Dv? ??rovky V?no?n? girlandy sou??st? s?rie

Dnes, kdy? se lid? p?ipravuj? na setk?n? Nov? rok, na blogu SamElektrik.ru u? mysl?me na Summer. P?esn?ji o l?t?, jeho? prvn? ?l?nek vych?z? pr?v? dnes!

?l?nek lze pova?ovat za v?deck? a teoretick?, ale sp??e in?en?rsk? a praktick?.
Nen? pochyb o tom, ?e ?l?nek m??e b?t zaj?mav? pro in?en?ry a techniky, jejich? ?innost souvis? s provozem tak jednoduch?ho a n?m v?em zn?m?ho za??zen?, jako je ??rovka. A tak? – pro v?echny, kte?? se zaj?maj? o fyziku.

P?ipom?n?m, ?e jsem se ji? pokusil tuto problematiku prozkoumat na sv?m blogu - v m?m ?l?nku „“

Navzdory b??nosti ??rovky, navzdory jej?mu „ka?dodenn?mu ?ivotu“ maj? vlastnosti jej?ho provozu to, ?emu se b??n? ??k? „b?l? m?sta“.

V sou?asn? dob? nelze vypo??tat elektrick? parametry ??rovky, pokud se provozn? re?im li?? od cestovn?ho pasu (od re?imu, pro kter? je ??rovka ur?ena). Autor navrhuje fyzik?ln? model, v jeho? r?mci je mo?n? z?skat ?adu vzorc? vhodn?ch pro ?e?en? ?irok? ?k?ly praktick?ch in?en?rsk?ch probl?m?.

Vyjad?uji svou vd??nost majiteli zdroje za laskavou p??le?itost publikovat tyto pam?ti.

Matrosov S.

??rovka

Tento ?l?nek se navrhuje ch?pat jako roz???en? v?klad (?i vysv?tlen?) ?l?nku "Kepler?v z?kon pro ??rovku" - https://www.proza.ru/2016/09/19/1858

Tento ?l?nek poskytuje vzorec, kter? v?m umo?n? vypo??tat parametry ??rovky v libovoln?ch re?imech, v?etn? re?im?, kter? se li?? od re?im? pasov?ch.

Vzorec pro z?vislost nap?t? a v?konu ??rovky

Toto je hlavn? vzorec ?l?nku, jeho? odvozen? bude uvedeno n??e. Vzorec vypad? takto:

Pro ka?dou ??rovku existuje parametr, kter? je stabiln? v ?irok?m rozsahu elektrick? re?imy. Tento parametr je pom?r t?et? mocniny nap?t? k druh? mocnin?.

Technika pou?it? vzorce je jednoduch?.

Vezmeme ??rovku, ode?teme na ??rovce nebo na patici parametry, pro kter? je ur?ena - nap?t? a v?kon, vypo??t?me konstantu, do vzorce pak dosad?me libovoln? libovoln? nap?t? a vypo??t?me v?kon, kter? se na ??rovce uvoln? .

P?i znalosti v?konu je snadn? vypo??tat proud.

P?i znalosti proudu je snadn? vypo??tat odpor vl?kna.

Pod?vejme se na probl?my souvisej?c? s ??dn? provoz vzorc?, stejn? jako s t?mi omezen?mi, kter? jsou nevyhnuteln? kv?li tomu, ?e "absolutn?" vzorce prost? neexistuj?.

Nejprve v?ak trocha "teorie"...

A co je ?erstv?ho ve skupin? VK SamElectric.ru ?

P?ihlaste se k odb?ru a p?e?t?te si ?l?nek d?le:

Z?kladn? "teoretick?" premisy

Vzorec byl z?sk?n za p?edpokladu, ?e v kovu (ze kter?ho se skl?d? vl?kno) maj? proud a odpor jedinou fyzik?ln? podstatu.

Ve zjednodu?en? podob? se d? argumentovat asi takto.

Podle modern?ch n?zor? je proud uspo??dan?m pohybem nosi?? n?boje. U kovu to budou elektrony.

P?edpokl?dalo se, ?e elektrick? odpor kovu je ur?en CHAOTICK?M pohybem stejn?ch elektron?.

S rostouc? teplotou vl?kna se zvy?uje chaotick? pohyb elektron?, co? v kone?n?m d?sledku vede ke zv??en? elektrick?ho odporu.

Znovu. Proud a odpor ve vl?knu jsou tot??. Jedin? rozd?l je v tom, ?e proud je uspo??dan? pohyb pod vlivem elektrick?ho pole a odpor je chaotick? pohyb elektron?.

Trochu "algebraick? scholastiky"

Nyn?, kdy? je „teorie“ u konce (usm?l se), uvedu algebraick? v?po?ty pro odvozen? „hlavn?ho“ vzorce.

Kanonick? z?pis Ohmova z?kona vypad? takto:

I*R=U

Pro ?pravu kvantitativn?ch hodnot je nutn? zadat p??slu?n? faktory ?m?rnosti, pro proudovou slo?ku - Kt a pro odporovou slo?ku - Kp:

Nejobecn?j?? ?vahy vedou k my?lence, ?e tyto koeficienty by m?ly b?t vz?jemn? recipro?n?, co? znamen?:

V tomto p??pad? vyn?soben?m ve dvojic?ch prav? a lev? strany (v soustav? rovnic) se vr?t?me k p?vodn?mu Ohmovu z?konu:

I*R=U

Kone?n? odvozen? vzorce

Pod?vejme se bl??e na soustavu rovnic:

Prvn? rovnici odmocn?me a vyn?sob?me po dvojic?ch.

Na lev? stran? vid?me v?raz pro mocninu a tak? s ohledem na to, ?e sou?in koeficient? je roven jedn?, nakonec p?ep??eme:

Odtud dostaneme v?raz pro aktu?ln? koeficient:

A pro odporov? koeficient (jsou vz?jemn? inverzn?):
kde Rnom a Unom jsou jmenovit? v?kon a nap?t? vyzna?en? na patici nebo na ??rovce lampy.

Zb?v? dosadit tyto hodnoty koeficient? do vzorce "SPLIT" Ohmova z?kona a z?sk?me kone?n? v?razy pro proud a odpor.

Vyn?soben?m posledn?ho vztahu Ux dostaneme:

Abyste se s t?mito druh?mi mocnin?mi, krychlemi a odmocninami netr?pili, sta?? si zapamatovat jednoduchou z?vislost, kter? vypl?v? z posledn?ho vztahu. Umocn?n?m posledn?ho vztahu z?sk?me jasn? a srozumiteln? vzorec:

Pro ka?dou ??rovku s wolframov?m vl?knem je pom?r t?et? mocniny nap?t? ke druh? mocnin? KONSTANTN?.

Z?skan? vztahy uk?zaly vynikaj?c? shodu s praktick?mi v?sledky (m??en?) v ?irok?m rozsahu nap??ov?ch parametr? a pro velmi r?zn? typy??rovky, od interi?rov?ch, automobilov?ch a kon?e ??rovkami do baterek ...

N?kter? obecn? ?vahy o odporu ??rovek

Samoz?ejm? pro mal? hodnoty nap?t? (kdy? se pou?it? nap?t? V?RAZN? li?? od typov?ho ?t?tku) se na?e vzorce „krout?“.

Nap??klad p?i v?po?tu odporu pokojov? ??rovky 95W, 230V, p?ipojen? ke zdroji nap?t? 1V, vzorec

d?v? hodnotu odporu vl?kna 36,7171 ohm?.

Pokud p?edpokl?d?me, ?e jsme na lampu p?ivedli nap?t? 0,1 voltu, pak vypo??tan? odpor z?vitu bude 11,611 ohm? ...

Intuice n?m ??k?, ?e to tak v?bec nen?, ale sp??e v?bec…

V oblasti n?zk?ch nap?t? bude vzorec stabiln? „sni?ovat“ hodnotu vypo?ten?ho odporu ve srovn?n? se skute?n?m, a tady jde o v?c...

V uva?ovan?m konceptu se implicitn? p?edpokl?d?, ?e chaotick? pohyb elektron? „ZAMRZNE“ v nep??tomnosti vn?j??ho aplikovan?ho nap?t?. Je v?ak z?ejm?, ?e pohyb elektron? „nezamrzne“ ani bez p?ilo?en?ho vn?j??ho nap?t? (pokud lampa jen le?? na stole a nen? nikde zapnut?).

