От какъв метал е изградена нажежаемата жичка в крушката? Конструкция, технически параметри и видове лампи с нажежаема жичка

Здравейте. Радвам се да ви видя на моя сайт. Темата на днешната статия: устройството на лампа с нажежаема жичка. Но първо бих искал да кажа няколко думи за историята на тази лампа.

Първата крушка с нажежаема жичка е изобретена от английския учен Деларю през 1840 г. Тя беше с платинена спирала. Малко по-късно, през 1854 г., немският учен Хайнрих Гьобел представя лампа с бамбукова нишка, която се намира във вакуумна колба. По това време все още имаше много различни лампи, представени от различни учени. Но всички те имаха много кратък експлоатационен живот и не бяха ефективни.

През 1890 г. ученият A. N. Lodygin за първи път въвежда лампа, в която нишката е направена от волфрам и изглежда като спирала. Освен това този учен прави опити да изпомпва въздух от колбата и да я напълни с газове. Това значително увеличи живота на лампите.

Но масовото производство на лампи с нажежаема жичка започва още през 20-ти век. Тогава това беше истински пробив в технологиите. Сега, в наше време, много предприятия и просто обикновени хора отказват тези лампи поради факта, че консумират много електричество. А в някои страни дори забраниха производството на лампи с нажежаема жичка с мощност над 60 вата.

Устройство с нажежаема жичка.

Такава лампа се състои от следните части: основа, крушка, електроди, куки за задържане на нажежаемата жичка, нишка, стенгел, изолационен материал, контактна повърхност.

За да ви стане по-ясно, сега ще пиша за всеки детайл поотделно. Вижте също снимката и видеото.

Колба - изработена от обикновено стъкло и е необходима за защита на нишката от външната среда. В него се вкарва тапа с електроди и куки, които държат самата нишка. В колбата се създава специално вакуум или се пълни със специален газ. Обикновено това е аргон, тъй като не се нагрява.

От страната, където са разположени електродните проводници, колбата се разтопява със стъкло и се залепва към основата.

Основата е необходима, за да може крушката да се завинти в гнездото. Обикновено се изработва от алуминий.

Нажежаемата нишка е част, която излъчва светлина. Произвежда се основно от волфрам.

И сега, за да затвърдите знанията си, ви предлагам да гледате много интересно видео, което разказва и показва как се правят лампите с нажежаема жичка.

Принцип на действие.

Принципът на работа на лампата с нажежаема жичка се основава на нагряване на материала. В края на краищата не е за нищо, че нишката има такова име. Ако през крушката се пропусне електрически ток, волфрамовата нишка се нагрява до много висока температура и започва да излъчва светлинен поток.

Нишката не се топи, защото волфрамът има много висока точка на топене, някъде около 3200-3400 градуса по Целзий. И когато лампата е включена, нишката се нагрява някъде до 2600-3000 градуса по Целзий.

Предимства и недостатъци на лампите с нажежаема жичка.

Основни предимства:

Не е висока цена.

Малки размери.

Лесно понася скокове в тока.

Когато се включи, светва мигновено.

За човешкото око трептенето е почти незабележимо при работа от източник на променлив ток.

Можете да използвате устройството за регулиране на яркостта.

Може да се използва както при ниски, така и при високи температури на околната среда.

Такива лампи могат да бъдат произведени за почти всяко напрежение.

Не съдържа опасни вещества в състава си и следователно не изисква специално изхвърляне.

За запалване на лампата не са необходими стартери.

Може да работи на AC и DC напрежение.

Работи много тихо и не създава радиосмущения.

И това не е пълен списък на предимствата.

недостатъци:

Има много кратък живот.

Много малка ефективност. Обикновено не надвишава 5 процента.

Светлинният поток и експлоатационният живот директно зависят от мрежовото напрежение.

Корпусът на лампата става много горещ по време на работа. Следователно, такава лампа се счита за опасност от пожар.

Ако конецът се скъса, крушката може да избухне.

Много крехък и чувствителен на удар.

При вибрации се разпада много бързо.

И в заключение на статията бих искал да напиша за един невероятен факт. В САЩ в една от пожарните служби на град Ливърмор има лампа с мощност 60 вата, която свети непрекъснато повече от 100 години. Осветен е през 1901 г., а през 1972 г. е вписан в Книгата на рекордите на Гинес.

Тайната на неговата издръжливост е, че работи в дълбока плитка дупка. Между другото, работата на тази лампа непрекъснато се записва от уеб камерата. Така че, ако проявявате интерес, можете да потърсите предаване на живо в интернет.

Това е всичко за мен. Ако статията ви е била полезна, споделете я с приятелите си в социалните мрежи и се абонирайте за актуализации. До.

С уважение, Александър!

Лампите с нажежаема жичка са най-разпространени сред източниците на изкуствена светлина. Навсякъде, където има електрически ток, може да се намери трансформация на енергията му в светлина, като за това почти винаги се използват лампи с нажежаема жичка. Нека да разберем как и какво се нагрява в тях и какви са те.

