لإنشاء إضاءة اصطناعية ، غالبًا ما يتم استخدام المصباح المتوهج التقليدي. هذا العنصر مألوف للجميع منذ أيام اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. تعتبر اللمبة الزجاجية والخرطوشة واللولب هي الأجزاء الرئيسية المرئية للمنتج. كيف يعمل المصباح المتوهج من الداخل أمر مثير للاهتمام لكل من السيد المبتدئ والمحترف.
تاريخ اختراع المصباح الكهربائي
تم تصميم المنتج وصقله من قبل العديد من العلماء في فترات مختلفة. أشعل العالم V.V. Petrov أول قوس كهربائي. في عام 1802. يتألف الاختراع من قضيبين كربون متصلين بأعمدة بطارية جلفانية. في لحظة اقترابهم ، نشأ تفريغ كهربائي ، وتشكل قوس مضيء فوق العناصر. كان استخدام مثل هذا المصباح في الحياة اليومية أمرًا مستحيلًا لعدد من الأسباب - إزعاج التصميم ، والنضوب السريع لقضبان الفحم. لكن علماء العالم بدأوا في فهم ما يصنعون منه المصباح.
بعد 70 عامًا ، في عام 1872 ، قام Lodygin A.N. حصل على براءة اختراع للمصباح المتوهج. على شكل حلزوني ، تم استخدام قضيب فحم معوج فيه ، والذي تم وضعه تحت غطاء زجاجي.
بالفعل في عام 1880 ، في 10 مايو ، تم تجهيز مصباح Lodygin بإضاءة الشوارع في سانت بطرسبرغ على جسر Liteiny. كان عمر مصدر الضوء شهرين فقط (حتى احترق قضيب الكربون).
في عام 1880 ، قدم توماس إديسون مصباحًا متوهجًا محسنًا من طراز Lodygin في الولايات المتحدة الأمريكية. تمكن من تحقيق القضاء على الهواء من المصباح الزجاجي ، مما يضمن احتراقًا أطول للولب وتوهجًا أكثر إشراقًا. طور Edison أيضًا قاعدة ملولبة لشد المصباح في المقبس.
في عام 1910 ، تقرر لف خيوط التنغستن في دوامة لزيادة عمرها التشغيلي. وبالتالي ، فإن المنتج يعمل الآن بدلاً من 50-100 ساعة أولية لمدة 1000 ساعة كاملة.
يستخدم مبدأ الإشعاع الحراري أيضًا في إنتاج مصابيح الهالوجين الفلورية.
ما يتكون المصباح
يبدو هيكل ودائرة المصباح المتوهج كما يلي:
- لمبة زجاجية على شكل كمثرى أو مستديرة ؛
- جسم الفتيل (التنجستن أو خيوط الكربون) الموجود فيه على اثنين من حوامل الخطاف ؛
- قطبين
- فتيل.
- ساق؛
- قاعدة (مبيت) مع عازل ؛
- جهة الاتصال الخاصة به (أسفل).
يتم استبعاد أكسدة خيوط التنجستن (لولبية ، خيوط) بوضعها في فراغ أو وسط غازي. يملأون قارورة زجاجية.
المعلمات الكهربائية
يتم تصنيع جميع المصابيح لجهود مختلفة. نظرًا لأن التنغستن المعدني المقاوم للصهر له مقاومة منخفضة ، يلزم وجود سلك طويل لجهاز عنصر الضوء. وهكذا ، غالبًا ما يصل خيوط المصباح الكهربائي إلى 50 ميكرومتر. عند تشغيل الضوء ، يمر تيار عبر جسم الفتيل ، والذي يتجاوز العامل العامل بمقدار 10-14 مرة. كلما زاد ارتفاع درجة حرارة الخيط ، زادت مقاومة الخيط وينخفض التيار.
مبدأ تشغيل المصباح الكهربائي المتوهج
بعد النظر في مكونات المصباح الكهربائي ، من المهم فهم مبدأ تشغيله:
- عند تشغيل الضوء ، يتدفق التيار عبر قاع القاعدة إلى جسم الفتيل.
- تكون خيوط التنجستن ساخنة جدًا بعد إغلاق الدائرة الكهربائية ، مما يؤدي إلى توهجها.
- عند هذه النقطة تصل درجة حرارة الخيط إلى 570 درجة.
- وهكذا ، يتحول طيف التوهج للمصابيح نحو درجات الحرارة الدافئة.
