Principiul de funcționare, caracteristicile dispozitivului și eficiența lămpilor incandescente

Flip comutatorul - și camera întunecată a schimbat dintr-o dată, a devenit vizibil cele mai mici detalii ale elementelor de interior. Deci, se aplică instantaneu energia unui dispozitiv mic, turnarea de lumină peste tot în jurul. Ce forțe a crea un astfel de radiații puternice? Răspunsul este ascuns în titlul dispozitivului de iluminat, care este numit bec.

Istoria primelor elemente de iluminat

Originile primelor becuri electrice cu incandescență înapoi la începutul secolului al XIX - lea. Sau, mai degrabă, lampa a apărut un pic mai târziu, dar efectul de strălucire de platină și tije de carbon sub influența energiei electrice au încercat deja să urmărească. Oamenii de știință au venit două întrebări dificile:

• găsirea de materiale de înaltă rezistență capabilă să devină fierbinte sub influența curentului luminii de stat care emite;
• prevenind arderea rapida a materialului în aer.

Cea mai fructuoasă în domeniul cercetării oțelului și a invențiilor om de știință rus Aleksandra Nikolaevicha Lodygina și american Thomas Edison.

Lodygin propus utilizarea ca element de tije de carbon incandescente, care au fost într-un tub sigilat. Un dezavantaj al designului a fost complexitatea pomparea aerului, din care resturile au contribuit la arderea rapida a tijelor. Cu toate acestea, lămpile de ars timp de mai multe ore, iar proiectarea și brevete a devenit baza pentru un dispozitiv mai durabil.

om de știință american Thomas Edison, familiarizat cu lucrările Lodygina făcut balon de vid eficient, care a pus firul de cărbune din fibre de bambus. Edison furnizat , de asemenea, baza de lampă de șurub, inerente în lămpi moderne, și au inventat multe componente electrice, cum ar fi conector plug-in, o siguranță, un comutator rotativ, și multe altele. Edison incandescente Eficiența a fost mică, deși poate lucra până la 1000 de ore de timp și aplicarea practică dobândită.

Ulterior, în locul elementelor de carbon, sa propus să se utilizeze metale refractare. Filamentul de tungsten, utilizate în lămpi incandescente de astăzi, de asemenea, a fost patentat Lodygin.

Principiul de proiectare și lampa de funcții

Design incandescente fundamental neschimbat de peste o sută de ani. Acesta include:

• Balonul sigilat care delimitează spațiul de lucru și umplut cu gaz inert.
• Cap, care are formă de spirală. Acesta servește la fixarea lămpii într-un suport și electric, care face legătura cu părțile aflate sub tensiune.
• Conductorii care conduc curentul de la priza la bobina și țineți-l.
• filament spirală, încălzire și care oferă radiații de energie luminoasă.

Când un curent electric trece prin bobina, acesta este încălzit instantaneu la o temperaturi înalte de până la 2700 de grade. Acest lucru se datorează faptului că spirala are o mare rezistență la curent și de a depăși această rezistență consumă multă energie, care este eliberată sub formă de căldură. Căldura se încălzește metalul (tungsten), și începe să emită fotoni de lumină. Datorită faptului că vasul nu conține oxigen în procesul de încălzire este nici o oxidare a tungsten, și nu arde. Gazul inert menține particulele metalice fierbinți de evaporare.

Care este eficiența lămpilor incandescente

Rata de eficiență arată ce procent din energia consumată este transformată în lucru util, și ceea ce nu este. În cazul unei lămpi cu incandescență de eficiență este scăzută, deoarece numai 5-10% din energia merge în emisia de lumină, restul este eliberat sub formă de căldură.

lămpi incandescente prima eficiență, în cazul în care tija de carbon au acționat incandescent, a fost chiar mai mică decât dispozitivele de azi. Acest lucru se datorează pierderilor suplimentare pe convectie. filament în spirală au un procent mai mic din aceste pierderi.

eficiență lampă cu incandescență depinde de temperatura de încălzire helix. Standard 60 watt spirală incandescent încălzit la 2700 ° C, randamentul de doar 5%. Se poate ridica valoarea de încălzire la 3400 ° C, creșterea tensiunii, dar va reduce durata de viață a mai mult de 90%, cu toate că lumina va străluci și eficiența va crește la 15%.

Greșit să credem că creșterea puterea lămpii (100, 200, 300 W) crește eficiența, deoarece luminozitatea crescută a dispozitivului. Lampa a fost lumină mai puternică datorită puterii mai mari a spiralei în sine, ci ca un rezultat și de ieșire mai multă lumină. Dar costurile energetice sunt, de asemenea, a crescut. Prin urmare, eficiența lampă cu incandescență de 100 W este, de asemenea, în intervalul de 5-7%.

