Lampade a incandescenza: tipi, caratteristiche tecniche, come scegliere correttamente

Nonostante un intero elenco di difetti emersi dal confronto con altre fonti di luce artificiale, le lampade a incandescenza rimangono richieste sia in ambito domestico che in settori industriali.

Dispositivi economici e facili da usare non vogliono cedere le loro posizioni, nonostante sul mercato sia apparsa una quantità enorme di sostituti più economici e di lunga durata – ad esempio, le lampade a LED.

Qual è il segreto principale del loro successo e perché sono ancora popolari? Affronteremo queste domande nel nostro articolo, riferendoci alle caratteristiche tecniche delle lampadine comuni e alle loro principali tipologie. Esamineremo anche vantaggi e svantaggi e forniremo consigli per la scelta di una lampadina tradizionale.

Funzionamento della lampada con filamento

Fino a poco tempo fa, le lampade a incandescenza (LI) erano utilizzate ovunque e ancora oggi vengono acquistate – possono funzionare sia a “piena potenza”, illuminando vivacemente l'ambiente, sia ridurre la luminosità tramite un dimmer. A causa della diffusione delle lampadine tradizionali tra la popolazione, molti conoscono le loro caratteristiche costruttive.

Spesso ci si è dovuti «fare conoscenza» a causa del guasto della sorgente luminosa: il filamento di tungsteno si bruciava, il vetro si rompeva o il bulbo si staccava dall'attacco.

Alcuni produttori utilizzavano materiali più affidabili e collaudati e trattavano la produzione di lampadine a incandescenza con tale responsabilità che i loro prodotti funzionano già da diversi decenni. Ma si tratta più di un'eccezione che di una regola – oggi non vengono fornite garanzie sulla lunga durata di esercizio.

Rappresentazione schematica della lampada con indicazione delle parti principali. La struttura della sorgente luminosa artificiale non è quasi cambiata dall'invenzione, sono migliorati solo i materiali e la composizione del gas che riempie il bulbo.

L'elemento principale è il cosiddetto corpo del filamento, fissato sui supporti e collegato agli elettrodi. Al momento del collegamento dell'elettricità, attraverso di esso passa una tensione che provoca contemporaneamente riscaldamento e luminosità. Affinché l'emissione diventi visibile, la temperatura di riscaldamento deve raggiungere 570 °C.

Il metallo più resistente alle alte temperature è il tungsteno. Inizia a fondere quando riscaldato a 3422 °C. Per massimizzare l'area di irraggiamento ma ridurre il volume del filamento all'interno del bulbo di vetro, viene avvolto a spirale.

La familiare e confortevole luce di tonalità gialla, che crea intimità in casa ed è visivamente considerata 'calda', si produce quando il filamento viene riscaldato a 2830-2850 °C.

Per proteggere il tungsteno dal processo di ossidazione, tipico dei metalli, l'aria viene rimossa dal bulbo e sostituita con vuoto o gas (cripto, argon, ecc.). La tecnologia di riempimento sotto vuoto è obsoleta; per le lampade domestiche si utilizza più spesso una miscela di azoto e argon o cripto.

A seguito dei test, è stata rilevata una durata minima di accensione della lampada di 1.000 ore. Tuttavia, considerando le cause casuali che portano i dispositivi a guastarsi prematuramente, è consentito che le normative si applichino solo al 50% dei prodotti di ciascun lotto. Il tempo di funzionamento della seconda metà può essere maggiore o minore, a seconda delle condizioni di utilizzo.

Tipologie e caratteristiche di applicazione delle lampade a incandescenza

Le caratteristiche qualitative e la marcatura delle lampadine al tungsteno sono regolamentate dal GOST R 52712-2007. In base al tipo di riempimento del bulbo, le lampade a incandescenza si dividono in varietà sottovuoto e a riempimento di gas.

Le prime durano meno a causa dell'inevitabile evaporazione del filamento di tungsteno. Inoltre, i vapori di tungsteno si depositano sull'involucro di vetro della sorgente sottovuoto, riducendo notevolmente la trasparenza e la capacità del vetro di trasmettere la luce. Vengono prodotte con monospirale; nella designazione di nomenclatura viene assegnata la lettera V.

Nei dispositivi a riempimento di gas, gli svantaggi delle lampadine sottovuoto sono minimizzati. Il gas riduce il processo di evaporazione e impedisce la deposizione di tungsteno sulle pareti del bulbo. I tipi monospirale a riempimento di gas sono indicati con la lettera G, mentre le lampadine con spirale a doppio avvolgimento, cioè bispirale, sono contrassegnate con la lettera B. Se la varietà bispirale ha la nomenclatura BK, significa che nel suo riempimento è stato utilizzato il cripto.

