Tv? gl?dlampor Julgirlanger ing?r i serien

Idag, n?r folket f?rbereder sig f?r att m?tas Ny?r, p? bloggen SamElektrik.ru, t?nker vi redan p? Sommar. Mer exakt, om sommaren, vars f?rsta artikel publiceras idag!

Artikeln kan betraktas som vetenskaplig och teoretisk, utan snarare teknisk och praktisk.
Det r?der ingen tvekan om att artikeln kan vara av intresse f?r ingenj?rer och tekniker vars aktiviteter ?r relaterade till driften av en s? enkel och v?lbekant enhet f?r oss alla som en gl?dlampa. Och dessutom - f?r alla som ?r intresserade av fysik.

Jag p?minner dig om att jag redan hade ett f?rs?k att utforska denna fr?ga p? min blogg - i min artikel ""

Trots det vanliga med gl?dlampan, trots dess "vardagliga liv", har funktionerna i dess funktion vad som vanligtvis kallas "vita fl?ckar".

F?r n?rvarande kan de elektriska parametrarna f?r en gl?dlampa inte ber?knas om driftsl?get skiljer sig fr?n passet (fr?n det l?ge som gl?dlampan ?r designad f?r). F?rfattaren f?resl?r en fysisk modell inom vilken det ?r m?jligt att erh?lla ett antal formler som ?r l?mpliga f?r att l?sa en l?ng rad praktiska tekniska problem.

Jag uttrycker min tacksamhet till ?garen av resursen f?r den v?nliga m?jligheten att publicera denna memoarbok.

Matrosov S.

gl?dlampa

Denna artikel f?resl?s f?rst?s som en ut?kad tolkning (eller f?rklaring) av artikeln "Keplers lag f?r en gl?dlampa" - https://www.proza.ru/2016/09/19/1858

Den h?r artikeln ger en formel som l?ter dig ber?kna parametrarna f?r en gl?dlampa i godtyckliga l?gen, inklusive l?gen som skiljer sig fr?n pass.

Formeln f?r beroendet av sp?nning och effekt hos en gl?dlampa

Detta ?r huvudformeln f?r artikeln, vars h?rledning kommer att ges nedan. Formeln ser ut s? h?r:

F?r alla gl?dlampor finns det en parameter som ?r stabil ?ver ett brett omr?de elektriska l?gen. Denna parameter ?r f?rh?llandet mellan kuben av sp?nning och kvadraten av effekt.

Tekniken f?r att anv?nda formeln ?r enkel.

Vi tar en gl?dlampa, l?ser p? gl?dlampan eller p? basen parametrarna som den ?r designad f?r - sp?nning och effekt, ber?knar konstanten, s?tter sedan in valfri sp?nning i formeln och ber?knar effekten som kommer att sl?ppas ut p? gl?dlampan .

Genom att k?nna till kraften ?r det l?tt att ber?kna str?mmen.

Genom att k?nna till str?mmen ?r det l?tt att ber?kna resistansen hos gl?dtr?den.

L?t oss ta en titt p? fr?gor relaterade till korrekt drift formler, s?v?l som med de restriktioner som ?r oundvikliga p? grund av att "absoluta" formler helt enkelt inte existerar.

Men f?rst lite "teori" ...

Och vad ?r f?rskt i VK-gruppen SamElectric.ru ?

Prenumerera och l?s artikeln vidare:

Grundl?ggande "teoretiska" premisser

Formeln erh?lls under antagandet att i metallen (av vilken gl?dtr?den best?r) har str?m och motst?nd en enda fysisk essens.

I en f?renklad form kan man argumentera ungef?r s? h?r.

Enligt moderna ?sikter ?r str?mmen en ordnad r?relse av laddningsb?rare. F?r metall blir det elektroner.

Det antogs att metallens elektriska resistans best?ms av den KAOTISKA r?relsen hos samma elektroner.

N?r gl?dtr?dens temperatur ?kar ?kar elektronernas kaotiska r?relse, vilket i slut?ndan leder till en ?kning av det elektriska motst?ndet.

Om igen. Str?m och motst?nd i en gl?dtr?d ?r samma sak. Den enda skillnaden ?r att str?m ?r en ordnad r?relse under p?verkan av ett elektriskt f?lt, och motst?nd ?r en kaotisk r?relse av elektroner.

Lite "algebraisk skolastik"

Nu n?r "teorin" ?r ?ver (log), kommer jag att ge algebraiska ber?kningar f?r h?rledning av "huvudformeln".

Den kanoniska notationen av Ohms lag ser ut s? h?r:

I*R=U

F?r att justera de kvantitativa v?rdena ?r det n?dv?ndigt att ange l?mpliga proportionalitetsfaktorer, f?r den aktuella komponenten - Kt och f?r den resistiva komponenten - Kp:

De mest allm?nna ?verv?gandena leder till tanken att dessa koefficienter b?r vara ?msesidigt ?msesidiga, vilket betyder:

I det h?r fallet, multiplicerar vi i par p? h?ger och v?nster sida (i ekvationssystemet), ?terg?r vi till den ursprungliga Ohms lag:

I*R=U

Den slutliga h?rledningen av formeln

L?t oss ta en n?rmare titt p? ekvationssystemet:

Vi kvadrerar den f?rsta ekvationen och multiplicerar dem i par.

P? v?nster sida ser vi uttrycket f?r kraften, och med tanke p? att produkten av koefficienterna ?r lika med en, skriver vi till sist om:

H?rifr?n f?r vi uttrycket f?r den aktuella koefficienten:

Och f?r den resistiva koefficienten (de ?r ?msesidigt inversa):
d?r Rnom och Unom ?r den m?rkeffekt och sp?nning som ?r markerade p? sockeln eller p? gl?dlampan.

Det ?terst?r att ers?tta dessa v?rden f?r koefficienterna i "SPLIT"-formeln i Ohms lag, och vi kommer att f? de slutliga uttrycken f?r str?m och motst?nd.

Om vi multiplicerar den sista relationen med Ux f?r vi:

F?r att inte st?ra dig p? dessa rutor, kuber och r?tter r?cker det med att komma ih?g det enkla beroendet som f?ljer av den sista relationen. Genom att kvadrera den sista relationen f?r vi en tydlig och begriplig formel:

F?r alla gl?dlampor med volframgl?dtr?d ?r f?rh?llandet mellan sp?nningskuben och effektkvadraten ett KONSTANT v?rde.

De erh?llna relationerna visade utm?rkt ?verensst?mmelse med praktiska resultat (m?tningar) i ett brett spektrum av sp?nningsparametrar och f?r mycket olika typer gl?dlampor, allt fr?n inomhus, bil och slutar med gl?dlampor f?r ficklampor ...

N?gra allm?nna resonemang om motst?ndet hos gl?dlampor

Naturligtvis, f?r sm? sp?nningsv?rden (n?r den applicerade sp?nningen skiljer sig BETYDANDE fr?n namnskylten), kommer v?ra formler att "tvinna".

Till exempel, n?r man ber?knar resistansen f?r en rumsgl?dlampa 95W, 230V, ansluten till en sp?nningsk?lla p? 1 volt, formeln

ger ett filamentresistansv?rde p? 36,7171 ohm.

Om vi antar att vi applicerade en sp?nning p? 0,1 volt p? lampan, kommer det ber?knade motst?ndet f?r tr?den att vara 11,611 ohm ...

Intuitionen s?ger oss att detta inte alls ?r fallet, men snarare inte alls...

I omr?det med l?ga sp?nningar kommer formeln stabilt att "s?nka" v?rdet p? det ber?knade motst?ndet j?mf?rt med det faktiska, och h?r ?r grejen...

