасы и с этой целью озвучил предложение о запрете на продажу ламп накаливания и их замене на энергосберегающие лампы.

«Мы — действительно самая крупная энергетическая страна. Но это не значит, что мы должны жечь наши энергозапасы без всякого ума. Ещё много лет назад было сказано, что делать с отдельными энергетическими продуктами и почему нельзя топить нефтью. Но мы, к сожалению, продолжаем топить нефтью, в прямом и переносном смысле этого слова обогревая нашу планету», — такое заявление сделал в 2009 году Дмитрий Медведев на заседании президиума Государственного совета по вопросу повышения энергоэффективности российской экономики.

Какие лампы выбрать – светодиодные или обычные.

Вы когда-нибудь задумывались над тем, чем отличаются обычные лампы накаливания и лампы со светодиодами? В этом посте мы постараемся кратко изложить принцип работы каждой из них.

Лампа накаливания.

Лампа накаливания – классическая лампочка, которая есть или была в каждом доме. Она производит свет, нагревая проволочную нить до температуры, которая приводит к генерации света. Металлическая проволока расположена в  прозрачной стеклянной колбе, которая либо заполнена инертным газом, либо вакуумирована (вакуум).

Лампы накаливания широко доступны и могут быть адаптированы к большому диапазону напряжений, работают как с переменным, так и с постоянным током. Дешевы в изготовлении и, соответственно они более доступны для покупателя.

Обладают хорошей способностью передавать цвет. Индекс цветопередачи (CRI) для лампы накаливания с цветовой температурой 2700K составляет 100 (идеальный показатель). По мере повышения цветовой температуры значения CRI снижаются незначительно, но обычно остаются выше 95 (считается отличным значением).

Основные недостатки в лампах накаливания:

Лампы накаливания имеют плохую энергоэффективность, с показателем  около 10 люмен / ватт. К сожалению, большая часть потребляемой ими энергии (~ 90%) уходит на выработку тепла. Также имеют не продолжительный срок службы и составляет около 1200 часов.

В сравнении с светодиодными лампами, лампа накаливания имеет низкую цену, но по соответствия сроку службы с одной LED лампой, Вам понадобится минимум 20-30 обычных ламп.

Применение.

Основное применение ламп накаливания – освещение жилых и нежилых помещений. Не используется на открытом воздухе или в больших помещениях из-за короткого срока службы и низкой энергоэффективности.

Лампа светодиодная.

устройство светодиодной лампы

Важно отметить, что светодиоды изменили мир освещения в лучшую сторону, и практическое применение этой технологии практически безгранично.

LED обозначает светоизлучающий диод – это электрическое устройство или компонент с двумя электродами (анодом и катодом), через которые проходит ток в одном направлении (через анод и через катод). Диоды изготавливаются из полупроводниковых материалов. Когда ток проходит через полупроводниковый материал, устройство излучает видимый свет.

Основные преимущества светодиодных светильников:

Светодиодные осветительные приборы имеют чрезвычайно долгий срок службы по сравнению с любой другой технологией освещения (включая люминесцентные лампы и лампы накаливания). Новые устройства могут работать от 20 000 до 100 000 часов.

Чрезвычайно энергоэффективны по сравнению с любыми другими коммерчески доступными технологиями освещения. Расходуют очень мало электроэнергии в виде инфракрасного излучения (тепла) и излучают свет направленно (более 180 градусов).

Высокое качество светового потока и многообразие цветовой температуры: теплый свет, дневной свет, холодный белый свет.

Основные недостатки в светодиодных ламп:

Цена, освещение при помощи светодиодных ламп относительно дорогое удовольствие. Первоначальные затраты больше, чем на большинство альтернатив. Тем не менее, цена на светодиоды быстро снижается, по мере их массового внедрения.

Применение.

Первоначально светодиоды использовались только в платах компьютеров и другой различной электроаппаратуре. Со временем применение данной технологии расширилось и постепенно заняло доминирующее место – это  светофоры, рекламные вывески и, внутреннее и наружное освещение, а это  спортзалы, склады, школы и торговые помещения, дорожное освещение.

Please follow and like us:

