No kā sastāv kvēlspuldze - ķēde un ierīce

Lai izveidotu mākslīgu apgaismojumu, bieži izmanto parasto kvēlspuldzi. Šis elements ir pazīstams visiem kopš PSRS laikiem. Stikla spuldze, kasetne un spirāle ir galvenās redzamās produkta daļas. Kā kvēlspuldze darbojas no iekšpuses, ir interesanti gan iesācēju meistaram, gan profesionālim.

Spuldzes izgudrošanas vēsture

Produktu izstrādāja un pilnveidoja daudzi zinātnieki dažādos periodos. Pirmo elektrisko loku aizdedzināja zinātnieks V.V.Petrovs. 1802. gadā. Izgudrojums sastāvēja no diviem oglekļa stieņiem, kas bija savienoti ar galvaniskās baterijas poliem. Viņu tuvošanās brīdī radās elektriskā izlāde, un virs elementiem izveidojās gaismas loka. Šādas lampas lietošana ikdienas dzīvē nebija iespējama vairāku iemeslu dēļ - dizaina neērtības, strauja ogļu stieņu izdegšana. Bet pasaules zinātnieki sāka saprast, no kā izgatavot lampu.

70 gadus vēlāk, 1872. gadā, Lodžins A.N. saņēma kvēlspuldzes patentu. Kā spirāli tajā tika izmantots retorta ogļu stienis, kas tika novietots zem stikla pārsega.

Jau 1880. gadā, 10. maijā, Lodygina lampa tika aprīkota ar ielu apgaismojumu Sanktpēterburgā uz Liteiny tilta. Gaismas avota kalpošanas laiks bija tikai 2 mēneši (līdz oglekļa stienis izdega).

1880. gadā Tomass Edisons ASV ieviesa uzlabotu Lodygin kvēlspuldzi. Viņam izdevās panākt gaisa izvadīšanu no stikla spuldzes, kas nodrošināja ilgāku spirāles sadedzināšanu un spilgtāku mirdzumu. Edisons izstrādāja arī vītņotu pamatni lampas ieskrūvēšanai kontaktligzdā.

1910. gadā tika nolemts volframa pavedienu savīt spirālē, lai palielinātu tā kalpošanas laiku. Tādējādi produkts tagad darbojas sākotnējo 50-100 stundu vietā pilnas 1000 stundas.

Siltuma starojuma princips tiek izmantots arī fluorescējošo halogēna lampu ražošanā.

No kā sastāv lampa

Kvēlspuldzes struktūra un ķēde izskatās šādi:

• stikla spuldze bumbierveida vai apaļa;
• kvēldiega korpuss (volframa vai oglekļa pavediens), kas tajā atrodas uz diviem āķa turētājiem;
• divi elektrodi;
• drošinātājs;
• kāja;
• pamatne (korpuss) ar izolatoru;
• tā kontakts (apakšā).

Volframa pavediena (spirāles, pavediena) oksidēšanu izslēdz, ievietojot to vakuuma vai gāzveida vidē. Viņi piepilda stikla kolbu.

Elektriskie parametri

Visas spuldzes tiek ražotas dažādiem spriegumiem. Tā kā ugunsizturīgā metāla volframa pretestība ir zema, gaismas elementa ierīcei ir nepieciešama gara stieple. Tādējādi kvēlspuldze kvēlspuldzē bieži sasniedz 50 mikrometrus. Ieslēdzot gaismu, caur kvēldiega ķermeni iet strāva, kas 10-14 reizes pārsniedz darbojošos. Jo vairāk vītne sakarst, jo vairāk palielinās vītnes pretestība un samazinās strāva.

Elektriskās kvēlspuldzes darbības princips

Ņemot vērā spuldzes sastāvu, ir svarīgi saprast tās darbības principu:

• Ieslēdzot gaismu, strāva caur pamatnes dibenu plūst uz kvēldiega ķermeni.
• Pēc elektriskās ķēdes aizvēršanas volframa kvēldiegs ir ļoti karsts, kas noved pie tā mirdzuma.
• Šajā brīdī vītnes temperatūra sasniedz 570 grādus.
• Tādējādi spuldžu spīduma spektrs tiek novirzīts uz siltu temperatūru.

