Aby stworzyć sztuczne oświetlenie, często stosuje się zwykłą żarówkę. Ten element jest znany wszystkim od czasów ZSRR. Główną widoczną częścią produktu jest szklana żarówka, nabój i spirala. To, jak lampa żarowa jest umieszczona w środku, jest interesujące zarówno dla początkującego mistrza, jak i profesjonalisty.
Historia wynalazku żarówki
Produkt został zaprojektowany i opracowany przez wielu naukowców w różnych okresach. Pierwszy łuk elektryczny został zapalony przez naukowca Pietrowa V.V. w 1802 r. Wynalazek składał się z dwóch prętów węglowych połączonych z biegunami baterii galwanicznej. W momencie zbliżania się powstało wyładowanie elektryczne i nad elementami powstał łuk świetlny. Zastosowanie takiej lampy w życiu codziennym było niemożliwe z wielu powodów - niedogodności w projekcie, szybkiego spalania prętów węglowych. Ale światowi naukowcy zaczęli rozumieć, z czego zrobić lampę.
Po 70 latach w 1872 roku Lodygin A.N. otrzymał patent na żarówkę. Jako spiralę zastosowano pręt retortowy, który znajdował się pod szklanym okapem.
Już w 1880 r., 10 maja, żarówka Lodygina została wyposażona w oświetlenie uliczne w Petersburgu na moście Liteiny. Żywotność źródła światła wynosiła tylko 2 miesiące (do momentu wypalenia się pręta węglowego).
W 1880 roku Thomas Edison wprowadził ulepszoną żarówkę Lodygin w Stanach Zjednoczonych. Udało mu się wyeliminować powietrze ze szklanej żarówki, co zapewniło dłuższe spalanie spirali i jaśniejszy blask. Edison zaprojektował również gwintowane gniazdo do wkręcania lampy w gniazdo.
W 1910 roku postanowiono skręcić żarnik wolframowy spiralnie, aby zwiększyć jego żywotność. W ten sposób produkt działa teraz zamiast początkowych 50–100 godzin nawet przez 1000 godzin.
Zasada promieniowania cieplnego stosowana jest również w produkcji halogenowych lamp fluorescencyjnych.
Z czego składa się lampa
Struktura i schemat żarówki wygląda następująco:
- szklana żarówka o kształcie gruszki lub zaokrąglonym kształcie;
- świecący korpus (żarnik wolframowy lub węgiel drzewny) umieszczony w nim na dwóch uchwytach haczykowych;
- dwie elektrody;
- bezpiecznik;
- noga;
- cokół (obudowa) z izolatorem;
- jego kontakt (na dole).
Utlenianie żarnika wolframowego (spirala, ciało świecące) jest wykluczone z powodu jego umieszczenia w próżni lub w środowisku gazowym. Wypełniają szklaną kolbę.
Parametry elektryczne
Wszystkie żarówki są przystosowane do różnych napięć. Ponieważ ogniotrwały metal wolframowy ma niską rezystywność, do urządzenia elementu lekkiego potrzebny jest długi drut. Tak więc żarnik w żarówce elektrycznej często osiąga 50 mikrometrów. Gdy światło jest włączone, prąd przepływa przez ciało świecące, przekraczając działające 10–14 razy. Im bardziej nić się rozgrzewa, tym silniejszy jest jej opór i prąd maleje.
Zasada działania elektrycznej żarówki
Po rozważeniu, z czego składa się żarówka, ważne jest, aby zrozumieć zasadę jej działania:
- Gdy światło jest włączone, prąd przepływa przez spód czapki do świecącego ciała.
- Żarnik wolframowy jest bardzo gorący po zamknięciu obwodu, co prowadzi do jego świecenia.
- W tym momencie temperatura nici osiąga 570 stopni.
- Tak więc spektrum blasku żarówek jest przesunięte w kierunku ciepłych temperatur.
Dla porównania: im niższy stopień żarnika wolframowego / węglowego, tym niższy będzie ułamek energii, który dociera do świecącego ciała i wywołuje jego widzialne promieniowanie. Lampy retro różnią się tym, że nagrzewają spiralę wolniej i słabiej.
Odmiany lekkich elementów
Wszystkie produkty są klasyfikowane według różnych parametrów. Ze względu na rodzaj wypełnienia żarówki lampy te wyróżniają się:
- najprostsza próżnia (gdy są wykonane z kolby, całe powietrze jest odsysane);
- wypełniony gazem argonowym;
- halogen ksenonowy;
- wypełnione kryptonem.
Według rodzaju zastosowania żarówki dzielą się na następujące typy:
- Dekoracyjny. Działają zgodnie ze zwykłą zasadą. Kolba wykonana jest w postaci świecy lub kulki.
Dekoracyjne żarówki - Ogólny cel. Są one znane wszystkim zwykłym elementom wkręconym w żyrandol lub kinkiet. Często mistrzowie martwią się pytaniem, ile watów zużywa żarówka. Możesz kupić produkt o mocy 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 i więcej watów. Im wyższy wskaźnik, tym jaśniejszy blask.
- Lampy do oświetlenia lokalnego. Strukturalnie nie różnią się one od zwykłych elementów. Ale napięcie robocze dla nich jest w zakresie 12-42 V.
- Żarówki do oświetlenia. Mają kolbę pomalowaną na jasne kolory. Moc robocza w zakresie 10-25 watów.
- Sygnalizacja. Mają wyjątkowo niską moc i są używane do urządzeń oświetleniowych. Dziś takie produkty są pewnie zastępowane przez nowoczesne lampy LED.