Лампы накаливания типа А – Лампы накаливания – Лампочки

Номер детали: S150PS25RSSL
Бренд:
Sylvania
Номер детали:
150PS25 / RS / SL 120V
Код заказа:
15300
Тип лампы:
Лампа накаливания
Кол-во в корпусе:
60
л :
0. 163
Длина:
5,938 дюйма
UPC:
046135153006
Срок службы:
1000 часов
Мощность:
150 Вт
Тип:
Среднее напряжение:
Напряжение:
(E26)
Форма лампы:
PS25
CRI:
100
Люмен (начальный):
2145
Цветовая температура:
2850K
Цвет лампы:
Белый Белый Цвет лампы Номер детали: S15A15CL130V
Бренд:
Sylvania
Номер детали:
15A15 / CL 130V
Код заказа:
10019
Тип лампы:
Лампа накаливания
Кол-во в корпусе:
120 фунтов
0. 0642
Длина:
2,375 дюйма
UPC:
046135100192
Срок службы:
2,500 часов
Мощность:
15 Вт
9000 Тип:
9000 Среднее напряжение: (E26)
Форма лампы:
A15
CRI:
100
Люмен (начальная):
105
Цветовая температура:
2850K
9007 Цвет лампы:
Теплый белый
Номер детали: S15A15WRP120
Бренд:
Sylvania
Номер детали:
15A15WRP
Код заказа:
10015
Тип лампы:
Лампа накаливания
Кол-во в корпусе:
24.
UPC:
046135100154
Срок службы:
2,500 часов
Мощность:
15 Вт
Напряжение:
120V
000 Базовый тип
0007
000 Base Type:
000 Форма лампы:
A15
CRI:
100
Люмен (начальная):
65
Цветовая температура:
2500K
Цвет лампы:
Теплый белый
Номер детали: S25A130V
Торговая марка:
Sylvania
Номер детали:
25A 130V
Код заказа:
10645
Тип лампы:
Лампа накаливания
Кол-во в корпусе:
120
:
120
. 078
Длина:
3,938 дюйма
UPC:
046135106453
Срок службы:
2,500 часов
Мощность:
25 Вт
9000 Среднее напряжение: (E26)
Форма лампы:
A19
CRI:
100
Люмен (начальный):
180
Цветовая температура:
2850K
9007 Цвет лампы:
Белый
Теплый Номер детали: S25ACL130V
Торговая марка:
Sylvania
Номер детали:
25A / CL 130V
Код заказа:
10694
Тип лампы:
Лампа накаливания
Кол-во в корпусе:
120 фунтов
0. 078
Длина:
3.938 “
UPC:
046135106941
Срок службы:
2,500 часов
Мощность:
25 Вт
Тип:
Medium (E26)
Форма лампы:
A19
CRI:
100
Люмен (начальный):
180
Цветовая температура:
2850K
9007 Цвет лампы:
Белый
Теплый Номер детали: S30100A21WRP
Торговая марка:
Sylvania
Номер детали:
30 / 100A21 / W / RP 120V
Код заказа:
19385
Тип лампы:
Лампа накаливания
Вес корпуса:
фунтов):
0. 143
Длина:
5,313 дюйма
UPC:
046135193859
Срок службы:
1,200 часов
Мощность:
30/70/100 Ватт
Напряжение: :
3-контактный средний (E26)
Форма лампы:
A21
CRI:
100
Люмен (начальный):
290/915/1205
Цветовая температура:
Цвет лампы:
Теплый белый
Номер детали: S40A152PKRP
Бренд:
Sylvania
Номер детали:
40A15 / 2PK / RP
Код заказа:
10141
Тип лампы:
Лампа накаливания
Длина корпуса:
24 . 5 “
UPC:
04613510141
Срок службы:
1000 часов
Мощность:
40 Вт
Напряжение:
12026
Базовый тип:
0007 Базовый тип:
0007 Форма лампы:
A15
CRI:
100
Люмен (начальная):
430
Цветовая температура:
2850K
Цвет лампы:
Теплый белый
$ 3.99 Рекомендуемая производителем цена $ 0,92 EACASE из 24 Номер детали: S40A15CLD212
Бренд:
Sylvania
Номер детали:
40A15 / CL / DL / FAN / 2/12 / BL 120V
Код заказа:
10034
Тип лампы:
Лампа накаливания
Количество в корпусе:
12
Вес (фунты):
0. 084
Длина:
3,5 дюйма
UPC:
046135100345
Срок службы:
2000 часов
Мощность:
40 Вт
Тип среднего (E26)
Форма лампы:
A15
Люмен (начальный):
350
Номер детали: S40A15SL
Бренд:
Sylvania
Номер детали:
40A15 / SL 120V
Код заказа:
10082
Тип лампы:
Лампа накаливания
Кол-во в корпусе:
120
фунтов
0.0642
Длина:
3,5 “
UPC:
046135100826
Срок службы:
1000 часов
Мощность:
40 Вт
Среднее напряжение:
Среднее напряжение:
(E26)
Форма лампы:
A15
CRI:
100
Люмен (начальная):
415
Цветовая температура:
2850K
Цвет лампы:
Белый Белый Номер детали: S50150A21DLS
Бренд:
Sylvania
Номер детали:
50 / 150A21 / DLSW / RP 120V
Код заказа:
18044
Тип лампы:
Лампа накаливания
Вес корпуса:
фунтов):
0. 144
Длина:
5,313 дюйма
UPC:
046135180446
Срок службы:
2400 часов
Мощность:
50/100/150 Ватт
Напряжение:
:
3-контактный средний (E26)
Форма лампы:
A21
CRI:
100
Люмен (начальный):
510/1280/1790
Цветовая температура:
Цвет лампы:
Тёплый белый
Номер детали: S50150A21WRP
Бренд:
Sylvania
Номер детали:
50 / 150A21 / W / RP 120V
Код заказа:
18060
Тип лампы:
Лампа накаливания
Кол-во в корпусе:
12 фунтов):
0. 145
Длина:
5,313 дюйма
UPC:
046135180606
Срок службы:
1200 часов
Мощность:
50/100/150 Ватт
Напряжение:
Напряжение :
3-контактный средний (E26)
Форма лампы:
A21
CRI:
100
Люмен (начальный):
580/1540/2120
Цветовая температура:
Цвет лампы:
Теплый белый
Номер детали: SS4161
Торговая марка:
Satco
Номер детали:
S4161
Тип лампы:
Лампа накаливания
Регулируемая яркость:
Нет
Количество корпуса:
25000
. 5
Длина:
3,36 дюйма
UPC:
45923041617
Срок службы:
1000 часов
Мощность:
40 Вт
0005 Напряжение:
120V
Форма лампы:
A15
Люмен (начальная):
430
Цвет лампы:
Теплый белый

