Почему лампа накаливания перегорает в момент включения

Почему лампы накаливания чаще всего перегорают в момент включения

Обычная ситуация: нажимаете выключатель, короткая вспышка, и очередная лампочка накаливания “приказала долго жить”. Помянув недобрым словом производителя, делаете замену. Многие слышали, что время работы должно быть не менее 1000 часов. Так почему же она прослужила всего пару недель вместо нескольких месяцев?

В основном, срока работы ламп накаливания зависит от условий эксплуатации ламп и присущими этому типу источников света недостатками. Прежде чем углубиться в подробный анализ причин, влияющих на время работы, отметим очень важный факт: лампочки перегорают, как правило, в момент их включения. И тому есть объяснение, правда, не очень простое и очевидное.

“Сердцем” всех ламп накаливания является вольфрамовая спираль, которую светотехники предпочитают называть “телом накала”. Тело накала изготавливают из тонкой вольфрамовой проволоки, навитой в форме спирали.

Технология изготовления довольно сложна, требует высокоточного оборудования и жесткого соблюдения технологии. От качества изготовления спирали во многом зависит дальнейшее время службы ламп. Ведь ей предстоит работать при температуре почти 3000 градусов.

При такой высокой температуре начинаются процессы, которые, в конечном счете, “губят” лампу. Прежде всего, это испарение вольфрама. Проволока становится тоньше и появляется небольшой перепад диаметра проволоки. В этом месте испарение ускоряется и лампа перегорает.

Процесс довольно длительный и, при нормальном напряжении, лампа вполне может отслужить 1000 часов. Замедлить испарение можно наполнением колбы инертным газом, например, криптоном. В продаже можно найти подобные лампы по грибообразной форме колб.

Второй процесс связан со структурой вольфрама. При изготовлении проволоки вольфрам имеет структуру с мелкими кристаллами вытянутой формы. Разогрев до высоких рабочих температур вызывает рост (укрупнение) кристаллов. Такой процесс называется рекристаллизацией вольфрама. Площадь межкристаллической поверхности при этом значительно (в сотни раз) уменьшается. Примеси, которые неизбежно присутствуют в металле, собираются между кристаллами и образуют чрезвычайно хрупкое соединение – карбид вольфрама.

И, наконец, рассмотрим третий процесс, который обычно ставит точку в жизни лампы. Нужно помнить, что сопротивление вольфрама в холодном состоянии заметно (в 9-12 раз) меньше, чем при рабочей температуре в 3000 градусов. Поэтому при первом включении через лампочку, в соответствии с законом Ома, проходит ток, в соответствующее число раз превышающий рабочий. При прохождении тока через проводник возникают электродинамические силы. При этом спираль подвергается механическому воздействию.

А теперь можно проследить последовательность явлений рокового для лампы включения. После нажатия выключателя через холодную спираль проходит ток, на порядок превышающий рабочий. К спирали прикладывается кратковременное механическое усилие, подобное рывку. В месте, где проволока стала тоньше за счет испарения, возникают повышенные нагрузки и спираль ломается по хрупкому шву карбида вольфрама. Дальнейшее понять просто: в месте трещины вольфрам разогревается до плавления и лампа “гибнет”.

Все эти процессы многократно ускоряются при повышенном напряжении питания ламп. Увеличение напряжения на 3% уменьшает время службы лампы на 30%. Если в квартире напряжение выше номинального (220В) значения на 10%, то лампы накаливания будут служить всего несколько суток.

Очень сильно продолжительность жизни ламп зависит от частоты включения. У производителя на стендах лампы испытываются при стабильном напряжении и определенной частоте включений в час. По результатам подобных испытаний и указывается средний период службы источников света.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Почему перегорают лампочки в момент включения люстры?

Чаще всего перегорают лампочки (свечки — цоколь Е14) в момент включения люстры. Уже пробовали разные лампочки от дешевых до дорогих. Горят регулярно, на днях опять две сразу сгорели (месяца не прошло как заменила). Электрик смотрел, видимых проблем не нашел. Говорит, такие лампочки.