Nelle lampadine alogene (lampade a incandescenza alogene), al riempimento del bulbo di vetro si aggiunge bromo o iodio, grazie ai quali gli atomi di tungsteno evaporati dopo l'evaporazione tornano nuovamente sul filamento. Le lampade alogene sono prodotte in due formati: come tubi di quarzo con una lunga spirale o in versione capsula con un elemento di lavoro compatto.

Negli standard statali, la suddivisione in gruppi avviene per ambito di applicazione, ma vengono toccate anche altre caratteristiche. Supponiamo che allo stesso livello vengano considerate le «lampade a incandescenza elettriche miniature» (LN mn) e le «lampade a incandescenza infrarosse speculari» (ZK – dispositivi con distribuzione concentrata della luce, ZD – con distribuzione media) – come si vede, per le designazioni delle categorie sono stati scelti criteri diversi.

Esistono gruppi che possono essere considerati tra i più richiesti:

• di uso generale;
• per veicoli;
• proiettori;
• in miniatura e altri.

Esaminiamo gli ambiti di applicazione e le caratteristiche delle varie categorie, che in alcuni casi possono sovrapporsi tra loro.

La descrizione dei requisiti tecnici per ciascuna delle categorie elencate può essere trovata nelle corrispondenti sezioni del GOST. A causa delle caratteristiche costruttive e del campo di applicazione, la marcatura dei dispositivi dei vari gruppi è diversa.

È più facile scegliere una lampada se si orienta nei simboli convenzionali. Essi riflettono importanti caratteristiche tecniche, il possibile campo d'uso, le peculiarità costruttive e le tecnologie di fabbricazione.

La marcatura dei produttori esteri assomiglia a quella nazionale, ma ha le sue caratteristiche. Di solito viene impressa mediante timbratura sul portalampada e funge da uno dei modi per distinguere il prodotto originale da una contraffazione.

All'inizio sono indicate lettere in numero da 1 a 4, che riflettono le caratteristiche costruttive peculiari. Per una più facile decodifica, la base è la prima lettera del criterio fondamentale, ad esempio G – lampada a riempimento di gas monospirale, V – lampada a vuoto monospirale, K – lampada al cripton, ecc.

Segue quindi l'indicazione dello scopo:

• Ž – ferroviaria;
• A – automobilistica;
• SM – aeronautica;
• PŽ – per proiettori, ecc.

Dopo le lettere ci sono cifre che indicano le caratteristiche tecniche – tensione (V) e potenza (W). La marcatura delle lampade di tipo speciale è diversa: la potenza non è indicata, ma si possono determinare la corrente, il flusso luminoso o l'intensità luminosa. Se il dispositivo ha due spirali, la potenza viene indicata separatamente per ciascuna.

L'ultima cifra può indicare il numero di sviluppo se la costruzione è stata modificata.

Caratteristiche tecniche principali

Il parametro principale delle sorgenti luminose con corpo a incandescenza è la potenza, misurata in watt. L'impiego delle lampade è vario, quindi l'intervallo è ampio – da 0,1 W di «lucciole» indicatori fino a 23 mila W di proiettori per fari.

Le aziende General Electric e Osram producono potenti apparecchi di illuminazione per allestimenti teatrali e cinematografici.

I proiettori differiscono non solo per il valore di potenza (fino a 24000 W), ma anche per il flusso luminoso. Un proiettore LED può emettere 400 000 lumen, mentre una speciale lampada a incandescenza 800 000 lumen.

In ambito domestico si utilizzano dispositivi di bassa potenza, principalmente da 15 W a 150 W, mentre in ambito industriale si impiegano lampade con potenza fino a 1500 W.

La qualità del flusso luminoso e il grado di diffusione sono regolati dal materiale di fabbricazione del bulbo. La massima trasmissione della luce è caratteristica delle lampade con vetro trasparente, mentre gli altri due tipi assorbono parte della luce. Ad esempio, il vetro smerigliato del bulbo assorbe il 3% del flusso luminoso, mentre il bianco il 20%.

Spesso la potenza delle lampadine a incandescenza domestiche è limitata dal materiale degli apparecchi (paralumi, coprilampade). I produttori di lampadari e applique di solito indicano i parametri consigliati – di norma 40 W, più raramente 60 W.

Le normali lampadine elettriche riscaldano molto gli oggetti circostanti, a differenza, ad esempio, di quelle a LED o alogene a bassa potenza, perciò non possono essere utilizzate per l'installazione in soffitti tesi.

Nel 2011 le lampade a incandescenza sono state ufficialmente riconosciute come a basso rendimento e pericolose per incendi, perciò è stata emanata una legge per cessare la produzione di sorgenti luminose da 100 W. La prossima è una legge che vieta i dispositivi con potenza superiore a 50 W.

Tuttavia, l'utente non perde nulla, poiché sul mercato moderno c'è un'enorme quantità di lampade a LED più performanti ed economiche e di altri analoghi.

