Инфракрасная лампа: принцип работы

Мы привыкли к тому, что лампа – это компактный и удобный источник света. Поэтому появление на рынке инфракрасных осветительных элементов, которые используются не для освещения, а для нагревания и поддержания температуры, стало для многих предметом удивления. Как осветительный элемент может греть? Это ведь не печка!

Все становится понятным, если разобраться, как устроены эти лампы и как они работают.

Из чего состоят источники теплого света?

Для многих окажется сюрпризом, но ИК-источник света – это в основе своей всем известная лампа накаливания. Так же, как и в популярных не так давно лампочках Ильича, в ней тоже есть колба с инертным газом, этот газ защищает от перегорания спираль накаливания из вольфрама или карбона, а для подачи электричества под нагрев спирали устройство снабжено цоколем. И работают ИК-лампы точно так же: на спираль подается ток, она разогревается и начинает излучать, только не видимый свет – а тепло.

Но как тепло может излучаться? Здесь нужно вспомнить школьный курс физики, в котором говорится: передать тепло можно двумя способами. Первый – когда нагретое тело передает свою тепловую энергию воздуху, а тот, в свою очередь, переносит ее к предмету или человеку. Такой способ называется конвекцией.

Но кроме нее, любое нагретое тело еще и излучает электромагнитные волны в особом диапазоне. Эти волны от теплого предмета проходят сквозь воздух без всякого контакта – и нагревают только предметы или человека, на которых попадают. За способность передавать тепло предметам и людям такие волны получили название тепловых, а за примыкание к красной полосе спектра и невидимость для человеческого глаза их назвали инфракрасными.

Но как лампа может вырабатывать это ИК-излучение? За это отвечает особый подход в работе нити накаливания.

В обычных лампах спираль нагревают как можно ярче – чтобы она излучала видимый свет. Если нагрев ее уменьшать, то можно заметить, как свет лампы желтеет, затем становится оранжевым, а потом переходит в красный. ИК-диапазон с красным как раз соседствует – поэтому для получения инфракрасного света спираль просто разогревается по минимуму, иначе говоря – работает в режиме недонакала, излучая ИК-свет.

Зачем красят колбы?

Когда с основным принципом работы все стало понятно, нужно прояснить еще один важный вопрос – почему колбы инфракрасных ламп не прозрачные, а окрашены в красный или голубой цвета?

Все дело в том, что колбы из привычного прозрачного стекла пропускают практически весь световой спектр – а ИК-источнику света это не нужно. Для обычной освещающей лампы – это замечательно. А вот для инфракрасного осветительного элемента – это недостаток. Ведь нагревание нужно и ночью – тогда обычный свет будет только мешать.

Чтобы свести видимое излучение таких тепловых элементов к минимуму, колбу окрашивают либо в красный цвет, либо в синий. Такое окрашивание отфильтровывает основной поток видимого света, оставляя только маленький его участок – он помогает ориентироваться в том, подключена ли лампа и работает ли она.

Помимо окрашивания, на внутреннюю или внешнюю стороны колбы некоторых ламп наносят зеркальное покрытие. Это тоже не прихоть – такая лампа не распространяет тепло во все стороны без пользы – а концентрирует его в определенном направлении. Так нагревание становится более управляемым и более адресным – тепловую энергию получает только тот предмет, на который направлено излучение, а не все предметы подряд.

Керамические лампы – развеиваем заблуждения

С появлением этой особой разновидности инфракрасных ламп некоторые ошибочно начали считать их «электрогрелкой с патроном» - по большей части из-за схожести колбы с нагревательными элементами электроплиток. Однако это заблуждение – и с ним нужно разобраться.

Керамическая лампа – это все та же лампа накаливания, и главным ее отличием стал материал колбы – особая термопрочная керамика, внутри которой используется все та же спираль из фехраля или нихрома. Да, видимый свет эта колба не пропускает совсем – но для ИК-волн она вполне прозрачна. Более того, у такой конструкции есть серьезное преимущество – она прочнее, обладает большей устойчивостью к нагреванию, и намного лучше переносит температурные перепады и механические воздействия, чем привычное стекло.

И все становится простым и понятным – если, конечно, в этом разобраться.