Просмотр кода страницы Лампа накаливания

{{Falseredirect|Электрическая лампа}}
{{универсальная карточка}}
[[Файл:Symbol Visual indicator1.svg|мини|200px|Обозначение лампы накаливания на [[Принципиальная электрическая схема|принципиальных электрических схемах]]]]
'''Ла́мпа нака́ливания''' — [[искусственный источник света]], в котором свет испускается телом накала, нагреваемым электрическим током до высокой температуры. Является нелинейным элементом, поскольку чем выше температура, тем выше [[Электрическое сопротивление|сопротивление]] тела накала.

В качестве тела накала чаще всего используется [[спираль]] из тугоплавкого металла (обычно — [[вольфрам]]а) либо угольная нить. Чтобы исключить окисление тела накала при контакте с [[воздух]]ом, его помещают в [[вакуум]]ированную либо заполненную [[Благородные газы|инертными газами]] (чаще всего [[аргон]]ом, но возможно и использование [[криптон]]а вместо аргона) или парами колбу.

== Принцип действия ==
В лампе накаливания используется эффект нагревания тела накаливания при протекании через него [[Электрический ток|электрического тока]] (''[[Закон Джоуля — Ленца|тепловое действие тока]]''). [[Температура]] тела накаливания повышается после замыкания электрической цепи. Любые тела испускают [[электромагнитное излучение|электромагнитные]] [[тепловое излучение|тепловые волны]] в соответствии с [[Абсолютно чёрное тело|законом Планка]]. Спектральная плотность мощности излучения ([[Функция Планка]]) имеет максимум, длина волны которого на шкале длин волн зависит от температуры. Положение максимума в спектре излучения сдвигается с повышением температуры в сторону меньших длин волн ([[закон смещения Вина]]). Для получения видимого излучения необходимо, чтобы температура излучающего тела превышала {{nobr|570 [[градус Цельсия|°C]]}} (температура начала красного свечения, видимого человеческим глазом в темноте). Для зрения человека оптимальный, физиологически самый удобный спектральный состав видимого света отвечает излучению [[Абсолютно чёрное тело|абсолютно чёрного тела]] с температурой [[Фотосфера|фотосферы]] Солнца {{nobr|5770 [[кельвин|K]].}} Однако неизвестны твердые вещества, способные без разрушения выдержать температуру фотосферы Солнца, поэтому рабочие температуры нитей ламп накаливания лежат в пределах {{nobr|2000—2800 °C.}} В телах накаливания современных ламп накаливания применяется тугоплавкий и относительно недорогой вольфрам ([[температура плавления]] {{nobr|3410 °C),}} [[рений]] (температура плавления ниже на {{nobr|236 °C,}} но выше прочность при пороговых температурах) и очень редко [[осмий]] (температура плавления {{nobr|3045 °C).}} Поэтому [[спектр]] ламп накаливания смещён в красную часть спектра. Только малая доля электромагнитного излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на [[инфракрасное излучение]]. Чем меньше температура тела накаливания, тем меньшая доля [[Энергия|энергии]], подводимой к нагреваемой проволоке, преобразуется в полезное [[видимое излучение]], и тем более «красным» кажется излучение.

[[Файл:Spectral power distribution of a 25 W incandescent light bulb-ru.svg|мини|Распределение энергии в спектре 25-ваттной лампы накаливания]]

Для оценки физиологического качества светильников используется понятие [[цветовая температура|цветовой температуры]]. При типичных для ламп накаливания температурах {{nobr|2200—2900 K}} излучается желтоватый свет, отличный от дневного. В вечернее время «тёплый» {{nobr|(T < 3500 K)}} свет более комфортен для человека и меньше подавляет естественную выработку [[мелатонин]]а<ref>{{Cite web |url=http://www.gazeta.ru/science/2011/09/13_kz_3767285.shtml |title=Лампы с белыми LED подавляют выработку мелатонина — Газета.Ru {{!}} Наука |access-date=2012-10-27 |archive-date=2012-03-03 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120303092833/http://www.gazeta.ru/science/2011/09/13_kz_3767285.shtml |deadlink=no }}</ref>, важного для регуляции [[циркадный ритм|суточных циклов]] организма (нарушение его синтеза негативно сказывается на здоровье).

В атмосферном воздухе при высоких температурах вольфрам быстро окисляется в [[триоксид вольфрама]] (образуя характерный белый налёт на внутренней поверхности лампы при потере ею герметичности). По этой причине вольфрамовое тело накала помещают в герметичную колбу, из которой в процессе изготовления лампы откачивается воздух, и колба заполняется инертным газом — обычно [[аргон]]ом, реже [[криптон]]ом. На заре индустрии ламп их изготавливали с вакууммированными колбами; в настоящее время только лампы малой мощности (для ламп общего назначения — до {{nobr|25 Вт)}} изготавливают в вакуумированной колбе. Колбы более мощных ламп наполняют инертным газом ([[азот]]ом, [[аргон]]ом или [[криптон]]ом). Повышенное давление в колбе газонаполненных ламп уменьшает скорость испарения вольфрамовой нити. Это не только увеличивает срок службы лампы, но и позволяет повысить температуру тела накаливания. Таким образом, световой [[КПД]] повышается, а спектр излучения приближается к белому. Внутренняя поверхность колбы газонаполненной лампы медленнее темнеет при распылении материала тела накала в процессе работы, чем у вакуумированной лампы.

Все чистые металлы и их многие сплавы (в частности, вольфрам) имеют положительный [[Температурный коэффициент электрического сопротивления|температурный коэффициент сопротивления]], что означает увеличение электрического [[Удельное электрическое сопротивление|удельного сопротивления]] с ростом температуры. Эта особенность автоматически стабилизирует электрическую потребляемую мощность лампы на ограниченном уровне при подключении к [[Источник ЭДС|источнику напряжения]] (источнику с низким [[Внутреннее сопротивление|выходным сопротивлением]]), что позволяет подключать лампы непосредственно к электрическим распределительным сетям без использования ограничивающих ток балластных реактивных или активных [[двухполюсник]]ов, что экономически выгодно отличает их от [[Люминесцентная лампа|газоразрядных люминесцентных ламп]]. Для нити накаливания осветительной лампы типично сопротивление в холодном состоянии в {{nobr|10 раз}} меньше, чем в нагретом до рабочих температур.

Для изготовления обычной лампы накаливания требуется как минимум 7 различных металлов<ref>«Что такое? Кто такой?» Издательство Астрель. Москва, 2006 г.</ref>.

== Конструкция ==
[[Файл:Incandescent light bulb.svg|мини|Конструкция современной лампы накаливания. На схеме: 1 — колба; 2 — полость колбы (вакуумированная или наполненная газом); 3 — тело накала; 4, 5 — электроды (токовые вводы); 6 — крючки-держатели тела накала; 7 — ножка лампы; 8 — внешнее звено токоввода, предохранитель; 9 — корпус цоколя; 10 — изолятор цоколя (стекло); 11 — контакт донышка цоколя.]]
Конструкции ламп весьма разнообразны и зависят от назначения. Однако общими являются тело накала, колба и токовводы. В зависимости от особенностей конкретного типа лампы, могут применяться держатели тела накала различной конструкции. Крючки-держатели тела накала ламп накаливания (в том числе ламп накаливания общего назначения) изготовляются из [[молибден]]а<ref name="Slovar">{{статья|заглавие=Молибден|издание=[[Энциклопедический словарь (Педагогика)|Энциклопедический словарь]] юного химика. 2-е изд. |ответственный=Сост. В. А. Крицман, В. В. Станцо|место={{М}}|издательство=[[Педагогика (издательство)|Педагогика]] |isbn=5-7155-0292-6|год=1990|страницы=147—148}}</ref>. Лампы могут изготавливаться бесцокольными или с цоколями различных типов, иметь дополнительную внешнюю колбу и иные дополнительные конструктивные элементы.

=== Плавкий предохранитель ===
В конструкции ламп накаливания общего назначения предусматривается [[плавкий предохранитель]] — утоньшённый участок токовывода от тела накала из [[ковар]]а, и расположенное вне герметичной колбы лампы — как правило, в стеклянной ножке. Назначение предохранителя — предотвратить разрушение колбы при обрыве нити накала в процессе работы и в момент включения. При этом в зоне разрыва тела накала возникает [[электрическая дуга]], которая расплавляет остатки металла тела накала, капли расплавленного металла могут разрушить стекло колбы и вызвать пожар. Предохранитель рассчитан таким образом, чтобы при возникновении дуги он разрушался током дуги, который существенно превышает номинальный ток лампы. Проволочка предохранителя находится в полости, где давление равно атмосферному, а потому дуга, возникающая при плавлении предохранителя легко гаснет.

