Лампа накаливания. проверка закона ома и вывод формул

Мощность излучения по отношению к окружающему фону

Оценим мощность излучения лампы, соответствующую температуре окружающего фона.

Известно, что постоянная Стефана-Больцмана σ = 5,670373·10-8 , тогда мощность излучения с квадратного метра

Р = σ SТ4

В качестве произвольного оценочного значения примем диаметр спирали 40 микрон, а длину 50 см. Температура нормальных условий 293К (20С). Подставив эти данные в формулу Стефана-Больцмана, получим мощность излучения при температуре 0,026258 Ватт.

Для интереса вычислим мощность при некоторых различных температурах окружающей среды:

Минус 40 (233К) 0,0105 Ватт

Минус 20 (253К) 0,0146 Ватт

Нуль (273К) 0,0198 Ватт

Плюс 20 (293К) 0,026258 Ватт (норм.условия)

Плюс 40 (313К) 0,0342 Ватт

Для курьеза можно привести расчет излучения лампы, когда температура окружающей среды равна 2300К:

Р = 99,7 Ватт.

Что вобщем неплохо согласуется с реальным положением вещей – лампа, расчитанная на 100 ватт нагревается до температуры 2300К.

Можно с высокой долей уверенности заявить, что данная геометрия спирали соответствует «стоваттной» лампочке, рассчитанной на 220 вольт.

А теперь пересчитаем эти величины мощностей к «приведенному» напряжению. Как если бы температура окружающей среды соответствовала Абсолютному Нулю, а к лампе было приложено некоторое напряжение, нагревающее спираль.

Для пересчета используем полученное соотношение что напряжения и мощности соответствуют степеням «три» и «два».

темпер, К	напряжение, В
233	0,489665457
253	0,609918399
273	0,747109176
293	0,902119352
313	1,075809178

Из таблицы видно, что “токовая” мощность лампочки при напряжении на ней 0,902…Вольт нагревает спираль до температуры 293К. Аналогично, “токовая” мощность при напряжении 1,0758 Вольт нагреет спираль до температуры 313К (на 20 градусов выше).

Повторю еще раз, это при условии, что температура окружающей среды равна Абсолютному Нулю.

Вывод. Весьма малое изменение напряжения оказывает значительное влияние на температуру нити. Изменили напряжение на каких то семнадцать сотых Вольта (1,0758 – 0,902 = 0,1738) а температура возросла на 20 градусов.

Эти расчеты весьма условны, но в качестве ОЦЕНОЧНЫХ величин их можно использовать.

Оценка естественно очень грубая, ибо закон Стефана-Больцмана описывает излучение «идеального» излучателя – абсолютно черного тела (АЧТ), а спираль весьма отличается от АЧТ, но, тем не менее, получили «цифирь» весьма правдоподобную…

Из экселовской таблички видно, что уже при напряжении на лампе 1 вольт, температура спирали будет 40 градусов по Цельсию. Приложим больше, будет больше.

Напрашивается естественный вывод, что при напржении 10-15 вольт нить будет достаточно горячая, хотя визуально это не будет видно.

На глаз нить будет казаться «ЧЕРНОЙ» (холодной) вплоть до температур 600 градусов (начало излучения в видимом диапазоне).

Желающие «погонять цифирь» могут это сделать самостоятельно, используя формулу Стефана- Больцмана.

Результаты будут условными, ввиду того что (как было сказано выше) спираль имеет некоторое альбедо и не соответствует излучателю АЧТ, НО(!) оценка температур будет вполне достоверной…

Повторю – именно ОЦЕНКА. Нить начинает светиться примерно с 20 вольт.

Дополнительно хотел бы обратить внимание на разброс параметров лампочек. На фотографии с тестером, маленькие лампочки (гирляндные) были мной отобраны и откалиброваны весьма тщательно

Для разных измерительных целей и опытов. Потому то они и показывают одинаковое сопротивление, что называется «пуля в пулю»

На фотографии с тестером, маленькие лампочки (гирляндные) были мной отобраны и откалиброваны весьма тщательно. Для разных измерительных целей и опытов. Потому то они и показывают одинаковое сопротивление, что называется «пуля в пулю».

А вот большие лампочки, я их просто принес из магазина, не отбирая по параметрам и хорошо видно, что разброс магазинных лампочек наблюдается в весьма широком диапазоне. Вплоть до 10%.

Это обстоятельство дополнительно указывает, что погрешности расчета оказываются МЕНЬШЕ чем реальный разброс лампочек.