Показано: 1-12 из 12 подходящих элементов

Типы ламп накаливания и цоколя

Наша фиксированная ставка за наземную доставку в 48 смежных штатов составляет 8 долларов.99. Для Аляски / Гавайев базовая ставка составляет 27,59 долл. США, и при больших заказах может взиматься дополнительная плата. При отправке в Канаду вы можете добавить некоторые товары в корзину, чтобы определить стоимость доставки. Для некоторых более длинных люминесцентных / светодиодных ламп будет взиматься дополнительная плата за доставку; это покрывает все дополнительные транспортировочные материалы, необходимые для безопасного прибытия. Мы используем почтовое отделение США и FedEx для наших отправлений. Точные данные о перевозчике и услуге рассчитываются после упаковки заказа для отправки.Мы никогда не гарантируем определенный метод для любого заказа, если это не экспресс-заказ. Большинство заказов, имеющихся на складе, отправляются в течение 24 часов и доходят до клиентов примерно в течение недели. При использовании методов экспресс-доставки мы делаем все возможное, чтобы заказы, имеющиеся на складе, были отправлены в тот же день, при условии, что заказ был получен до 13:00 по центральному времени. В некоторых случаях заказ может быть отправлен на следующий рабочий день. Заказы доставляются из Миннесоты, что обеспечивает разумные сроки доставки как на побережье, так и в промежуточные районы.Мы отправляем клиентам номера для отслеживания по электронной почте после отправки заказов при наличии действующего адреса электронной почты. Если посылка отсутствует, наша служба поддержки клиентов должна быть уведомлена в течение 14 дней с момента подтверждения доставки перевозчиком, чтобы можно было своевременно подать претензию. При отправке за пределы США мы не несем ответственности за поврежденные или отсутствующие товары. Если посылка подтверждена перевозчиком для доставки по адресу, указанному клиентом, и посылка сообщается как пропавшая, ответственность за подачу заявки на пропавшую посылку или кражу с использованием перевозчика ложится на покупателя.Большая часть нашего процесса доставки автоматизирована – бывают случаи, когда заказы доставляются так быстро, что запросы на отмену по электронной почте / телефону не приходят вовремя. В этих случаях посылка будет отправлена, и будет применяться наша политика возврата.

Компоненты лампы


Лампа накаливания, лампа накаливания или шар накаливания – это электрический свет с проволочной нитью, нагретой до тех пор, пока она не начнет светиться. Нить накала заключена в колбу для защиты нити от окисления.Ток на нить накаливания подается с помощью клемм или проводов, встроенных в стекло. Патрон лампы обеспечивает механическую опору и электрические соединения.

Лампы накаливания производятся в широком диапазоне размеров, светоотдачи и номинального напряжения, от 1,5 до примерно 300 вольт. Они не требуют внешнего регулирующего оборудования, имеют низкие производственные затраты и одинаково хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе. В результате лампа накаливания стала широко использоваться в домашнем и коммерческом освещении, для портативного освещения, такого как настольные лампы, автомобильные фары и фонари, а также для декоративного и рекламного освещения.

Лампы накаливания очень неэффективны, чем другие типы электрического освещения, так как они преобразуют менее 5% энергии в видимый свет. Оставшаяся энергия теряется в виде лучистого тепла. Световая отдача типичной лампы накаливания составляет 16 люмен на ватт, по сравнению с 60 лм / Вт для компактной люминесцентной лампы (КЛЛ) или 150 лм / Вт для белых светодиодных ламп.

В некоторых приложениях фактически используется тепло, выделяемое нитью накала. Тепловые лампы предназначены для использования в инкубаторах, лавовых лампах и т. Д.Лампы с кварцевыми трубками используются в промышленных процессах, таких как отверждение краски или обогрев помещений.

Лампы накаливания обычно имеют короткий срок службы по сравнению с другими типами освещения; 1000 часов для домашних лампочек против 10 000 часов для компактных люминесцентных ламп (CLF) и 30 000 часов для светодиодов. Лампы накаливания легко заменить люминесцентными лампами, газоразрядными лампами высокой интенсивности и светодиодными лампами (LED).