Характеристиките на конкретна лампа могат да бъдат намерени, като се разгледа индексът, отпечатан върху металната му основа.

Индексът използва следните буквено-цифрови обозначения:

• B - Биспирален, аргонов пълнеж
• BK - Биспирален, криптонов пълнеж
• B - Вакуум
• G - Пълнене с газ, пълнене с аргон
• DS, DSh - Декоративни лампи
• RN - различни цели
• A - Абажур
• B - Усукана форма
• D - Декоративна форма
• E - С винтова основа
• E27 - Версия на цокъл
• Z - Огледало
• ZK - Концентрирано светлинно разпределение на огледална лампа
• ЗШ - Широко разпределение на светлината
• 215-230V - Препоръчителна скала за напрежение
• 75 W - Консумация на електроенергия

Видове лампи с нажежаема жичка и тяхното функционално предназначение

1. Лампи с нажежаема жичка с общо предназначение

Според функционалното им предназначение най-разпространени са лампите с нажежаема жичка с общо предназначение (LON). Всички LON, произведени в Русия, трябва да отговарят на изискванията на GOST 2239-79. Използват се за външно и вътрешно, както и за декоративно осветление, в битови и промишлени мрежи с напрежение 127 и 220 V и честота 50 Hz.

LON имат сравнително кратък живот, средно около 1000 часа, и ниска ефективност - те преобразуват само 5% от електричеството в светлина, а останалата част се отделя като топлина.

Характеристика на LON с ниска мощност (до 25 W) е въглеродната нишка, използвана в тях като нишка. Тази остаряла технология е използвана в първия "" и е запазена само тук.

Сеизмоустойчивите лампи, също включени в групата LON, са конструктивно способни да издържат на сеизмичен удар с продължителност до 50 ms.

2. Лампи с нажежаема жичка за проектор

Лампите с нажежаема жичка са много по-мощни от другите видове и са предназначени за насочено осветление или сигнализиране на дълги разстояния. Според GOST те са разделени на три групи: филмови прожекционни лампи (GOST 4019-74), за прожектори с общо предназначение (GOST 7874-76) и лампи за маяци (GOST 16301-80).

Използването на трижилно окабеляване в домашна мрежа осигурява високо ниво на пожарна безопасност и намалява рисковете за човешкия живот. При решаването на проблема - - достатъчно е да следвате елементарните правила и схемата за инсталиране.

За оборудването на жилищни електрически мрежи с предпазно оборудване е необходимо да се направи избор между инсталиране на RCD или дифавтомат. Може да помогне с това. Можете да инсталирате дифавтомат по няколко начина, за които можете да прочетете.

Тялото на нажежаемата жичка в прожекторните лампи е по-дълго и в същото време е разположено по-компактно, за да се подобри цялостната яркост и последващо фокусиране на светлинния поток. Задачата за фокусиране се решава чрез специални фокусиращи цокли, предвидени в някои модели, или оптични лещи в дизайна на прожектори и фарове.

Максималната мощност на лампите за прожектори, произведени в Русия днес, е 10 kW.

3. Огледални лампи с нажежаема жичка

Огледалните лампи с нажежаема жичка се отличават със специален дизайн на крушката и отразяващ алуминиев слой. Светлопроводящата част на крушката е изработена от матирано стъкло, което придава на светлината мекота и изглажда контрастиращите сенки от предмети. Такива лампи са маркирани с индекси, показващи вида на светлинния поток: ZK (концентрирано светлинно разпределение), ZS (средно разпределение на светлината) или ZSh (широко светлинно разпределение).

Тази група включва и неодимови лампи, чиято разлика е добавянето на неодимов оксид към формулата на състава, от който се издуха стъклената крушка. Поради това част от жълтия спектър се абсорбира и цветната температура се измества в областта на по-ярката бяла радиация. Това позволява използването на неодимови лампи в интериорното осветление за по-голяма яркост и поддържане на нюанси в интериора. Буквата "H" е добавена към индекса на неодимовите лампи.

Обхватът на огледалните лампи е огромен: витрини, сценично осветление, оранжерии, оранжерии, животновъдни ферми, осветление на медицински кабинети и много други.


4. Халогенни лампи с нажежаема жичка

Преди да определите коя лампа с нажежаема жичка ви е необходима, трябва да проучите характеристиките и маркировките на съществуващите типове. С цялото им разнообразие, трябва точно да разберете предназначението на избраната лампа и как и къде ще се използва. Несъответствието на характеристиките на лампата със задачите, за които е закупена, може да доведе не само до ненужни разходи, но и до аварийни ситуации, до повреда на електрическата мрежа и пожар.

