Slik på bryteren - og det mørke rommet endret seg umiddelbart, detaljene i de minste elementene i interiøret ble synlige. Dette er hvordan energi fra en liten enhet sprer seg umiddelbart, og oversvømmer alt rundt med lys. Hva får deg til å lage en så kraftig stråling? Svaret er skjult i navnet på belysningsenheten, som kalles en glødelampe.
Historien om opprettelsen av de første lyselementene
Opprinnelsen til de første glødelampene går tilbake til begynnelsen av 1800-tallet. Eller rettere sagt, lampen dukket opp litt senere, men effekten av gløden av platina og karbonstenger under påvirkning av elektrisk energi er allerede observert. To vanskelige spørsmål dukket opp foran forskere:
- finne materialer med høy motstand som er i stand til å varmes opp under påvirkning av strøm til en tilstand med emisjon av lys;
- Forebygging av rask forbrenning av materialet i luften.
Forskning ogoppfinnelser av den russiske vitenskapsmannen Alexander Nikolaevich Lodygin og amerikaneren Thomas Edison.
Lodygin foreslo å bruke karbonstaver som et glødeelement, som var i en forseglet kolbe. Ulempen med designet var vanskeligheten med å pumpe ut luft, hvis rester bidro til rask forbrenning av stengene. Men likevel brant lampene hans i flere timer, og utviklinger og patenter ble grunnlaget for å skape mer holdbare enheter.
Den amerikanske vitenskapsmannen Thomas Edison, etter å ha gjort seg kjent med verkene til Lodygin, laget en effektiv vakuumkolbe, der han plasserte en karbontråd laget av bambusfiber. Edison forsynte også lampebasen med en gjenget forbindelse som er iboende i moderne lamper, og oppfant mange elektriske elementer, for eksempel: en plugg, en sikring, en dreiebryter og mye mer. Effektiviteten til Edison-glødelampen var liten, selv om den kunne fungere i opptil 1000 timer og fikk praktisk bruk.
Deretter ble det foreslått å bruke ildfaste metaller i stedet for karbonelementer. Wolframglødetråden som brukes i moderne glødelamper ble også patentert av Lodygin.
Enheten og prinsippet for drift av lampen
Designet til en glødelampe har ikke endret seg fundament alt på mer enn hundre år. Det inkluderer:
- En hermetisk forseglet kolbe som avgrenser arbeidsrommet og er fylt med en inert gass.
- Sokkelen som harspiralform. Den tjener til å holde lampen i stikkontakten og koble den elektrisk til strømførende deler.
- Ledere som leder strøm fra basen til spiralen og holder den.
- Glødende spiral, hvis oppvarming skaper utslipp av lysenergi.
Når en elektrisk strøm går gjennom en spole, varmes den øyeblikkelig opp til de høyeste temperaturene opptil 2700 grader. Dette skyldes at spiralen har stor strømmotstand og det brukes mye energi på å overvinne denne motstanden, som frigjøres som varme. Varme varmer opp metallet (wolfram), og det begynner å sende ut fotoner av lys. På grunn av det faktum at kolben ikke inneholder oksygen, oksiderer ikke wolfram under oppvarming, og det brenner ikke ut. En inert gass hindrer varme metallpartikler fra å fordampe.
Hva er effektiviteten til en glødelampe
Effektivitet viser hvor stor prosentandel av energien som brukes som blir omgjort til nyttig arbeid, og hva som ikke blir det. Når det gjelder en glødelampe er virkningsgraden lav, siden bare 5-10 % av energien går til å sende ut lys, resten frigjøres som varme.
Effektiviteten til de første glødelampene, der karbonstaven fungerte som glødetråden, var enda lavere sammenlignet med moderne enheter. Dette skyldes ekstra tap på grunn av konveksjon. Spiralfilamenter har en lavere prosentandel av disse tapene.
Effektiviteten til en glødelampe avhenger direkte av spiralens varmetemperatur. Som standard varmer en 60 W lampespole opp til 2700 ºС, kldenne effektiviteten er bare 5 %. Det er mulig å øke varmeverdien til 3400 ºС ved å øke spenningen, men dette vil redusere levetiden til enheten med mer enn 90 %, selv om lampen vil skinne sterkere og effektiviteten øker til 15 %.
Det er feil å tro at en økning i lampeeffekten (100, 200, 300 W) fører til en økning i effektiviteten bare fordi lysstyrken til enheten har økt. Lampen begynte å lyse sterkere på grunn av den større kraften til selve spiralen, og som et resultat av større lyseffekt. Men energikostnadene har også økt. Derfor vil effektiviteten til en 100 W glødelampe også være innenfor 5-7%.
varianter av glødelamper
Glødelamper kommer i ulike design og funksjonelle formål. De er delt inn i lysarmaturer:
- Generell bruk. Disse inkluderer lamper for husholdningsbruk med forskjellig effekt, designet for nettspenning på 220 V.
- Dekorativ design. De har ikke-standard typer kolber i form av stearinlys, kuler og andre former.