Как измерить смещение на сетке?

Катодный ток, являющийся суммой токов анода и экранирующей сетки, протекает через резистор Rк. При этом на резисторе возникает напряжение, плюс которого приложен к катоду (точка 5), а минус – к общему проводу (точка 1). Управляющая сетка лампы через резистор Rс соединена с общим проводом. Так как ток по резистору Rс не течет, то падения напряжения на нем нет и потенциал обоих его концов одинаков. Следовательно, между управляющей сеткой и катодом приложено напряжение, снимаемое с резистора Rк. Оно и является напряжением смещения на управляющей сетке, так как смещает рабочую точку в нужное место характеристики лампы. Как же его измерить?

Включим вольтметр между управляющей сеткой (точка и катодом (точка 5). При этом параллельно резистору Rк, на котором имеется напряжение, окажется включенной цепочка из двух сопротивлений – внутреннего сопротивления вольтметра и сопротивления резистора Rc. Они включены последовательно и образуют делитель напряжения, к которому присоединена управляющая сетка. Если сопротивление вольтметра меньше сопротивления Rc или соизмеримо с ним, то напряжение, показанное вольтметром, будет значительно меньше истинного смещения на сетке.

Чтобы ошибка измерений была малой, необходимо и здесь применить вольтметр с высоким внутренним сопротивлением, раз в 20-30 больше сопротивления резистора Rc. А так как последнее обычно равно 0,5-1,0 МОм, то приходится применять вольтметры с сопротивлением порядка 10-20 МОм. Измеряемое напряжение здесь составляет обычно несколько вольт; поэтому необходим вольтметр с сопротивлением не ниже 1-2 МОм на вольт. Простой стрелочный прибор магнитоэлектрического типа здесь уже не подходит. Поэтому для измерения смещения в точках 5 и 8 применяют ламповые вольтметры постоянного тока с входным сопротивлением порядка 20-50 МОм (на любой шкале).

Значительно удобнее измерять напряжение смещения в показанной на рис. 1 схеме не непосредственно на сетке лампы, а в точках его возникновения – на концах резистора Rк. Так как сопротивление этого резистора невелико, всего несколько сотен Ом, то в этом случае можно применить почти любой, даже сравнительно низкоомный вольтметр, присоединяя его к точкам 5 и 1. Этот способ измерения пригоден только в том случае, когда смещение на управляющую сетку подается с катодного сопротивления. В других случаях способ измерения будет иным.

Часто для простоты измеряют анодное напряжение и напряжение на экранирующей сетке не по отношению к катоду, а по отношению к шасси, соединенному с общим проводом. Получающаяся при этом способе измерений неточность в определении Ua и Uэ составляет несколько процентов (не учитывается падение напряжения на катодном резисторе Rк).

При проверке неисправной радиоаппаратуры рекомендуется измерять не только напряжения на электродах ламп, но также и падения напряжений на резисторах Ra, Rэ. Если оно равно нулю, то это значит, что тока в данной цепи нет (например, вышла из строя лампа).

Как избежать ошибок

Подключать электроприборы к сети необходимо с соблюдением правил электротехники. Особенности подключения не очевидны и могут быть непонятны далеким от тематики людям.

Важно учесть:

Каждый тип подключения имеет особенности, связанные с законом Ома. В последовательном соединении ток равен на всех участках цепи, тогда как напряжение зависит от сопротивления. В параллельном соединении одинаковым оказывается напряжение, а общая сила тока складывается из величин отдельных участков.
Любую цепь не стоит перегружать, это может привести к нестабильной работе приборов и повреждению проводников.
В параллельном соединении сечение проводов должно соответствовать подаваемой нагрузке, иначе неизбежен перегрев проводников с последующим расплавлением обмотки и коротким замыканием.
В выключатель подводится фаза, ноль уходит на осветительный прибор. Пренебрежение правилом может привести к поражению током при замене лампы, поскольку даже в выключенном состоянии устройство находится под напряжением.
Основной провод от светильника подсоединяется к общему контакту. Если его подключить к отводу, будет работать только часть цепи.
Перед установкой выключателя лучше заранее промаркировать провода. При монтаже будет просто соединить между собой одноименные проводники.

Отказ от рекомендаций может стать причиной нестабильной работы осветительного оборудования, быстрого перегорания ламп и повлечь серьезные травмы с риском для жизни.

