Det som lyser i en elektrisk lampe. Glødelampe og dens funksjoner. Hvordan øke levetiden til en glødelampe

Glødelampe

Glødelampe- en elektrisk lyskilde der et glødende legeme (ildfast leder), plassert i en gjennomsiktig beholder evakuert eller fylt med en inert gass, varmes opp til en høy temperatur på grunn av strømmen av elektrisk strøm gjennom den, som et resultat av at den sender ut i et bredt spektralområde, inkludert synlig lys. Glødetrådlegemet som for tiden brukes er hovedsakelig en spiral av wolframbaserte legeringer.

Driftsprinsipp

Lampen bruker effekten av å varme opp lederen (glødelegeme) når elektrisk strøm flyter gjennom den ( termisk effekt av strøm). Temperaturen på filamentet øker kraftig etter at strømmen er slått på. Et filamentlegeme avgir elektromagnetisk termisk stråling i samsvar med Plancks lov. Planck-funksjonen har et maksimum, hvis posisjon på bølgelengdeskalaen avhenger av temperaturen. Dette maksimumet skifter med økende temperatur mot kortere bølgelengder (Wiens forskyvningslov). For å oppnå synlig stråling må temperaturen være i størrelsesorden flere tusen grader. Ved en temperatur på 5770 (temperaturen på overflaten til solen), matcher lyset med solspekteret. Jo lavere temperatur, jo lavere andel synlig lys, og jo mer "rød" strålingen vises.

Glødelampen omdanner en del av den elektriske energien som forbrukes til stråling, mens en del går tapt som følge av prosessene med varmeledning og konveksjon. Bare en liten brøkdel av strålingen ligger i området med synlig lys, hovedandelen kommer fra infrarød stråling. For å øke effektiviteten til lampen og oppnå det mest "hvite" lyset, er det nødvendig å øke temperaturen på glødetråden, som igjen er begrenset av egenskapene til glødetrådsmaterialet - smeltepunktet. En temperatur på 5771 K er uoppnåelig, fordi ved denne temperaturen smelter ethvert kjent materiale, kollapser og slutter å lede elektrisk strøm. Moderne glødelamper bruker materialer med maksimalt smeltepunkt - wolfram (3410 °C) og, svært sjelden, osmium (3045 °C).

For å vurdere denne lyskvaliteten brukes fargetemperatur. Ved temperaturer på 2200-3000 K som er typiske for glødelamper, sendes det ut et gulaktig lys, forskjellig fra dagslys. Om kvelden, "varm" (< 3500 K) свет более комфортен и меньше подавляет естественную выработку мелатонина , важного для регуляции суточных циклов организма и нарушение его синтеза негативно сказывается на здоровье.

I vanlig luft ved slike temperaturer vil wolfram umiddelbart bli til oksid. Av denne grunn plasseres glødetrådslegemet i en kolbe, hvorfra luft pumpes ut under produksjonsprosessen til lampen. De første ble laget ved hjelp av vakuum; For øyeblikket produseres bare laveffektlamper (for generelle lamper - opptil 25 W) i en evakuert kolbe. Pærene til kraftigere lamper er fylt med en inert gass (nitrogen, argon eller krypton). Det økte trykket i pæren til gassfylte lamper reduserer kraftig fordampningshastigheten av wolfram, på grunn av hvilken ikke bare levetiden til lampen øker, men det er også mulig å øke temperaturen på glødelegemet, noe som gjør det mulig å øke effektiviteten og bringe utslippsspekteret nærmere hvitt. Pæren til en gassfylt lampe mørkner ikke like raskt på grunn av avsetning av glødetrådsmateriale som i en vakuumlampe.

Design

Design av en moderne lampe. I diagrammet: 1 - kolbe; 2 - kolbehulrom (støvsuget eller fylt med gass); 3 - filamentlegeme; 4, 5 - elektroder (strøminnganger); 6 - krokerholdere til filamentkroppen; 7 - lampeben; 8 - ekstern kobling av strømledning, sikring; 9 - basekropp; 10 - base isolator (glass); 11 - kontakt av bunnen av basen.

Designene til glødelamper er svært forskjellige og avhenger av formålet. Imidlertid er de vanlige elementene glødetråden, pære og strømledninger. Avhengig av egenskapene til en bestemt type lampe, kan filamentholdere av forskjellige design brukes; lamper kan gjøres baseløse eller med forskjellige typer baser, ha en ekstra ekstern pære og andre ekstra strukturelle elementer.

I utformingen av universallamper er det gitt en sikring - en kobling laget av en ferronikkellegering, sveiset inn i gapet til en av strømledningene og plassert utenfor pæren - vanligvis i benet. Formålet med sikringen er å forhindre ødeleggelse av pæren når glødetråden ryker under drift. Faktum er at i dette tilfellet oppstår en elektrisk lysbue i bruddsonen, som smelter det gjenværende filamentet; dråper av smeltet metall kan ødelegge glasset i kolben og forårsake brann. Sikringen er utformet på en slik måte at når lysbuen tennes, blir den ødelagt under påvirkning av en lysbuestrøm som betydelig overstiger lampens merkestrøm. Ferronikkelleddet er plassert i et hulrom hvor trykket er lik atmosfærisk trykk, og derfor går lysbuen lett ut. På grunn av deres lave effektivitet er bruken nå forlatt.

Kolbe

Pæren beskytter glødetråden mot eksponering for atmosfæriske gasser. Dimensjonene til pæren bestemmes av avsetningshastigheten til filamentlegemematerialet.

Gassmiljø

Pærene til de første lampene ble evakuert. De fleste moderne lamper er fylt med kjemisk inerte gasser (bortsett fra laveffektslamper, som fortsatt lages vakuum). Varmetap som oppstår på grunn av termisk ledningsevne reduseres ved å velge en gass med stor molar masse. Blandinger av nitrogen N2 med argon Ar er de vanligste på grunn av deres lave kostnader; ren tørket argon brukes også, sjeldnere krypton Kr eller xenon Xe (molare masser: N2 - 28.0134 / mol; Ar: 39.948 g / mol; Kr - 83,798 g/mol; Xe - 131,293 g/mol).

Halogenlampe

Glødetråden til de første lampene var laget av kull (sublimeringstemperatur 3559 °C). Moderne lamper bruker nesten utelukkende filamenter laget av wolfram, noen ganger en osmium-wolfram-legering. For å redusere størrelsen på filamentlegemet gis den vanligvis formen av en spiral; noen ganger utsettes spiralen for gjentatt eller til og med tertiær spiralisering, og oppnår henholdsvis en bispiral eller trispiral. Effektiviteten til slike lamper er høyere på grunn av redusert varmetap på grunn av konveksjon (tykkelsen på Langmuir-laget avtar).

Elektriske parametere

Lamper er produsert for ulike driftsspenninger. Strømstyrken bestemmes av Ohms lov ( I=U/R) og kraft i henhold til formelen P=UI, eller P=U²/R. Siden metaller har lav resistivitet, trengs en lang og tynn ledning for å oppnå slik motstand. Trådtykkelsen i konvensjonelle lamper er 40-50 mikron.

Siden glødetråden har romtemperatur når den slås på, er motstanden en størrelsesorden mindre enn driftsmotstanden. Derfor, når den er slått på, flyter en veldig stor strøm (ti til fjorten ganger driftsstrømmen). Når glødetråden varmes opp, øker motstanden og strømmen avtar. I motsetning til moderne lamper, fungerte tidlige glødelamper med karbonfilamenter på motsatt prinsipp når de ble slått på - når de ble oppvarmet, ble motstanden redusert og gløden økte sakte. Den økende motstandskarakteristikken til glødetråden (når strømmen øker, øker motstanden) tillater bruk av en glødelampe som en primitiv strømstabilisator. I dette tilfellet er lampen koblet i serie til den stabiliserte kretsen, og den gjennomsnittlige strømverdien velges slik at lampen fungerer med full intensitet.