{{Начало цитаты}}
… лампочки часто перегорают именно в момент включения, когда нить холодная, и у неё [[Температурный коэффициент электрического сопротивления|низкое сопротивление]]. Чтобы при перегорании спирали не поддерживался дуговой разряд, который может вызвать перегрузку электросети, взрыв колбы и пожар, внутри многих лампочек есть плавкий предохранитель в виде участка более тонкой проволоки, идущего от цоколя внутри колбы. В перегоревшей лампочке часто наблюдаем прилипшие изнутри к стеклу шарики расплавленного металла в зоне, где проходил этот участок.
{{конец цитаты|источник=<ref>[https://archive.today/20220117111844/https://habr.com/ru/company/ruvds/blog/573550/#selection-611.71-611.88 Почему свинцово-кислотные аккумуляторы так сложно заряжать?] / [[Хабр]]</ref>}}

=== Колба ===
[[Файл:Incandescent bulb shapes.svg|мини|Принятые в европейских странах буквенные обозначения колб ламп накаливания (а также других типов электроламп, имитирующих их) в зависимости от их формы. Не следует путать с обозначениями типа цоколя, к примеру, как [[E27]], [[Двухштырьковый разъём|G4]] и т. д.]]
[[Файл:IMG 6077 - Bathroom Light.JPG|мини|слева|Колба из синего стекла у [[Лампа Минина|лампы Минина]], используемой в [[Фототерапия|фототерапии]]]]
Стеклянная колба защищает тело накала от воздействия атмосферных газов. Размеры колбы определяются скоростью осаждения материала тела накала.

В зависимости от типа лампы используются различные виды стекла. Для изготовления колб ламп накаливания и люминесцентных ламп обычно используют натриево-кальциевое силикатное стекло. В высокотемпературных лампах используют боросиликатное стекло, в то время как в газоразрядных лампах высокого давления — либо кварц, либо керамику для дуговой трубки и боросиликатное стекло для наружного баллона. Свинцовое стекло (содержащее от {{nobr|20 %}} до {{nobr|30 %}} свинца) обычно используется для герметизации концов ламповых баллонов.

''Вольфрамовые лампы''. Колбы обычно изготавливаются из кальциевого силикатного стекла, в то время как основание колбы — из свинцового стекла{{Нет АИ|1|11|2020}}.

''Вольфрамово-галогенные лампы''. Вместо стеклянных используются колбы из [[Кварцевое стекло|кварцевого стекла]], выдерживающие более высокие температуры. Однако кварцевые колбы потенциально опасны для глаз и кожи, так как кварцевое стекло хорошо пропускает [[ультрафиолетовое излучение]]. Несмотря на то, что вольфрамовое тело накала испускает относительно мало ультрафиолетовых лучей, длительное воздействие на небольшом расстоянии может привести к покраснению кожи и раздражению глаз. Дополнительная внешняя колба из обычного стекла задерживает ультрафиолетовое излучение, чем значительно снижает его вредное действие, а также обеспечивает защиту от осколков горячей кварцевой колбы в случае разрушения лампы во время её работы<ref>[http://base.safework.ru/iloenc?print&nd=857200696&spack=110LogLength%3D0%26LogNumDoc%3D857200681%26listid%3D010000000100%26listpos%3D4%26lsz%3D7%26nd%3D857200681%26nh%3D1%26 Изготовление электрических ламп.]</ref>.

=== Газовое наполнение ===
[[Файл:Halogenlampe G9 Osram.jpg|thumb|right|{{center|Галогеновая лампа}}]]
Колбы первых ламп были вакуумированы. Большинство современных ламп наполняется химически инертными газами (кроме ламп малой мощности, которые по-прежнему делают вакуумными){{Нет АИ|1|11|2020}}. Потери тепла через газ за счёт теплопроводности уменьшают путём выбора газа с большой молярной массой. Смеси [[азот]]а N<sub>2</sub> с [[аргон]]ом Ar являются наиболее распространёнными в силу малой стоимости, также применяют чистый осушенный [[аргон]], реже — [[криптон]] Kr или [[ксенон]] Xe ([[Молярная масса|молярные массы]]: N<sub>2</sub> — {{nobr|28,0134 [[грамм|г]]/[[Моль (единица измерения)|моль]];}} Ar: {{nobr|39,948 г/моль;}} Kr — {{nobr|83,798 г/моль;}} {{nobr|Xe — 131,293 г/моль).}}

Особой группой являются [[Галогенная лампа|галогенные лампы накаливания]]. Принципиальной их особенностью является введение в полость колбы [[Галогены|галогенов]] или их соединений. В такой лампе испарившийся с поверхности тела накала металл в холодной зоне лампы вступает в соединение с галогенами, образуя летучие галогениды. Галогениды металла разлагаются на раскалённом теле накаливания на металл и галоген, таким образом возвращая на тело накала испарившийся металл и освобождая галоген, таким образом происходит непрерывная циркуляция металла. Эта мера продлевает срок службы лампы и позволяет увеличить рабочую температуру.

=== Тело накала ===
[[Файл:Filament Lamp.JPG|мини|слева|Лампа с нитью накала из [[Углеродное волокно|углеродного волокна]]]]
[[Файл:Electric bulb filament.jpg|мини|Двойная спираль (биспираль) лампы Osram 200 Вт с токовводами и держателями (увеличено)]]
[[Файл:Filament.jpg|мини|Двойная спираль лампы мощностью 200 Вт (сильно увеличено)]]
[[Файл:TORUSA-3 Schraube entlang einer Schraube.png|мини|Схема тройной спирали нити накала]]
Формы тел накала весьма разнообразны и зависят от функционального назначения ламп. Наиболее распространённым является проволока круглого поперечного сечения, однако находят применение и ленточные тела накала из тонкой металлической ленты. Поэтому использование выражения «[[нить накала]]» нежелательно — более правильным является термин «тело накала», включённый в состав [[Международный светотехнический словарь|Международного светотехнического словаря]]. В лампах общего назначения тело накала закреплено в форме половины шестиугольника для равномерности светового потока по направлениям.

Тело накала первых ламп изготавливалось из [[древесный уголь|угля]] (температура [[Сублимация (физика)|возгонки]] {{nobr|3559 °C).}} В современных лампах применяются почти исключительно [[спираль|спирали]] из [[вольфрам]]а (температура плавления {{nobr|3422 °C),}} иногда [[Осмий|осмиево]]-вольфрамового [[сплав]]а. Для уменьшения размеров тела накала ему обычно придаётся форма спирали, иногда спираль подвергают повторной или даже третичной спирализации, получая соответственно биспираль или триспираль. КПД таких ламп выше за счёт уменьшения теплопотерь из-за конвекции (уменьшается толщина [[ленгмюровский слой|ленгмюровского слоя]]).

=== Цоколь ===
Форма цоколя с [[резьба#Эдисона круглая (E)|резьбой обычной лампы накаливания]] была предложена [[Джозеф Уилсон Суон|Джозефом Уилсоном Суоном]]. Размеры цоколей стандартизованы. У ламп бытового применения наиболее распространены [[Цоколь Эдисона|цоколи Эдисона]] E27, E14 (''миньон'') и E40 (число обозначает наружный диаметр в мм). В последнее десятилетие (на 2018 год) произошёл переход на использование [[Алюминий|алюминия]] как материала для цоколя взамен ранее применяемой [[Плакирование|плакированной]] [[Оцинковка|цинком]] [[Сталь|стали]]. Эти цоколи не совместимы в достаточной мере со стандартными патронами, содержащими латунные контактные лепестки, особенно в условиях высокой влажности, но и внутри сухих помещений происходит постепенное нарушение контакта и в последней стадии этого процесса возникает дуга, нередко прожигающая цоколь. Мягкость алюминия вызывает подмятие резьбовой части и заклинивание, а также врезание контактов патрона в алюминий цоколя и в дальнейшем их поломку. Неизвестно, каким же образом эта технология прошла, как допустимая к применению, эффект имеет повышенную пожароопасность, провоцирует разрушение колбы и в некоторых случаях вызывает разбрызгивание капель расплавленного дугой металла, в результате чего покупателю придётся покупать новые лампы. При этом, у аналогичных энергосберегающих ламп даже низшей ценовой категории встречаются исключительно цоколи из гальванизированной латуни (как у ламп накаливания для ответственных применений). По стандартам СССР лампы с жестяными цоколями (из [[Гальванизация|гальванически]] покрытой для защиты от [[Коррозия|коррозии]] стальной [[Жесть|жести]]) выпускают редкие заводы и небольшими партиями, контакт с таким цоколем в стандартном патроне не нарушается в течение очень длительного времени как при частых и длительных включениях светильника, так и при больших перерывах в работе. Также встречаются цоколи без резьбы (удержание лампы в патроне происходит за счёт трения или нерезьбовыми соединениями — например, [[Байонетное соединение|байонетным]]) — британский бытовой стандарт, а также бесцокольные лампы, часто применяемые в [[автомобиль|автомобилях]].

