Поява ламп розжарювання призвело до значного поліпшення умов людського життя. Лампи розжарювання дозволили відмовитися від свічок і гасових ламп, чим значно спростили людям життя.

Принцип дії лампи розжарювання грунтується на тепловому випромінюванні. Сутність теплового випромінювання полягає в тому, що при нагріванні твердого тіла воно починає випромінювати енергію всіх довжин хвиль (суцільний спектр). При низьких температурах тіло випромінює виключно невидимі інфрачервоні промені, довжина хвиль яких більше, ніж у світлових променів. У міру підвищення температури тіла відбувається збільшення випромінюваної тілом променевої енергії, а також змінюється склад випромінюваного спектра. При цьому швидко збільшується видиме випромінювання, світлові промені якого мають коротші хвилі. Тіло починає світитися спочатку вишнево-червоним, потім червоним, оранжевим, і тільки потім білим кольором. Отримання ефекту світіння в лампах розжарювання домагаються завдяки використанню тугоплавкого металу - вольфраму, який нагрівається електричним струмом до температури 2000 - 3000 0 К. Джерела світла, засновані на теплове випромінювання, мають дуже низький коефіцієнт корисної дії (ККД).

В сучасних лампах розжарювання малої потужності тільки 7% споживаної енергії перетворюється у видиме світло, а в лампах великої потужності - 10%. Інша частина споживаної електричної енергії витрачається на теплові втрати і невидимі людському оку випромінювання. Однак, лампи розжарювання завдяки своїй простоті, зручності і дешевизні і раніше використовуються в освітлювальних установках.

Пристрій сучасної лампи розжарювання показано нижче:

Лампи розжарювання з вольфрамової ниткою виготовляють двох видів:

• Вакуумні (пустотні) - в них повітря відкачано з колб;
• Газонаповнені - після відкачування повітря колба заповнюється інертним газом (суміш азоту і аргону або рідких газів - криптону і ксенону).

Пустотні лампи, як правило, виготовляються тільки на невеликі потужності (до 60 Вт). Це пояснюється тим, що при знаходженні газу в лампі з невеликим діаметром колби і при порівняно великій довжині нитки напруження стали б виникати зайві теплові втрати за допомогою конвекції. Лампи розжарювання великої потужності виготовляють газонаповненими. Наявність газу в колбі створює кращі умови для підвищення температури розжарення нитки і збільшення світлового потоку. Газ, що оточує розпечену нитка, уповільнює її розпорошення, що підвищує термін служби виробу.

Однак, підвищення температури нитки має межу, обумовлений температурою плавлення матеріалу (для вольфраму 3400 0С). При заповненні колби кріптоноксеновой сумішшю досягається максимальна температура нитки і світловіддача, однак, зважаючи на труднощі отримання рідких газів такі лампи виготовляються вкрай рідко.

Нитки ламп мають форму спіралі, що роблять мінімальними втрати через газове середовище.

Для ламп розжарювання актуальними є наступні характеристики: Потужність, світловий потік, середня тривалість горіння, номінальну напругу, світлова віддача.

Номінальною напругою «лампочки» називають напругу, при якому вона здатна нормально працювати. Як правило, ці напруги вказуються на колбі або цоколі. В освітлювальних установках великого поширення набули напруги в 127 В і 220 В, а для ремонтного і місцевого освітлення - 12 В і 36 В.

Світловий потік лампи розжарювання безпосередньо залежить від температури нитки і споживаної потужності. Світлова віддача характеризує економічність ламп. Під світловою віддачею мають на увазі відношення випромінюваного світлового потоку до споживаної потужності:

З формули видно, що чим більше світловий потік на одиницю споживаної потужності, тим вище економічність. Зі збільшенням потужності буде зростати світлова віддача і буде тим вище, чим менше напруга, на яке розрахована лампа. У потужних ламп і ламп більш низької напруги діаметр нитки напруження більше і, отже, допускає більш високу температуру.

Середній термін служби нормальних ламп становить приблизно 1000 годин горіння за умови підтримки постійного значення номінального напруги. При цьому в кінці терміну служби світловий потік не повинен бути нижче 90% номінального значення. Суттєво впливає на термін служби зміна напруги, що підводиться до затискачів.

У таблиці нижче наведені зміни світлового потоку, терміну служби і світловіддачі лампи розжарювання в залежності від напруги, що підводиться:

З таблиці видно, що при зниженні напруги в мережі світлова віддача і світловий потік значно зменшуються, а термін служби зростає. А при збільшенні напруги - навпаки, світловіддача зростає, термін служби знижується.

Зниження напруги харчування, в порівнянні з номінальним, призводить до зміни спектра випромінювання. При цьому освітлювані предмети здаються пофарбованими в інші кольори. Наприклад, предмети жовтого кольору здаються білими, темно-сині - чорними. Дане явище сильніше проявляється при використанні ламп розжарювання малої потужності. Тому для нормальної експлуатації важливо мати напруга живлення близьке до номінального значення напруги пристрою.

Крім звичайних ламп розжарювання застосовують і дзеркальні лампи, які відрізняються специфічною будовою колби. На внутрішній поверхні колби, близько цоколя, наносять дзеркальний шар з алюмінію, а нижню частину матируют. Дзеркальне відкриття - хороший відбивач, завдяки якому понад 50% випромінюваного світлового потоку прямує вниз у вигляді концентрованого снопа світла. Залежно від форми світловідбиваючої колби можна отримати глибоке або широке светораспределение. Таким чином, дзеркальні лампи є одночасно і світильником і джерелом світла:

Застосування дзеркальних ламп без спеціальної освітлювальної арматури для освітлення виробничих цехів (через можливих пошкоджень) не рекомендоване.

Існує також різновид ламп розжарювання з йодним циклом. У колбах таких пристроїв містяться пари йоду. Молекули йоду, нагріті до певної температури, з'єднуються з випаровуються частинками вольфраму і утворюють газоподібна речовина. Останнє, стикаючись з розпеченої ниткою, розкладається на вольфрам і йод, перший знову включається в цикл роботи, а вольфрам знову осідає на нитку, що сприяє збільшенню терміну служби лампи розжарювання. При цьому такі пристрої відрізняються підвищеною світловіддачею.

Електрична лампа розжарювання, все ще активно застосовується для штучного освітлення, має свої переваги і недоліки.

До переваг відносять:

• Однаково нормальна робота при роботі від джерела як змінного, так і постійного струму;
• Практично миттєве запалення при подачі живлення незалежно від температури навколишнього середовища;
• Незначні габаритні розміри і при необхідності можливість виготовлення будь-якої форми;
• Мінімальна ціна на увазі простоту конструкції і виготовлення;
• Простота в експлуатації;

Також є і недоліки:

• Значна чутливість до коливань напруги живлення;
• Відносно невеликий термін служби (приблизно 1000 годин);
• Малий ККД (1,5% - 3%);
• Незначна світловіддача;
• Утруднення у визначенні кольорів при освітленні;