Дело тут не в резком нагреве, а в сопротивлении спирали электрической лампочки. У работающей лампочки сопротивление нити достаточно большое, а в холодном состоянии сопротивление нити очень маленькое, и в момент включения через это маленькое сопротивление течет очень большой ток, который электрическая лампочка ввиду конструкции и не выдерживает. В современных лампах ресурс вольфрамовой нити очень маленький, гораздо меньше, когда лампочки выпускались при Советах. И через какое то время, а иногда и при первом включении, такие лампы просто перегорают, заставляя владельцев квартир держать дома приличный запас этих самых «наэкономленных» лампочек, чтобы не бегать каждый раз за новыми. Электрика можете и не беспокоить, это не в его власти, а вот приобрести выключатели с автоуправлением или дистанционным управлением очень полезно, так как они не дают сразу всю нагрузку, а подключают лампы через балластное сопротивление, сбрасывая лишний ток на балласт.

Давайте выделим несколько причин из — за которых могут перегорать лампочки.

Но перед этим напомню Вам о том, что везде, где работает электричество, в момент включения, подачи напряжения на любые приборы и выключения, обесточивания этих приборов, будь то лампочка, чайник, телевизор и т. д. происходят так называемые переходные процессы, перепады напряжения мгновенные (миллионные доли секунды), но очень большие по амплитуде.

возникновение переходных процессов, в принципе, нежелательно и опасно

Вы наверно обращали внимание, что к примеру, вводный автомат, когда Вы его включаете, он идет с небольшой натугой и затем резко щелкает. Это предусмотрено конструкцией данного автомата и сделано именно для того, что бы минимизировать эти переходные процессы при соприкосновении его контактов, должно быть как можно меньше сопротивление и дребезга контактов.

Могут работать несколько причин одновременно.

Значит первая причина, это плохой выключатель для вашей люстры, да плохой, далее, также необходимо «обслужить люстру», проверить, что за патроны, какие лепестки контактов с лампочкой, плохой контакт, повышение сопротивления.

И после этого, возможно завышено напряжение в сети, плохой ноль в квартире или в доме, но тогда бы перегорали не только лампочки, но и другие приборы.

Да и лампочки накаливания выбирайте на максимальное напряжение.

Причин довольно много, нужно учитывать и индивидуальные моменты.

У меня люстра на шесть рожков, лампочки накаливания перегорали и особенно во время включения люстры из-за низкого качества тех самых ламп.

Знаю это точно так как у меня в квартире установлен стабилизатор напряжения, то есть «скачки» напряжения отсутствуют в принципе.

Теперь покупаю лампочки накаливания другой фирмы и нет с ними проблем.

Есть и иные причины:

Скачки напряжения (см. выше, проблему можно устранить полностью купив стабилизатор напряжения).

Вкручиваете в люстру слишком мощные лампы, например люстра под лампочки 60 Ватт, Вы используете сто ватные лампы.

И при этом патроны в которые вкручиваются лампы пластиковые (перегреваются и лампа перегорает).

Возможно в патроне в который вкручивается лампа окислились вот эти контакты

Возможно часто включаете и выключаете люстру, экономите электроэнергию.

Во время включения люстры самая большая нагрузка на лампы накаливания и они сравнительно быстро перегорают не выработав и половину своего ресурса.

Другими словами, если люстру реже включать-отключать, лампы проработают дольше.

Или проблему можно решить покупкой лампочек-экономок (энергосберегающие лампы), а не ламп накаливания.

Возможно дело не в лампочках, а в выключателе.

Пробуйте заменить его.

И если есть возможность, поменяйте пластмассовые патроны в люстре на керамические.

Пластиковые патроны обычно рассчитаны на лампы не мощней 60 Ватт в отличие от керамических.

Возможно причина в электропроводке (где-то скрутка, с плохим контактом, это один из примеров, или напрямую соединяли медь с алюминием), особенно если и автомат выбивает (или пробки) при перегорании лампочек.

Так же обратите внимание на саму люстру, если это не дорогое (что-то китайское) изделие, то такие люстры «одноразовые» с очень коротким сроком службы, возможно менять нужно люстру, а не лампочки.

