Kvēlspuldze

Kvēlspuldze ir mākslīgais gaismas avots, kurā gaismu izstaro sakarsēts metāla kvēldiegs. Elektriskā strāva plūst caur tievu kvēldiegu, to sakarsējot, ierosinot tā molekulas un atbrīvojot fotonus. Stikla balons neļauj gaisa skābeklim piekļūt kvēldiegam, kurš pretējā gadījumā ātri sadegtu oksidēšanās dēļ. Kvēlspuldžu labums ir tas, ka tās var izgatavot ar darba spriegumiem plašā diapazonā, sākot no dažiem voltiem līdz vairākiem simtiem voltu. Relatīvi zemās gaismas atdeves dēļ, kvēlspuldzes pakāpeniski tiek aizstātas ar kompaktajām luminiscences lampām, augstspiediena gāzizlādes lampām, gaismas diodēm un citām ierīcēm.

Brazīlija un Venecuēla bija pirmās valstis, kuras mēģināja izskaust kvēlspuldzes jau 2005. gadā. Austrija ir paziņojusi, ka tā izskaudīs kvēlspuldzes, dodot priekšroku kompaktajām luminiscences lampām līdz 2010. gadam. Šie ierosinājumi ir sastapušies ar kritiku tādēļ, ka ir vairāki kompakto luminiscences lampu trūkumi: klienta drošība, vides jautājumi (kompaktās luminiscences lampas satur nelielu daudzumu dzīvsudraba), kompakto luminiscences lampu izstarošanas spektrs, lēna palaišana aukstā laikā, palielinās lampu izmaksas un augsta izmaksa lampām ar gaismas regulēšanas iespēju.

Kvēlspuldzes vēsture

1802. gadā Hamfrijs Deivijs izveidoja pirmo kvēlspuldzei līdzīgo gaismas avotu, laižot elektrisko strāvu caur tievu platīna stieplīti. Šis gaismas avots nebija pietiekami gaišs un nebija pietiekami ilgmūžīgs, lai būtu praktisks, bet tas bija labs iesākums eksperimentu virknei turpmākajos 75 gados līdz Tomasa Edisona 1879. gadā patentētajai pirmajai praktiskajai kvēlspuldzei.

1840. gadā, britu zinātnieks Vorens de la Rū ieslēdza platīna stieplīti vakuuma caurulē un caur to laida elektrisko strāvu. Šīs ierīces ilgmūžība jau bija lielāka. Kaut arī projekts bija izdevies, augstās platīna izmaksas darīja to nederīgu praktiskai komerciālai izmantošanai.

1841. gadā Frederiks de Moleins no Anglijas reģistrēja pirmo patentu kvēlspuldzei ar akmeņogļu pulveri kvēldiega vietā.

1872. gadā krievu elektrotehniķis Aleksandrs Lodigins izveidoja kvēlspuldzi ar oglekļa stienīti kvēldiega lomā un vakuuma balonu. 1873. gadā notika Lodigina lampas publiska demonstrācija. Tajā pašā gadā angļu fiziķis un ķīmiķis Džozefs Vilsons Svans demonstrēja strādājošu spuldzi, kuras konstrukcijā tika izmantots oglekļa šķiedras kvēldiegs. 1877. gadā viņš pievērsās eksperimentiem ar tieviem monolītiem oglekļa stieņiem. Svona spuldzes raksturīgākā pazīme bija pietiekami augstais vakuums, kas ļāva kvēldiegu sakarsēt gandrīz līdz baltkvēlei. 1878. gadā Svons reģistrēja britu patentu savai ierīcei. 1880. gados viņš uzsāka vadīt pats savu kompāniju. Arī Ziemeļamerikā paralēli tika izdarīti izgudrojumi. 1874. gadā Kanādas patentu reģistrēja medicīnas elektriķi Henrijs Vudvords un Metjū Evanss, kuru spuldzēm bija oglekļa elektrodi, un ar slāpekli pildīti baloni. Vudvords un Evanss mēģināja komercializēt savu izgudrojumu, bet neveiksmīgi.

1879. gadā Tomass Edisons reģistrēja patentu spuldzei ar oglekļa kvēldiegu. Vairākus mēnešus pēc tam Edisonam un viņa darba grupai izdevās atklāt, ka ar oglekli apstrādāts bambusa kvēldiegs spēj sasniegt darbmūžu 1200 stundas.

