Почему часто перегорают лампы накаливания и как продлить срок их работы?

Невозможно представить современную жизнь без искусственных источников света. На сегодняшнее время все большую популярность приобретают светодиодные лампы. Безусловно, для этого есть вполне объективные причины, ведь они более энергоэффективные и срок эксплуатации у них больше, в сравнении с лампами накаливания. Так почему же полностью не отказаться от ламп накаливания? На мой взгляд, у них есть два неоспоримых достоинства: простота в производстве и низкая цена. Основной недостаток – это небольшой срок службы. Поэтому в данной статье постараемся ответить на два наиболее важных вопроса: почему эти лампы часто перегорают, а также рассмотрим методы продления времени их работы.

Что такое лампа накаливания?

Лампа накаливания общего назначения (ЛОН) – это искусственный источник света, получаемый в процессе воздействия электрического тока на нить накала. Первооткрывателем данной лампочки считается американский изобретатель Томас Эдисон. Патент на своё изобретение он получил 20 декабря 1879 года.

Из чего же состоит лампа накаливания? Конструкция этого нехитрого устройства довольно проста. На цоколе расположены контакты, которые соединены с электродами. При помощи специальных держателей, между электродами устанавливается нить накала. Кстати, в подавляющем большинстве лампочек, нить накала производят из вольфрама, поскольку он условно дешевый и плавится при крайне высоких температурах. Затем все «внутренности» лампы закрывают колбой. Зачем она нужна? Стеклянная колба выполняет две функции: во-первых, она является защитным барьером, ведь температура раскаленной нити может достигать более 2000 градусов Цельсия; а во-вторых – из колбы откачивают воздух, что позволяет исключить окисление нити накала.

Бывают еще варианты, когда в колбу закачивают некоторые благородные газы, такие как: азот либо аргон. Присутствие этих газов в лампе приводит к предотвращению быстрого испарения металла, из которого сделана нить. Таким образом стараются продлить срок эксплуатации лампы.  

Принцип действия лампы накаливания

Если объяснить простыми словами, то принцип работы лампы состоит в преобразовании электрической энергии в световую. Электрический ток от контактов на цоколе проходит по электродам и разогревает нить накала. За счет высокой температуры вольфрамовой нити, от неё начинает излучаться свет. Нить накала не плавится, за счет порога температурного плавления вольфрама (температура нити накала составляет около 2000 градусов Цельсия, а вольфрам плавиться при 3400 градусов Цельсия).

Таким образом, при установке лампочки в патрон светильника, мы можем наблюдать свет.

Причины частого перегорания ламп накаливания

Как это ни странно, но причин выхода из строя ламп накаливания может быть много. Производители заявляют, что примерный срок службы ЛОН составляет около 1000 часов. Львиная доля лампочек не дотягивает до такой времени работы. Давайте попробуем разобраться, почему так происходит? Далее я постараюсь перечислить основные моменты, которые отрицательно воздействуют на время эксплуатации ЛОН.

1. Использование дешевых ламп накаливания

Производители ламп накаливания бывают разные. Следовательно, и разброс в цене может быть существенный. Ничего не хочу сказать плохого за отечественных производителей, однако, иногда бывает, что «буржуйские» лампочки работают немного дольше. В данном случае это моё субъективное мнение, так сказать из «личного опыта». Выбор всегда остается за покупателем.

2. Повышенное напряжение в сети

На мой взгляд после «вопроса цены», это одно из первых, о чем нужно сказать. В нашей электрической сети есть установленные нормы предельно - допустимого напряжения, согласно ГОСТ 29322-2014. В ней указано, что сетевое напряжение должно составлять 230 В ± 10 %. Однако на практике, этот показатель может варьироваться в пределах 190-250 В. Обычно производители ламп накаливания указывают номинальное напряжение, в пределах которого, работает лампочка.

При увеличении питающего напряжения на лампочку, увеличивается температура нити накала. Следовательно, увеличивается износ вольфрамовой нити, что влечет за собой уменьшение срока эксплуатации лампочки.

3. Дефекты и неисправности патрона

Не лишним будет взглянуть на сам патрон, а также контакты, которые в нем находятся. Наличие окислительных процессов, либо нагара на контактах патрона, может создать условия для еще большего нагрева лампочки. Естественно, её ресурс может сократиться вдвое.

4. Частое включение и выключение лампы

Если говорить вкратце, то сопротивление холодной нити накала и горячей - отличается в несколько раз. Что это означает? Выходит, что в момент, когда вы включаете лампочку, через нить накала проходит ток значительно превышающий рабочий показатель. Частые включения приводят к дополнительному износу вольфрамовой нити. 

5. Плохой контакт выключателя

В процессе эксплуатации электрических выключателей происходит постепенный износ их контактной базы. На контактах появляются потемнения и даже могут быть следы нагара от перегрева. Проверить выключатель довольно просто – необходимо открыть корпус выключателя и визуально осмотреть его «внутренности». Также следует обратить внимание на провода, которые подходят к выключателю. Естественно, перед выполнением таких работ, надо обесточить сеть. Безопасность никто не отменял.

