Lai izveidotu mākslīgo apgaismojumu, bieži tiek izmantota parasta kvēlspuldze. Šis elements ir pazīstams visiem kopš PSRS laikiem. Stikla spuldze, kārtridžs un spirāle ir galvenās redzamās izstrādājuma daļas. Tas, kā kvēlspuldze ir izkārtota iekšpusē, ir interesants gan iesācēju meistaram, gan profesionāļiem.
Spuldzes izgudrošanas vēsture
Produktu izstrādāja un izstrādāja daudzi zinātnieki dažādos periodos. Pirmo elektrisko loku aizdedzināja zinātnieks Petrovs V.V. 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. Šāda luktura lietošana ikdienas dzīvē nebija iespējama vairāku iemeslu dēļ - dizaina neērtības, ogļu stieņu strauja sadedzināšana. Bet pasaules zinātnieki sāka saprast, no kā izgatavot lampu.
Pēc 70 gadiem 1872. gadā Lodygin A.N. saņēma patentu par kvēlspuldzi. Tajā kā spirāle tika izmantota retorta ogļu stienis, kas atradās zem stikla pārsega.
Jau 1880. gadā 10. maijā Lodygin spuldzi Sanktpēterburgā uz Liteiny tilta aprīkoja ar ielu apgaismojumu. Gaismas avota kalpošanas laiks bija tikai 2 mēneši (līdz oglekļa stienis izdegās).
1880. gadā Tomass Edisons iepazīstināja ar uzlabotu Lodygin kvēlspuldzi Amerikas Savienotajās Valstīs. Viņam izdevās panākt gaisa izvadīšanu no stikla spuldzes, kas nodrošināja spirāles ilgāku sadedzināšanu un spilgtāku mirdzumu. Edisons arī projektēja vītņotu kontaktligzdu lampas ieskrūvēšanai kontaktligzdā.
1910. gadā tika nolemts vērpjot volframa kvēldiegu spirālē, lai palielinātu tā kalpošanas laiku. Tādējādi produkts tagad darbojas sākotnējo 50–100 stundu vietā pat 1000 stundas.
Termiskā starojuma princips tiek izmantots arī halogēna luminiscences spuldžu ražošanā.
No kā sastāv lampa
Kvēlspuldzes struktūra un shēma izskatās šādi:
- bumbierveida vai noapaļotas formas stikla spuldze;
- kvēlojošs korpuss (volframa vai kokogles pavediens), kas atrodas tajā uz diviem āķa turētājiem;
- divi elektrodi;
- drošinātājs;
- kāja;
- ligzda (korpuss) ar izolatoru;
- viņa kontakts (apakšā).
Volframa kvēldiega (spirāles, mirdzuma korpusa) oksidācija ir izslēgta, jo to ievieto vakuumā vai gāzveida vidē. Viņi piepilda stikla kolbu.
Elektriskie parametri
Visas spuldzes ir izgatavotas dažādiem spriegumiem. Tā kā ugunsizturīgajam volframa metālam ir maza pretestība, gaismas elementa ierīcei ir nepieciešams garš vads. Tādējādi kvēldiegs elektriskajā spuldzē bieži sasniedz 50 mikrometrus. Kad tiek ieslēgta gaisma, caur kvēlojošo ķermeni iet strāva, kas 10-14 reizes pārsniedz darba strāvu. Jo vairāk pavediens sasilda, jo stiprāka ir diega pretestība un samazinās strāva.
Elektriskās kvēlspuldzes darbības princips
Apsverot, no kā sastāv spuldze, ir svarīgi izprast tās darbības principu:
- Kad ir ieslēgta gaisma, caur vāciņa dibenu plūst strāva līdz kvēlojošam ķermenim.
- Pēc ķēdes slēgšanas volframa kvēldiegs ir ļoti karsts, kas noved pie tā mirdzuma.
- Šajā brīdī pavediena temperatūra sasniedz 570 grādus.