1890. gadā austriešu izgudrotājs Karls Auers fon Velsbahs strādāja ar metāla kvēldiegiem, vispirms ar platīna, pēc tam ar osmija kvēldiegiem un izveidoja strādājošu modeli 1898. gadā.

1903. gadā Viliss Vitņūzs izgudroja spuldzi ar kvēldiegu, kurš ievērojami mazāk atstāja tumšas nogulsnes uz spuldzes balona iekšpuses. Tas bija ar metālu pārklāts oglekļa kvēldiegs. 1906. gadā kompānija General Electric bija pirmā, kura patentēja metodi, kā taisīt kvēlspuldžu kvēldiegus no metāla. Tajā pašā gadā horvāts Frandžo Hanamans no Zagrebas izgudroja volframa kvēldiega spuldzi, kurai bija ilgāks darbmūžs, un kura deva spilgtāku gaismu nekā oglekļa kvēldiega spuldzes. Volframa kvēldiegi izmaksāja dārgi, bet 1910. gadā Viljams Deivids Kūlidžs izgudroja uzlabotu metodi volframa kvēldiegu ražošanai. Volframa kvēldiegi pārdzīvoja visus pārējos kvēldiegu tipus un Kūlidžs padarīja to izmaksas saprātīgas.

Vēsturnieki Roberts Frīdels un Pols Izraēls piedāvā sarakstu ar 22 kvēlspuldzes izgudrotājiem pirms Svona un Edisona. Viņi secina, ka Edisona versija pārspēj pārējās šādu faktoru dēļ: efektīvs kvēldiega materiāls, augsts vakuums spuldzes balonā, un augstas pretestības spuldze, kas padarīja elektrosadali ekonomiski pieņemamu. Cits vēsturnieks, Tomass Hjūdžs Edisona panākumus attiecina uz faktu, ka viņš izgudroja veselu integrētu elektriskās apgaismes sistēmu. Kvēlspuldze bija mazs komponents viņa elektriskās apgaismes sistēmā un ne vairāk atbildīgs sistēmas funkcionēšanā kā Edisona ģenerators, Edisona elektrotīkls un fīderis un paralēlā sadales sistēma. Citi izgudrotāji ar ģeneratoriem un kvēlspuldzēm un līdzīgu ģenialitāti sen ir tikuši aizmirsti, jo tie nav vadījuši savu izgudrojumu iekļaušanu apgaismes sistēmā.

Darbības princips

Kvēlspuldzes svarīga sastāvdaļa ir stikla apvalks jeb kolba (balons), kurā ir iepildīta inerta gāze, kas samazina kvēldiega iztvaikošanu un samazina prasības pret stikla stiprību.

Balona iekšpusē atrodas kvēldiegs, kas izgatavots no volframa stieples, un caur kuru plūst elektriskā strāva. Strāva sakarsē kvēldiegu līdz galēji augstai temperatūrai (tipiskā vērtība var būt robežās no 2000 K līdz 3300 K, un tā ir atkarīga no kvēldiega tipa, formas, gabarītiem un strāvas stipruma). Atomi sakarsētajā kvēldiegā tiek intensīvi ierosināti un izstaro lieko enerģiju absolūti melna ķermeņa starojuma veidā. Šī starojuma spektrs, atšķirībā no tā, kuru rada nelīdzsvarotas atomu vai molekulu pārejas, kā tas ir dzīvsudraba tvaiku lampā, ir nepārtraukts. Tomēr lielākā daļa enerģijas kvēlspuldzē tiek izstarota nevis redzamās gaismas, bet infrasarkanā starojuma veidā.

Kvēlspuldzēm parasti balona iekšpusē ir stikla serde, kura balsta kvēldiegu un elektriskajiem vadiem ļauj iziet cauri apvalkam, nezaudējot apvalka hermētiskumu. Vadus parasti izgatavo no dzelzs un niķeļa sakausējuma, kam ir tāds pats termiskās izplešanās koeficients kā stiklam.

Tiek lietoti dažāda veida elektriskie kontakti, piemēram, skrūves veida cokols, bajonetes veida cokols (viens vai vairāki kontakti galā, čaula var būt izmantota kā kontakts, vai arī tikai kā mehānisks atbalsts) un dažām lampām elektriskie kontakti abos cauruļveida lampas galos. Kontakti lampas patronā ļauj elektriskajai strāvai plūst caur kvēldiegu.