В США и Канаде используются иные цоколи (это частично обусловлено [[Сеть переменного тока|иным напряжением в сетях]] — {{nobr|110 В,}} поэтому иные размеры цоколей предотвращают случайное ввинчивание европейских ламп, рассчитанных на иное напряжение): Е12 (candelabra), Е17 (intermediate), Е26 (standard или medium), Е39 (mogul)<ref>[http://www.goodmart.com/info/base_general.aspx Buy Tools, Lighting, Electrical and DataComm Supplies] {{Wayback|url=http://www.goodmart.com/info/base_general.aspx |date=20111119035655 }} // GoodMart.com</ref>. Также, аналогично Европе, встречаются цоколи без резьбы.

== Электротехнические параметры ==
Лампы изготавливают для различных рабочих [[Электрическое напряжение|напряжений]]. [[Сила тока]] определяется по [[закон Ома|закону Ома]] ('''I=U/R''') и [[Мощность (физика)|мощность]] по формуле '''P=U·I ''', или '''P=U²/R'''. <!-- При мощности 60 [[Ватт|Вт]] и рабочем напряжении 230 [[Вольт|В]] через лампу должен протекать ток 0,26 [[Ампер|А]], то есть сопротивление тела накала должно составлять 882 [[Ом]]а. Сообщение об ошибках: сопротивление обычной 60W лампы — 64 Ом. Автор сообщения: Megavolt_143 77.51.80.157 09:43, 23 января 2009 (UTC) Смотрите ниже про разницу сопротивлений лампы при комнатной температуре и в рабочем режиме ~~~~@mike --> Так как металлы имеют малое [[удельное сопротивление]], для достижения такого сопротивления необходим длинный и тонкий провод. Диаметр провода в обычных лампах составляет 20—50 [[микрометр]]ов.

Так как при включении нить накала находится при комнатной температуре, её сопротивление примерно на порядок меньше сопротивления при рабочей температуре. Поэтому при включении через тело накала кратковременно протекает очень большой ток (в десять — четырнадцать раз больше рабочего тока). По мере нагревания нити её сопротивление увеличивается и ток уменьшается. В отличие от современных ламп, лампы накаливания с угольными нитями при включении работали по обратному принципу — при нагревании их сопротивление уменьшалось, и свечение медленно нарастало.

Возрастающая характеристика сопротивления нити накала (при увеличении тока сопротивление растёт) позволяет использовать лампу накаливания в качестве примитивного [[Бареттер|стабилизатора тока]]. При этом лампа включается в стабилизируемую цепь последовательно, а среднее значение тока выбирается таким, чтобы лампа работала вполнакала.

== Разновидности ==
Лампы накаливания делятся на (расположены по порядку возрастания эффективности):
* Вакуумные (самые простые)
* [[Аргон]]овые (азот-аргоновые)
* Криптоновые
* Ксенон-галогенные с отражателем [[ИК-излучение|ИК-излучения]] (так как большая часть излучения лампы приходится на ИК-диапазон, то отражение ИК-излучения внутрь лампы заметно повышает КПД, производятся для охотничьих фонарей)
* Накаливания с покрытием, преобразующим ИК-излучение в видимый диапазон. Ведутся разработки ламп с высокотемпературным люминофором, который при нагреве излучает видимый спектр.

== Номенклатура ==
[[Файл:Closeup of mini-light.JPG|мини|Миниатюрная лампа накаливания [[Гирлянда|электрогирлянды]]]]
По функциональному назначению и особенностям конструкции лампы накаливания подразделяют на:
* '''лампы общего назначения''' (до середины 1970-х годов применялся термин «нормально-осветительные лампы»). Самая массовая группа ламп накаливания, предназначенных для целей общего, местного и декоративного освещения.
* '''декоративные лампы''', выпускаемые в фигурных колбах. Наиболее массовыми являются свечеобразные колбы диаметром около 35 мм и сферические диаметром около 45 мм;
* '''лампы местного освещения''', конструктивно аналогичные лампам общего назначения, но рассчитанные на низкое (безопасное) рабочее напряжение — 12, 24 или 36 (42) В. Область применения — ручные (переносные) светильники, а также светильники местного освещения в производственных помещениях (на станках, верстаках и тому подобном, где возможен случайный бой лампы);
* '''иллюминационные лампы''', выпускаемые в окрашенных колбах. Назначение — иллюминационные установки различных типов. Как правило, лампы этого вида имеют малую мощность (10—25 Вт). Окрашивание колб обычно производится за счёт нанесения на их внутреннюю поверхность слоя неорганического пигмента. Реже используются лампы с колбами, окрашенными снаружи цветными органическими [[лак]]ами, и лампы с баллонами из цветного стекла;
* '''зеркальные лампы накаливания''' имеют колбу специальной формы, часть которой покрыта отражающим слоем (тонкая плёнка термически распылённого [[Алюминий|алюминия]]). Назначение зеркализации — пространственное перераспределение светового потока лампы с целью наиболее эффективного его использования в пределах заданного телесного угла. Основное назначение зеркальных ЛН — локализованное местное освещение;
* '''сигнальные лампы''' используются в различных светосигнальных приборах (средствах визуального отображения информации), например, в [[светофор]]ах. Это лампы малой мощности, рассчитанные на длительный срок службы. Чаще всего выпускаются в окрашенных колбах. В настоящее время вытесняются светодиодами;
* '''транспортные лампы''' — чрезвычайно широкая группа ламп, предназначенных для работы на различных транспортных средствах (автомобилях, мотоциклах и тракторах, самолётах и вертолётах, локомотивах и вагонах железных дорог и метрополитенов, речных и морских судах). Характерные особенности: высокая механическая прочность, вибростойкость, использование специальных цоколей, позволяющих быстро заменять лампы в стеснённых условиях и, в то же время, предотвращающих самопроизвольное выпадение ламп из патронов от вибрации. Рассчитаны на питание от бортовой электрической сети транспортных средств (6—220 В);
* '''прожекторные лампы''' обычно имеют большую мощность (до 10 кВт, ранее выпускались лампы до 50 кВт) и высокую световую отдачу. Используются в световых приборах различного назначения (осветительных и светосигнальных). Спираль накала такой лампы обычно уложена за счёт особой конструкции и подвески в колбе более компактно для лучшей фокусировки;
* '''лампы для оптических приборов''', к числу которых относятся и выпускавшиеся массово до конца XX века лампы для кинопроекционной техники, имеют компактно уложенные спирали, многие помещаются в колбы специальной формы. Используются в различных приборах (измерительные приборы, медицинская техника и тому подобное).

