Vad en glödlampa består av - krets och enhet

För att skapa konstgjord belysning används ofta en konventionell glödlampa. Detta element är bekant för alla sedan Sovjetunionens dagar. Glödlampa, patron och spiral är de viktigaste synliga delarna av produkten. Hur en glödlampa fungerar inifrån är intressant för både en nybörjare och en professionell.

Historien om uppfinningen av glödlampan

Produkten designades och förfinades av många forskare i olika perioder. Den första elbågen antändes av forskaren V.V. Petrov. 1802. Uppfinningen bestod av två kolstänger som var anslutna till polerna i ett galvaniskt batteri. När de närmade sig uppstod en elektrisk urladdning och en ljusbåge bildades ovanför elementen. Användningen av en sådan lampa i vardagen var omöjlig av flera anledningar - besväret med designen, den snabba utbränningen av kolstavarna. Men världsforskare började förstå vad man skulle göra en lampa av.

70 år senare, 1872, Lodygin A.N. fick patent på en glödlampa. Som en spiral användes en retort kolstav i den, som placerades under ett glasöverdrag.

Redan 1880, den 10 maj, var Lodygins lampa utrustad med gatubelysning i St Petersburg på Liteiny Bridge. Ljuskällans livslängd var bara 2 månader (tills kolstaven brände ut).

1880 introducerade Thomas Edison en förbättrad glödlampa Lodygin i USA. Han lyckades uppnå eliminering av luft från glödlampan, vilket säkerställde en längre bränning av spiralen och en ljusare glöd. Edison utvecklade också en gängad bas för att skruva in lampan i uttaget.

År 1910 beslutades det att vrida volframfilamentet till en spiral för att öka livslängden. Således fungerar nu produkten istället för de första 50-100 timmarna under hela 1000 timmar.

Principen för termisk strålning används också vid produktion av fluorescerande halogenlampor.

Vad lampan består av

Glödlampans struktur och krets ser ut så här:

• glödlampa päronformad eller rund;
• glödtrådskropp (volfram eller kolfilament) placerad i den på två krokhållare;
• två elektroder;
• säkring;
• ben;
• bas (hölje) med en isolator;
• dess kontakt (botten).

Oxidation av volframfilamentet (spiral, filament) utesluts genom att placera det i ett vakuum eller gasformigt medium. De fyller en glaskolv.

Elektriska parametrar

Alla lampor är tillverkade för olika spänningar. Eftersom den eldfasta metallvolframen har låg resistivitet behövs en lång ledning för ljuselementets anordning. Således når glödtråden i en glödlampa ofta 50 mikrometer. När ljuset tänds passerar en ström genom glödkroppen, som överskrider arbetet 10-14 gånger. Ju mer tråden värms upp, desto mer ökar trådmotståndet och strömmen minskar.

Principen för drift av en elektrisk glödlampa

Med tanke på vad glödlampan består av är det viktigt att förstå principen för dess användning:

• När ljuset tänds strömmar en ström genom botten av basen till filamentkroppen.
• Volframfilamentet är mycket varmt efter att den elektriska kretsen stängts, vilket leder till dess glöd.
• Vid denna punkt når trådens temperatur 570 grader.
• Således skiftas glödspektren för glödlamporna mot varma temperaturer.

Som referens: ju lägre graden av volfram / kolfilament, desto lägre andel energi som går till glödkroppen och framkallar dess synliga strålning. Retrolampor skiljer sig åt genom att de värmer upp spiralen långsammare och svagare.

Varianter av ljuselement

Alla produkter klassificeras enligt olika parametrar. Efter typ av kolvpåfyllning särskiljs följande lampor:

• de enklaste vakuumen (när de är gjorda sugs all luft ut ur kolven);
• fylld med argongas;
• xenonhalogen;
• fylld med krypton.

Efter typ av syfte är glödlampor uppdelade i följande typer:

• Dekorativ. De arbetar enligt den vanliga principen. Kolven är gjord i form av ett ljus eller en boll.

  

• Generell mening. Dessa är bekanta för alla vanliga element som skruvas fast i en ljuskrona eller lampa. Ofta är befälhavaren orolig för frågan om hur många watt en glödlampa förbrukar. Du kan köpa en produkt för 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 och mer watt. Ju högre indikator desto ljusare blir glödet.
• Lampor för lokal belysning. Strukturellt skiljer de sig inte från vanliga element. Men driftspänningen för dem ligger i intervallet 12-42 V.
• Glödlampor för belysning. De har en kolv målad i ljusa färger. Arbetskraft i intervallet 10-25 W.
• Signal. De har extremt låg effekt och används för ljussignalanordningar. Idag ersätts sådana produkter med säkerhet med moderna LED-lampor.
  
• Sökarljus. Den glödande kroppen läggs här på ett speciellt sätt på grund av dess bekväma upphängning i kolven. Som ett resultat är det möjligt att uppnå en bättre fokusering av glödet. Kraften hos sådana lampor når 10-50 kilowatt.