Kvēlspuldžu jaudu diapazons ir apmēram no 0,1 vata līdz l0000 vatiem un vairāk. Lai uzlabotu spuldzes gaismas atdevi, kvēldiegs parasti tiek veidots no tievas stieples spirāles, kas tiek saukta par dubultspirāli (tieva spirāle, kas vēlreiz savīta lielāka diametra spirālē). 60 vatu 120 voltu spuldzei kvēldiega garums ir 2 metri.

Viena no standarta kvēlspuldzes problēmām ir kvēldiega iztvaikošana. Lielāka problēma ir tā, ka nenovēršamais kvēldiega pretestības nevienmērīgais sadalījums pa kvēldiega garumu noved pie nevienādas sakaršanas ar „karstajiem apgabaliem”, kuri veidojas vietās, kurās ir lielāka pretestība. Kvēldiega tievēšana iztvaikošanas dēļ palielina pretestību šajās vietās. Taču karstie apgabali iztvaiko ātrāk, ātrāk palielinot to pretestību - pozitīvā atgriezeniskā saitē, kas beidzas ar to, ka vienā vai vairākās vietās kvēldiegs kļūst ārkārtīgi tievs un līdz ar to var viegli pārtrūkt. Ērvings Lengmīrs ierosināja, ka vakuuma vietā inerta gāze varētu kavēt iztvaikošanu, joprojām izvairoties no degšanas. Un tā sastopamās kvēlspuldzes tagad tiek piepildītas ar slāpekli, argonu vai kriptonu. Tomēr kvēldiega pārtrūkšana gāzpildītā balonā var radīt elektrisko loku starp kvēldiega strāvas pievadiem un novest pie tā, ka ķēdē plūst ļoti stipra strāva; bieži kā spuldzē iebūvēts drošinātājs tiek lietota tieva svina stieplīte vai cita aizsardzības ierīce.

Parastās darbības laikā kvēldiega volframs iztvaiko; karstāki, tātad arī efektīvāki kvēldiegi iztvaiko ātrāk. Šī iemesla dēļ kvēlspuldzes darbmūžs ir kompromiss starp efektivitāti un ilgmūžību. Šis kompromiss parasti tiek pieņemts, lai nodrošinātu dažu simtu stundu kalpošanas laiku spuldzēm, kuras lieto vispārīgajai apgaismei; dažas stundas ilgu kalpošanas laiku teātru, fotogrāfu un kino spuldzēm. Parastajā (ne halogēnajā) kvēlspuldzē iztvaikojušais volframs galu galā nosēžas uz stikla apvalka iekšējās virsmas, padarot stiklu tumšāku. Kvēlspuldzēm ar vakuuma balonu stikla nomelnēšana ir vienmērīga pa visu apvalka virsmu. Kad tiek izmantots inertās gāzes pildījums, iztvaikojošais volframs ar gāzes straumju termisko konvekciju pārsvarā tiek nests uz apvalka augšējo daļu, tādā veidā nomelnē tikai daļa no apvalka virsmas.

Dažām vecām lieljaudas spuldzēm, kuras izmantoja teātros, projekcijai un kurām ir smags, robusts kvēldiegs, iztvaikojušie volframa putekļi atrodas apvalka iekšpusē. Laiku pa laikam operatoram bija jānoņem spuldze un jāsakrata tā, ļaujot volframa putekļiem nokrist no virsmas. Tādā veidā atkal varēja samazināt spuldzes balona nomelnējumu. Kad kvēlspuldzes apvalks saplīst, spuldzei kvēlojot, vai arī gaiss ieplūst apvalkā, karstais volframa kvēldiegs reaģē ar gaisu, dodot brūnu volframa nitrīdu, brūnu volframa dioksīdu, violeti zilu volframa pentoksīdu un dzeltenu volframa trioksīdu, kuri tad nogulsnējas uz tuvākajām virsmām vai spuldzes iekšpusē.

Halogēnā kvēlspuldze

Izgudrojums, kurš radies, lai risinātu kvēlspuldzes īsā darbmūža problēmu, ir halogēnā kvēlspuldze. To mēdz saukt par volframa - halogēno spuldzi vai kvarca halogēno spuldzi. Tās volframa kvēldiegs ir ietverts mazā apvalkā, kas satur nedaudz halogēna, piemēram, joda vai broma tvaiku.