Chaotick? pohyb elektron? m? TEPELN? charakter a je zp?soben P?IROZENOU TEPLOTOU vl?kna.

Tento moment vzorec nebere v ?vahu a p??m? m??en? odporu z?vitu p??strojem nevyhnuteln? uk??e rozd?l mezi nam??enou hodnotou odporu a vypo?tenou.

Vyza?ov?n? a ??innost klasick? ??rovky

Ne? se budeme zab?vat ot?zkou pou?itelnosti vzorce pro v?po?et re?im? „n?zk?ho nap?t?“, pozornost by m?la b?t zam??ena na jeden bod.

??rovka je t?m?? dokonal? m?ni? elektrick? energie do z??iv? energie.

To, ?e v?voj??i ??rovek urputn? bojuj? za zv??en? ??innosti ??rovky, toto tvrzen? nijak neovliv?uje. ??rovka je ide?ln?m m?ni?em elektrick? energie na z??en?.

Faktem je, ?e v?voj??i se sna?? zv??it v?kon LIGHT energie a v tomto smyslu po??taj? ??innost. V?voj?? se sna?? zv??it koeficient p?em?ny elektrick? energie na SV?TELN? z??en?, na z??en? ve viditeln? oblasti.

Tato ??innost ??rovky je opravdu mal?. ??rovka v?ak kr?sn? vyza?uje V CEL?M spektru a hodn? v infra?erven? oblasti, kam na?e oko nevid?.

Pro v?po?et ?ist? elektrick?ch parametr? je n?m ?pln? jedno, V JAK?M rozsahu ??rovka vyza?uje. Jen je pro n?s d?le?it? pamatovat na to, ?e ??rovka z??? V?DY, pokud je na ni p?ivedeno jen n?jak? (by? sebemen??) nap?t?. A to je d?le?it? si pamatovat ?e vstupn? v?kon je rozpt?len ve form? z??en?.

Kolik elektrick? energie je dod?v?no do lampy, takov? energie se rozpt?l? ve form? z??en?.

Nikdo nezru?il z?kon zachov?n? energie a nikdo nezru?il ani druh? termodynamick? z?kon. Tak?e, kolik dorazilo - tolik by m?lo odej?t. A bude ub?vat pr?v? ve form? z??en?, proto?e prost? NEN? KAM j?t na dal?? energii - jedin? v z??en?. To je velmi d?le?it? okolnost.

Struktur?ln? je vl?kno tenk? wolframov? dr?t o pr?m?ru asi 50 mikron? a d?lce asi p?l metru, sto?en? do spir?ly slo?it? konfigurace.

Vakuum v ba?ce eliminuje mo?nost p?enosu tepla konvekc? - POUZE Z??EN?M.

Samoz?ejm?, ?e ??st tepla unik? p?es ant?ny lampy, na kter? je spir?la p?ipevn?na, ale to je nepatrn?.

Abychom si tuto malost vizualizovali, m??eme nakreslit analogii.

Opakuji, samotn? wolframov? vl?kno m? p?esn? velikost vlasu z cop?nku prv???ka, 50 cm dlouh? a 50 mikron? v pr?m?ru.

Pokud tyto vlasy opticky zv?t??te ... je to jako bychom m?li dr?ty o pr?m?ru 1 mm a d?lce 10 metr?! Selsk? rozum nazna?uje, ?e toto vys?l?n? NEN? v?bec chlazeno p?enosem tepla na okraj?ch. Ano, v m?stech kontaktu n?co odejde, ale hlavn? v?kon se rozpt?l? po cel? d?lce veden?.

V p??pad? spir?ly um?st?n? ve vakuu p?jde ve?ker? energie do Z??EN? a je jedno v jak?m rozsahu spektra…

D?le?it? experiment s m??en?m odporu ohmmetrem

Jak?koli, i ten nejmen?? proud BUDE m?t tepeln? vliv na kabel??, OH??V? jej ...

M??en?m odporu ??rovky testerem j? ... proch?z?me PROUD. Proud z testeru je mal?, ale JE. Proto p?i m??en? odporu z?vitu z?vit OH??ME a v d?sledku toho m?n?me hodnotu parametru samotnou skute?nost? m??en?.

Zhruba ?e?eno, tester TAK? L?E. Tester ukazuje NEPRAVDIVOU hodnotu odporu c?vky.

Chcete-li tuto okolnost ov??it, m??ete prov?st jednoduch? experiment. Je k dispozici komukoli.

Pomoc? STEJN?HO testeru m??ete vybrat dv? ??rovky se stejn?mi (bl?zk?mi) hodnotami „studen?ho“ odporu z?vitu a zm??it odpor DVOU ??rovek, nejprve ka?d? samostatn? a pot? zapojen?ch do s?rie.

Opakovan? m??en? ukazuj?, ?e sou?et odpor? nam??en?ch samostatn? NEP?IJ?M? K celkov?mu odporu s?riov?ho zapojen? ...

Odpor ??rovek m???me samostatn?.

Pot? zm???me s?riov? odpor.

A STEJN? pozorujeme, ?e sou?et nam??en?ch odpor? „jednou“ se uk??e b?t V?T?? ne? celkov? odpor ??rovek zapojen?ch do s?rie.

Za??zen? je stejn?, rozsah m??en? nebyl p?epnut, tak?e jsou vylou?eny metodick? chyby m??en?.

A v?e se vyjasn?.

S?riov? odpor dvou c?vek SNI?UJE proud z testeru a vl?kna se m?n? zah??vaj?.

A kdy? m???me ??rovky samostatn?, pak je m??ic? proud v?t?? a v d?sledku toho se hodnoty za??zen? zvy?uj? i kv?li mal?mu, ale ZV??EN? teploty vl?ken v d?sledku zah??v?n? b?hem procesu m??en? ...

D??ve (p?ed ?tvrt stolet?m, kdy byly digit?ln? testery je?t? exotick?), nebylo mo?n? tento rozd?l zachytit ukazatelem ukazatele. Nyn? je v ka?d?m dom? ??nsk? digit?ln? tester a tento jednoduch? experiment m??e prov?st ka?d?.

Rozd?l v odporech je mal?, ale rozd?l je Z?EJM?, co? vylu?uje by? jen n?znak mo?n? nespr?vnosti experimentu.

Zapojil jsem ??rovky, zapojil tester a nafotil v?sledky takov?ch pokus?. Fotografie jasn? ukazuj?, ?e tester vykazuje sn??en? odpor s?riov? zapojen?ch ??rovek.

Na fotografi?ch pro dom?c? ??rovky 60 watt? 220 volt?, sou?et odpor? m??en?ch samostatn?: 72,0 + 65,2 = 137,2 ohm?.

Av?ak m??en?m odporu v s?rii p??stroj „sn???“ hodnotu na 136,8 ohm?!

Podobn? obr?zek je pozorov?n u girlandov?ch ??rovek:

Z?v?r. V?po?tov? vzorec ukazuje NI??? hodnotu odporu „studen?“ c?vky.

M??en? testeru ukazuje ZV??EN? odpor studen? c?vky.

Vznik? p?irozen? my?lenka - Jak d?siv? ??t!!! Komu v??it?

Zkusme na to p?ij?t...

V?kon z??en? ve vztahu k okoln?mu pozad?

Odhadneme s?lu z??en? lampy odpov?daj?c? okoln? teplot? pozad?.

Je zn?mo, ?e Stefan-Boltzmannova konstanta s = 5,670373 10 -8, tedy v?kon z??en? na metr ?tvere?n?

P \u003d s ST 4

Jako libovoln? odhad budeme br?t pr?m?r spir?ly 40 mikron? a d?lku 50 cm. norm?ln? podm?nky 293 K (20 °C). Dosazen?m t?chto dat do Stefan-Boltzmannova vzorce z?sk?me v?kon z??en? p?i teplot? 0,026258 wattu.

Pro zaj?mavost u n?kter?ch po??t?me v?kon r?zn? teploty ?ivotn? prost?ed?:

M?nus 40 (233 K) 0,0105 Watt

M?nus 20 (253 K) 0,0146 Watt

Nula (273 kB) 0,0198 wattu

Plus 20 (293 kB) 0,026258 wattu (norm?ln? podm?nky)

Plus 40 (313K) 0,0342 Watt

Pro zaj?mavost si m??ete spo??tat vyza?ov?n? lampy, kdy? je okoln? teplota 2300K:

P = 99,7 watt?.

