درجة حرارة اللون للمصابيح المتوهجة. التصميم والمعايير الفنية وأنواع المصابيح المتوهجة

على الرغم من قائمة كاملة من أوجه القصور التي تم تحديدها عند مقارنتها بمصادر أخرى للضوء الاصطناعي ، لا تزال المصابيح المتوهجة مطلوبة في كل من المجال المنزلي والقطاعات الصناعية.

لا تريد الأجهزة الرخيصة وسهلة الاستخدام التخلي عن مواقعها ، على الرغم من ظهور عدد كبير من البدائل الأكثر اقتصادا و "طويلة الأمد" في السوق - على سبيل المثال ، مصابيح LED.

حتى وقت قريب ، تم استخدام المصابيح المتوهجة (LN) في كل مكان ، لذلك يعرف الكثيرون ميزات تصميمها. علاوة على ذلك ، في بعض الأحيان كان من الضروري "التعرف" بسبب فشل مصدر الضوء: احترق خيوط التنغستن ، وانفجر الزجاج أو طار المصباح خارج القاعدة.

استخدم بعض المصنّعين مواد أكثر موثوقية ومثبتة وعالجوا إنتاج المصابيح المتوهجة بطريقة مسؤولة لدرجة أن منتجاتهم كانت تعمل منذ عدة عقود. لكن هذا استثناء أكثر من كونه قاعدة - اليوم لا توجد ضمانات لعمر خدمة طويل.

تمثيل تخطيطي للمصباح يوضح التفاصيل الرئيسية. لم يتغير تصميم مصدر الضوء الصناعي كثيرًا منذ الاختراع ، فقد تم تحسين المواد وتكوين الغاز الذي يملأ القارورة فقط.

العنصر النشط الرئيسي هو ما يسمى بجسم الفتيل ، مثبت على الحوامل ومثبت على الأقطاب الكهربائية. في لحظة توصيل الكهرباء ، يمر جهد عبرها ، مما يتسبب في تسخين وتوهج. لكي يصبح الإشعاع مرئيًا ، يجب أن تصل درجة حرارة التسخين إلى 570 درجة مئوية.

يُعرف التنغستن بأنه المعدن الأكثر مقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة. يبدأ الذوبان عند تسخينه إلى 3422 درجة مئوية. لتعظيم منطقة الإشعاع ، ولكن لتقليل حجم جسم الفتيل داخل المصباح الزجاجي ، يتم لفه في شكل حلزوني.

الضوء المريح المعتاد للون الأصفر ، الذي يخلق الراحة في المنزل ، ووفقًا للتقييم البصري ، يكون "دافئًا" ، ويحدث عند تسخين الخيط إلى 2830-2850 درجة مئوية

لحماية التنغستن من عملية الأكسدة المميزة للمعادن ، يتم ضخ الهواء من القارورة واستبداله بفراغ أو غاز (كريبتون ، أرجون ، إلخ). تقنية تعبئة الفراغ قديمة ؛ بالنسبة للمصابيح المنزلية ، غالبًا ما يتم استخدام مزيج من النيتروجين والأرجون أو الكريبتون.

نتيجة للاختبار ، تم الكشف عن الحد الأدنى لمدة احتراق المصباح - ألف ساعة. ولكن نظرًا للأسباب العشوائية التي تؤدي إلى تعطيل الأجهزة مسبقًا ، فمن المفترض أن تنطبق المعايير على 50٪ فقط من المنتجات من كل دفعة. قد يكون وقت التشغيل في النصف الثاني أطول أو أقصر - حسب ظروف الاستخدام.

أنواع وتطبيق LN

يتم تنظيم الخصائص النوعية وعلامات لمبات التنجستن بواسطة GOST R 52712-2007. وفقًا لنوع ملء القارورة ، يتم تقسيم أجهزة LN إلى أنواع مملوءة بالغاز ومفرغة.

الأول يخدم بشكل أقل بسبب التبخر الحتمي لخيوط التنغستن. بالإضافة إلى ذلك ، يتم ترسيب أبخرة التنجستن على الغلاف الزجاجي لمصدر التفريغ ، مما يقلل بشكل كبير من الشفافية وقدرة الزجاج على نقل الضوء. يتم إنتاجها باستخدام أحادي ، في تسمية التسمية يتم تخصيص الحرف ب.

في الأجهزة المملوءة بالغاز ، يتم تقليل عيوب المصابيح الكهربائية. يقلل الغاز من عملية التبخر ويمنع التنجستن من الاستقرار على جدران القارورة. يتم تحديد الأنواع أحادية اللولب المملوءة بالغاز بالحرف G ، والمصابيح الكهربائية ذات اللولب المزدوج ، أي bispiral ، مميز بالحرف B. إذا كان الصنف bispiral لديه التسمية BK ، فهذا يعني أن الكريبتون قد تم استخدامه في الحشو.

في مصابيح الهالوجين GLN ، يضاف البروم أو اليود إلى حشو المصباح الزجاجي ، مما يؤدي إلى عودة ذرات التنغستن المتبخرة إلى الفتيل بعد التبخر. يتم إنتاج الهالوجينات في شكلين: على شكل أنابيب كوارتز ذات لولب طويل أو في شكل كبسولة مع عنصر عمل مضغوط.

في معايير الولاية ، يحدث التقسيم إلى مجموعات وفقًا للنطاق ، ولكن تتأثر الخصائص الأخرى أيضًا. لنفترض ، على نفس المستوى ، أن "LN electric miniature" (LN mn) و "LN infrared mirror" (ZK - الأجهزة ذات توزيع الضوء المركّز ، ZD - بمتوسط) تم اعتبارها - كما ترى ، تم وضع معايير مختلفة تم اختياره لتعيين الفئات.

هناك مجموعات يمكن أن تنسب إلى الأكثر شهرة:

• هدف عام؛
• للمركبات
• الكشافات.
• مصغرة ، إلخ.

ضع في اعتبارك نطاق وميزات الفئات المختلفة ، والتي قد تتداخل في بعض الحالات.

معرض الصور

يمكن العثور على وصف للمتطلبات الفنية لكل فئة من الفئات المدرجة في الأقسام ذات الصلة من GOST. نظرًا لخصائص التصميم ونطاق التطبيق ، يختلف تمييز الأجهزة من مجموعات مختلفة.

ميزات وسم التطبيق

يسهل التقاط المصباح إذا كنت تتنقل في وسيلة الإيضاح. تعكس الخصائص التقنية الهامة ومجال الاستخدام المحتمل وميزات التصميم وتقنيات التصنيع.

يشبه وضع العلامات على الشركات المصنعة الأجنبية المصنع المحلي ، لكن له خصائصه الخاصة. عادة ما يتم ارتداؤها عن طريق الختم على القاعدة وتعمل كإحدى طرق التمييز بين المنتج الأصلي والمقلد.

في البداية ، يشار إلى الحروف بمبلغ من 1 إلى 4 ، والتي تعكس ميزات التصميم المميزة. لتسهيل فك التشفير ، يتم أخذ الحرف الأول من المعيار الأساسي كأساس ، على سبيل المثال ، G هو مصباح أحادي مملوء بالغاز ، V هو مصباح أحادي الفراغ ، K هو مصباح كريبتون ، إلخ.

ثم يتبع الوجهة:

• Zh - سكة حديد
• أ - السيارات.
• SM - الطائرات
• PZH - للكشافات ، إلخ.

