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燈膽插座

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燈膽插座(英文:lightbulb socket,lightbulb holder,light socket,lamp socket 或者 lamp holder),又叫做燈泡插座、燈膽座、燈泡座、燈座或者燈泡支架,係一種電氣零件,呢種零件為電燈膽提供電氣連接,亦都係電燈膽既機械支撐既裝置[1]。燈膽同埋燈膽插座一定要互相兼容,如果唔係會用唔到或者有唔安全。同直接銲接比較,用咗插座之後,換燈膽會更容易,亦都更安全,普通人都可以好平、好方便咁換燈膽,唔需要揾電工將成盞燈換咗佢。燈座有好多唔同既標準,好多後嚟設備標準都符合通用編碼系統,即係插座類型係由字母(通常係英文縮寫)後面跟數字,有嚟區分唔同標準既燈座[2]

電燈膽插座當中,最耳期,亦都係最常見既類型係愛迪生發明既「螺絲頭」(Edison screw),最初喺歐洲大陸同埋北美流行,後尾全世界都用佢。後嚟既「釘頭」(bayonet mounts)就喺除加拿大以外既英聯邦國家流行。「釘頭」亦都好多時用喺汽車行業既燈膽。光管(Fluorescent lamps)通常需要兩組兩針既「雙針插座」,或者一組既四針插座(PL燈座)。

唔係所有燈膽都要用插座,例如,一啲微型燈膽自身有電線,可以直接連去接線座或者同其他電線接埋一齊;有啲反射燈,自身有接電既螺絲電極。

歷史

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早期既實驗鎢絲燈膽(incandescent lamps)係自身有電線,用既時候一定要將佢既電線連接到接線座嗰度,然後上緊螺絲,不過,呢種方法好唔方便,普通人唔識換呢種燈膽,所以唔適合商業用途。愛迪生最早喺商業輪船「蒸汽船哥倫比亞號」(SS Columbia)上面用帶有內部銅條既簡單木製容器做燈膽,呢艘船係第一艘用電燈膽既船。客艙既主照明係一盞波西米亞(Bohemian)水晶玻璃燈配上電燈膽[3],其餘既燈膽就裝喺磨砂玻璃既燈罩裡面。

愛迪生喺1880年發明咗一種螺頭燈座,最初係用木頭造既,後嚟改咗用巴黎石膏(Plaster of Paris)造 [4]。註:巴黎石膏係一種低溫煅燒石膏,主要成份係天然石膏,經過低溫煅燒變成白色粉末既半水石膏,係主要既建築裝飾材料,亦都係人造大理石既主要材料。喺鎢絲燈膽照明時代既早期,出現咗好多頗有競爭力既燈具同埋插座設計,呢啲設計通常都同現有既設計唔兼容,而唔能夠流行起嚟。

結構同埋材料

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燈座既結構定義同埋限制咗佢既主要預設用途。絕緣材料方面,陶瓷絕緣體可以承受比電木(bakelite)或者其他塑膠高好多既工作溫度。導電材料方面,燈座既電氣部件同埋電線都要設計到,能夠承載佢既預期電流再加上一定既安全系數。

喺設計插座既時候,需要考慮導電金屬既接觸表面積、金屬厚度同埋導電率,仲有連接方法同埋最高工作溫度。另外,仲需要考慮機械因素,例如燈座既形狀、燈具既安裝、燈體既支撐、換燈膽既便利程度同埋製造成本。普通家庭同埋工業用既燈座,會比特別用途既精密燈座多啲設計自由度同埋靈活性。

燈座必須距離燈絲夠遠,咁樣低熔點既金屬部件先至可以保持固態。歷史上,呢啲低溫金屬係錫鉛合金既焊錫,佢既熔點可能低至180°C(356 °F)。由於溫度變化比較大,從環境溫度到完全工作溫度既溫差可以好大,所以燈座既設計必須考慮熱脹冷縮既問題。其實金屬失去彈性既溫度係遠低過金屬既熔點,呢個就係點解有時候啲舊燈座壞咗既時間,用螺絲批輕輕咁撬起燈座既金屬接觸彈簧片,個燈座可以用得返。

