Τι αποτελείται ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως - κύκλωμα και συσκευή

Για τη δημιουργία τεχνητού φωτισμού, χρησιμοποιείται συχνά ένας συμβατικός λαμπτήρας πυρακτώσεως. Αυτό το στοιχείο είναι γνωστό σε όλους από τις ημέρες της ΕΣΣΔ. Ο γυάλινος λαμπτήρας, το φυσίγγιο και η σπείρα είναι τα κύρια ορατά μέρη του προϊόντος. Το πώς λειτουργεί μια λάμπα πυρακτώσεως από το εσωτερικό είναι ενδιαφέρον τόσο για αρχάριους όσο και για επαγγελματίες.

Η ιστορία της εφεύρεσης του λαμπτήρα

Το προϊόν σχεδιάστηκε και τελειοποιήθηκε από πολλούς επιστήμονες σε διαφορετικές περιόδους. Το πρώτο ηλεκτρικό τόξο αναφλέχθηκε από τον επιστήμονα V.V. Petrov. το 1802. Η εφεύρεση αποτελείται από δύο ράβδους άνθρακα που συνδέθηκαν με τους πόλους μιας γαλβανικής μπαταρίας. Τη στιγμή της προσέγγισής τους, προέκυψε μια ηλεκτρική εκκένωση και ένα φωτεινό τόξο σχηματίστηκε πάνω από τα στοιχεία. Η χρήση μιας τέτοιας λάμπας στην καθημερινή ζωή ήταν αδύνατη για διάφορους λόγους - η ταλαιπωρία του σχεδιασμού, η ταχεία εξάντληση των ράβδων άνθρακα. Αλλά οι επιστήμονες του κόσμου άρχισαν να καταλαβαίνουν από τι να φτιάξουν μια λάμπα.

70 χρόνια αργότερα, το 1872, ο Lodygin A.N. έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για λαμπτήρα πυρακτώσεως. Ως σπείρα, χρησιμοποιήθηκε μια ράβδος άνθρακα αντεπιστροφής, η οποία τοποθετήθηκε κάτω από ένα γυάλινο κάλυμμα.

Ήδη το 1880, στις 10 Μαΐου, η λάμπα του Lodygin ήταν εξοπλισμένη με φωτισμό δρόμου στην Αγία Πετρούπολη στη γέφυρα Liteiny. Η διάρκεια ζωής της πηγής φωτός ήταν μόνο 2 μήνες (μέχρι να εξαντληθεί η ράβδος άνθρακα).

Το 1880, ο Thomas Edison εισήγαγε έναν βελτιωμένο λαμπτήρα πυρακτώσεως Lodygin στις ΗΠΑ. Κατάφερε να επιτύχει την εξάλειψη του αέρα από τον γυάλινο λαμπτήρα, ο οποίος εξασφάλισε μια μακρύτερη καύση της σπείρας και την πιο φωτεινή λάμψη της. Ο Edison ανέπτυξε επίσης μια σπειροειδή βάση για να βιδώσετε τη λάμπα στην πρίζα.

Το 1910, αποφασίστηκε να στρίψει το νήμα βολφραμίου σε σπείρα για να αυξήσει τη διάρκεια ζωής του. Έτσι, το προϊόν λειτουργεί τώρα αντί των αρχικών 50-100 ωρών για πλήρεις 1000 ώρες.

Η αρχή της θερμικής ακτινοβολίας χρησιμοποιείται επίσης στην παραγωγή λαμπτήρων φθορισμού αλογόνου.

Από τι αποτελείται ο λαμπτήρας

Η δομή και το κύκλωμα ενός λαμπτήρα πυρακτώσεως μοιάζουν με αυτό:

• βολβός γυαλιού σε σχήμα αχλαδιού ή στρογγυλό.
• σώμα νήματος (βολφράμιο ή νήμα άνθρακα) που βρίσκεται σε αυτό σε δύο συγκρατητήρες γάντζων.
• δύο ηλεκτρόδια
• ασφάλεια ηλεκτρική;
• πόδι;
• βάση (περίβλημα) με μονωτή.
• την επαφή του (κάτω).

Η οξείδωση του νήματος βολφραμίου (σπιράλ, νήμα) αποκλείεται τοποθετώντας το σε κενό ή αέριο μέσο. Γεμίζουν μια γυάλινη φιάλη.