I det aktuella konceptet antas det implicit att elektronernas kaotiska r?relse "FRYS" i fr?nvaro av en extern p?lagd sp?nning. Det ?r dock uppenbart att r?relsen av elektroner inte "fryser" ?ven i fr?nvaro av en p?lagd extern sp?nning (om lampan bara ligger p? bordet och inte ?r p?slagen n?gonstans).

Elektronernas kaotiska r?relse har en TERMISK natur och beror p? gl?dtr?dens NATURLIGA TEMPERATUR.

Detta ?gonblick beaktas inte av formeln och direkt m?tning av tr?dmotst?ndet av enheten kommer oundvikligen att visa skillnaden mellan det uppm?tta motst?ndsv?rdet och det ber?knade.

Str?lning och effektivitet hos en gl?dlampa

Innan vi tar itu med fr?gan om till?mpligheten av formeln f?r ber?kning av "l?gsp?nningsl?gen", b?r uppm?rksamheten fokuseras p? en punkt.

Gl?dlampan ?r en n?stan perfekt givare elektrisk kraft till str?lande energi.

Att gl?dlampsutvecklare envist k?mpar f?r att ?ka effektiviteten hos en gl?dlampa p?verkar inte detta p?st?ende p? n?got s?tt. En gl?dlampa ?r en idealisk omvandlare av elektrisk kraft till str?lning.

Faktum ?r att utvecklare str?var efter att ?ka produktionen av LIGHT-energi, och det ?r i denna mening som de ber?knar effektiviteten. Utvecklaren str?var efter att ?ka koefficienten f?r omvandling av elektrisk effekt till LJUS-str?lning, till str?lning i det synliga omr?det.

Denna effektivitet hos gl?dlampan ?r riktigt liten. Gl?dlampan str?lar dock vackert I HELA spektrat och v?ldigt mycket i det infrar?da omr?det, d?r v?rt ?ga inte ser.

Att ber?kna rent elektriska parametrar spelar det ingen roll f?r oss alls, I VILKA intervall gl?dlampan s?nder ut. Det ?r bara viktigt f?r oss att komma ih?g att gl?dlampan ALLTID str?lar, om bara n?gon (?ven den minsta) sp?nning appliceras p? den. Och det ?r viktigt att komma ih?g att ineffekten f?rsvinner i form av str?lning.

Hur mycket el som tillf?rs lampan, det ?r S?DAN effekt som kommer att f?rsvinna i form av str?lning.

Ingen upph?vde lagen om energibevarande och ingen upph?vde termodynamikens andra lag heller. S?, hur mycket har kommit - s? mycket borde g?. Och det kommer att minska just i form av str?lning, eftersom det helt enkelt inte finns INGEN VART att ta v?gen till mer energi - bara i str?lning. Detta ?r en mycket viktig omst?ndighet.

Strukturellt ?r gl?dtr?den en tunn volframtr?d med en diameter p? cirka 50 mikron och en l?ngd p? cirka en halv meter, lindad till en spiral med invecklad konfiguration.

Vakuum i kolven eliminerar m?jligheten till konvektionsv?rme?verf?ring - ENDAST GENOM STR?LNING.

Visserligen kommer en del av v?rmen ut genom antennerna p? lampan som spiralen ?r f?st p?, men detta ?r minimalt.

F?r att visualisera denna litenhet kan vi dra en analogi.

Jag upprepar, sj?lva volframfilamentet ?r exakt lika stort som ett h?rstr? fr?n en f?rstaklassares pigtail, 50 cm l?ngt och 50 mikrometer i diameter.

Om du visuellt f?rstorar detta h?r ... det ?r som om vi har tr?dar med en diameter p? 1 mm och en l?ngd p? 10 meter! Sunt f?rnuft f?resl?r att denna post INTE kyls alls av v?rme?verf?ring vid kanterna. Ja, n?got kommer att f?rsvinna vid kontaktpunkterna, men huvudstr?mmen kommer att f?rsvinna l?ngs ledningarnas hela l?ngd.

F?r fallet med en spiral placerad i ett vakuum, kommer all kraft att g? in i STR?LNING och det spelar ingen roll i vilket omr?de av spektrumet ...

Ett viktigt experiment med att m?ta resistans med en ohmmeter

Vilken som helst, ?ven den minsta str?mmen KOMMER att ha en termisk effekt p? ledningarna, v?rma den ...

Genom att m?ta resistansen hos en gl?dlampa med en testare ... passerar vi en STR?M genom den. Str?mmen fr?n testaren ?r liten, men den ?R. D?rf?r, n?r vi m?ter motst?ndet hos en tr?d, V?RMAR vi tr?den och som ett resultat ?ndrar vi parameterns v?rde genom sj?lva m?tningen.

Grovt sett ljuger ?ven testaren. Testaren visar INTE TRUE spolresistansv?rde.

F?r att verifiera denna omst?ndighet kan du g?ra ett enkelt experiment. Det ?r tillg?ngligt f?r vem som helst.

Du kan anv?nda SAMMA testare f?r att v?lja tv? gl?dlampor med samma (n?ra) v?rden f?r tr?dens "kalla" resistans, och m?ta motst?ndet f?r TV? gl?dlampor, f?rst var f?r sig och sedan kopplade i serie.

Upprepade m?tningar visar att summan av resistanserna uppm?tta separat INTE KOMMER MED det totala motst?ndet f?r seriekopplingen ...

Vi m?ter resistansen hos gl?dlampor separat.

Vi m?ter sedan serieresistansen.

Och vi observerar STADIG att summan av resistanserna som m?ts "enkla" visar sig vara MER ?n den totala resistansen f?r de seriekopplade gl?dlamporna.

Enheten ?r densamma, m?tomr?det byttes inte, s? att metodologiska m?tfel utesluts.

Och allt blir klart.

Serieresistansen f?r de tv? spolarna MINSKAR str?mmen fr?n testaren och filamenten v?rms upp mindre.

Och n?r vi m?ter gl?dlamporna separat, ?r m?tstr?mmen st?rre och f?ljaktligen ?kar enhetens avl?sningar p? grund av till och med en liten, men ?KNING i gl?dtr?darnas temperatur p? grund av uppv?rmning under m?tningsprocessen ...

Tidigare (f?r ett kvarts sekel sedan, n?r digitala testare fortfarande var exotiska), var det om?jligt att f?nga denna skillnad med en pekare. Nu finns det en kinesisk digital testare i vilket hus som helst och vem som helst kan g?ra detta enkla experiment.

Skillnaden i resistanser ?r liten, men skillnaden ?r uppenbar, vilket utesluter ens en antydan om en m?jlig felaktighet i experimentet.

Jag kopplade in gl?dlamporna, kopplade in testaren och fotograferade resultaten av s?dana experiment. Fotografierna visar tydligt att testaren visar ett minskat motst?nd hos seriekopplade gl?dlampor.

P? fotografierna f?r hush?llsgl?dlampor 60 watt 220 volt, summan av resistanserna uppm?tta separat: 72,0 + 65,2 = 137,2 ohm.

Men genom att m?ta resistansen i serie kommer instrumentet att "s?nka" avl?sningen till 136,8 ohm!

En liknande bild observeras f?r kranslampor:

Slutsats. Ber?kningsformeln visar det L?GRE v?rdet av motst?ndet f?r den "kalla" spolen.

Testm?tningen visar ?KAT motst?nd i kallspolen.

En naturlig tanke uppst?r - Hur l?skigt att leva!!! Vem ska man tro?

L?t oss f?rs?ka reda ut det h?r...

Str?lningseffekt i f?rh?llande till omgivande bakgrund

L?t oss uppskatta str?lningseffekten hos lampan som motsvarar den omgivande bakgrundstemperaturen.

Det ?r k?nt att Stefan-Boltzmanns konstant s = 5,670373 10 -8, d? str?lningseffekten per kvadratmeter

P \u003d s ST 4

Som en godtycklig uppskattning kommer vi att ta en spiraldiameter p? 40 mikron och en l?ngd p? 50 cm. normala f?rh?llanden 293K (20C). Genom att ers?tta dessa data med Stefan-Boltzmann-formeln f?r vi str?lningseffekten vid en temperatur p? 0,026258 watt.