Погрешности при расчете

Во время ремонтных работ в планы владельцев помещения нередко входит замена обычных ламп накаливания на светодиодные, после чего уровень освещенности может в несколько раз снизиться.

Причиной этого может быть огромное количество факторов, в которым относятся:

Использование обоев, ламината, линолеума тёмных оттенков;
Неправильное определение цветовой температуры светодиодов;
Установка натяжного потолка с матовым эффектом.

Поэтому при определении освещенности необходимо учитывать коэффициенты основных поверхностей помещения – потолка, стен и пола:

70% – белый цвет;
50% – светлый цвет;
30% – серый цвет;
10% – темный цвет;
0% – черный цвет.

Для этого рассчитайте общий коэффициент отражения:

· Общий К.О.= К.О. потолка+К.О.стен+К.О.пола)/3.

Как только был получен результат, его нужно умножить на ранее рассчитанный световой поток.

Компоненты с нелинейным сопротивлением

Также существуют компоненты, специально разработанные для получения нелинейных кривых сопротивления. Одним из таких устройств является варистор. Эти устройства, обычно изготавливаемые из таких соединений, как оксид цинка или карбид кремния, поддерживают высокое сопротивление между своими выводами до тех пор, пока не будет достигнуто определенное напряжение «срабатывания» или «пробоя» (эквивалентное «потенциалу ионизации» воздушного зазора), после чего их сопротивление резко снижается. В отличие от пробоя диэлектрика, пробой варистора повторяем: то есть он рассчитан на то, чтобы безотказно выдерживать многократные пробои. Ниже показан пример варистора:

Рисунок 5 – Варистор

Существуют также специальные газонаполненные лампы, предназначенные для того же самого и использующие тот же принцип, что и при ионизации воздуха молнией.

Другие электрические компоненты демонстрируют еще более странные графики зависимости силы тока от напряжения. Некоторые устройства при увеличении приложенного напряжения пропускают меньший ток. Поскольку наклон вольт-амперной характеристики для этого явления отрицательный (наклон вниз, а не вверх при движении слева направо), то оно известно как отрицательное сопротивление.

Рисунок 6 – Область отрицательного сопротивления

В частности, вакуумные электронные лампы, известные как тетроды, и полупроводниковые диоды, известные как диоды Эсаки или туннельные диоды, демонстрируют отрицательное сопротивление в определенных диапазонах приложенного напряжения.

Для анализа поведения таких компонентов, где сопротивление изменяется в зависимости от напряжения и тока, закон Ома не очень полезен. Некоторые даже предлагали понизить «закон Ома» до статуса «закона», потому что он не универсален. Было бы правильнее назвать формулу (R=E/I) определением сопротивления, подходящим для определенного класса материалов в узком диапазоне условий.

Однако в интересах учащихся мы будем предполагать, что сопротивления, указанные в примерах схем, стабильны в широком диапазоне условий, если не указано иное. Я просто хотел показать вам немного сложностей реального мира, чтобы не создать у вас ложного впечатления, что все электрические явления можно описать в нескольких простых уравнениях.

Пошаговое руководство

На всех мультиметрах имеется обязательное гнездо СОМ – в него необходимо вставить штеккер с черным щупом. На рисунках показано, где располагается это гнездо в популярных моделях:

Читать также: Хранение листового металла вертикально

После этого нужно найти гнездо для измерения сопротивления. обозначается оно символом VΩmA или совпадать с гнездом для измерения частоты, тогда оно обозначается VΩHz и воткнуть в него красный щуп. Для примера несколько мультиметров с разными обозначениями:

С помощью поворотной ручки перевести мультиметр в режим измерения сопротивления. Он обозначен Ω (омега) и проверить работу прибора. Для этого нужно замкнуть щупы. Сопротивление должно составить 0,3 – 0,8 Ом. Если показывает бо́льшую цифру – значит провода или щупы пришли в негодность и их нужно заменить.

Щупами или «крокодильчиками» касаемся измеряемого элемента и смотрим на экран:

На экране отображается сопротивление замкнутой цепи

Важно знать. Если при измерении сопротивления мультиметр показывает единицу в крайнем левом положении – значит цепь разомкнута

Такое же сопротивление должны показывать «пустые» щупы.

Разомкнутая цепь – единица в левом положении

Большинство мультиметров с функцией измерения сопротивления имеют несколько диапазонов чувствительности. Если вы не знаете номинального сопротивления измеряемой цепи – чувствительность можно подобрать вращением рукоятки на передней панели:

Рукояткой выставляем необходимую чувствительность

Как видно на примере выше (мультиметр DT9202A) , чувствительность можно установить в нескольких диапазонах от 200 Ом до 2 мегаОм. Просто вращайте рубильник вправо до тех пор, пока показания на табло не станут изменяться – это и будет правильно выбранный диапазон.