Ηλεκτρικές παράμετροι

Όλοι οι λαμπτήρες κατασκευάζονται για διαφορετικές τάσεις. Δεδομένου ότι το πυρίμαχο μεταλλικό βολφράμιο έχει χαμηλή αντίσταση, απαιτείται ένα μακρύ σύρμα για την κατασκευή του στοιχείου φωτός. Έτσι, το νήμα σε μια λάμπα φθάνει συχνά 50 μικρόμετρα. Όταν το φως είναι αναμμένο, ένα ρεύμα περνά μέσα από το σώμα του νήματος, το οποίο υπερβαίνει το λειτουργικό 10-14 φορές. Όσο περισσότερο θερμαίνεται το νήμα, τόσο αυξάνεται η αντίσταση του νήματος και μειώνεται το ρεύμα.

Η αρχή της λειτουργίας ενός ηλεκτρικού λαμπτήρα πυρακτώσεως

Έχοντας εξετάσει τι αποτελείται ο λαμπτήρας, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε την αρχή της λειτουργίας του:

• Όταν ανάβει το φως, ένα ρεύμα ρέει μέσω του πυθμένα της βάσης προς το σώμα του νήματος.
• Το νήμα βολφραμίου είναι πολύ ζεστό μετά το κλείσιμο του ηλεκτρικού κυκλώματος, το οποίο οδηγεί στη λάμψη του.
• Σε αυτό το σημείο, η θερμοκρασία του νήματος φτάνει τους 570 βαθμούς.
• Έτσι, το φάσμα λάμψης των λαμπτήρων μετατοπίζεται προς θερμές θερμοκρασίες.

Για αναφορά: όσο χαμηλότερος είναι ο βαθμός του νήματος βολφραμίου / άνθρακα, τόσο χαμηλότερος θα είναι το κλάσμα της ενέργειας που πηγαίνει στο σώμα πυρακτώσεως και προκαλεί την ορατή ακτινοβολία του. Οι ρετρό λαμπτήρες διαφέρουν στο ότι θερμαίνουν τη σπείρα πιο αργά και πιο αδύναμα.

Ποικιλίες ελαφρών στοιχείων

Όλα τα προϊόντα ταξινομούνται σύμφωνα με διαφορετικές παραμέτρους. Με τον τύπο πλήρωσης φιάλης, διακρίνονται οι ακόλουθοι λαμπτήρες:

• οι απλούστερες ηλεκτρικές σκούπες (όταν φτιάχνονται, όλος ο αέρας απορροφάται από τη φιάλη).
• γεμάτο με αέριο αργόν.
• αλογόνο ξένου;
• γεμάτο με κρυπτό.

Ανά τύπο σκοπού, οι λαμπτήρες χωρίζονται στους ακόλουθους τύπους:

• Διακοσμητικός. Λειτουργούν σύμφωνα με τη συνήθη αρχή. Η φιάλη γίνεται με τη μορφή κεριού ή μπάλας.

  

• Γενικού σκοπού. Αυτά είναι κοινά στοιχεία που είναι γνωστά σε όλους που βιδώνονται σε έναν πολυέλαιο ή απλίκα. Συχνά ο πλοίαρχος ανησυχεί για το ερώτημα πόσα βατ καταναλώνει μια λάμπα. Μπορείτε να αγοράσετε ένα προϊόν για 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 και περισσότερα βατ. Όσο υψηλότερη είναι η ένδειξη, τόσο φωτεινότερη θα είναι η λάμψη.
• Λαμπτήρες τοπικού φωτισμού. Δομικά, δεν διαφέρουν από τα συνηθισμένα στοιχεία. Αλλά η τάση λειτουργίας για αυτούς κυμαίνεται από 12-42 V.
• Λάμπες φωτισμού για φωτισμό. Έχουν φιάλη βαμμένη σε έντονα χρώματα. Ισχύς εργασίας στην περιοχή των 10-25 W.
• Σήμα. Έχουν εξαιρετικά χαμηλή ισχύ και χρησιμοποιούνται για συσκευές φωτεινής σηματοδότησης. Σήμερα, τέτοια προϊόντα αντικαθίστανται με αυτοπεποίθηση από μοντέρνα λαμπτήρες LED.
  