I blinkende lamper er en bimetallbryter bygget i serie med glødetråden. På grunn av dette fungerer slike lamper uavhengig i flimrende modus.

Utgangspunkt

I USA og Canada brukes forskjellige stikkontakter (dette skyldes delvis en annen spenning i nettverkene - 110 V, så forskjellige størrelser på stikkontakter forhindrer utilsiktet innskruing av europeiske lamper designet for en annen spenning): E12 (kandelaber), E17 (middels), E26 (standard eller medium), E39 (mogul). Også, i likhet med Europa, er det baser uten tråder.

Nomenklatur

I henhold til deres funksjonelle formål og designfunksjoner er glødelamper delt inn i:

generelle lamper(frem til midten av 1970-tallet ble begrepet "normallyslamper" brukt). Den mest utbredte gruppen av glødelamper beregnet for generell, lokal og dekorativ belysning. Siden 2008, på grunn av vedtakelsen av en rekke stater av lovgivende tiltak rettet mot å redusere produksjonen og begrense bruken av glødelamper med det formål å spare energi, begynte produksjonen deres å avta;
dekorative lamper, produsert i formede kolber. De vanligste er lysformede kolber med en diameter på ca. 35 mm og sfærisk med en diameter på ca. 45 mm;
lokale belysningslamper, strukturelt lik universallamper, men designet for lav (sikker) driftsspenning - 12, 24 eller 36 (42) V. Bruksområde - håndholdte (bærbare) lamper, samt lokale belysningslamper i industrielle lokaler (på maskiner, arbeidsbenker og etc., hvor utilsiktet lampebrudd er mulig);
belysningslamper, produsert i malte kolber. Formål - belysningsinstallasjoner av ulike typer. Som regel har lamper av denne typen lav effekt (10-25 W). Kolber farges vanligvis ved å påføre et lag med uorganisk pigment på deres indre overflate. Mindre vanlig brukt er lamper med pærer malt på utsiden med farget lakk (farget tsaponlac), deres ulempe er den raske falmingen av pigmentet og utslipp av lakkfilmen på grunn av mekanisk stress;
speil glødelamper har en spesialformet kolbe, hvorav en del er dekket med et reflekterende lag (en tynn film av termisk sprøytet aluminium). Formålet med speiling er romlig omfordeling av lysstrømmen til lampen for den mest effektive bruken innenfor en gitt romvinkel. Hovedformålet med speil-LN-er er lokalisert lokal belysning;
varsellys brukes i ulike belysningsenheter (midler for visuell visning av informasjon). Dette er laveffektslamper designet for å vare lenge. I dag blir de erstattet av lysdioder;
transport lamper- en ekstremt bred gruppe lamper designet for å fungere på forskjellige kjøretøy (biler, motorsykler og traktorer, fly og helikoptre, lokomotiver og vogner på jernbaner og undergrunnsbaner, elve- og sjøfartøyer). Karakteristiske egenskaper: høy mekanisk styrke, vibrasjonsmotstand, bruk av spesielle stikkontakter som lar deg raskt skifte ut lamper under trange forhold og samtidig forhindre at lampene spontant faller ut av stikkontaktene. Designet for strømforsyning fra kjøretøyets elektriske nettverk om bord (6-220 V);
spotlight lamper har vanligvis høy effekt (opptil 10 kW; tidligere ble det produsert lamper på opptil 50 kW) og høy lyseffektivitet. De brukes i belysningsenheter til forskjellige formål (belysning og signalering). Filamentspiralen til en slik lampe er vanligvis lagt ut mer kompakt i pæren på grunn av en spesiell design og oppheng for bedre fokusering;
lamper for optiske instrumenter, som inkluderer de masseproduserte frem til slutten av 1900-tallet. lamper for filmprojeksjonsutstyr har kompakte spiraler, mange er plassert i spesialformede kolber. Brukes i ulike enheter (måleinstrumenter, medisinsk utstyr, etc.);

Spesielle lamper

Glødelampe (24V 35mA)

Oppfinnelseshistorie

Lodygins lampe

Thomas Edisons lampe med karbonfiberfilament.

I 1809 bygde engelskmannen Delarue den første glødelampen (med platinaglødetråd).
I 1838 oppfant belgieren Jobard karbonglødelampen.
I 1854 utviklet tyskeren Heinrich Goebel den første «moderne» lampen: en forkullet bambustråd i et evakuert fartøy. I løpet av de neste 5 årene utviklet han det mange kaller den første praktiske lampen.
I 1860 demonstrerte den engelske kjemikeren og fysikeren Joseph Wilson Swan de første resultatene og fikk patent, men vanskeligheter med å få vakuum førte til at Swans lampe ikke fungerte lenge og var ineffektiv.
Den 11. juli 1874 mottok den russiske ingeniøren Alexander Nikolaevich Lodygin patentnummer 1619 for en glødelampe. Han brukte en karbonstang plassert i et evakuert fartøy som filament.
I 1875 forbedret V.F. Didrikhson Lodygins lampe ved å pumpe luft ut av den og bruke flere hår i lampen (hvis ett av dem brant ut, slo det neste seg på automatisk).
Den engelske oppfinneren Joseph Wilson Swan mottok et britisk patent på en karbonfiberlampe i 1878. I lampene hans var fiberen i en sjeldnet oksygenatmosfære, noe som gjorde det mulig å oppnå svært sterkt lys.
I andre halvdel av 1870-årene utførte den amerikanske oppfinneren Thomas Edison forskningsarbeid der han prøvde ulike metaller som tråder. I 1879 patenterte han en lampe med platina-glødetråd. I 1880 vendte han tilbake til karbonfiber og skapte en lampe med en levetid på 40 timer. Samtidig oppfant Edison husholdningens dreiebryter. Til tross for en så kort levetid, erstatter lampene gassbelysningen som ble brukt til da.
På 1890-tallet oppfant A. N. Lodygin flere typer lamper med filamenter laget av ildfaste metaller. Lodygin foreslo å bruke wolframfilamenter i lamper (dette er det som brukes i alle moderne lamper) og molybden og vri filamentet i form av en spiral. Han gjorde de første forsøkene på å pumpe luft ut av lamper, noe som bevarte glødetråden fra oksidasjon og økte levetiden mange ganger. Den første amerikanske kommersielle lampen med wolframglødetråd ble deretter produsert i henhold til Lodygins patent. Han produserte også gassfylte lamper (med karbonfilament og nitrogenfylling).
Siden slutten av 1890-tallet dukket det opp lamper med glødetråder laget av magnesiumoksid, thorium, zirkonium og yttrium (Nernst-lampe) eller glødetråder av metallosmium (Auer-lampe) og tantal (Bolton- og Feuerlein-lampe).
I 1904 mottok ungarerne Dr. Sandor Just og Franjo Hanaman patent nr. 34541 for bruk av wolframfilament i lamper. De første slike lamper ble produsert i Ungarn, og kom inn på markedet gjennom det ungarske selskapet Tungsram i 1905.
I 1906 solgte Lodygin et patent på en wolframfilament til General Electric. I samme 1906, i USA, bygde og satte han i drift et anlegg for elektrokjemisk produksjon av wolfram, krom og titan. På grunn av de høye kostnadene for wolfram, finner patentet kun begrenset bruk.
I 1910 oppfant William David Coolidge en forbedret metode for å produsere wolframfilament. Deretter fortrenger wolframfilamentet alle andre typer filamenter.
Det gjenværende problemet med den raske fordampningen av glødetråden i et vakuum ble løst av en amerikansk vitenskapsmann, en kjent spesialist innen vakuumteknologi, Irving Langmuir, som siden 1909 jobbet hos General Electric introduserte fylling av pærer i produksjonen. med inerte, eller mer presist, tunge edelgasser (spesielt - argon), som betydelig økte driftstiden og økte lyseffekten.

