Per crear il·luminació artificial, s’utilitza sovint una làmpada incandescent ordinària. Aquest element és familiar per a tothom des dels temps de l’URSS. Les bombetes de vidre, el cartutx i l'espiral són les principals parts visibles del producte. La forma d’organitzar una làmpada incandescent és interessant tant per a un principiant com per a un professional.
Història de la invenció de la bombeta
Molts científics han dissenyat i desenvolupat el producte en diferents períodes. El primer arc elèctric va ser encès pel científic Petrov V.V. el 1802. La invenció consistia en dues varetes de carboni que es connectaven als pols d’una bateria galvànica. En el moment de la seva aproximació, va sorgir una descàrrega elèctrica i es va formar un arc lluminós sobre els elements. L'ús d'una làmpada en la vida quotidiana era impossible per diverses raons: la molèstia del disseny, la crema ràpida de les canyes de carbó. Però els científics del món van començar a entendre de què fer-ne una làmpada.
Després de 70 anys el 1872, Lodygin A.N. va rebre una patent per una làmpada incandescent. Es va utilitzar com a espiral una vareta de carbó de rèplica, que es trobava sota un capó de vidre.
Ja el 1880, el 10 de maig, la bombeta de Lodygin estava equipada amb enllumenat al carrer de Sant Petersburg al pont Liteiny. La vida útil de la font de llum va ser de només dos mesos (fins que es va cremar la vareta de carboni).
El 1880, Thomas Edison va introduir la llum incandescent de Lodygin millorada als Estats Units. Va aconseguir eliminar l’aire de la bombeta de vidre, cosa que va assegurar una cremada més llarga de l’espiral i una brillantor més brillant. Edison també va dissenyar un sòcol roscat per cargolar una làmpada a una presa.
El 1910, es va decidir torçar el filament de tungstè en espiral per augmentar la seva vida útil. Així, el producte ara funciona en lloc de les 50-100 hores inicials fins a 1000 hores.
El principi de radiació tèrmica també s’utilitza en la producció de làmpades fluorescents halògenes.
En què consisteix la làmpada
L’estructura i l’esquema d’una làmpada incandescent s’assemblen així:
- una bombeta de vidre en forma de pera o arrodonida;
- cos brillant (filament de tungstè o carbó vegetal) situat en ell sobre dos porta-ganxos;
- dos elèctrodes;
- metxa;
- cama;
- sòcol (estoig) amb un aïllant;
- el seu contacte (inferior).
L’oxidació d’un filament de tungstè (espiral, cos resplendent) queda exclosa per la seva col·locació en un buit o un medi gasós. Omplen un matràs de vidre.
Paràmetres elèctrics
Totes les bombetes estan fetes per a diferents tensions. Com que el metall refractari de tungstè té una resistivitat baixa, es necessita un fil llarg per al dispositiu de l'element lleuger. Així, el filament d'una bombeta elèctrica sovint arriba als 50 micròmetres. Quan s’encén la llum, un corrent passa pel cos que brilla intensament, superant el de funcionament per 10-14 vegades. Com més escalfa el fil, més forta augmentarà la resistència del fil i disminueix el corrent.
El principi de funcionament d’una làmpada incandescent elèctrica
Després d’haver considerat en què consisteix una bombeta, és important comprendre el principi del seu funcionament:
- Quan s’encén la llum, un corrent flueix per la part inferior de la tapa fins al cos lluminós.
- El filament de tungstè fa molta calor un cop tancat el circuit, la qual cosa condueix a la seva brillantor.
- En aquest punt, la temperatura del fil arriba als 570 graus.
- Així, l’espectre de la brillantor de les bombetes es desplaça cap a temperatures càlides.
Com a referència: com més baix sigui el grau del filament de tungstè / carboni, més baixa serà la fracció d’energia que arriba al cos lluminós i provoca la seva radiació visible. Les llums retro són diferents, ja que escalfen l’espiral més lentament i amb més feble.
Varietats d’elements lleugers
Tots els productes es classifiquen segons diferents paràmetres. Pel tipus d’ompliment de la bombeta, es distingeixen aquestes làmpades:
- el buit més senzill (quan es fabriquen del matràs, tot l’aire és aspirat);
- farcit de gas argó;
- halogen de xenó;
- farcit de criptó.
Per tipus d’objectiu, les bombetes es divideixen en els següents tipus:
- Decoratiu. Funcionen segons el principi habitual. El matràs es realitza en forma de vela o bola.
Bombetes incandescents decoratives - Propòsit general. Aquests són familiars per a tots els elements corrents que es cargolen en un candelabre o espitllera. Sovint els amos es preocupen per la pregunta de quants watts consumeix una bombeta. Podeu comprar un producte per 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 i més watts. Com més gran sigui l’indicador, més brillant serà la brillantor.
- Llums d’il·luminació local. Estructuralment, no són diferents dels elements ordinaris. Però la tensió de funcionament per a ells se situa entre 12 i 42 V.
- Bombetes d’il·luminació. Tenen un matràs pintat de colors vius. Potència de funcionament en un rang de 10-25 watts.
- Senyalització. Tenen una potència extremadament baixa i s’utilitzen per a dispositius d’il·luminació. Avui en dia, aquests productes són substituïts amb seguretat per les làmpades LED modernes.