• Προβολέας. Το λαμπερό σώμα τοποθετείται εδώ με έναν ειδικό τρόπο λόγω της βολικής ανάρτησής του στη φιάλη. Ως αποτέλεσμα, είναι δυνατόν να επιτευχθεί καλύτερη εστίαση της λάμψης. Η ισχύς αυτών των λαμπτήρων φτάνει τα 10-50 κιλοβάτ.

  

• Καθρέφτης. Έχουν μια ειδική επίστρωση της φιάλης. Καλύπτεται εν μέρει με ένα φιλμ από θερμικά ψεκασμένο αλουμίνιο. Έτσι, είναι δυνατόν να επιτευχθεί μια στενή κατευθυντικότητα της δέσμης φωτός. Οι καθρέφτες χρησιμοποιούνται για τοπικές συσκευές φωτισμού.
• Μεταφορά. Αυτά τα προϊόντα χαρακτηρίζονται από αυξημένη αντοχή και αντίσταση στους κραδασμούς. Για λαμπτήρες μεταφοράς, χρησιμοποιούνται ειδικά καπάκια, χάρη στα οποία μπορείτε να αντικαταστήσετε γρήγορα το στοιχείο φωτισμού στις περιορισμένες συνθήκες του αυτοκινήτου. Τέτοια στοιχεία λειτουργούν από μια αυτόματη τροφοδοσία 6-220 V.
• Προϊόντα για οπτικές συσκευές. Σήμερα σχεδόν ποτέ δεν παράγονται. Προηγουμένως χρησιμοποιήθηκε για προβολείς ταινιών, ιατρικό εξοπλισμό. Οι λαμπτήρες αυτού του τύπου έχουν ειδικό σχήμα του λαμπτήρα.
• Διακόπτης λαμπτήρα. Ανήκει στην κατηγορία σήματος. Έχουν μικρό μέγεθος φιάλης, το οποίο τους επιτρέπει να τοποθετηθούν κάτω από τα κουμπιά των πλαισίων διαφόρων ρυθμίσεων.

  

Με τον αριθμό των νημάτων, όλα τα στοιχεία είναι:

• Διπλόκλωνο Έχουν ένα πυρακτωμένο σώμα για πολύ (δυνατό) φως και ένα για σχεδόν (ασθενές) φως. Χρησιμοποιούνται σε αυτοκίνητα, αεροπορικά, σιδηροδρομικά φανάρια, στα αστέρια του Κρεμλίνου της Μόσχας.
• Μονόκλωνο Συνήθης λαμπτήρες με νήμα βολφραμίου.

Το σώμα θέρμανσης προϊόντων χαμηλής αδράνειας έχει εξαιρετικά λεπτή σπείρα. Χρησιμοποιήθηκαν προηγουμένως για οπτικά συστήματα εγγραφής ήχου. Υπάρχουν επίσης λαμπτήρες θέρμανσης που χρησιμοποιούνται για ξήρανση θαλάμων, ηλεκτρικών εστιών, εξοπλισμού γραφείου κ.λπ.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως έχουν πολλά πλεονεκτήματα:

• αποδεκτό κόστος
• συμπαγείς διαστάσεις.
• άμεση απάντηση στο on / off.
• έλλειψη τρεμοπαίγματος, επηρεάζοντας αρνητικά τα μάτια
• αδράνεια σε υπερτάσεις τάσης.
• απαλό γάμμα λάμψης, συμβάλλοντας στη χαλάρωση, δημιουργώντας μια ατμόσφαιρα άνεσης.
• καλός δείκτης απόδοσης χρώματος ίσος με Ra 90;
• Εργαστείτε σε οποιεσδήποτε συνθήκες (συμπεριλαμβανομένης της υψηλής υγρασίας).
• σταθερή διαθεσιμότητα για τον καταναλωτή ·
• φιλικότητα προς το περιβάλλον;
• έλλειψη θορύβου κατά τη λειτουργία
• αδράνεια στην ιονίζουσα ακτινοβολία.