Parastajā kvēlspuldzē viena un tā paša kvēldiega resnums dažādās vietās atšķiras nedaudz. Tievākajās daļās kvēldiega pretestība ir lielāka, kas liek tievākajām vietām sakarst vairāk nekā pārējām. Volframa iztvaikošanas pakāpe šajās vietās būs lielāka augstākās temperatūras dēļ, tāpēc tievās vietas kļūst vēl tievākas un radīsies kvēldiegu pašiznīcinošs efekts. Halogēnajā kvēlspuldzē iztvaikojušais volframs reaģē ar halogēniem un veidojas samērā nestabili volframa halogenīdi. Nokļūstot uz kvēldiega karstajiem apgabaliem, šie halogenīdi sadalās atpakaļ par volframu un halogēnu, tādā veidā nogādājot volframu atpakaļ uz kvēldiega un novēršot priekšlaicīgu spuldzes atteici. Šis process ļauj halogēnajām kvēlspuldzēm strādāt ar augstāku temperatūru, kura parastajām kvēlspuldzēm pārlieku saīsinātu darbmūžu. Augstākas kvēldiega temperatūras dēļ spuldzei ir lielāka gaismas atdeve, lielāks subjektīvi šķietamais gaišums, un baltāka krāsu temperatūra. Tā kā spuldzei jābūt ļoti karstai, lai radītu šo reakciju, halogēnās spuldzes apvalkam jābūt izgatavotam no cietā stikla vai kausētā kvarca, nevis no parastā mīkstā stikla, kurš šajā temperatūrā kļūst pārlieku plastisks. Apvalka materiāls var tikt piemeklēts un modificēts, lai sasniegtu vajadzīgos spuldzes parametrus. Halogēnās kvēlspuldzes tiek plaši lietotas, piemēram, automašīnu starmešos, un tā kā starmeši bieži satur plastmasas detaļas, tad halogēno kvēlspuldžu apvalki tiek izgatavoti no cietā stikla, vai arī no kvarca, kam pievienotas speciālas piedevas, lai bloķētu UV starojumu (cietais stikls bloķē UV starus arī bez piedevām).

Pretstatā tam, dažos gadījumos ir vajadzīgs UV starojums, un šajos gadījumos spuldzes apvalki tiek izgatavoti no kvarca bez piedevām. Tādā veidā spuldzes kļūst par UV staru avotu. Šādas tīra kvarca halogēnās kvēlspuldzes tiek lietotas dažos zinātniskos, medicīniskos un zobārstniecības instrumentos. Tipiska halogēnā kvēlspuldze ir konstruēta tā, lai kalpotu aptuveni 2000 stundas, divtik ilgi kā tipiska parastā kvēlspuldze.

Halogēnā infrasarkanā kvēlspuldze

Tālāka attīstība, paaugstinot halogēno kvēlspuldžu gaismas atdevi, ir infrasarkanos starus atstarojošs pārklājums (infrared - reflective coating (IRC)). Kvarca apvalks ir pārklāts ar daudzslāņainu dihroisku pārklājumu, kurš ļauj izstarot redzamo gaismu, kamēr atstaro daļu infrasarkanā starojuma atpakaļ uz kvēldiegu. Šādas spuldzes sauc par halogēnajām infrasarkanajām kvēlspuldzēm, un tās patērē mazāk jaudas kā standarta halogēnās kvēlspuldzes pie tās pašas izstarotās gaismas plūsmas. Gaismas atdeves pieaugums var sasniegt 40% salīdzinājumā ar ekvivalentu standarta spuldzi. Apgaismes korporācija Harison Toshiba ražo halogēno infrasarkano kvēlspuldzi ar nosaukumu HIR - 1 automašīnu starmešiem, kura sasniedz 2500 lūmenus pie 65 vatu patērētās jaudas (38 lūmeni uz vatu); šajā spuldzē ir izmantots infrasarkano staru atstarojošs pārklājums ar firmas General Electric licenci.