Ремонт таких люстр не выгоден экономически (они и так дешевые, дальше некуда), правильней купить новую.

Одной из причин перегорания лампочек во время включения является несоответствие номинального напряжения вкрученной в люстру лампочки с реальным напряжением в сети.

В продаже чаще всего можно найти лампочки накаливания с номиналом 230В.

А в сети зачастую напряжение прыгает. Согласно ГОСТу 13109-97 в сети разрешены колебания до 242В. В реальности мне не раз приходилось наблюдать и 250В. Если еще учесть недобросовестность производителя лампочек, то разрыв может быть еще бОльшим (вместо указанных 230В на самом деле может быть меньше).

Больше всего что во время включения в сети было повышенное напряжение и вольфрамовая спираль (нить) в лампочке нагревается в этот момент больше положенных (оптимальных) 2000-2300 градусов и естественно, мгновенно перегорает.

При покупке лампочек обращайте внимание не только на мощность, но и на номинальное напряжение, которое указывается на стеклянной колбе или цоколе.

Чем выше рабочее напряжение, тем дольше прослужит вам лампочка и перегорать во время включения не будет, проверено на собственном опыте. И чем ниже будет напряжение в сети, тем больший срок будет работать лампочка.

Могу предложить еще один выход: установите на входе стабилизатор напряжения, тогда вы защитите не только лампочки, но и все свои электроприборы и домашнюю электротехнику.

Почему лампа накаливания чаще всего перегорает в момент включения?

“Сердце” любой лампы, как известно- вольфрамовая нить (тело накала). Нить эта навита в форме спирали. От качества этой спирали во многом и зависит срок службы лампы. Работают лампы в сложных внешних условиях: температуре около 3000 градусов. Во многом из-за такой высокой температуры происходит испарение вольфрама и сама проволока становится тоньше. В этом тонком месте испарение еще больше увеличивается и в конечном итоге лампа перегорает.

Есть еще один процесс, который способствует быстрому перегоранию лампы. Сопротивление вольфрама в холодном состоянии намного меньше, чем при все тех же 3000 гр. И тут, при первом включении лампочки, через нее проходит ток, намного превыщающий рабочий. И тогда возникают электродинамические силы, при которых нить механически деформируется.

Почему после именно включения?

После включения света через спираль (которая на тот момент холодная) проходит ток, значительно выше рабочего. К ните как бы прикладывается в это время рывок. И вот в том месте где фольфрам стал уже тоньше-она ломается.

Насколько мне известно, вольфрамовая нить в лампе накаливания в процессе её эксплуатации имеет свойство испаряться. Конечно же, это происходит достаточно медленно, но в определённом месте вольфрамовая нить истончается, и когда лампа накаливания включается, то в течение некоторого количества времени через вольфрамовую нить, ещё находящуюся в холодном состоянии, производится подача электрического тока, на порядок превышающего рабочий электрический ток, и здесь уже, как говорится, где тонко, там и порвётся.

Потому что сопротивление любого металла зависит от его температуры. Чем выше температура, тем больше колебания атомов металла, тем больше сопротивление движению электронов. В соответствии с законом Ома, чем меньше сопротивление, тем выше протекающий ток. Соответственно, через холодную лампу протекает максимальный ток, который при низком качестве или износе проводников и спирали лампы, способен привести к расплавлению. Для продления срока службы ламп накаливания, используют схемы плавного включения, прогревающие предварительно ламу пониженным напряжением в течение нескольких секунд, и только после этого подающих полное напряжение.

Разница в величине электрического сопротивления осветительной лампы накаливания составляет более 100 раз, принагреве от комнатной температуры до рабочей в несколько тысяч градусов. То есть, лампа накаливания на 100 ватт, потребляет примерно 0,5 ампера в рабочем состоянии, но при включении этот ток будет больше 50 ампер, а мгновенная потребляемая мощность лампы будет более 10 киловатт. За несколько миллисекунд нить лампы раскаляется до рабочей температуры. Вот эти «несколько миллисекунд» для нити накала лампы и являются очень тяжелой нагрузкой. А если вспомнить, что нить накала является распределённой системой с положительной обратной связью, то становиться ясно, что даже небольшое отклонение в термо- и электрических характеристиках со временем будет все более и более возрастать и «кончиться» тем, что в локальном точечном месте однажды вспыхнет более яркая звездочка и в этом месте нить накала и перегорит.