- Projectors destacats. El cos resplandor està disposat de manera especial per la seva còmoda suspensió a la bombeta. Com a resultat, es pot aconseguir un millor enfocament de la brillantor. La potència d’aquestes làmpades arriba als 10-50 quilowatts.
Llum de miralls - Mirall. Tenen un matràs especial. Es recobreix parcialment amb una pel·lícula d’alumini polvoritzat tèrmicament. Així, és possible aconseguir una estricta directivitat del feix de llum. Els DSLR s’utilitzen per a l’enllumenat local.
- Transport. Aquests productes es caracteritzen per una major resistència, resistència a les vibracions. Per als fanals de transport, s’utilitzen socles especials, gràcies als quals es pot substituir l’element d’il·luminació ràpidament en condicions d’amortització de la màquina. Aquests elements funcionen a partir de l'alimentació d'un cotxe 6-220 V.
- Productes per a instruments òptics. Avui no s’ha llançat gairebé mai. Anteriorment s'utilitzava per a projectors de cinema i equipament mèdic. Les làmpades d’aquest tipus tenen un matràs d’una forma especial.
- Interruptor de la llum. Relacionar-se amb la classe de senyal. Tenen una mida de bombeta petita, que permet situar-los sota els botons dels plafons de diverses instal·lacions.
Llum d'advertència de doble fil
Pel nombre de filaments, tots els elements són:
- Fil doble. Tenen un cos brillant per a la llum distant (forta) i un altre per a la il·luminació submergida (feble). Usat en cotxes, aviació, semàfors ferroviaris, a les estrelles del Kremlin de Moscou.
- Cadena monoparental. Famílies de bombetes de tungstè.
El cos de productes de baixa inèrcia té una espiral extremadament fina. Anteriorment, s’utilitzaven per a sistemes de gravació òptica de so. També hi ha làmpades de calefacció que s’utilitzen per organitzar cambres d’assecat, estufes elèctriques, equips d’oficina, etc.
Avantatges i inconvenients
Els llums incandescents presenten diversos avantatges:
- cost raonable;
- dimensions compactes;
- reacció instantània a l’encesa / apagada;
- falta de parpelleig, que afecta negativament els ulls;
- inèrcia davant les pujades de poder;
- gamma suau de resplendor, contribuint a la relaxació, creant una atmosfera de confort;
- bon índex de representació del color igual a Ra 90;
- treballar en qualsevol condició (inclosa alta humitat);
- disponibilitat constant per al consumidor;
- amabilitat ambiental;
- falta de soroll durant l’obra;
- inèrcia a les radiacions ionitzants.
Els desavantatges de les làmpades incandescents inclouen aquests moments:
- fragilitat, sensibilitat als danys mecànics;
- vida relativament curta;
- baixa eficiència, no superior al 5-7% (la relació entre la potència consumida i la radiació visible);
- perill d’incendi amb contacte directe de la làmpada amb substàncies combustibles (tèxtil, palla, etc.);
- la probabilitat d’una explosió per xoc tèrmic o trencament d’una espiral sota tensió.
Malgrat totes aquestes mancances, les bombetes familiars mantenen la seva posició amb seguretat. Més del 70% de la població del CEI encara els utilitza.
Eficiència i durabilitat
Quan analitzem com es disposa una làmpada incandescent, és important comprendre la seva eficiència. A una temperatura lleugera de 3400 Kelvin, l’eficiència de l’element és del 15%. Es refereix a la relació de consum d'energia amb llum visible visible a l'ull humà. A una temperatura de 2700 K (mitjana normal per a una làmpada domèstica ordinària), l'eficiència és només del 5%.
Com més alta sigui la temperatura de la brillantor, més eficient serà. Però, al mateix temps, es redueix la vida útil del producte. Per exemple, si augmenteu el voltatge en un 20%, la brillantor de la il·luminació serà més forta: l'eficiència de la bombeta augmentarà, però, la vida útil es reduirà en un 90-95%. En conseqüència, una disminució de la tensió comporta una disminució de l'eficiència del producte i un augment de la seva vida útil.
Com augmentar la vida d’una làmpada incandescent
De mitjana, una bombeta incandescent habitual de la llar té una durada de 700 a 1.000 hores. Però, de fet, l’element es crema molt més ràpid. Per allargar la vida de la bombeta, cal evitar que es produeixin cremades de l’espiral.
- Observeu el rang de tensió. Està indicat al matràs del producte. Per regla general, és igual a 125-135 W, 220-230 W, 2,3-2,4 kW. Si se supera la tensió a la casa, el producte es cremarà abans. Per exemple, en un apartament la tensió màxima és de 220 V i la làmpada es va comprar amb una autonomia de 125-135 V. Aquí, el filament es cremarà sense embuts més ràpidament, ja que augmenta l’eficiència del producte.
- Reparació del mal funcionament del cartutx. Si les làmpades s’encenen sovint, val la pena examinar-la, comprovant doble els contactes. Si cal, canvieu el cartutx.
- Eliminar les vibracions. Condueixen a una ràpida crema del filament de tungstè. Per tant, la transferència d’aparells mòbils es fa millor amb la bombeta apagada.
Per allargar la vida de la làmpada incandescent, només podeu reduir la tensió a la xarxa només en un 7-8%. En aquest cas, el producte durarà 3-3,5 vegades més amb un consum energètic econòmic.