Drošība

Tā kā halogēnā kvēlspuldze darbojas pie ļoti augstas temperatūras, tā var izsaukt ugunsgrēka un apdeguma briesmas. Turklāt iespējams iegūt apdegumus no pārlieku lielas apstarošanas ar UV starojumu caur tīrā kvarca halogēno kvēlspuldzi. Lai samazinātu negatīvās sekas no nejauša UV apstarojuma un lai novērstu spuldzes daļu izbiršanu spuldzes uzsprāgšanas gadījumā, gaismekļu ražotāji parasti iebūvē UV starus absorbējošu stikla filtru priekšā spuldzei. Pretējā gadījumā tie var pievienot UV staru filtrējošu pārklājumu spuldzes apvalkam. Halogēnā kvēlspuldze ar šādu pareizi izveidotu pārklājumu izstaro mazāk UV starojuma nekā parastā kvēlspuldze.

Ekspluatācijas noteikumi

Jebkura virsmas netīrība, piemēram, pirkstu nospiedumi, var sabojāt kvarca apvalku, kad tas ir sakarsēts. Kaitīgas vielas, piemēram, eļļa un citi ādas nosēdumi, kas dabiski nogulsnējas ar pirkstu nospiedumiem, radīs karsto apgabalu uz balona virsmas, kad spuldze kvēlo. Šī pārmērīgā lokālā karstuma rezultātā kvarca stiklveida struktūra pārveidojas par kristālveida struktūru un šādas struktūras kvarca apvalks zaudēs hermētiskumu.

Pārmērīgi sakarsušajās vietās var rasties burbulis, kas var novest pat pie apvalka uzsprāgšanas, tādā veidā radot nopietnas briesmas. Tādēļ spuldzes ar kvarca apvalku jāpārvieto, nekad ar rokām tieši nepieskaroties kvarca apvalkam, bet gan izmantojot tīru papīra salveti vai arī turot aiz porcelāna pamatnes. Ja kvarcs tomēr kļuvis netīrs, tad tas kārtīgi jānotīra ar spirtu un jānožāvē pirms lietošanas.

Gaismas atdeve

Aptuveni 95% no kvēlspuldzes patērētās jaudas tiek pārvērsti siltumā. Pie nemainīgas gaismas plūsmas kvēlspuldze ar 5% lietderību ražo vairāk siltuma (un patērē vairāk jaudas) nekā luminiscences lampa ar 7% - 15% lietderību. Vispārējā apgaismojuma vajadzībām kvēlspuldzēm ir šādas alternatīvas:
• luminiscences lampas, kuras plaši pielieto komerciestāžu un biroju apgaismošanai, kurām ir augstāka lietderība un garāks darbmūžs;
• halogēnās kvēlspuldzes;
• kompaktās luminiscences lampas, ja tām ir iebūvēts balasts, var aizvietot kvēlspuldzes tajās pašās patronās. Kvēlspuldzes parasti var tikt aizvietotas ar kompaktajām luminiscences lampām ar iebūvētu balastu, kuras der standarta patronām. Tas ļauj 100W kvēlspuldzi aizvietot ar 23W luminiscences lampu, ražojot apmēram to pašu gaismu. Kvalitatīvas halogēnās kvēlspuldzes ir ar lietderību ap 9%, kas ļauj 60W spuldzei dot tikpat daudz gaismas kā 100W parastajai kvēlspuldzei. Bez tam mazākas jaudas halogēno kvēlspuldzi var konstruēt tā, ka tai ir tas pats gaismas daudzums, bet garāks darbmūžs. Tomēr mazas (pēc gabarītiem) halogēnās kvēlspuldzes joprojām ir jaudīgas, kas liek tām stipri sakarst. Tas tā ir tāpēc, ka siltums ir koncentrēts maza apvalka virsmā un tāpēc, ka virsma atrodas tuvāk kvēldiegam. Halogēnspuldžu augstā temperatūra ir būtiska, lai sasniegtu spuldzes lielo darbmūžu. Ja halogēnas kvēlspuldzes ir atstātas bez aizsardzības, tās var radīt ugunsgrēku daudz vieglāk nekā parastās kvēlspuldzes. Lielākā daļa drošības noteikumu pieprasa, lai halogēnās kvēlspuldzes būtu aizsegtas ar režģi vai stiklu un armatūras metāla korpusu. Tāpat atsevišķās vietās halogēnās kvēlspuldzes, kuras pārsniedz noteiktu jaudu, nedrīkst lietot dzīvojamos rajonos.