خلف الحروف توجد أرقام تشير إلى الخصائص التقنية - الجهد (V) والطاقة (W). يختلف تمييز المصابيح من نوع خاص: لم يتم تحديد الطاقة ، ولكن يمكنك تحديد التيار أو التدفق الضوئي أو شدة الإضاءة. إذا كان الجهاز يحتوي على اثنين من اللوالب ، فسيتم الإشارة إلى الطاقة لكل منهما على حدة. قد يشير الرقم الأخير إلى رقم التطوير إذا تم تعديل التصميم.

الخصائص التقنية الرئيسية

المعلمة الأكثر أهمية لمصادر الضوء ذات الجسم المتوهج هي الطاقة المحددة بالواط. الغرض من المصابيح متنوع ، وبالتالي فإن النطاق كبير - من 0.1 واط من مؤشر "اليراعات" إلى 23 ألف واط من الكشافات للمنارات. تنتج جنرال إلكتريك وأوسرام وحدات إنارة عالية الطاقة للإنتاج المسرحي والسينمائي.

تختلف منتجات جهاز العرض ليس فقط في قيمة الطاقة (حتى 24000 واط) ، ولكن أيضًا في التدفق الضوئي. مصباح الكشاف LED قادر على توصيل 400000 لومن ، بينما المصباح المتوهج الخاص هو 800000 لومن

في الحياة اليومية ، يتم استخدام الأجهزة منخفضة الطاقة ، بشكل أساسي من 15 واط إلى 150 واط ، وفي القطاع الصناعي ، يتم استخدام مصابيح بقوة تصل إلى 1500 واط.

يتم تنظيم جودة التدفق الضوئي ودرجة التشتت بواسطة مادة المصباح. يعتبر الحد الأقصى لنقل الضوء نموذجيًا للمصابيح ذات الزجاج الشفاف ، بينما يمتص النوعان الآخران جزءًا من الضوء. على سبيل المثال ، يسرق المصباح الزجاجي المصنفر 3٪ من التدفق الضوئي ، والأبيض - 20٪.

غالبًا ما تكون قوة المصابيح المتوهجة المنزلية محدودة بمواد التركيبات (أباجورة ، ظلال). عادةً ما يشير مصنعو الثريات والشمعدانات إلى المعلمات الموصى بها - عادةً 40 واط ، وأقل 60 واط.

تعمل المصابيح الكهربائية التقليدية على تسخين الأشياء المحيطة بشدة ، على عكس ، على سبيل المثال ، مصابيح LED أو مصابيح الهالوجين منخفضة الطاقة ، لذلك لا يمكن استخدامها للتركيب في الأسقف المرنة

في عام 2011 ، تم الاعتراف رسميًا بالمصابيح المتوهجة على أنها منخفضة التكلفة وخطيرة للحريق ، لذلك تم إصدار قانون لوقف إنتاج مصادر الضوء 100 واط. التالي في الخط هو قانون يحظر الأجهزة التي تزيد قوتها عن 50 واط. ومع ذلك ، لا يفقد المستخدم أي شيء ، نظرًا لوجود عدد كبير من مصابيح LED الأكثر كفاءة واقتصادية ونظائرها الأخرى في السوق الحديثة.

جدول يوضح كفاءة الأنواع المختلفة للمصابيح المنزلية. وفقًا للخصائص التقنية المحددة ، من الواضح بوضوح كيف تفقد المصابيح المتوهجة للخيارات البديلة في جميع المواضع

اليوم ، يتخلى الكثيرون عن النوع القديم من المصابيح بسبب الاستهلاك العالي للطاقة وعمر الخدمة القصير. ومع ذلك ، هناك فئات من الأشخاص الذين يفضلون شراء مصادر رخيصة وغير فعالة - بفضلهم ، يستمر إنتاج المصابيح المتوهجة.

المؤشر الثاني المهم الذي يجب أخذه في الاعتبار عند الشراء هو نوع قاعدة المصباح المتوهج الذي يحدده الحجم. تحتوي مصابيح LED المستوردة والمحلية على العديد من أنواع القواعد ، بينما تقتصر المصابيح البسيطة على ثلاثة أنواع.

إذا كنت بحاجة إلى استبدال مصباح كهربائي في ثريا أو مصباح طاولة ، فتأكد من الانتباه إلى قطر القاعدة - E14 أو E27. لا يتم استخدام الأجهزة ذات القاعدة E40 في الحياة اليومية

يُطلب من الشركات المصنعة الآن تعبئة كل منتج في صندوق منفصل ، بحيث يمكن العثور على المواصفات الفنية عليه. عادةً ما تشير إلى الطاقة ، فئة كفاءة الطاقة (منخفضة - E) ، نوع القاعدة ، شفافية المصباح ، عمر الخدمة بالساعات.

مزايا وعيوب المصابيح المتوهجة

يستمر المستهلك في شراء مصابيح كهربائية غير اقتصادية بسبب عدد من المزايا ، على الرغم من أن بعضها مشروط للغاية. وفقًا للمراجعات ، يتم اختيارهم بسبب الصفات التالية:

• تكلفة منخفضة؛
• نقص معدات الصابورة
• اشتعال فوري بعد التشغيل ؛
• ضوء "المنزل" المألوف ؛
• عدم وجود مواد ضارة
• لا يوجد رد فعل لدرجات الحرارة المنخفضة والنبضات الكهرومغناطيسية.

ومع ذلك ، فإن قلة من الناس يقومون بتقييم جودة التدفق الضوئي أو النبض ؛ ومع ذلك ، بالنسبة للأغلبية ، فإن العامل الأول هو الحاسم.

لكن العيوب أكثر أهمية ، حيث من بينها كفاءة الإضاءة المنخفضة نسبيًا ، وعمر الخدمة المحدود ، ومجموعة صغيرة من درجات حرارة اللون (الضوء الأصفر فقط) ، والاعتماد على انخفاض الجهد في الشبكة ، وخطر الحريق.

إذا قمت بتشغيل مصباح متوهج 40 وات ، فبعد نصف ساعة يسخن حتى + 145-148 درجة مئوية ويبدأ في تسخين الأشياء المحيطة ، وهو أمر محفوف بنيران عرضية

الآن هناك فرصة للمقارنة في الممارسة العملية بين تشغيل المصابيح المتوهجة وتفريغ الغاز ونظائرها من مصابيح LED. كل من لاحظ الاختلاف في استهلاك الطاقة تحول إلى الأجهزة الموفرة للطاقة منذ وقت طويل.

كيفية اختيار المصباح الكهربائي المناسب

عند شراء المصابيح الكهربائية ، فإنهم يسترشدون في المقام الأول بحجم القاعدة والقوة. من السهل تحديد هاتين المعلمتين من مصدر ضوء قديم محترق.

إذا اخترت جهازًا ذا طاقة أقل ، فسيكون التدفق الضوئي أضعف ، وإذا اخترت جهازًا أكبر ، فإنك تخاطر بسلامة الظلال - يمكن أن تتشوه بسبب ارتفاع درجة حرارة التسخين.

خاصة لمحبي المصابيح التقليدية ، يتم إنتاج أجهزة الفتيل القائمة على مصابيح LED ، متشابهة في الشكل ، ولكنها تختلف بشكل إيجابي في خصائصها.

بالإضافة إلى الخصائص التقنية ، يجدر الانتباه إلى جودة صنعة المصباح. يجب إعطاء الأفضلية للمنتجات ذات الاتصال الأساسي الواسع والموصل الملحوم والخيوط الثابتة الثابتة.