F?r r?nta ber?knar vi effekten f?r vissa olika temperaturer milj?:

Minus 40 (233K) 0,0105 Watt

Minus 20 (253K) 0,0146 Watt

Noll (273K) 0,0198 watt

Plus 20 (293K) 0,026258 Watt (normala f?rh?llanden)

Plus 40 (313K) 0,0342 Watt

F?r nyfikenhet kan du ber?kna str?lningen fr?n lampan n?r omgivningstemperaturen ?r 2300K:

P = 99,7 watt.

Vilket i allm?nhet st?mmer v?l ?verens med det verkliga l?get - en lampa designad f?r 100 watt v?rms upp till en temperatur p? 2300K.

Det kan med h?g grad av s?kerhet konstateras att denna spiralgeometri motsvarar en "hundrawatts" gl?dlampa klassad till 220 volt.

L?t oss nu r?kna om dessa effektv?rden till den "reducerade" sp?nningen. Som om den omgivande temperaturen motsvarade absolut noll, och en viss sp?nning applicerades p? lampan, vilket v?rmde upp spolen.

F?r omr?kning anv?nder vi det resulterande f?rh?llandet att sp?nningar och effekter motsvarar potenserna "tre" och "tv?".

Tabellen visar att gl?dlampans "aktuella" effekt vid en sp?nning p? 0,902 ... Volt v?rmer upp spolen till en temperatur p? 293K. P? liknande s?tt kommer "str?m" vid en sp?nning p? 1,0758 volt att v?rma upp spolen till en temperatur p? 313K (20 grader h?gre).

?terigen, detta f?ruts?tter att den omgivande temperaturen ?r absolut noll.

Slutsats. En mycket liten f?r?ndring i sp?nningen har en betydande effekt p? gl?dtr?dens temperatur. Vi ?ndrade sp?nningen med cirka sjutton hundradelar av en volt (1,0758 - 0,902 \u003d 0,1738) och temperaturen ?kade med 20 grader.

Dessa ber?kningar ?r mycket villkorade, men de kan anv?ndas som BER?KTADE v?rden.

Uppskattningen ?r naturligtvis mycket grov, eftersom Stefan-Boltzmann-lagen beskriver str?lningen fr?n en "ideal" s?ndare - en svartkropp (svartkropp), och spiralen skiljer sig mycket fr?n den svarta kroppen, men ?nd? fick vi ett mycket rimligt "tal "...

Fr?n Excel-plattan kan man se att redan vid en sp?nning p? 1 volt p? lampan kommer temperaturen p? spiralen att vara 40 grader Celsius. Vi l?gger in mer, det kommer mer.

En naturlig slutsats tyder p? att vid en sp?nning p? 10-15 volt kommer tr?den att vara ganska varm, ?ven om detta inte kommer att synas visuellt.

F?r ?gat kommer tr?den att verka "SVART" (kall) upp till temperaturer p? 600 grader (b?rjan av str?lning i det synliga omr?det).

De som vill "k?ra nummer" kan g?ra detta p? egen hand med hj?lp av Stefan-Boltzmanns formel.

Resultaten kommer att vara villkorade, p? grund av det faktum att (som n?mnts ovan) spiralen har en viss albedo och inte motsvarar svartkroppss?ndaren, MEN (!) Temperaturuppskattningen kommer att vara ganska tillf?rlitlig ...

Jag upprepar - det ?r en UTV?RDERING. Tr?den b?rjar lysa vid ca 20 volt.

Dessutom skulle jag vilja uppm?rksamma spridningen av parametrarna f?r gl?dlamporna.

P? bilden med testaren valdes de sm? l?karna (girlanden) ut och kalibrerades av mig mycket noggrant. F?r olika m?t?ndam?l och experiment. Det ?r d?rf?r de visar samma motst?nd, som kallas "kula mot kula".

Uttryck f?r str?mmar ?r lika. Sm? algebraiska transformationer. Och den sista kvadratekvationen erh?lls med avseende p? det ok?nda Us.

Av figuren framg?r det tydligt att Us ?r sp?nningen p? lampan.

Fr?n bloggadministrat?ren.

Denna artikel deltar i sommarens artikelt?vling 2018. Sammanfattning (prelimin?rt) - i juni 2018. Prenumerera f?r att f? nya artiklar och g? med i VK-gruppen, det finns alltid fler nyheter ?n p? bloggen!

Det ?r ingen hemlighet att ?ven nu, med tillkomsten av m?nga nya energibesparande ljusk?llor, en gl?dlampa (?ven kallad "Ilyichs gl?dlampa" eller volfram lampa), ?r fortfarande v?ldigt popul?rt och m?nga ?r ?nnu inte redo att ge upp det. Troligtvis kommer det att g? lite mer tid och denna belysningsanordning kommer praktiskt taget att l?mna elteknikmarknaden, men det kommer naturligtvis inte att gl?mmas. Ja, med uppt?ckten vanlig lampa gl?dlampan b?rjade ny era i belysning.

Vad ?r en gl?dlampa gjord av?

Designen av en gl?dlampa av volframtr?d ?r mycket enkel. Den best?r av:

• kolven, det vill s?ga sj?lva glaskulan, antingen evakuerad eller fylld med gas;
• filament (filament) - spiraler av volframlegering;
• tv? elektroder, genom vilka sp?nning appliceras p? spiralen;
• krokar - h?llare av en volframfilament gjord av molybden;
• gl?dlampsben;
• den externa l?nken f?r str?mledningen, som fungerar som en s?kring;
• sockelhus;
• basglasisolator;
• kontakt botten av basen.

Funktionsprincipen f?r en gl?dlampa ?r ocks? enkel. Ljus genereras pga volfram filament v?rms upp av den p?lagda sp?nningen. Ett liknande sken, om ?n i mindre volymer, kan ses n?r man arbetar. elektriska plattor med ett ?ppet v?rmeelement av nikrom. Ljuset fr?n spiralen ?r mycket svagt, men i det h?r exemplet blir det tydligt hur en gl?dlampa fungerar.

F?rutom den vanliga formen kan dessa belysningsarmaturer ocks? vara dekorativa, i form av ett ljus, en droppe, en cylinder eller en boll. Eftersom ljuset fr?n volfram alltid har samma f?rg, tillverkar tillverkare s?dana belysningsarmaturer med olika, ibland f?rgade glas.

Intressant i arbetet med gl?dlampor med gl?dtr?dar med en spegelbel?ggning. Funktionsprincipen f?r en gl?dlampa kan j?mf?ras med spotlights, eftersom de lyser upp ett riktat omr?de.

F?rdelar

Naturligtvis ?r de viktigaste f?rdelarna med gl?dlampor den minsta komplexiteten i deras tillverkning. D?rav naturligtvis det l?ga priset, f?r idag kan en enklare elektrisk apparat inte f?rest?llas. Samma historia med inf?randet av ett s?dant element i n?tverket. Du beh?ver inte installera n?gon valfri utrustning, en enkel patron r?cker.

I vissa fall, ?ven i sin fr?nvaro, ansluter m?nniskor gl?dlampor, p? hastigt genom att bygga en patron av tr?, plast eller till och med koppla lampan till tr?den med en isoleringstejp. Naturligtvis har s?dana anslutningar i force majeure-f?rh?llanden r?tt att existera, men de ?r os?kra n?r det g?ller brand- och elektriskt skydd (det ?r n?dv?ndigt att se till att basen inte v?rms upp).