=== Специальные лампы ===
[[Файл:KM-Lamp.jpg|thumb|Коммутаторная лампа накаливания (24 В, 35 мА)]]
[[Файл:Авиационные лампы.jpg|thumb|Советские [[Светотехническое оборудование летательных аппаратов|авиалампы]] на 27 В мощностью от 0,05 до 70 Вт]]
* '''Коммутаторные лампы''' — разновидность сигнальных ламп. Они служили индикаторами на коммутаторных панелях. Представляют собой узкие длинные миниатюрные лампы с гладкими параллельными контактами, что позволяет размещать их внутри кнопок и легко заменять. Выпускались варианты: КМ 6-50, КМ 12-90, КМ 24-35, КМ 24-90, КМ 48-50, КМ 60-50, где первое число означает рабочее напряжение в вольтах, второе — силу тока в миллиамперах;
* '''Фотолампа''', '''перекальная лампа''' — разновидность лампы накаливания, предназначенная для работы в строго нормированном форсированном по напряжению режиме. По сравнению с обычными имеет повышенную [[Световая отдача|световую отдачу]] (до 30 лм/Вт), малый срок службы (4—8 часов) и высокую [[Цветовая температура|цветовую температуру]] (3300—3400 К, по сравнению с 2700 К). В СССР выпускались фотолампы мощностью 300 и 500 Вт. Как правило, имеют матированную колбу. В настоящее время (XXI век) практически вышли из употребления благодаря появлению более долговечных устройств сравнимой и более высокой эффективности. В фотолабораториях обычно осуществлялось питание таких ламп в двух режимах:
** [[Пилотное освещение]] — напряжение снижено на 20—30 % с помощью [[ЛАТР]]а. При этом лампа работает с недокалом и имеет низкую цветовую температуру.
** Номинальное напряжение<ref>{{Книга:ФКТЭ|статья=Фотолампа}}</ref>.
* '''Проекционные лампы''' — для [[Диапроектор|диа-]] и [[кинопроектор]]ов. Имеют повышенную яркость (и соответственно, повышенную температуру нити и уменьшенный срок службы); обычно нить размещают так, чтобы светящаяся область образовала прямоугольник.
* '''Двухнитевые лампы''':
** в автомобиле — у лампы [[Автомобильная светотехника#Фары|фары]] может быть одна нить для дальнего света, другая для ближнего, или, к примеру, в лампе [[Автомобильная светотехника#Задние фонари|заднего фонаря]] одна нить для габаритного огня, другая для стоп-сигнала. Кроме того, такие лампы могут содержать экран, который в режиме ближнего света отсекает лучи, которые могли бы ослеплять встречных водителей;
** на некоторых [[Светотехническое оборудование летательных аппаратов|самолётах]] посадочно-рулёжная фара имеет нить малого света, на которой лампа работает без внешнего охлаждения, и нить большого света, позволяющую получить более мощный свет, но только с ограничением по времени и при внешнем охлаждении — обдуве набегающим потоком воздуха<ref>{{Cite web |url=http://aviadocs.net/RLE/Tu-134/CD1/Iye/Tu-134_IYE_kn6_ch1.pdf |title=Ту-134А. Инструкция по эксплуатации. Книга 6, часть 1 |access-date=2017-09-06 |archive-date=2011-01-10 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110110092230/http://aviadocs.net/RLE/Tu-134/CD1/Iye/Tu-134_IYE_kn6_ch1.pdf |deadlink=no }}</ref>;
** в [[Железнодорожный светофор|железнодорожных светофорах]] двухнитевые лампы используются для повышения надёжности — при перегорании одной нити автоматически включается другая, обеспечивая подачу сигнала;
** в [[Кремлёвские звёзды|звёздах Московского Кремля]] используются специально сконструированные двухнитевые лампы, обе нити включены параллельно.
* '''Лампа-фара'''. Лампа сложной специальной конструкции, применяемая на подвижных объектах, фигурная колба которой выполнена в виде части корпуса фары с отражателем. Конструктивно содержит в себе нить(и) накала, отражатель, рассеиватель, элементы крепления, клеммы и так далее. Лампы-фары широко применяются в современной автомобильной технике и уже достаточно давно в авиации.
* '''Малоинерционная лампа накаливания''', лампа накаливания с тонкой нитью — использовалась в системах [[Оптическая запись звука|оптической записи звука]] методом модуляции яркости источника и в некоторых экспериментальных моделях [[фототелеграф]]а. Благодаря малой толщине и массе нити подача на такую лампу напряжения, модулированного сигналом звукового диапазона частот (до примерно 5 кГц), приводила к изменению яркости в соответствии с мгновенным напряжением сигнала<ref>''Голдовский Е. М.'' Советская кинотехника. Издательство Академии Наук СССР, Москва — Ленинград. 1950, C. 61</ref>. С начала XXI века не находят применения, благодаря наличию намного более долговечных твердотельных излучателей света и намного менее инерционных излучателей других типов.
* '''Нагревательные лампы''' — применяются в качестве источника тепла в различных устройствах: сушильных камерах, лабораторном оборудовании, в электроплитах, в блоках термозакрепления [[лазерный принтер|лазерных принтеров]] и [[копировальный аппарат|копировальных аппаратов]]. В оргтехнике галогеновая лампа линейной формы неподвижно устанавливается внутри вращающегося металлического вала с тефлоновым покрытием, к которому прижимается бумага с нанесённым [[тонер]]ом. За счёт тепла, передающегося от вала, тонер расплавляется и впрессовывается в структуру бумаги.
* '''Лампы специального спектра излучения'''. Применяются в разнообразной технике.
* '''Мигающие лампы.''' В мигающих лампах последовательно с телом накала включается [[Биметаллическая пластина|биметаллический]] переключатель. При нагреве излучением лампы биметаллическая пластинка изгибается и размыкает электрический контакт, лампа гаснет, биметаллическая пластинка после остывания снова замыкает контакт. За счёт этой конструкции такие лампы работают в мерцающем режиме.