Elektriskās īpašības

Kvēlspuldze ir tīri aktīva slodze, tas nozīmē, ka tās jaudas koeficients ir vienāds ar 1. Tātad patērētā jauda (vatos) un šķietamā jauda (voltampēros) ir vienādas. Kvēldiega pretestība ir atkarīga no temperatūras. Auksta kvēldiega pretestība ir daudz mazāka, nekā sakarsēta kvēldiega pretestība. Piemēram, 100 vatu 120 voltu kvēlspuldzei kvēlojot, tās pretestība ir 144 omi, bet aukstā stāvoklī tās pretestība ir daudz zemāka. Fakts, ka kvēlspuldze ir aktīva slodze, dod tai vairākas priekšrocības pār luminiscences un lokizlādes lampām. Parastie vertikālās vadības sprieguma regulatori var tikt izmantoti, lai regulētu kvēlspuldžu gaismu.

Tā kā kvēlspuldžu jaudas koeficients ir 1, tad spuldzes pilnā jauda var tikt izmantota, lai uzzinātu slodzes strāvu un līdz ar to vada šķērsgriezumu, kā arī ķēdē iesaistīto komutācijas ierīču nominālās strāvas. Luminiscences un lokizlādes lampas ir slodzes, kurām piemīt reaktīva komponente, tātad lampas aktīvā jauda nevar tikt izmantota, lai izvēlētos vadītāju un komutācijas elementu nominālus.

Standarta cokoli

Vairumam spuldžu, kuras izmanto mājās un rūpniecībā, ir metāla cokols, kas ir saderīgs ar standarta patronu. Galvenie cokolu tipi ir:
• kandelabra tipa skrūves cokols, kuru lieto eglīšu virtenēs un dažās halogēnajās kvēlspuldzēs;
• MES (medium Edison scerew) - vidēja gabarīta Edisona vītne (E26 - viena colla), kuru lieto Ziemeļamerikā un Japānā 120V un 100V spuldzēm. Līdzīgs variants šai vītnei ir E27, kuru lieto Eiropā un vēl citur, kur tīkla spriegums ir 220 - 240 V;
• BC jeb B22 (double contact bayonet cap) - divkontaktu bajonetcokols, kuru lieto Austrālijā, Indijā, Īrijā, Jaunzēlandē un Apvienotajā Karalistē lielākajai daļai 220 - 240V spuldžu, kā arī lieto ASV atsevišķām 120V spuldzēm tādās iekārtās kā šujmašīnās un putekļsūcējos. (E27 vītne arī ir izplatīta Austrālijā un Apvienotajā Karalistē);
• G4 vai GY4 cokols priekš divtapu halogēnajām kvēlspuldzēm. Skaitlis norāda attālumu starp tapiņu centriem milimetros;
• R7s - 75 cauruļveida halogēnajām kvēlspuldzēm, šajā gadījumā 7 mm diametra cokols 75 mm garai spuldzei. Katrā gadījumā burts E nozīmē Edisonu, kurš izveidoja spuldzi ar vītnes cokolu un skaitlis ir diametrs milimetros. Eksistē četri galvenie vītnes cokolu standartizmēri, kurus lieto tīkla sprieguma spuldzēm, tie ir apkopoti tabulā.

Edisona Standarta cokoli Eiropā

Edisona vītne Edison scerw (ES)	Nosaukums	Nominālo jaudu diapazons kvēlspuldzēm
E10 un E11	—	—
E14	Small ES	Līdz 60W
E27	ES	Līdz 200W
E40	Goliath ES	No 300W līdz 1500W

Eksistē arī retais E29 standartizmērs, kurš nav savietojams ar E27 standartizmēru un tiek lietots, lai izjauktu spuldzīšu zagļu nodomus. Šo vītni lieto sabiedriskās teritorijās. Eksistē arī ļoti miniatūrais ES standartizmērs, kuru lieto tikai maza sprieguma ierīcēs, tādās kā kabatas baterijas. Halogēnās kvēlspuldzes ir pieejamas arī ar standarta cokolu, bet parasti tās ir ar tapiņu cokolu ar diviem kontaktiem spuldzes apakšpusē. Šos cokolus apzīmē ar G vai GY, un ar skaitli, kurš uzrāda attālumu starp izvadu centriem. Piemēram, 4 mm tapiņu cokolam būs G4 (vai GY 4). Tabulā doti daži izplatītākie standartizmēri.