Dessutom anv?nds gl?dlampor med h?g effekt gl?dtr?d (150 W) mycket ofta i v?xthusbelysning. I sj?lva verket, f?rutom det faktum att de ger ljus, som ett resultat av gl?den av ett volframtr?d, blir lamporna mycket varma. Dessutom ?r belysningen fr?n dem n?rmast solsken, en modern LED-gl?dlampa eller ett fluorescerande energibesparande kan man inte skryta med detta. Av samma anledning har en gl?dlampa en f?rdel n?r det g?ller att p?verka m?nniskans syn.

Brister

Nackdelarna med gl?dlampor inkluderar br?ckligheten i driften av s?dana enheter, detta beror direkt p? en s?dan parameter som sp?nningen i n?tverket. Om du ?kar str?mmen kommer spiralen att b?rja slitas ut snabbare, vilket leder till utbr?ndhet p? det tunnaste st?llet. Tja, om du s?nker sp?nningen kommer belysningen att bli mycket svagare, ?ven om detta naturligtvis kommer att ?ka lampans livsl?ngd.

De st?rsta nackdelarna med gl?dlampor kan ocks? h?nf?ras till den negativa effekten p? gl?dtr?den av pl?tsliga sp?nnings?versp?nningar. Men denna nackdel kan elimineras genom att installera en inledande stabilisator. Naturligtvis kvarst?r fr?gan med inf?randet av belysning. Faktum ?r att i det ?gonblick som sp?nningen appliceras ?r gl?dtr?den kall, vilket betyder att dess motst?nd ?r l?gre. Detta problem l?ses genom att installera en enkel roterande dimmer. Sedan, med handtagets vridning, kommer tr?den att gl?da mjukare (det vill s?ga, det kommer inte att finnas n?gon kortvarig sp?nningstillf?rsel), vilket betyder att den kommer att h?lla mycket l?ngre.

Men fortfarande kan den st?rsta nackdelen med dessa enheter naturligtvis betraktas som deras l?ga effektivitet, n?mligen det faktum att en fungerande lampa spenderar den stora majoriteten av energin p? v?rme, vilket g?r att den b?rjar v?rmas upp v?ldigt mycket. Dessa f?rluster ?r upp till 95%, men s?dan ?r algoritmen f?r driften av volframgl?dlampor. S? n?r du k?per denna lampa b?r du ta h?nsyn till alla f?rdelar och nackdelar med en gl?dlampa.

Typer av gl?dlampor

Gl?dlampor som anv?nder en volframgl?dtr?d kan inte bara vara vakuum. Gl?dlampsanordningen s?rskiljer flera typer av liknande belysningsanordningar, som var och en anv?nds i vissa industrier. De kan vara:

• vakuum, d.v.s. det enklaste;
• argon eller kv?ve-argon;
• krypton, som lyser 13-15% starkare ?n argon;
• xenon (anv?nds vanligare i senare tid i str?lkastarna p? bilar och lyser 2 g?nger starkare ?n argon);
• halogen - gl?dlampan i en gl?dlampa ?r fylld med brom eller jodhalogen. Ljuset ?r 3 g?nger starkare ?n argon, men dessa lampor tolererar inte sp?nningsreduktion och extern kontaminering av gl?dlampans glas;
• halogen med en dubbel kolv - med ?kad effektivitet halogenernas arbete f?r att spara volfram i gl?dtr?den;
• xenon-halogen (?nnu ljusare) - f?rutom halogenerna av jod eller brom ?r de ocks? fyllda med xenon, eftersom vilken gas som finns i gl?dlampan beror direkt p? hur m?nga grader lampan v?rms upp och d?rf?r beror dess ljusstyrka ocks? p? .

Effektivitet

Som redan n?mnts, p? grund av det faktum att strukturen hos en gl?dlampa involverar uppv?rmning av spiralen, g?r 95% av energin som tillf?rs belysningsanordningen in i v?rmen som genereras under dess drift, och endast 5% g?r direkt till belysning. Denna v?rme ?r infrar?d str?lning som det m?nskliga ?gat inte uppfattar. Eftersom koefficienten anv?ndbar ?tg?rd s?dana belysningsanordningar med en ?kning av temperaturen hos en gl?dlampa till 3 400 K kommer att vara 15%. N?r den s?nks till 2 700 K (vilket motsvarar en lampdriftstemperatur p? 60 watt) blir lampans verkningsgrad redan 5 %. Det visar sig med en ?kning temperaturf?rh?llanden effektiviteten ?kar, men livsl?ngden minskar avsev?rt. Det betyder att om str?mmen minskar s? minskar ocks? effektiviteten, men enhetens h?llbarhet kommer att ?ka tusentals g?nger. Denna metod f?r att ?ka lampornas livsl?ngd anv?nds ofta i entr?er. l?genhetsbyggnader, d?r str?m tillf?rs k?llorna i serie f?r tv? belysningsamatur, eller en diod ?r ansluten i serie till lampan, vilket g?r att du kan minska n?tverksstr?mmen.

Vad ska man v?lja: LED-lampor eller volframlampor?

Detta ?r en fr?ga, svaret som alla hittar f?r sig sj?lv, utv?rderar sj?lv gl?dlampor, deras f?rdelar och nackdelar. H?r finns inga tips. Dels f?rbrukar lysdioder m?nga g?nger mindre elektricitet och ?r mer h?llbara i drift, vilket inte kan s?gas om Iljitjs gl?dlampor, dels har gl?dlampor en mer skonsam effekt p? m?nniskans syn.

Och ?nd? finns det statistik, och enligt den har f?rs?ljningen av lysdioder och energisn?la lampor nyligen ?kat med mer ?n 90 %, eftersom det ligger i m?nniskans natur att h?nga med i framstegen, vilket g?r att tiden inte ?r l?ngt borta n?r gl?dlampor lampor ?r ett minne blott.

En gl?dlampa ?r ett f?rem?l som alla k?nner till. El och artificiellt ljus har l?nge varit en integrerad del av verkligheten f?r oss. Men f? m?nniskor t?nker p? hur den allra f?rsta och v?lbekanta gl?dlampan d?k upp.

V?r artikel kommer att ber?tta vad en gl?dlampa ?r, hur den fungerar och hur den s?g ut i Ryssland och runt om i v?rlden.

Vad ?r

En gl?dlampa ?r en elektrisk version av en ljusk?lla, vars huvuddel ?r en eldfast ledare som spelar rollen som en gl?dtr?dskropp. Ledaren placeras i en glaskolv, som inuti pumpas med en inert gas eller helt utan luft. Passerar genom eldfast ledare typ elektricitet, denna lampa kan avge ljusfl?de.

Gl?det fr?n en gl?dlampa

Funktionsprincipen ?r baserad p? det faktum att n?r en elektrisk str?m flyter genom gl?dtr?dskroppen b?rjar detta element att gl?da och v?rmer upp volframtr?den. Som ett resultat b?rjar gl?dtr?den avge str?lning av elektromagnetisk-termisk typ (Plancks lag). F?r att skapa en gl?d m?ste gl?dens temperatur vara ett par tusen grader. N?r temperaturen sjunker blir gl?dspektrumet mer och mer r?tt.
Alla nackdelarna med en gl?dlampa ligger i gl?dtemperaturen. Ju b?ttre ljusfl?de som beh?vs, desto h?g temperatur skulle beh?va. Samtidigt k?nnetecknas volframgl?dtr?den av en gl?dtr?dsgr?ns, ?ver vilken denna ljusk?lla permanent misslyckas.
Notera! Temperaturgr?nsen f?r uppv?rmning f?r gl?dlampor ?r 3410 ° C.

Design egenskaper

Eftersom gl?dlampan anses vara den allra f?rsta ljusk?llan ?r det ganska naturligt att dess design ska vara ganska enkel. S?rskilt j?mf?rt med nuvarande ljusk?llor, som successivt pressar den ut fr?n marknaden.
I en gl?dlampa ?r de ledande elementen:

• gl?dlampa;
• gl?dande kropp;
• nuvarande leder.