كمرجع: كلما انخفضت درجة خيوط التنجستن / الكربون ، سيكون الجزء السفلي هو جزء الطاقة الذي يذهب إلى الجسم المتوهج ويثير إشعاعه المرئي. تختلف المصابيح الرجعية في أنها تعمل على تسخين اللولب بشكل أبطأ وأضعف.
مجموعة متنوعة من العناصر الخفيفة
يتم تصنيف جميع المنتجات وفقًا لمعايير مختلفة. حسب نوع ملء القارورة ، يتم تمييز المصابيح التالية:
- أبسط الفراغ (عندما يتم تصنيعها ، يتم امتصاص كل الهواء من القارورة) ؛
- مليئة بغاز الأرجون
- هالوجين زينون
- مليئة الكريبتون.
حسب نوع الغرض ، تنقسم المصابيح الكهربائية إلى الأنواع التالية:
- ديكور. إنهم يعملون وفقًا للمبدأ المعتاد. القارورة مصنوعة على شكل شمعة أو كرة.
المصابيح المتوهجة الزخرفية - هدف عام. هذه عناصر شائعة مألوفة لكل شخص يتم تثبيتها في ثريا أو شمعدان. غالبًا ما يهتم السيد بمسألة عدد الواط التي يستهلكها المصباح الكهربائي. يمكنك شراء منتج بقدرة 40 ، 60 ، 90 ، 100 ، 120 ، 150 ، 200 واط وأكثر. كلما ارتفع المؤشر ، كان التوهج أكثر إشراقًا.
- مصابيح للإضاءة المحلية. من الناحية الهيكلية ، لا تختلف عن العناصر العادية. لكن جهد التشغيل بالنسبة لهم في حدود 12-42 فولت.
- لمبات للإضاءة. لديهم قارورة مطلية بألوان زاهية. قوة العمل في حدود 10-25 وات.
- الإشارة. لديهم طاقة منخفضة للغاية وتستخدم لأجهزة الإشارات الضوئية. اليوم ، يتم استبدال هذه المنتجات بثقة بمصابيح LED الحديثة.
- كشاف. تم وضع الجسم المتوهج هنا بطريقة خاصة نظرًا لتعليقه المريح في القارورة. نتيجة لذلك ، من الممكن تحقيق تركيز أفضل للتوهج. تصل قوة هذه المصابيح إلى 10-50 كيلووات.
مصباح المرآة - معكوسة. لديهم طلاء خاص على القارورة. إنه مغطى جزئيًا بفيلم من الألومنيوم المرشوش حرارياً. وبالتالي ، من الممكن تحقيق اتجاهية ضيقة لشعاع الضوء. تستخدم المرايا لأجهزة الإضاءة المحلية.
- المواصلات. تتميز هذه المنتجات بزيادة القوة ومقاومة الاهتزاز. بالنسبة لمصابيح النقل ، يتم استخدام أغطية خاصة ، وبفضل ذلك يمكنك استبدال عنصر الإضاءة بسرعة في الظروف الضيقة للسيارة. تعمل هذه العناصر من مصدر طاقة تلقائي 6-220 فولت.
- منتجات للأجهزة البصرية. اليوم لا يتم إنتاجها أبدًا تقريبًا. كانت تستخدم سابقًا في أجهزة عرض الأفلام والمعدات الطبية. المصابيح من هذا النوع لها شكل خاص من اللمبة.
- تبديل الضوء. إنهم ينتمون إلى فئة الإشارة. لديهم حجم دورق صغير ، مما يسمح بوضعهم تحت أزرار الألواح ذات الإعدادات المختلفة.
مصباح إشارة مزدوج حبلا
حسب عدد الخيوط ، جميع العناصر هي:
- المزدوج تقطعت بهم السبل. لديهم جسم واحد متوهج للضوء البعيد (القوي) والآخر للضوء القريب (الضعيف). يتم استخدامها في إشارات مرور السيارات والطيران والسكك الحديدية ونجوم الكرملين في موسكو.
- واحد الذين تقطعت بهم السبل. المصابيح المعتادة مع خيوط التنغستن.
يحتوي جسم التسخين للمنتجات منخفضة القصور الذاتي على حلزوني رفيع للغاية. كانت تستخدم في السابق لأنظمة تسجيل الصوت البصري. هناك أيضًا مصابيح تسخين تستخدم في تجفيف الغرف والمواقد الكهربائية ومعدات المكاتب وما إلى ذلك.