Co? je obecn? v dobr?m souladu se skute?n?m stavem v?c? - lampa ur?en? pro 100 watt? se zah??v? na teplotu 2300 K.

S vysokou m?rou jistoty lze konstatovat, ?e tato spir?lov? geometrie odpov?d? „stowattov?“ ??rovce s jmenovit?m nap?t?m 220 volt?.

Nyn? p?epo??tejme tyto hodnoty v?konu na "sn??en?" nap?t?. Jako by okoln? teplota odpov?dala absolutn? nule a na lampu bylo p?ivedeno n?jak? nap?t?, kter? zah??valo c?vku.

Pro p?epo?et pou?ijeme v?sledn? pom?r, ?e nap?t? a v?kony odpov?daj? mocnin?m „trojky“ a „dvojky“.

Tabulka ukazuje, ?e „aktu?ln?“ v?kon ??rovky p?i nap?t? 0,902 ... Volt oh??v? c?vku na teplotu 293 K. Podobn? „aktu?ln?“ v?kon p?i nap?t? 1,0758 voltu zah?eje c?vku na teplotu 313 K (20 stup?? vy???).

Op?t se p?edpokl?d?, ?e okoln? teplota je absolutn? nula.

Z?v?r. Velmi mal? zm?na nap?t? m? v?znamn? vliv na teplotu vl?kna. Zm?nili jsme nap?t? o n?jak?ch sedmn?ct setin voltu (1,0758 - 0,902 \u003d 0,1738) a teplota se zv??ila o 20 stup??.

Tyto v?po?ty jsou velmi podm?n?n?, ale lze je pou??t jako ODHADOVAN? hodnoty.

Odhad je p?irozen? velmi hrub?, proto?e Stefan-Boltzmann?v z?kon popisuje vyza?ov?n? „ide?ln?ho“ z??i?e – ?ern?ho t?lesa (?ern?ho t?lesa) a spir?la je velmi odli?n? od ?ern?ho t?lesa, ale p?esto jsme dostali velmi v?rohodn? „??slo“. “...

Z desky Excel je vid?t, ?e ji? p?i nap?t? 1 volt na lamp? bude teplota spir?ly 40 stup?? Celsia. Dali jsme v?c, bude toho v?c.

P?irozen? z?v?r nazna?uje, ?e p?i nap?t? 10-15 volt? bude vl?kno docela hork?, i kdy? to nebude vizu?ln? viditeln?.

Oku se vl?kno bude jevit jako „?ERN?“ (studen?) a? do teplot 600 stup?? (po??tek z??en? ve viditeln? oblasti).

Ti, kte?? cht?j? „??dit ??sla“, to mohou ud?lat sami pomoc? vzorce Stefan-Boltzmann.

V?sledky budou podm?n?n?, vzhledem k tomu, ?e (jak je uvedeno v??e) spir?la m? n?jak? albedo a neodpov?d? z??i?i ?ern?ho t?lesa, ALE (!) Odhad teploty bude celkem spolehliv? ...

Opakuji – jde o HODNOCEN?. Vl?kno za?ne sv?tit asi p?i 20 voltech.

Nav?c bych cht?l upozornit na roz???en? parametr? ??rovek.

Na fotce s testerem byly ty mal? ??rovky (v?nec) mnou velmi pe?liv? vybr?ny a zkalibrov?ny. Pro r?zn? ??ely m??en? a experimenty. Proto vykazuj? stejnou odolnost, kter? se naz?v? „kulka ke kulce“.

V?razy pro proudy jsou stejn?. Mal? algebraick? transformace. A kone?n? ?tvercov? rovnice je z?sk?na vzhledem k nezn?m?mu Us.

Z obr?zku je z?ejm?, ?e Us je nap?t? na lamp?.

Od spr?vce blogu.

Tento ?l?nek se ??astn? sout??e o ?l?nky pro l?to 2018. Shrnut? (p?edb??n?) - v ?ervnu 2018. P?ihlaste se k odb?ru nov?ch ?l?nk? a p?ipojte se ke skupin? VK, v?dy je v?ce novinek ne? na blogu!

Nen? ??dn?m tajemstv?m, ?e i nyn?, s p??chodem mnoha nov?ch energeticky ?sporn?ch sv?teln?ch zdroj?, se ??rovka (naz?van? t?? „Iljichova ??rovka“ resp. wolframov? lampa), z?st?v? velmi popul?rn? a mnoz? je?t? nejsou p?ipraveni se toho vzd?t. S nejv?t?? pravd?podobnost? uplyne je?t? trochu ?asu a toto osv?tlovac? za??zen? prakticky opust? elektrotechnick? trh, ale samoz?ejm? se na n?j nezapomene. Opravdu, s t?m objevem oby?ejn? lampa?haven? za?alo nov? ?ra v osv?tlen?.

Z ?eho je vyrobena wolframov? ??rovka?

Konstrukce ??rovky s wolframov?m vl?knem je velmi jednoduch?. Skl?d? se z:

• ba?ka, tedy samotn? sklen?n? koule, bu? evakuovan? nebo napln?n? plynem;
• filamenty (filament) - spir?ly z wolframov? slitiny;
• dv? elektrody, kter?mi je na spir?lu p?iv?d?no nap?t?;
• h??ky - dr??ky wolframov?ho vl?kna vyroben?ho z molybdenu;
• nohy ??rovky;
• vn?j?? ?l?nek proudov?ho vodi?e, kter? slou?? jako pojistka;
• soklov? pouzdro;
• z?kladn? sklen?n? izol?tor;
• kontaktn? dno z?kladny.

Princip fungov?n? ??rovky je tak? jednoduch?. Sv?tlo vznik? proto wolframov? vl?kno zah??t? p?ilo?en?m nap?t?m. Podobn? z??e, i kdy? v men??ch objemech, je vid?t i p?i pr?ci. elektrick? dla?dice s otev?en?m topn?m t?lesem z nichromu. Sv?tlo ze spir?ly je velmi slab?, ale v tomto p??kladu je jasn?, jak funguje ??rovka.

Krom? b??n? formy mohou b?t tato sv?tidla i dekorativn?, v podob? sv??ky, kapky, v?lce nebo koule. Vzhledem k tomu, ?e sv?tlo z wolframu je v?dy stejn? barvy, vyr?b?j? v?robci takov? sv?tidla s r?zn?mi, n?kdy i barevn?mi skly.

Zaj?mav? v pr?ci ??rovek se ?hav?c?mi vl?kny se zrcadlov?m povlakem. Princip fungov?n? ??rovky lze p?irovnat k reflektor?m, proto?e osv?tluj? nasm?rovanou oblast.

V?hody

Hlavn?mi v?hodami ??rovek jsou samoz?ejm? minim?ln? slo?itost p?i jejich v?rob?. Z toho samoz?ejm? plyne n?zk? cena, proto?e jednodu??? elektroza??zen? si dnes nelze p?edstavit. Stejn? p??b?h se za?azen?m takov?ho prvku do s?t?. ??dn? instalovat nemus?te voliteln? v?bava, sta?? jednoduch? kazeta.

V n?kter?ch p??padech, dokonce i v jeho nep??tomnosti, lid? p?ipojuj? ??rovky, zap sp??n? postaven?m kazety ze d?eva, plastu nebo dokonce p?ipojen?m lampy k dr?tu pomoc? izola?n? p?sky. Takov? spojen? za okolnost? vy??? moci maj? samoz?ejm? pr?vo na existenci, ale nejsou bezpe?n? z hlediska po??rn? a elektrick? ochrany (je nutn? zajistit, aby se z?kladna nezah??vala).

Tak? ??rovky s vysoce v?konn?m ?havic?m vl?knem (150 W) jsou velmi ?iroce pou??v?ny v osv?tlen? sklen?k?. Krom? toho, ?e d?vaj? sv?tlo, jsou ??rovky v d?sledku ?haven? wolframov?ho vl?kna velmi hork?. Nav?c je osv?tlen? z nich nejbl??e slune?n? sv?tlo, modern? LED ??rovka nebo z??ivka energeticky ?sporn? se t?m pochlubit nemohou. Ze stejn?ho d?vodu m? ??rovka v?hodu, pokud jde o ovlivn?n? lidsk?ho zraku.