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

معلومات أكثر إفادة وإثارة للاهتمام حول إنتاج واستخدام وعيوب المصابيح المتوهجة - في مقاطع الفيديو التي التقطها الخبراء والهواة.

حقائق متوهجة مثيرة للاهتمام:

كيف يتم إنتاج LN:

مراجعة مقارنة للمصابيح من أنواع مختلفة:

شعبية حول اختيار المصابيح للمنزل:

للمستهلك نفسه الحق في اختيار المصباح الكهربائي لاستخدامه في الحياة اليومية. ومع ذلك ، لا تطارد الرخص والمزايا الخادعة. بالنظر إلى أننا نستخدم الإضاءة طوال الوقت ، وعادة ما يكون هناك أكثر من دزينة من المصابيح في المنزل ، يجب إعادة النظر في العادات. لقد تحول العديد من المستخدمين منذ فترة طويلة إلى مصابيح LED أكثر موثوقية واقتصادية وآمنة.

كيف يعمل المصباح المتوهج؟

المصباح الرجعي شيء جميل ، لا شك في ذلك. ولكن كيف يتم ترتيبها كلها؟ كيف تختلف لمبة اديسون عن اللمبة العادية؟ بصراحة ، لا شيء تقريبًا. الآن دعونا نضع كل شيء على الرفوف.

أولا تعريف.مصباح وهاج- مصدر ضوء ، حيث ينبعث الضوء من لولب ، فهو أيضًا خيوط متوهجة ، وهو أيضًا جسم متوهج يتم تسخينه بواسطة تيار كهربائي إلى درجة حرارة عالية. يتكون الحلزوني الأكثر شيوعًا من المعدن المقاوم للحرارة ، على سبيل المثالالتنغستن أو خيط الكربون. لمنع أكسدة جسم التسخين عند ملامسته للهواء ، يتم وضعه في فراغ ، مما يضخ الهواء من دورق زجاجي.

مبدأ التشغيل

في أي مصباح متوهج ، سواء كان عاديًا أو رجعيًا ، يتم استخدام تأثير تسخين الموصل أثناء تدفقه من خلاله. التيار الكهربائي. ترتفع درجة حرارة الفتيل بعد إغلاق الدائرة الكهربائية. للحصول على إشعاع مرئي ، من الضروري أن تتجاوز درجة حرارة الجسم المشع 570 درجة (درجة حرارة بداية التوهج الأحمر المرئي للعين البشرية في الظلام). بالنسبة للرؤية البشرية ، فإن التركيب الطيفي الأمثل والأكثر ملاءمة من الناحية الفسيولوجية للضوء المرئي يتوافق مع الإشعاع مع درجة حرارة سطح الغلاف الضوئي للشمس تبلغ 5770 ك. ومع ذلك ، لا توجد مواد صلبة معروفة يمكنها تحمل درجة حرارة الغلاف الضوئي الشمسي دون تدمير ، وبالتالي ، فإن درجات حرارة تشغيل خيوط المصباح المتوهج تقع في نطاق 2000-2800 درجة مئوية. المصابيح المتوهجة الحديثة ( درجة حرارة الانصهار 3410 درجة مئوية) ، الرينيوم و (نادرًا جدًا) الأوزميوم. لذلك ، يتم تحويل طيف المصابيح المتوهجة إلى الجزء الأحمر من الطيف. يقع جزء صغير فقط من الإشعاع الكهرومغناطيسي في منطقة الضوء المرئي ، وتقع الحصة الرئيسية عليها الأشعة تحت الحمراء وينظر إليها على أنها حرارة. كلما انخفضت درجة حرارة الجسم المتوهج ، قلت النسبة يتم تحويل الطاقة التي يتم توفيرها للسلك المسخن إلى طاقة مفيدة إشعاع مرئي، ويبدو الإشعاع أكثر "حمراء". وفقًا لذلك ، تختلف مصابيح الإضاءة الرجعية عن المصابيح التقليدية في أنها تسخن الفتيل بشكل أضعف. نتيجة لذلك ، يتبخر الفتيل بشكل أبطأ ويعمل لفترة أطول.

بالمناسبة ، المصابيح الرجعية مفيدة أيضًا. عند درجات حرارة متوهجة نموذجية تتراوح بين 2200 و 2900 كلفن ، ينبعث ضوء مصفر يختلف عن ضوء النهار. دافئة في المساء< 3500 K) свет более комфортен для человека и меньше подавляет естественную выработку الميلاتونين ، مهم للتنظيم دورات نهارية الجسم (انتهاك تركيبه يؤثر سلبًا على الصحة).

في الهواء الجوي عند درجات الحرارة المرتفعة ، يتأكسد التنغستن بسرعة ، مكونًا طبقة بيضاء مميزة على السطح الداخلي للمصباح عندما يفقد إحكامه. لهذا السبب ، يتم وضع جسم خيوط التنجستن في دورق محكم الغلق ، حيث يتم ضخ الهواء للخارج أثناء تصنيع المصباح. توجد أيضًا ، في كثير من الأحيان ، مصابيح مملوءة بالغاز: فيها ، تمتلئ اللمبة بغاز خامل - عادةً الأرجون. يقلل الضغط المتزايد في لمبة المصابيح المملوءة بالغاز من معدل تبخر خيوط التنجستن. لا يؤدي هذا إلى زيادة عمر المصباح فحسب ، بل يسمح أيضًا بارتفاع درجة حرارة جسم الفتيل. وهكذا مضيئة نجاعة يزداد ، ويقترب طيف الانبعاث من اللون الأبيض. يغمق السطح الداخلي لمصباح المصباح المملوء بالغاز بشكل أبطأ عند رش مادة الفتيل أثناء التشغيل ، كما هو الحال مع مصباح التفريغ. عادةً ما تُصنع مصابيح الإضاءة القديمة بمصابيح كهربائية ، لكن بعض الشركات المصنعة تجعلها مليئة بالغاز.

تصميم

تصميم المصباح المتوهج. في الرسم التخطيطي: 1 - قارورة. 2 - تجويف القارورة. 3 - خيط (جسم خيوط) ؛ 4 ، 5 - أقطاب كهربائية ؛ 6 - خطاطيف حاملات الخيط ؛ 7 - ساق المصباح 8 - فتيل 9 - الحالة الأساسية ؛ 10 - عازل قاعدة (زجاج) ؛ 11- ملامسة قاع القاعدة.

إن تصميمات المصابيح المتوهجة متنوعة للغاية ، لكن اختلافات المستهلكين هي أساسًا القوة وشكل وحجم المصباح ونوع القاعدة.

في تصميم المصابيح ذات الأغراض العامة ، يتم توفير فتيل - رابط سبيكة ferronickel ملحوم في فجوة أحد الخيوط الحالية والموجودة خارج لمبة المصباح - عادةً في الساق. الغرض من المصهر هو منع المصباح من الانكسار عندما ينكسر الفتيل أثناء التشغيل.

خيوط

تتنوع أشكال أجسام الفتيل بشكل كبير وتعتمد على الغرض الوظيفي للمصابيح. كان جسم الفتيل للمصابيح الأولى مصنوعًا من فحم. في المصابيح الحديثة ، يتم استخدامها بشكل حصري تقريبًا اللوالب من التنغستن. لتقليل حجم جسم الفتيل ، عادة ما يتم إعطاؤه شكل حلزوني. في حالة المصابيح الكهربائية الرجعية ، حيث يكون التأثير الفني مهمًا ، يتم إرفاق اللولب كما هو مطلوب للتأثير الفني ، على سبيل المثال ، يتم تقليد دوامة مصابيح إديسون التاريخية. في حالة المصابيح التقليدية ، غالبًا ما يتم تشكيل اللولب على شكل مسدس لضمان توهج موحد.