Notera! Den f?rsta s?dana lampan hade just en s?dan struktur.

Design av gl?dlampa

Hittills har flera varianter av gl?dlampor utvecklats, men en s?dan struktur ?r typisk f?r de enklaste och allra f?rsta modellerna.
I en vanlig gl?dlampa, f?rutom de ovan beskrivna elementen, finns det en s?kring, som ?r en l?nk. Den ?r gjord av ferronickellegering. Den svetsas in i gapet p? en av produktens tv? str?mledningar. L?nken ?r placerad i benet av den nuvarande ledningen. Det ?r n?dv?ndigt f?r att f?rhindra att glaskolven f?rst?rs under gl?dtr?dens genombrott. Detta beror p? det faktum att n?r en volframfilament bryter igenom skapas en elektrisk ljusb?ge. Det kan sm?lta resterna av tr?den. Och dess fragment kan skada glaskolven och orsaka brand.
S?kringen f?rst?r elektrisk ljusb?ge. En s?dan ferronickell?nk placeras i en kavitet d?r trycket ?r lika med atmosf?riskt. I detta l?ge slocknar b?gen.
En s?dan struktur och funktionsprincip gav gl?dlampan en bred spridning ?ver hela v?rlden, men p? grund av deras h?ga energif?rbrukning och korta livsl?ngd anv?nds de nu mycket mindre ofta. Detta beror p? att mer moderna och effektiva ljusk?llor har dykt upp.

Uppt?cktshistoria

Forskare fr?n Ryssland och andra l?nder i v?rlden gav sitt bidrag till skapandet av gl?dlampan i den form som den ?r k?nd idag.

Alexander Lodygin

Fram till det ?gonblick d? uppfinnaren Alexander Lodygin fr?n Ryssland b?rjade arbeta med utvecklingen av gl?dlampor, b?r n?gra viktiga h?ndelser noteras i dess historia:

• 1809 skapade den ber?mda uppfinnaren Delarue fr?n England sin f?rsta gl?dlampa utrustad med en platinaspiral;
• n?stan 30 ?r senare, 1938, utvecklade den belgiske uppfinnaren Jobar en kolmodell av en gl?dlampa;
• Uppfinnaren Heinrich Goebel fr?n Tyskland 1854 presenterade redan den f?rsta versionen av en fungerande ljusk?lla.

Gl?dlampa tyskt prov hade en f?rkolnad bambuttr?d, som placerades i ett evakuerat k?rl. Under de f?ljande fem ?ren fortsatte Heinrich Goebel sin utveckling och kom s? sm?ningom till den f?rsta prototypen av en fungerande gl?dlampa.

F?rsta praktiska gl?dlampan

Joseph Wilson Swan, den ber?mda fysikern och kemisten fr?n England, visade 1860 v?rlden sina f?rsta framg?ngar i utvecklingen av en ljusk?lla och bel?nades med ett patent f?r sina resultat. Men n?gra av sv?righeterna som uppstod med skapandet av ett vakuum visade den ineffektiva och inte l?ngvariga driften av Swan-lampan.
I Ryssland, som n?mnts ovan, var Alexander Lodygin engagerad i forskning inom omr?det effektiva ljusk?llor. I Ryssland kunde han uppn? en gl?d i ett glask?rl av en kolstav, fr?n vilken luften tidigare hade pumpats ut. I Ryssland b?rjade historien om uppt?ckten av gl?dlampan 1872. Det var i ?r som Alexander Lodygin lyckades med sina experiment med en kolstav. Tv? ?r senare, i Ryssland, f?r han ett patent under numret 1619, som utf?rdades till honom f?r en gl?dlampstyp. Han bytte ut tr?den med en kolstav, som l?g i en vakuumkolv.
Exakt ett ?r senare f?rb?ttrade V. F. Didrikhson avsev?rt utseendet p? gl?dlampan som skapades i Ryssland av Lodygin. F?rb?ttringen bestod i att ers?tta kolstaven med flera h?rstr?n.

Notera! I en situation d?r en av dem brann ut fanns det automatisk inkoppling annan.

Joseph Wilson Swan, som fortsatte sina f?rs?k att f?rb?ttra den redan befintliga modellen av ljusk?llan, f?r patent p? gl?dlampor. H?r fungerade kolfiber som ett v?rmeelement. Men h?r var den redan bel?gen i en s?llsynt atmosf?r av syre. En s?dan atmosf?r gjorde det m?jligt att f? mycket starkt ljus.

Bidrag av Thomas Edison

P? 1970-talet gick en uppfinnare fr?n Amerika, Thomas Edison, med i det uppfinningsrika loppet f?r att skapa en fungerande modell av en gl?dlampa.

Thomas Edison

Han forskade om anv?ndningen av filament gjorda av olika material som gl?dande element. Edison 1879 f?r patent p? en gl?dlampa utrustad med en platina gl?dtr?d. Men ett ?r senare ?terv?nder han till den redan bepr?vade kolfibern och skapar en ljusk?lla med en livsl?ngd p? 40 timmar.

Notera! Samtidigt med arbetet med att skapa en effektiv ljusk?lla skapade Thomas Edison en vridbar typ av hush?llsstr?mbrytare.

Trots att Edison-lampor bara fungerar i 40 timmar b?rjade de aktivt tr?nga sig ur marknaden gammal version manipulerade.

Resultaten av Alexander Lodygins arbete

Medan Thomas Edison utf?rde sina experiment p? andra sidan jorden fortsatte Alexander Lodygin att g?ra liknande forskning i Ryssland. P? 90-talet av 1800-talet uppfann han flera typer av gl?dlampor p? en g?ng, vars tr?dar var gjorda av eldfasta metaller.

Notera! Det var Lodygin som f?rst best?mde sig f?r att anv?nda en volframfilament som en gl?dkropp.

Bulb Lodygin

F?rutom volfram f?reslog han ocks? att anv?nda filament gjorda av molybden, samt att vrida dem till en spiralform. Lodygin lade s?dana tr?dar av honom i flaskor, fr?n vilka all luft pumpades ut. Som ett resultat av s?dana ?tg?rder skyddades tr?darna fr?n syreoxidation, vilket gjorde produkternas livsl?ngd mycket l?ngre.
Den f?rsta typen av kommersiell gl?dlampa som tillverkades i Amerika inneh?ll en volframgl?dtr?d och gjordes enligt Lodygins patent.
Det ?r ocks? v?rt att notera att Lodygin utvecklade gasfyllda lampor inneh?llande kolfilament och fyllda med kv?ve.
F?rfattarskapet till den f?rsta gl?dlampan som skickades till serieproduktion tillh?r allts? den ryska forskaren Alexander Lodygin.

Funktioner hos Lodygin-gl?dlampan

Moderna gl?dlampor, som ?r direkta ?ttlingar till Alexander Lodygins modell, k?nnetecknas av:

• utm?rkt ljusfl?de;
• utm?rkt f?rg?tergivning;

F?rg?tergivning av gl?dlampa

• l?g hastighet av konvektion och v?rmeledning;
• filament filament temperatur - 3400 K;
• vid maximiniv?n f?r gl?dtemperaturindikatorn ?r koefficienten f?r effektivitet 15 %.

F?rutom given typ Ljusk?llan f?rbrukar under sin drift mycket el, j?mf?rt med andra moderna gl?dlampor. D?rf?r att design egenskaper s?dana lampor kan arbeta i ungef?r 1000 timmar.
Men trots att dessa produkter enligt m?nga utv?rderingskriterier ?r s?mre ?n mer avancerade moderna ljusk?llor, p? grund av deras l?ga kostnad, ?r de fortfarande relevanta.

Slutsats

Uppfinnare fr?n olika l?nder. Men bara den ryske vetenskapsmannen Alexander Lodygin kunde skapa mest b?sta alternativet som vi faktiskt forts?tter att anv?nda ?n i dag.