Nedostatky

Nev?hody ??rovek zahrnuj? k?ehkost provozu takov?ch za??zen?, co? p??mo z?vis? na takov?m parametru, jako je nap?t? v s?ti. Pokud zv???te proud, spir?la se za?ne rychleji opot?ebov?vat, co? povede k vyho?en? na nejten??m m?st?. No, pokud sn???te nap?t?, osv?tlen? bude mnohem slab??, i kdy? to samoz?ejm? prodlou?? ?ivotnost lampy.

Hlavn? nev?hody ??rovek lze tak? p?i??st negativn?mu vlivu n?hl?ch nap??ov?ch r?z? na vl?kno. Ale tato nev?hoda m??e b?t odstran?na instalac? ?vodn?ho stabiliz?toru. Ot?zkou samoz?ejm? z?st?v? zahrnut? osv?tlen?. Ve skute?nosti je v okam?iku p?ilo?en? nap?t? vl?kno studen?, co? znamen?, ?e jeho odpor je ni???. Tento probl?m je vy?e?en instalac? jednoduch?ho oto?n?ho stm?va?e. Ot??en?m rukojet? pak bude nit sv?tit plynuleji (to znamen?, ?e nedojde ke kr?tk?mu ostr?mu p??vodu nap?t?), co? znamen?, ?e vydr?? mnohem d?le.

Za hlavn? nev?hodu t?chto za??zen? v?ak lze samoz?ejm? pova?ovat jejich n?zkou ??innost, konkr?tn? skute?nost, ?e pracovn? lampa spot?ebov?v? p?ev??nou v?t?inu energie na teplo, v d?sledku ?eho? se za??n? velmi zah??vat. Tyto ztr?ty jsou a? 95 %, ale takov? je algoritmus pro provoz wolframov?ch ??rovek. P?i n?kupu tohoto sv?tidla byste tedy m?li vz?t v ?vahu v?echny v?hody a nev?hody ??rovky.

Typy ??rovek

??rovky vyu??vaj?c? wolframov? vl?kno mohou b?t nejen vakuov?. Za??zen? ??rovky rozli?uje n?kolik typ? podobn?ch osv?tlovac?ch za??zen?, z nich? ka?d? se pou??v? v ur?it?ch pr?myslov?ch odv?tv?ch. Oni mohou b?t:

• vakuov?, tj. nejjednodu???;
• argon nebo dus?k-argon;
• krypton, kter? z??? o 13-15% siln?ji ne? argon;
• xenon (b??n?ji pou??van? v V posledn? dob? ve sv?tlometech automobil? a sv?t? 2kr?t jasn?ji ne? argonov?);
• halogen - ??rovka v ??rovce je napln?na halogenem bromu nebo j?du. Sv?tlo je 3kr?t jasn?j?? ne? sv?tlo argonu, ale tyto v?bojky nesn??ej? sn??en? nap?t? a vn?j?? zne?i?t?n? skla ??rovky;
• halogen s dvojitou ba?kou - s zv??en? ??innost pr?ce halogen? na ?sporu wolframu ve vl?knu;
• xenon-halogen (je?t? jasn?j??) - krom? halogen? jodu nebo bromu jsou napln?ny i xenonem, proto?e jak? plyn je v ??rovce p??mo z?vis? na tom, o kolik stup?? se ??rovka zah?eje a z?vis? tedy i jej? jas .

??innost

Jak ji? bylo zm?n?no, vzhledem k tomu, ?e struktura ??rovky zahrnuje oh?ev spir?ly, 95% energie dod?van? do osv?tlovac?ho za??zen? jde do tepla generovan?ho b?hem jeho provozu a pouze 5% jde p??mo do osv?tlen?. Toto teplo je infra?erven? z??en? kter? lidsk? oko nevn?m?. Proto?e koeficient u?ite?n? akce takov? osv?tlovac? za??zen? se zv??en?m teploty ??rovky na 3 400 K bude 15%. Kdy? se sn??? na 2 700 K (co? odpov?d? provozn? teplot? lampy 60 watt?), bude ??innost lampy ji? 5 %. Ukazuje se, ?e s n?r?stem teplotn? podm?nky zvy?uje ??innost, ale v?razn? se sni?uje ?ivotnost. To znamen?, ?e pokud se proud sn???, sn??? se tak? ??innost, ale ?ivotnost za??zen? se tis?ckr?t zv???. Tento zp?sob zv??en? ?ivotnosti lamp se ?asto pou??v? ve vchodech. bytov? domy, kde je nap?jen? p?iv?d?no do zdroj? v s?rii pro dva osv?tlovac? t?leso, nebo je k lamp? zapojena s?riov? dioda, kter? umo??uje sn??it s??ov? proud.

Co si vybrat: LED nebo wolframov? ??rovky?

To je ot?zka, odpov?? na kterou si ka?d? najde s?m, zhodnot? ??rovky, jejich v?hody a nev?hody. Nejsou zde ??dn? tipy. Jednak LED spot?ebov?vaj? mnohon?sobn? m?n? elekt?iny a jsou v provozu odoln?j??, co? se o Ilji?ov?ch ??rovk?ch ??ci ned?, jednak maj? ??rovky ?etrn?j?? vliv na lidsk? zrak.

A p?esto existuj? statistiky a podle n? se prodeje LED a ?sporn?ch sv?tidel v posledn? dob? zv??ily o v?ce ne? 90 %, proto?e je v lidsk? p?irozenosti dr?et krok s pokrokem, co? znamen?, ?e doba, kdy ??rovky nejsou daleko lampy jsou minulost?.

??rovka je p?edm?t, kter? zn? ka?d?. Elekt?ina a um?l? sv?tlo jsou pro n?s ji? dlouho ned?lnou sou??st? reality. Ale jen m?lo lid? p?em??l? o tom, jak se objevila ?pln? prvn? a zn?m? ??rovka.

N?? ?l?nek v?m ?ekne, co je ??rovka, jak to funguje a jak se objevila v Rusku a po cel?m sv?t?.

co je

??rovka je elektrick? verze sv?teln?ho zdroje, jeho? hlavn? ??st? je ??ruvzdorn? vodi?, kter? hraje roli vl?knit?ho t?lesa. Vodi? je um?st?n ve sklen?n? ba?ce, kter? je uvnit? ?erp?na inertn?m plynem nebo zcela zbavena vzduchu. Proch?zej?c? ??ruvzdorn?m typem vodi?e elekt?ina, tato lampa m??e vyza?ovat sv?teln? tok.

Z??e ??rovky

Princip ?innosti je zalo?en na skute?nosti, ?e kdy? elektrick? proud prot?k? t?lem vl?kna, tento prvek za?ne sv?tit a zah??v? wolframov? vl?kno. V?sledkem je, ?e vl?kno za?ne vyza?ovat z??en? elektromagneticko-tepeln?ho typu (Planck?v z?kon). K vytvo?en? z??e mus? b?t teplota z??e n?kolik tis?c stup??. Jak teplota kles?, spektrum z??e bude st?le ?erven?j??.
V?echny nev?hody ??rovky spo??vaj? v teplot? ??rovky. ??m lep?? sv?teln? tok je pot?eba, t?m vysok? teplota by pot?eboval. Wolframov? vl?kno se z?rove? vyzna?uje mez? vl?kna, nad kterou tento sv?teln? zdroj trvale selh?v?.
Pozn?mka! Teplotn? limit oh?evu pro ??rovky je 3410 °C.

Designov? vlastnosti

Vzhledem k tomu, ?e ??rovka je pova?ov?na za ?pln? prvn? zdroj sv?tla, je zcela p?irozen?, ?e jej? design by m?l b?t docela jednoduch?. Zejm?na ve srovn?n? se sou?asn?mi sv?teln?mi zdroji, kter? jej postupn? vytla?uj? z trhu.
V ??rovce jsou hlavn?mi prvky:

• ??rovka;
• z???c? t?lo;
• aktu?ln? veden?.

Pozn?mka! Prvn? takov? lampa m?la pr?v? takovou konstrukci.