Effektivitet og holdbarhet

Holdbarhet og lysstyrke avhengig av driftsspenning

Nesten all energien som tilføres lampen omdannes til stråling. Tap på grunn av varmeledningsevne og konveksjon er små. Imidlertid er bare et lite utvalg av bølgelengder av denne strålingen tilgjengelig for det menneskelige øyet. Hovedtyngden av strålingen ligger i det usynlige infrarøde området og oppfattes som varme. Effektiviteten til glødelamper når sin maksimale verdi på 15% ved en temperatur på omtrent 3400. Ved praktisk talt oppnåelige temperaturer på 2700 (vanlig 60 W lampe) er effektiviteten 5 %.

Når temperaturen øker, øker effektiviteten til en glødelampe, men samtidig reduseres holdbarheten betydelig. Ved en glødetrådstemperatur på 2700 er lampens levetid omtrent 1000 timer, ved 3400 bare noen få timer. Som vist i figuren til høyre, når spenningen øker med 20 %, dobles lysstyrken. Samtidig reduseres levetiden med 95 %.

Reduser forsyningsspenningen, selv om det reduserer effektiviteten, men øker holdbarheten. Så, halvering av spenningen (for eksempel når den er koblet i serie) reduserer effektiviteten med omtrent 4-5 ganger, men øker levetiden med nesten tusen ganger. Denne effekten brukes ofte når det er nødvendig å gi pålitelig nødbelysning uten spesielle krav til lysstyrke, for eksempel på trappeavsatser. Ofte for dette formålet, når den drives av vekselstrøm, er lampen koblet i serie med en diode, på grunn av hvilken strøm strømmer inn i lampen bare i halve perioden.

Siden kostnaden for elektrisitet som forbrukes i løpet av levetiden til en glødelampe er titalls ganger høyere enn kostnaden for selve lampen, er det en optimal spenning der kostnaden for lysstrømmen er minimal. Den optimale spenningen er litt høyere enn den nominelle spenningen, så metoder for å øke holdbarheten ved å senke forsyningsspenningen er absolutt ulønnsomme fra et økonomisk synspunkt.

Den begrensede levetiden til en glødelampe skyldes i mindre grad fordampning av glødetrådsmaterialet under drift, og i større grad inhomogenitetene som oppstår i glødetråden. Ujevn fordampning av filamentmaterialet fører til utseendet av tynne områder med økt elektrisk motstand, som igjen fører til enda større oppvarming og fordampning av materialet på slike steder. Når en av disse innsnevringene blir så tynne at glødetrådsmaterialet på det tidspunktet smelter eller fordamper fullstendig, blir strømmen avbrutt og lampen svikter.

Den største slitasjen på glødetråden oppstår når spenningen plutselig påføres lampen, så levetiden kan økes betydelig ved å bruke ulike typer mykstartenheter.

Et wolframfilament har en kaldresistivitet som bare er 2 ganger høyere enn for aluminium. Når en lampe brenner ut, hender det ofte at kobbertrådene som forbinder sokkelkontaktene til spiralholderne brenner ut. Dermed bruker en vanlig 60 W-lampe over 700 W når den er slått på, og en 100 W-lampe bruker mer enn en kilowatt. Når spolen varmes opp, øker motstanden, og effekten faller til dens nominelle verdi.

For å jevne ut toppeffekt kan termistorer med sterkt avtagende motstand når de varmes opp, reaktiv ballast i form av kapasitans eller induktans, og dimmere (automatiske eller manuelle) brukes. Spenningen på lampen øker når spolen varmes opp og kan brukes til automatisk å omgå ballasten. Uten å slå av ballasten kan lampen miste fra 5 til 20 % av effekten, noe som også kan være gunstig for å øke ressursen.

Lavspente glødelamper med samme effekt har lengre levetid og lyseffekt på grunn av det større tverrsnittet av glødelegemet. Derfor, i multi-lamp lamper (lysekroner), er det tilrådelig å bruke sekvensiell svitsjing av lamper ved lavere spenning i stedet for parallell svitsjing av lamper ved nettspenning. For eksempel, i stedet for seks 220V 60W-lamper koblet parallelt, bruk seks 36V 60W-lamper koblet i serie, det vil si, bytt ut seks tynne spiraler med en tykk.

Type	Relativ lyseffektivitet	Lyseffektivitet (lumen/watt)
Glødelampe 40 W	1,9 %	12,6
Glødelampe 60 W	2,1 %	14,5
Glødelampe 100 W	2,6 %	17,5
Halogen lamper	2,3 %	16
Halogenlamper (med kvartsglass)	3,5 %	24
Høytemperatur glødelampe	5,1 %	35
Absolutt svart kropp ved 4000 K	7,0 %	47,5
Absolutt svartkropp ved 7000 K	14 %	95
Perfekt hvit lyskilde	35,5 %	242,5
Ideell monokromatisk 555 nm (grønn) kilde	100 %	683

Nedenfor er et omtrentlig forhold mellom kraft og lysstrøm for konvensjonelle gjennomsiktige glødelamper i form av en "pære", populær i Russland, base E27, 220V.

Typer glødelamper

Glødelamper er delt inn i (ordnet i rekkefølge for økende effektivitet):

Vakuum (det enkleste)
Argon (nitrogen-argon)
Krypton (omtrent +10 % lysstyrke fra argon)
Xenon (2 ganger lysere enn argon)
Halogen (fyllstoff I eller Br, 2,5 ganger lysere enn argon, lang levetid, liker ikke underoppvarming, siden halogensyklusen ikke fungerer)
Halogen med to kolber (mer effektiv halogensyklus på grunn av bedre oppvarming av den indre kolben)
Xenon-halogen (Xe + I eller Br fyllstoff, det mest effektive fyllstoffet, opptil 3 ganger lysere enn argon)
Xenon-halogen med en IR-strålingsreflektor (siden det meste av lampestrålingen er i IR-området, øker refleksjonen av IR-stråling inn i lampen betydelig effektiviteten, produsert for jaktlykter)
Filament med et belegg som omdanner IR-stråling til det synlige området. Utvikling av lamper med høytemperaturfosfor pågår, som avgir et synlig spektrum ved oppvarming.

Fordeler og ulemper med glødelamper

Fordeler:

veletablert masseproduksjon
lav kostnad
små størrelser
mangel på ballaster
ufølsomhet for ioniserende stråling
rent aktiv elektrisk motstand (enhetseffektfaktor)
rask tilgang til arbeidsmodus
lav følsomhet for strømbrudd og spenningsstøt
fravær av giftige komponenter og som et resultat ikke behov for innsamlings- og deponeringsinfrastruktur
evne til å jobbe med alle typer strøm
ufølsom for spenningspolaritet
evnen til å produsere lamper for et bredt spekter av spenninger (fra brøkdeler av en volt til hundrevis av volt)
ingen flimring ved drift med vekselstrøm (viktig i bedrifter).
ingen summing når du kjører på vekselstrøm
kontinuerlig utslippsspektrum
hyggelig og kjent spekter
motstand mot elektromagnetisk puls
Mulighet for å bruke lysstyrkekontroller
ikke redd for lave og høye omgivelsestemperaturer, motstandsdyktig mot kondens

Feil:

Import-, innkjøps- og produksjonsbegrensninger

På grunn av behovet for å spare strøm og redusere utslipp av karbondioksid til atmosfæren, har mange land innført eller planlegger å innføre et forbud mot produksjon, kjøp og import av glødelamper for å tvinge dem til å erstatte dem med energisparende (kompaktlysrør) , LED, induksjon, etc.) lamper.