- Tādējādi sīpolu mirdzuma spektrs tiek mainīts uz siltu temperatūru.
Uzziņai: jo zemāka volframa / oglekļa pavediena pakāpe, jo mazāka būs enerģijas daļa, kas nonāk kvēldiega ķermenī un izraisa 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 spuldzes uzpildes veida izšķir šīs spuldzes:
- vienkāršākais vakuums (ja tos izgatavo no kolbas, visu gaisu izsūc);
- piepildīts ar argona gāzi;
- ksenona halogēns;
- piepildīta ar kriptonu.
Pēc mērķa veida spuldzes iedala šādos veidos:
- Dekoratīvs. Viņi strādā pēc ierastā principa. Kolba ir izgatavota sveces vai bumbiņas formā.
Dekoratīvas kvēlspuldzes - Vispārīgs mērķis. Tie ir pazīstami visiem parastajiem elementiem, kas ieskrūvēti lustra vai sienas svečturī. Bieži vien meistari uztraucas par jautājumu, cik vatus patērē spuldze. Jūs varat iegādāties produktu par 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 un vairāk vatiem. Jo augstāks indikators, jo spilgtāks mirdzums.
- Vietējā apgaismojuma lampas. Strukturāli tie neatšķiras no parastajiem elementiem. Bet darba spriegums viņiem ir diapazonā no 12 līdz 42 V.
- Apgaismošanas spuldzes. Viņiem ir kolba, kas nokrāsota košās krāsās. Darbības jauda diapazonā no 10-25 vatiem.
- Signalizēšana. Viņiem ir ārkārtīgi maza jauda, un tos izmanto apgaismes ierīcēm. Mūsdienās šādus produktus pārliecinoši aizstāj modernās LED lampas.
- Prožektori. Kvēlsveces korpuss ir ieklāts īpašā veidā, pateicoties tā ērtai balstiekārtai spuldzē. Tā rezultātā ir iespējams sasniegt labāku kvēlojuma fokusēšanu. Šādu lampu jauda sasniedz 10-50 kilovatus.
Spoguļa lampa - Spoguļoja. Viņiem ir īpašs kolbas pārklājums. Daļēji tas ir pārklāts ar termiski izsmidzināta alumīnija plēvi. Tādējādi ir iespējams sasniegt šauru gaismas staru virzienu. Vietējais apgaismojums tiek izmantots DSLR.
- Transports. Šiem izstrādājumiem raksturīga paaugstināta izturība, izturība pret vibrācijām. Transporta lampām tiek izmantotas īpašas kontaktligzdas, pateicoties kurām jūs varat ātri nomainīt apgaismes elementu mašīnas krampjos apstākļos. Šādi elementi darbojas no automašīnas barošanas avota 6-220 V.
- Izstrādājumi optiskajiem instrumentiem. Šodien gandrīz nekad nav izlaists. Iepriekš izmantots filmu projektoriem, medicīnas iekārtām. Šāda veida lampām ir īpaša formas kolba.
- Slēdzis gaismas. Attiecas uz signāla klasi. Viņiem ir mazs spuldzes izmērs, kas ļauj tos novietot zem dažādu instalāciju paneļu pogām.
Divvirzienu brīdinājuma gaisma
Pēc pavedienu skaita visi elementi ir:
- Dubultā vītne. Viņiem ir viens kvēlojošs korpuss tālu (spēcīgam) apgaismojumam un viens tuvās (vājās) apgaismojumam. Izmanto automašīnās, aviācijā, dzelzceļa luksoforos, Maskavas Kremļa zvaigznēs.
- Vienvietīga. Pazīstamas volframa spuldzes.
Zema inerces līmeņa produktu ķermenim ir ārkārtīgi plāna spirāle. Iepriekš tie tika izmantoti optisko skaņu ierakstīšanas sistēmām. Ir arī sildīšanas lampas, kuras tiek izmantotas, lai sakārtotu žāvēšanas kameras, elektriskās plītis, biroja aprīkojumu utt.