Design ??rovky

K dne?n?mu dni bylo vyvinuto n?kolik variant ??rovek, ale takov? struktura je typick? pro nejjednodu??? a ?pln? prvn? modely.
Ve standardn? ??rovce je krom? v??e popsan?ch prvk? pojistka, kter? je spojkou. Je vyrobena ze slitiny feroniklu. Je p?iva?en do mezery jednoho ze dvou proudov?ch vodi?? v?robku. Spojka se nach?z? v noze aktu?ln?ho svodu. Je to nezbytn?, aby se zabr?nilo zni?en? sklen?n? ba?ky p?i pr?razu vl?kna. To je zp?sobeno t?m, ?e p?i prora?en? wolframov?ho vl?kna vznikne elektrick? oblouk. M??e roztavit zbytky nit?. A jeho ?lomky mohou po?kodit sklen?nou ba?ku a zp?sobit po??r.
Pojistka se zni?? elektrick? oblouk. Takov? feroniklov? spoj je um?st?n v dutin?, kde je tlak stejn? jako atmosf?rick?. V t?to situaci oblouk zhasne.
Takov? konstrukce a princip fungov?n? poskytly ??rovce ?irokou distribuci po cel?m sv?t?, ale kv?li vysok? spot?eb? energie a kr?tk? ?ivotnosti se nyn? pou??vaj? mnohem m?n? ?asto. To je zp?sobeno t?m, ?e se objevily modern?j?? a ??inn?j?? sv?teln? zdroje.

Historie objev?

V?dci z Ruska a dal??ch zem? sv?ta p?isp?li k vytvo?en? ??rovky v podob?, ve kter? je dnes zn?m?.

Alexandr Lodygin

A? do okam?iku, kdy vyn?lezce Alexander Lodygin z Ruska za?al pracovat na v?voji ??rovek, je t?eba v jeho historii poznamenat n?kter? d?le?it? ud?losti:

• v roce 1809 vytvo?il slavn? vyn?lezce Delarue z Anglie svou prvn? ??rovku vybavenou platinovou spir?lou;
• t?m?? o 30 let pozd?ji, v roce 1938, vyvinul belgick? vyn?lezce Jobar uhl?kov? model ??rovky;
• Vyn?lezce Heinrich Goebel z N?mecka ji? v roce 1854 p?edstavil prvn? verzi funk?n?ho sv?teln?ho zdroje.

??rovka N?meck? vzorek m?l oho?el? bambusov? vl?kno, kter? bylo um?st?no v evakuovan? n?dob?. B?hem n?sleduj?c?ch p?ti let pokra?oval Heinrich Goebel ve sv?m v?voji a nakonec dosp?l k prvn?mu prototypu funk?n? ??rovky.

Prvn? praktick? ??rovka

Joseph Wilson Swan, slavn? fyzik a chemik z Anglie, v roce 1860 uk?zal sv?tu sv? prvn? ?sp?chy ve v?voji sv?teln?ho zdroje a za sv? v?sledky byl odm?n?n patentem. Ale n?kter? pot??e, kter? vznikly s vytvo?en?m vakua, uk?zaly neefektivn? a nedlouhodob? provoz lampy Swan.
V Rusku, jak je uvedeno v??e, se Alexander Lodygin zab?val v?zkumem v oblasti ??inn?ch sv?teln?ch zdroj?. V Rusku se mu poda?ilo dos?hnout z??e ve sklen?n? n?dob? uhl?kov? ty?e, ze kter? byl p?edt?m od?erp?v?n vzduch. V Rusku za?ala historie objevu ??rovky v roce 1872. Pr?v? v tomto roce usp?l Alexander Lodygin ve sv?ch experimentech s uhl?kovou ty??. O dva roky pozd?ji v Rusku z?sk?v? patent pod ??slem 1619, kter? mu byl vyd?n na ??rovku typu vl?kna. Z?vit nahradil ty?? uhl?, kter? byla ve vakuov? ba?ce.
P?esn? o rok pozd?ji V. F. Didrikhson v?razn? zlep?il vzhled ??rovky vytvo?en? v Rusku Lodyginem. Zlep?en? spo??valo v nahrazen? uhl?kov? ty?e n?kolika vlasy.

Pozn?mka! V situaci, kdy jeden z nich vyho?el, do?lo automatick? zapnut? dal??.

Joseph Wilson Swan, kter? pokra?oval ve sv?m ?sil? vylep?it st?vaj?c? model sv?teln?ho zdroje, z?sk?v? patent na ??rovky. Zde karbonov? vl?kno fungovalo jako topn? ?l?nek. Zde se v?ak nach?zel ji? ve vz?cn? atmosf??e kysl?ku. Takov? atmosf?ra umo?nila z?skat velmi jasn? sv?tlo.

P??sp?vek Thomase Edisona

V 70. letech minul?ho stolet? se vyn?lezce z Ameriky Thomas Edison p?ipojil k vynal?zav?mu z?vodu o vytvo?en? funk?n?ho modelu ??rovky.

Thomas Edison

Prov?d?l v?zkum pou?it? filament? vyroben?ch z r?zn?ch materi?l? jako ?hav?c? prvek. Edison v roce 1879 z?sk?v? patent na ??rovku vybavenou platinov?m vl?knem. O rok pozd?ji se ale vrac? k ji? osv?d?en?mu uhl?kov?mu vl?knu a vytv??? sv?teln? zdroj s ?ivotnost? 40 hodin.

Pozn?mka! Sou?asn? s prac? na vytvo?en? ??inn?ho sv?teln?ho zdroje vytvo?il Thomas Edison oto?n? typ dom?c?ho vyp?na?e.

Navzdory skute?nosti, ?e ??rovky Edison funguj? pouze 40 hodin, za?aly se aktivn? vytla?ovat z trhu star? verze plynov? osv?tlen?.

V?sledky pr?ce Alexandra Lodygina

Zat?mco Thomas Edison prov?d?l sv? experimenty na druh?m konci sv?ta, Alexander Lodygin pokra?oval v podobn?m v?zkumu v Rusku. V 90. letech 19. stolet? vynalezl v?ce druh? ??rovek najednou, jejich? z?vity byly vyrobeny ze ??ruvzdorn?ch kov?.

Pozn?mka! Byl to Lodygin, kdo se jako prvn? rozhodl pou??t wolframov? vl?kno jako ??rovku.

??rovka Lodygin

Krom? wolframu tak? navrhoval pou?it? vl?ken vyroben?ch z molybdenu a tak? jejich sto?en? do spir?ly. Lodygin um?stil takov? sv? nit? do ban?k, ze kter?ch byl od?erp?n v?echen vzduch. V d?sledku t?chto akc? byly nit? chr?n?ny p?ed oxidac? kysl?ku, co? v?razn? prodlou?ilo ?ivotnost v?robk?.
Prvn? typ komer?n? ??rovky vyr?b?n? v Americe obsahoval wolframov? vl?kno a byl vyroben podle Lodyginova patentu.
Za zm?nku tak? stoj?, ?e Lodygin vyvinul plynem pln?n? lampy obsahuj?c? uhl?kov? vl?kna a pln?n? dus?kem.
Autorstv? prvn? ??rovky zaslan? do s?riov? v?roby tak pat?? rusk?mu badateli Alexandru Lodyginovi.

Vlastnosti ??rovky Lodygin

Modern? ??rovky, kter? jsou p??m?mi potomky modelu Alexandra Lodygina, se vyzna?uj?:

• vynikaj?c? sv?teln? tok;
• vynikaj?c? reprodukce barev;

Barevn? pod?n? ??rovky

• n?zk? m?ra konvekce a veden? tepla;
• teplota vl?kna - 3400 K;
• p?i maxim?ln? ?rovni ukazatele teploty ?haven? je koeficient ??innosti 15 %.

krom? dan? typ Sv?teln? zdroj p?i sv?m provozu spot?ebuje oproti jin?m modern?m ??rovk?m hodn? elekt?iny. kv?li Designov? vlastnosti takov? lampy mohou pracovat p?ibli?n? 1000 hodin.
Ale navzdory skute?nosti, ?e podle mnoha hodnot?c?ch krit?ri? jsou tyto produkty hor?? ne? pokro?ilej?? modern? sv?teln? zdroje, kv?li jejich n?zk? cen? z?st?vaj? st?le relevantn?.

Z?v?r

Vyn?lezci z rozd?ln? zem?. Nejv?ce ale dok?zal vytvo?it pouze rusk? v?dec Alexander Lodygin nejlep?? mo?nost kterou vlastn? pou??v?me dodnes.

Tajemstv? instalace reflektory v nap?nac? strop: jak je to t??k??