Важно знать. При выставлении высокой чувствительности щупы могут реагировать на прикосновение к ним пальцев

Поэтому не касайтесь металлических контактов, иначе мультиметр будет измерять сопротивление вашего тела, а не цепи.

Измерение светового потока

При покупке необходимо обращать внимание на показатели светового потока лампы, который измеряется в люменах. Его можно найти на упаковке как обозначение lm или лм

Стоит отметить, что на каждое помещение приходится разный показатель светового потока.

Стоит отметить, что светодиоды отличаются большим световым потоком. Чтобы примерно представлять, какую площадь может осветить 1 Led лампочка, то нужно определить количество люмен на один квадратный метр.

Если площадь комнаты составляет 3 квадратного метра, то на один квадратный метр должно приходиться 300 люмен. Следовательно, необходимо приобрести светодиод в 900 люмен кпд. А соотношение мощности и светового потока ламп приведены в таблице.

Люмены, как показатель, характеризуют только световой поток. Освещенность помещения необходимо измерять через другой показатель — люкс.

Значение освещенности помещений очень велико при проектировке расстановки источников света. Так, каждый квадратный метр помещения будет освещен максимальной яркостью.

Таким образом, если светодиод излучает свет на 900 люменов на площади в 3 квадратных метра, то общее освещенность комнаты будет составлять 300 люкс.

Сравнение: лампы накаливания, галогенные, люминесцентные и светодиодные:

Кроме того сравнение ламп разных видов хорошо описано в статье «Сравнение ламп…»

При выборе освещения многие сталкиваются с проблемой выбора: что лучше — не дорогостоящие лампы накаливания или светодиодные за более высокую цену? Чтобы определить, какая покупка будет выгоднее, необходимо ознакомиться со всеми характеристиками каждой из разновидностей.

Небольшой нюанс, о котором следует помнить

При оценке такого показателя, как эффективность следует различать, что есть эффективность светодиодов и отдельно осветительных приборов. Рост эффективности LED-светильников непрерывно увеличивается в связи с повышением эффективности самих светодиодов.

Светодиоды

Но при этом следует помнить, что плафон и драйвер осветительного прибора вносит определённую долю потерь. Об этом часто забывают люди при выборе источника света под определённые типы осветительных приборов. Поэтому выбирая лампочку под конкретный тип прибора, следует обязательно помнить о таких потерях. Иначе выбранная модель, даже при одинаковой мощности с заменяемой, может давать световой поток меньшего значения. В результате этого освещение помещения будет некачественным и не станет отвечать нормам, прописанным в регламентирующих этот вопрос документах. При детальном рассмотрении эффективности, как отношения светового потока к потребляемой мощности, можно быстро определить степень эффективности применения LED как выгодного заместителя старых источников света (накаливания, галогеновые и люминесцентные лампочки).

Преимущества и недостатки источника света

Несмотря на то, что сегодня рынок источников света изобилует самыми разнообразными моделями, лампы накаливания на нем встречаются еще достаточно часто. Здесь можно найти изделия на различное количество Вт (от 5 до 200 Вт и выше). Самыми востребованными лампочками являются от 20 до 60 Вт, а также 100 Вт.

Если мы добавим третью 60-ваттную лампу в схему, то каждая лампочка получит треть от общего напряжения цепи или 40 вольт. Каждая лампочка будет давать меньше света, чем раньше, потому что мы продолжаем увеличивать сопротивление цепи каждый раз, когда добавляем лампу.

Чтобы еще раз продемонстрировать, как изменение сопротивления последовательно влияет на ток и напряжение на каждой лампе, позвольте заменить третью лампу лампой накаливания на 10 ватт. 10-ваттная лампа будет светиться ярко, а две другие будут едва светить. 10 -ваттная лампа имеет такое большое сопротивление по сравнению с двумя другими 60-ваттными лампами, что 10-ваттная лампа получает самый высокий процент напряжения. Положение ламп в цепи не имеет значения. Это сопротивления, которые определяют сколько напряжения каждая из ламп в конечном итоге получит.

Ассортимент выбора

ЛН продолжают достаточно широко использоваться потому, что у них имеются свои преимущества:

при включении зажигание света происходит практически мгновенно;
небольшие габариты;
низкая стоимость;
модели, внутри колбы которых имеется только вакуум, являются экологически чистой продукцией.