== История изобретения ==
{{проверить факты|дата=2013-09-17}}
[[Файл:Lodygin lamp.jpg|thumb|right|200px|{{center|Лампа Лодыгина}}]]
[[Файл:Edison bulb.jpg|thumb|right|200px|Лампа Томаса Эдисона с нитью накала из угольного волокна.]]
* В 1840 году англичанин [[Рю, Уоррен де ла|Де ла Рю]] проводит опыты, пропуская электрический ток через платиновую проволоку, помещённую в стеклянный цилиндр<ref name=":0" />, возможно, создав в нём вакуум{{sfn|Kitsinelis|2016|p=32}}.
* В 1841 году ирландец {{нп5|Де Молейн, Фредерик|Фредерик Де Молейн|en|Frederick Mullins}} получил патент «на производство электроэнергии и её применения для освещения и движения» ({{lang-en|in 1841 he had obtained a patent for the production of electricity and its applications for illumination and motion}})<ref>[http://www.historyofparliamentonline.org/volume/1820-1832/member/mullins-frederick-1804-1854 History of Parliament article by Stephen Farrell] {{Wayback|url=http://www.historyofparliamentonline.org/volume/1820-1832/member/mullins-frederick-1804-1854 |date=20190129005836 }}.</ref> которая подразумевала (?) и использование устройств с платиновой нитью в вакууме для освещения{{sfn|Kitsinelis|2016|p=32}}.
* В 1844 году американец {{нп5|Старр, Джон|Джон Старр|en|John Wellington Starr}} получил американский, а в 1845 году — британский патент на электрическую лампу с угольной нитью{{sfn|Kitsinelis|2016|p=32}}.
* В 1854 году немец [[Гёбель, Генрих|Генрих Гёбель]] разработал прообраз «современной» лампы: обугленную [[Бамбуковые|бамбуковую]] нить, размещённую в стеклянном цилиндре в верхней части которого [[вакуум]] создавался ртутью (по принципу ртутного [[барометр]]а), долговечность таких ламп составляла несколько часов<ref name=":0" />.
* В 1860 году английский химик и физик [[Суон, Джозеф Уилсон|Джозеф Уилсон Суон]] продемонстрировал первые результаты и получил патент, однако трудности в получении вакуума привели к тому, что лампа Суона работала недолго и неэффективно.
* 11 июля 1874 года российский инженер [[Лодыгин, Александр Николаевич|Александр Николаевич Лодыгин]] получил [[патент]] за номером 1619 на нитевую лампу. В качестве нити накала он использовал [[древесный уголь|угольный]] стержень, прокаливаемый особым образом без доступа кислорода, помещённый в вакуумированный герметично запаянный сосуд<ref name="Викитека МСЭ2">''«[[s:МСЭ2/Электрическая лампа|Электрическая лампа]]»'' — статья в [[Малая советская энциклопедия|Малой советской энциклопедии]]; 2 издание; 1937—1947 гг.</ref>. Преимуществом его лампы перед предыдущими образцами был больший срок службы, вследствие большей однородности угольного стержня и отсутствия кислорода в колбе, а также герметичность самой колбы, позволявшая использовать лампы вне лабораторных условий<ref>[http://radiobank.ru/radio-electronics/russian_03.html Первые в мире лампы накаливания] {{Wayback|url=http://radiobank.ru/radio-electronics/russian_03.html |date=20190421180029 }} / Статья на ''radiobank.ru''.</ref>.
* В 1875 году [[Дидрихсон, Василий Федорович|В. Ф. Дидрихсон]] усовершенствовал лампу Лодыгина, осуществив откачку воздуха из неё и применив в лампе несколько волосков (в случае перегорания одного из них следующий включался автоматически).
* В 1875—1877 годах русский электротехник [[Яблочков, Павел Николаевич|Павел Николаевич Яблочков]], работая над «[[Свеча Яблочкова|электрической свечой]]»<ref name="Викитека МСЭ2"/>, открыл, что [[каолин]], который он использовал для изоляции углей свечи, электропроводен при высокой температуре, после чего он создал ''«каолиновую лампу»'', где «нить накала» была изготовлена из каолина. Особенностью данной лампы было то, что она не требовала вакуума и «нить накала» не перегорала на открытом воздухе. Яблочков считал, что лампы накаливания не перспективны, и не верил в возможность их применения в широком масштабе, и посвятил свои исследования [[Дуговая лампа|дуговым лампам]]. ''«Каолиновая лампа»'' была забыта, и позже немецкий физик [[Нернст, Вальтер Герман|Вальтер Нернст]] создал аналогичную лампу, где тело накала было из [[Керамика|керамического материала]], изготовленного из [[Стабилизированный оксидом иттрия диоксид циркония|диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия]]. [[Лампа Нернста]] также не требовала вакуума, так как керамика устойчива к окислению на воздухе. Особенностью применения ''«каолиновой лампы»'' Яблочкова и лампы Нернста является то, что тело накала предварительно нужно разогреть до относительно высокой температуры до появления достаточной [[Электропроводность|электропроводности]]; дальнейший разогрев тела накала до белого каления производится электрическим током, протекающим через него. В первых таких лампах «нить накала» подогревалась спичкой, впоследствии для предварительного нагрева стали использовать пусковые электрические нагреватели<ref>''Allan Mills'' The Nernst Lamp. Electrical Conductivity in Non-Metallic Materials. eRittenhouse, Vol.24, No. 1, June 2013. [http://www.erittenhouse.org/artitcles/the-nernst-lamp/)]{{Недоступная ссылка|date=Октябрь 2018|bot=InternetArchiveBot}}</ref>.
* [[Англия|Английский]] изобретатель [[Суон, Джозеф Уилсон|Джозеф Уилсон Суон]] получил в 1878 году британский патент на лампу с [[древесный уголь|угольным]] волокном. В его лампах волокно находилось в разреженной [[кислород]]ной атмосфере, что позволяло получать очень яркий свет.
* В 1879 году американский изобретатель [[Эдисон, Томас Алва|Томас Эдисон]] патентует лампу с угольным волокном<ref name="Викитека МСЭ2"/> и создаёт лампу с временем жизни 40 часов. Подбирая материал для нити, Эдисон провёл около 1500 испытаний различных материалов, а затем ещё около 6000 опытов по карбонизации различных растений<ref name=":0" /><ref>[https://babel.hathitrust.org/cgi/pt?id=mdp.39015017906713;view=1up;seq=306;size=150 George S. Bryan. Edison, the man and his works]. — New York: Garden City Publishing, 1926. — P. 284.{{ref-en}}</ref>. Одновременно с изобретениями по усовершенствованию конструкций ламп Эдисон внёс большой вклад в развитие принципов системы электроосвещения и централизованного электроснабжения, что само собой способствовало широкому внедрению электрических ламп в быту и на производстве<ref name=":0">{{Cite web|url=http://electrolibrary.info/subscribe/sub_15_history.htm|title=История изобретения и развития электрического освещения|publisher=electrolibrary.info|accessdate=2017-10-03|archive-date=2016-10-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20161013123250/http://electrolibrary.info/subscribe/sub_15_history.htm|deadlink=no}}</ref>. Также он изобрёл бытовой поворотный [[Выключатель (электроустановочное изделие)|выключатель]], [[Цоколь Эдисона|унифицированные цоколи]] и т. д. Несмотря на столь непродолжительный срок службы, его лампы вытесняют использовавшееся до тех пор газовое освещение. Некоторое время изобретение носило обобщённое имя «Эдисона — Суона».
{{начало цитаты}}
Цитата из «Собака Баскервилей», говорит Генри Баскервиль: «Подождите, не пройдёт и полугода, как я проведу сюда электричество, и вы не узнаете этих мест! У входа будут гореть фонари Эдисона и Свена в тысячу свечей.» {{конец цитаты}}
* В 1890-х годах [[Лодыгин, Александр Николаевич|А. Н. Лодыгин]] изобретает несколько типов ламп с нитями накала из тугоплавких металлов<ref>A. de Lodyguine, {{US patent|575002|U.S. Patent 575,002 «Illuminant for Incandescent Lamps». Application on January 4, 1893}}.</ref>. Лодыгин предложил применять в лампах нити из [[вольфрам]]а и [[молибден]]а, и закручивать нить накаливания в форме спирали. Он предпринял первые попытки откачивать из ламп воздух, что сохраняло нить от окисления и увеличивало их срок службы во много раз<ref>{{cite web|url=http://www.physel.ru/-mainmenu-29/--mainmenu-33/393-s-62--.html|title=Г.С.Ландсберг. Элементарный учебник физики|accessdate=2011-04-15|archiveurl=https://www.webcitation.org/685WkNriw?url=http://www.physel.ru/-mainmenu-29/--mainmenu-33/393-s-62--.html|archivedate=2012-06-01|deadlink=yes}}</ref>. Первая американская коммерческая лампа с вольфрамовой спиралью впоследствии производилась по патенту Лодыгина. Также им были изготовлены и газонаполненные лампы (с угольной нитью и заполнением азотом).
* С конца 1890-х годов появились лампы с нитью накаливания из окиси магния, тория, циркония и иттрия (лампа Нернста) или нить из металлического осмия (лампа Ауэра) и [[Тантал (элемент)|тантала]] (лампа Больтона и Фейерлейна)<ref name="Малый энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона">{{ВТ-МЭСБЕ|Электрическое освещение}}</ref>
* В 1904 году австро-венгерские специалисты [[Юст, Шандор|Шандор Юст]] и [[Ханаман, Франьо|Франьо Ханаман]] получили патент за № 34541 на использование в лампах вольфрамовой нити. В Венгрии же были произведены первые такие лампы, вышедшие на рынок через венгерскую фирму [[Tungsram]] в 1905 году<ref>{{cite web|last=|first=|title=The History of Tungsram|publisher=|date=|url=http://www.tungsram.hu/tungsram/downloads/tungsram/tu_short_history_1896-1996.pdf|format=PDF|lang=en|accessdate=|archiveurl=https://www.webcitation.org/685WlTprf?url=http://www.gelighting.com/LightingWeb/emea/|archivedate=2012-06-01|deadlink=yes}}</ref>.
* В 1906 году Лодыгин продаёт патент на [[вольфрам]]овую нить компании [[General Electric]]. В том же 1906 году в США он построил и пустил в ход завод по электрохимическому получению вольфрама, хрома, титана. Из-за высокой стоимости вольфрама патент находит только ограниченное применение.
* В 1910 году [[Кулидж, Уильям Дэвид|Уильям Кулидж]] изобретает улучшенный метод производства вольфрамовой нити. Впоследствии вольфрамовая нить вытесняет все другие виды нитей.
* Остающаяся проблема с быстрым испарением нити в вакууме была решена американским учёным, известным специалистом в области вакуумной техники [[Ленгмюр, Ирвинг|Ирвингом Ленгмюром]]<ref name="Викитека МСЭ2"/>, который, работая с 1909 года в фирме «General Electric», ввёл в производство наполнение колбы ламп [[инертный газ|инертными]], точнее — тяжёлыми [[благородные газы|благородными газами]] (в частности — аргоном), что существенно увеличило время их работы и повысило светоотдачу<ref>{{cite web |url=http://energyhistory.energosolar.com/en_20th_century_electric_history.htm |title=Ganz and Tungsram - the 20th century |lang=en |accessdate=2009-10-04 |deadlink=yes |archiveurl=https://web.archive.org/web/20070620043151/http://energyhistory.energosolar.com/en_20th_century_electric_history.htm |archivedate=2007-06-20 }}</ref>.

== КПД и долговечность ==
[[Файл:Gluelebensdauerrp-ru.svg|thumb|Долговечность и яркость в зависимости от рабочего напряжения.]]
Почти вся подаваемая в лампу энергия превращается в излучение. Потери за счёт [[теплопроводность|теплопроводности]] и [[конвекция|конвекции]] малы. Человеческий глаз, однако, видит только узкий диапазон [[длина волны|длин волн]] этого излучения — диапазон видимого излучения. Основная мощность потока излучения лежит в невидимом [[Инфракрасное излучение|инфракрасном диапазоне]] и воспринимается в виде тепла. [[Коэффициент полезного действия]] (КПД) ламп накаливания (''здесь под КПД понимается отношение мощности видимого излучения к полной потребляемой мощности'') достигает при температуре около 3400 [[Кельвин|K]] своего максимального значения 15 %. При практически достижимых температурах в 2700 [[Кельвин|K]] (обычная лампа на 60 [[Ватт|Вт]]) световой КПД составляет около 5 %; лампа имеет срок службы примерно 1000 часов.

С возрастанием температуры КПД лампы накаливания возрастает, но при этом существенно снижается её долговечность. При температуре нити 3400 [[Кельвин|K]] срок службы всего лишь несколько часов. Как показано на рисунке, при увеличении напряжения на 20 %, яркость возрастает в два раза. Одновременно с этим срок службы уменьшается на 95 %.

Уменьшение напряжения питания хотя и понижает КПД, но зато увеличивает долговечность. Так, понижение напряжения в два раза (например, при последовательном включении), уменьшает КПД примерно в 4—5 раз, но существенно увеличивает [[Наработка на отказ|срок службы]] — почти в тысячу раз. Этим эффектом часто пользуются, когда необходимо обеспечить надёжное [[дежурное освещение]] без особых требований к [[Уличное освещение|освещённости]], например, на лестничных площадках жилых домов. Часто для этого при питании переменным током лампу подключают последовательно с [[диод]]ом, при этом ток в лампе протекает только в течение половины периода. Такое включение снижает мощность почти в 2 раза, что соответствует снижению эффективного напряжения почти в <math>\sqrt 2 \approx 1{,}41\ </math> раза, а световой поток снижается более чем в 2 раза.