Забавно видео, характеризиращо работата на три вида крушки

Често се случва устройство, използвано в ежедневието, което е от голямо значение за цялото човечество, да не ни напомня за своя създател. Но в домовете ни светна благодарение на усилията на конкретни хора. Тяхната заслуга за човечеството е безценна – домовете ни са изпълнени със светлина и топлина. Историята по-долу ще ви запознае с това велико изобретение и имената на тези, с които е свързано.

Що се отнася до последното, могат да се отбележат две имена - Александър Лодигин и Томас Едисон. Въпреки че заслугата на руския учен е много голяма, палмата принадлежи на американския изобретател. Затова ще говорим накратко за Лодигин и ще се спрем подробно на постиженията на Едисон. Именно с техните имена е свързана историята на лампите с нажежаема жичка. Говори се, че крушките на Едисон отнемат много време. Той трябваше да проведе около 2 хиляди експеримента, преди да се роди дизайнът, познат на всички ни.

Изобретението на Александър Лодигин

Историята на лампите с нажежаема жичка е много подобна на историята на други изобретения, направени в Русия. Александър Лодигин, руски учен, успя да накара въглеродна пръчка да свети в стъклен съд, от който се изпомпва въздухът. Историята на създаването на лампа с нажежаема жичка започва през 1872 г., когато той успява да го направи. Александър получава патент за електрическа лампа с нажежаема жичка с въглен през 1874 г. Малко по-късно той предложи да замени въглеродния прът с волфрам. Волфрамовата част все още се използва в лампите с нажежаема жичка.

Благодаря на Томас Едисън

Въпреки това американски изобретател успя да създаде издръжлив, надежден и евтин модел през 1878 г. Освен това той успя да наложи неговото производство. В първите му лампи нажежаемата жичка беше овъглени стърготини, направени от японски бамбук. Познатите ни волфрамови нишки се появяват много по-късно. Те започнаха да се използват по инициатива на Лодигин, руският инженер, споменат по-горе. Ако не беше той, кой знае как би се развила историята на лампите с нажежаема жичка през следващите години.

Американски манталитет на Едисън

Значително различен от руския. С американския гражданин Томас Едисън всичко тръгна по бизнес. Интересното е, че докато мислел как да направи телеграфната лента по-издръжлива, този учен изобретил восъчната епилация. След това тази хартия беше използвана като опаковка за бонбони. Седем века западна история предшества изобретяването на Едисон и не толкова развитието на техническата мисъл, а активното отношение към живота постепенно се формира у хората. Много талантливи учени упорито се отправиха към това изобретение. Историята на произхода на лампата с нажежаема жичка е свързана по-специално с името на Фарадей. Той създава фундаментални произведения във физиката, без да разчита на които изобретението на Едисон едва ли би било осъществимо.

Други изобретения, направени от Едисън

Томас Едисън е роден през 1847 г. в Порт Херон, малък американски град. В самореализацията на Томас роля играе фактът, че младият изобретател е имал способността моментално да намира инвеститори за своите идеи, дори и най-смелите. И те бяха готови да рискуват значителни суми. Например, докато е още тийнейджър, Едисън решава да отпечата вестник във влака, докато се движи, и след това да го продаде на пътниците. А новините за вестника трябваше да се събират точно на спирките. Веднага се появиха хора, които заеха пари, за да си купят малка печатница, както и тези, които пуснаха Едисон в багажната кола с тази машина.

Изобретенията преди Томас Едисън са направени или от учени и са страничен продукт от техните открития, или от практици, които усъвършенстват това, с което трябва да работят. Именно Едисон направи изобретението отделна професия. Той имаше много идеи и почти всяка от тях се превърна в кълнове за следващи, които изискваха по-нататъшно развитие. Томас през целия си дълъг живот не се интересуваше от личния си комфорт. Известно е, че когато той посети Европа, вече в зенита на славата, той беше разочарован от мързела и дързостта на европейските изобретатели.

Трудно беше да се намери област, в която Томас да не направи пробив. Смята се, че този учен е правил около 40 големи открития всяка година. Общо Едисън получи 1092 патента.

Духът на американския капитализъм тласна Томас Едисън нагоре. Той успя да забогатее на 22-годишна възраст, когато измисли котировка за Бостънската фондова борса. Най-важното изобретение на Едисон обаче е създаването на лампа с нажежаема жичка. Томас успя да наелектризира цяла Америка с негова помощ, а след това и целия свят.

Изграждане на централата и първите консуматори на електроенергия

Историята на лампата започва с изграждането на малка електроцентрала. Ученият го построи в своя парк Менло. Тя трябваше да обслужва нуждите на неговата лаборатория. Получената енергия обаче се оказа повече от необходимата. Тогава Едисън започна да продава излишъка на съседите фермери. Малко вероятно е тези хора да са разбрали, че са станали първите платени потребители на електроенергия в света. Едисън никога не се е стремял да стане предприемач, но когато има нужда от нещо за работата си, той отваря малка фабрика в Менло Парк, която по-късно нараства до големи размери и тръгва по своя път.