- Belysningstype. Fargede lamper med lav effekt for fargerik belysning.
- Lokal destinasjon. Sikre spenningsenheter opptil 40 V. De brukes på produksjonsbord for å lyse opp arbeidsplassene til verktøymaskiner
- Speilbelagt. Lamper som skaper retningsbestemt lys.
- Sign altype. Brukte i dashbordene til forskjellige enheter.
- For transport. Et bredt utvalg av lamper med økt slitestyrke og pålitelighet. Har en brukervennlig design for rask utskifting.
- For spotlights. Lamper med økt effekt, som når opptil 10 000 W.
- For optiske enheter. Lamper for filmprojektorer og lignende enheter.
- Kommutator. Brukes som segmenter av den digitale visningen av måleinstrumenter.
Positive og negative sider av glødelamper
Belysningsenheter av glødelampe har sine egne egenskaper. Positive inkluderer:
- øyeblikkelig tenning av spolen;
- miljøsikkerhet;
- liten størrelse;
- fair price;
- muligheten til å lage enheter med forskjellig kraft og driftsspenning av både AC og DC;
- allsidig bruk.
Til negativ:
- glødelampe med lav effektivitet;
- følsomhet for livreddende strømstøt;
- kort arbeidstid som ikke overstiger 1000;
- brannfare for lamper på grunn av sterk oppvarming av pæren;
- skjørt design.
Andre typer lysarmaturer
Det finnes belysningslamper, hvis prinsipp er fundament alt forskjellig fra driften til glødelamper. Disse inkluderer gassutladning og LED-lamper.
Det er mange lysbue- eller gassutladningslamper, men de er alle basert på gløden av gass når det oppstår en lysbue mellom elektrodene. Gløden oppstår i det ultrafiolette spekteret, som deretter omdannes til synlig for det menneskelige øyet.ved å passere gjennom fosforbelegget.
Prosessen som skjer i en gassutladningslampe inkluderer to arbeidstrinn: opprettelsen av en lysbueutladning og opprettholdelse av ionisering og glød av gassen i pæren. Derfor har alle typer slike lysarmaturer et strømstyringssystem. Fluorescerende enheter har høyere effektivitet enn glødelamper, men er utrygge fordi de inneholder kvikksølvdamp.
LED-belysningsenheter er de mest moderne systemene. Effektiviteten til en glødelampe og en LED-lampe er uforlignelig. I sistnevnte når den 90%. Prinsippet for drift av LED er basert på gløden til en viss type halvleder under påvirkning av spenning.
Hva en glødepære ikke liker
Levetiden til en vanlig glødelampe vil bli forkortet hvis:
- Spenningen i nettverket er konstant overvurdert fra den nominelle, som lysenheten er designet for. Dette skyldes en økning i driftstemperaturen til varmelegemet og som et resultat økt fordampning av metallegeringen, noe som fører til feil. Selv om effektiviteten til glødelampen vil være større.
- Rist lampen skarpt under drift. Når metallet varmes opp til en tilstand nær smelting, og avstanden mellom svingene i spiralen reduseres på grunn av utvidelsen av stoffet, kan enhver mekanisk, brå bevegelse føre til en inter-svingkrets som er umerkelig for øyet. Dette reduserer den totale motstanden til spolen mot strøm, bidrar til dens større oppvarming og raskereutbrenthet.
- Vann kommer på den oppvarmede kolben. Det oppstår en temperaturforskjell ved treffpunktet, som får glasset til å knuse.
- Berør fingrene på pæren til halogenlampen. En halogenlampe er en type glødelampe, men har en betydelig høyere lys- og varmeeffekt. Ved berøring forblir en usynlig fet flekk fra fingeren på kolben. Under påvirkning av temperatur brenner fettet ut, og danner karbonavleiringer som hindrer varmeoverføring. Som et resultat, ved kontaktpunktet, begynner glasset å smelte og kan sprekke eller svelle, og forstyrre gassregimet inne, noe som fører til utbrenning av spiralen. Halogenglødelamper har høyere effektivitet enn vanlige.
Slik bytter du lampen
Hvis lampen er utbrent, men pæren ikke har kollapset, kan du bytte den etter at den er helt avkjølt. I dette tilfellet, slå av strømmen. Ved skruing av lampen trenger ikke øynene å rettes i dens retning, spesielt hvis det ikke er mulig å slå av strømmen.
Når pæren sprakk, men beholdt formen, er det lurt å ta en bomullsklut, brette den i flere lag og pakke den rundt lampen og prøve å fjerne glasset. Deretter, bruk en tang med isolerte håndtak, skru forsiktig av basen og skru inn en ny lampe. Alle operasjoner må utføres med strømmen av.
Konklusjon
Til tross for at effektiviteten til en glødelampe er en liten prosentandel og den har flere og flere konkurrenter, er den relevant på mange områder av livet. Det er til og med den eldste lyspæren, som har virket kontinuerlig i mer enn hundre år. Er ikke dette en bekreftelse og videreføring av genialiteten til tanken om en person som streber etter å forandre verden?
