Основной принцип функционирования лампочки накаливания заключается в сильном разогреве вольфрамовой нити. Повышение температуры осуществляется за счёт электрического тока, который проходит через неё.

В результате твёрдое вещество начинает излучать красноватое свечение. Чтобы это произошло, обеспечивается нагрев до 570 градусов. Излучаемый свет является приятным для человеческого глаза, только если показатель удалось повысить, как минимум в три раза.

Повышенные показатели термоустойчивости имеют не все материалы. Вольфрам начали применять для создания нити накаливания благодаря доступности. Расплавление подобного материала происходит только при температуре от 3400 градусов.

Чтобы увеличить длину и повысить показатели площади, вольфрамовую проволоку начали закручивать в спираль при изготовлении ламп накаливания. Таким образом, удалось в несколько раз увеличить световое излучение.

В обыкновенных лампочках отдельные элементы могут разогреваться до температуры 280 градусов без каких-либо последствий для целостности или срока службы. При этом лампа накаливания функционирует со световым излучением в 2000–3000 К.

Благодаря этому обеспечивается получение жёлтого спектра. Однако подобный свет нельзя сопоставлять с дневным. Но такое излучение не оказывает неблагоприятного воздействия на человеческое зрение.

Если вольфрамовая проволока попадает в воздушную среду, то происходит быстрое окисление и провоцируется разрушение. Именно по этой причине материал помещается в вакуумную колбу. Сегодня вместо вакуума нередко задействуется смесь газов.

Представленные в продаже изделия наполняются азотом или аргоном. С применением перечисленных газов удалось в несколько раз увеличить эксплуатационный период лампы накаливания. Ещё благодаря этому принципу удалось повысить силу свечения. Увеличение срока службы обеспечивается давлением газов, которое не даёт вольфрамовой нити испариться при сильном нагреве.

Конструкция

Функционирование по описанному выше принципу обеспечивается благодаря специализированной конструкции. Если речь идёт о конструктивных особенностях, то в их число входит:

1. Наличие герметичной стеклянной колбы. Она имеет грушевидную конфигурацию. При изготовлении лампочки из подобного резервуара частично откачивается воздух. В некоторых случаях производится его замена на инертный газ. За счёт этого обеспечивается сохранность вольфрамовой нити при сильном нагреве во время эксплуатации.
2. Наличие внутри колбы ножки, к которой прикреплены два электрода. Ещё присутствует несколько фиксаторов, изготовленных из металлического сплава, такого как молибден. Именно они подпирают вольфрамовую нить. Благодаря этому в процессе эксплуатации она не провисает и не разрывается под собственным весом во время избыточного нагрева.
3. Закрепление узкой части грушевидной колбы к металлическому корпусу цоколя. Он характеризуется наличием спиральной резьбы. Благодаря этому обеспечивается возможность вкручивания в патрон. Резьбовая часть лампочки накаливания представляет собой единый контакт, к которому припаивается электрод. При этом второй электрод припаивается к контакту на донце цоколя. Вокруг себя он имеет изоляцию, относящуюся к кольцевому типу.

Некоторые конструктивные элементы могут отсутствовать в составе лампочки накаливания, если она ориентирована на специализированные эксплуатационные условия. Цоколь в некоторых случаях может быть видоизменённым. Предполагается включение в конструкцию дополнительных деталей, таких как ещё одна колба, например.

Однако такие составляющие, как нить накаливания, изготовленная из вольфрама, стеклянная колба и электроды, в любом случае присутствуют в составе конструкции лампочки. Без них невозможно функционирование по описанному принципу.

Функции конструктивных элементов

Лампа накаливания включает в себя несколько конструктивных элементов, каждый из которых выполняет определенные функции, например:

1. Колба. В качестве первоначального материала при изготовлении задействуется стекло. Этот элемент характеризуется повышенной степенью прозрачности, благодаря чему обеспечивается оптимальное пропускание световой энергии, а также минимальное её поглощение. Таким образом, предотвращается дополнительное нагревание. Жаропрочность даёт возможность выдерживать избыточную температуру, которая присутствует из-за нагревания вольфрамовой нити.
2. Цоколь. Обеспечивает соединение нескольких элементов таких составляющих, как электрод и центральный контакт. Ещё одна функция заключается в закреплении лампочки в патроне с помощью резьбы. Цоколь играет роль контакта.
3. Наполнение колбы. Представляет собой разряженную среду, способную минимизировать тепловую передачу от раскалённой нити к деталям лампы. Газообразная среда не даёт вольфрамовой нити возгораться во время сильного нагрева. Применение коллагена даёт возможность испарениям возвращаться обратно в нить.
4. Держатели. При их изготовлении задействуется молибден. Основная функция заключается в предотвращении провисания спирали, которая от нагрева увеличивается в объёме во время работы лампочки. Количество подобных держателей определяется в зависимости от длины проволоки. Во многом это определяет мощность лампы.
5. Спираль. Изготавливается из вольфрамового сплава, а также осмия. В некоторых случаях вместо спиральной нити в состав лампы накаливания входит лента, имеющая другую конфигурацию. Применяемая при изготовлении проволока характеризуется круглым сечением. Чтобы уменьшить габариты и предотвратить потери энергии на теплопередачу, осуществляется закручивание в двойную или тройную спираль.

В продаже можно найти лампы накаливания, которые характеризуются разнообразной формой и типом цоколя. Он может быть различным в зависимости от назначения, которым характеризуется конкретный осветительный прибор.