Installationshemligheter str?lkastare i str?cktak: hur sv?rt ?r det?

Analysera strukturen hos en gl?dlampa (Figur 1, a) finner vi att huvuddelen av dess design ?r filamentkroppen 3 , som under inverkan av en elektrisk str?m v?rms upp till utseendet av optisk str?lning. Detta ?r faktiskt baserat p? principen om lampans funktion. F?stningen av gl?dtr?dskroppen inuti lampan utf?rs med hj?lp av elektroder 6 , vanligtvis h?ller i ?ndarna. Genom elektroderna tillf?rs ocks? en elektrisk str?m till gl?dtr?dskroppen, det vill s?ga de ?r fortfarande interna l?nkar till slutsatserna. Vid otillr?cklig stabilitet hos filamentkroppen, anv?nd ytterligare h?llare 4 . H?llarna ?r fastl?dda p? glasstaven 5 , kallad stav, som har en f?rtjockning i ?nden. Stammen ?r f?rknippad med en komplex glasdel - ett ben. Ben, det visas i figur 1, b, best?r av elektroder 6 , tallrikar 9 , och stam 10 , som ?r ett ih?ligt r?r genom vilket luft pumpas ut ur gl?dlampan. Gemensam sammankoppling av mellanutg?ngar 8 , stav, platta och skaft bildar en spatel 7 . Anslutningen g?rs genom att sm?lta glasdelar, under vilka ett avgash?l g?rs. 14 f?rbindning av avgasr?rets inre h?lrum med gl?dlampans inre h?lrum. F?r tillf?rsel av elektrisk str?m till gl?dtr?den genom elektroderna 6 till?mpa mellanliggande 8 och externa fynd 11 anslutna till varandra genom elektrisk svetsning.

Figur 1. Enheten f?r en elektrisk gl?dlampa ( a) och dess ben ( b)

F?r att isolera gl?dtr?dskroppen, s?v?l som andra delar av gl?dlampan, fr?n yttre milj?n, glaskolv anv?nds 1 . Luften fr?n kolvens inre h?lighet pumpas ut och ist?llet pumpas in en inert gas eller en blandning av gaser. 2 , varefter ?nden av stammen v?rms upp och f?rseglas.

F?r att tillf?ra elektrisk str?m till lampan och fixera den i en elpatron ?r lampan utrustad med en sockel 13 , vars f?ste p? kolvens hals 1 utf?rs med hj?lp av basmastik. L?d lampan leder till motsvarande platser i basen 12 .

Lampans ljusf?rdelning beror p? hur gl?dtr?dskroppen ?r placerad och vilken form den har. Men detta g?ller bara lampor med genomskinliga kolvar. Om vi f?rest?ller oss att gl?dtr?den ?r en lika ljus cylinder och projicerar ljuset som kommer fr?n den p? ett plan vinkelr?tt mot den st?rsta ytan av den lysande gl?dtr?den eller spiralen, s? kommer den maximala ljusstyrkan att vara p? den. D?rf?r att skapa r?tt riktningar ljusets krafter, olika m?nster lampor, gl?dtr?dar ges en viss form. Exempel p? gl?dtr?dsformer visas i figur 2. En rak, icke-spiraliserad gl?dtr?d i moderna lampor gl?dlampa anv?nds n?stan aldrig. Detta beror p? det faktum att med en ?kning av gl?dtr?dens diameter minskar v?rmef?rlusten genom gasen som fyller lampan.

Figur 2. Utformningen av v?rmekroppen:
a- h?gsp?nningsprojektionslampa; b- l?gsp?nningsprojektionslampa; i- ger en lika ljus skiva

Ett stort antal v?rmekroppar ?r indelade i tv? grupper. Den f?rsta gruppen inkluderar gl?dtr?dar som anv?nds i lampor f?r allm?nt bruk, vars design ursprungligen var t?nkt som en str?lningsk?lla med j?mn f?rdelning ljusets krafter. Syftet med att designa s?dana lampor ?r att f? maximal ljuseffekt, vilket uppn?s genom att minska antalet h?llare genom vilka gl?dtr?den kyls. Den andra gruppen omfattar de s? kallade platta gl?dtr?darna, som tillverkas antingen i form av parallella spiraler (i h?geffekts h?gsp?nningslampor) eller i form av platta spiraler (i l?geffekts l?gsp?nningslampor). Den f?rsta designen ?r gjord med ett stort antal molybdenh?llare, som ?r f?sta med speciella keramiska broar. En l?ng filament placeras i form av en korg, och uppn?r d?rmed en stor total ljusstyrka. I gl?dlampor avsedda f?r optiska system, m?ste filamenten vara kompakta. F?r att g?ra detta rullas filamentkroppen till en b?ge, dubbel eller trippel helix. Figur 3 visar ljusintensitetskurvorna genererade av gl?dtr?dar av olika utformningar.

Figur 3. Ljusintensitetskurvor f?r gl?dlampor med olika gl?dtr?dar:
a- i ett plan vinkelr?tt mot lampans axel; b- i ett plan som g?r genom lampans axel; 1 - ringspiral; 2 - rak spiral; 3 - spiral placerad p? cylinderns yta

De erforderliga ljusintensitetskurvorna f?r gl?dlampor kan erh?llas genom att anv?nda speciella gl?dlampor med reflekterande eller diffuserande bel?ggningar. Anv?ndningen av reflekterande bel?ggningar p? en l?mpligt formad gl?dlampa m?jligg?r en stor variation av ljusintensitetskurvor. Lampor med reflekterande bel?ggningar kallas spegelv?nda (Figur 4). Om det ?r n?dv?ndigt att s?kerst?lla s?rskilt noggrann ljusf?rdelning i spegellampor, anv?nds kolvar tillverkade genom pressning. S?dana lampor kallas lampor-str?lkastare. Vissa konstruktioner av gl?dlampor har metallreflektorer inbyggda i gl?dlamporna.

Figur 4. Speglade gl?dlampor

Material som anv?nds i gl?dlampor

Metaller

Huvudelementet i gl?dlampor ?r gl?dtr?dskroppen. F?r tillverkning av en v?rmekropp ?r det mest l?mpligt att anv?nda metaller och andra material med elektronisk ledningsf?rm?ga. I det h?r fallet, genom att passera en elektrisk str?m, kommer kroppen att v?rmas upp till den ?nskade temperaturen. Materialet i v?rmekroppen m?ste uppfylla ett antal krav: ha en h?g sm?ltpunkt, plasticitet, vilket m?jligg?r dragning av tr?dar av olika diametrar, inklusive mycket sm?, en l?g f?r?ngningshastighet vid driftstemperaturer, vilket leder till en h?g livsl?ngd, och liknande. Tabell 1 visar sm?ltpunkterna f?r eldfasta metaller. Den mest eldfasta metallen ?r volfram, som tillsammans med h?g duktilitet och l?g f?r?ngningshastighet s?kerst?ller dess utbredda anv?ndning som gl?dtr?d f?r gl?dlampor.

bord 1

Sm?ltpunkt f?r metaller och deras f?reningar

F?r?ngningshastigheten f?r volfram vid temperaturer p? 2870 och 3270°C ?r 8,41x10-10 och 9,95x10-8 kg/(cm?xs).

Av andra material kan rhenium anses lovande, vars sm?ltpunkt ?r n?got l?gre ?n volfram. Rhenium l?mpar sig v?l bearbetning n?r den upphettas, resistent mot oxidation, har en l?gre avdunstningshastighet ?n volfram. Det finns utl?ndska publikationer om tillverkning av lampor med en volframfilament med rheniumtillsatser, samt bel?ggning av gl?dtr?den med ett lager av rhenium. Av icke-metalliska f?reningar ?r tantalkarbid av intresse, vars f?r?ngningshastighet ?r 20–30 % l?gre ?n volfram. Ett hinder f?r anv?ndningen av karbider, i synnerhet tantalkarbid, ?r deras spr?dhet.