Именно такие достоинства и обусловили то, что ЛН еще являются достаточно востребованными в современном мире. В домах и на производстве сегодня легко можно встретить представителей данной осветительной продукции на 60 Вт и выше

Обратите внимание! Большой процент использования ЛН относится к промышленности. Зачастую здесь используются мощные модели (200 Вт)

Но лампы накаливания имеют и достаточно внушительный перечень недостатков, к которым можно отнести:

В этой компоновке 10-ваттная лампочка получает 110 вольт, и каждая из 60-ваттных ламп получает 5 вольт. 5 вольт, получаемые лампами мощностью 60 ватт, заставляют их едва светиться, а 110 вольт, получаемые 10-ваттной лампой, заставляют его светиться вблизи, но не полностью, его полной, предполагаемой яркости.

На каждой плате есть три лампы мощностью 40 Вт, подключенные, как показано схемами резисторов, нанесенными на нее. На плате слева расположены луковицы, разумеется, параллельно, а правая панель справа. В этой схеме все луковицы светятся при полной яркости.

наличие слепящей яркости света, исходящего от ламп в процессе работы. В результате этого требуется использование специальных защитных экранов;
во время работы наблюдается нагревание нити, а также самой колбы. Из-за сильного нагрева колбы при попадании на ее поверхность даже незначительного количества воды, возможен взрыв. Причем нагревание колбы происходит у всех лампочек (хоть на 60 Вт, хоть ниже или выше);

Накал вольфрамовой нити

высокое потребление электроэнергии;
при выходе из строя не поддаются ремонту;
низкий срок эксплуатации. Лампы накаливания быстро выходят из строя по причине того, что в момент включения или выключения света нить спирали может повредиться из-за частого нагрева.

Как видим, использование ЛН несет в себя гораздо больше минусов, чем плюсов. Самыми главными недостатками лап накаливания считается нагрев из-за повышения температуры внутри колбы, а также высокое потребление электроэнергии. Причем это касается всех вариантов ламп с мощностью от 5 до 60 Вт и выше.

«Омическое» сопротивление является постоянным, независимо от приложенного напряжения. Если бы лампочки работали таким образом, измеренный ток в последовательной схеме согласуется с приведенной выше оценкой. Несмотря на то, что это не так, эта демонстрация дает хорошее представление о различии в поведении между последовательной и параллельной цепью, выполненной с тремя идентичными резисторами.

Электроника и приборостроение для ученых, стр. 32. В этом разделе мы рассмотрим, как власть ведет себя в последовательном соединении и параллельно соединении двух резисторов. На следующем рисунке показан удивительный результат двух ламп накаливания в последовательном соединении и параллельном соединении.

Зависимость сопротивления нити лампы накаливания от напряжения

Напряжение	2	4	6	8	10	12	14	16
% напряжения	8.3	16.7	25.0	33.3	41.7	50.0	58.3	66.7
Ток	0.55	0.7	0.84	0.97	1.08	1.19	1.29	1.38
Сопротивление	3.6	5.7	7.1	8.2	9.3	10.1	10.9	11.6
Мощность	1.1	2.8	5.04	7.76	10.8	14.28	18.06	22.08

(продолжение таблицы)

Напряжение	18	20	22	24	26	28	30	32
% напряжения	75.0	83.3	91.7	100.0	108.3	116.7	125.0	133.3
Ток	1.47	1.55	1.63	1.7	1.77	1.84	1.92	2
Сопротивление	12.2	12.9	13.5	14.1	14.7	15.2	15.6	16.0
Мощность	26.46	31	35.86	40.8	46.02	51.52	57.6	64

(Номинальные параметры выделены) Как видно из таблицы, зависимость сопротивления лампочки от напряжения нелинейная. Это может проиллюстрировать график, приведенный ниже. Рабочая точка на графике выделена.

Сопротивление нити лампы накаливания в зависимости от напряжения

Кстати, сопротивление подопытной лампочки, измеренное с помощью цифрового мультиметра – около 1 Ома. Предел измерения – 200 Ом, при этом выходное напряжение вольтметра – 0,5 В. Эти данные также укладываются в полученные ранее.