Краткая история


Первая лампа накаливания была представлена ​​21 октября 1879 года Томасом Эдисоном.В оригинальной лампе использовалась углеродная нить накала в лампе, содержащей вакуум. В современных лампах в основном используются вольфрамовые нити с газовым наполнением вместо вакуума, хотя в лампах с тонкими нитями и меньшими токами по-прежнему используется вакуум, потому что они работают более эффективно.

Нить накала

Нить накала действует как резистор. Электрический ток проходит через нить накала, и сопротивление в нити заставляет ее нагреваться и накаливаться. Нити обычно достигают температуры намного выше 2000 ° по Цельсию.

Большая часть энергии, потребляемой лампой, выделяется в виде тепла, из-за чего ее производительность в люменах на ватт (LPW) становится низкой. Из-за высокой температуры нити накала вольфрам имеет тенденцию испаряться и собираться по бокам колбы. Из-за присущих нити дефектов она неравномерно истончается. Когда лампочка включается, внезапный всплеск энергии может привести к разрыву нити, потому что тонкие участки нагреваются намного быстрее, чем остальная часть нити, что приводит к выходу лампы из строя.

Качество света

Лампы накаливания демонстрируют плавное, равномерное спектральное распределение мощности (SPD), поскольку они используют тепло твердого объекта для получения света. Лампы накаливания также имеют очень высокие баллы по рейтингу CRI, но поскольку стандартные лампы накаливания производят очень мало лучистой энергии в коротковолновой части спектра, они не очень хорошо воспроизводят синий цвет.

The Upside

Низкая цветовая температура в сочетании с высоким индексом цветопередачи излучает теплый свет, который обеспечивает отличную цветопередачу телесных тонов.Кроме того, лампы накаливания доступны по цене, ими можно управлять с помощью схем диммирования, и они доступны в широком диапазоне размеров, конфигураций и мощностей.

Компоненты лампы


ABCDEFGHIJKLM

  1. Лампа: Обычно используется мягкое стекло. В некоторых лампах используется твердое стекло, чтобы выдерживать более высокие температуры колбы и для дополнительной защиты от поломки колбы из-за влаги. Лампочки бывают разной формы и отделки.
  2. Нить накала: Нить накала обычно представляет собой вольфрам.Нить накала может быть прямой проволокой, катушкой или спиральной катушкой.
  3. Подводящие провода: Подводящие провода сделаны из меди от основания до пресса штока и из никелированной меди или никеля от пресса штока до нити накала. Они проводят ток к нити накала.
  4. Связующие провода: Молибденовые провода поддерживают вводные провода.
  5. Stem Press: Подводящие провода в стекле имеют здесь герметичное уплотнение и состоят из сердечника из никелево-железного сплава и медной втулки (проволока Дюмета), чтобы обеспечить примерно такой же коэффициент расширения, что и у стекла. .
  6. Выхлопные трубы: Воздух выходит, и инертные газы попадают в колбу через эту трубу во время производства. Трубка, которая изначально выступает за пределы колбы, затем закрывается на достаточно короткую длину, чтобы ее можно было закрыть цоколем.
  7. База: Здесь происходит электрический контакт. Один подводящий провод припаян к центральному контакту, а другой припаян или приварен к верхнему краю основной оболочки. Изготовлен из латуни или алюминия.
  8. Газ: В большинстве ламп мощностью 40 Вт и более используется смесь азота и аргона. Газ замедляет испарение нити.
  9. Опорная проволока: Молибденовая проволока поддерживает нить.
  10. Кнопка: Стекло нагревается во время изготовления и в него помещается поддерживающая и стяжная проволока.
  11. Стержень кнопки: Стеклянный стержень поддерживает кнопку.
  12. Тепловой дефлектор: Используется в лампах общего назначения большей мощности и других типах, когда необходимо уменьшить циркуляцию горячих газов в шейке колбы.
  13. Предохранитель: Плавкий предохранитель защищает лампу и цепь от перегорания, если нить накаливания дуги.

JLC производит готовые вводные провода, сырье для ламп и поддерживающие провода для различных типов ламп. JLC Electromet – единственный производитель осветительного сырья для вводных проводов, а также готовых вводов на стадии легирования. Компания гордится тем, что освещает миллиарды ламп по всему миру в домах, офисах, больницах, на автомагистралях, в аэропортах, учреждениях и т. Д.

Компоненты лампы включают готовые вводные провода, сырье для ламп и поддерживающие провода для различных виды ламп.JLC Electromet – единственный производитель осветительного сырья для вводных проводов, а также готовых вводов на стадии легирования.

Лампа накаливания – Промышленный свет и мощность

Лампа накаливания, лампа накаливания или шар накаливания – это источник электрического света, который работает за счет накаливания (общий термин для теплового излучения света, который включает простой случай излучения черного тела). Электрический ток проходит через тонкую нить накала, нагревая ее до температуры, при которой возникает свет.В стеклянной колбе находится вакуум или инертный газ, предотвращающий окисление горячей нити. Лампы накаливания также иногда называют электрическими лампами, этот термин также применяется к оригинальным дуговым лампам.