История на промените в устройството с нажежаема жичка

Електрическата лампа с нажежаема жичка е източник на светлина, при който преобразуването в електрическа светлинна енергия се осъществява поради нажежаването на огнеупорен проводник от електрически ток. Светлинната енергия за първи път е получена по този начин чрез преминаване на ток през въглероден прът. Този прът е поставен в съд, от който преди това е бил евакуиран въздухът. Томас Едисън през 1879 г. създава повече или по-малко издръжлив дизайн, използвайки въглеродни нишки. Въпреки това, има доста дълга история на появата на лампата с нажежаема жичка в нейния съвременен вид. Като нагревателно тяло през 1898-1908г. се опита да използва различни метали (тантал, волфрам, осмий). Волфрамова нишка, зигзаг, започва да се използва от 1909 г. Лампите с нажежаема жичка започват да се пълнят през 1912-13 г. (криптон и аргон), както и азот. В същото време волфрамова нишка започва да се прави под формата на спирала.

Историята на развитието на лампата с нажежаема жичка е допълнително белязана от нейното подобрение чрез подобряване на светлинната мощност. Това става чрез повишаване на температурата на тялото на нажежаемата жичка. В същото време животът на лампата беше запазен. Напълването й с инертни високомолекулни газове с добавяне на халоген доведе до намаляване на замърсяването на колбата с частици волфрам, разпръснати вътре в нея. Освен това намалява скоростта на неговото изпаряване. Използването на нишка под формата на двойна спирала и триспирала доведе до намаляване на топлинните загуби през газа.

Такава е историята на изобретяването на лампата с нажежаема жичка. Със сигурност ще ви е интересно да научите какви са различните му разновидности.

Модерни разновидности на лампи с нажежаема жичка

Много разновидности на електрически лампи се състоят от определени части от същия тип. Те се различават по форма и размер. Корпус с нажежаема жичка (тоест спирала, изработена от волфрам) е фиксиран върху метално или стъклено стебло вътре в крушката с държачи, изработени от молибденова тел. Краищата на спиралата са прикрепени към краищата на входовете. За да се създаде херметична връзка с острие от стъкло, средната част на втулките е изработена от молибден или платина. Крушката на лампата по време на вакуумна обработка се пълни с инертен газ. След това стъблото се запарва и се образува чучур. Лампата за монтаж в патрона и защита на чучура се доставя с основа. Той е прикрепен с основен мастик към колбата.

Външният вид на лампите

Днес има много лампи с нажежаема жичка, които могат да бъдат разделени по приложение (за автомобилни фарове, общо предназначение и др.), по светлинните свойства на тяхната крушка или по конструктивна форма (декоративна, огледална, с дифузно покритие и др.), както и по форма, която има тялото на нишката (с двойна спирала, с плоска спирала и др.). Що се отнася до размерите, има големи, нормални, малки, миниатюрни и субминиатюрни. Например, последните включват лампи с дължина по-малка от 10 mm, чийто диаметър не надвишава 6 mm. Що се отнася до големи по размер, те включват тези, чиято дължина е повече от 175 мм, а диаметърът е най-малко 80 мм.

Мощност на лампата и експлоатационен живот

Съвременните лампи с нажежаема жичка могат да работят при напрежения, вариращи от части от единица до няколкостотин волта. Тяхната мощност може да бъде десетки киловата. Ако увеличите напрежението с 1%, светлинният поток ще се увеличи с 4%. Въпреки това, експлоатационният живот ще бъде намален с 15%. Ако включите лампата за кратък период от време при напрежение, което надвишава номиналното напрежение с 15%, тя ще бъде деактивирана. Ето защо толкова често спада на напрежението причинява изгаряне на електрически крушки. От пет часа до хиляда или повече, техният експлоатационен живот варира. Например фаровете на самолета са проектирани за кратко време, а транспортните лампи могат да работят много дълго време. В последния случай те трябва да се монтират на места, които позволяват лесна подмяна. Днес светлинната ефективност на лампите зависи от напрежението, дизайна, продължителността на горене и мощността. Тя е около 10-35 lm/W.

Лампи с нажежаема жичка днес

Лампите с нажежаема жичка по отношение на тяхната светлинна ефективност, разбира се, губят от източници на светлина, захранвани с газ (флуоресцентни лампи). Те обаче са по-лесни за използване. Лампите с нажежаема жичка не изискват сложни фитинги или пускови устройства. По отношение на мощността и напрежението за тях практически няма ограничения. Днес в света се произвеждат около 10 милиарда лампи всяка година. А броят на техните разновидности надхвърля 2 хиляди.

LED крушки

Историята на произхода на лампата вече е написана, докато историята на развитието на това изобретение все още не е завършена. Има нови сортове, които стават все по-популярни. Говорим предимно за LED лампи (една от тях е показана на снимката по-горе). Те са известни още като енергийно ефективни. Тези лампи имат светлинна мощност, която е повече от 10 пъти по-голяма от тази на лампите с нажежаема жичка. Те обаче имат недостатък - източникът на захранване трябва да е с ниско напрежение.