I Russland

I følge noen kilder ble det i 1924 oppnådd en avtale mellom kartelldeltakerne om å begrense levetiden til glødelamper til 1000 timer. Samtidig ble alle lampeprodusenter som tilhørte kartellet pålagt å opprettholde streng teknisk dokumentasjon for å overholde tiltak for å forhindre at lampens livssyklus overstiger 1000 timer.

I tillegg utviklet kartellet de nåværende Edisons basisstandarder.

se også

Notater

Hvite LED-lamper undertrykker melatoninproduksjonen - Gazeta.Ru | Vitenskapen
Kjøp verktøy, belysning, elektrisk og datakommunikasjon på GoodMart.com
Fotolampe // Fotokinoteknologi: Encyclopedia / Sjefredaktør E. A. Iofis. - M.: Soviet Encyclopedia, 1981.
E. M. Goldovsky. Sovjetisk filmteknologi. Forlag ved USSR Academy of Sciences, Moskva-Leningrad. 1950, s. 61
Historien om oppfinnelsen og utviklingen av elektrisk belysning
David Charlet. King of Invention Thomas Alva Edison
Electrical Engineering Encyclopedia. Historien om oppfinnelsen og utviklingen av elektrisk belysning
A. de Ladyguine, OSS. Patent 575 002 "Illuminant for glødelamper". Søknad 4. januar 1893 .
G.S. Landsberg. Elementær lærebok i fysikk (russisk). Arkivert fra originalen 1. juni 2012. Hentet 15. april 2011.
no: Glødepære
[Glødelampe]- artikkel fra Small Encyclopedic Dictionary of Brockhaus og Efron
Tungsrams historie (PDF). Arkivert(Engelsk)
Ganz og Tungsram - det 20. århundre (engelsk). (utilgjengelig lenke - historie) Hentet 4. oktober 2009.
A.D. Smirnov, K.M. Antipov. Energiingeniørens oppslagsbok. Moskva, "Energoatomizdat", 1987.
Keefe, T.J. Lysets natur (2007). Arkivert fra originalen 1. juni 2012. Hentet 5. november 2007.
Klipstein, Donald L. The Great Internet Light Bulb Book, del I (1996). Arkivert fra originalen 1. juni 2012. Hentet 16. april 2006.
Svart kropps synlig spektrum
Se lysstyrkefunksjon.
Glødelamper, egenskaper. Arkivert fra originalen 1. juni 2012.
Taubkin S.I. Brann og eksplosjon, trekk ved deres undersøkelse - M., 1999 s. 104
1. september slutter EU å selge 75-watts glødelamper.
EU begrenser salget av glødelamper fra 1. september, europeere er misfornøyde. Interfax-Ukraina.
Medvedev foreslo å forby «Ilyich-lyspærer», Lenta.ru, 07/02/2009.
Den russiske føderasjonens føderale lov av 23. november 2009 nr. 261-FZ "Om energisparing og økende energieffektivitet og om innføring av endringer i visse rettsakter fra den russiske føderasjonen."
Saboter vetoretten , Lenta.ru, 28.01.2011.
"Lisma" har begynt å produsere en ny serie glødelamper, State Unitary Enterprise RM "LISMA".
Behovet for oppfinnelse er utspekulert: 95W glødelamper har dukket opp på salg, EnergoVOPROS.ru.

For øyeblikket har en 100 W glødelampe følgende design:

Hermetisk pæreformet glasskolbe. Luften er delvis pumpet ut av den eller erstattet med inertgass. Dette gjøres for å hindre at wolframfilamentet brenner ut.
Inne i kolben er det et ben som to elektroder og flere metall (molybden) holdere er festet til, som støtter wolframfilamentet, og hindrer det i å synke og knekke under sin egen vekt under oppvarming.
Den smale delen av den pæreformede pæren er festet i et bunnhus av metall, som har en spiralgjenge for skruing inn i stikkontakten. Den gjengede delen er en kontakt, en elektrode er loddet til den.
Den andre elektroden er loddet til kontakten på bunnen av basen. Den har en ringformet tetning rundt seg fra den gjengede kroppen.

Avhengig av de spesielle driftsforholdene, kan noen strukturelle elementer være fraværende (for eksempel en base eller holdere), modifisert (for eksempel en base) eller supplert med andre deler (en ekstra pære). Men deler som filament, pære og elektroder er hoveddelene.

Driftsprinsippet til en elektrisk glødelampe

Gløden til en elektrisk glødelampe er forårsaket av oppvarming av en wolframglødetråd som en elektrisk strøm passerer gjennom. Valget til fordel for wolfram i fremstillingen av det selvlysende legemet ble gjort av den grunn at det av mange ildfaste ledende materialer er det minst kostbare. Men noen ganger er glødetråden til elektriske lamper laget av andre metaller: osmium og rhenium.
Lampens kraft avhenger av størrelsen på glødetråden som brukes. Det vil si at det avhenger av lengden og tykkelsen på ledningen. Så en 100 W glødelampe vil ha en lengre glødetråd enn en 60 W glødelampe.

Noen funksjoner og formål med de strukturelle elementene til en wolframlampe

Hver del i en elektrisk lampe har sitt eget formål og utfører sine funksjoner:

Kolbe. Den er laget av glass, et ganske billig materiale som oppfyller de grunnleggende kravene:
– høy gjennomsiktighet lar lysenergi passere gjennom og absorbere den til et minimum, og unngår ytterligere oppvarming (denne faktoren er av største betydning for belysningsenheter);
– varmebestandighet gjør det mulig å tåle høye temperaturer på grunn av oppvarming fra en varm glødetråd (for eksempel i en 100 W lampe varmes pæren opp til 290 ° C, 60 W - 200 ° C; 200 W - 330 ° C; 25 W - 100 ° C, 40 W - 145 ° C);
– hardhet gjør at den tåler ytre trykk ved utpumping av luft, og ikke kollapser når den skrus inn.
Fylling av kolben. Et svært sjeldne miljø tillater å minimere varmeoverføringen fra den varme glødetråden til lampedelene, men forbedrer fordampningen av partikler i den varme kroppen. Fylling med en inert gass (argon, xenon, nitrogen, krypton) eliminerer sterk fordampning av wolfram fra spolen, forhindrer glødetråden i å antennes og minimerer varmeoverføringen. Bruken av halogener gjør at det fordampede wolframet kan gå tilbake til det spiralformede filamentet.
Spiral. Den er laget av wolfram, som tåler 3400°C, rhenium – 3400°C, osmium – 3000°C. Noen ganger, i stedet for en spiralfilament, brukes et bånd eller en kropp med en annen form i lampen. Tråden som brukes har et rundt tverrsnitt; for å redusere størrelse og energitap for varmeoverføring, tvinnes den til en dobbel eller trippel helix.
Holderkroker er laget av molybden. De lar ikke spiralen, som har økt på grunn av oppvarming under drift, synke mye. Antallet deres avhenger av lengden på ledningen, det vil si på lampens kraft. For eksempel vil en 100 W lampe ha 2 - 3 holdere. Glødelamper med lavere effekt har kanskje ikke holdere.
Utgangspunkt laget av metall med utvendig gjenge. Den utfører flere funksjoner:
— kobler sammen flere deler (kolbe, elektroder og sentral kontakt);
- tjener til å feste i en stikkontakt med en gjenge;
- er én kontakt.

