Ну, щас спою...
Сразу оговорюсь, что сам факт существования подобной проблемы меня сильно удивил. У меня стоковая оптика PAL (Made in Chekhoslovakia); лампы до недавнего времени стояли стоковые TESLA (45+40)W. Где-то с месяц назад одна из них наконец-то перегорела. Скопом поменял все 4 на TUNGSRAM той же мощности и тех же лет выпуска. На данный момент устраивает абсолютно все, и, прочитав тему, теперь не один десяток раз подумаю: а стОит ли вообще что-либо во всем этом менять?
Теперь по существу. Известно, что КПД лампы накаливания составляет около 3%. У галогенных - чуть больше, но сути это не меняет. Поскольку как раз именно эти 3% нас в данном случае
вообще не интересуют. А интересуют
остальные 97%, которые превращаются прямиком в
тепло. 97% - это очень много, и мы не сильно погрешим против истины, если для упрощения допустим, что в тепло превращается
вся потребляемая лампочкой энергия.
А много ли выделяется этого тепла? Вспомним, что 1 ватт - это 1 джоуль за 1 секунду, или
P = E/t,
где P - мощность (Вт), E - потребляемая лампой энергия (Дж), а t - время (с).
Поскольку, как мы уже выяснили,
почти вся потребляемая лампочкой энергия превращается в тепло, то (с погрешностью на величину ее КПД, т.е. около 3%) можно записать:
P ≈ Q/t, или
Q ≈ P • t,
где Q - количество выделяемой лампой теплоты (Дж),
P - мощность лампы (Вт),
t - время (с).
Таким образом, можно с высокой (для практических целей) точностью считать, что
количество теплоты, выделяемой лампой накаливания (вакуумной, газонаполненной, галогенной - разновидности не имеют значения) за единицу времени,
зависит только от потребляемой ею мощности - и ни от чего более.
В свою очередь, мощность P определяется произведением
P = U • I,
где U - напряжение на лампе (В), а I - сила тока через лампу (А).
Зависимость мощности, потребляемой лампой накаливания, от приложенного к ней напряжения на самом деле далеко не так проста, как может показаться. Действительно, закон Ома I = U/R работает и здесь. Вот только величина R для лампы сильно зависит от напряжения. Причем таким образом, что ток через лампу при изменении напряжения меняется довольно слабо:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла Этим свойством лампочек даже пользовались когда-то для стабилизации тока. На этом же эффекте сконструировали и специальный прибор - бареттер, - который с успехом применяли для стабилизации накала в ламповой аппаратуре. Как видно из графика, ток через лампу при небольших изменениях напряжения можно считать почти неизменным. Поэтому мощность (а значит, и количество теплоты), будет почти пропорциональна напряжению питания. Т.е., поднимем напряжение на 10% - почти на столько же (реально чуть больше, где-то на 12 ... 15%) увеличится и мощность (количество выделяемой в единицу времени теплоты).
Теперь подумаем: а куда же девается выделяемое тепло?
Рабочее тело (нить накала лампочки), по отношению к размерам фары, можно считать точечным источником. Из школьного курса физики вспоминаем, что существуют 3 вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение. Рассмотрим их по очереди.
1. Теплопроводность - от раскаленной спирали, через внутреннюю арматуру лампы, далее - к ее выводам, на цоколь, патрон, провода и отражатель. Патрон не плавится? Изоляция на проводах не обугливается? Значит, не оно.
2. Конвекция, или перенос тепла циркулирующим внутри фары воздухом. Судя по тому, что нагревается именно верхняя часть фары,
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаа нижняя остается холодной - конвекции в таких условиях просто не будет. Горячий воздух будет тупо застаиваться наверху без какого-либо движения. Посему - тоже отбрасываем.
3. Излучение. А вот тут картина поинтереснее. Судя по пятну цветов побежалости на отражателе,
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаздесь имеет место нехилый
локальный перегрев. И вызвать его может... конструктивная особенность конкретной лампы. Вспомним, что нить ближнего света закрывается специальным колпачком 1 (см. рис.):
Нажмите для просмотра прикрепленного файлаЗадача его двоякая. С одной стороны - не допустить попадания света на нижнюю часть отражателя. С другой - отразить свет, излучаемый нижней стороной спирали, вверх. Казалось бы, логично и благородно. Вот только отразить можно по-разному. Предположим, некий ретивый производитель сделал это вогнутое зеркальце (из лучших побуждений!) с таким радиусом кривизны, что его фокус получился очень острым (пятно малого диаметра, почти точка). А в фокусе этом как раз и очутилась поверхность верхней части отражателя. Если отражатель еще и не новый - слегка потускнел, и стал
поглощать больше энергии, то в итоге и получим искомую "картину маслом": адский локальный перегрев. Примерно так же мы все в детстве с помощью линзы бумагу поджигали. А Архимед, уже в зрелом возрасте, - вражеские корабли. Ну, а от близости раскаленного докрасна отражателя, соответственно, греется и стекло - со всеми вытекающими последствиями.
Итак, с вопросом №1 ("Кто виноват?") - вроде бы, разобрались.
Посему - плавно переходим к Вопросу №2 ("Что делать?"). Лучше по порядку:
1. Напряжение в бортсети 14,7 В, как уже писали товарищи - не есть гут. Причем не только для фар. Должно быть где-то в пределах 13,5 ... 14,2. Конечно, не фатально - но может сыграть роль "последней капли". Приведи в порядок регулятор напряжения.
2. Попробуй посмотреть, как фокусируется пучок от нити ближнего света в лампах разных производителей. Включи "голую" лампу. Чтобы не было больно смотреть - можешь не полным накалом, ход лучей от этого заметно не изменится. Поставь в место, где должен находиться отражатель, какой-нибудь экран, и посмотри на форму светового пятна. Попробуй поставить лампы с более "размытым" фокусом. При этом ближний свет у фары совсем не обязательно станет хуже: ведь в формировании пучка участвуют также отражатель и рассеиватель.
3. Старые отражатели выкинь к монахам: они уже непоправимо угроблены. С такими пятнами они будут поглощать добрую половину излучения (и раскаляться докрасна с
любыми лампами!). При покупке новых обрати внимание на их материал и толщину. Может, для галогенных ламп специально делают из материала с лучшей теплопроводностью и с более толстыми стенками - чтобы равномерно распределить тепло по всей поверхности, а затем через края отвести его на корпус фары.
4. Рассеиватели тоже подбери соответствующие, из "правильного" стекла с "правильной" же термообработкой. Сорри, но здесь я не советчик.
На сегодня вроде все. Успехов!
Наша ласточка