В 1840 году англичанин Де ла Рю создаёт первую лампу накаливания с платиновой спиралью. Но из-за высокой стоимости используемой платины, такая лампа оказалась не целесообразной. Однако в будущем послужила прототипом для современных ламп накаливания.

В 1838 году бельгиец Жобар изобретает угольную лампу накаливания.

В 1854 году немец Генрих Гёбель разработал первую «современную» лампу: обугленную бамбуковую нить в вакуумированном сосуде. В следующие 5 лет он разработал то, что многие именуют первой удобной лампой.

В 1860 год английский химик и физик Джозеф Уилсон Суон показал 1-ые результаты и получил патент, но трудности в получении вакуума привели к тому, что лампа Суона работала недолго и неэффективно.

11 июля 1874 года российский инженер Александр Николаевич Лодыгин получил патент за номером 1619 на нитевую лампу. В качестве нити накала он использовал угольный стержень, помещённый в вакуумированный сосуд.

• В 1875 году В. Ф. Дидрихсон усовершенствовал лампу Лодыгина, осуществив откачку воздуха из неё и применив в лампе несколько волосков (в случае перегорания 1-го из их, последующий врубался автоматом).
• Английский изобретатель Джозеф Уилсон Суон получил в 1878 году английский патент на лампу с угольным волокном. В его лампах волокно находилось в разреженной кислородной атмосфере, что позволяло получать очень броский свет.
• Во 2-ой половине 1870-х годов американский изобретатель Томас Эдисон проводит исследовательскую работу, в какой он пробует в качестве нити разные металлы. В 1879 году он патентует лампу с платиновой нитью. В 1880 году он ворачивается к угольному волокну и создаёт лампу с временем жизни 40 часов. Сразу Эдисон изобрёл бытовой поворотный выключатель. Невзирая на настолько недолговременное время жизни его лампы теснят использовавшееся до того времени газовое освещение.
• В 1890-х годах А. Н. Лодыгин изобретает несколько типов ламп с нитями накала из тугоплавких металлов. Лодыгин предложил использовать в лампах нити из вольфрама (конкретно такие используются во всех современных лампах) и молибдена и закручивать нить накаливания в форме спирали. Он предпринял 1-ые пробы откачивать из ламп воздух, что сохраняло нить от окисления и увеличивало их срок службы во много раз. 1-ая южноамериканская коммерческая лампа с вольфрамовой спиралью потом выполнялась по патенту Лодыгина. Также им были сделаны и газонаполненные лампы (с угольной нитью и наполнением азотом).
  
• С конца 1890-х годов появились лампы с нитью накаливания из окиси магния, тория, циркония и иттрия (лампа Нернста) либо нить из железного осмия (лампа Ауэра) и тантала (лампа Больтона и Фейерлейна)
• В 1904 году венгры Д-р Шандор Юст и Франьо Ханаман получили патент за № 34541 на внедрение в лампах вольфрамовой нити. В Венгрии же были произведены 1-ые такие лампы, вышедшие на рынок через венгерскую фирму Tungsram в 1905 году.
• В 1906 году Лодыгин продаёт патент на вольфрамовую нить компании General Electric. В том же 1906 году в США он выстроил и пустил в ход завод по химическому получению вольфрама, хрома, титана. Из-за высочайшей цены вольфрама патент находит только ограниченное применение.
• В 1910 году Вильям Дэвид Кулидж изобретает усовершенствованный способ производства вольфрамовой нити. Потом вольфрамовая нить теснит все другие виды нитей.
• Остающаяся неувязка с резвым испарением нити в вакууме была решена южноамериканским учёным, известным спецом в области вакуумной техники Ирвингом Ленгмюром, который, работая с 1909 года в фирме «General Electric», ввёл в создание заполнение пробирки ламп инертными, точнее — тяжёлыми благородными газами (в частности — аргоном), что значительно прирастило время их работы и повысило светоотдачу.

КПД и долговечность

Практически вся подаваемая в лампу энергия преобразуется в излучение. Утраты за счёт теплопроводности и конвекции малы. Для людского глаза, но, доступен только малый диапазон длин волн этого излучения. Основная часть излучения лежит в невидимом инфракрасном спектре и воспринимается в виде тепла. Коэффициент полезного деяния ламп накаливания добивается при температуре около 3400 K своего наибольшего значения 15 %. При фактически достижимых температурах в 2700 K (рядовая лампа на 60 Вт) КПД составляет 5 %.

