§ 48. Лампа освещения. Электрические нагревательные приборы

В лампе накаливания ток проходит через тонкую спираль, которая сильно нагревается и излучает свет. Для спирали нужен тугоплавкий материал, обычно вольфрам. Стеклянная колба защищает её от быстрого разрушения при взаимодействии с окружающим воздухом; в лампах используют вакуум или подходящее газовое заполнение. Электрические контакты связывают спираль с внешней цепью. Значительная часть энергии такой лампы превращается в теплоту, поэтому получение света сопровождается сильным нагреванием.

В истории электрического освещения важную роль сыграли дуговая свеча Яблочкова и лампы накаливания, над которыми работали Лодыгин и Эдисон. Принципы этих устройств различаются: у дуговой лампы светится газовый разряд между электродами, а у лампы накаливания — раскалённое твёрдое тело. Поэтому одинаковое назначение не означает одинаковое устройство. Сравнивая источники света, рассматривают способ получения излучения, расход энергии, нагревание и условия безопасной эксплуатации, а не только яркость.

Газ в обычных условиях плохо проводит ток, но при ионизации в нём возникают свободные электроны и ионы. Их упорядоченное движение в электрическом поле образует газовый разряд. В люминесцентной лампе разряд создаёт излучение, которое воздействует на покрытие колбы — люминофор, а тот испускает видимый свет. Светодиодные лампы используют иной принцип: излучение возникает в полупроводниковом элементе. Их не следует объяснять как уменьшенную лампу накаливания или разновидность свечения горячей спирали.

В электрических нагревателях тепловое действие тока является основным полезным результатом. Нагревательные элементы делают из материалов, выдерживающих высокую температуру и имеющих подходящее сопротивление, например из специальных сплавов. В чайнике теплота передаётся воде, в утюге — подошве, в печи — обрабатываемому веществу. Терморегулятор может отключать нагрев при достижении заданной температуры и снова включать после охлаждения. Эти устройства требуют исправной изоляции и соблюдения инструкции: полезное нагревание элемента не должно превращаться в перегрев проводов или корпуса.