Anal?za struktury ??rovky (obr?zek 1, A) zjist?me, ?e hlavn? ??st? jeho konstrukce je vl?knov? t?lo 3 , kter? se p?soben?m elektrick?ho proudu zah?eje a? do vzhledu optick?ho z??en?. To je vlastn? zalo?eno na principu fungov?n? lampy. Upevn?n? t?lesa vl?kna uvnit? lampy se prov?d? pomoc? elektrod 6 , obvykle dr??c? jeho konce. Prost?ednictv?m elektrod je tak? p?iv?d?n elektrick? proud do t?la vl?kna, to znamen?, ?e jsou st?le vnit?n?mi ?l?nky z?v?r?. P?i nedostate?n? stabilit? filamentov?ho t?lesa pou?ijte p??davn? dr??ky 4 . Dr??ky jsou p?ip?jeny na sklen?nou ty?inku 5 , zvan? ty?inka, kter? m? na konci zes?len?. Stonek je spojen se slo?itou sklen?nou ??st? - nohou. Noha, je zn?zorn?na na obr?zku 1, b, skl?d? se z elektrod 6 , tal??e 9 a stonku 10 , co? je dut? trubice, kterou je ?erp?n vzduch z ba?ky lampy. Spole?n? propojen? meziv?stup? 8 , ty?, deska a stonek tvo?? lopatku 7 . Spojen? je provedeno taven?m sklen?n?ch d?l?, p?i kter?m je vytvo?en v?fukov? otvor. 14 spojuj?c? vnit?n? dutinu v?fukov? trubky s vnit?n? dutinou ??rovky. Pro dod?v?n? elektrick?ho proudu do vl?kna p?es elektrody 6 aplikovat st?edn? 8 a extern? n?lezy 11 vz?jemn? spojeny elektrick?m sva?ov?n?m.

Obr?zek 1. Za??zen? elektrick? ??rovky ( A) a jeho nohy ( b)

Pro izolaci t?lesa vl?kna, jako? i dal??ch ??st? ??rovky, od vn?j?? prost?ed?, pou??v? se sklen?n? ba?ka 1 . Vzduch z vnit?n? dutiny ba?ky se od?erp? a m?sto toho se na?erp? inertn? plyn nebo sm?s plyn?. 2 , na?e? se konec stonku zah?eje a ut?sn?.

Pro p??vod elektrick?ho proudu do lampy a jej? upevn?n? v elektrick? patron? je lampa vybavena patic? 13 , jeho? p?ipevn?n? k hrdlu ba?ky 1 prov?d? se pomoc? z?kladn?ho tmelu. P?ip?jejte v?vody lampy na odpov?daj?c? m?sta z?kladny 12 .

Rozlo?en? sv?tla lampy z?vis? na tom, jak je t?leso vl?kna um?st?no a jak? m? tvar. Ale to plat? pouze pro lampy s pr?hledn?mi ba?kami. Pokud si p?edstav?me, ?e vl?kno je stejn? jasn? v?lec a prom?tneme z n?j vych?zej?c? sv?tlo na rovinu kolmou k nejv?t?? plo?e sv?t?c?ho vl?kna nebo spir?ly, bude na n?m maxim?ln? sv?tivost. Proto tvo?it spr?vn?mi sm?ry s?ly sv?tla, r?zn? proveden???rovky, vl?kna dost?vaj? ur?it? tvar. P??klady tvar? filament? jsou uvedeny na obr?zku 2. P??m?, nespiralizovan? vl?kno v modern? lampy?haven? se t?m?? nepou??v?. To je zp?sobeno skute?nost?, ?e se zv?t?uj?c?m se pr?m?rem vl?kna se zmen?uj? tepeln? ztr?ty plynem napl?uj?c?m lampu.

Obr?zek 2. Konstrukce topn?ho t?lesa:
A- vysokonap??ov? projek?n? lampa; b- n?zkonap??ov? projek?n? lampa; v- poskytuje stejn? jasn? disk

Velk? mno?stv? topn?ch t?les se d?l? do dvou skupin. Do prvn? skupiny pat?? vl?kna pou??van? ve v?bojk?ch pro v?eobecn? pou?it?, jejich? konstrukce byla p?vodn? koncipov?na jako zdroj z??en? s rovnom?rn? rozlo?en? s?ly sv?tla. ??elem navrhov?n? takov?ch ??rovek je z?skat maxim?ln? sv?teln? v?kon, kter?ho je dosa?eno sn??en?m po?tu dr??k?, kter?mi je vl?kno chlazeno. Do druh? skupiny pat?? tzv. ploch? vl?kna, kter? se vyr?b?j? bu? ve form? paraleln?ch spir?lek (u vysokov?konn?ch vysokonap??ov?ch v?bojek) nebo ve form? ploch?ch spir?lek (u n?zkop??konov?ch n?zkonap??ov?ch v?bojek). Prvn? proveden? je vyrobeno s velk?m mno?stv?m molybdenov?ch dr??k?, kter? jsou upevn?ny speci?ln?mi keramick?mi m?stky. Dlouh? vl?kno je um?st?no ve form? ko?e, ??m? se dos?hne velk?ho celkov?ho jasu. V ??rovk?ch ur?en?ch pro optick? syst?my vl?kna mus? b?t kompaktn?. K tomu je vl?knov? t?lesa svinuta do oblouku, dvojit? nebo trojit? ?roubovice. Obr?zek 3 ukazuje k?ivky sv?tivosti generovan? vl?kny r?zn?ch proveden?.

Obr?zek 3. K?ivky sv?tivosti pro ??rovky s r?zn?mi vl?kny:
A- v rovin? kolm? k ose sv?tilny; b- v rovin? proch?zej?c? osou sv?tilny; 1 - prstencov? spir?la; 2 - p??m? spir?la; 3 - spir?la um?st?n? na povrchu v?lce

Pot?ebn? k?ivky sv?tivosti ??rovek lze z?skat pou?it?m speci?ln?ch ??rovek s reflexn?mi nebo difuzn?mi vrstvami. Pou?it? reflexn?ch vrstev na vhodn? tvarovan? ??rovce umo??uje zna?nou rozmanitost k?ivek intenzity osv?tlen?. Lampy s reflexn?mi vrstvami se naz?vaj? zrcadlov? (obr?zek 4). Pokud je pot?eba zajistit zvl??t? p?esn? rozlo?en? sv?tla v zrcadlov?ch lamp?ch, pou??vaj? se ba?ky vyroben? lisov?n?m. Takov? lampy se naz?vaj? lampy-sv?tlomety. N?kter? konstrukce ??rovek maj? v ??rovk?ch zabudovan? kovov? reflektory.

Obr?zek 4. Zrcadlov? ??rovky

Materi?ly pou??van? v ??rovk?ch

Kovy

Hlavn?m prvkem ??rovek je vl?knov? t?lo. Pro v?robu topn?ho t?lesa je nejvhodn?j?? pou??t kovy a dal?? materi?ly s elektronickou vodivost?. V tomto p??pad? se pr?chodem elektrick?ho proudu t?leso zah?eje na po?adovanou teplotu. Materi?l topn?ho t?lesa mus? spl?ovat ?adu po?adavk?: m?t vysok? bod t?n?, plasticitu, kter? umo??uje ta?en? dr?t? r?zn?ch pr?m?r?, v?etn? velmi mal?ch, n?zkou rychlost odpa?ov?n? p?i provozn?ch teplot?ch, co? vede k vysok? ?ivotnosti, a podobn?. Tabulka 1 ukazuje teploty t?n? ??ruvzdorn?ch kov?. Nejv?ce ??ruvzdorn?m kovem je wolfram, kter? spolu s vysokou ta?nost? a n?zkou rychlost? odpa?ov?n? zajistil jeho ?irok? pou?it? jako vl?kno do ??rovek.

st?l 1

Teplota t?n? kov? a jejich slou?enin

Rychlost odpa?ov?n? wolframu p?i teplot?ch 2870 a 3270 °C je 8,41x10-10 a 9,95x10-8 kg/(cm?xs).

Z dal??ch materi?l? lze za perspektivn? pova?ovat rhenium, jeho? bod t?n? je o n?co ni??? ne? u wolframu. Rhenium se dob?e hod? obr?b?n? p?i zah??t? odoln? proti oxidaci m? ni??? rychlost odpa?ov?n? ne? wolfram. Existuj? zahrani?n? publikace o v?rob? lamp s wolframov?m vl?knem s p??sadami rhenia, stejn? jako potahov?n? vl?kna vrstvou rhenia. Z nekovov?ch slou?enin je zaj?mav? karbid tantalu, jeho? rychlost vypa?ov?n? je o 20–30 % ni??? ne? u wolframu. P?ek??kou pou?it? karbid?, zejm?na karbidu tantalu, je jejich k?ehkost.