Τα μειονεκτήματα των λαμπτήρων πυρακτώσεως περιλαμβάνουν τα ακόλουθα σημεία:

• ευθραυστότητα, ευαισθησία σε μηχανικές βλάβες
• σχετικά σύντομη διάρκεια ζωής?
• χαμηλή απόδοση, που δεν υπερβαίνει το 5-7% (αναλογία κατανάλωσης ισχύος προς ορατή ακτινοβολία) ·
• κίνδυνος πυρκαγιάς λόγω άμεσης επαφής του λαμπτήρα με εύφλεκτες ουσίες (υφάσματα, άχυρο κ.λπ.).
• την πιθανότητα έκρηξης λόγω θερμικού σοκ ή ρήξης του ενεργοποιημένου πηνίου.

Παρά τα αναφερόμενα μειονεκτήματα, οι συνηθισμένοι λαμπτήρες διατηρούν με σιγουριά τη θέση τους. Περισσότερο από το 70% του πληθυσμού της ΚΑΚ εξακολουθεί να τα χρησιμοποιεί.

Αποτελεσματικότητα και ανθεκτικότητα

Κατά την ανάλυση του τρόπου λειτουργίας μιας λάμπας πυρακτώσεως, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε την αποτελεσματικότητά του. Σε θερμοκρασία φωτός 3400 Kelvin, η απόδοση των κυττάρων είναι 15%. Αυτό αναφέρεται στην αναλογία της κατανάλωσης ισχύος προς την ακτινοβολία φωτός που είναι ορατή στο ανθρώπινο μάτι. Σε θερμοκρασία 2700 K (μέση κανονική για μια συνηθισμένη λάμπα οικιακής χρήσης), η απόδοση είναι μόνο 5%.

Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του νήματος, τόσο μεγαλύτερη θα είναι η απόδοση. Ωστόσο, η διάρκεια ζωής του προϊόντος μειώνεται. Για παράδειγμα, εάν η τάση αυξηθεί κατά 20%, η φωτεινότητα του φωτισμού θα αυξηθεί - η απόδοση της λάμπας θα αυξηθεί, αλλά η διάρκεια ζωής θα μειωθεί κατά 90-95%. Κατά συνέπεια, η μείωση της τάσης οδηγεί σε μείωση της αποτελεσματικότητας του προϊόντος και αύξηση της διάρκειας ζωής του.

Πώς να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής μιας λάμπας πυρακτώσεως

Κατά μέσο όρο, μια συνηθισμένη οικιακή λάμπα πυρακτώσεως διαρκεί 700-1000 ώρες. Στην πραγματικότητα, το στοιχείο καίγεται πολύ πιο γρήγορα. Για να παραταθεί η διάρκεια ζωής ενός λαμπτήρα, είναι απαραίτητο να αποφευχθούν παράγοντες που προκαλούν την εξάντληση της σπείρας.

• Παρατηρήστε το εύρος τάσης. Αναγράφεται στη φιάλη του προϊόντος. Κατά κανόνα, είναι ίση με 125-135 W, 220-230 W, 2,3-2,4 kW. Εάν ξεπεραστεί η τάση στο σπίτι, το προϊόν θα καεί πιο γρήγορα. Για παράδειγμα, σε ένα διαμέρισμα η μέγιστη τάση είναι 220 V και η λάμπα αγοράστηκε με εύρος 125-135 V. Εδώ το νήμα θα καεί σίγουρα πιο γρήγορα, καθώς η απόδοση του προϊόντος αυξάνεται.
• Εξαλείψτε τη δυσλειτουργία της κασέτας. Εάν οι λαμπτήρες καίγονται συχνά, αξίζει να το ελέγξετε, επανεξετάζοντας τις επαφές. Αν χρειαστεί, αλλάξτε την κασέτα.
• Εξαλείψτε τις δονήσεις. Οδηγούν σε ταχεία εξάντληση του νήματος βολφραμίου. Επομένως, είναι προτιμότερο να πραγματοποιείται η μεταφορά φορητών λαμπτήρων με τη λάμπα σβηστή.

Για να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής μιας λάμπας πυρακτώσεως, μπορείτε να μειώσετε την τάση στο δίκτυο μόνο κατά 7-8%. Σε αυτήν την περίπτωση, το προϊόν θα λειτουργήσει 3-3,5 φορές περισσότερο με οικονομική κατανάλωση ενέργειας.