Лампы накаливания производятся в широком диапазоне размеров и напряжений, от 1,5 вольт до примерно 300 вольт. Они не требуют внешнего регулирующего оборудования, имеют низкую стоимость производства и хорошо работают как на переменном, так и на постоянном токе. В результате лампа накаливания широко используется в домашнем и коммерческом освещении, для портативного освещения, такого как настольные лампы, автомобильные фары и фонарики, а также для декоративного и рекламного освещения.

В некоторых сферах применения лампы накаливания используется выделяемое тепло, например, в инкубаторах, инкубаториях для домашней птицы, обогревателях для резервуаров для рептилий, инфракрасном обогреве для промышленных процессов нагрева и сушки, а также в игрушке Easy-Bake Oven. В холодную погоду тепло от ламп накаливания способствует обогреву здания, но в жарком климате потери в лампах увеличивают энергию, используемую системами кондиционирования воздуха.

Лампы накаливания постепенно заменяются во многих приложениях другими типами электрического света, такими как (компактные) люминесцентные лампы, газоразрядные лампы высокой интенсивности, светоизлучающие диоды (светодиоды) и другие устройства. Эти новые технологии дают больше видимого света и меньше тепла при том же количестве потребляемой электроэнергии. Некоторые юрисдикции, такие как Европейский Союз, находятся в процессе постепенного отказа от использования ламп накаливания в пользу более энергоэффективного освещения. В Соединенных Штатах федеральный закон предусматривает отказ от ламп накаливания к 2014 году и их замену на более энергоэффективные лампочки.

** Эта технология постепенно выводится из употребления в Соединенных Штатах, и в конечном итоге планируется полностью отказаться от нее в соответствии с Федеральным законом о независимости и безопасности в области энергетики от 2007 года.

Лампа накаливания | Электротехнические уроки | Повязки Mepits

Лампа накаливания

Лампа накаливания, широко известная как шар накаливания или лампа накаливания – это просто электрический свет, используемый для выработки световой энергии. Производство света происходит с помощью вольфрамовой нити, нагреваемой проходящим через нее электрическим током. Для защиты нити от окисления используется кварцевая или стеклянная колба.Также колба заполнена инертным газом. Сегодня лампы накаливания бывают разных размеров, номиналов и мощности. Хотя эти лампы менее эффективны, чем другие типы электрических ламп, такие как CFL , LED , люминесцентные лампы и т. Д., Даже сейчас они считаются не просто устройством для создания света, а элементом комфорта и дизайна.

Конструкция лампы накаливания

Лампа накаливания была изобретена Томасом Эдисоном в 1879 году.У него очень простая структура. Здесь цоколь лампы имеет металлические контакты, которые подключаются к концам цепи. Металлические контакты, в свою очередь, подключаются к проводам, прикрепленным к нити накала. Вольфрамовая нить накала находится в центре лампы накаливания с помощью стеклянной оправы. Колба из кварца или стекла содержит нити, проволоку и инертные газы, такие как аргон и азот. Когда лампа накаливания получает питание, ток течет через нити и провода от контакта к контакту, и лампа светится.Это происходит из-за возбуждения атомов внутри и проскальзывания крошечных частиц через нить накала, заставляющего атомы отдавать энергию в виде тепла и света. Нить лампы накаливания сделана из вольфрама. Вольфрам сделан в виде двойной катушки, чтобы уместить ее в небольшом пространстве. В большинстве ламп накаливания используются нити на основе вольфрама.

Основные типы ламп накаливания

  • Стандартные лампы накаливания

Обычно используется в домах в качестве источника света.Он производит необходимый свет, просто нагревая катушку электрическим током. Также известна как ввинчиваемая лампа типа «А».

  • Энергосберегающие лампы накаливания

Это простой тип лампы накаливания, имеющей капсулу, состоящую из газообразного галогена вокруг вольфрамовой нити. Это используется для повышения эффективности лампы. Высокая стоимость – главный недостаток, но с точки зрения эффективности он отличный.Внутреннее покрытие колбы отражает тепло к капсуле и помогает утилизировать потерянную тепловую энергию.

Отражатель лампы рассеянного и прямого света. Используется для прожекторного и точечного освещения, а также для внутреннего и наружного освещения.

Формы ламп накаливания

Они бывают разных размеров и форм. Каждая лампочка обозначается буквой, за которой следует номер. Буква обозначает форму лампочки; число представляет диаметр в восьмых долях дюйма.

Преимущества и недостатки ламп накаливания

Преимущества

  • Подходит для освещения небольших площадей.
  • Дешево для потребителя.
  • Нет токсичных материалов.
  • Безопасен в обращении.
  • Быстро вовремя.
  • Без мерцания.