Тази тема е доста обширна, затова искам веднага да отбележа, че в тази статия ще разгледаме въпроса за опасността от пожар на лампи, използвани изключително в ежедневието.

Опасност от пожар от електрически фасунги

По време на работа ламповите държачи на продукта могат да причинят пожар от късо съединение в държача на лампата, от токове на претоварване, от голямо преходно съпротивление в контактните части.

От къси съединения може да е възможно късо съединение между фаза и нула в гнездата на лампите. В този случай причината за пожара е съпътстващото късо съединение, както и прегряване на контактните части поради топлинните ефекти на токове на късо съединение.

Възможни са патрони за свръхток при свързване на електрически крушки с мощност, надвишаваща номиналната за тази касета. Обикновено пожарите по време на претоварване също са свързани с повишен спад на напрежението в контактите.

Нарастването на спада на напрежението в контактите се увеличава с увеличаване на контактното съпротивление на контактите и тока на натоварване. Колкото по-голям е спадът на напрежението в контактите, толкова по-голямо е тяхното нагряване и толкова по-голяма е вероятността от запалване на пластмасата или проводниците, свързани към контактите.

В някои случаи е възможно и възпламеняване на изолацията на захранващите проводници и кабели в резултат на износване на проводящите жила и стареене на изолацията.

Всичко описано тук важи и за други електроинсталационни продукти (контакти, ключове). Особено пожароопасни са електрическите инсталационни продукти, които имат некачествен монтаж или някои конструктивни недостатъци, например липсата на механизми за незабавно освобождаване на контакт за евтини превключватели и др.

Но да се върнем към въпроса за опасността от пожар на източниците на светлина.

Основната причина за пожари от всякакви електрически лампи е запалването на материали и конструкции от топлинното въздействие на лампите в условия на ограничено отвеждане на топлината. Това може да се случи поради монтиране на лампата директно върху горими материали и конструкции, покриване на лампите с горими материали, както и поради конструктивни недостатъци в осветителните тела или неправилно разположение на осветителното тяло - без топлоотвеждане, предвидено в изискванията съгласно техническата документация за осветителното тяло.

Пожарна опасност от лампи с нажежаема жичка

В лампите с нажежаема жичка електрическата енергия се преобразува в светлинна и топлинна енергия, а топлинната енергия съставлява голяма част от общата енергия и следователно крушките на лампите с нажежаема жичка се нагряват много прилично и имат значителни топлинни ефекти върху предметите и материалите около лампа.

Нагряването по време на горенето на лампата се разпределя по повърхността й неравномерно. Така че, за напълнена с газ лампа с мощност 200 W, температурата на стената на колбата по нейната височина с вертикално окачване по време на измерванията беше: на основата - 82 ° C, в средата на височината на колба - 165 °C, в долната част на колбата - 85 °C.

Наличието на въздушна междина между лампата и всеки обект значително намалява нейното нагряване. Ако температурата на крушката в края й е равна на 80 ° C за лампа с нажежаема жичка с мощност 100 W, тогава температурата на разстояние 2 cm от края на крушката вече е 35 ° C, на разстояние от 10 см - 22°С, а на разстояние 20 см - 20°С С.

Ако крушката на лампа с нажежаема жичка влезе в контакт с тела с ниска топлопроводимост (плат, хартия, дърво и др.), В зоната на контакт е възможно силно прегряване в резултат на влошаване на разсейването на топлината. Така, например, имам 100-ватова крушка с нажежаема жичка, увита в памучен плат, след 1 минута след включването й в хоризонтално положение тя се нагрява до 79 ° C, след две минути - до 103 ° C и след 5 минути - до 340 ° C, след което започва да тлее (и това може да причини пожар).

Температурните измервания се извършват с помощта на термодвойка.

Ще дам още няколко цифри, получени в резултат на измервания. Може би някой ще ги намери полезни.

Така температурата на крушката на 40 W лампа с нажежаема жичка (една от най-често срещаните мощности на лампите в домашни условия) е 113 градуса 10 минути след включване на лампата, след 30 минути. - 147 около C.

75 W лампа се загрява до 250 градуса след 15 минути. Вярно е, че в бъдеще температурата на крушката на лампата се стабилизира и практически не се променя (след 30 минути беше приблизително същите 250 градуса).

25W крушка с нажежаема жичка загрява до 100 градуса.

Най-високите температури са регистрирани на крушката на 275 W фотолампа. В рамките на 2 минути след включване температурата достигна 485 градуса, а след 12 минути - 550 градуса.

При използване на халогенни лампи (според принципа на действие те са близки роднини на лампите с нажежаема жичка), въпросът за тяхната пожарна опасност също е, ако не и по-остър.