Tabulka 2 ukazuje hlavn? fyzik?ln? vlastnosti ide?ln?ho vl?kna vyroben?ho z wolframu.

tabulka 2

Hlavn? fyzik?ln? vlastnosti wolframov?ho vl?kna

D?le?itou vlastnost? wolframu je mo?nost z?sk?v?n? jeho slitin. Detaily z nich si zachov?vaj? stabiln? tvar p?i vysok?ch teplot?ch. P?i zah??v?n? wolframov?ho dr?tu doch?z? p?i tepeln?m zpracov?n? vl?kna a n?sledn?m zah??v?n? ke zm?n? jeho vnit?n? struktury, kter? se ??k? tepeln? rekrystalizace. V z?vislosti na povaze rekrystalizace m??e m?t vl?knit? t?leso v?t?? nebo men?? rozm?rovou stabilitu. Charakter rekrystalizace je ovlivn?n ne?istotami a p??sadami p?id?van?mi do wolframu p?i jeho v?rob?.

P??davek oxidu thoria ThO 2 k wolframu zpomaluje proces jeho rekrystalizace a poskytuje jemnou krystalickou strukturu. Takov? wolfram je pevn? p?i mechanick?m r?zu, ale siln? se proh?b? a nen? proto vhodn? pro v?robu topn?ch t?les ve form? spir?l. Wolfram s vysok? obsah Oxid thoria se pou??v? k v?rob? katod pro v?bojky kv?li jeho vysok? emisivit?.

Pro v?robu spir?lek se pou??v? wolfram s p??sadou oxidu k?emi?it?ho SiO 2 spolu s alkalick?mi kovy - drasl?kem a sod?kem a d?le wolfram obsahuj?c? krom? uveden?ch p??sad i oxid hlinit? Al 2 O 3 . Ten poskytuje nejlep?? v?sledky p?i v?rob? c?vek.

Elektrody v?t?iny ??rovek jsou vyrobeny z ?ist?ho niklu. Volba je d?na dobr?mi vakuov?mi vlastnostmi tohoto kovu, kter? uvol?uje v n?m sorbovan? plyny, vysokou proudovou propustnost? a sva?itelnost? s wolframem a dal??mi materi?ly. Kujnost niklu umo??uje nahradit sva?ov?n? wolframem kompres?, kter? poskytuje dobrou elektrickou a tepelnou vodivost. Vakuov? ??rovky pou??vaj? m?sto niklu m??.

Dr??ky jsou obvykle vyrobeny z molybdenov?ho dr?tu, kter? si zachov?v? pru?nost i p?i vysok?ch teplot?ch. To umo??uje udr?ovat vl?knit? t?leso v nata?en?m stavu i po jeho rozta?en? v d?sledku zah??v?n?. Molybden m? bod t?n? 2890 K a teplotn? koeficient line?rn? rozta?nosti (TCLE) v rozsahu od 300 do 800 K rovn? 55 x 10-7 K-1. Molybden se tak? pou??v? k v?rob? pouzder do ??ruvzdorn?ho skla.

V?vody ??rovek jsou vyrobeny z m?d?n?ho dr?tu, kter? je na tupo p?iva?en ke vstup?m. U ??rovek n?zk? v?kon neexistuj? ??dn? samostatn? z?v?ry, jejich roli hraj? podlouhl? vstupy vyroben? z platiny. K p?jen? v?vod? k z?kladn? se pou??v? c?no-olov?n? p?jka zna?ky POS-40.

sklenka

Ty?e, desti?ky, stonky, ba?ky a dal?? sklen?n? ??sti pou?it? ve stejn? ??rovce jsou vyrobeny ze silik?tov?ho skla se stejn?m teplotn?m koeficientem line?rn? rozta?nosti, kter? je nezbytn? pro zaji?t?n? t?snosti svarov?ch bod? t?chto ??st?. Hodnoty teplotn?ho koeficientu line?rn? rozta?nosti skel lampy mus? zajistit, aby byly z?sk?ny konzistentn? spoje s kovy pou?it?mi k v?rob? pouzder. Nejpou??van?j?? sklo zna?ky SL96-1 s teplotn?m koeficientem rovn?m 96 x 10 -7 K -1 . Toto sklo m??e pracovat p?i teplot?ch od 200 do 473 K.

Jeden z d?le?it? parametry sklo je teplotn? rozsah, ve kter?m si zachov?v? svou sva?itelnost. Pro zaji?t?n? sva?itelnosti jsou n?kter? d?ly vyrobeny ze skla SL93-1, kter? se li?? od skla SL96-1. chemick? slo?en? a ?ir?? teplotn? rozsah, ve kter?m si zachov?v? sva?itelnost. Sklo zna?ky SL93-1 se vyzna?uje vysok?m obsahem oxidu olovnat?ho. Pokud je nutn? zmen?it rozm?ry ban?k, pou??v? se v?ce ??ruvzdorn?ch skel (nap?. SL40-1), jejich? teplotn? koeficient je 40 x 10 -7 K -1. Tato skla mohou pracovat p?i teplot?ch od 200 do 523 K. Nejvy??? Provozn? teplota m? k?emenn? sklo zna?ky SL5-1, ??rovky, ze kter?ch mohou pracovat p?i 1000 K i v?ce po dobu n?kolika stovek hodin (teplotn? koeficient line?rn? rozta?nosti k?emenn?ho skla je 5,4 x 10 -7 K -1). Skla uveden?ch zna?ek jsou pr?hledn? pro optick? z??en? v rozsahu vlnov?ch d?lek od 300 nm do 2,5 - 3 mikrony. Prostup k?emenn?ho skla za??n? od 220 nm.

Vstupy

Pouzdra jsou vyrobena z materi?lu, kter? spolu s dobrou elektrickou vodivost? mus? m?t tepeln? koeficient line?rn? rozta?nosti, kter? zaji??uje konzistentn? spoje se skly pou??van?mi pro v?robu ??rovek. Konzistentn? spoje se naz?vaj? spoje materi?l?, jejich? hodnoty tepeln?ho koeficientu line?rn? rozta?nosti se v cel?m teplotn?m rozsahu, tj. od minima po teplotu ??h?n? skla, neli?? o v?ce ne? 10 - 15%. P?i p?jen? kovu do skla je lep??, kdy? je tepeln? koeficient line?rn? rozta?nosti kovu o n?co ni??? ne? u skla. Pot?, kdy? se ochlad?, p?jen? sklo stla?? kov. V nep??tomnosti kovu, kter? m? po?adovanou hodnotu tepeln?ho koeficientu line?rn? rozta?nosti, je nutn? vyr?b?t neodpov?daj?c? p?jen? spoje. Vakuot?sn? spojen? kovu se sklem v cel?m teplotn?m rozsahu a tak? mechanick? pevnost p?jen?ho spoje je v tomto p??pad? zaji?t?na speci?ln? konstrukc?.

Odpov?daj?c? spojen? se sklem SL96-1 je z?sk?no pomoc? platinov?ch pouzder. Vysok? cena tohoto kovu vedla k pot?eb? vyvinout n?hradu, nazvanou „platina“. Platinit je dr?t ze slitiny ?eleza a niklu s tepeln?m koeficientem line?rn? rozta?nosti men??m ne? u skla. Kdy? se na takov? dr?t nanese m?d?n? vrstva, je mo?n? z?skat vysoce vodiv? bimetalov? dr?t s velk?m teplotn?m koeficientem line?rn? rozta?nosti, v z?vislosti na tlou??ce vrstvy navrstven? m?d?n? vrstvy a tepeln?m koeficientu line?rn? rozta?nosti origin?lu. dr?t. Je z?ejm?, ?e takov? zp?sob p?rov?n? teplotn?ch koeficient? line?rn? rozta?nosti umo??uje p?rov?n? p?edev??m z hlediska diametr?ln? rozta?nosti, p?i?em? teplotn? sou?initel d?lkov? rozta?nosti z?st?v? nekonzistentn?. Pro zaji?t?n? lep?? vakuov? hustoty spoj? skla SL96-1 s platinitem a zv??en? sm??ivosti p?es vrstvu m?di oxidovan? na povrchu na oxid m??n? je dr?t pokryt vrstvou boraxu (sodn? s?l kyselina borit?). Dostate?n? pevn? p?jen? spoje jsou zaji?t?ny p?i pou?it? platinov?ho dr?tu o pr?m?ru do 0,8 mm.