طيدة

شكل القاعدة مع خيط من المصباح المتوهج التقليديأقترح جوزيف ويلسون سوانأو ، وفقًا لمصادر أخرى ، لويس هوارد لاتيمر - في شركة Edison. أحجام القاعدة موحدة. في المصابيح المنزلية ، الأكثر شيوعًا قواعد إديسون E14 و E27 و E40 (يشير الرقم إلى القطر الخارجي بالملم).

تستخدم الولايات المتحدة وكندا قواعد مختلفة (ويرجع ذلك جزئيًا إلى الجهد الآخر في الشبكات- 110 فولت ، لذا فإن الأحجام الأخرى للقمع تمنع الشد العرضي للمصابيح الأوروبية المصممة لجهد مختلف: E12 (الشمعدانات) ، E17 (وسيط) ، E26 (قياسي أو متوسط) ، E39 (قطب).

حقائق مثيرة للاهتمام

مصباح المئوية

• في الولايات المتحدة ، يمتلك أحد أقسام مكافحة الحرائق في ليفرمور ، كاليفورنيا مصباحًا يدويًا بقدرة 60 وات يُعرف باسم المصباح المئوي. كان يحترق باستمرار لأكثر من 114 عامًا ، منذ عام 1901. تم توفير مورد مرتفع بشكل غير عادي للمصباح من خلال التشغيل بطاقة منخفضة (4 واط) ، على مسافة قصيرة عميقة ، بكفاءة منخفضة للغاية. لمبة متضمنةكتاب غينيس للارقام القياسية في عام 1972. غالبًا ما تُنشر صور هذا المصباح الكهربائي على أنه "مصباح ريترو" ...
• في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، بعد تنفيذ خطة GOELRO اللينينية ، أطلق على المصباح المتوهج لقب "مصباح إيليتش". في الوقت الحاضر ، يُطلق على هذا غالبًا المصباح المتوهج البسيط المتدلي من السقف على سلك كهربائي بدون سقف.
• يتطلب المصباح العادي 7 معادن على الأقل لصنعه.

المصباح المتوهج هو أول جهاز إضاءة كهربائي يلعب دورًا مهمًا في حياة الإنسان. يسمح للأشخاص بممارسة أعمالهم بغض النظر عن الوقت من اليوم.

بالمقارنة مع مصادر الضوء الأخرى ، يتميز هذا الجهاز بتصميم بسيط. ينبعث تدفق الضوء من خيوط التنجستن الموجودة داخل لمبة زجاجية ، يتم ملء تجويفها بفراغ عميق. في المستقبل ، لزيادة المتانة ، بدلاً من الفراغ ، بدأ ضخ غازات خاصة في القارورة - هكذا ظهرت مصابيح الهالوجين. التنغستن مادة مقاومة للحرارة مع نقطة انصهار عالية. هذا مهم جدًا ، لأنه لكي يرى الشخص التوهج ، يجب أن يكون الخيط ساخنًا جدًا بسبب مرور التيار خلاله.

تاريخ الخلق

ومن المثير للاهتمام ، أن المصابيح الأولى لم تستخدم التنجستن ، ولكن عددًا من المواد الأخرى ، بما في ذلك الورق والجرافيت والخيزران. لذلك ، على الرغم من حقيقة أن جميع أمجاد اختراع وتحسين المصباح المتوهج تخص Edison و Lodygin ، فمن الخطأ أن ننسب كل المزايا إليهم فقط.

لن نكتب عن إخفاقات العلماء الفرديين ، لكننا سنقدم التوجيهات الرئيسية التي بذل الرجال فيها جهودهم في ذلك الوقت:

1. العثور على أفضل مادة الفتيل. كان من الضروري العثور على مادة مقاومة للحريق وتتميز بمقاومة عالية. تم صنع الخيط الأول من ألياف الخيزران التي كانت مغطاة بطبقة رقيقة من الجرافيت. عمل الخيزران كعازل ، الجرافيت - وسيط موصل. نظرًا لأن الطبقة كانت صغيرة ، زادت المقاومة بشكل كبير (حسب الحاجة). كل شيء سيكون على ما يرام ، لكن الأساس الخشبي للفحم أدى إلى اشتعال سريع.
2. بعد ذلك ، فكر الباحثون في كيفية تهيئة الظروف للفراغ الأكثر صرامة ، لأن الأكسجين عنصر مهم لعملية الاحتراق.
3. بعد ذلك ، كان من الضروري إنشاء مكونات قابلة للفصل والتلامس للدائرة الكهربائية. كانت المهمة معقدة بسبب استخدام طبقة من الجرافيت تتميز بمقاومة عالية ، لذلك اضطر العلماء إلى استخدام المعادن الثمينة - البلاتين والفضة. زاد هذا من موصلية التيار ، لكن تكلفة المنتج كانت عالية جدًا.
4. من الجدير بالذكر أن خيط قاعدة Edison لا يزال مستخدمًا حتى اليوم - بمناسبة E27. تضمنت الطرق الأولى لإنشاء جهة اتصال اللحام ، ولكن في هذه الحالة ، سيكون من الصعب التحدث عن مصابيح الإضاءة سريعة التغيير اليوم. ومع التسخين القوي ، سوف تتفكك هذه المركبات بسرعة.

في الوقت الحاضر ، تنخفض شعبية هذه المصابيح بشكل كبير. في عام 2003 ، تمت زيادة سعة جهد الإمداد بنسبة 5 ٪ في روسيا ، وبحلول اليوم هذه المعلمة هي بالفعل 10 ٪. أدى ذلك إلى تقليل عمر المصباح المتوهج بمقدار 4 مرات. من ناحية أخرى ، إذا قمت بإعادة الجهد إلى قيمة مكافئة لأسفل ، فسيتم تقليل ناتج التدفق الضوئي بشكل كبير - حتى 40٪.

تذكر الدورة التدريبية - في المدرسة ، أجرى مدرس الفيزياء تجارب ، موضحًا كيف يزداد توهج المصباح مع زيادة التيار الموفر إلى خيوط التنجستن. كلما زادت القوة الحالية ، كلما زادت قوة انبعاث الإشعاع وزادت الحرارة.

مبدأ التشغيل

يعتمد مبدأ تشغيل المصباح على التسخين القوي للخيوط بسبب مرور التيار الكهربائي عبره. لكي تبدأ مادة صلبة في إصدار وهج أحمر ، يجب أن تصل درجة حرارتها إلى 570 درجة. درجة مئوية. سيكون الإشعاع ممتعًا للعين البشرية فقط إذا زادت هذه المعلمة بمقدار 3-4 مرات.

تتميز القليل من المواد بمثل هذه المقاومة للحرارة. نظرًا لسياسة التسعير المعقولة ، تم الاختيار لصالح التنغستن ، حيث تبلغ درجة انصهاره 3400 درجة. درجة مئوية. لزيادة مساحة انبعاث الضوء ، يتم لف خيوط التنغستن في دوامة. أثناء التشغيل ، يمكن أن تسخن حتى 2800 درجة. درجة مئوية. درجة حرارة اللون لهذا الإشعاع هي 2000-3000 كلفن ، مما يعطي طيفًا مصفرًا - لا يضاهى مع ضوء النهار ، ولكن في نفس الوقت ليس له تأثير سلبي على الأعضاء المرئية.