Недостатки

  • Не энергоэффективный.
  • Не подходит для больших площадей.
  • Малый срок службы по сравнению с другими лампочками.

Сравнение

В таблице ниже показано сравнение различных обычно используемых лампочек. Светодиодный светильник – это самая энергоэффективная лампочка с высокой ценой. У них огромная продолжительность жизни и они потребляют меньше энергии. Компактные люминесцентные лампы также потребляют очень мало тепла и более эффективны, чем лампы накаливания. Далее идет галогенная лампа, которая является улучшенной версией ламп накаливания.

Безопасно легкие миниатюрные лампы накаливания с использованием LTC2874

Лампы накаливания, описываемые как «обогреватели, излучающие немного света» [1] , являются мишенью правительств во всем мире из-за присущей им неэффективности. Лампы с более высокой мощностью могут быть обречены развивающимися стандартами эффективности, но их миниатюрные собратья все еще могут иметь светлое будущее в промышленных установках, таких как системы программируемых логических контроллеров (ПЛК) на 24 В.

Включение лампы накаливания 24 В постоянного тока – непростая задача для драйвера микросхемы. Обычные вольфрамовые нити в холодном состоянии примерно в 15 раз более проводящие, чем в горячем состоянии. Следовательно, при зажигании лампы водитель должен справляться с состоянием, близким к короткому замыканию, без перегрева.

LTC2874 может безопасно работать с восемью лампами. Вот как.

LTC2874 – это интерфейс питания и сигнализации Quad IO-Link Master для устройств, подключенных кабелями длиной до 20 м.Работая от 8 В до 30 В, каждый выходной сигнал драйвера CQ принимает или потребляет 100 мА. Этого достаточно, чтобы зажечь миниатюрные лампочки мощностью 1 Вт (тип 40 мА) или 2 Вт (тип 80 или 85 мА), которые иногда используются в системах 24 В постоянного тока.

Каждый из четырех выходов CQ может управлять лампой, дополнительно поддерживая IO-Link при подключении к интеллектуальному устройству. Четыре выхода источника питания L + Hot Swap также могут быть задействованы, каждый из которых поддерживает ток до предела, установленного чувствительным резистором. Это означает, что один LTC2874 может работать с восемью лампами накаливания!

Выходы драйвера CQ LTC2874 (как и их выходные аналоги источника питания L +) защищены автоматическими выключателями максимального тока и схемами автоповтора с малым рабочим циклом, которые защищают от перегрева в случае неисправности или больших нагрузок.Как показано ниже, каждый вывод CQ легко зажигает лампочку мощностью 1 Вт, используя эти встроенные функции. В то время как нить накала потребляет высокий пусковой ток при нагревании, драйвер включается и выключается. Даже при рабочем цикле <1% лампа включается всего за несколько импульсов.

Соответствующие настройки битов регистра SPI:

Лампы большего размера, обладающие еще меньшим сопротивлением холодной нити накаливания, не нагреваются при импульсном воздействии в низком рабочем цикле, определяемом функцией автоповтора LTC2874. Однако LTC2874 может их зажечь, если микроконтроллер (через интерфейс SPI) определяет более быстрый интервал отключения при включении.

Вот как это работает. Драйвер CQ включается и ограничивает ток до 160 мА TYP. После 0,48 мс в состоянии перегрузки по току вывод / IRQ сигнализирует и драйвер отключается. Отвечая на запрос прерывания, микроконтроллер ожидает интервала охлаждения TOFF, а затем очищает регистр 0 × 4, что позволяет драйверу снова начать новый импульс. Этот повторяющийся цикл генерирует импульс на выходе с коэффициентом заполнения 0,48 мс / (0,48 мс + TOFF).

Чтобы избежать чрезмерного нагрева ИС, следует соблюдать две меры предосторожности:

  1. Избегайте использования рабочего цикла выше 5–10%.
  2. Ограничьте общую продолжительность импульса, возможно, до 1 секунды. Если к этому времени вывод / IRQ перестал сигнализировать, лампочка успешно загорелась. Если вывод / IRQ по-прежнему сигнализирует, мы должны принять меры против возможности жесткого короткого замыкания. Пора выключить водителя и объявить о неисправности.

Соответствующие настройки битов регистра SPI:

Чтобы увеличить гарантированный ток, расставьте точки над контактами CQ в любой комбинации. Просто не забудьте также объединить соответствующие входы драйверов (контакты TXD1-4) и элементы управления (контакты TXEN1-4 или биты регистра DVREN1-4).

Следующий пример кривой для лампы мощностью 2 Вт показывает, как более быстрый интервал между импульсами и пунктирные выходные сигналы ускоряют время включения.

Используя этот подход, три или четыре пунктирных контакта CQ могут работать с лампами даже большего размера.

Выходы источника питания L + могут управлять лампами аналогичным образом, используя режим автоповтора или синхронизируемый микроконтроллером импульсный режим. В этом приложении эти выходы добавляют гибкости (ограничения по току устанавливаются резисторами, время включения и выключения импульсов программируются) и ограничения (работа осуществляется только через интерфейс SPI).