  

• Speglad. De har en speciell beläggning på kolven. Den är delvis täckt med en film av termiskt sprayat aluminium. Det är således möjligt att uppnå en smal riktning av ljusstrålen. Speglar används för lokala belysningsenheter.
• Transport. Dessa produkter kännetecknas av ökad hållfasthet och vibrationsmotstånd. För transportlampor används speciella lock, tack vare vilka du snabbt kan byta ut belysningselementet under trånga förhållanden i bilen. Sådana element fungerar från en 6-220 V automatisk strömförsörjning.
• Produkter för optiska enheter. Idag produceras de nästan aldrig. Tidigare använt för filmprojektorer, medicinsk utrustning. Lampor av denna typ har glödlampans speciella form.
• Växlande ljus. De tillhör signalklassen. De har en liten kolvstorlek, som gör att de kan placeras under knapparna på paneler med olika inställningar.

  

Enligt antalet trådar är alla element:

• Dubbelsträngad. De har en glödlampa för långt (starkt) ljus och en för nära (svagt) ljus. De används i bilar, luftfart, järnvägstrafikljus, i stjärnorna i Moskva Kreml.
• Enkeltrådig. Vanliga glödlampor med volframfilament.

Värmekroppen för produkter med låg tröghet har en extremt tunn spiral. De användes tidigare för optiska ljudinspelningssystem. Det finns också värmelampor som används för torkning av kamrar, elektriska spisar, kontorsutrustning etc.

Fördelar och nackdelar

Glödlampor har ett antal fördelar:

• acceptabel kostnad;
• kompakta mått;
• omedelbart svar på / av;
• brist på flimmer, som påverkar ögonen negativt;
• tröghet mot spänningsflöden;
• mjukt gamma av glöd, som bidrar till avkoppling, skapar en atmosfär av komfort;
• bra färgåtergivningsindex lika med Ra 90;
• arbeta under alla förhållanden (inklusive hög luftfuktighet);
• konstant tillgänglighet för konsumenten;
• miljövänlighet;
• brist på buller under drift
• tröghet mot joniserande strålning.

Nackdelarna med glödlampor inkluderar följande punkter:

• bräcklighet, känslighet för mekanisk skada;
• relativt kort livslängd
• låg effektivitet, högst 5-7% (förhållandet mellan förbrukad effekt och synlig strålning);
• brandrisk på grund av direkt kontakt med lampan med brännbara ämnen (textilier, halm, etc.);
• sannolikheten för en explosion på grund av termisk chock eller brott i spiralen under spänning.

Trots alla dessa brister behåller de vanliga glödlamporna säkert sina positioner. Mer än 70% av OSS-befolkningen använder dem fortfarande.

Effektivitet och hållbarhet

När man analyserar hur en glödlampa fungerar är det viktigt att förstå dess effektivitet. Vid en temperatur på 3400 Kelvin är cellens effektivitet 15%. Detta avser förhållandet mellan strömförbrukningen och ljusstrålningen som är synlig för det mänskliga ögat. Vid en temperatur på 2700 K (genomsnittligt normalt för en vanlig hushållslampa) är verkningsgraden endast 5%.

Ju högre filamenttemperatur, desto högre blir effektiviteten. Produktens livslängd minskas dock. Till exempel, om spänningen ökar med 20% kommer ljusets ljusstyrka att bli starkare - lampans effektivitet ökar, men livslängden minskas med 90-95%. Följaktligen leder en minskning av spänningen till en minskning av produktens effektivitet och en ökning av dess livslängd.

Hur man förlänger livslängden på en glödlampa

I genomsnitt håller en vanlig glödlampa i hushållet 700-1000 timmar. Men faktiskt, elementet brinner ut mycket snabbare. För att förlänga glödlampans livslängd är det nödvändigt att förhindra faktorer som orsakar utbrändhet i spiralen.

• Observera spänningsområdet. Det anges på produktkolven. Som regel är det lika med 125-135 W, 220-230 W, 2,3-2,4 kW. Om spänningen i huset överskrids kommer produkten att brinna ut tidigare. Till exempel, i en lägenhet är den maximala spänningen 220 V och lampan köptes med ett intervall på 125-135 V. Här glöder filamentet definitivt snabbare, eftersom produktens effektivitet ökar.
• Ta bort patronfelet. Om lamporna ofta brinner ut är det värt att inspektera den och kontrollera kontakterna igen. Byt ut kassetten vid behov.
• Eliminera vibrationer. De leder till snabb utbränning av volframfilamentet. Därför är det bättre att överföra mobila lampor med lampan avstängd.

För att förlänga glödlampans livslängd kan du minska spänningen i nätverket med endast 7-8%. I det här fallet fungerar produkten 3-3,5 gånger längre med ekonomisk energiförbrukning.