Varietatea de becuri

lămpile cu incandescență vin în diferite de design și funcționalitate. Acestea sunt împărțite în corpuri de iluminat:

• Aplicare generală. Acestea includ lămpi de uz casnic de putere diferite, concepute pentru tensiunea de alimentare de 220 V.
• decorative de performanță. Ei au un tip non-standard de becuri, lumânări, sfere și alte forme.
• tip iluminatoare. lămpi de mică putere cu strat de culoare pentru a crea iluminări colorate.
• destinație locală. Dispozitiv de tensiune în condiții de siguranță până la 40 V , se aplică pe tabele de producție, masina de locuri de muncă de iluminat.
• Cu un strat de oglindă. Becuri, creând o lumină direcțională.
• Tipul de semnal. Acestea sunt utilizate pentru munca în tablourile de bord ale diferitelor dispozitive.
• Pentru transportul. O gamă largă de lămpi crescut durabilitate și fiabilitate. Caracterizat printr-un design confortabil, presupunând înlocuirea rapidă.
• Pentru proiectoare. lămpi de mare putere, ajungând până la 10.000 de wați.
• Pentru dispozitivele optice. Lampe pentru proiectoare și dispozitive similare.
• Commutator. Aplicabilă ca segmente de LED-uri digitale instrumente de afișare.

părțile pozitive și negative ale lămpilor incandescente cu corpul

Aparatele de iluminat tipul strălucire au propriile lor caracteristici. Pe partea pozitivă sunt:

• aprinderea instantanee a spiralei;
• securitatea mediului;
• dimensiuni mici;
• preț rezonabil;
• capacitatea de a crea dispozitive de putere diferite și valoarea tensiunii de operare ca puterea AC și DC;
• versatilitate.

negativ:

• Eficiența scăzută a lămpilor incandescente;
• sensibilitate la vârfurile de tensiune, reducând durata de viață;
• scurt timp de ore de lucru, să nu depășească 1000;
• pericol lămpi de incendiu datorită puternicei încălzirea vasului;
• proiectare fragilitate.

Alte tipuri de iluminare

Există becuri, principiul de acțiune , care este fundamental diferită de cea a lămpilor incandescente. Printre acestea se numără descărcarea de gestiune și lămpi cu LED-uri.

Sau cu arc lampă cu descărcare , există o mulțime de, dar ele sunt toate bazate pe iluminarea de gaz în cazul unui arc între electrozi. Luminiscenta apare în spectrul ultraviolet, care este apoi convertit în vizibil pentru ochiul uman prin trecerea prin stratul de fosfor.

Procesul are loc în lampa de descărcare, include două etape de operare: crearea și menținerea o descărcare în arc și ionizare a emisiilor de gaze de la bec. Prin urmare, toate tipurile de corpuri de iluminat sunt sistemul actual de control. Dispozitivele luminescente au o eficiență mai mare în comparație cu eficiența lămpilor incandescente, dar nu și în condiții de siguranță, deoarece conțin vapori de mercur.

Dispozitivele de iluminat cu LED-uri sunt cele mai avansate sisteme. Eficiența lămpilor incandescente și lămpi cu LED-uri sunt incomparabil. În cele din urmă se ajunge la 90%. Principiul de funcționare se bazează pe iluminare cu LED-uri a unui anumit tip semiconductor sub influenta stresului.

Ceea ce nu-i place o lampă cu incandescență

Durata de viață a becurilor incandescente convenționale vor fi reduse în cazul în care:

1. Tensiunea de alimentare este în mod constant prea mare de corectă nominală pentru corp de iluminat. Acest lucru se datorează creșterii temperaturii de lucru a corpului de încălzire și, în consecință, a crescut evaporarea aliajului metalic, ceea ce duce la eșecul acesteia. Deși eficiența lampă cu incandescență, în același timp, va fi mai mare.
2. Brusc se agită lampa în timpul funcționării. Când metalul este condiție roșu fierbinte până aproape de punctul de topire, iar distanța dintre spirele spirala este redusă datorită expansiunii substanței, orice mișcare mecanică, bruscă poate determina ochi imperceptibil interturn scurt-circuit. Acest lucru reduce rezistența totală a curentului Helix, contribuie la o mai mare de încălzire și ardere rapidă.
3. Umezeala se produce pe balon încălzit. În locul introducerea diferenței de temperatură se produce, care produce spargerea sticlei.
4. degetele bulbul lampa cu halogen. Lampă cu halogen este un tip de becuri incandescente, dar are o lumină mult mai mult și căldură afară. Când atingeți becul rămâne pete de grăsime invizibil pe degetul. Sub influența temperaturii grăsime este ars pentru a forma depozite de carbon, care împiedică transferul de căldură. Ca rezultat, sticla poziția tactil începe să se topească și să se umfle sau pot exploda, de rupere condițiile gazului din interior, ceea ce duce la arde-helix. lămpi cu halogen incandescente au o eficiență mai mare decât obișnuită.

Cum să înlocuiți lampa

Dacă lampa se arde, dar nu pentru a distruge becul, înlocuiți-l poate fi după o răcire completă. Acesta ar trebui să opriți alimentarea. Când înșurubarea ochii bec nu trebuie să fie trimise la partea ei, mai ales dacă opriți de energie electrică nu este posibilă.

Când becul a rupt, dar a păstrat forma, este de dorit să ia o pânză de bumbac pliat în mai multe straturi și, strângând lampa ei, încercați să îndepărtați sticla. În continuare, o pereche de clești cu mânere izolate desfaceți cu atenție capacul și înșurubați noul bec. Toate operațiunile trebuie efectuate fără alimentare cu energie.

concluzie

În ciuda faptului că eficiența lămpii cu incandescență nu este suficient interes și are un număr tot mai mare de concurenți, este relevant în multe domenii ale vieții. Există chiar și cel mai vechi bec care funcționează continuu peste o sută de ani. Nu este o dovadă că și perpetuarea gândurilor persoanei geniului, străduindu-se să schimbe lumea?