В США в одном из пожарных отделений города [[Ливермор (Калифорния)|Ливермор]] ([[Административное деление США|штат]] [[Калифорния]]) работает 60-ваттная<ref>{{cite web |url=http://newsfeed.time.com/2011/06/16/the-worlds-oldest-light-bulb-has-been-on-for-110-years/ |title=The World’s Oldest Light Bulb Has Been On for 110 Years |author=Erica Ho |date=2011-06-16 |website= |publisher=[[Time]] |accessdate=2017-04-11 |lang=en |archive-date=2016-11-23 |archive-url=https://web.archive.org/web/20161123063200/http://newsfeed.time.com/2011/06/16/the-worlds-oldest-light-bulb-has-been-on-for-110-years/ |deadlink=no }}</ref> лампа ручной работы, известная под названием «[[Столетняя лампа]]». Она постоянно горит с 1901 года<ref>{{cite web |url=http://www.roadsideamerica.com/set/lightbulbs.html |title=Light Bulb Methuselahs |author= |work=www.roadsideamerica.com |publisher= |date= |accessdate=2008-08-24 |description= |lang=en |archiveurl=https://www.webcitation.org/685Wohyob?url=http://www.roadsideamerica.com/story/28990 |archivedate=2012-06-01 |deadlink=no }}</ref>. Необычно высокий ресурс лампе обеспечила в основном работа на малой мощности (4 ватта), в глубоком недокале, при очень низком КПД. Лампа включена в [[Книга рекордов Гиннесса|Книгу рекордов Гиннесса]]<ref>{{cite web |publisher=Guiness World Records |url=http://www.guinnessworldrecords.com/Search/Details/Longest-burning-light-bulb/63240.htm |title=Longest burning light bulb |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110404114500/http://www.guinnessworldrecords.com/Search/Details/Longest-burning-light-bulb/63240.htm|archivedate=2011-04-04}}.</ref> в 1972 году.

Так как стоимость потреблённой за время службы лампой накаливания электроэнергии в десятки раз превышает стоимость самой лампы, существует оптимальное напряжение, при котором экономические затраты на освещение минимальны. Оптимальное напряжение несколько выше номинального, поэтому способы повышения долговечности путём понижения напряжения питания с экономической точки зрения убыточны. Стандартные параметры ламп со сроком службы порядка 1000 часов были согласованы рядом крупнейших производителей, основавших в 1930-х годах швейцарскую корпорацию [[Картель Phoebus|Phoebus]]; одновременно был произведен раздел мировых рынков сбыта, согласованы [[Картельный сговор|договоры о неконкуренции]] и введён сквозной контроль соблюдения стандартов.

Время службы лампы накаливания ограничено в меньшей степени [[испарение]]м материала нити во время работы, и, в большей степени, возникающими в нити неоднородностями. Неравномерное испарение материала нити приводит к возникновению истончённых участков с повышенным электрическим сопротивлением, что, в свою очередь, ведёт к ещё большему нагреву участка нити и интенсивному испарению материала в таких местах, так как мощность в последовательной электрической цепи пропорциональна ''I<sup>2</sup>·R''. Таким образом, имеется неустойчивость к утоньшению участков нити. Когда одно из этих сужений истончается настолько, что материал нити в этом месте плавится или полностью испаряется, лампа выходит из строя.

Наибольший износ нити накала происходит при резкой подаче напряжения на лампу, поэтому значительно увеличить срок её службы можно, используя разного рода устройства плавного запуска.

[[Файл:Glueh r.jpg|thumb|right|Зависимость электрического сопротивления нити 12-вольтовой автомобильной лампы накаливания от напряжения]]
Вольфрам при комнатной температуре имеет [[Удельное электрическое сопротивление|удельное сопротивление]], всего в 2 раза превышающее удельное сопротивление [[Алюминий|алюминия]]. При включении лампы пусковой ток превышает номинальный в 10—15 раз, именно поэтому лампы перегорают обычно в момент включения. Для защиты питающей сети от бросков тока, возникающих в момент перегорания нити лампы при включении, многие лампы, например, бытовые, снабжаются встроенным [[Плавкий предохранитель|плавким предохранителем]] — один из [[ковар]]овых проводников, соединяющих цоколь лампы с выводом из стеклянного баллона, делают тоньше другого, что легко увидеть, рассмотрев лампу, и именно он является плавким предохранителем. Так, бытовая лампа мощностью 60 [[Ватт|Вт]] в момент включения потребляет свыше 700 [[Ватт|Вт]], а 100-ваттная — более киловатта. По мере прогрева нити лампы её сопротивление возрастает, а мощность падает до номинальной.

Для снижения пускового тока могут использоваться [[терморезистор]]ы с отрицательным [[Температурный коэффициент сопротивления|коэффициентом температурного сопротивления]]. В момент включения резистор холодный, и его сопротивление велико. После прогрева его сопротивление многократно уменьшается, и на лампу подаётся почти всё напряжение питающей сети.

Реже используются реактивные ограничители пускового тока. Обычно для этой цели используются дроссели — катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником, так называемые балластные дроссели, включаемые последовательно с лампой. В момент включения из-за явления самоиндукции всё напряжение сети падает на дросселе, что ограничивает пусковой ток. При работе материал сердечника в каждом полупериоде сети заходит в глубокое насыщение (в цепях переменного напряжения), и тогда почти всё напряжение сети прикладывается к лампе. Другой подход при применении балластных дросселей использует зависимость сопротивления нити от температуры. При прогреве сопротивление нити увеличивается, соответственно увеличивается напряжение на лампе, что является сигналом для [[Шунтирование|шунтирования]] дросселя, например, контактом [[Реле|электромагнитного реле]], обмотка которого включена [[Последовательное и параллельное соединение проводников|параллельно]] нити. Без шунтирования балластного дросселя мощность лампы снижается на 5—20 %, что может быть полезно для увеличения срока службы лампы.

Также широко используются тиристорные пусковые (автоматические или ручные [[диммер]]ы).

Низковольтные лампы накаливания при той же мощности имеют больший ресурс и светоотдачу благодаря большему сечению нити накаливания, что позволяет без существенного снижения срока службы повысить температуру нити. Поэтому в многоламповых светильниках ([[люстра]]х) целесообразно применение последовательного включения ламп на меньшее напряжение вместо [[Последовательное и параллельное соединение проводников|параллельного включения]] ламп на напряжение сети<ref>А. Д. Смирнов, К. М. Антипов. Справочная книга энергетика. Москва, «Энергоатомиздат», 1987.</ref>. Например, вместо параллельно включённых шести ламп 220 В 60 Вт применить шесть последовательно включённых ламп 36 В 60 Вт, то есть заменить шесть тонких нитей несколькими толстыми, последовательно включёнными. Недостаток этого решения — снижение надёжности освещения. Перегорание любой из последовательно включённых ламп ведёт к полному отказу освещения.

Ниже представлено приблизительное соотношение мощности и светового потока для некоторых типов источников, напряжение 120 вольт.

{| class="wikitable" style="text-align: center"
!Тип||Относительная световая отдача [[%]]||[[Световая отдача]] ([[Люмен]]/[[Ватт]])
|-
|align="left"|Лампа накаливания 40 Вт
|1,9
|12,6<ref name="incandescent">{{cite web |title=The Nature of Light |last=Keefe |first=T.J. |url=http://www.ccri.edu/physics/keefe/light.htm |accessdate=2007-11-05 |archiveurl=https://www.webcitation.org/685WmB69n?url=http://www.ccri.edu/physics/keefe/light.htm |archivedate=2012-06-01 |deadlink=yes }}</ref>
|-
|align="left"|Лампа накаливания 60 Вт
|2,1
|14,5<ref name="incandescent"/>
|-
|align="left"|Лампа накаливания 100 Вт
|2,6
|17,5<ref name="incandescent"/>
|-
|align="left"|[[Галогенная лампа|Галогенные лампы]]
|2,3
|16
|-
|align="left"|[[Галогенная лампа|Галогенные лампы]] (с кварцевым стеклом)
|3,5
|24
|-
|align="left"|Высокотемпературная лампа накаливания
|5,1
|35<ref name="bulbguide">{{cite web|author=Klipstein, Donald L.|title=The Great Internet Light Bulb Book, Part I|url=http://freespace.virgin.net/tom.baldwin/bulbguide.html|accessdate=2006-04-16|archiveurl=https://www.webcitation.org/685Wme5yr?url=http://freespace.virgin.net/tom.baldwin/bulbguide.html|archivedate=2012-06-01|deadlink=yes}}</ref>
|-
|align="left"|[[Абсолютно чёрное тело]] при 4000 K
|7,0
|47,5<ref name="blackbody">[[:Файл:Blackbodyvisiblerp.png|Black body visible spectrum]]</ref>
|-
|align="left"|[[Абсолютно чёрное тело]] при 7000 K
|14
|95<ref name="blackbody"/>
|-
|align="left"|Идеально белый источник света
|35,5
|242,5<ref name="bulbguide"/>
|-
|align="left"|Источник [[монохроматическое излучение|монохроматического]] зелёного света с [[длина волны|длиной волны]] 555 нм
|100
|683<ref>Теоретический предел. Значение следует из определения единицы [[сила света|силы света]] [[кандела]] в [[СИ|Международной системе единиц (СИ)]].</ref>
|}
{| class="wikitable" style="float:left; text-align: center; margin-right:1em; clear:left"
!Мощность<br>[[Ватт|Вт]]||Световой<br>поток<br>[[Люмен|лм]]<ref name="характеристики" />||[[Световая отдача]]<br>лм/Вт
|+Cоотношение электрической мощности и светового потока для ламп накаливания
|-
| 300
| 4800
| 16,0
|-
| 200
| 3100
| 15,5
|-
| 150
| 2200
| 14,6
|-
| 100
| 1360
| 13,6
|-
| 75
| 940
| 12,5
|-
| 60
| 720
| 12,0
|-
| 40
| 420
| 10,5
|-
| 25
| 230
| 9,2
|-
| 15
| 90
| 6,0
|}
[[Файл:Lichtausbeute von Allgebrauchsglühlampen-ru.svg|thumb|Зависимость светоотдачи от мощности лампы с номинальным напряжением 220 В]]
В таблице представлено приблизительное соотношение электрической мощности и светового потока для обычных прозрачных ламп накаливания в форме «груши», популярных в [[СНГ]] и России, цоколь E27, 220 В<ref name="характеристики">{{cite web |title=Лампы накаливания, характеристики |url=http://www.rusvet.ru/lampstand.php |archiveurl=https://web.archive.org/web/20120512031356/http://www.rusvet.ru/lampstand.php |archivedate=2012-05-12 |accessdate=2011-02-13 |deadlink=no }}</ref>.