Зависимость мощности от напряжения:

Зависимость мощности от напряжения

Для ламп на напряжение 230 В на основании экспериментальных данных была составлена вот такая табличка:

Мощность лампочки, Вт	25	40	60	75	100
R холодной нити,Ом	150	90-100	60-65	45-50	37-40
R горячей нити, Ом	1930	1200	805	650	490
Rгор./Rхол.	12	12	13	13	12

Из этой таблицы видно, что сопротивление нити лампы накаливания в холодном и горячем состоянии отличается в 12-13 раз. А это значит, что во столько же раз увеличивается потребляемая мощность в первоначальный момент.

Стоит отметить, что сопротивление в холодном состоянии измерялось мультиметром на пределе 200 Ом при выходном напряжении мультиметра 0,5 В. При измерении сопротивления на пределе 2000 Ом (выходное напряжение 2 В) показания сопротивления увеличиваются более чем в полтора раза, что опять же укладывается в идею статьи.

“Горячее” сопротивление измерялось косвенным методом.

Подписывайтесь! Там тоже интересно!

Некоторые общие рассуждения по сопротивлению лампочек накаливания

Безусловно, для малых значений напряжения (когда приложенное напряжение ЗНАЧИТЕЛЬНО отличается от паспортного), наши формулы будут “подвирать”.

Например, при расчете сопротивления комнатной лампочки накаливания 95W , 230V, подключенной к источнику напряжения 1 вольт, формула

дает значение сопротивления нити 36,7171 ом.

Если предположить, что мы подали на лампу напряжение 0,1 вольта, то расчетное сопротивление нити составит 11,611 ом…

Интуиция подсказывает, что дело обстоит не совсем не так, а скорее совсем не так…

В области малых напряжений формула будет стабильно “низить” значение расчетного сопротивления по сравнению с фактическим, и дело тут вот в чем…

В рассматриваемой концепции неявно предполагается, что хаотическое движение электронов “ЗАМРЕТ” при отсутствии внешнего приложенного напряжения. Однако, очевидно, что движение электронов не “замирает” даже в отсутствие приложенного внешнего напряжения (если лампа просто лежит на столе и никуда не включена).

Хаотическое движение электронов имеет ТЕПЛОВУЮ природу и обусловлено ЕСТЕСТВЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ нити накаливания.

Этот момент формулой не учитывается и прямое измерение сопротивления нити прибором неизбежно покажет отличие измеренного значения сопротивления против расчетного.

Проверка светодиодной лампы мультиметром

К сожалению, светодиодную лампу невозможно проверить мультиметром. Полупроводниковый прибор с достаточно сложной схемой можно в домашних условиях можно проверить на работоспособность только закрутив в исправный патрон и подав напряжение.

Светодиодная лампа с цоколем Е27

Проверка светодиодной лампы имеет свои особенности.

Эти лампочки имеются в большинстве современных люстр и других устройств освещения. Для проверки на исправность (или же неисправность) светодиода делаем следующее:

При помощи старой банковской карты (пластиковой) избавляемся от рассеивателя, который находится между корпусом и самим светодиодом.
Пластик постепенно продвигаем по линии склейки. Чтобы шов легче поддавался, его можно нагреть при помощи технического фена.
Вскрываем плату.
Прижимаем щупу к светодиодам и ждём, пока они не начнут тускло светиться.

Если никакого свечения не появилось, лампочку пора менять.

Мощные светодиоды

Проверяем яркий светодиод.

В гирляндах обычно используют светодиоды синего, жёлтого и белого цвета. Для их тестирования щупы не применяются, вместо этого их размещают в транзисторных гнёздах. Делается всё следующим образом:

Сначала нужно определить какая у СМД распиновка.
В нижней части мультиметра находим восемь гнёзд.
Размещаем щупы: для анода используем гнездо Е, а для катода — гнездо С.
Открываем PNP, на эмиттер Е подаётся заряд положительного значения. Если светодиод рабочий, то он загорится.
Далее полярность меняем для NPN транзисторов. Устанавливаем анод в С отверстие, катод ставим в отверстие Е.

Устройство

Лампа накаливания включает в себя стеклянную колбу, вольфрамовую нить, свинцовую проволоку, молибденовый держатель накаловой нити, логеточку, биметаллическую проволоку, втулку, плавкую вставку, замазку, штенгель, свинцовую проволоку небольшой массы, цоколь и паяный контакт. Светоисточник со стеклянной колбой, вольфрамовой нитью и инертным газом установлен на специальные опоры и электроды, через которые идет электроток.