Особено важно е да се вземе предвид възможността за генериране на топлина в големи размери с халогенни лампи, когато трябва да ги използвате върху дървени повърхности, което между другото се случва доста често. В този случай е препоръчително да използвате халогенни лампи с ниско напрежение (12 V) с ниска мощност. Така че, вече с 20 W халогенна крушка, конструкциите от бор започват да изсъхват, а материалите от ПДЧ отделят формалдехид. Електрическите крушки с мощност по-голяма от 20 W са още по-горещи, което е изпълнено със спонтанно запалване.

Особено внимание трябва да се обърне при избора на дизайн на осветителни тела за халогенни лампи. Съвременните висококачествени лампи сами по себе си изолират доста добре материалите около лампата от топлина. Основното е, че лампата може свободно да губи тази топлина и дизайнът на лампата като цяло не е термос за топлина.

Ако се докоснем до общоприетото мнение, че халогенните лампи със специални рефлектори (например, така наречените дихроични лампи) практически не излъчват топлина, това е ясна заблуда. Дихроичният рефлектор действа като огледало за видима светлина, но блокира по-голямата част от инфрачервеното (термично) лъчение. Цялата топлина се връща обратно към лампата. Следователно дихроичните лампи загряват по-малко осветения обект (студен лъч светлина), но в същото време загряват самата лампа много повече от конвенционалните халогенни лампи и лампи с нажежаема жичка.

Опасност от пожар от луминесцентни лампи

Що се отнася до съвременните луминесцентни лампи (например Т5 и Т2) и всички луминесцентни лампи с електронно управление, все още нямам информация за големите им термични ефекти. Нека разгледаме възможните причини за появата на високи температури при флуоресцентни лампи със стандартни електромагнитни баласти. Въпреки факта, че подобни баласти са почти напълно забранени в Европа, те все още са много, много разпространени у нас и ще мине доста време, преди да бъдат напълно заменени с електронни баласти.

От гледна точка на физическия процес на получаване на светлина, флуоресцентните лампи преобразуват по-голяма част от електричеството във видимо светлинно излъчване, отколкото лампите с нажежаема жичка. Въпреки това, при определени условия, свързани с неизправности на баластите на флуоресцентни лампи („залепване“ на стартера и др.), е възможно силното им нагряване (в някои случаи е възможно нагряване на лампите до 190 - 200 градуса и - до 120).

Такива температури на лампите са резултат от топене на електродите. Освен това, ако електродите се приближат до стъклото на лампата, нагряването може да бъде още по-значително (точката на топене на електродите, в зависимост от техния материал, е 1450 - 3300 ° C). Що се отнася до възможната температура при дросела (100 - 120 ° C), тя също е опасна, тъй като температурата на омекване на масата за пълнене според стандартите е 105 ° C.

Стартерите представляват определена пожарна опасност: съдържат лесно запалими материали (хартиен кондензатор, картонени уплътнения и др.).

Те изискват максималното прегряване на носещите повърхности на осветителните тела да не надвишава 50 градуса.

Като цяло, засегнатата днес тема е много интересна и доста обширна, така че определено ще се върнем към нея в бъдеще.

По този въпрос се говори много и неоснователни спорове. Кой е изобретил лампата с нажежаема жичка? Някои твърдят, че това е Лодигин, други, че Едисон. Но всичко е много по-сложно, нека да разгледаме хронологията на историческите събития.

Има много методи за преобразуване на електрическата енергия в светлина. Те включват лампи с дъгов принцип на работа, газоразрядни и такива, при които източникът на сияние е нагревателна нишка. Всъщност крушка с нажежаема жичка може да се счита и за изкуствен източник на осветление, тъй като за нейната работа се използва ефектът на нагрят проводник, през който преминава ток. Метална спирала или въглеродна нишка най-често действа като елемент с нажежаема жичка. В допълнение към проводника, дизайнът на електрическата крушка включва крушка, токов проводник, предпазител и основа. Всичко това обаче вече знаем. Но не толкова отдавна имаше време, когато няколко учени едновременно се развиваха в областта на изкуствените източници на светлина и се бореха за титлата изобретател на електрическата крушка.

Хронология на изобретението

Четейки цялата статия по-долу, е много удобно да разгледате тази таблица:

Ако искате наистина да разберете, тогава силно препоръчваме да прочетете статията в нейната цялост.

Първите трансформации на енергията в светлина

През 18-ти век се случва значително откритие, което бележи началото на огромна поредица от изобретения. Открит е електрически ток. В началото на следващия век италианският учен Луиджи Галвани изобретява метод за генериране на електрически ток от химикали – волтова колона или галванична клетка. Още през 1802 г. физикът Василий Петров открива електрическа дъга и предлага да я използва като осветително устройство. След 4 години кралското общество видя електрическата лампа на Хъмфри Дейви, тя освети стаята поради искри между въглищните пръти. Първите дъгови лампи бяха твърде ярки и скъпи, което ги правеше неподходящи за ежедневна употреба.