Перегоревшую лампу, колба которой сохранила целостность, а нить разрушилась лишь в одном месте, можно починить путём встряхиваний и поворотов, таких, чтобы концы нити вновь соединились. При прохождении тока концы нити могут сплавиться и лампа продолжит работу. При этом однако может выйти из строя (расплавиться/обломиться) предохранитель, входящий в состав лампы.
{{-}}

== Преимущества и недостатки ламп накаливания ==

=== Преимущества ===
* низкая цена
* небольшие размеры
* невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения
* мгновенное зажигание и перезажигание
* незаметность мерцания при работе на переменном токе (важно на предприятиях)
* возможность использования [[Диммер|регуляторов яркости]]

[[Файл:Spektrum 60W ESL.jpg|thumb|right|[[Спектр излучения]]: непрерывный 60-ваттной лампы накаливания (вверху) и линейчатый 11-ваттной компактной люминесцентной лампы (внизу)]]
* приятный и привычный в быту спектр; спектр излучения лампы накаливания определяется исключительно температурой рабочего тела и не зависит ни от каких иных условий, что следует из принципа её работы — спектр непрерывный, и очень близкий к спектру излучения [[Абсолютно чёрное тело|абсолютно чёрного тела]]. Он не зависит от применяемых материалов и их чистоты, стабилен во времени и имеет стопроцентную предсказуемость и повторяемость. Это важно в том числе при больших инсталляциях и в светильниках из сотен ламп: нередко можно увидеть, когда при применении современных люминофорных или светодиодных ламп они имеют разный цветовой оттенок в пределах группы. Это уменьшает эстетическое совершенство инсталляций. При неисправности одной лампы часто приходится заменять всю группу целиком, но даже при установке ламп из одной партии встречается девиация спектра
* высокий [[индекс цветопередачи]], Ra 100
* непрерывный [[Эмиссионный спектр|спектр излучения]]
* резкие тени (как при солнечном освещении) благодаря малому размеру излучающего тела
* надёжность в условиях низкой и повышенной температуры окружающей среды, устойчивы к [[конденсат]]у
* налаженность в массовом производстве
* возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт), и как следствие, для самого различного назначения
* отсутствие токсичных компонентов, и как следствие, отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации
* отсутствие пускорегулирующей аппаратуры — лампа включается в сеть напрямую
* возможность работы на любом роде тока
* нечувствительность к полярности напряжения
* чисто активное электрическое сопротивление (единичный [[коэффициент мощности]])
* отсутствие гудения при работе на переменном токе (ввиду отсутствия электронного балласта, драйвера или преобразователя)
* при работе не создаёт радиопомехи
* устойчивость к электромагнитному импульсу
* нечувствительность к ионизирующей радиации
* лампы накаливания создают самый низкий, по сравнению с другими источниками света, уровень ультрафиолетового излучения<ref>{{Cite web |url=http://art-con.ru/node/6448 |title=1. Освещение музейных коллекций с защитой экспонатов от действия света. {{!}} АРТконсервация<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2018-03-01 |archive-date=2018-03-02 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180302163931/http://art-con.ru/node/6448 |deadlink=no }}</ref>. Это может быть важно для музеев, коллекционеров: разрушительное воздействие ультрафиолетового излучения приводит к пожелтению материала, происходит растрескивание<ref>{{Cite web |url=http://vrubel.ru/downloads/Netherlands.pdf |title=Архивированная копия |access-date=2018-03-01 |archive-date=2018-04-03 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180403223754/http://vrubel.ru/downloads/Netherlands.pdf |deadlink=no }}</ref>
* экономическая целесообразность установки в местах с кратковременным эпизодическим включением света. Например, в кладовых и т. п.
* электрические и оптические параметры почти неизменны на протяжении всего срока службы.

=== Недостатки ===
* относительно малый срок службы
* низкая световая отдача
* резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения
* световой коэффициент полезного действия ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности, потребляемой от электрической сети, весьма мал и не превышает 4 %. Включение электролампы через диод, что часто применяется с целью продления ресурса на лестничных площадках, в тамбурах и прочих затрудняющих замену местах, ещё больше усугубляет её недостаток: значительно уменьшается КПД, а также появляется значительное мерцание света
* лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает, в зависимости от мощности, следующих величин:
** 25 Вт — 100 °C,
** 40 Вт — 145 °C,
** 75 Вт — 250 °C,
** 100 Вт — 290 °C,
** 200 Вт — 330 °C.
При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается ещё сильнее. Солома, касающаяся поверхности лампы мощностью 60 Вт, вспыхивает примерно через 67 минут<ref>Таубкин С. И. Пожар и взрыв, особенности их экспертизы — М., 1999 с. 104</ref>
* при термоударе или разрыве нити под напряжением возможен взрыв баллона
* большой бросок тока при включении (примерно десятикратный)
* нагрев частей лампы требует термостойкой арматуры светильников, а в некоторых случаях использования [[вентилятор]]а, например в очень мощных прожекторах
* хрупкость, чувствительность к удару и вибрации

== Ограничения импорта, закупок и производства ==
[[Файл:Phase-Out-of-Incandescent-Light-Bulbs-World-Map.png|мини|Страны, где запрещены лампы накаливания]]
В связи с необходимостью экономии электроэнергии и сокращения выброса углекислого газа в атмосферу во многих странах введён или планируется к вводу запрет на производство, закупку и [[импорт]] ламп накаливания с целью вынуждения замены их на энергосберегающие ([[Компактная люминесцентная лампа|компактные люминесцентные]], [[Светодиодная лампа|светодиодные]], [[индукционная лампа|индукционные]] и другие) лампы.

1 сентября 2009 года в [[Евросоюз]]е в соответствии с директивой ''2005/32/EG'' вступил в силу поэтапный запрет на производство, закупку магазинами и импорт ламп накаливания (за исключением специальных ламп). С 2009 года запрещены лампы мощностью 100 [[ватт|Вт]] и более, лампы с [[wikt:матовый|матовой]] колбой 75 Вт и более (с 1 сентября 2010 года<ref>{{Cite web |url=http://belapan.com/archive/2010/08/30/eu_407350/ |title=1 сентября в ЕС прекратится продажа 75-ваттных ламп накаливания. |access-date=2010-08-31 |archive-date=2016-03-05 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160305204433/http://belapan.com/archive/2010/08/30/eu_407350/ |deadlink=no }}</ref>) и другие. Ожидалось, что к 2012 году будут запрещены импорт и производство ламп накаливания меньшей мощности<ref name="EU-1">{{Cite web |url=http://news.finance.ua/ru/~/1/0/all/2009/08/27/169539 |title=ЕС ограничивает продажу ламп накаливания с 1 сентября, европейцы недовольны. «Интерфакс-Украина». |access-date=2009-09-11 |archive-date=2009-08-30 |archive-url=https://web.archive.org/web/20090830043346/http://news.finance.ua/ru/~/1/0/all/2009/08/27/169539 |deadlink=no }}</ref>.