Это легко можно наблюдать на примере электроплитки с открытой спиралью. При включении видно, что некоторые участки спирали быстрее нагреваются. И если на такой участок подуть (увеличить теплоотдачу и тем самым снизить температуру этого участка), то другие участки спирали начнут нагреваться быстрее.

Почему лампы накаливания чаще всего перегорают в момент включения

Обычная ситуация: нажимаете выключатель, короткая вспышка, и очередная лампочка накаливания “приказала долго жить”. Помянув недобрым словом производителя, делаете замену. Многие слышали, что время работы должно быть не менее 1000 часов. Так почему же она прослужила всего пару недель вместо нескольких месяцев?

В основном, срока работы ламп накаливания зависит от условий эксплуатации ламп и присущими этому типу источников света недостатками. Прежде чем углубиться в подробный анализ причин, влияющих на время работы, отметим очень важный факт: лампочки перегорают, как правило, в момент их включения. И тому есть объяснение, правда, не очень простое и очевидное.

“Сердцем” всех ламп накаливания является вольфрамовая спираль, которую светотехники предпочитают называть “телом накала”. Тело накала изготавливают из тонкой вольфрамовой проволоки, навитой в форме спирали.

Технология изготовления довольно сложна, требует высокоточного оборудования и жесткого соблюдения технологии. От качества изготовления спирали во многом зависит дальнейшее время службы ламп. Ведь ей предстоит работать при температуре почти 3000 градусов.

При такой высокой температуре начинаются процессы, которые, в конечном счете, “губят” лампу. Прежде всего, это испарение вольфрама. Проволока становится тоньше и появляется небольшой перепад диаметра проволоки. В этом месте испарение ускоряется и лампа перегорает.

Процесс довольно длительный и, при нормальном напряжении, лампа вполне может отслужить 1000 часов. Замедлить испарение можно наполнением колбы инертным газом, например, криптоном. В продаже можно найти подобные лампы по грибообразной форме колб.

Второй процесс связан со структурой вольфрама. При изготовлении проволоки вольфрам имеет структуру с мелкими кристаллами вытянутой формы. Разогрев до высоких рабочих температур вызывает рост (укрупнение) кристаллов. Такой процесс называется рекристаллизацией вольфрама. Площадь межкристаллической поверхности при этом значительно (в сотни раз) уменьшается. Примеси, которые неизбежно присутствуют в металле, собираются между кристаллами и образуют чрезвычайно хрупкое соединение – карбид вольфрама.

И, наконец, рассмотрим третий процесс, который обычно ставит точку в жизни лампы. Нужно помнить, что сопротивление вольфрама в холодном состоянии заметно (в 9-12 раз) меньше, чем при рабочей температуре в 3000 градусов. Поэтому при первом включении через лампочку, в соответствии с законом Ома, проходит ток, в соответствующее число раз превышающий рабочий. При прохождении тока через проводник возникают электродинамические силы. При этом спираль подвергается механическому воздействию.

А теперь можно проследить последовательность явлений рокового для лампы включения. После нажатия выключателя через холодную спираль проходит ток, на порядок превышающий рабочий. К спирали прикладывается кратковременное механическое усилие, подобное рывку. В месте, где проволока стала тоньше за счет испарения, возникают повышенные нагрузки и спираль ломается по хрупкому шву карбида вольфрама. Дальнейшее понять просто: в месте трещины вольфрам разогревается до плавления и лампа “гибнет”.

Все эти процессы многократно ускоряются при повышенном напряжении питания ламп. Увеличение напряжения на 3% уменьшает время службы лампы на 30%. Если в квартире напряжение выше номинального (220В) значения на 10%, то лампы накаливания будут служить всего несколько суток.

Очень сильно продолжительность жизни ламп зависит от частоты включения. У производителя на стендах лампы испытываются при стабильном напряжении и определенной частоте включений в час. По результатам подобных испытаний и указывается средний период службы источников света.