燈座既故障通常係因為機械疲勞或者係過熱引起既,所以帶有開關部件既燈座會比較容易壞。而絕緣故障通常係由撞擊,或者換燈膽既時候,夾硬咁將夾硬咁將燈膽拆出嚟或者裝返入去。喺室外或者潮濕既地方,燈座經常會受到濕氣既腐蝕,可能會令到燈膽「黐」實咗喺燈座嗰度,咁樣換電燈膽既時候就有可能會整爛咗個燈膽或者燈座。腐蝕唔止係環境引起既,亦都可能係金屬部件之間接觸不良,電阻變大,當電流流過既時候,金屬部件就會發熱。呢啲環境度,安裝燈具既時候,就需要用墊圈或者其他防水既方法,去防止燈座裏面積聚濕氣。

愛迪生螺頭

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標準美式三路燈泡插座

「螺頭」既標準係用愛迪生螺絲(Edison screw)既英文裡面既字母「E」開頭,然後加上燈頭直徑(用毫米做單位),例如:E26就係26毫米(約1英吋)直徑既「螺頭」。

  • E10 微型燈座(電筒燈膽)
  • E11 迷你燭台燈座
  • E12 燭台燈座
  • E14 歐洲燈座
  • E17 中間級燈座
  • E26 標準燈座
  • E26d 標準三路燈座
  • E27 歐洲標準燈座
  • E27d 歐洲三路燈座
  • E39 大頭燈座
  • E39d 大頭三路燈座
  • E40 歐洲大頭燈座
  • PAR-38 射燈

標準後面有「d」後綴既,係三路燈,多咗個接觸點,主要係 E26d或者E27d,亦都有E39d,不過好少用。多出嚟既接觸點係接去燈膽裏面既另一組功率較低既燈絲,可以喺唔需要咁光既時候慳電啲。

有種燈膽喺20世紀初開始,亦都好廣泛咁用喺通用照明嗰度,佢既外形似梨,用「螺頭」,通常俾人叫做「A型燈膽」。A型燈膽當中,A19係最常見既A19燈膽既直徑(係成個燈膽既直徑,唔係燈頭既直徑)係19⁄8英寸(60毫米),所以A19燈膽又叫做A60燈膽。常見既通用「A型燈膽」係「A19/E26」(英制),或者叫做「A60/E27」(公制)。

雙柱

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115V,航空跑道標誌用既大頭燈膽,配合大頭雙柱底座用

雙柱底座既設計係,燈膽既方向係固定既,同埋鎢絲會設計到喺焦點上面。 C13D(盤繞、鋸齒形)之類既燈膽鎢絲結構,令到發出既垂直既光遠多於平行既光。

  • 大頭雙柱(G38)燈座可以處理高達100安培既電流,可以用 1000瓦以上既大功率探照燈,用喺電影、舞台既照明嗰度。鎢絲燈、鹵素燈同埋水銀燈都係用呢種設計。
  • 中型雙柱 (G22) 燈座適合250到1000瓦既電影同埋舞台照明用。
  • 迷你雙柱(G4到G6)好多時會用喺檯燈、天花燈或者吊燈。

常見類型:

  • G4:接腳間距係4毫米(0.15748 英吋)
    • GU4同埋GZ4:同G4好似,只係要用既燈座安裝夾唔同
  • G5.3:接腳間距係5.3毫米(0.20866 英吋)
    • GU5.3、GX5.3、GY5.3、GZ5.3:同G5.3好似,只係要用既燈座安裝夾唔同
  • G6.35:接腳間距係6.35毫米(1/4 英吋)
    • GY6.35、GZ6.35:同G6.35好似,只係要用既燈座安裝夾唔同
  • G8:接腳間距係8毫米(0.31496 英吋)
    • GU8:同G8好似,只係要用既燈座安裝夾唔同
  • GY8.6:接腳間距係8.6毫米(0.33858 英吋)
  • G9:接腳間距係9毫米(0.35433 英吋)
  • G12:接腳間距係12毫米(0.47244 英吋)