Tabella che riflette l'efficienza di funzionamento dei diversi tipi di lampade domestiche. Dalle caratteristiche tecniche indicate si vede chiaramente come le lampade a incandescenza siano inferiori alle alternative in tutti gli aspetti.

Oggi molti rinunciano al tipo obsoleto di lampade a causa dell'elevato consumo energetico e della breve durata. Tuttavia esistono categorie di persone che preferiscono acquistare sorgenti economiche e inefficienti – grazie a loro la produzione di lampadine a incandescenza continua.

Il secondo indicatore importante, che è assolutamente da considerare al momento dell'acquisto, – è il tipo di attacco della lampada a incandescenza, determinato dalle dimensioni. Le lampade a LED, sia importate che nazionali, hanno molte varietà di attacchi, mentre le lampade semplici si limitano a tre.

Se è necessario sostituire una lampadina in un lampadario o in una lampada da tavolo, si deve assolutamente prestare attenzione al diametro dell'attacco – E14 o E27. Gli apparecchi con attacco E40 non vengono utilizzati in ambito domestico.

Attualmente i produttori sono obbligati a confezionare ogni prodotto in una singola scatola, così che le caratteristiche tecniche si possano trovare su di essa. Di solito indicano potenza, classe di efficienza energetica (bassa – E), tipo di attacco, trasparenza del bulbo, durata in ore.

Vantaggi e svantaggi delle lampade a incandescenza

Il consumatore continua ad acquistare lampadine inefficienti grazie a una serie di vantaggi, sebbene alcuni di essi siano piuttosto relativi.

Secondo le recensioni, vengono scelte per le seguenti caratteristiche:

• costo contenuto;
• assenza di dispositivi di regolazione dell'avviamento;
• accensione immediata dopo l'attivazione;
• luce domestica abituale;
• assenza di sostanze nocive;
• nessuna reazione alle basse temperature e agli impulsi elettromagnetici.

Tuttavia, poche persone valutano la qualità del flusso luminoso o la pulsazione; per la maggioranza, comunque, il fattore decisivo risulta essere il primo.

Ma gli svantaggi sono molto più rilevanti, poiché tra questi figurano una resa luminosa relativamente bassa, una durata limitata, una gamma ridotta di temperatura di colore (solo luce gialla), dipendenza dalle fluttuazioni di tensione della rete e rischio di incendio.

Se si accende una lampada a incandescenza da 40 W, dopo mezz'ora si riscalda fino a +145-148 °C e inizia a riscaldare gli oggetti circostanti, con il rischio di un'accensione accidentale.

Ora esiste la possibilità di confrontare nella pratica il funzionamento delle lampade a incandescenza, a scarica di gas e a LED. Chiunque abbia notato la differenza nel consumo energetico è passato da tempo a dispositivi a risparmio energetico.

Consigli per la scelta della lampadina

Nell'acquisto di una lampadina, ci si orienta innanzitutto sulle dimensioni dell'attacco e sulla potenza. Questi due parametri sono facilmente determinabili dalla vecchia sorgente luminosa bruciata.

Appositamente per gli amanti delle lampadine tradizionali, vengono prodotte lampade a filamento a LED, simili nella forma ma vantaggiosamente diverse per le loro caratteristiche.

Se si sceglie un dispositivo di potenza inferiore, il flusso luminoso sarà più debole; se di potenza superiore, si rischia l'integrità dei paralumi – potrebbero deformarsi a causa dell'elevata temperatura di riscaldamento.

Oltre alle caratteristiche tecniche, vale la pena prestare attenzione alla qualità di fabbricazione della lampada. La preferenza va data a prodotti con contatto ampio dell'attacco, conduttore saldato e filamento stabilmente fissato.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Ancora più informazioni interessanti e istruttive sulla produzione, l'uso e gli svantaggi delle lampade a incandescenza – nei video realizzati da specialisti e appassionati.

Fatti interessanti sulle lampade a incandescenza:

Come avviene la produzione delle lampade a incandescenza:

Panoramica comparativa di diversi tipi di lampade:

Informazioni popolari sulla scelta delle lampade per la casa:

Il consumatore ha il diritto di scegliere una lampadina per l'uso domestico. Tuttavia, non bisogna inseguire l'economicità e il falso vantaggio.

Considerando che utilizziamo l'illuminazione costantemente e che in casa ci sono di solito più di una dozzina di lampadine, è opportuno rivedere le abitudini. Molti utenti sono già passati a lampade LED più affidabili, economiche e sicure.

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Se preferisce utilizzare lampadine tradizionali invece di quelle più economiche a risparmio energetico e vuole condividere la sua opinione al riguardo, scriva il suo punto di vista sull'opportunità di usare lampadine normali sotto questo articolo.