Принцип действия. В лампе накаливания используется эффект нагревания проводника, обычно проволочного, (тела накаливания) при протекании через него электрического тока (тепловое

В лампе накаливания используется эффект нагревания проводника, обычно проволочного, (тела накаливания) при протекании через него электрического тока (тепловое действие тока). Температура тела накаливания повышается после замыкания электрической цепи. Все тела, температура которых превышает температуру абсолютного нуля температур излучают электромагнитное тепловое излучение в соответствии с законом Планка. Максимум спектральной плотности излучения (Функция Планка) имеет максимум, длина волны которого на шкале длин волн зависит от температуры. Положение максимума в спектре излучения сдвигается с повышением температуры в сторону меньших длин волн (закон смещения Вина). Для получения видимого излучения необходимо, чтобы температура излучающего тела превышала 570 °C (температура начала красного свечения, видимого человеческим глазом в темноте). Для зрения человека, оптимальный, физиологически самый удобный, спектральный состав видимого света отвечает излучению абсолютно чёрного тела с температурой поверхности фотосферы Солнца 5770 K. Так как неизвестны вещества, способные без разрушения выдержать температуру фотосферы Солнца, в телах накаливания современных ламп накаливания, применяется тугоплавкий, и относительно недорогой металлический вольфрам, — элемент, рекордный по высоте температуры плавления. Рабочие температуры вольфрамовых нитей ламп накаливания лежат в пределах 2000—2800 °C. Поэтому, спектр ламп накаливания смещён в красную часть спектра. Чем меньше температура тела накаливания, тем меньшая доля энергии, подводимой к нагреваемой проволоке, преобразуется в полезное видимое излучение, и тем более «красным» кажется излучение.

Часть потребляемой электрической энергии лампа накаливания преобразует в видимое излучение, часть рассеивается в виде тепла в результате процессов теплопроводимости и конвекции наполняющего газа внутри колбы лампы. Только малая доля электромагнитного излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение. Для повышения КПД лампы и получения максимально «белого» света необходимо повышать температуру нити накала, которая в свою очередь ограничена свойствами материала нити — температурой плавления. Температура в 5771 К недостижима, так как при такой температуре любой известный материал плавится, разрушается и перестаёт проводить электрический ток. В современных лампах накаливания применяют материалы с максимальными температурами плавления — вольфрам (температура плавления 3410 °C) и, очень редко, осмий (температура плавления 3045 °C).