Det finnes flere typer og former av baser avhengig av formålet med lysarmaturen. Det er design som ikke har en base, men med samme driftsprinsipp som en glødelampe. De vanligste typene baser er E27, E14 og E40.

Her er noen typer stikkontakter som brukes til forskjellige typer lamper:

I tillegg til ulike typer base finnes det også ulike typer kolber.

I tillegg til de oppførte strukturelle detaljene, kan glødelamper også ha noen tilleggselementer: bimetallbrytere, reflektorer, baser uten gjenger, forskjellige belegg, etc.

Historien om opprettelsen og forbedringen av glødelampedesignet

I løpet av sin mer enn 100-årige historie med eksistensen av en glødelampe med wolframglødetråd, har driftsprinsippet og grunnleggende designelementer nesten ikke gjennomgått noen endringer.
Det hele startet i 1840, da det ble laget en lampe som brukte glødeprinsippet til en platinaspiral til belysning.
1854 – den første praktiske lampen. Det ble brukt et fartøy med evakuert luft og en forkullet bambustråd.
1874 - en karbonstang plassert i et vakuumbeholder brukes som filamentlegeme.
1875 - en lampe med flere stenger som lyser etter hverandre hvis den forrige brenner ut.
1876 - bruken av et kaolinfilament, som ikke krevde å pumpe ut luft fra fartøyet.
1878 - bruk av karbonfiber i en sjeldne oksygenatmosfære. Dette muliggjorde sterkt lys.
1880 - en karbonfiberlampe ble laget med en glødetid på opptil 40 timer.
1890 - bruk av spiraltråder laget av ildfaste metaller (magnesiumoksid, thorium, zirkonium, yttrium, metallisk osmium, tantal) og fylling av kolbene med nitrogen.
1904 – produksjon av lamper med wolframspiral.
1909 – fylling av kolber med argon.
Mer enn 100 år har gått siden den gang. Driftsprinsippet, materialene til delene og fyllingen av kolben har holdt seg praktisk talt uendret. Bare kvaliteten på materialene som brukes i produksjonen av lamper, tekniske egenskaper og små tillegg har gjennomgått evolusjon.

Fordeler og ulemper med glødelamper fremfor andre kunstige lyskilder

Laget for belysning. Mange av dem ble oppfunnet i løpet av de siste 20 - 30 årene ved hjelp av høyteknologi, men en vanlig glødelampe har fortsatt en rekke fordeler eller et sett med egenskaper som er mer optimale for praktisk bruk:

Billig i produksjon.
Ufølsom for spenningsendringer.
Rask tenning.
Ingen flimmer. Denne faktoren er svært relevant ved bruk av vekselstrøm med en frekvens på 50 Hz.
Mulighet for å justere lysstyrken på lyskilden.
Konstant spekter av lysstråling, nær naturlig.
Skarphet av skygger, som i sollys. Noe som også er vanlig for mennesker.
Mulighet for drift under forhold med høye og lave temperaturer.
Evnen til å produsere lamper med forskjellige effekter (fra flere W til flere kW) og designet for forskjellige spenninger (fra flere volt til flere kV).
Enkel avhending på grunn av fravær av giftige stoffer.
Mulighet for å bruke hvilken som helst type strøm med hvilken som helst polaritet.
Drift uten ekstra startenheter.
Stillegående drift.
Skaper ikke radiointerferens.

Sammen med en så stor liste over positive faktorer, har glødelamper også en rekke betydelige ulemper:

Den viktigste negative faktoren er den svært lave effektiviteten. Den når bare 15 % for en 100 W-lampe; for en 60 W-enhet er dette tallet bare 5 %. En måte å øke effektiviteten på er å øke glødetrådens temperatur, men dette reduserer levetiden til wolframfilamentet kraftig.
Kort levetid.
Høy overflatetemperatur på pæren, som kan nå 300°C for en 100-Watt lampe. Dette utgjør en trussel mot liv og helse til levende vesener og utgjør en brannfare.
Følsomhet for risting og vibrasjoner.
Bruk av varmebestandige beslag og isolering av strømførende ledninger.
Høyt strømforbruk (5-10 ganger klassifisert) under oppstart.

Til tross for tilstedeværelsen av betydelige ulemper, er den elektriske glødelampen den eneste belysningsenheten. Lav effektivitet kompenseres av lave produksjonskostnader. Derfor vil det i løpet av de neste 10–20 årene være et svært ettertraktet produkt.

En glødelampe er en elektrisk belysningsenhet hvis driftsprinsipp bestemmes ved å varme opp en glødetråd av ildfast metall til høye temperaturer. Den termiske effekten av strøm har vært kjent i lang tid (1800). Over tid forårsaker det intens varme (over 500 grader Celsius), noe som får glødetråden til å gløde. I landet er småting oppkalt etter Iljitsj; faktisk er avanserte historikere maktesløse til å gi et definitivt svar på hvem som skal kalles oppfinneren av glødelampen.

Konstruksjon av glødelamper

La oss studere strukturen til enheten:

Historien om glødelamper

Spiraler ble ikke umiddelbart laget av wolfram. Grafitt, papir og bambus ble brukt. Mange mennesker fulgte en parallell vei og skapte glødelamper.

Vi er maktesløse til å gi en liste over 22 navn på forskere kalt av utenlandske forfattere som forfattere av oppfinnelsen. Det er feil å tilskrive Edison og Lodygin meritter. I dag er glødelamper langt fra perfekte og mister raskt sin markedsføringsappell. Å overskride amplituden til forsyningsspenningen med 10% (halvparten av veien - 5% - Den russiske føderasjonen gjorde i 2003, øker spenningen) av den nominelle verdien reduserer levetiden med fire ganger. Reduksjon av parameteren reduserer naturlig utgangen av lysstrømmen: 40 % går tapt med en tilsvarende relativ endring i egenskapene til forsyningsnettverket nedover.

Pionerene har det mye verre. Joseph Swan var desperat etter å oppnå tilstrekkelig utslipp av luft i pæren til en glødelampe. Datidens (kvikksølv)pumper klarte ikke å fullføre oppgaven. Tråden brant ved hjelp av oksygenet bevart inni.

Hensikten med glødelamper er å bringe spiralene til oppvarmingspunktet, kroppen begynner å gløde. Vanskeligheter ble lagt til av fraværet av høymotstandslegeringer på midten av 1800-tallet - kvoten for å konvertere elektrisk strøm ble dannet av den økte motstanden til det ledende materialet.

Innsatsen til forståsegpåere var begrenset til følgende områder:

Valg av trådmateriale. Kriteriene var både høy motstand og forbrenningsmotstand. Bambusfibre, som er en isolator, ble belagt med et tynt lag ledende grafitt. Det lille området av det ledende kulllaget økte motstanden, noe som ga ønsket resultat.
Trebasen antente imidlertid raskt. Vi anser den andre retningen som forsøk på å skape et fullstendig vakuum. Oksygen har vært kjent siden slutten av 1700-tallet; forskere beviste raskt at elementet deltar i forbrenningen. I 1781 bestemte Henry Cavendish sammensetningen av luften, og begynte å utvikle glødelamper, visste vitenskapens tjenere: Jordens atmosfære ødelegger oppvarmede kropper.
Det er viktig å formidle spenningen i tråden. Det pågikk arbeid med mål om å lage avtakbare, kontaktdeler av kretsen. Det er klart at et tynt lag med kull er utstyrt med en stor motstand, hvordan kan man levere strøm? Det er vanskelig å tro at de, for å oppnå akseptable resultater, brukte verdifulle metaller: platina, sølv. Oppnå akseptabel ledningsevne. Ved å bruke dyre metoder var det mulig å unngå oppvarming av den eksterne kretsen og kontaktene; glødetråden ble oppvarmet.
Separat legger vi merke til tråden til Edison-basen, som fortsatt brukes i dag (E27). En vellykket idé som dannet grunnlaget for raskt utskiftbare glødepærer. Andre metoder for å skape kontakt, for eksempel lodding, er til liten nytte. Forbindelsen kan gå i oppløsning når den varmes opp av strømmen.