雙針

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G8.5底座鹵素燈

雙針燈座係指任何帶有兩個用嚟做電氣接觸既燈座[5],典型既用途係:

  • T12光管(最通用既1至4英尺光管)既頭尾都係用中型雙針燈座
  • 迷你雙針:用喺MR16鹵素燈膽嗰度

兩針燈座係雙柱燈座設計既更新版,用咗比較細既金屬針取代金屬柱,目的係降低生產成本。 1千瓦既FEL中型雙針鹵素燈既出現,令到工程師可以設計更高效率、更細小既燈具,同傳統鎢絲燈膽比較,雙針燈座既插孔更細,亦都可以好容易咁將燈膽插入橢圓形既燈光反射器入面。雙針燈座既一種變異版本係極化雙針燈座,佢主要係用喺投影機,佢令到燈膽可以精準咁定位,改善咗投影機既光學系統,令到「點光源」更加精確同埋集中。

雙針設計既另一個設計係將無底座玻璃封裝,接去燈絲既引線加厚咗同埋封壓喺燈膽既玻璃外殼嗰度,MR16係呢種設計既好例子;實際設計係燈膽主體裝喺反射罩裏面,引線喺後面伸出嚟,黐喺陶瓷燈頭上面。

釘頭

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釘頭結構
  • BA9s:9毫米(0.36英吋)微型釘頭
  • B15s:15毫米(0.59英吋)單觸點釘頭
  • B15d:15毫米(0.59英吋)雙觸點釘頭
  • BA15d:15毫米(0.59英吋)索引雙觸點釘頭
  • B22d:22毫米(0.88英吋)雙觸點釘頭,釘頭(Bayonet Cap,英文縮寫:BC)係英國同埋英聯邦國家既家用照明標準。
  • 預聚焦燭台釘頭
  • P28s:28毫米(1.12英吋)預對焦單觸點釘頭
  • :40毫米(1.6英吋)預對焦單觸點大釘頭

啤把

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S14s接頭既建築燈條

微型燈膽,例如聖誕燈珠,有玻璃或者塑膠製成既楔形底座,底座可以係燈珠玻璃外殼既延伸,燈體既引線喺底座嗰度折疊起嚟。有啲啤把形底座係塑膠造既,電線通常係插入燈珠既塑膠底座,然後引出嚟。有啲燈珠無塑膠底座,電線只係簡單咁喺燈珠既玻璃底部向側邊彎曲。啤把燈座用彈簧既壓力將燈珠直接固定喺插座裏面。因為塑膠燈座既尖端通常比燈珠更窄,係啤把形既,咁樣就可以確保燈座同燈珠可以緊密連接。

其他楔形燈座包括S14接頭既條形燈,呢種燈有時叫做建築燈。呢啲燈好多時會喺飾櫃、鏡櫃或者鏡既上面,不過依家呢啲燈已經俾LED燈取代咗。

光管

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T5、T8同埋T12光管

光管既尺寸係用1⁄8英吋做測量單位,例如T5光管既直徑係1⁄8英吋既5倍,即係5⁄8英吋(0.625英吋或者15.875毫米)。

  • T4 – 4/8 或0.500 in(12.7 mm)直徑
  • T5 – 5/8 或0.625 in(15.875 mm)直徑
  • T8 – 8/8 或1.00 in(25.4 mm)直徑
  • T10 – 10/8 或1.25 in(31.75 mm)直徑
  • T12 – 12/8 或1.5 in(38.1 mm)直徑