Обратите внимание! В момент вкручивания цоколя в источник, энергия идет к нагреваемому вольфраму и излучает свет. В этом считается принцип работы

Конструктивные особенности светильников

Особенности источника света

Лампы накаливания представляют собой самый первый источник электрического света, который был изобретен человеком. Данная продукция может иметь разную мощность (от 5 до 200 Вт). Но наиболее часто используются модели на 60 Вт.

Перед тем, как приступать к рассмотрению таких параметров, как температура нагрева и цветовая температура, необходимо разобраться в конструкционных особенностях подобных ламп, а также в принципе ее работы. Лампы накаливания в ходе своей работы преобразует электрическую энергию, проходящую по вольфрамовой нити (спирали) в световую и тепловую. На сегодняшний день излучение, по своей физической характеристике, делится на два типа:

Эти клиенты и некоторые другие имеют фундаментальное непонимание ламп накаливания на 130 вольт. Однако это не их вина, это наше. Поэтому позвольте мне попытаться разобраться в этом вопросе раз и навсегда. Тем не менее, вы также можете использовать лампу с более толстой нитью, которая уменьшает сопротивление тока, так что он течет более легко. Этот метод, как указывалось ранее, является подходом, используемым лампой накаливания на 130 вольт. Поскольку ток, проходящий через более толстую нить, меньше сопротивляется, для производства света требуется меньше энергии.

Устройство лампы накаливания

тепловое;
люминесцентное.

Под тепловым, которое характерно для ламп накаливания, подразумевается световое излучение. Именно на тепловом излучении основано свечение электрической лампочки накаливания. Лампы накаливания состоят из:

стеклянной колбы;
тугоплавкой вольфрамовой нити (часть спирали). Важный элемент всей лампы, так как при повреждении нити лампочка перестает светиться;
цоколя.

В процессе работы таких ламп происходит повышение t0 нити из-за прохождения через нее электрической энергии в виде тока. Чтобы избежать быстрого перегорания нити в спирали, из колбы выкачивают воздух

Обратите внимание! В более продвинутых моделях ламп накаливания, коими является галогеновые лампочки, вместо вакуума в колбе закачан инертный газ. Установка вольфрамовой нити происходит в спираль, которая закреплена на электродах

В спирали нить находится посередине. Электроды, к которым происходит установка спирали и вольфрамовой нити, соответственно, припаиваются к разным элементам: один к металлической гильзе цоколя, а второй – к металлической контактной пластине. В результате такой конструкции электрической лампочки, ток, проходя через спираль, вызывает нагрев (повышение t0 внутри колбы) нити, так как он преодолевает ее сопротивление.

Более свободно движущийся ток также не приводит к тому, что нить накапливается так, что цветовая температура света также ниже. Очень небольшое снижение напряжения и люмен приводит к значительному увеличению срока службы и значительному снижению энергопотребления. Например, снижение напряжения только на 8% приводит к 300% -ному увеличению срока службы и почти 15% -ному снижению энергопотребления только с 25% -ной потерей светового потока!

Теперь вернемся к первоначальному вопросу: зачем покупать лампочки на 130 вольт? Ответ прост. Покупайте лампочки накаливания на 130 вольт, когда вы хотите экономить энергию, реже меняйте свои луковицы и не упустите немного меньшего светового потока и более теплую цветовую температуру.

Последовательная схема подключения

В начале рассмотрим простейшую сборку из двух последовательно подключенных лампочек накаливания.

Имеем:

две лампы вкрученные в патроны

два провода питания выходящие из патронов

Что нужно, чтобы подключить их последовательно? Ничего сложного здесь нет.

Просто берете любой конец провода от каждой лампы и скручивает их между собой.

На два оставшихся конца вам необходимо подать напряжение 220 Вольт (фазу и ноль).

Как будет работать такая схема? При подаче фазы на провод, она пройдя через нить накала одной лампы, через скрутку попадает на вторую лампочку. И далее встречается с нулем.

Почему такое простое соединение практически не применяется в квартирах и домах? Объясняется это тем, что лампы в этом случае будут гореть менее чем в полнакала.

При этом напряжение будет распределяться на них равномерно. К примеру, если это обычные лампочки по 100 Ватт с рабочим напряжением 220 Вольт, то на каждую из них будет приходиться плюс-минус 110 Вольт.

1 of 2

Соответственно и светить они будут менее чем в половину от своей изначальной мощности.

Грубо говоря, если вы подключите параллельно две лампы по 100Вт каждая, то в итоге получите светильник мощностью в 200Вт. А если эту же схему собрать последовательно, то общая мощность светильника будет гораздо меньше, чем мощность всего одной лампочки.