Лампа с нажежаема жичка: прототипи

Първото развитие на осветителни лампи с елементи с нажежаема жичка започва в средата на 19 век. Да, в 1838 Белгийският изобретател Джобар представи проект за лампа с нажежаема жичка с въглеродно ядро. Въпреки че времето за работа на това устройство не надвишава половин час, това беше доказателство за технологичен напредък в тази област. AT 1840 година Уорън де ла Рю, английски астроном, произвежда крушка с платинена спирала, първата лампа в историята на електротехниката с нажежаема жичка под формата на спирала. Изобретателят пропуска електрически ток през вакуумна тръба с намотка от платинен проводник, поставена в нея. В резултат на нагряване платината излъчва ярко сияние, а почти пълната липса на въздух направи възможно използването на устройството при всякакви температурни условия. Поради високата цена на платината за търговски цели, беше нелогично да се използва такава лампа, дори като се има предвид нейната ефективност. В бъдеще обаче извадката от тази крушка започна да се счита за предшественик на други лампи с нажежаема жичка. Уорън де ла Рю десетилетия по-късно (в 1860 -x) започна активно да изучава феномена на газоразрядното сияние под въздействието на тока.

AT 1841 Фредерик де Молейн, англичанин, патентова лампи, които представляват колби с платинена нишка, пълна с въглерод. Въпреки това, извършените от него през 1844 г. тестове по отношение на проводниците не се увенчават с успех. Това се дължи на бързото топене на платинената нишка. През 1845 г. друг учен, Кинг, заменя платинените елементи с нажежаема жичка с въглеродни пръчки и получава патент за своето изобретение. През същите години в чужбина, в САЩ, Джон Стар патентова електрическа крушка с вакуумна сфера и въглеродна горелка.

AT 1854 Хайнрих Гьобел, немски часовникар, изобретява устройство, което се счита за прототип на съвременните крушки. Той го демонстрира на електрическо изложение в САЩ. Това беше вакуумна лампа с нажежаема жичка, която беше наистина подходяща за използване в голямо разнообразие от условия. Хайнрих предложи да се използва бамбукова нишка, която е била овъглена като източник на светлина. Вместо колба ученият взел обикновени бутилки с тоалетна вода. Вакуумът в тях се създава чрез добавяне и изливане на живак от колбата. Недостатъкът на изобретението е прекомерната крехкост и времето на работа от само няколко часа. През годините на активен изследователски живот Гьобел не успя да срещне дължимото признание в обществото, но на 75-годишна възраст той беше наречен изобретател на първата практична лампа с нажежаема жичка, базирана на въглеродна нишка. Между другото, именно Гьобел за първи път използва осветителни тела за рекламни цели: той кара из Ню Йорк с количка, украсена с крушки. На инвалидна количка, която привличаше вниманието отдалеч, беше монтирана шпионка, през която ученият позволи срещу заплащане да погледне звездното небе.

Първи резултати

Най-ефективните резултати в областта на получаването на вакуумна крушка са постигнати от известния химик и физик от Англия - Джоузеф Суон (Лебед). AT 1860 През годината той получава патент за изобретението си, въпреки че лампата не работи много дълго. Това се дължи на използването на въглеродна хартия - тя бързо се превръща в трохи след изгаряне.

В средата на 70-те години. През 19-ти век, успоредно с Суон, руски учен също патентова няколко изобретения. Изключителният учен и инженер Александър Лодигин е изобретил в 1874 лампа с нажежаема жичка, която използва въглероден прът за отопление. Той започва експерименти по изучаването на осветителните устройства през 1872 г., докато е в Санкт Петербург. В резултат на това благодарение на банкера Козлов се основава дружество за експлоатация на електрически крушки с въглища. За своето изобретение ученият получи награда в Академията на науките. Тези лампи веднага започнаха да се използват за улично осветление и сградата на Адмиралтейството.

Александър Николаевич Лодигин

Лодигин също беше първият, който излезе с идеята за използване на волфрамови или молибденови нишки, усукани в спирала. Да се 1890 -м г. Лодигин имаше в ръцете си няколко разновидности на лампи с нажежаема жичка, изработени от различни метали. Той предложи да се изпомпва въздух от крушката, така че процесът на окисление да бъде по-бавен, което означава, че животът на лампата ще бъде по-дълъг. Първата търговска лампа със спирална волфрамова нишка в Америка впоследствие е произведена според патента на Лодигин. Той дори изобретява газови крушки, пълни с въглеродна нишка и азот.

Идеята на Лодигин 1875 година е подобрен от друг руски механик-изобретател Василий Дидрихсон. Той прави въглища чрез овъгляване на дървени цилиндри в графитни тигели. Именно той беше първият, който успя да изпомпа въздух и инсталира повече от една нишка в крушка, така че да се извърши подмяна, когато тя изгори. Такава лампа беше произведена под ръководството на Кон и голям магазин за бельо и подводни кесони започнаха да я осветяват по време на строителството на мост в Санкт Петербург. През 1876 г. лампата е подобрена от Николай Павлович Булигин. Ученият светеше само единия край на въглищата, който непрекъснато се движеше напред в процеса на изгаряне. Устройството обаче беше сложно и скъпо.