光管通常頭尾兩邊都配有G13雙針插頭(T8、T10、T12)或G5雙針插頭(T4、T5)。註:慳電膽(一體式螢光燈)既插頭唔同。

燈座款式

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縮寫 名稱
Cand 燭台
DCB 雙接點釘頭燭台
DC Pf 雙接點預聚焦燭台
EMEP 加長大頭插腳套圈接點
F 套圈接點
Mc 迷你燭台燈膽
Med 中號
Med Bp 中號雙柱
Med Pf 中號預對焦
Med Skt 中號
Med 2P 中號雙針
MEP 中尾爪(PAR射燈用)
Mog 大頭
Mog BP 大頭雙柱
Mog Pf 大頭預對焦
MS 微型螺頭
MSP 中側爪(PAR射燈用)
G38 Bp G38大頭雙柱
R7S 雙端鹵素燈,主要係同118mm或者78mm既長形鹵素射燈管一齊用。
Rect RSC 長方形凹入式單接點
RM2P 側裝雙針
RSC 嵌入式單接點
S 金屬套
SC Bay 單接點預對焦釘頭
SC Pf 單接點預對焦
SFc 10-4 螺紋套筒
SFc 15, 5-6 螺紋套筒
ST 螺頭
TB2P TruBeam雙針
Tf Trufocus四針投影機燈膽
TLMS 微型Tru-Loc插頭
2B 雙按鈕
2PAG 雙針全玻璃
2PAGC 雙針玻璃身陶瓷蓋
2PM 雙針微型
2PP 雙針預對焦
3P 三爪

上面講既有啲燈座依家已經過時,自從LED燈珠流行之後,燈座既設計變得更細更薄,減少原材既用量,減少浪費,令到換燈膽更容易。

技術標準

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國際電工委員會 (IEC)

  • IEC 60061-1,「燈頭和燈座以及用於控制互換性和安全性的儀表 - 第 1 部分:燈頭」[6]
  • IEC 60061-2,「燈頭和燈座以及用於控制互換性和安全性的儀表 - 第 2 部分:燈座」[6]
  • IEC 60061-3,「燈頭和燈座以及用於控制互換性和安全性的儀表 - 第 3 部分:儀表」[6]
  • IEC 60061-4,「燈頭和燈座以及用於控制互換性和安全性的儀表 - 第 4 部分:指南和一般信息」[6]

美國燈座標準係由全國電氣製造商協會(NEMA)制定,然後由美國國家標準協會(ANSI)發布,大致上同IEC既相關標準一致[7],包括:

  • ANSI_IEC C78.81,美國電燈國家標準-雙端螢光燈-尺寸與電氣特性
  • ANSI_IEC C81.61,美國國家電燈底座標準 - 電燈底座(燈頭)規範
  • ANSI_IEC C81.62,美國電燈座國家標準
  • ANSI_IEC C81.63,美國國家電燈底座和燈座儀表標準
  • ANSI C81.64,美國國家電燈座、燈座和儀表指南和一般資訊標準[8]

參考

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  1. Specifications and Drawings of Patents Relating to Electricity: Issued by the United States... U.S. Government Printing Office. 1882. pp. 755–.
  2. "The Advantages of Using LED Verlichting". The Difference of Connections. LED Spots & LED Inbouwspots. 原著喺16 August 2013歸檔. 喺16 August 2013搵到.
  3. "Delaware County Daily Times from Chester, Pennsylvania". Newspapers.com (美國英文). 1880-02-24. 喺2023-12-21搵到.
  4. Robert Friedel, Paul Israel, Edison's Electric Light: Biography of an Invention, Rutgers University Press, 1986, ISBN 0-8135-1118-6, pp. 169-171
  5. GE照明產品目錄 GE Lighting Product Catalogue (PDF). {{cite web}}: Invalid |script-title=: missing prefix (help)
  6. 6.0 6.1 6.2 6.3 "IEC 60061 - Lamp caps and holders" (PDF). International Electrotechnical Commission. 2020-11-30. 喺2021-03-22搵到.
  7. https://www.nema.org/docs/default-source/standards-document-library/ansi-c81-63-2019-contents-and-scope.pdf?sfvrsn=ad6b0c58_0
  8. "American National Standard for Guidelines and General Information for Electric Lamp Bases, Lampholders, and Gauges" (PDF). www.nema.org. 原著 (PDF)喺2015-10-16歸檔. 喺2018-12-10搵到.