Priekšrocības un trūkumi
Kvēlspuldzēm ir vairākas priekšrocības:
- saprātīgas izmaksas;
- kompakti izmēri;
- tūlītēja reakcija uz ieslēgšanu / izslēgšanu;
- mirgošanas trūkums, nelabvēlīgi ietekmējot acis;
- inerce pret strāvas kāpumu;
- maiga mirdzuma gamma, kas veicina relaksāciju, radot komforta atmosfēru;
- labs krāsu atveidošanas indekss, kas vienāds ar Ra 90;
- strādāt jebkuros apstākļos (ieskaitot paaugstinātu mitrumu);
- pastāvīga pieejamība patērētājam;
- videi draudzīgums;
- trokšņa trūkums darba laikā;
- inertums pret jonizējošo starojumu.
Kvēlspuldžu trūkumos ietilpst šādi momenti:
- trauslums, jutība pret mehāniskiem bojājumiem;
- salīdzinoši īss mūžs;
- zema efektivitāte, nepārsniedzot 5-7% (patērētās jaudas un redzamā starojuma attiecība);
- ugunsbīstamība, ja lukturis tieši saskaras ar degošām vielām (tekstilizstrādājumiem, salmiem utt.);
- sprādziena iespējamība termiskā šoka vai spirāles plīsuma dēļ zem sprieguma.
Neskatoties uz visiem šiem trūkumiem, pazīstamās spuldzes pārliecinoši saglabā savas pozīcijas. Vairāk nekā 70% NVS iedzīvotāju tos joprojām izmanto.
Efektivitāte un izturība
Analizējot kvēlspuldzes izkārtojumu, ir svarīgi saprast tās efektivitāti. Pie gaismas temperatūras 3400 Kelvina elementa efektivitāte ir 15%. Tas attiecas uz enerģijas patēriņa attiecību pret redzamo gaismu, kas redzama cilvēka acij. Temperatūrā 2700 K (vidējā normāla parastā mājsaimniecības lampā) efektivitāte ir tikai 5%.
Jo augstāka ir kvēles temperatūra, jo lielāka ir efektivitāte. Bet tajā pašā laikā tiek samazināts produkta kalpošanas laiks. Piemēram, ja jūs palielināsit spriegumu par 20%, apgaismojuma spilgtums kļūs spēcīgāks - spuldzes efektivitāte palielināsies, tomēr lietderīgās lietošanas laiks samazināsies par 90-95%. Attiecīgi sprieguma samazināšanās noved pie produkta efektivitātes samazināšanās un tā lietderīgās lietošanas laika palielināšanās.
Kā palielināt kvēlspuldzes kalpošanas laiku
Vidēji parasta 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. Kā likums, tas ir vienāds ar 125-135 W, 220-230 W, 2,3-2,4 kW. Ja mājā tiek pārsniegts spriegums, produkts ātrāk izdeg. Piemēram, dzīvoklī maksimālais spriegums ir 220 V, un lukturis tika iegādāts ar diapazonu no 125 līdz 1335 V. Šeit kvēldiegs viennozīmīgi izdegsies ātrāk, jo produkta efektivitāte palielinās.
- Remonta kasetnes darbības traucējumi. Ja lampas bieži izdeg, ir vērts to pārbaudīt, vēlreiz pārbaudot kontaktus. Ja nepieciešams, nomainiet kārtridžu.
- Novērsiet vibrāciju. Tie noved pie straujas volframa kvēldiega izdegšanas. Tāpēc mobilo ierīču pārsūtīšanu vislabāk var veikt, ja spuldze ir izslēgta.
Lai pagarinātu kvēlspuldzes kalpošanas laiku, varat samazināt spriegumu tīklā tikai par 7-8%. Šajā gadījumā produkts kalpos 3-3,5 reizes ilgāk ar ekonomisku enerģijas patēriņu.