بمجرد وصوله إلى الهواء ، يتأكسد التنغستن بسرعة ويتحلل. كما ذكرنا أعلاه ، بدلاً من الفراغ ، يمكن ملء المصباح الزجاجي بالغازات. نحن نتحدث عن نيتروجين أو أرجون أو كريبتون خامل. هذا لا يسمح فقط بزيادة المتانة ، ولكن أيضًا لزيادة قوة التوهج. يتأثر عمر الخدمة بحقيقة أن ضغط الغاز يمنع تبخر خيوط التنجستن بسبب ارتفاع درجة حرارة التوهج.

بنية

يتكون المصباح التقليدي من العناصر الهيكلية التالية:

• قارورة؛
• فراغ أو ضخ غاز خامل فيه ؛
• خيوط.
• الأقطاب الكهربائية - الخيوط الحالية ؛
• السنانير اللازمة لعقد الفتيل ؛
• ساق؛
• فتيل.
• قاعدة تتكون من مبيت وعازل وملامس في الأسفل.

بالإضافة إلى الإصدارات القياسية من الموصلات والأوعية الزجاجية والمحطات ، توجد مصابيح لأغراض خاصة. بدلاً من القاعدة ، يستخدمون حوامل أخرى أو يضيفون قارورة إضافية.

عادة ما يكون المصهر مصنوعًا من سبيكة من الفريت والنيكل ويوضع في فجوة على أحد الخيوط الحالية. غالبًا ما يقع في الساق. والغرض الرئيسي منه هو حماية الدورق من التلف في حالة انكسار الفتيل. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه في حالة كسره ، يتشكل قوس كهربائي ، مما يؤدي إلى ذوبان بقايا الموصل التي تسقط على المصباح الزجاجي. بسبب ارتفاع درجة الحرارة ، قد تنفجر وتتسبب في نشوب حريق. ومع ذلك ، فقد أثبتوا لسنوات عديدة انخفاض كفاءة الصمامات ، لذلك بدأ استخدامها بشكل أقل.

قارورة

الوعاء الزجاجي يستخدم لحماية الفتيل من الأكسدة والدمار. يتم تحديد الأبعاد الكلية للقارورة اعتمادًا على معدل ترسب المادة التي صنع منها الموصل.

وسط الغاز

إذا كانت جميع المصابيح المتوهجة في وقت سابق ، دون استثناء ، مملوءة بالفراغ ، فإن هذا النهج يستخدم اليوم فقط لمصادر الإضاءة منخفضة الطاقة. تمتلئ الأجهزة الأكثر قوة بغاز خامل. تؤثر الكتلة المولية للغاز على انبعاث الحرارة من الفتيل.

تضخ الهالوجينات في دورق مصابيح الهالوجين. تبدأ المادة التي يُغطى بها الخيط في التبخر والتفاعل مع الهالوجينات الموجودة داخل الوعاء. نتيجة التفاعل ، تتشكل مركبات تتحلل مرة أخرى وتعود المادة إلى سطح الخيط مرة أخرى. بفضل هذا ، أصبح من الممكن زيادة درجة حرارة الموصل ، وزيادة الكفاءة وعمر الخدمة للمنتج. كما أن هذا الأسلوب جعل من الممكن جعل القوارير أكثر إحكاما. يرتبط عيب التصميم بالمقاومة المنخفضة المبدئية للموصل عند تطبيق تيار كهربائي.

خيوط

يمكن أن يكون شكل الفتيل مختلفًا - فالاختيار لصالح أحدهما أو الآخر مرتبط بخصائص المصباح الكهربائي. غالبًا ما يستخدمون خيطًا بمقطع عرضي دائري ، ملتوي في لولب ، وفي كثير من الأحيان - الموصلات الشريطية.

يتم تشغيل المصباح المتوهج الحديث بواسطة خيوط من سبائك التنغستن أو الأوزميوم والتنغستن. بدلاً من اللوالب العادية ، يمكن لف الحلزونات المزدوجة والثلاثية ، وهو ما أصبح ممكنًا عن طريق الالتواء المتكرر. هذا الأخير يؤدي إلى انخفاض في الإشعاع الحراري وزيادة في الكفاءة.

تحديد

من المثير للاهتمام ملاحظة اعتماد الطاقة الضوئية وطاقة المصباح. التغييرات ليست خطية - حتى 75 وات ، تزداد كفاءة الإضاءة ، عند تجاوزها ، تنخفض.

تتمثل إحدى مزايا مصادر الضوء هذه في الإضاءة المنتظمة ، حيث ينبعث الضوء بنفس الشدة في جميع الاتجاهات تقريبًا.

هناك ميزة أخرى مرتبطة بنبض الضوء ، والذي يؤدي عند قيم معينة إلى إجهاد العين بشكل كبير. تعتبر القيمة الطبيعية معامل نبض لا يتجاوز 10٪. بالنسبة للمصابيح المتوهجة ، تصل المعلمة القصوى إلى 4٪. أسوأ مؤشر للمنتجات بقوة 40 واط.

من بين جميع تركيبات الإضاءة الكهربائية المتاحة ، تسخن المصابيح المتوهجة. يتم تحويل معظم التيار إلى طاقة حرارية ، لذا فإن الجهاز يشبه السخان أكثر من كونه مصدرًا للضوء. تتراوح كفاءة الإنارة من 5 إلى 15٪. لهذا السبب ، يتم تحديد بعض القواعد في التشريعات التي تحظر ، على سبيل المثال ، استخدام المصابيح المتوهجة التي تزيد عن 100 واط.

عادة ، مصباح 60 واط يكفي لإضاءة غرفة واحدة تتميز بتدفئة طفيفة.

عند النظر في طيف الانبعاث ومقارنته بالضوء الطبيعي ، يمكن إبداء ملاحظتين مهمتين: التدفق الضوئي لمثل هذه المصابيح يحتوي على ضوء أزرق أقل والمزيد من الضوء الأحمر. ومع ذلك تعتبر النتيجة مقبولة ولا تؤدي إلى الإرهاق كما هو الحال مع مصادر ضوء النهار.

معايير التشغيل

عند تشغيل المصابيح المتوهجة ، من المهم مراعاة شروط استخدامها. يمكن استخدامها في الداخل والخارج عند درجة حرارة لا تقل عن -60 درجة ولا تزيد عن +50 درجة. درجة مئوية. وفي نفس الوقت يجب ألا تتجاوز رطوبة الهواء 98٪ (+20 درجة مئوية). يمكن أن تعمل الأجهزة في نفس الدائرة باستخدام مخفتات الإضاءة المصممة للتحكم في ناتج الضوء عن طريق تغيير شدة الضوء. هذه منتجات رخيصة يمكن استبدالها بشكل مستقل حتى من قبل شخص غير ماهر.

أنواع

هناك عدة معايير لتصنيف المصابيح المتوهجة ، والتي سيتم مناقشتها أدناه.

اعتمادًا على كفاءة الإضاءة ، تكون المصابيح المتوهجة (من الأسوأ إلى الأفضل):

• مكنسة كهرباء؛
• الأرجون أو النيتروجين - الأرجون.
• الكريبتون.
• زينون أو هالوجين مع عاكس للأشعة تحت الحمراء مثبت داخل المصباح ، مما يزيد من الكفاءة ؛
• بطبقة مصممة لتحويل الأشعة تحت الحمراء إلى طيف مرئي.