=== В России ===
2 июля 2009 года на заседании в [[Архангельск]]е президиума Государственного совета по вопросам повышения [[энергоэффективность|энергоэффективности]] президент Российской Федерации [[Д. А. Медведев]] предложил запретить в России продажу ламп накаливания<ref>[https://lenta.ru/news/2009/07/02/lamp/ Медведев предложил запретить «лампочки Ильича»] {{Wayback|url=https://lenta.ru/news/2009/07/02/lamp/ |date=20210513153702 }} // Lenta.ru, 2.07.2009</ref>.

23 ноября 2009 года Д. Медведев подписал принятый ранее [[Государственная дума|Государственной думой]] и утверждённый [[Совет Федерации|Советом Федерации]] закон «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»<ref>{{Cite web |url=https://rg.ru/2009/11/27/energo-dok.html |title=Федеральный закон Российской Федерации от 23 ноября 2009 года № 261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации» |access-date=2020-04-26 |archive-date=2019-10-31 |archive-url=https://web.archive.org/web/20191031004824/https://rg.ru/2009/11/27/energo-dok.html |deadlink=no }}</ref>. Согласно документу, с 1 января 2011 года на территории страны не допускается продажа электрических ламп накаливания мощностью 100 Вт и более, а также запрещается размещение заказов на поставку ламп накаливания любой мощности для государственных и муниципальных нужд; с 1 января 2013 года может быть введён запрет на электролампы мощностью 75 Вт и более, а с 1 января 2014 года — мощностью 25 Вт и более.

Распоряжением [[Правительство Российской Федерации|правительства РФ]] от 28.X.2013 № 1973-Р предполагается постепенное ограничение оборота на территории Российской Федерации ламп накаливания в зависимости от их энергетической эффективности и сферы их использования, а также стимулирование спроса на энергоэффективные источники света<ref>{{Cite web |url=http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_153726/ |title=Распоряжение правительства РФ от 28.X.2013 № 1973-Р «Об утверждении плана мероприятий, обеспечивающего ограничение оборота на территории Российской Федерации ламп накаливания и предусматривающего систему действий, направленных на стимулирование спроса на энергоэффективные источники света» |access-date=2013-12-04 |archive-date=2015-09-23 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150923222505/http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_153726/ |deadlink=no }}</ref>. Однако конкретных сроков запрета документ не предусматривает.

Данное решение является спорным. В поддержку его приводятся очевидные доводы сбережения электроэнергии и подталкивания развития современных технологий. Против — соображение, что экономия на замене ламп накаливания полностью сводится на нет повсеместно распространённым устаревшим и энергонеэффективным промышленным оборудованием, линиями электропередачи, допускающими большие потери энергии, а также относительно высокой стоимостью компактных люминесцентных и светодиодных ламп, малодоступных для беднейшей части населения. Кроме того, в России отсутствует налаженная система сбора и утилизации отработавших люминесцентных ламп, что не было учтено при принятии закона, и в результате чего ртутьсодержащие люминесцентные лампы бесконтрольно выбрасываются<ref>{{cite web |url=http://www.eprussia.ru/pressa/articles/17214.htm |title=Опасная спираль |subtitle=Обзор прессы |website=«Энергетика и промышленность России» |accessdate=2013-01-30 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20140911175652/http://www.eprussia.ru/pressa/articles/17214.htm |archivedate=2014-09-11 |deadlink=no }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://www.kungur-adm.ru/files/economics/genplan/doc_1321341439.docx |title=Генеральная схема санитарной очистки г. Кунгура |website=Официальный сайт города Кунгура |format=docx |accessdate=2013-01-28 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20130530041134/http://www.kungur-adm.ru/files/economics/genplan/doc_1321341439.docx |archivedate=2013-05-30 |deadlink=yes }}</ref> (большинство потребителей не знает о наличии в люминесцентной лампе ртути, так как это не указано на упаковке, а вместо «люминесцентная» написано «энергосберегающая»).
В условиях низких температур многие «энергосберегающие» лампы оказываются неспособными запуститься. Неприменимы они и в условиях высоких температур, к примеру в духовках. Люминесцентные энергосберегающие лампы неприменимы в [[прожектор]]ах направленного света, так как светящееся тело в них в десятки раз крупнее нити накаливания, что не даёт возможности узкой фокусировки луча. В силу своей дороговизны «энергосберегающие» лампы чаще становятся объектом кражи из общедоступных мест (например, подъездов жилых домов), такие кражи наносят более весомый материальный ущерб, а в случае [[вандализм]]а (повреждение люминесцентной лампы из [[хулиганство|хулиганских]] побуждений) возникает опасность загрязнения помещения парами ртути.

В связи с вступившим в силу запретом на продажу ламп мощностью более 100 Вт некоторые производители начали выпускать лампы мощностью 93-97 Вт<ref>[https://lenta.ru/articles/2011/01/28/lampi/ Саботируй вето] {{Wayback|url=https://lenta.ru/articles/2011/01/28/lampi/ |date=20201026224039 }} // [[Lenta.ru]], 28.01.2011</ref><ref>{{Cite web |url=http://www.lisma-guprm.ru/news/232.html |title=«Лисма» приступила к выпуску новой серии ламп накаливания |website=ГУП РМ «ЛИСМА» |accessdate=2011-01-13 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20110129020541/http://www.lisma-guprm.ru/news/232.html |archivedate=2011-01-29 |deadlink=yes }}</ref><ref>[https://energovopros.ru/novosti/gol-na-vydumki-hitra-v Голь на выдумки хитра: в продаже появились лампы накаливания мощностью 95 Вт] {{Wayback|url=https://energovopros.ru/novosti/gol-na-vydumki-hitra-v |date=20200927003243 }} // ЭнергоВОПРОС.ру</ref>, что находится в пределах допуска для 100-ваттных ламп, а некоторые переименовали свои лампы мощностью от 100 Вт в «теплоизлучатели различного назначения»<ref>[http://www.ampravda.ru/2012/10/18/036632.html У лампочек Ильича появились правнуки] {{Wayback|url=http://www.ampravda.ru/2012/10/18/036632.html |date=20131029185716 }} // ampravda.ru</ref>.

Кроме того, ряд специализированных [[Галогенная лампа|галогенных ламп]] (являющихся по сути лампами накаливания со стандартным цоколем) мощностью более 100 и даже 200 Вт по состоянию на 2013 год свободно продаётся<ref>{{Cite web |url=http://electro-mpo.ru/catalog-cgroupe632.html |title=Лампы галогенные с дополнительной колбой — цоколь Е14, Е27, В15d (Philips, OSRAM, GE, Camelion) |website=«МПО Электромонтаж» |accessdate=2013-11-14 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20131024232119/http://www.electro-mpo.ru/catalog-cgroupe632.html |archivedate=2013-10-24 |deadlink=yes }}</ref>. Учитывая невозможность на данный момент полноценной альтернативы для определённых моделей ламп накаливания (например, используемых в осветительных приборах, [[софит]]ах, при изготовлении фото- и кинопродукции) люминесцентных и светодиодных ламп в связи с искажённой цветопередачей из-за ограниченности спектра, можно говорить о том, что определённой части ламп накаливания запрет всё же не коснётся и у рядового потребителя останется возможность приобретать и использовать лампы накаливания в быту.

== Примечания ==
{{Примечания|2}}

== Литература ==
{{Навигация}}
* ''A. Zukauskas, M.S. Shur and R. Caska'' Introduction to solid-state lighting, John Willey & Sohn, 2002
* ''K. Bando'' Symp. Proc. Of the 8th Int. Symp. on the Sci. & Tech. of Light Sources 1998, 80
* {{книга|автор=Spiros Kitsinelis|заглавие=Light Sources: Technologies and Applications|ссылка=https://books.google.ru/books?id=Py64LbBcSwAC&pg=PA32&redir_esc=y#v=onepage&q=de%20la%20rue&f=false|издательство=CRC Press|год=2016|allpages=226|isbn=1439820813|ref=Kitsinelis}}

== Ссылки ==
{{Навигация}}
* {{Из БСЭ|заглавие=Лампа накаливания электрическая}}
* [https://web.archive.org/web/20140328233041/http://briefreview.ru/item/lampa-nakalivaniya-lon.html Обзор современных ламп накаливания] /вебархив/
* [http://how-make.info/articles.php?article_id=43 Видеоролик «Как делают лампы накаливания?»]
* [https://web.archive.org/web/20090227044237/http://electrolibrary.info/blog/post_1206822202.html Подборка статей о лампах накаливания] /вебархив/
* [http://www.dpva.info/Guide/GuideEquipment/MirMvideoTechnosilaMediaMarkt/ElectricalLampsConsumers/ Стандарты присоединительных размеров — цоколей и патронов электроламп].


{{вс}}
{{Источники света}}
{{Томас Эдисон}}

[[Категория:Лампы|Накаливания]]