Tabell 2 visar de huvudsakliga fysikaliska egenskaperna hos ett idealiskt filament tillverkat av volfram.

Tabell 2

Huvudfysikaliska egenskaper hos volframfilament

En viktig egenskap hos volfram ?r m?jligheten att erh?lla dess legeringar. Detaljer fr?n dem beh?ller en stabil form vid h?ga temperaturer. N?r volframtr?den v?rms upp, under v?rmebehandlingen av gl?dtr?den och efterf?ljande uppv?rmning, sker en f?r?ndring i dess inre struktur, kallad termisk omkristallisation. Beroende p? arten av omkristallisationen kan filamentkroppen ha st?rre eller mindre dimensionsstabilitet. Naturen av omkristallisation p?verkas av f?roreningar och tillsatser som tills?tts till volfram under dess tillverkning.

Tillsatsen av toriumoxid ThO 2 till volfram saktar ner processen f?r dess omkristallisering och ger en fin kristallin struktur. S?dan volfram ?r stark under mekaniska st?tar, men den sjunker kraftigt och ?r d?rf?r inte l?mplig f?r tillverkning av v?rmekroppar i form av spiraler. Tungsten med h?gt inneh?ll Toriumoxid anv?nds f?r att tillverka katoder f?r urladdningslampor p? grund av dess h?ga emissivitet.

F?r tillverkning av spiraler anv?nds volfram med en tillsats av kiseloxid SiO 2 tillsammans med alkalimetaller - kalium och natrium, samt volfram som inneh?ller, f?rutom de angivna, en tillsats av aluminiumoxid Al 2 O 3. Det senare ger b?st resultat vid tillverkning av spolar.

Elektroderna p? de flesta gl?dlampor ?r gjorda av rent nickel. Valet beror p? de goda vakuumegenskaperna hos denna metall, som frig?r gaserna som absorberas i den, h?ga str?mf?rande egenskaper och svetsbarhet med volfram och andra material. Nickels formbarhet g?r det m?jligt att ers?tta svetsning med volfram genom kompression, vilket ger god elektrisk och termisk ledningsf?rm?ga. Vakuumgl?dlampor anv?nder koppar ist?llet f?r nickel.

H?llare ?r vanligtvis gjorda av molybdentr?d, som beh?ller sin elasticitet vid h?ga temperaturer. Detta g?r det m?jligt att h?lla filamentkroppen i str?ckt tillst?nd ?ven efter att den har expanderat till f?ljd av uppv?rmning. Molybden har en sm?ltpunkt p? 2890 K och en temperaturkoefficient f?r linj?r expansion (TCLE) i intervallet fr?n 300 till 800 K lika med 55 x 10 -7 K -1. Molybden anv?nds ocks? f?r att tillverka bussningar i eldfast glas.

Terminalerna p? gl?dlampor ?r gjorda av koppartr?d, som ?r stumsvetsad till ing?ngarna. Vid gl?dlampor l?g effekt det finns inga separata slutsatser, deras roll spelas av l?ngstr?ckta ing?ngar gjorda av platina. F?r att l?da ledningarna till basen anv?nds tenn-bly lod av m?rket POS-40.

glas

Stavar, plattor, stj?lkar, kolvar och andra glasdelar som anv?nds i samma gl?dlampa ?r gjorda av silikatglas med samma temperaturkoefficient f?r linj?r expansion, vilket ?r n?dv?ndigt f?r att s?kerst?lla t?theten av svetspunkterna f?r dessa delar. V?rdena f?r temperaturkoefficienten f?r linj?r expansion av lampglas m?ste s?kerst?lla att konsekventa kopplingar erh?lls med metallerna som anv?nds f?r att tillverka bussningarna. Det mest anv?nda glasm?rket SL96-1 med en temperaturkoefficient lika med 96 x 10 -7 K -1 . Detta glas kan fungera vid temperaturer fr?n 200 till 473 K.

En av viktiga parametrar glas ?r det temperaturintervall inom vilket det beh?ller sin svetsbarhet. F?r att s?kerst?lla svetsbarhet ?r vissa delar gjorda av SL93-1 glas, vilket skiljer sig fr?n SL96-1 glas kemisk sammans?ttning och ett bredare temperaturomr?de d?r det bibeh?ller svetsbarheten. Glasm?rket SL93-1 k?nnetecknas av en h?g halt av blyoxid. Om det ?r n?dv?ndigt att minska storleken p? kolvarna anv?nds mer eldfasta glas (till exempel klass SL40-1), vars temperaturkoefficient ?r 40 x 10 -7 K -1 . Dessa glas?gon kan fungera vid temperaturer fr?n 200 till 523 K. Den h?gsta driftstemperatur har kvartsglas av m?rket SL5-1, gl?dlampor fr?n vilka kan arbeta vid 1000 K eller mer i flera hundra timmar (temperaturkoefficienten f?r linj?r expansion av kvartsglas ?r 5,4 x 10 -7 K -1). Glas?gon fr?n de listade m?rkena ?r transparenta f?r optisk str?lning i v?gl?ngdsomr?det fr?n 300 nm till 2,5 - 3 mikron. Transmission av kvartsglas b?rjar fr?n 220 nm.

Ing?ngar

Bussningarna ?r gjorda av ett material som tillsammans med god elektrisk ledningsf?rm?ga m?ste ha en linj?r v?rmeutvidgningskoefficient, vilket s?kerst?ller att konsekventa kopplingar erh?lls med glas som anv?nds f?r tillverkning av gl?dlampor. Konsekventa f?rbindelser kallas kopplingar av material, vars v?rden f?r den termiska koefficienten f?r linj?r expansion i hela temperaturomr?det, det vill s?ga fr?n minimum till glasgl?dgningstemperatur, skiljer sig inte med mer ?n 10 - 15%. N?r man l?der metall i glas ?r det b?ttre om den termiska koefficienten f?r linj?r expansion av metallen ?r n?got l?gre ?n glasets. Sedan, n?r det kyls, komprimerar l?dglas metallen. I fr?nvaro av en metall som har det erforderliga v?rdet av den termiska koefficienten f?r linj?r expansion, ?r det n?dv?ndigt att producera icke-matchade l?dfogar. I det h?r fallet s?kerst?lls den vakuumt?ta anslutningen av metall med glas ?ver hela temperaturomr?det, s?v?l som den mekaniska styrkan hos den l?dda fogen, genom en speciell design.

En matchad koppling med SL96-1 glas erh?lls med platinabussningar. Den h?ga kostnaden f?r denna metall ledde till behovet av att utveckla ett substitut, kallat "platina". Platinit ?r en tr?d gjord av en j?rn-nickellegering med en temperaturkoefficient f?r linj?r expansion som ?r mindre ?n glasets. N?r ett kopparskikt appliceras p? en s?dan tr?d ?r det m?jligt att erh?lla en starkt ledande bimetallisk tr?d med en h?g temperaturkoefficient f?r linj?r expansion, beroende p? skikttjockleken p? det ?verlagrade kopparskiktet och den linj?ra v?rmeutvidgningskoefficienten f?r originalet. tr?d. Det ?r uppenbart att en s?dan metod f?r att matcha temperaturkoefficienterna f?r linj?r expansion till?ter matchning huvudsakligen i termer av diametral expansion, vilket l?mnar temperaturkoefficienten f?r longitudinell expansion inkonsekvent. F?r att s?kerst?lla en b?ttre vakuumdensitet av f?rbindelserna mellan SL96-1-glas och platinit och f?rb?ttra v?tbarheten ?ver ett lager av koppar som oxiderats ?ver ytan till kopparoxid, t?cks tr?den med ett lager borax (natriumsalt). borsyra). Tillr?ckligt starka l?dfogar tillhandah?lls vid anv?ndning av platinatr?d med en diameter p? upp till 0,8 mm.