Glassblåsere på 1800-tallet nådde profesjonelle høyder; kolber ble lett laget. Otto von Guericke, da han konstruerte en statisk elektrisitetsgenerator, anbefalte å fylle en sfærisk kolbe med svovel. Materialet vil herde og knuse glasset. Resultatet var en ideell ball; når den ble gnidd, samlet den en ladning, og ga den til en stålstang som passerte gjennom midten av strukturen.

Bransjepionerer

Du kan lese: ideen om å underordne elektrisitet til belysningsformål ble først realisert av Sir Humphry Davy. Rett etter opprettelsen av den voltaiske søylen eksperimenterte forskeren med metaller med all sin kraft. Jeg valgte edel platina for dets høye smeltepunkt - andre materialer ble raskt oksidert av luft. De brant rett og slett ut. Lyskilden viste seg å være svak, og ga grunnlaget for hundrevis av påfølgende utviklinger, og viste bevegelsesretningen for de som ønsket å få det endelige resultatet: belysning, ved hjelp av elektrisitet.

Det skjedde i 1802, forskeren var 24 år gammel, senere (1806) presenterte Humphry Davy for publikum en fullt funksjonell utladningsbelysningsenhet, i utformingen av hvilken to kullstenger spilte en ledende rolle. Den korte levetiden til en så strålende armatur på vitenskapens himmelhvelving, som ga verden en idé om klor, jod og en rekke alkalimetaller, bør tilskrives konstante eksperimenter. Dødelige eksperimenter på innånding av karbonmonoksid, arbeider med nitrogenoksid (et kraftig giftig stoff). Forfatterne hilste på de strålende bedriftene som forkortet vitenskapsmannens liv.

Humphrey forlot det og kuttet ut et helt tiår med forskning på belysningsenheter, alltid opptatt. I dag kalles Davy elektrolysens far. Felling Colliery-tragedien i 1812 satte et dypt avtrykk og mørknet hjertene til mange. Sir Humphry Davy sluttet seg til rekkene av de involverte i utviklingen av en trygg lyskilde som skulle beskytte gruvearbeidere. Elektrisitet var knapp og det fantes ingen kraftige pålitelige energikilder. For å hindre at branndamp til tider eksploderte, ble det brukt ulike tiltak, for eksempel en metallnettingsdiffusor som hindret spredning av flammer.

Sir Humphry Davy var langt forut for sin tid. For omtrent 70 år siden. Slutten av 1800-tallet brakte frem nye design som et snøskred, designet for å rive menneskeheten ut av evig mørke, takket være bruken av elektrisitet. Davy var en av de første som la merke til avhengigheten av motstanden til materialer på temperatur, slik at Georg Ohm senere kunne oppnå. Et halvt århundre senere dannet oppdagelsen grunnlaget for opprettelsen av det første elektroniske termometeret av Karl Wilhelm Siemens.

Den 6. oktober 1835 demonstrerte James Bowman Lindsay en glødepære omgitt av en glasspære for å beskytte den mot atmosfæren. Som oppfinneren sa det: man kunne lese en bok ved å fordrive mørket i en avstand på halvannen fot fra en slik kilde. James Bowman, ifølge allment aksepterte kilder, er forfatteren av ideen om å beskytte glødetråden med en glasspære. Er det sant?

Vi er tilbøyelige til å si at det er her verdenshistorien blir litt forvirret. Den første skissen av en slik enhet dateres tilbake til 1820. Av en eller annen grunn tilskrevet Warren de la Roux. Hvem var... 5 år gammel. En ensom forsker la merke til absurditeten da han satte datoen... 1840. En barnehagebarn er maktesløs til å lage en så flott oppfinnelse. Dessuten ble James Bowmans demonstrasjoner glemt i en hast. Mange historiske bøker (en fra 1961, av Lewis) tolket bildet som kom fra ingensteds på denne måten. Tilsynelatende tok forfatteren feil; en annen kilde, 1986 av Joseph Stoer, tilskriver oppfinnelsen Augustus Arthur de la Riva (født 1801). Mye bedre egnet til å forklare James Bowmans demonstrasjoner femten år senere.

Det gikk upåaktet hen av det russiskspråklige domenet. Engelske kilder tolker problemet som følger: navnene de la Roux og de la Rive er tydelig blandet sammen og kan gjelde minst fire individer. Fysikerne Warren de la Roux og Augustus Arthur de la Rive er nevnt; den første gikk i barnehagen i 1820, billedlig talt. Fedrene til de nevnte mennene kan oppklare historien: Thomas de la Roux (1793 - 1866), Charles Gaspard de la Rive (1770 - 1834). En ukjent herre (dame) utførte en hel studie, beviste overbevisende at referansen til de la Roux-etternavnet er uholdbar, og siterer et berg av vitenskapelig litteratur fra tidlig 20. til slutten av 1800-tallet.

Den ukjente personen tok seg bryet med å se gjennom Warren de la Roux sine patenter, og det var ni av dem. Det er ingen glødelamper av det beskrevne designet. Det er vanskelig å forestille seg Augustus Arthur de la Riva, som begynte å publisere vitenskapelige arbeider i 1822, og fant opp glasskolben. Han besøkte England, fødestedet til glødepæren, og studerte elektrisitet. Interesserte kan skrive til forfatteren av artikkelen på den engelskspråklige siden på e-post [e-postbeskyttet]. "Ezhkov" skriver: han vil gjerne ta hensyn til informasjon relatert til problemet.

Den sanne oppfinneren av glødepæren

Det er pålitelig kjent at Edison i 1879 patenterte (US Patent 223898) den første glødelampen. Etterkommere registrerte hendelsen. Når det gjelder tidligere utgivelser er forfatterskapet tvilsomt. Kommutatormotoren som ga verden gaven er ukjent. Sir Humphry Davy nektet å ta patent på den oppfunne sikkerhetslampen for gruven, noe som gjorde oppfinnelsen offentlig tilgjengelig. Slike innfall skaper betydelig forvirring. Vi er maktesløse til å finne ut hvem som var den første som kom opp med ideen om å plassere en glødetråd inne i en glasspære, for å sikre funksjonaliteten til designet som brukes overalt.

Glødelamper går av moten

En glødelampe bruker et sekundært prinsipp for lysproduksjon. Tråden når en høy temperatur. Effektiviteten til enhetene er lav, mesteparten av energien er bortkastet. Moderne standarder dikterer landet for å spare energi. Utladning, LED-lyspærer er på mote. Humphry Davy, de la Roux, de la Rive, Edison, som hadde en hånd og jobbet for å trekke menneskeheten ut av mørket, vil for alltid forbli i minnet.

Vær oppmerksom på at Charles Gaspard de la Rive døde i 1834. Høsten etter fant den første offentlige demonstrasjonen sted... Er det noen som har funnet journalene til den avdøde forskeren? Tiden vil løse spørsmålet, for alt hemmelig vil bli avslørt. Leserne la merke til: en ukjent styrke presset Davy for å prøve å bruke beskyttelseskolben for å hjelpe gruvearbeiderne. Forskerens hjerte viste seg å være for stort til å se det åpenbare hintet. Engelskmannen hadde den nødvendige informasjonen...