Halogēnspuldžu izplatītākie standarta cokoli

Cokola tips	Spuldzes konstrukcijas tips; gabarīti	Spuldžu nominālās jaudas
G 4	Mazgabarīta	5W,10W, 20W, 35W
GU 4	Spoguļa 35 mm	20W, 35W
GU 5.3	Spoguļa 50 mm	20W, 35W, 50W
GY 6.35	Mazgabarīta	35W, 50W
GU 10/GZ10	Spoguļa, tīkla sprieguma	35W, 50W, 75W, 100W
R 7s - 75	Cauruļveida	60W, 100W, 150W
R 7s - 114	Cauruļveida	150W, 200W,300W, 500W

Atšķirība starp burtu kodiem G un GY izpaužas tajā, ka spuldžu cokoliem ar burtu kodu GY kontakttapas ir resnākas. Piemēram, cokolam G 6.35 kontakttapas diametrs ir 1,05 mm, bet cokolam GY 6.35 tas ir 1,3 mm.

Jauda

Kvēlspuldzes parasti tiek tirgotas, vadoties pēc to patērētās elektriskās jaudas. Šī jauda tiek mērīta vatos un tā ir atkarīga praktiski tikai no kvēldiega pretestības, kura savukārt ir atkarīga no kvēldiega garuma, resnuma un materiāla. Vidusmēra klientam ir grūti prognozēt spuldzes gaismas atdevi, ja ir dota patērējamā jauda, bet var droši pieņemt, ka no divām vienāda tipa spuldzēm ar vienādu gaismas krāsu un stikla dzidruma pakāpi gaišāk spīdēs spuldze ar lielāku jaudu.

Spriegums, gaismas plūsma un darbmūžs

Kvēlspuldzes ir ļoti jūtīgas pret barojošā sprieguma izmaiņām. Sekojošām funkcijām ir liela praktiska un ekonomiska nozīme. Barošanas spriegumam U,
• gaismas plūsma ir aptuveni proporcionāla U ^3,5
• patērējamā jauda ir aptuveni proporcionāla U^1,6
• darbmūžs ir aptuveni proporcionāls U ^-15
• krāsu temperatūra ir aptuveni proporcionāla U ^0,4
• strāva ir aptuveni proporcionāla U ^0,6
• gaismas atdeve ir aptuveni proporcionāla U ²

Tas nozīmē, ka par 5% samazinot darba spriegumu, vairāk kā divas reizes pagarināsies darbmūžs, bet par 20% samazināsies gaismas plūsma. Tas varētu būt ļoti pieņemams kompromiss spuldzēm, kas atrodas grūti pieejamās vietās. Augstāk dotās sakarības ir spēkā, kamēr sprieguma izmaiņas nepārsniedz 10% no nominālās vērtības. Prožektoros, kurus izmanto fotografēšanas vajadzībām, šis kompromiss ir pagriezts pretējā virzienā. Salīdzinājumā ar plaša patēriņa spuldzēm, šīs spuldzes pie tās pašas patērējamās jaudas ražo vairāk gaismas, un (kas ir būtiskais) gaismu ar augstāku krāsu temperatūru, bet cena par to ir ievērojami samazināts darbmūžs (tas var būt pat tikai 2 stundas ilgs). Iespējami augstākā temperatūras robeža, pie kuras kvēlspuldzes ar metāla kvēldiegu var strādāt, ir metāla kušanas temperatūra. Volframs ir metāls ar visaugstāko kušanas temperatūru. Projekcijas lampa, kuras darbmūžs ir 50 stundas, ir konstruēta, lai strādātu tikai 50 °C zem šīs temperatūras (3663K — 50 K = 3613K = 3340 º C). Dažām kvēlspuldzēm atšķiras kvēldiega turētāju skaits. Katrs papildu turētājs padara kvēldiegu mehāniski izturīgāku, bet arī aizvada siltumu no kvēldiega, radot vēl vienu kompromisu starp lietderību un darbmūžu. Daudzās mūsdienu 230V spuldzēs ir pielietoti papildu kvēldiegu turētāji, bet spuldzēm, kas domātas smagiem apstākļiem, piemēram, luksoforu spuldzēm, bieži ir vēl vairāki kvēldiega turētāji.

Ārējās saites

Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Kvēlspuldze.

Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (krieviski)