Для этих выходов это внешний МОП-транзистор с горячей заменой, который не должен перегреваться. При определении рабочего цикла учитывайте безопасную рабочую зону (SOA) этого устройства.

Соответствующие настройки битов регистра SPI:

LT3669 / LT3669-2 также может включать лампы накаливания. Эти компоненты с двумя драйверами имеют встроенную схему импульсов, которая автоматически управляет рабочим циклом при превышении предельного выходного тока.

LTC2874 может безопасно работать с миниатюрными лампами накаливания.Для приложений 24 В постоянного тока контакты драйвера CQ могут работать с лампами мощностью 1 Вт с использованием встроенной функции автоповтора импульсов, с лампами мощностью 2 Вт с использованием микроконтроллера для управления рабочим циклом и несколько большего размера при объединении выходов. Выходы L + Hot Swap могут также включать лампы накаливания, что делает возможным использование восьмеричного драйвера лампы с микроконтроллером.

использованная литература

[1] Рахим, Сакиб. «Лампа накаливания уходит за кулисы после столетнего выступления. » New York Times , 28 июня 2010 г.

Удивительно сложная физика лампочки

Одно из самых глупых утверждений, которое всегда встречается в спорах о естественных и гуманитарных науках – о двух культурах К.П. Знаменитая лекция Сноу заключается в том, что клинический подход, присущий науке, каким-то образом лишает мир красоты и чудес. Это чушь, потому что верно прямо противоположное: изучение науки о том, как работает Вселенная, на самом деле помогает углубить чувство удивления, которое вы можете найти в, казалось бы, обычных объектах.

Возьмем, к примеру, простую традиционную лампочку накаливания. Это такая базовая технология, что мы принимаем ее как должное, но если вы углубитесь в квантовую физику, стоящую за ней, вы обнаружите, что происходит нечто удивительное.

Принцип действия лампочки очень прост: вы пропускаете электрический ток через тонкую нить накала, в результате чего она нагревается. Горячие предметы излучают свет, поэтому лампочка светится. Чем выше температура, тем интенсивнее свечение и тем более «белый» выходит излучаемый свет, поэтому, если вы достаточно нагреете нить накала, вы получите яркий источник света с длинами волн во всей видимой области спектра.

(Причина появления колбы – высокая температура – нагрев нити до необходимой температуры на воздухе вызовет химические реакции, которые быстро разрушат нить. Этого можно избежать, поместив нить в стеклянную колбу с откачанным воздухом. или, в лампах более высокой мощности, заменить инертным газом, например аргоном. Вот почему при помещении лампочки в микроволновую печь иногда возникают холодные мерцающие цвета – газ внутри создает плазму.)

Макс Планк 1901 г. (фото из Викимедиа) рядом с n лампой накаливания и ее спектром.Автор изображения … [+] Чад Орзель.

Свет, излучаемый горячим объектом, называется «излучением черного тела» и обладает некоторыми интересными простыми свойствами. Цвет света не сильно зависит от свойств нагреваемого материала, только его температура, а спектр света – интенсивность света, излучаемого на разных длинах волн – принимает форму широкого пика, длина волны которого изменяется. расположение довольно простым способом. Вы можете увидеть пример этой формы в этом известном мультфильме xkcd.

Однако этот спектр оказывается на удивление трудным для объяснения. Как я уже упоминал, когда писал о поистине радикальном вкладе Эйнштейна в физику, наиболее очевидный подход к этой проблеме дает катастрофические результаты. Макс Планк смог объяснить спектр в 1900 году, но ему пришлось прибегнуть к отчаянному математическому уловку, присвоив светоизлучающему материалу характерную энергию, зависящую от частоты света. Эту идею Эйнштейн подхватил в 1905 году, представив то, что мы сейчас называем фотонами, для объяснения фотоэлектрического эффекта.И эти модели неизбежно привели к развитию квантовой механики во всей ее красе.

Итак, тот факт, что лампа накаливания светится, напрямую зависит от природы частиц света и волновой природы материи. Этого самого по себе достаточно, чтобы добавить изумления к работе старой лампочки.

Есть немного иронии в том, что квантовая физика начинается с излучения черного тела, потому что сам термин «квант» происходит от представления о том, что энергия приходит в дискретных количествах, и нет ничего явно дискретного в свете от горячего объект. Гораздо более очевидным квантовым типом системы является излучение света отдельными атомами – с 1850-х годов было известно, что атомы определенных элементов поглощают и излучают свет с очень четко определенными длинами волн. Это использовалось для определения элементного состава различных типов звезд и даже для открытия новых элементов – элемент гелий, любимый малышами, любящими воздушные шары, назван в честь бога солнца Гелиоса, потому что он был впервые обнаружен благодаря необъяснимой линия поглощения в спектре Солнца.