Vakuot?sn? p?jen? do skla SL40-1 se prov?d? pomoc? molybdenov?ho dr?tu. Tento p?r poskytuje konzistentn?j?? ut?sn?n? ne? sklo SL96-1 s platinou. Omezen? pou?it? t?to p?jky je zp?sobeno vysok?mi n?klady na suroviny.

K z?sk?n? vakuov? t?sn?ch pouzder v k?emenn?m skle jsou zapot?eb? kovy s velmi n?zk?m tepeln?m koeficientem line?rn? rozta?nosti, kter? neexistuj?. Proto d?ky vstupn? struktu?e z?sk?m po?adovan? v?sledek. Pou?it?m kovem je molybden, kter? m? dobrou sm??itelnost k?emenn?m sklem. Pro ??rovky v k?emenn?ch ??rovk?ch se pou??vaj? jednoduch? foliov? pr?chodky.

plyny

Pln?n? ??rovek plynem umo??uje zv??it provozn? teplotu t?lesa vl?kna bez sn??en? ?ivotnosti v d?sledku sn??en? rychlosti napra?ov?n? wolframu v plynn?m prost?ed? ve srovn?n? s napra?ov?n?m ve vakuu. Rychlost rozpra?ov?n? kles? s rostouc? molekulovou hmotnost? a tlakem plnic?ho plynu. Tlak pln?c?ch plyn? je asi 8 x 104 Pa. Jak? plyn k tomu pou??t?

Pou?it? plynn?ho m?dia vede k tepeln?m ztr?t?m v d?sledku veden? tepla plynem a konvekc?. Pro sn??en? ztr?t je v?hodn? plnit v?bojky t??k?mi inertn?mi plyny nebo jejich sm?smi. Mezi tyto plyny pat?? dus?k ze vzduchu, argon, krypton a xenon. Tabulka 3 ukazuje hlavn? parametry inertn?ch plyn?. Dus?k ve sv? ?ist? form? se nepou??v? kv?li velk?m ztr?t?m spojen?m s jeho relativn? vysokou tepelnou vodivost?.

Tabulka 3

Z?kladn? parametry inertn?ch plyn?

Ahoj v?ichni. Jsem r?d, ?e v?s vid?m na m?ch str?nk?ch. T?ma dne?n?ho ?l?nku: za??zen? ??rovky. Nejprve bych ale r?d ?ekl p?r slov o historii t?to lampy.

?pln? prvn? ??rovku vynalezl anglick? v?dec Delarue ji? v roce 1840. Byla s platinovou spir?lou. O n?co pozd?ji, v roce 1854, n?meck? v?dec Heinrich Goebel p?edstavil lampu s bambusov?m z?vitem, kter? byla ve vakuov? ba?ce. V t? dob? je?t? existovala spousta r?zn?ch lamp prezentovan?ch r?zn?mi v?dci. Ale v?ichni m?li kr?tkodob? slu?by a byly ne??inn?.

V roce 1890 v?dec A. N. Lodygin poprv? p?edstavil lampu, ve kter? bylo vl?kno vyrobeno z wolframu a vypadalo jako spir?la. Tento v?dec se tak? pokusil od?erpat vzduch z ba?ky a naplnit ji plyny. T?m se v?razn? zv??ila ?ivotnost lamp.

Masov? v?roba ??rovek v?ak za?ala ji? ve 20. stolet?. Pak to byl skute?n? pr?lom v technologii. Nyn?, v na?? dob?, mnoho podnik? a jen oby?ejn?ch lid? tyto lampy odm?t?, proto?e spot?ebov?vaj? hodn? elekt?iny. A v n?kter?ch zem?ch dokonce zak?zali v?robu ??rovek s v?konem vy???m ne? 60 watt?.

Za??zen? ??rovky.

Tato lampa se skl?d? z n?sleduj?c? podrobnosti: z?kladna, ??rovka, elektrody, h??ky pro uchycen? vl?kna, vl?kno, z?str?ka, izola?n? materi?l, kontaktn? plocha.

Aby v?m to bylo jasn?j??, nap??u nyn? o ka?d?m detailu zvl???. Pod?vejte se tak? na obr?zek a video.

Ba?ka - vyrobena z oby?ejn? sklo a je pot?eba k ochran? vl?kna p?ed vn?j??m prost?ed?m. Do n? je vlo?ena z?tka s elektrodami a h??ky, kter? dr?? samotn? z?vit. V ba?ce je speci?ln? vytvo?eno vakuum nebo je napln?na speci?ln?m plynem. Obvykle se jedn? o argon, proto?e se nehod? k zah??v?n?.

Na stran?, kde jsou um?st?ny v?vody elektrod, je ba?ka roztavena sklem a p?ilepena k z?kladn?.

Z?kladna je pot?ebn? k tomu, aby se ??rovka dala na?roubovat do obj?mky. Obvykle se vyr?b? z hlin?ku.

Vl?kno je ??st, kter? vyza?uje sv?tlo. Vyr?b? se p?ev??n? z wolframu.

A nyn?, abyste si upevnili sv? znalosti, navrhuji, abyste se pod?vali na velmi zaj?mav? video, kter? vypr?v? a ukazuje, jak se vyr?b? ??rovky.

Princip fungov?n?.

Princip ?innosti ??rovky je zalo?en na oh?evu materi?lu. Ostatn? ne nadarmo m? filament takov? n?zev. Pokud ??rovkou proch?z? elektrick? proud, wolframov? vl?kno se zah?eje na velmi vysokou teplotu a za?ne vyd?vat sv?teln? tok.

Vl?kno se netav?, proto?e wolfram m? velmi vysok? bod t?n?, n?kde kolem 3200-3400 stup?? Celsia. A kdy? je lampa zapnut?, vl?kno se zah?eje n?kde na 2600-3000 stup?? Celsia.

V?hody a nev?hody ??rovek.

Hlavn? v?hody:

Ne vysok? cena.

Mal? rozm?ry.

Snadno tolerujte p?ep?t?.

Po zapnut? se okam?it? rozsv?t?.

Pro lidsk? oko je blik?n? p?i provozu ze zdroje st??dav?ho proudu t?m?? nepost?ehnuteln?.

Pomoc? za??zen? m??ete upravit jas.

Lze pou??t jak p?i n?zk?, tak i vysok? teploty?ivotn? prost?ed?.

Takov? lampy lze vyrobit pro t?m?? jak?koli nap?t?.

Neobsahuje nebezpe?n? l?tky a proto nevy?aduje zvl??tn? likvidaci.

K rozsv?cen? lampy nejsou pot?eba ??dn? start?ry.

M??e pracovat na st??dav?m i stejnosm?rn?m nap?t?.

Pracuje velmi ti?e a nevytv??? r?diov? ru?en?.

A to zdaleka nen? ?pln? seznam v?hod.

nedostatky:

M? velmi kr?tkodob? slu?by.

Velmi mal? ??innost. Obvykle nep?esahuje 5 procent.

Sv?teln? tok a ?ivotnost p??mo z?vis? na s??ov?m nap?t?.

Sk??? lampy se b?hem provozu velmi zah??v?. Proto je takov? lampa pova?ov?na za nebezpe?? po??ru.

Pokud se z?vit p?etrhne, ??rovka m??e explodovat.

Velmi k?ehk? a citliv? na n?raz.

V podm?nk?ch vibrac? se velmi rychle rozpad?.

A na z?v?r ?l?nku bych o jednom r?d napsal ??asn? fakt. V USA v jednom z hasi?sk?ch sbor? m?sta Livermore je lampa o v?konu 60 watt?, kter? nep?etr?it? sv?t? ji? v?ce ne? 100 let. Byl zap?len v roce 1901 a v roce 1972 byl zaps?n do Guinessovy knihy rekord?.

Tajemstv? jeho odolnosti spo??v? v tom, ?e pracuje v hlubok? m?lk? d??e. Mimochodem, pr?ci t?to lampy nep?etr?it? zaznamen?v? webov? kamera. Pokud tedy m?te z?jem, m??ete si ?iv? vys?l?n? vyhledat na internetu.

To je z m? strany v?e. Pokud byl pro v?s ?l?nek u?ite?n?, sd?lejte jej se sv?mi p??teli v soci?ln?ch s?t?ch a p?ihlaste se k odb?ru aktualizac?. Sbohem.

S pozdravem, Alexander!