При нагреве до 1000 К видимое излучение отсутствует. С повышением температуры световой к.п.д. черного тела быстро увеличивается и достигает максимума - 14,5% при температуре около 6500 К. При этом max излучения находится в видимой области спектра. Дальнейшее повышение температуры приводит к смещению max излучения в соответствии с законом Вина в УФ область спектра. В результате световой к.п.д. снижается.

Реальные тела, выполняющие роль тепловых излучателей, не могут быть нагреты до 6500 К. На практике до 3665 К может быть нагрет только вольфрам из-за нарушения механической прочности.

Реальный к.п.д. ламп накаливания с вольфрамовой нитью не превышает 3,5 %.

Вместе с тем тепловой излучатель - высокоэффективный источник ИК излучения. Таким образом, лампы накаливания (ЛН) можно применять как для освещения, так и для облучения в технологических процессах. Тепловые излучатели, используемые для освещения, называются источниками света

(ИС), или лампами. Источники, богатые ИК излучением, называются ИК излучателями.

Принято также деление на «темные» и «светлые» источники. У «темных» доля видимого излучения не превышает доли процента, а температура тела накала обычно не выше 100(7 С. Это обычно ИК излучатели. У «светлых» доля видимого излучения и температура тела накала значительно выше (это ИС).

Лампы накаливания.

Достоинства ЛН:

1. Простота обслуживания

2. Удобство в обращении и дешевизна

3. Разнообразие конструкций, напряжений и мощностей

4. Малые первоначальные затраты при оборудовании ОУ

5. Высокий уровень механизации производства

Во многих областях применения ЛН не имеют равноценной замены.

Недостатки:

1. Низкая световая отдача (8-20 лм/Вт)

2. Малый срок службы < 2000 час

3. Неудовлетворительное качество цветопередачи

4. Недостаточная прочность рядов типов специальных ламп.

Устройство ЛН

В общем балансе светового потока всех выпускаемых ламп на долю ЛН приходится 30-35 %.

Основная часть - тело накала. Это W-проволока круглого сечения, помещенная в стеклянную колбу, из которой откачан воздух для защиты от окисления. W-проволока закреплена на держателях.

Форма колбы - от цилиндрической до шарообразной. На колбе закреплен цоколь для включения в сеть.

Виды цоколей

1. Резьбовой

2. Штифтовой

3. Цилиндрический

4. Фокусирующий

Кроме прозрачных, колбы делают матированными или «молочными» для уменьшения слепящей яркости накала. Однако в таких колбах теряется до 20% светового потока.

В лампах некоторых типов есть отражатель в виде зеркального или диффузного напыления на внутренней поверхности колбы.

Светотехнические характеристики зависят от температуры накала, которая, в свою очередь, ограничена не только t_nmB W, но и его интенсивным распылением. Вследствие распыления уменьшается сечение W-проволоки, а на колбе образуется напыленная пленка W, которая снижает прозрачность колбы. Для уменьшения испарения:

1. наполняют колбу инертным газом

2. делают нить в виде спирали, биспирали, триспирали.

Чтобы снизить распыление W, внутрь лампы вводят дозированное количество йода. Эти лампы называют галогенными (ГЛН). Принцип работы ГЛН:

при 300 - 1200 С пары йода соединяются на стенке колбы с частицами W, и образуется иодид W - WI₂, концентрация которого у стенок колбы повышается. Под действием диффузии WI₂ перемещается к центру колбы (испаряется при температуре выше 250-300°). Вблизи тела накала при 1400-1600°С молекулы WI₂ распадаются и атомы W оседают на теле накала (и других деталях), имеющих температуру выше 1600°С. Освободившиеся атомы I диффундируют в объеме лампы и соединяются на стенках колбы с W, вновь образуя WI₂.

Условия образования иодно-вольфрамового цикла:

1. Температура внутренней стенки колбы должна быть> 250°С и < 1200°С, наиболее предпочтительна - 500-600°С, поэтому колбу изготавливают из кварца и придают ей необходимую форму для обеспечения равномерной

температуры.

2. Минимальная температура тела накала должна быть больше 1600°С.

3. I не должен образовывать на стенке лампы какие-либо другие химические соединения, кроме WI₂ (поэтому недопустимо применять в лампе Ni, Mo, Al-Zr- и Р-газопоглотители, с которыми I активно взаимодействует.

4. Количество I дозировано, т. к. пары I заметно поглощают видимое излучение в области 500-520 нм.

Иодно-вольфрамовый цикл, препятствуя осаждению W на колбе, не обеспечивает возвращение его в дефектные участки тела накала. Поэтому механизм перегорания тела накала остается таким же, как в обычных ЛН.

Длинные линейные ГЛН имеют недостатки: их невозможно долго эксплуатировать в наклонном или вертикальном положении, т.к. при этом галогены и инертный газ из-за разности молекулярных масс отделяются друг от друга и регенеративный цикл прекращается.

Преимущества ГЛН:

1. Повышенная светоотдача - до 26 лм/Вт

2. Повышенный срок службы - в 2-3 раза больше, чем у обычных ЛН

Механически прочная кварцевая колба позволяет наполнять лампы до высоких давлений ксеноном, что позволяет еще больше повысить срок службы и светоотдачу.

Применение ГЛН: в прожекторном освещении, для общего и местного освещения, для ИК-облучения, в автомобильных лампах-фарах, в кино- и фотосъемке, в аэродромном освещении и т.д.