هناك العديد من أنواع المصابيح المتوهجة المتعلقة بالغرض الوظيفي وخصائص التصميم:

1. للأغراض العامة - في السبعينيات. من القرن الماضي كانت تسمى "مصابيح الإنارة العادية". الفئة الأكثر شيوعًا وعددًا هي المنتجات المستخدمة للإضاءة العامة والزخرفية. منذ عام 2008 ، انخفض إنتاج مصادر الضوء بشكل كبير ، وهو ما ارتبط بتبني العديد من القوانين.
2. الغرض الزخرفي. قوارير هذه المنتجات مصنوعة في شكل شخصيات رشيقة. والأكثر شيوعًا هي الأوعية الزجاجية على شكل شمعة بقطر يصل إلى 35 مم وكروية (45 مم).
3. موعد محلي. إنها متطابقة في التصميم مع الفئة الأولى ، ولكنها تعمل بجهد منخفض - 12/24/36/48 فولت. وهي تستخدم عادةً في المصابيح والأجهزة المحمولة التي تضيء طاولات العمل والآلات وما إلى ذلك.
4. مضيئة بقوارير ملونة. في كثير من الأحيان ، لا تتجاوز قوة المنتجات 25 واط ، وللتلوين ، يتم تغطية التجويف الداخلي بطبقة من الصبغة غير العضوية. في كثير من الأحيان يمكنك العثور على مصادر الضوء ، الجزء الخارجي منها مطلي بالورنيش الملون. في هذه الحالة ، تتلاشى الصبغة وتتفتت بسرعة كبيرة.

1. معكوسة. تصنع القارورة بشكل خاص مغطى بطبقة عاكسة (على سبيل المثال ، رش الألمنيوم). تُستخدم هذه المنتجات لإعادة توزيع التدفق الضوئي وتحسين كفاءة الإضاءة.
2. الإشارة. يتم تثبيتها في منتجات الإضاءة المصممة لعرض أي معلومات. تتميز بقدرة منخفضة ومصممة للتشغيل المستمر. حتى الآن ، غير مجدية تقريبًا بسبب توفر مصابيح LED.
3. المواصلات. فئة أخرى واسعة من المصابيح المستخدمة في المركبات. تتميز بالقوة العالية ومقاومة الاهتزاز. يستخدمون قواعد خاصة تضمن تثبيتًا قويًا وإمكانية الاستبدال السريع في الظروف الضيقة. يمكن تشغيله بواسطة 6 فولت.
4. كشاف ضوئي. مصادر ضوء عالية الطاقة تصل إلى 10 كيلو وات ، تتميز بكفاءة إنارة عالية. يتم تكديس الملف بشكل مضغوط لتوفير تركيز أفضل.
5. المصابيح المستخدمة في الأجهزة البصرية - على سبيل المثال ، أجهزة عرض الأفلام أو المعدات الطبية.

مصابيح خاصة

هناك أيضًا أنواع أكثر تحديدًا من المصابيح المتوهجة:

1. لوحة التبديل - فئة فرعية من مصابيح الإشارة المستخدمة في لوحات التبديل وأداء وظائف المؤشرات. هذه منتجات ضيقة ومستطيلة وصغيرة الحجم لها جهات اتصال متوازية من النوع الأملس. نتيجة لهذا ، يمكن وضعها في أزرار. تم وضع علامة "KM 6-50". الرقم الأول يشير إلى الجهد ، والثاني - التيار (مللي أمبير).
2. Perekalnaya ، أو المصباح الضوئي. تُستخدم هذه المنتجات في معدات التصوير للوضع الإجباري الطبيعي. يتميز بكفاءة الإضاءة العالية ودرجة حرارة اللون ، ولكن عمر خدمة قصير. وصلت قوة المصابيح السوفيتية إلى 500 واط. في معظم الحالات ، تكون القارورة متشابكة. اليوم لا يتم استخدامها عمليا.
3. تنبؤ. تستخدم في أجهزة العرض العلوية. إضاءة عالية.

يأتي المصباح ذو الفتيل المزدوج بعدة أصناف:

1. للسيارات. يتم استخدام خيط واحد للحزمة المنخفضة ، والآخر للشعاع العالي. إذا أخذنا في الاعتبار مصابيح المصابيح الخلفية ، فيمكن استخدام الخيوط لضوء الفرامل والضوء الجانبي ، على التوالي. يمكن للشاشة الإضافية قطع الأشعة ، والتي في المصباح الخافت يمكن أن يعمي سائقي السيارات القادمة.
2. للطائرات. في ضوء الهبوط ، يمكن استخدام خيط واحد للإضاءة المنخفضة والآخر للإضاءة العالية ، ولكنه يتطلب تبريدًا خارجيًا وتشغيلًا قصيرًا.
3. لإشارات المرور للسكك الحديدية. هناك حاجة إلى خيطين لزيادة الموثوقية - إذا احترق أحدهما ، فسوف يتوهج الآخر.

دعنا نواصل النظر في المصابيح المتوهجة الخاصة:

1. المصباح الأمامي هو تصميم معقد للأجسام المتحركة. تستخدم في تكنولوجيا السيارات والطيران.
2. انخفاض الجمود. تحتوي على خيوط رفيعة. تم استخدامه في أنظمة التسجيل الصوتي من النوع البصري وفي بعض أنواع التصوير الضوئي. في الوقت الحاضر ، نادرًا ما يتم استخدامه ، نظرًا لوجود مصادر إضاءة أكثر حداثة ومحسنة.
3. تدفئة. تستخدم كمصدر حرارة في طابعات الليزر وآلات التصوير. المصباح ذو شكل أسطواني ، مثبت في عمود معدني دوار ، حيث يتم وضع الورق مع الحبر. تقوم الأسطوانة بنقل الحرارة ، مما يؤدي إلى نزيف الحبر.

نجاعة

لا يتم تحويل التيار الكهربائي في المصابيح المتوهجة إلى ضوء مرئي للعين فقط. جزء واحد يذهب للإشعاع ، والآخر يتحول إلى حرارة ، والثالث - إلى ضوء الأشعة تحت الحمراء ، والذي لا يتم تثبيته بواسطة الأعضاء المرئية. إذا كانت درجة حرارة الموصل 3350 كلفن ، فإن كفاءة المصباح المتوهج ستكون 15٪. المصباح التقليدي 60 واط بدرجة حرارة 2700 كلفن يتميز بكفاءة لا تقل عن 5٪.

يتم تعزيز الكفاءة من خلال درجة تسخين الموصل. ولكن كلما زاد تسخين الخيط ، كلما كان عمر الخدمة أقصر. على سبيل المثال ، عند درجة حرارة 2700 كلفن ، سوف يلمع المصباح لمدة 1000 ساعة ، 3400 كلفن - عدة مرات أقل. إذا قمت بزيادة جهد الإمداد بنسبة 20٪ ، فسوف يتضاعف التوهج. هذا غير منطقي ، حيث سيتم تقليل عمر الخدمة بنسبة 95 ٪.

المميزات والعيوب

من ناحية ، تعد المصابيح المتوهجة أكثر مصادر الإضاءة بأسعار معقولة ، ومن ناحية أخرى ، تتميز بالكثير من العيوب.

مزايا:

• تكلفة منخفضة؛
• ليست هناك حاجة لاستخدام أجهزة إضافية ؛
• سهولة الاستعمال؛
• درجة حرارة لون مريحة
• مقاومة الرطوبة العالية.