المميزات والعيوب
- تكلفة مقبولة
- أبعاد مدمجة
- استجابة فورية لتشغيل / إيقاف ؛
- قلة الوميض ، مما يؤثر سلبًا على العينين ؛
- القصور الذاتي لارتفاعات الجهد ؛
- غاما ناعمة من الوهج ، تساهم في الاسترخاء ، وخلق جو من الراحة ؛
- مؤشر تجسيد اللون الجيد يساوي Ra 90 ؛
- العمل في أي ظروف (بما في ذلك الرطوبة العالية) ؛
- التوافر المستمر للمستهلك ؛
- الحفاظ على البيئة؛
- قلة الضوضاء أثناء العملية
- الخمول للإشعاع المؤين.
تشمل عيوب المصابيح المتوهجة النقاط التالية:
- الهشاشة والحساسية للضرر الميكانيكي.
- عمر خدمة قصير نسبيًا ؛
- كفاءة منخفضة ، لا تتجاوز 5-7٪ (نسبة الطاقة المستهلكة للإشعاع المرئي) ؛
- خطر الحريق بسبب التلامس المباشر للمصباح مع المواد القابلة للاحتراق (المنسوجات ، القش ، إلخ) ؛
- احتمال حدوث انفجار بسبب صدمة حرارية أو تمزق اللولب تحت التوتر.
على الرغم من كل هذه العيوب ، فإن مصابيح الإضاءة المعتادة تحتفظ بثقة بمواقعها. لا يزال أكثر من 70 ٪ من سكان رابطة الدول المستقلة يستخدمونها.
الكفاءة والمتانة
عند تحليل كيفية عمل المصباح المتوهج ، من المهم فهم كفاءته. عند درجة حرارة خفيفة تبلغ 3400 كلفن ، تكون كفاءة الخلية 15٪. يشير هذا إلى نسبة استهلاك الطاقة إلى إشعاع الضوء المرئي للعين البشرية. عند درجة حرارة 2700 كلفن (المتوسط العادي للمصباح المنزلي العادي) ، تكون الكفاءة 5٪ فقط.
كلما ارتفعت درجة حرارة الشعيرة ، زادت الكفاءة. ومع ذلك ، يتم تقليل عمر خدمة المنتج. على سبيل المثال ، إذا زاد الجهد بنسبة 20٪ ، فإن سطوع الإضاءة سيصبح أقوى - ستزداد كفاءة المصباح ، لكن عمر الخدمة سينخفض بنسبة 90-95٪. وفقًا لذلك ، يؤدي انخفاض الجهد إلى انخفاض كفاءة المنتج وزيادة مدة خدمته.
كيفية إطالة عمر المصباح المتوهج
في المتوسط \ u200b \ u200b ، يستمر المصباح المتوهج المنزلي العادي 700-1000 ساعة. لكن في الواقع ، العنصر يحترق بشكل أسرع. لإطالة عمر المصباح الكهربائي ، من الضروري منع العوامل التي تسبب الإرهاق اللولبي.
- مراقبة نطاق الجهد. يشار إليه على قارورة المنتج. كقاعدة عامة ، فهي تساوي 125-135 واط ، 220-230 واط ، 2.3-2.4 كيلو واط. إذا تم تجاوز الجهد في المنزل ، فسوف يحترق المنتج عاجلاً. على سبيل المثال ، في الشقة ، يبلغ الحد الأقصى للجهد 220 فولت ، وتم شراء المصباح بمدى 125-135 فولت. هنا ستحترق الفتيل بشكل أسرع بالتأكيد ، نظرًا لزيادة كفاءة المنتج.
- تخلص من عطل الخرطوشة. إذا كانت المصابيح تحترق كثيرًا ، فإن الأمر يستحق فحصها وإعادة فحص جهات الاتصال. قم بتغيير الخرطوشة إذا لزم الأمر.
- القضاء على الاهتزازات. أنها تؤدي إلى الإرهاق السريع لخيوط التنغستن. لذلك ، من الأفضل نقل المصابيح المتنقلة مع إيقاف تشغيل المصباح.
لإطالة عمر المصباح المتوهج ، يمكنك تقليل الجهد الكهربائي في الشبكة بنسبة 7-8٪ فقط. في هذه الحالة ، سيعمل المنتج 3-3.5 مرة أطول مع استهلاك اقتصادي للطاقة.