Atsauces nolūkā: jo zemāka volframa / oglekļa kvēldiega pakāpe, jo mazāka enerģijas daļa iet uz kvēlspuldzi un provocē tā redzamo starojumu. Retro lampas atšķiras ar to, ka tās spirāli silda lēnāk un vājāk.

Gaismas elementu šķirnes

Visi produkti tiek klasificēti pēc dažādiem parametriem. Pēc kolbas uzpildīšanas veida izšķir šādus lukturus:

• visvienkāršākie vakuuma (tos izgatavojot, visu gaisu izsūc no kolbas);
• piepildīts ar argona gāzi;
• ksenona halogēns;
• piepildīts ar kriptonu.

Pēc mērķa veida spuldzes iedala šādos veidos:

• Dekoratīvs. Viņi strādā pēc parastā principa. Kolbu izgatavo sveces vai bumbiņas formā.

  

• Vispārīgs mērķis. Tie ir pazīstami visiem parastajiem elementiem, kas ir ieskrūvēti lustrā vai svečturī. Bieži meistaru uztrauc jautājums par to, cik vatus patērē spuldze. Jūs varat iegādāties produktu ar 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 un vairāk vatu. Jo augstāks rādītājs, jo spilgtāks būs mirdzums.
• Lampas vietējam apgaismojumam. Strukturāli tie neatšķiras no parastajiem elementiem. Bet darba spriegums viņiem ir robežās no 12 līdz 42 V.
• Spuldzes apgaismojumam. Viņiem ir kolba, kas nokrāsota spilgtās krāsās. Darba jauda 10-25 W.
• Signāls. Viņiem ir ārkārtīgi maza jauda, ​​un tos izmanto gaismas signālierīcēm. Mūsdienās šādus produktus droši nomaina modernās LED lampas.
  
• Prožektors. Kvēlojošais ķermenis šeit ir novietots īpašā veidā, pateicoties tā ērtai suspensijai kolbā. Tā rezultātā ir iespējams panākt labāku mirdzuma fokusēšanu. Šādu lampu jauda sasniedz 10-50 kilovatus.

  

• Spoguļots. Viņiem uz kolbas ir īpašs pārklājums. Tas ir daļēji pārklāts ar termiski izsmidzināta alumīnija plēvi. Tādējādi ir iespējams sasniegt šauru gaismas staru virzību. Spoguļi tiek izmantoti vietējām apgaismes ierīcēm.
• Transports. Šiem izstrādājumiem raksturīga paaugstināta izturība un izturība pret vibrācijām. Transporta lampām tiek izmantoti īpaši vāciņi, pateicoties kuriem jūs varat ātri nomainīt apgaismojuma elementu automašīnas krampjos. Šādi elementi darbojas no 6-220 V automātiskās barošanas avota.
• Optisko ierīču izstrādājumi. Mūsdienās tos gandrīz nekad neražo. Iepriekš izmantots filmu projektoriem, medicīnas iekārtām. Šāda veida lampām ir īpaša spuldzes forma.
• Pārslēgšanās gaisma. Viņi pieder signālu klasei. Viņiem ir mazs kolbas izmērs, kas ļauj tos ievietot zem dažādu iestatījumu paneļu pogām.

  

Pēc pavedienu skaita visi elementi ir:

• Divvirzienu. Viņiem ir viens kvēlspuldzes korpuss tālu (spēcīgu) gaismu un viens tuvu (vāju) gaismu. Tos izmanto auto, aviācijā, dzelzceļa luksoforos, Maskavas Kremļa zvaigznēs.
• Vienvirziena. Parastās spuldzes ar volframa kvēldiegu.

Zemas inerces produktu sildvirsmai ir ārkārtīgi plāna spirāle. Iepriekš tos izmantoja optiskām skaņas ierakstīšanas sistēmām. Ir arī sildīšanas lampas, kuras izmanto kameru, elektrisko plīts, biroja aprīkojuma utt. Žāvēšanai.