سلبيات:

• هشاشة - 700-1000 ساعة ، مع مراعاة جميع القواعد والتوصيات التشغيلية ؛
• خرج الضوء المنخفض - الكفاءة من 5 إلى 15٪ ؛
• لمبة زجاجية هشة
• احتمال حدوث انفجار عند ارتفاع درجة الحرارة ؛
• خطر حريق مرتفع
• تقلب تقلبات الجهد بشكل كبير من عمر الخدمة.

كيفية زيادة عمر الخدمة

هناك عدة أسباب لتقليل عمر هذه المنتجات:

• انخفاض الجهد
• اهتزازات ميكانيكية
• درجة حرارة محيطة عالية
• اتصال مكسور في الأسلاك.

1. حدد المنتجات المناسبة لنطاق جهد التيار الكهربائي.
2. قم بتنفيذ الحركة بشكل صارم في حالة إيقاف التشغيل ، لأن المنتج سيفشل بسبب أدنى اهتزازات.
3. إذا استمرت المصابيح في الاحتراق في نفس الخرطوشة ، فيجب استبدالها أو إصلاحها.
4. عند التشغيل عند الهبوط ، أضف الصمام الثنائي إلى الدائرة الكهربائية أو قم بتشغيل مصباحين من نفس الطاقة بالتوازي.
5. لكسر دائرة الطاقة ، يمكنك إضافة جهاز للتبديل السلس.

التقنيات لا تقف مكتوفة الأيدي ، فهي تتطور باستمرار ، لذلك تم استبدال المصابيح المتوهجة التقليدية اليوم بمصادر إضاءة LED وفلورية وموفرة للطاقة أكثر اقتصادية ودائمة. تظل الأسباب الرئيسية لإنتاج المصابيح المتوهجة هي وجود دول أقل تقدمًا من الناحية التكنولوجية ، فضلاً عن الإنتاج الراسخ.

يمكنك شراء هذه المنتجات اليوم في عدة حالات - فهي تتناسب جيدًا مع تصميم المنزل أو الشقة ، أو تحب الطيف الناعم والمريح لإشعاعاتها. من الناحية التكنولوجية ، هذه منتجات قديمة.

اتضح أن الجسم الذي يتم تسخينه بواسطة تيار كهربائي لا يشع الحرارة فحسب ، بل يتوهج أيضًا. عملت مصادر الضوء الأولى على وجه التحديد على هذا المبدأ. فكر في كيفية عمل المصباح المتوهج - أضخم تركيبات الإضاءة في العالم. وعلى الرغم من أنه سيتعين في النهاية استبداله بالكامل بمصادر إنارة مدمجة (موفرة للطاقة) ومصادر إضاءة LED ، لن تتمكن البشرية من الاستغناء عن هذه التكنولوجيا لفترة طويلة.

تصميم المصباح المتوهج

العنصر الرئيسي للمصباح الكهربائي هو دوامة من المواد المقاومة للحرارة - التنغستن. لزيادة طولها ، وبالتالي المقاومة ، يتم لفها في دوامة رقيقة. هذا غير مرئي للعين المجردة.

يتم تثبيت اللولب على عناصر داعمة ، يعمل أقصىها الخارجي على توصيل نهاياتها بالدائرة الكهربائية. إنها مصنوعة من الموليبدينوم ، حيث تكون درجة انصهاره أعلى من درجة حرارة الملف الساخن. يتم توصيل أحد أقطاب الموليبدينوم بالجزء الملولب من القاعدة ، والآخر متصل بطرفها المركزي.

يحمل حاملو الموليبدينوم ملف التنغستن

يُفرغ الهواء من دورق مصنوع من الزجاج. في بعض الأحيان يتم ضخ غاز خامل ، مثل الأرجون أو خليطه مع النيتروجين ، إلى الداخل بدلاً من الهواء. هذا ضروري لتقليل التوصيل الحراري للحجم الداخلي ، ونتيجة لذلك يكون الزجاج أقل عرضة للحرارة. بالإضافة إلى ذلك ، يمنع هذا الإجراء أكسدة الشعيرة. أثناء تصنيع المصباح ، يتم ضخ الهواء من خلال جزء من المصباح ، والذي يتم إخفاؤه بعد ذلك بواسطة القاعدة.

يعتمد مبدأ تشغيل المصباح المتوهج على تسخين فتيله بتيار كهربائي لدرجة الحرارة التي يبدأ عندها في إصدار الضوء إلى الفضاء المحيط.

يمكن تصنيع المصابيح المتوهجة للطاقة من 15 إلى 750 واط. اعتمادًا على الطاقة ، يتم استخدام أنواع مختلفة من المقابس الملولبة: E10 أو E14 أو E27 أو E40. للديكور ، يتم استخدام مصابيح الإشارة والإضاءة الخلفية ، مجموعات BA7S ، BA9S ، BA15S. هذه المنتجات ، عند تثبيتها ، عالقة داخل الخرطوشة وتدور 90 درجة.

بالإضافة إلى الشكل المعتاد على شكل كمثرى ، يتم أيضًا إنتاج مصابيح زخرفية ، حيث يتم تصنيع المصباح على شكل شمعة أو قطرة أو أسطوانة أو كرة.

يضيء المصباح ذو اللمبة التي لا تحتوي على طلاء بضوء مصفر ، يشبه إلى حد كبير ضوء الشمس في تكوينه. ولكن عند تطبيقه على السطح الداخلي للزجاج بطلاء خاص ، يمكن أن يصبح غير لامع أو أحمر أو أصفر أو أزرق أو أخضر.

الفائدة من جهاز المصباح المتوهج المرآة. يتم تطبيق طبقة عاكسة على جزء من المصباح. نتيجة لذلك ، بسبب الانعكاس منه ، يتم إعادة توزيع التدفق الضوئي في اتجاه واحد.

مزايا المصابيح المتوهجة

أهم ميزة لصالح استخدام المصابيح المتوهجة هي بساطة تصنيعها ، وبالتالي السعر. من المستحيل التفكير في جهاز إضاءة أبسط.

يتم تصنيع المصابيح لمجموعة كبيرة من الطاقة والأبعاد الكلية. تحتوي جميع مصادر الإضاءة الحديثة الأخرى على أجهزة تقوم بتحويل جهد الإمداد إلى القيمة اللازمة لتشغيلها. على الرغم من أنهم تمكنوا من دفعها إلى الأبعاد الإجمالية القياسية للمصباح الكهربائي ، إلا أن التصميم يصبح أكثر تعقيدًا ، ويزداد عدد الأجزاء في الجهاز. وهذا لا يؤدي دائمًا إلى تحسين مؤشرات التكلفة والموثوقية. لا تتطلب دائرة تشغيل المصباح المتوهج أي عناصر إضافية.

حلت مصابيح LED محل المصابيح التقليدية من الأجهزة المحمولة: مصادر الإضاءة المحمولة التي تعمل بالبطاريات والمراكم. مع نفس ناتج الضوء ، فإنها تستهلك تيارًا أقل ، والأبعاد الكلية لمصباح LED أصغر حتى من المصابيح المستخدمة سابقًا في المصابيح الكاشفة. نعم ، وكجزء من أكاليل شجرة عيد الميلاد ، فإنها تعمل بنجاح أكبر.

تجدر الإشارة إلى ميزة أخرى متأصلة في المصابيح المتوهجة - طيف اللمعان أقرب إلى الشمس من جميع مصادر الضوء الاصطناعي الأخرى. وهذه ميزة كبيرة للرؤية ، لأنها تتكيف بشكل خاص مع الشمس ، وليس لمصابيح LED أحادية اللون.