С возрастанием температуры КПД лампы накаливания растет, но при всем этом значительно понижается её долговечность. При температуре нити 2700 K время жизни лампы составляет приблизительно 1000 часов, при 3400 K всего только несколько часов, при увеличении напряжения на 20 %, яркость растет вдвое. Сразу с этим время жизни уменьшается на 95 %.

Уменьшение напряжения питания хотя и понижает КПД, но зато наращивает долговечность. Так снижение напряжения вдвое (напр. при поочередном включении) уменьшает КПД примерно в 4-5 раз, но зато наращивает время жизни практически в тысячу раз. Этим эффектом нередко пользуются, когда нужно обеспечить надёжное дежурное освещение без особенных требований к яркости, к примеру, на лестничных площадках. Нередко для этого при питании переменным током лампу подключают поочередно с диодом, по этому ток в лампу идет исключительно в течение половины периода.

Потому что цена потребленной за время службы лампой накаливания электроэнергии в 10-ки раз превосходит цена самой лампы, существует наилучшее напряжение, при котором цена светового потока мала. Наилучшее напряжение несколько выше номинального, потому методы увеличения долговечности методом снижения напряжения питания с экономической точки зрения полностью убыточны.

Ограниченность времени жизни лампы накаливания обоснована в наименьшей степени испарением материала нити во время работы, и в основном возникающими в нити неоднородностями. Неравномерное испарение материала нити приводит к появлению истончённых участков с завышенным электронным сопротивлением, что в свою очередь ведёт к ещё большему нагреву и испарению материала в таких местах. Когда одно из этих сужений истончается так, что материал нити в этом месте плавится либо стопроцентно испаряется, ток прерывается, и лампа выходит из строя.

Больший износ нити накала происходит при резкой подаче напряжения на лампу, потому существенно прирастить срок её службы можно используя различного рода устройства плавного пуска.

Вольфрамовая нить накаливания имеет в прохладном состоянии удельное сопротивление, которое всего в 2 раза выше, чем сопротивление алюминия. При перегорании лампы нередко бывает, что сгорают медные проводки, соединяющие контакты цоколя с держателями спирали. Так, рядовая лампа на 60 Вт в момент включения потребляет выше 700 Вт, а 100-ваттная — более кв. По мере прогрева спирали её сопротивление растет, а мощность падает до номинальной.

Для сглаживания пиковой мощности могут использоваться терморезисторы с очень падающим сопротивлением по мере прогрева, реактивный балласт в виде ёмкости либо индуктивности, диммеры (автоматические либо ручные). Напряжение на лампе вырастает по мере прогрева спирали и может употребляться для шунтирования балласта автоматикой. Без отключения балласта лампа может утратить от 5 до 20 % мощности, что тоже может быть прибыльно для роста ресурса.

Низковольтные лампы накаливания при той же мощности имеют больший ресурс и светоотдачу благодаря большему сечению тела накаливания. Потому в многоламповых светильниках (люстрах) целенаправлено применение поочередного включения ламп на наименьшее напряжение заместо параллельного включения ламп на напряжение сети. К примеру, заместо параллельно включенных 6 ламп 220В 60Вт применить 6 поочередно включенных ламп 36 В 60Вт, другими словами поменять 6 тонких спиралей одной толстой.

Разновидности ламп

Лампы накаливания делятся на (размещены по порядку возрастания эффективности):

• Вакуумные (самые обыкновенные)
• Аргоновые (азот-аргоновые)
• Криптоновые (приблизительно +10% яркости от аргоновых)
• Ксеноновые (в 2 раза ярче аргоновых)
• Галогенные (наполнитель I либо Br, в 2,5 раза ярче аргоновых, большой срок службы, не обожают недокала, потому что не работает галогенный цикл)
• Галогенные с 2-мя пробирками (более действенный галогенный цикл за счет наилучшего нагрева внутренней пробирки)
• Ксенон-галогенные (наполнитель Xe + I либо Br, более действенный наполнитель, до 3х раз ярче аргоновых)
• Ксенон-галогенные с отражателем ИК излучения (потому что большая часть излучения лампы приходится на ИК спектр, то отражение ИК излучения вовнутрь лампы приметно увеличивает КПД, выполняются для охотничьих фонарей)
• Накаливания с покрытием модифицирующим ИК излучение в видимый спектр. Ведутся разработки ламп с высокотемпературным люминофором, который при нагреве испускает видимый диапазон.