Лампа накаливания — это электрический источник света, в котором тело накала, помещённое в прозрачный вакуумированный или заполненный инертным газом сосуд, нагревается до высокой температуры вследствие протекания через него электрического тока, в результате чего излучает в широком спектральном диапазоне, в том числе видимый свет. В качестве тела накала в настоящее время используется, в основном, спираль из сплавов на основе вольфрама.
Конструкции ламп накаливания разнообразны только по внешнему виду. Общими признаками являются тело накала, колба и токовводы. В конструкции ламп общего назначения предусматривается предохранитель — звено из ферроникелевого сплава, вваренное в разрыв одного из токовводов и расположенное вне колбы лампы — как правило, в ножке. Назначение предохранителя — предотвратить разрушение колбы при обрыве нити накала в процессе работы. Дело в том, что при этом в зоне разрыва возникает электрическая дуга, которая расплавляет остатки нити, капли расплавленного металла могут разрушить стекло колбы и послужить причиной пожара.
Принцип действия лампы накаливания основан на преобразовании электрической энергии, проходящей через нить накала. Вольфрамовая нить накала при подключении к источнику тока раскаляется до высокой температуры (в среднем 2200-3000 К), в результате чего излучается свет, при этом основная доля приходится на инфракрасное излучение, только малая доля излучения лежит в области видимого света. Для типичных ламп накаливания с температурой нагрева 2600-3000 К излучается желтоватый цвет.
Стоит отметить, что лампы накаливания обладают низким КПД, т.к. только малая часть потребляемой электрической энергии преобразуется в излучение, большая часть энергии преобразуется в тепло.
В обозначении ламп накаливания буквы означают: В — вакуумная; Г — газонаполненная; Б — биспиральная; БК — биспиральная криптоновая (имеет повышенную светоотдачу и меньшие размеры по сравнению с лампами В, Б и Г, но стоит дороже); ДБ — диффузная (с матовым отражательным слоем внутри колбы); МО — местного освещения.
Основными преимущества по сравнению другими электрическими источниками света:
- малая стоимость
- отсутствие пускорегулирующей аппаратуры
- небольшие размеры
- чисто активное электрическое сопротивление (единичный коэффициент мощности)
- быстрый выход на рабочий режим
- невысокая чувствительность к сбоям в питании и скачкам напряжения
- отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие необходимости в инфраструктуре по сбору и утилизации
- возможность работы на любом роде тока
- нечувствительность к полярности напряжения
- возможность изготовления ламп на самое разное напряжение (от долей вольта до сотен вольт)
- отсутствие стробоскопического эффекта при работе на переменном токе
- непрерывный спектр излучения
- возможность использования регуляторов яркости
- широкий диапазон внешних температур окружающей среды
Недостатки:
- низкая световая отдача на 1 Вт потребляемой энергии
- небольшой срок службы
- большой бросок пускового тока
- низкий показатель КПД (примерно 4%)
- пожароопасность – при работе лампы происходит сильный нагрев стеклянной колбы (в зависимости от мощности от 100 до 300 градусов Цельсий)