Vakuumt?t l?dning i SL40-1 glas erh?lls med hj?lp av molybdentr?d. Detta par ger en mer konsekvent t?tning ?n SL96-1 glas med platina. Den begr?nsade anv?ndningen av detta lod beror p? de h?ga kostnaderna f?r r?varor.

F?r att f? vakuumt?ta bussningar i kvartsglas kr?vs metaller med mycket l?g termisk linj?r expansionskoefficient, vilket inte finns. D?rf?r f?r jag det ?nskade resultatet tack vare inputstrukturen. Metallen som anv?nds ?r molybden, som har god v?tbarhet med kvartsglas. F?r gl?dlampor i kvartslampor anv?nds enkla foliebussningar.

gaser

Att fylla gl?dlampor med gas g?r att du kan ?ka gl?dtr?dskroppens driftstemperatur utan att minska livsl?ngden p? grund av en minskning av hastigheten f?r sputtering av volfram i ett gasformigt medium j?mf?rt med sputtering i vakuum. Sprayhastigheten minskar med ?kande molekylvikt och p?fyllningsgastryck. P?fyllningsgasernas tryck ?r cirka 8 x 104 Pa. Vilken gas ska man anv?nda f?r detta?

Anv?ndningen av ett gasformigt medium leder till v?rmef?rluster p? grund av v?rmeledning genom gasen och konvektion. F?r att minska f?rlusterna ?r det f?rdelaktigt att fylla lamporna med tunga inerta gaser eller deras blandningar. Dessa gaser inkluderar lufth?rlett kv?ve, argon, krypton och xenon. Tabell 3 visar huvudparametrarna f?r inerta gaser. Kv?ve i sin rena form anv?nds inte p? grund av de stora f?rlusterna som ?r f?rknippade med dess relativt h?ga v?rmeledningsf?rm?ga.

Tabell 3

Grundl?ggande parametrar f?r inerta gaser

Hej alla. Kul att se dig p? min sida. ?mnet f?r dagens artikel: enheten f?r en gl?dlampa. Men f?rst skulle jag vilja s?ga n?gra ord om historien om denna lampa.

Den allra f?rsta gl?dlampan uppfanns av den engelska vetenskapsmannen Delarue redan 1840. Hon var med en platinaspiral. Lite senare, 1854, introducerade den tyske vetenskapsmannen Heinrich Goebel en lampa med en bambu-tr?d, som var i en vakuumkolv. P? den tiden fanns det fortfarande m?nga olika lampor som presenterades av olika forskare. Men det hade de alla kortsiktigt tj?nster och var ineffektiva.

?r 1890 introducerade vetenskapsmannen A. N. Lodygin f?rst en lampa d?r gl?dtr?den var gjord av volfram och s?g ut som en spiral. Denna forskare gjorde ocks? f?rs?k att pumpa ut luft ur kolven och fylla den med gaser. Detta ?kade livsl?ngden p? lamporna avsev?rt.

Men massproduktionen av gl?dlampor b?rjade redan p? 1900-talet. D? var det ett verkligt genombrott inom tekniken. Nu, i v?r tid, v?grar m?nga f?retag, och bara vanliga m?nniskor, dessa lampor p? grund av att de f?rbrukar mycket el. Och i vissa l?nder f?rbj?d de till och med tillverkning av gl?dlampor med en effekt p? mer ?n 60 watt.

Gl?dlampsanordning.

Denna lampa ?r gjord av f?ljande detaljer: bas, gl?dlampa, elektroder, krokar f?r att h?lla gl?dtr?den, gl?dtr?d, plugg, isoleringsmaterial, kontaktyta.

F?r att g?ra det tydligare f?r dig kommer jag nu att skriva om varje detalj separat. Se ?ven bild och video.

Kolv - tillverkad av vanligt glas och beh?vs f?r att skydda filamentet fr?n den yttre milj?n. En plugg med elektroder och krokar s?tts in i den, som h?ller sj?lva tr?den. Ett vakuum skapas speciellt i kolven, eller den ?r fylld med en speciell gas. Detta ?r vanligtvis argon, eftersom det inte l?mpar sig f?r uppv?rmning.

P? den sida d?r elektrodledningarna ?r placerade sm?lts kolven med glas och limmas p? basen.

Sockeln beh?vs f?r att gl?dlampan ska kunna skruvas in i sockeln. Den ?r vanligtvis gjord av aluminium.

En gl?dtr?d ?r en del som avger ljus. Den ?r huvudsakligen gjord av volfram.

Och nu, f?r att bef?sta din kunskap, f?resl?r jag att du tittar p? en mycket intressant video, som ber?ttar och visar hur gl?dlampor tillverkas.

Funktionsprincip.

Funktionsprincipen f?r en gl?dlampa ?r baserad p? uppv?rmning av materialet. N?r allt kommer omkring ?r det inte f?r inte som filamentet har ett s?dant namn. Om en elektrisk str?m passerar genom gl?dlampan v?rms volframgl?dtr?den upp till en mycket h?g temperatur och b?rjar avge ett ljusfl?de.

Tr?den sm?lter inte, eftersom volfram har en mycket h?g sm?ltpunkt, n?gonstans runt 3200-3400 grader Celsius. Och n?r lampan ?r t?nd v?rms gl?dtr?den upp n?gonstans upp till 2600-3000 grader Celsius.

F?rdelar och nackdelar med gl?dlampor.

Huvudsakliga f?rdelar:

Inte ett h?gt pris.

Sm? dimensioner.

T?l l?tt ?versp?nningar.

N?r den sl?s p? t?nds den omedelbart.

F?r det m?nskliga ?gat ?r flimmer n?stan om?rkligt n?r man arbetar fr?n en AC-k?lla.

Du kan anv?nda enheten f?r att justera ljusstyrkan.

Kan anv?ndas b?de vid l?g och h?ga temperaturer milj?.

S?dana lampor kan produceras f?r n?stan vilken sp?nning som helst.

Den inneh?ller inte farliga ?mnen och kr?ver d?rf?r ingen s?rskild omh?ndertagande.

Inga starter beh?vs f?r att t?nda lampan.

Den kan fungera p? AC och DC sp?nning.

Den fungerar v?ldigt tyst och skapar inte radiost?rningar.

Och det ?r l?ngt ifr?n full lista f?rm?ner.

Brister:

Har en mycket kortsiktigt tj?nster.

Mycket liten effektivitet. Vanligtvis ?verstiger det inte 5 procent.

Ljusfl?det och livsl?ngden beror direkt p? n?tsp?nningen.

Lamphuset blir mycket varmt under drift. D?rf?r anses en s?dan lampa vara en brandrisk.

Om tr?den g?r av kan gl?dlampan explodera.

Mycket ?mt?lig och k?nslig f?r st?tar.

Under vibrationsf?rh?llanden bryts den ner mycket snabbt.

Och som avslutning p? artikeln skulle jag vilja skriva om en fantastisk fakta. I USA, i ett av brandk?rerna i staden Livermore, finns en lampa med en effekt p? 60 watt, som har t?nts kontinuerligt i mer ?n 100 ?r. Den t?ndes 1901 och 1972 togs den upp i Guinness rekordbok.

Hemligheten med dess h?llbarhet ?r att den fungerar i ett djupt grunt h?l. F?rresten, arbetet med denna lampa registreras kontinuerligt av webbkameran. S? om du ?r intresserad kan du s?ka efter en lives?ndning p? Internet.

Det var allt f?r mig. Om artikeln var anv?ndbar f?r dig, dela den med dina v?nner i i sociala n?tverk och prenumerera p? uppdateringar. Hejd?.

Med v?nlig h?lsning, Alexander!