- Reflektory Ciało świecące jest ułożone w specjalny sposób dzięki wygodnemu zawieszeniu w żarówce. W rezultacie możliwe jest lepsze skupienie blasku. Moc takich lamp sięga 10-50 kilowatów.
Lampa lustrzana - Odbicie lustrzane. Mają specjalną powłokę kolby. Jest częściowo pokryty folią z natryskiwanego termicznie aluminium. W ten sposób można osiągnąć wąską kierunkowość wiązki światła. DSLR są używane do oświetlenia lokalnego.
- Transport. Produkty te charakteryzują się zwiększoną wytrzymałością, odpornością na wibracje. Do lamp transportowych stosowane są specjalne cokoły, dzięki którym można szybko wymienić element oświetleniowy w ciasnych warunkach maszyny. Takie elementy działają z zasilacza samochodowego 6-220 V.
- Produkty do instrumentów optycznych. Dzisiaj prawie nigdy nie wydany. Wcześniej używany w projektorach filmowych, sprzęcie medycznym. Lampy tego typu mają kolbę o specjalnym kształcie.
- Włącz światło. Odnoszą się do klasy sygnału. Mają niewielki rozmiar żarówki, co pozwala na umieszczenie ich pod przyciskami paneli różnych instalacji.
Lampka ostrzegawcza dwuniciowa
Pod względem liczby włókien wszystkie elementy to:
- Podwójny wątek. Mają jeden świecący korpus dla dalekiego (silnego) światła i jeden dla świateł mijania (słabych). Stosowany w samochodach, lotnictwie, kolejowych światłach, w gwiazdach Kremla.
- Jednoniciowy. Znane żarówki wolframowe.
Korpus produktów o niskiej bezwładności ma wyjątkowo cienką spiralę. Wcześniej były używane do optycznych systemów rejestracji dźwięku. Istnieją również lampy grzewcze, które służą do ustawiania komór suszarniczych, pieców elektrycznych, sprzętu biurowego itp.
Zalety i wady
Żarówki mają wiele zalet:
- rozsądna cena;
- kompaktowe wymiary;
- natychmiastowa reakcja na włączenie / wyłączenie;
- brak migotania, niekorzystnie wpływający na oczy;
- bezwładność na gwałtowne wzrosty mocy;
- miękka gamma blasku, przyczyniająca się do relaksu, tworząc atmosferę komfortu;
- dobry współczynnik oddawania barw równy Ra 90;
- praca w każdych warunkach (w tym wysokiej wilgotności);
- stała dostępność dla konsumenta;
- przyjazność dla środowiska;
- brak hałasu podczas pracy;
- obojętność na promieniowanie jonizujące.
Wady lamp żarowych obejmują takie momenty:
- kruchość, wrażliwość na uszkodzenia mechaniczne;
- stosunkowo krótkie życie;
- niska wydajność, nieprzekraczająca 5-7% (stosunek zużytej mocy do promieniowania widzialnego);
- zagrożenie pożarowe przy bezpośrednim kontakcie lampy z substancjami palnymi (tekstylia, słoma itp.);
- prawdopodobieństwo wybuchu na skutek szoku termicznego lub pęknięcia spirali pod napięciem.
Mimo tych wszystkich niedociągnięć znajome żarówki pewnie zachowują swoje pozycje. Ponad 70% populacji WNP nadal z nich korzysta.
Wydajność i trwałość
Analizując układ lampy żarowej, należy zrozumieć jej skuteczność. Przy temperaturze światła 3400 kelwinów skuteczność elementu wynosi 15%. Odnosi się to do stosunku zużycia energii do światła widzialnego widocznego dla ludzkiego oka. Przy temperaturze 2700 K (średnia normalna dla zwykłej lampy domowej) wydajność wynosi tylko 5%.
Im wyższa temperatura poświaty, tym większa wydajność. Ale jednocześnie zmniejsza się żywotność produktu. Na przykład, jeśli zwiększysz napięcie o 20%, jasność oświetlenia stanie się silniejsza - wydajność żarówki wzrośnie, jednak żywotność zostanie zmniejszona o 90-95%. Odpowiednio, spadek napięcia prowadzi do zmniejszenia wydajności produktu i zwiększenia jego żywotności.
Jak zwiększyć żywotność żarówki
Zwykle zwykła żarówka domowa trwa średnio 700-1000 godzin. Ale w rzeczywistości element wypala się znacznie szybciej. Aby przedłużyć żywotność żarówki, należy zapobiegać czynnikom powodującym wypalenie się spirali.
- Przestrzegać zakresu napięcia. Jest wskazany na kolbie produktu. Z reguły jest równy 125–135 W, 220–230 W, 2,3–2,4 kW. Jeśli napięcie w domu zostanie przekroczone, produkt wypali się wcześniej. Na przykład w mieszkaniu maksymalne napięcie wynosi 220 V, a lampa została zakupiona w zakresie 125-135 V. Tutaj żarnik wypali się jednoznacznie szybciej, ponieważ zwiększa się wydajność produktu.
- Napraw wadliwe działanie wkładu. Jeśli lampy często się przepalają, warto je zbadać, dokładnie sprawdzając styki. W razie potrzeby wymień wkład.
- Wyeliminuj wibracje. Prowadzą do szybkiego wypalenia żarnika wolframowego. Dlatego przenoszenie urządzeń mobilnych najlepiej wykonać przy wyłączonej żarówce.
Aby przedłużyć żywotność żarówki, możesz zmniejszyć napięcie w sieci tylko o 7-8%. W takim przypadku produkt będzie trwał 3-3,5 razy dłużej przy ekonomicznym zużyciu energii.