Исходя из формулы расчета получаем, что две лампочки светят с мощностью равной всего: P=I*U=69.6Вт

При этом, падение яркости будет равномерным только при условии, что лампочки у вас одинаковой мощности.

Если они отличаются, допустим одна из них 60Вт, а другая 40Вт, то и напряжение на них будет распределяться уже по другому.

1 of 2

Что это дает нам в практическом смысле при реализации данных схем?

Технические характеристики

Главные технические характеристики лампы накаливания 60 вт — это электрические со светотехническими и эксплуатационными параметрами. К первым относится мощность с напряжением, ко вторым — светопоток со спектральным составом, к третьим — светоотдача со сроком службы и геометрическим размером. Мощность светоисточников зависит от того, какое напряжение и геометрические размеры вольфрамовой спирали.

Что касается мощностного диапазона, он составляет от 25 до 1000 ватт. Вольфрамовая нить равна 3000 градусам, светоотдача — 9-19 люменов на 1 ватт, номинальное напряжение — 220-230 ватт. Частота равна 50 герц, цокольный размер — от 14 до 40 миллиметров. Сам цоколь является резьбовым, штифтовым и двухконтактным.

Технические параметры светильников с мощностью в 220 вольт

Подготовка мультиметра к работе

Первым делом извлечём наш мультиметр из упаковки и осмотрим внимательно. На корпусе не должно присутствовать каких-либо повреждений, батарейный отсек должен закрываться плотно. Проверяем качество и целостность щупов и идущих к ним проводов. Если изоляция отсутствует, используем изоленту. Неплохо справится с задачей и термоусадочная трубка. Если на щупах имеются сколы, также их заматываем. Переключатель режимов выставляем для работы с омами, напротив деления 200 Ом. Кабель чёрного цвета присоединяем к гнезду Com. Кабель красного цвета подключаем в гнездо, где имеются символы тех величин, которые мы собираемся измерять.

Устройство должно отобразить на своём экране цифру «1». Если её нет или отображается что-то другое, пора его ремонтировать. Скрещиваем щупы друг с другом. Единичка меняется на нолик. Если именно так всё и происходит, значит, работа идёт в штатном режиме. Если на экране идёт мельтешение цифр, они бледные, нужно попробовать поменять батарейки. Если попытка не удалась, прибор подлежит ремонту. Для начала тестирования лампы выставляем на тумблере режим поиска обрыва. Данный режим обозначается пиктограммой диода.

Цвет свечения лампочек

Цветовая температура (t0) также является важным показателем. Цветовая t0 представляет собой характеристику хода интенсивности светового излучения лампочки и является функцией длины волны, определенной для оптического диапазона. Данный параметр измеряется в кельвинах (К).

Имена и напряжения обычных батарей. Электрическое напряжение может возникать либо как напряжение постоянного тока, либо переменное напряжение. Символ переключателя батареи или источника постоянного напряжения. Если подключены два полюса источника напряжения, то носители заряда перетекают с одного полюса на другой — происходит выравнивание заряда. Электрический ток течет во время этого процесса. Электрический ток или электрический ток часто упоминаются как ток.

Для того, чтобы электрический ток протекал, в материале, в котором происходит соединение между положительным и отрицательным полюсами, должны присутствовать свободные носители заряда — Например, в металлах или жидкостях. Наличие свободных носителей заряда делает разницу между проводящими и непроводящими материалами.

Цветовая температура для лампы накаливания

Стоит отметить, что цветовая температура для ЛН находится примерно на уровне 2700 К (для источников света с мощностью от 5 до 60 Вт и выше). Цветовая t0 ЛН находится в красной и тепловой оттеночной области видимого спектра. Цветовая t0 полностью соответствует степени нагревания вольфрамовой нити, что не дает возможность ЛН быстро выйти из строя.

Таким образом, чем больше будет мощность ЛН (от 5 до 60 Вт и выше), тем больше будет происходить нагревание вольфрамовой нити и самой колбы. Соответственно, тем больше будет цветовая t0. Ниже приведена таблица, по которой можно сравнить эффективность и потребление мощности разных видов лампочек. В качестве группы контроля, с которой ведется сравнение, здесь взяты ЛН мощностью от 20 до 60 и до 200 Вт.

Сравнительная таблица мощностей разных источников света

Как видим, лампы накаливания по данному параметру значительно проигрывают в плане потребления мощности другим источникам света.