Etter at kretsen er lukket (for eksempel når en bryter trykkes), begynner elektrisk strøm å passere gjennom glødetråden, som, når den når en viss temperatur, sender ut stråling som er synlig for det menneskelige øyet. Når temperaturen når 570 o C, er en person i stand til å se en rød glød som sendes ut av kroppen i mørket, og standard driftstemperatur for glødetråden i en glødelampe er i området 2000-2800 ° C. Jo lavere temperaturen på glødelegemet er, jo mer "rød" vil strålingen se ut (flere detaljer om fargegjengivelse er skrevet i artikkelen). For bedre å forstå driftsprinsippet til en konvensjonell lyspære, er det nødvendig å forstå designen og nødvendige elementer, som inkluderer pæren, glødetrådskroppen og strømledningene.

En standard lyspære er pæreformet og består av følgende deler:

Kolbe. Laget av soda-lime silikatglass, kan det være gjennomsiktig, matt, melkeaktig, opal, speil (reflekterende). Hvis en lyspære brukes uten skygge i et lite rom, vær oppmerksom på lyspærer med en frostet eller melkeaktig pære, siden deres lysstrøm er henholdsvis 3% og 20% mindre enn lysstrømmen til gjennomsiktige lamper. Kolber kan også belegges på utsiden med dekorative fargestoffer, lakk og keramikk.
Buffergass(pærehulrom). For å forhindre oksidasjon av spolen (filamentlegemet), pumpes luft ut av kolben og skaper et vakuum inni. Imidlertid brukes vakuum i dag kun i lyspærer med lav effekt, og de fleste moderne modeller er fylt med en inert gass, noe som øker glødeintensiteten. I henhold til sammensetningen av det gassformige mediet kan glødelamper deles inn i: vakuum, gassfylt (xenon, krypton, en blanding av nitrogen med argon, etc.), halogen.
filamentlegeme. Oftest er den laget av rund ledning, sjeldnere - fra stripemetall. De første modellene av lyspærer brukte en karbonfilament, mens moderne brukte en spiral laget av wolfram eller en osmium-wolframlegering.
Gjeldende innganger(blytråd).
Filamentholdere(molybdenholdere).
Bein(forlengerstang og lampeben).
Ekstern kobling av gjeldende ledning.
Sikringskobling(lunte)
Basehus.
Glass base isolator.
Basekontakt.

Hva er typene/typene av glødelamper?

Klassifiseringen av glødelamper er ganske omfattende, da den tar hensyn til mange egenskaper.

Etter type base De vanligste er gjenger og stift. I hverdagen kan du oftest finne en gjenget Edison-base, betegnet med bokstaven E, ved siden av hvilken diameteren er skrevet i millimeter, for eksempel E10, E14, E27 og E40.

I henhold til formen på kolben glødepærer kommer i en rekke varianter, fra standard pæreformet til krøllete, vridd osv. I noen tilfeller er størrelsen og formen på pæren (samt tilstedeværelsen av reflekterende områder) relatert til hvor glødelampen er brukes, i andre tilfeller er det relatert til den dekorative funksjonen.

Glødelamper: egenskaper og merker

For å vite hvordan du velger en glødelampe, må du lære å lese markeringene, som er en kombinasjon av bokstaver og tall. Bokstavdelen av merkingen angir produktets egenskaper og design, for eksempel:

B– dobbel spiral

BO– dobbelspiral med en opalkolbe fylt med argon

f.Kr– dobbelspiral, kolbe fylt med krypton

DB– diffus med matter inne i kolben

I– vakuum

G— gassfylt

OM– med opalkolbe

M– med melkekolbe

Sh– sfærisk

Z– speilende (ZK – konsentrert lyskurve, ZSh – utvidet kurve)

MO– brukes til lokal belysning

Tallene indikerer spenningsområde og effekt. Dermed kan merkingen B 220..230 60 dechiffreres som følger: en 60W glødelampe, designet for et spenningsområde fra 220 til 230 V.

Hva er ulempene/fordelene med en glødelampe?

Fordelene med glødepærer inkluderer:

lave kostnader;
bredt kraftområde;
uavbrutt drift ved lav spenning (med redusert lysintensitet);
motstand mot mindre spenningsfall (med mulig reduksjon i levetid);
behagelig fargetemperatur (varm);
Mulighet for bruk i våtrom;
enkel betjening.

Ulempene inkluderer:

sterk oppvarming (skaper en brannfare);
kort levetid;
lav lyseffekt (effektivitet<4%)
avhengighet av lyseffekt på spenning;
risiko for brudd på kolben;
skjørhet.

Hvordan øke levetiden til en glødelampe?

Som nevnt tidligere, når levetiden til glødelamper som forventes av produsenten et gjennomsnitt på 750-1000 timer, men i praksis brenner de ut mye oftere. Dette skjer på grunn av forekomsten av sprekker og ødeleggelse av wolframfilamentet (på grunn av overoppheting og fordampning). For å forlenge levetiden til lampen, bør du først eliminere mulige årsaker til utbrenthet.

Spenningsområde. For forskjellige glødelamper angir produsentene ikke én spenningsverdi, men et område: 125..135, 220..230, 230..240V, etc. Hvis spenningen i leilighetskretsen din overstiger de angitte verdiene, vil lampen brenne ut raskere, derfor, med en spenning på 230V, kan du ikke velge en lampe med parametere 215..220V. Så hvis spenningen bare er 6% høyere, vil levetiden halveres.
Vibrasjoner. Under vibrasjonsforhold sløser glødetråden ressursen sin raskere, så når du bruker bærbare enheter, er det bedre å bevege seg med lyspæren slått av.
Patron. Hvis du merker at lyspærer oftest brenner ut i samme stikkontakt, bør du bytte den eller sjekke kontaktene. Du bør også plassere lamper med lik effekt i en lysekrone med flere stikkontakter.
Spenningsreduksjon. Hvis du senker nettspenningen med bare 8 %, vil lyspæren vare 3,5 ganger lenger. For å redusere det kan du koble en halvlederdiode i serie med lampen.

Den lengst brennende glødepæren kalles "Hundreårslampen" og er plassert på en brannstasjon i Livermore, California. Takket være driften med svært lav effekt (4 watt), en tykk karbonfilament (8 ganger tykkere enn vanlige lyspærer i vår tid), og uavbrutt bruk uten å slå av og på, har den fungert der siden 1901.

Hvordan koble til en glødelampe via en diode

For å forlenge levetiden til lyspæren (og samtidig spare på strømmen) kan du koble den til via en diode. Når du velger en diode, må du ta hensyn til parametere som maksimal foroverstrøm (+ i pulsen) og maksimal reversspenning. For å gjøre oppgaven enklere og ikke å måtte beregne alle parameterne, her er en tabell:

For å sette sammen strukturen trenger du:

1 fungerende E27 lyspære
1 ikke-fungerende E27 lyspære (eller stikkontakt fra den);
diode;
loddebolt

Byggeprosess. Lodd dioden til stedet på bunnen av den fungerende lyspæren. Skille basen forsiktig fra den utbrente lyspæren, lag et hull i den og tre det andre "benet" på dioden gjennom den. Vi lodder utgangsenden til utgangspunktet, og lodder deretter begge basene sammen.

En enklere måte: koble den ene enden av dioden til bryterterminalen, og den andre til ledningen som fører til lyspæren.

Hvordan forlenger en diode levetiden til en glødelampe?