Priekšrocības un trūkumi

Kvēlspuldzēm ir vairākas priekšrocības:

• pieņemamas izmaksas;
• kompakti izmēri;
• tūlītēja reakcija uz ieslēgšanu / izslēgšanu;
• mirgošanas trūkums, kas nelabvēlīgi ietekmē acis;
• inerce sprieguma pārspriegumam;
• maiga spīduma gamma, veicinot relaksāciju, radot komforta atmosfēru;
• labs krāsu atveidošanas indekss, kas vienāds ar Ra 90;
• strādāt jebkuros apstākļos (ieskaitot augstu mitrumu);
• pastāvīga pieejamība patērētājam;
• videi draudzīgums;
• trokšņa trūkums ekspluatācijas laikā;
• inertums pret jonizējošo starojumu.

Kvēlspuldžu trūkumi ietver šādus punktus:

• trauslums, jutība pret mehāniskiem bojājumiem;
• salīdzinoši īss kalpošanas laiks;
• zema efektivitāte, nepārsniedzot 5-7% (patērētās jaudas attiecība pret redzamo starojumu);
• ugunsbīstamība tiešas lampas saskares dēļ ar degošām vielām (tekstilizstrādājumiem, salmiem utt.);
• sprādziena varbūtība termiskā trieciena vai spirāles pārrāvuma dēļ sasprindzinājumā.

Neskatoties uz visiem šiem trūkumiem, parastās spuldzes droši saglabā savas pozīcijas. Vairāk nekā 70% NVS iedzīvotāju tos joprojām izmanto.

Efektivitāte un izturība

Analizējot kvēlspuldzes darbību, ir svarīgi saprast tās efektivitāti. Gaismas temperatūrā 3400 Kelvins šūnu efektivitāte ir 15%. Tas attiecas uz enerģijas patēriņa attiecību pret cilvēka acij redzamo gaismas starojumu. 2700 K temperatūrā (vidēji normāli parastajai mājsaimniecības lampai) efektivitāte ir tikai 5%.

Jo augstāka būs kvēldiega temperatūra, jo lielāka būs efektivitāte. Tomēr produkta kalpošanas laiks ir samazināts. Piemēram, ja spriegums tiek palielināts par 20%, apgaismojuma spilgtums kļūs spēcīgāks - palielināsies spuldzes efektivitāte, bet kalpošanas laiks samazināsies par 90-95%. Attiecīgi sprieguma samazināšanās noved pie produkta efektivitātes samazināšanās un tā kalpošanas laika palielināšanās.

Kā pagarināt kvēlspuldzes kalpošanas laiku

Vidēji parastā mājsaimniecības kvēlspuldze ilgst 700-1000 stundas. Bet patiesībā elements izdeg daudz ātrāk. Lai pagarinātu spuldzes kalpošanas laiku, ir jānovērš faktori, kas izraisa spirāles izdegšanu.

• Ievērojiet sprieguma diapazonu. Tas ir norādīts uz produkta kolbas. Parasti tas ir vienāds ar 125-135 W, 220-230 W, 2,3-2,4 kW. Ja mājā tiek pārsniegts spriegums, produkts ātrāk izdegs. Piemēram, dzīvoklī maksimālais spriegums ir 220 V, un lampa tika iegādāta ar diapazonu no 125 līdz 135 V. Šeit kvēldiegs noteikti izdegs ātrāk, jo palielinās produkta efektivitāte.
• Novērsiet kasetnes darbības traucējumus. Ja lampas bieži izdeg, ir vērts to pārbaudīt, vēlreiz pārbaudīt kontaktus. Ja nepieciešams, nomainiet kasetni.
• Novērst vibrācijas. Tie noved pie ātras volframa kvēldiega izdegšanas. Tāpēc labāk ir pārvietot mobilās lampas ar izslēgtu lampu.

Lai pagarinātu kvēlspuldzes kalpošanas laiku, jūs varat samazināt tīkla spriegumu tikai par 7-8%. Šajā gadījumā produkts darbosies 3-3,5 reizes ilgāk ar ekonomisku enerģijas patēriņu.