6. Воздействие внешних механических факторов

Лампы накаливания крайне подвержены влиянию вибраций, а также ударов. Нить накала довольно хрупкая и от резких встрясок она может просто оборваться. Производители стараются решить данную проблему путем установки дополнительных держателей для нити, а также за счет уменьшения ее длины. К слову, светодиодные лампы менее чувствительны к воздействию вибраций, в сравнении с ЛОН.

7. Окружающая температура вокруг источника света

Сильные перепады температур оказывают крайне губительное воздействие на срок службы лампочки. Эксплуатация такого источника света при отрицательной температуре означает, что пусковой ток будет значительно превышать рабочий. Этот фактор также приводит к быстрому перегоранию ЛОН.

В заключении к этому пункту не лишним будет сказать о банальном заводском браке. Часто именно из-за дефектов на производстве, лампа досрочно выходит из строя.

Способы продления срока эксплуатации лампы

В предыдущих пунктах были приведены наиболее распространённые причины выхода из строя ламп накаливания. Назревает вопрос: какие предпринять меры, чтобы лампа накаливания послужила вам подольше?

Предлагаю разобрать вышеперечисленные проблемы и написать возможные способы их решения.

Проблемы связанные со скачками напряжения, а также с высоким пусковым током при включении лампы, можно решить двумя способами: установкой блока защиты либо заменой выключателя на диммер.

Блок защиты – электронное устройство, предназначенное для защиты от скачков напряжения в сети, где используются галогеновые лампы, а также лампы накаливания.

Основное достоинство такого защитного устройства состоит в том, что пусковой ток наращивается постепенно, обеспечивая плавный пуск лампы. Подключение блока осуществляется последовательно с лампой.

Второй способ – установка диммера. Диммер – это регулятор мощности. Зачастую используется для регулирования уровня яркости светового потока.

Установить диммер можно вместо выключателя, последовательно с лампой. Схема подключения простейшего диммера, выглядит так.

Самые простые диммеры представляют собой одну поворотную ручку, а также пару контактов для подключения устройства к сети. Применяются для регулировки уровня яркости света лампочки. Совет: если же вы все-таки решите установить вместо ЛОН светодиодную лампу, то необходимо будет внимательно подойти к выбору источника света. Существует разновидность LED-ламп с обозначением «диммируемая» либо «шаговое диммирование». Такие светодиодные лампы будут без проблем работать с регулятором мощности.

Неисправности, связанные с патроном и его контактами можно устранить путем зачистки потемневших контактов при помощи надфиля, а также по возможности подогнуть их, что обеспечит лучший электрический контакт между лампой и патроном. В случае если патрон имеет трещины либо другие признаки деформации – его необходимо будет заменить.

Проблемы, связанные с выключателем, можно решить аналогично предыдущему пункту с патроном. В некоторых случаях, проще будет его просто заменить на новый.

Что касается воздействия механических факторов, такие как вибрации и удары – то по необходимости можно использовать низковольтные лампы, поскольку нить накала у них короче. В любом случае, любые условия эксплуатации, связанные с воздействием вибрации - негативно скажутся на сроке работы лампочки.

С воздействием отрицательной температуры - особо ничего не сделаешь. Можно только посоветовать установить на ЛОН блок защиты и по возможности, перенести источник света в менее холодное помещение.

«Столетняя» лампа накаливания

Срок эксплуатации лампочки накаливания составляет порядка 1000 часов? Расскажите это лампочке, которая практически постоянно горит начиная с 1901 года.

В городе Ливемор находится местная пожарная часть. На ее территории весит старая лампочка, выполняющая функции технического освещения. С начала 20-го века лампа непрерывно горит, и за все это время ее выключали буквально пару раз. Секрет долговечности лампы – в ее особой конструкции.

Нить накала изготавливалась из углеродосодержащего материала, а толщина спирали была в восемь раз больше, нежели у современных ламп. Еще одним фактором, позволившим лампочке работать столько лет, это то, что ее практически не выключали. Меньше циклов включения/отключения, позволило снизить нагрузку, возникающую от воздействия пускового тока на нить накала.

Заключение

Лампа накаливания существует более 140 лет. За свою долгую историю, этот источник света стал неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Постепенно их место начинают занимать энергоэффективные лампы с более высоким рабочим ресурсом. Современные LED-лампы рассчитаны на значительно больший срок эксплуатации. Однако несмотря на все свои недостатки, лампы накаливания имеют два неоспоримых преимущества: простота изготовления, а также низкую стоимость. Поэтому они все равно будут пользоваться спросом, даже с учетом меньшего срока службы, повышенного энергопотребления, а также высокой теплоотдачи.

В данной статье мы рассмотрели наиболее частые причины выхода из строя ламп накаливания, а также проанализировали способы продлить их срок эксплуатации. Надеюсь, мои рассуждения на эту тему были вам полезны. На мой взгляд, более целесообразным будет переход на современные источники освещения. В любом случае, вопрос выбора всегда остается за потребителем.