Документ описывает историю и технические особенности ламп накаливания и нагревательных электрических приборов. Рассматриваются этапы развития электрического освещения с момента изобретения лампы накаливания в 1870 году до усовершенствований, предложенных Эдисоном и другими учеными. Также обсуждаются материалы, используемые в производстве этих ламп, и принципы функционирования нагревательных элементов.

1. ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

2. • Сейчас трудно представить современный дом или квартиру, в
котором отсутствовали бы осветительные приборы. Мы так
привыкли, щелкнув выключателем, в любое время суток зажечь
свет, что с трудом верим, что полтора века назад электрическое
освещение отсутствовало. Чем же люди пользовались до него?
• Древний человек для освещения пещеры использовал костер, на
котором готовил пищу. Древнейшие памятники письменности
говорят, что для освещения жилищ использовалось масло, у
древних евреев оливковое, в которое был опущен фитиль.
Позже появились свечи сначала восковые, затем стеариновые и
парафиновые, которые использовались вплоть до появления
электрических ламп, да и сейчас их можно встретить. Большое
распространение в XIX в. получила керосиновая лампа. Но,
конечно, наиболее знаменательна вторая половина XIX в., так
как именно в это время появляются первые электрические
лампы.
• Лампа накаливания (не пламенный источник света) была
изобретена в 1870 г. А.Н. Лодыгиным. 5 ноября 1870 г. с 20 до 22
часов на Волковом поле в Петербурге проводились опыты по
электрическому освещению, на которых могли присутствовать
все желающие. В других уличных фонарях керосиновые лампы
были заменены лампами накаливания, масса народа
любовалась, этим освещением, многие принесли с собой газеты
и сравнивали расстояния, на которых можно читать при
керосиновом освещении и при электрическом. Основную часть
лампы составляли два медных электрода с закрепленным в них
графитовым стержнем. При подаче напряжение угольный
стержень раскалялся. Но при этом колба заполнялась дымом,
т.к. воздух из нее был плохо откачен и поддерживал горение. В
1879 г. американец Томас Эдисон усовершенствовал лампу,
улучшив технику откачки воздуха и заменив, угольный стержень
обугленной палочкой из бамбука. В1890 г. Лодыгин изобретает
лампу накаливания с металлической (вольфрамовой) нитью и
медными проволочками-электродами. В 1913 г. Ирвинг Ленгмюр,
американский физик, предложил заполнить баллоны лампочек
инертным газом, присутствие которого замедляло испарение
нити, и свертывать нить в виде спирали, благодаря чему
повышалась ее температура.

3. • Основными частями современной лампы накаливания
являются нить накала и стеклянный баллон (колба).
• Материалом для изготовления нити накала осветительных
ламп служит вольфрам (с примесью оксида тория и других
элементов). Этот металл обладает высокой температурой
плавления (3660°) и большой механической прочностью.
• Нормальные осветительные лампы выпускаются для
напряжений 110, 120, 127 и 220 в.
• Чтобы накаленная нить не сгорела, т. е. чтобы она не
соединялась с кислородом воздуха, из колбы удаляют
кислород. Лампы мощностью до 60 вт изготовляют с
колбами, из которых выкачан воздух (вакуумные лампы), у
более мощных ламп колбы наполняют разреженной
смесью инертных газов — аргона и азота или криптоном
(газополные лампы). При наличии в колбе инертного газа
уменьшается испарение вольфрама с поверхности нити,
что позволяет повысить температуру накала нити.
• Нить накала выполняется из тонкой проволоки, свернутой
в спираль с близко расположенными друг к другу витками.
• Основными характеристиками лампы накаливания
являются: номинальное напряжение, мощность,
излучаемый световой поток, срок службы и световая
отдача, которая представляет собой отношение светового
потока к мощности и определяет экономичность
• лампы.
• Время непрерывного горения лампы при ее номинальном
На рисунке изображена газонаполненная лампа накаливания. напряжении, в течение которого она потеряет 10% от
Концы спирали 1 приварены к двум проволокам, которые начального светового потока, называется сроком службы
проходят сквозь стержень из стекла 2 и припаяны к лампы. Срок службы ламп 1000 ч. Световой поток,
металлическим частям цоколя 3 лампы: одна проволока — к излучаемый лампой, уменьшается потому, что при
винтовой нарезке, а другая — к изолированному от нарезки температуре белого каления происходит постепенное
основанию цоколя 4. Для включения лампы в сеть ее ввинчивают уменьшение площади поперечного сечения нити
в патрон. Внутренняя часть патрона содержит пружинящий вследствие испарения металла, который в виде пыли
контакт 5, касающийся основания цоколя лампы, и винтовую осаждается на стенки колбы. Это приводит к увеличению
нарезку 6, удерживающую лампу. Пружинящий контакт и сопротивления нити накала и уменьшению силы света.
винтовая нарезка патрона имеют зажимы, к которым
прикрепляют провода от сети.

4. • Тепловое действие тока используют в различных
электронагревательных приборах и установках. В
домашних условиях широко применяют электрические
плитки, утюги, чайники, кипятильники. В промышленности
тепловое действие тока используют для выплавки
специальных сортов стали и многих других металлов, для
электросварки. В сельском хозяйстве с помощью
электрического тока обогревают теплицы, кормозапарники,
инкубаторы, сушат зерно, приготовляют силос.
• Основная часть всякого нагревательного электрического
прибора — нагревательный элемент. Нагревательный
элемент представляет собой проводник с большим
удельным сопротивлением, способный, кроме того,
выдерживать, не разрушаясь, нагревание до высокой
температуры (до 1000—1200 °С). Чаще всего для
изготовления нагревательного элемента применяют сплав
никеля, железа, хрома и марганца, известный под
названием «нихром». Удельное сопротивление нихрома р
= 1,1Ом-мм2/м что примерно в 70 раз больше удельного
сопротивления меди. Большое удельное сопротивление
нихрома дает возможность изготовлять из него весьма
удобные — малые по размерам — нагревательные
элементы. В нагревательном элементе проводник в виде
проволоки или ленты наматывается на пластинку из
жароустойчивого материала: слюды, керамики.
Нагревательным элементом в утюге служит нихромовая
лента, от которой нагревается нижняя часть утюга.
•