В какво се състои крушка с нажежаема жичка - верига и устройство

За да се създаде изкуствено осветление, често се използва конвенционална лампа с нажежаема жичка. Този елемент е познат на всички още от времето на СССР. Стъклената крушка, патронът и спиралата са основните видими части на продукта. Как работи лампа с нажежаема жичка отвътре е интересно както за начинаещ майстор, така и за професионалист.

Историята на изобретението на електрическата крушка

Продуктът е проектиран и усъвършенстван от много учени в различни периоди. Първата електрическа дъга е запалена от учения В. В. Петров. през 1802г. Изобретението се състои от две въглеродни пръти, които са свързани към полюсите на галванична батерия. В момента на приближаването им възникна електрически разряд и над елементите се образува светеща дъга. Използването на такава лампа в ежедневието беше невъзможно поради редица причини - неудобството на дизайна, бързото изгаряне на въглищните пръти. Но световните учени започнаха да разбират от какво да направят лампа.

70 години по-късно, през 1872 г., Лодигин А.Н. получи патент за лампа с нажежаема жичка. Като спирала в него е използван реторен въглищен прът, който е поставен под стъклен капак.

Още през 1880 г., на 10 май, лампата на Лодигин е оборудвана с улично осветление в Санкт Петербург на Литейни мост. Животът на източника на светлина беше само 2 месеца (докато въглеродният прът изгори).

През 1880 г. Томас Едисон представи подобрена лампа с нажежаема жичка Lodygin в САЩ. Той успя да постигне елиминиране на въздуха от стъклената крушка, което осигури по-дълго изгаряне на спиралата и по-ярка светлина. Едисън разработи и резбована основа за завинтване на лампата в гнездото.

През 1910 г. беше решено волфрамовата нишка да се завърти в спирала, за да се увеличи нейният експлоатационен живот. По този начин продуктът вече работи вместо първоначалните 50-100 часа за цели 1000 часа.

Принципът на топлинното излъчване се използва и при производството на флуоресцентни халогенни лампи.

От какво се състои лампата

Структурата и веригата на лампата с нажежаема жичка изглежда така:

• стъклена крушка крушовидна или кръгла;
• тяло с нажежаема жичка (волфрамова или въглеродна нишка), разположено в него върху два държача на куки;
• два електрода;
• предпазител;
• крак;
• основа (корпус) с изолатор;
• неговия контакт (отдолу).

Окисляването на волфрамовата нишка (спирала, нишка) се изключва чрез поставянето й във вакуум или газообразна среда. Те пълнят стъклена колба.

Електрически параметри

Всички крушки са произведени за различни напрежения. Тъй като огнеупорният метален волфрам има ниско съпротивление, за устройството на лекия елемент е необходим дълъг проводник. По този начин нажежаемата жичка в електрическата крушка често достига 50 микрометра. Когато светлината е включена, през тялото на нажежаема жичка преминава ток, който надвишава работния с 10-14 пъти. Колкото повече нишката се загрява, толкова повече съпротивлението на нишката се увеличава и токът намалява.

Принципът на работа на електрическа лампа с нажежаема жичка

След като разгледахме от какво се състои електрическата крушка, важно е да разберем принципа на нейното действие:

• Когато светлината е включена, през дъното на основата към тялото на нажежаема жичка протича ток.
• Волфрамовата нишка е много гореща след затваряне на електрическата верига, което води до нейния блясък.
• В този момент температурата на конеца достига 570 градуса.
• По този начин спектърът на светене на крушките се измества към топлите температури.

За справка: колкото по-ниска е степента на волфрамовата / въглеродната нишка, толкова по-ниска е частта от енергията, която отива към нажежаемото тяло и провокира видимата му радиация. Ретро лампите се различават по това, че затоплят спиралата по-бавно и по-слабо.

Разновидности на леки елементи

Всички продукти са класифицирани според различни параметри. По вида на пълненето на колбата се различават следните лампи:

• най-простите вакуумни (когато са направени, целият въздух се изсмуква от колбата);
• изпълнен с газ аргон;
• ксенон халоген;
• изпълнен с криптон.

По вид на предназначението крушките се разделят на следните видове:

• Декоративни. Те работят по обичайния принцип. Колбата е направена под формата на свещ или топка.

  

• С общо предназначение. Те са познати на всички обикновени елементи, които се завинтват в полилей или бра. Често капитанът се притеснява от въпроса колко вата консумира една крушка. Можете да закупите продукт за 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 и повече вата. Колкото по-висок е индикаторът, толкова по-ярко ще бъде сиянието.
• Лампи за локално осветление. Структурно те не се различават от обикновените елементи. Но работното напрежение за тях е в диапазона 12-42 V.
• Електрически крушки за осветление. Имат колба, боядисана в ярки цветове. Работна мощност в диапазона 10-25 W.
• Сигнал. Те имат изключително ниска мощност и се използват за устройства за светлинна сигнализация. Днес такива продукти уверено се заменят с модерни LED лампи.
  
