На концах трубки крепятся цоколи с двумя контактными штифтами, которые соединяются с электродами, расположенными внутри трубки. На электродах закреплены вольфрамовые биспирали — катоды. При подаче тока катоды нагреваются и излучают электроны. Знак заряда катодов изменяется с изменением переменного тока в сети. Для облегчения выхода электронов из катодов и создания интенсивной эмиссии поверхность катодов покрывают оксидами металлов бария, стронция, кальция.
Из трубки удаляют воздух, после чего вводят небольшое количество газа аргона и каплю ртути, которая потом испаряется. Аргон облегчает зажигание лампы, предохраняет катоды от интенсивного разрушения, увеличивает световой поток. Газовый разряд, происходящий в парах ртути и аргона, вызывает у них различные излучения, преобладающая часть которых (около 80%) приходится на ультрафиолетовые излучения. Под воздействием ультрафиолетовых лучей люминофор излучает видимый свет разной цветности в зависимости от состава.
Люминесцентные лампы (ЛЛ) относятся к группе газоразрядных источников света, в которых видимое излучение создается люминофорами под действием электрического разряда в газах и парах металла.
Для бытовых помещений обычно применяют трубчатые ЛЛ низкого давления. Такие лампы представляют собой герметичные стеклянные трубки различных формы, длины и диаметра, на внутреннюю поверхность которых наносится тонкий слой люминофора (рис. 27).
Люминофор имеет сложный химический состав, в него входят сульфиды цинка, бериллия, вольфрамат магния, хлористый и фтористый кальций и др. Эти вещества активизируются марганцем, сурьмой для возбуждения видимого свечения. Подбором люминофоров создают разные спектры излучения.
Лампы общего назначения, кроме типа БК, изготовляют шарообразной формы, типа БК — грибообразной. Для люстр, бра более удобны декоративные (Д) лампы свечеобразной и двух-конусной формы. Свечеобразные лампы выпускают мощностью 15, 25 Вт с цоколем Е-14, 40 Вт с цоколем Е-14 и Е-27, а мощностью 60 Вт — только с цоколем Е-27, в баллонах прозрачных со светорассеивающим покрытием и окрашенных в белый (ДБ), зеленый (ДЗ), красный (ДК) и другие цвета.
Необходимо отметить, что лампы накаливания являются наиболее массовыми источниками света. Этому способствуют простота конструкции, их низкая стоимость, удобство в эксплуатации. Однако еще недостаточно выпускается ламп типа БК, свечеобразных, декоративных, ламп специального назначения, низки параметры некоторых типов ламп.
Лампы накаливания имеют ряд принципиальных недостатков: низкий коэффициент полезного действия (1—3%), малую световую отдачу (7—20 лм/Вт, теоретически она возможна до 50 лм/Вт), следствием чего являются’ значительные потери электроэнергии.
Разрабатываются лампы накаливания с использованием интерференционных пленок на колбе, которые уменьшают пропускание тепловых лучей за пределы колбы и частично возвращают их обратно. Это и другие усовершенствования, например использование невидимых стекол для колб, позволят увеличить эффективность ламп накаливания.
Лампы общего назначения выпускают главным образом в баллонах из прозрачного стекла. Для уменьшения слепящего действия лампы мощностью до 150 Вт могут изготовляться из матированного, молочного стекла, а также с колбами, покрытие которых имитирует опаловое и опаловое стекло. Световой поток в матированных и опалиновых колбах должен быть не менее 97% от прозрачного (тело накала просматривается в виде пятна), из опалового стекла — не менее 90%, а в колбах молочного цвета — не менее 80% (тело накала совсем не видно).
К условному обозначению типа ламп, колбы которых имеют светорассеивающее покрытия, добавляют буквы: МТ — матированная; МЛ — молочная; ОП — опалиновая.
Для бытового освещения используют лампы мощностью от 15 до 300 Вт с резьбовым цоколем типов Е-14 или Е-27, мощностью 300 Вт с цоколем Е-27 и Е-40, а мощностью более 300 Вт — только с цоколем Е-40.
По требованию заказчика лампы мощностью до 200 Вт могут изготовляться со штифтовым цоколем.
Параметры ламп зависят от колебаний напряжения в сети. При напряжении больше номинального увеличиваются ток, температура тела накала, световой поток и одновременно уменьшается срок службы лампы из-за быстрого разрушения вольфрама спирали. Поэтому изменение напряжения в сети должно быть минимальным
Лампы общего назначения выпускают на напряжение 127, 220 В. Для электросетей с незначительным колебанием напряжения выпускают лампы на интервал напряжения 127—135,220— 235 В (кроме типа БК). Лампы на интервал напряжения на нижнем значении его имеют значительно больший срок службы (в 2,5 раза), чем лампы па одно напряжение, при несколько меньшем световом потоке.
При одной и топ же мощности световая отдача (отношение светового потока к мощности лампы — лм/Вт) ламп на 127 В па 10—12% выше, чем ламп на 220 В, так как по телу накала ламп па 220 В проходит меньший ток, оно меньше раскаляется и излучает меньше света.