بسبب القصور الذاتي الحراري للفتيل المسخن ، فإن الضوء المنبعث منه لا ينبض عمليا. ما لا يمكن قوله عن الإشعاع الصادر من الأجهزة الأخرى ، وخاصة أجهزة الإنارة ، باستخدام خنق تقليدي كصابورة ، وليس دائرة أشباه موصلات. نعم ، والإلكترونيات ، وخاصة الرخيصة منها ، لا تقم دائمًا بقمع التموجات من الشبكة بشكل صحيح. هذا يؤثر أيضا على البصر.

ولكن لا يمكن أن تتضرر الصحة فقط بسبب الطبيعة النابضة لتشغيل أجهزة أشباه الموصلات المستخدمة في المصابيح الكهربائية الحديثة. يؤدي استخدامها المكثف إلى تغيير حاد في شكل التيار المستهلك من الشبكة ، مما يؤثر في النهاية على شكل الجهد. يتغير كثيرًا فيما يتعلق بالأصل (الجيبي) لدرجة أن هذا يؤثر على جودة عمل الأجهزة الكهربائية الأخرى في الشبكة.

عيوب المصابيح المتوهجة

من العيوب الكبيرة للمصابيح المتوهجة ، التي تقلل من عمرها التشغيلي ، اعتمادها على حجم جهد الإمداد. مع زيادة الجهد ، يبلى الخيط بشكل أسرع. إنها تنتج مصابيح لقيم مختلفة من هذه المعلمة (حتى 240 فولت) ، لكنها تتألق بالقيمة الاسمية بشكل أسوأ.

يؤدي خفض الجهد إلى تغيير حاد في شدة التوهج. والأسوأ من ذلك ، أن تقلباته تؤثر على جهاز الإضاءة ؛ مع القفزات الحادة ، قد يحترق المصباح.

لكن أسوأ شيء هو أن الخيوط مصممة للعمل لفترة طويلة في حالة تسخين. عند تسخينها ، تزداد مقاومتها. لذلك ، في لحظة التبديل ، عندما يكون الخيط باردًا ، تكون مقاومته أقل بكثير من تلك التي يحدث عندها التوهج. هذا يؤدي إلى ارتفاع تيار لا مفر منه في لحظة الاشتعال ، مما يؤدي إلى تبخر التنغستن. كلما زاد عدد الادراج ، كلما قل عمر المصباح.

تساعد أجهزة أو أجهزة البداية الناعمة التي تسمح لك بضبط سطوع التوهج على نطاق واسع في تصحيح الموقف.

العيب الرئيسي للمصابيح المتوهجة هو كفاءتها المنخفضة. يتم إنفاق الغالبية العظمى من الكهرباء (تصل إلى 96٪) على التسخين غير المجدي للهواء المحيط والإشعاع في طيف الأشعة تحت الحمراء. لا يمكن فعل أي شيء حيال ذلك - هذا هو مبدأ المصباح المتوهج.

وشيء آخر: كأس القارورة سهل الكسر. ولكن على عكس مصابيح الفلورسنت المدمجة التي تحتوي على كمية صغيرة من بخار الزئبق بالداخل ، فإن المصباح المتوهج المكسور لا يهدد المالك بأي شيء بخلاف القطع المحتمل.

مصابيح الهالوجين

سبب نضوب المصباح المتوهج هو التبخر التدريجي للتنغستن الذي يتكون منه الفتيل. يصبح أرق ، ومن ثم يذوب تيار آخر عند تشغيله في أنحف نقطة.

تم تصميم هذا العيب للتخلص من مصابيح الهالوجين المليئة بالبروم أو بخار اليود. أثناء الاحتراق ، يتحد التنغستن المتبخر مع الهالوجين. المادة الناتجة غير قادرة على الترسب على جدران القارورة أو غيرها من الأسطح الداخلية الباردة نسبيًا.

في محيط الفتيل ، تتم إزالة التنغستن من المفصل بفعل درجة الحرارة وإعادته إلى مكانه.

يحل استخدام الهالوجينات مشكلة أخرى: يمكن رفع درجة حرارة اللولب ، وزيادة ناتج الضوء وتقليل حجم جهاز الإضاءة. لذلك ، بنفس القوة ، تكون أبعاد مصابيح الهالوجين أصغر.

هذا المعدن يسمى التنغستن. تم اكتشافه في نهاية عام 1781 من قبل الكيميائي السويدي سكيل ، وطوال القرن التاسع عشر ، استكشفه العلماء بنشاط. اليوم ، تعرف البشرية ما يكفي لاستخدام التنغستن ومركباته بنجاح في مختلف الصناعات.

يحتوي التنجستن على تكافؤ متغير ، يرتبط بترتيب خاص للإلكترونات في المدارات الذرية. عادة ما يكون هذا المعدن أبيض فضي اللون وله بريق مميز. يبدو مثل البلاتين.

يمكن أن يعزى التنغستن إلى معادن بسيطة. لن يقوم أي قلوي واحد بحلها. حتى الأحماض القوية ، مثل حمض الهيدروكلوريك ، لن تؤثر عليه. لهذا السبب ، فإن الأقطاب الكهربائية المستخدمة في الجلفنة والتحليل الكهربائي مصنوعة من التنجستن.

مصابيح التنغستن والمتوهجة

لماذا الخيوط في المصابيح المتوهجة مصنوعة من التنجستن؟ الأمر كله يتعلق بخصائصه الفيزيائية الفريدة. الدور الرئيسي هنا تلعبه نقطة الانصهار ، والتي تبلغ حوالي 3500 درجة مئوية. هذا ترتيب من حيث الحجم أعلى من العديد من المعادن الشائعة الاستخدام في الصناعة. على سبيل المثال ، يذوب الألومنيوم عند 660 درجة.

يسخن تيار كهربائي يمر عبر خيوط ما يصل إلى 3000 درجة. يتم إطلاق كمية كبيرة من الطاقة الحرارية ، والتي يتم إنفاقها بلا فائدة في الفضاء المحيط. من بين جميع المعادن المعروفة للعلم ، فإن التنجستن فقط هو القادر على تحمل درجة الحرارة العالية وعدم الذوبان ، على عكس الألومنيوم نفسه. يسمح بساطة التنغستن للمصابيح الكهربائية بالعمل في المنازل لفترة طويلة. ومع ذلك ، بعد مرور بعض الوقت ، ينكسر الخيط ويفشل المصباح. لماذا يحدث هذا؟ الشيء هو أنه تحت تأثير درجة حرارة عالية جدًا أثناء مرور التيار (حوالي 3000 درجة) ، يبدأ التنغستن في التبخر. يصبح الخيط الرفيع للمصباح أرق بمرور الوقت حتى ينكسر.

لإذابة عينة من التنجستن ، يتم استخدام شعاع الإلكترون أو ذوبان الأرجون. باستخدام هذه الطرق ، يمكنك بسهولة تسخين المعدن حتى 6000 درجة مئوية.

الحصول على التنغستن

من الصعب الحصول على عينة عالية الجودة من هذا المعدن ، لكن العلماء اليوم يتعاملون مع هذه المهمة ببراعة. تم تطوير العديد من التقنيات الفريدة التي تجعل من الممكن زراعة بلورات التنغستن المفردة ، وبوتقات التنجستن الضخمة (التي يصل وزنها إلى 6 كجم). هذه الأخيرة تستخدم على نطاق واسع للحصول على سبائك باهظة الثمن.