• Прожектор. Нажеженото тяло е положено тук по специален начин поради удобното му окачване в колбата. В резултат на това е възможно да се постигне по-добро фокусиране на сиянието. Мощността на такива лампи достига 10-50 киловата.

  

• Огледално. Те имат специално покритие върху колбата. Той е частично покрит с филм от термично пръскан алуминий. По този начин е възможно да се постигне тясна насоченост на светлинния лъч. Огледалата се използват за устройства за местно осветление.
• Транспорт. Тези продукти се характеризират с повишена якост и устойчивост на вибрации. За транспортни лампи се използват специални капачки, благодарение на които можете бързо да замените осветителния елемент в тесните условия на автомобила. Такива елементи работят от 6-220 V автоматично захранване.
• Продукти за оптични устройства. Днес те почти никога не се произвеждат. Преди това се използваше за филмови проектори, медицинско оборудване. Лампите от този тип имат специална форма на крушката.
• Превключване на светлината. Те принадлежат към класа на сигнала. Те имат малък размер на колбата, което им позволява да бъдат поставени под бутоните на панелите с различни настройки.

  

По броя на нишките всички елементи са:

• Двужилни. Те имат едно тяло с нажежаема жичка за далечна (силна) светлина и едно за близка (слаба) светлина. Те се използват в авто, авиация, железопътни светофари, в звездите на Московския Кремъл.
• Едноверижни. Обичайни крушки с волфрамова нишка.

Нагревателното тяло на продукти с ниска инерция има изключително тънка спирала. Преди това са били използвани за оптични системи за запис на звук. Има и отоплителни лампи, които се използват за сушене на камери, електрически печки, офис оборудване и др.

Предимства и недостатъци

Лампите с нажежаема жичка имат редица предимства:

• приемлива цена;
• компактни размери;
• незабавен отговор на включване / изключване;
• липса на трептене, засягащо неблагоприятно очите;
• инерция към пренапрежения на напрежението;
• мека гама светлина, допринасяща за релаксация, създаваща атмосфера на комфорт;
• добър индекс на цветопредаване, равен на Ra 90;
• работа при всякакви условия (включително висока влажност);
• постоянна наличност за потребителя;
• екологичност;
• липса на шум по време на работа;
• инертност към йонизиращо лъчение.

Недостатъците на лампите с нажежаема жичка включват следните точки:

• крехкост, чувствителност към механични повреди;
• относително кратък експлоатационен живот;
• ниска ефективност, ненадвишаваща 5-7% (съотношение на консумирана мощност към видимо лъчение);
• опасност от пожар поради директен контакт на лампата с горими вещества (текстил, слама и др.);
• вероятността от експлозия поради термичен удар или скъсване на спиралата под напрежение.

Въпреки всички тези недостатъци, обичайните крушки уверено запазват своите позиции. Повече от 70% от населението на ОНД все още ги използва.

Ефективност и дълготрайност

Когато анализирате как работи лампата с нажежаема жичка, е важно да разберете нейната ефективност. При температура на светлина от 3400 Келвина, клетъчната ефективност е 15%. Това се отнася до съотношението между консумираната мощност и светлинното излъчване, видимо за човешкото око. При температура от 2700 К (средна норма за обикновена домашна лампа) ефективността е само 5%.

Колкото по-висока е температурата на нажежаема жичка, толкова по-голяма ще бъде ефективността. Въпреки това, експлоатационният живот на продукта е намален. Например, ако напрежението се увеличи с 20%, яркостта на осветлението ще стане по-силна - ефективността на крушката ще се увеличи, но експлоатационният живот ще бъде намален с 90-95%. Съответно, намаляването на напрежението води до намаляване на ефективността на продукта и увеличаване на експлоатационния му живот.

Как да удължим живота на лампата с нажежаема жичка

Обикновено обикновената домакинска крушка с нажежаема жичка издържа 700-1000 часа. Но всъщност елементът изгаря много по-бързо. За да удължите живота на електрическата крушка, е необходимо да предотвратите фактори, провокиращи изгарянето на спиралата.

• Спазвайте обхвата на напрежението. Той е посочен върху колбата на продукта. Като правило тя е равна на 125-135 W, 220-230 W, 2,3-2,4 kW. Ако напрежението в къщата бъде превишено, продуктът ще изгори по-рано. Например, в апартамент максималното напрежение е 220 V, а лампата е закупена с обхват 125-135 V. Тук нишката ще изгори определено по-бързо, тъй като ефективността на продукта се увеличава.
• Премахнете неизправността на касетата. Ако лампите често изгарят, струва си да ги инспектирате, да проверите отново контактите. Сменете касетата, ако е необходимо.
• Премахване на вибрациите. Те водят до бързо изгаряне на волфрамовата нишка. Ето защо е по-добре да извършите прехвърлянето на мобилни лампи с изключена лампа.

За да удължите живота на лампата с нажежаема жичка, можете да намалите напрежението в мрежата само с 7-8%. В този случай продуктът ще работи 3-3,5 пъти по-дълго с икономична консумация на енергия.