I de fleste tilfeller brenner filamentet ut når strømmen settes på (bryteren slås på) på grunn av at den kalde spolen varmes opp for raskt. Halvlederdioden reduserer strømmen og lar wolfram varmes opp gradvis, med en langsommere hastighet. Lyspæren begynner å flimre merkbart, når strømmen går i halve bølger.

Det viser seg at en kropp oppvarmet av en elektrisk strøm ikke bare kan avgi varme, men også gløde. De første lyskildene opererte nettopp på dette prinsippet. La oss se på hvordan en glødelampe, den mest brukte belysningsenheten i verden, fungerer. Og selv om den over tid må erstattes fullstendig av kompaktlysrør (energibesparende) og LED-lyskilder, vil menneskeheten ikke kunne klare seg uten denne teknologien i lang tid.

Glødelampe design

Hovedelementet i lyspæren er en spiral laget av et ildfast materiale - wolfram. For å øke lengden og følgelig motstanden, er den vridd til en tynn spiral. Det er ikke synlig for det blotte øye.

Spiralen er montert på støtteelementer, hvor den ytterste tjener til å koble endene til den elektriske kretsen. De er laget av molybden, hvis smeltepunkt er høyere enn temperaturen på den oppvarmede spolen. En av molybdenelektrodene er koblet til den gjengede delen av basen, og den andre til dens sentrale terminal.

Molybdenholdere holder wolframspiralen

Luft har blitt pumpet ut av en flaske laget av glass. Noen ganger, i stedet for luft, pumpes en inert gass inn i, for eksempel argon eller dets blanding med nitrogen. Dette er nødvendig for å redusere den termiske ledningsevnen til det indre volumet, som et resultat av at glasset er mindre utsatt for oppvarming. I tillegg forhindrer dette tiltaket oksidasjon av filamentet. Når man lager en lampe, pumpes luft ut gjennom en del av pæren, som deretter skjules av sokkelen.

Prinsippet for drift av en glødelampe er basert på oppvarming av glødetråden med elektrisk strøm til en temperatur der den begynner å avgi lys inn i det omkringliggende rommet.

Glødelamper kan produseres med en effekt fra 15 til 750 W. Avhengig av effekt brukes forskjellige typer gjengehylster: E10, E14, E27 eller E40. For dekorative, signal- og bakgrunnsbelysningslamper brukes BA7S, BA9S, BA15S stikkontakter. Når de er installert, sitter slike produkter fast inne i patronen og roteres 90 grader.

I tillegg til den vanlige pæreformen, produseres det også dekorative lamper der pæren er formet som et lys, dråpe, sylinder eller kule.

En lampe med en pære som ikke har et belegg lyser med et gulaktig lys, sammensetningen som minner mest om sollys. Men når spesielle belegg påføres på den indre overflaten av glasset, kan det bli matt, rødt, gult, blått eller grønt.

Utformingen av en reflekterende glødelampe er av interesse. Et reflekterende lag påføres en del av pæren. Som et resultat, på grunn av refleksjon fra den, blir lysstrømmen omfordelt i én retning.

Fordeler med glødelamper

Den viktigste fordelen i favør av å bruke glødepærer er den enkle produksjonen og følgelig prisen. Det er umulig å tenke på en enklere belysningsenhet.

Lamper produseres i et bredt spekter av wattstyrker og overordnede dimensjoner. Alle andre moderne lyskilder inneholder enheter som konverterer forsyningsspenningen til verdien som er nødvendig for deres drift. Selv om de klarer å klemme dem inn i standarddimensjonene til en lyspære, blir designet mer komplisert og antallet deler i enheten øker. Og dette forbedrer ikke alltid kostnads- og pålitelighetsindikatorer. Glødelampens koblingskrets krever ingen ekstra elementer.

LED-lamper har erstattet konvensjonelle lamper som bærbare enheter: bærbare lyskilder drevet av batterier og oppladbare batterier. Med samme lyseffekt bruker de mindre strøm, og de totale dimensjonene til LED er enda mindre enn pærene som tidligere ble brukt i lommelykter. Og de fungerer mer vellykket som en del av juletrekranser.

Det er verdt å merke seg en annen fordel som ligger i glødepærer - deres luminescensspekter er nærmest solens enn for alle andre kunstige lyskilder. Og dette er et stort pluss for synet, fordi det er tilpasset spesifikt til solen, og ikke til monokrome lysdioder.

På grunn av den termiske tregheten til det oppvarmede glødetråden, pulserer lyset fra det praktisk talt ikke. Det samme kan ikke sies om strålingen fra andre enheter, spesielt selvlysende, som bruker en vanlig induktor i stedet for en halvlederkrets som ballast. Og elektronikk, spesielt billig, undertrykker ikke alltid rippel fra nettverket på riktig måte. Dette påvirker også synet.

Men ikke bare helse kan bli skadet av den pulserende naturen til driften av halvlederenheter som brukes i moderne lyspærer. Deres massive bruk fører til en skarp endring i formen på strømmen som forbrukes fra nettverket, noe som til slutt påvirker formen på spenningen. Den endrer seg så mye i forhold til originalen (sinusformet) at den påvirker driftskvaliteten til andre elektriske apparater i nettverket.

Ulemper med glødelamper

En betydelig ulempe med glødepærer, som forkorter levetiden, er dens avhengighet av verdien av forsyningsspenningen. Når spenningen øker, slites filamentet raskere ut. Lamper produseres for forskjellige verdier av denne parameteren (opptil 240 V), men ved den nominelle verdien skinner de dårligere.

En reduksjon i spenning fører til en skarp endring i glødens intensitet. Og vibrasjoner har en enda verre effekt på belysningsenheten; ved plutselige svingninger kan lampen brenne ut.

Men det verste er at glødetråden er designet for å fungere i lang tid i oppvarmet tilstand. Ved oppvarming øker resistiviteten. Derfor, når tråden slås på, når tråden er kald, er motstanden mye mindre enn den der gløden oppstår. Dette fører til en uunngåelig strømstigning i tenningsøyeblikket, noe som fører til fordampning av wolfram. Jo flere brytere, jo kortere varer lampen.

Enheter for jevn start eller som lar deg justere lysstyrken på gløden over et bredt område hjelper til med å rette opp situasjonen.

Den viktigste ulempen med glødepærer er deres lave effektivitet. Det overveldende flertallet av elektrisiteten (opptil 96 %) brukes på ubrukelig oppvarming av luften rundt og stråling i det infrarøde spekteret. Ingenting kan gjøres med dette - dette er prinsippet for drift av en glødelampe.

Vel, en ting til: glasset i kolben er lett å knuse. Men i motsetning til kompaktlysrør, som inneholder en liten mengde kvikksølvdamp inni, truer ikke en ødelagt glødelampe, bortsett fra et mulig kutt, eieren på noen måte.

Halogen lamper

Årsaken til utbrenning av glødelamper er den gradvise fordampningen av wolfram som glødetråden er laget av. Den blir tynnere, og deretter smelter neste strømstøt når den er slått på den på det tynneste punktet.

Halogenlamper fylt med brom eller joddamp er designet for å eliminere denne ulempen. Når det brennes, kombineres fordampet wolfram med halogen. Det resulterende stoffet er ikke i stand til å avsettes på veggene til kolben eller andre relativt kalde indre overflater.

I nærheten av filamentet fjernes wolfram, under påvirkning av temperatur, fra forbindelsen og returneres til sin plass.

Bruken av halogener løser et annet problem: temperaturen på spolen kan heves, øke lysstyrken og redusere størrelsen på belysningsenheten. Derfor, med samme kraft, er dimensjonene til halogenlamper mindre.