Примеры спектров различных типов звезд, показывающие темные линии поглощения, которые астрономы используют … [+] для определения их состава. Изображение из NOAO, через http://apod.nasa.gov/apod/ap010530.html

Дискретные линии поглощения и излучения атомов были полезны, но оставались загадкой до 1913 года, когда Нильс Бор предложил первую квантовую модель атома водорода. В модели Бора электрону в водороде разрешено существовать только на определенных орбитах с четко определенной энергией, а атомы поглощают излучаемый свет только при перемещении между этими орбитами. Длины волн излучаемого света определяются разницей энергии между орбитами в соответствии с квантовыми правилами, введенными Планком и Эйнштейном. Это прекрасно работает для водорода и обеспечивает концептуальное объяснение спектров других элементов (хотя определение конкретных орбит для других атомов требует добавления некоторых дополнительных постулатов к модели Бора, которые в конечном итоге становятся чем-то вроде барокко).

Однако между этими двумя идеями есть некоторый конфликт. Если атомы поглощают и излучают свет только с дискретными длинами волн, причем определенные длины волн уникальны для каждого элемента, как вы можете получить спектр черного тела от горячего объекта, который не зависит от состава материала, а только от его? температура? Почему лампочка с вольфрамовой нитью не излучает свет другого цвета, чем, скажем, углеродное волокно, которое Эдисон первоначально использовал в своих первых коммерческих лампочках?

На каком-то уровне вы можете задействовать сложную физику материалов, чтобы помахать рукой мимо этого. Электроны в твердых объектах занимают широкие энергетические полосы, а не четко определенные состояния (когда у меня будет больше времени, я напишу объяснение этого, продолжая обсуждение ограниченных объектов …), что делает его своего рода правдоподобным. что излучение может принимать более широкий спектр. Однако сложнее объяснить такой объект, как Солнце, который, как известно, представляет собой массу раскаленного газа (нагретого квантовой физикой), а не твердый объект с энергетическими полосами. И все же спектр Солнца очень похож на спектр черного тела для объекта с температурой около 6000 кельвинов, а не на дискретный набор ярких линий, который вы видите в образце газообразного водорода.

Итак, как же перейти от дискретного спектра линий, характерных для конкретного элемента, к широкому спектру черного тела? Что ж, путь невероятный …

Атомы поглощают и излучают свет на дискретных длинах волн, когда они перемещаются между уровнями энергии, но этот процесс не является полностью монохроматическим – то есть атом, который поглощает и излучает на определенной длине волны, скажем, 100 нанометров (длина волны хорошо в ультрафиолетовую область спектра) также может взаимодействовать со светом с длиной волны 500 нм (зеленоватый свет, около середины видимого спектра). Вероятность того, что атом, который хочет поглощать и излучать на длине волны 100 нм, поглощать или излучать свет на длине волны 500 нм, чрезвычайно мала, поэтому вы никогда не задумываетесь об этом, думая об отдельном атоме или диффузном газе атомов.

Если вы говорите о чем-то размером с Солнце или даже размером с нить накала лампочки, вы говорите о количестве атомов, которое почти невообразимо огромно. Нить накала лампочки с массой в несколько граммов содержит примерно 10 000 000 000 000 000 000 000 атомов вольфрама, а количество атомов водорода на Солнце добавило бы к этому количеству еще тридцать с лишним нулей.

Вероятность того, что любой из этих атомов испускает фотон размером 500 нм вместо фотона 100 нм, невероятно мала, но вероятность того, что какой-нибудь атом из этой огромной массы сделает это, довольно высока. И как только это произойдет, у этого длинноволнового фотона будет гораздо больше шансов выбраться наружу без поглощения, чем у 100-нанометрового фотона, который, вероятно, не пройдет очень далеко, пока его не поглотит другой атом. И этот новый атом имеет крошечный, но ненулевой шанс испустить фотон с длиной волны 500 нм и так далее.

По мере того, как свет медленно выходит из гигантского скопления атомов, фотоны с длиной волны 100 нм, которые атомы любят поглощать и излучать, в конечном итоге преобразуются в более длинноволновые видимые фотоны.Широкий спектр, который мы видим, исходящий от нити накала лампочки или от Солнца, является результатом огромного количества событий, которые по отдельности невероятно маловероятны, но в совокупности неизбежны. И когда вы прорабатываете детали процесса, принимая во внимание энергию теплового движения атомов, вы получаете спектр черного тела.

Итак, как и будильник на моей прикроватной тумбочке, работа чего-то столь же обычного, как лампа накаливания, оказывается связана с удивительно глубокой и удивительной физикой.Это не только исторически важно как пример явления, положившего начало квантовой физике, но и само поведение, которое привело к квантовому трюку Планка, является результатом причудливой и удивительной квантовой физики.

Вот вам и идея о том, что изучение физики устраняет чувство удивления миром …


(Если вы хотите, чтобы это получилось с помощью целой кучи математики, эта статья 2005 года из American Journal of Physics очень хороша и служит основой для большей части этой статьи.На это мне указали после того, как несколько лет назад вслух поразмышляли над этим процессом в ScienceBlogs.) .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.