AT 1875-76 gg. електроинженерът Павел Яблочков, създавайки електрическа свещ, открива, че каолинът (вид бяла глина) провежда добре електричеството под въздействието на висока температура. Той изобретява каолинова крушка с нажежаема жичка от подходящ материал. Отличителна черта на тази лампа е фактът, че за нейната работа не е било необходимо да се поставя каолинова нишка във вакуумна колба - тя остава работеща при контакт с въздух. Създаването на електрическа крушка е предшествано от дълга работа на учен върху дъговите крушки в Париж. Веднъж Яблочков посети местно кафене и, наблюдавайки подреждането на приборите за хранене от сервитьора, му хрумна нова идея. Той реши да постави въглеродни електроди успоредно един на друг, а не хоризонтално. Вярно е, че имаше опасност не само дъгата да изгори, но и проводящите скоби. Дилемата беше решена чрез добавяне на изолатор, който постепенно изгаряше след електродите. Този изолатор стана бяла глина. За да светне крушката, между електродите е поставен джъмпер от въглища, а неравномерното горене на самите електроди е сведено до минимум с помощта на алтернатор.

Яблочков демонстрира изобретението си на технологично изложение в Лондон в 1876 година. Година по-късно един от французите, Денейруз, създава акционерно дружество за изследване на осветителните технологии на Яблочков. Самият учен не вярваше в бъдещето на лампата с нажежаема жичка, но електрическите свещи на Яблочков бяха много популярни. Успехът беше осигурен не само от ниска цена, но и от време на горене от 1,5 часа. Благодарение на това изобретение се появиха фенери с подмяна на свещи и улиците започнаха да се осветяват много по-добре. Вярно е, че недостатъкът на такива свещи беше наличието само на променлив поток светлина. Малко по-късно физикът от Германия Валтер Нернст разработи крушка от същия принцип, но направи нажежаемата жичка от магнезий. Лампата се запалваше едва след нагряване на нажежаемата жичка, за което първо се използваха кибрит, а след това електрически нагреватели.

Борба за патенти

До края на 1870 г. изследователската си дейност започва изключителният инженер и изобретател Томас Едисън, който живее в САЩ. В процеса на създаване на лампа той изпробва различни метали за нишки. Първоначално ученият смятал, че решението на проблема с електрическите крушки може да се дължи на автоматичното им изключване при високи температури. Но тази идея не проработи, защото постоянното изключване на студената лампа води само до трептящо излъчване, което не е постоянно. Има версия, че в края на 70-те години. Лейтенантът на руския флот Хотински донесе няколко крушки с нажежаема жичка Лодигин и ги показа на Едисон, което повлия на по-нататъшното му развитие.

Без да се спира на постиженията си в Англия, Джоузеф Суон, вече известен по това време в научните среди, патентова лампа с въглеродни влакна през 1878 г. Той беше поставен в разредена атмосфера с кислород, така че светлината излезе много ярка. Година по-късно електрическото осветление се появи в повечето къщи в Англия.

Томас Алва Едисон

Междувременно Томас Едисън наема Франсис Ъптън да работи в неговата лаборатория. Заедно с него материалите започнаха да се тестват по-точно и вниманието беше насочено към недостатъците на предишни патенти. През 1879 г. Едисън патентова крушка с платинена основа, а година по-късно ученият създава лампа с въглеродни влакна и непрекъсната работа в продължение на 40 часа. По време на работата си американецът проведе 1,5 хиляди теста и също така успя да създаде въртящ се превключвател от битов тип. По принцип Томас Едисън не направи никакви нови промени в електрическата крушка на Лодигин. Просто голяма част от въздуха беше изпомпана от стъклената му сфера с въглеродна нишка. По-важното е, че американски учен разработва суперсистема за електрическа крушка, изобретява винтова основа, патрон и предпазители и впоследствие организира масово производство.

Нови източници на светлина успяха да изместят газовите, а самото изобретение известно време се наричаше лампа на Едисон-Лебед. През 1880 г. Томас установява най-точната стойност на вакуума, която създава най-стабилното безвъздушно пространство. Въздухът беше евакуиран от крушката с помощта на живачна помпа.

До края на 1880 г. бамбуковите влакна в електрическите крушки могат да горят около 600 часа. Този материал от Япония беше признат за най-добрия органичен тип въглероден компонент. Тъй като бамбуковите нишки бяха доста скъпи, Едисън предложи да се правят от памучни влакна, обработени по специални начини. Първите компании, които изграждат големи електрически системи, са основани в Ню Йорк през 1882 г. През този период Едисън дори съди Суон за нарушаване на авторски права. Но в крайна сметка учените създадоха съвместна компания, наречена Edison-Swan United, която бързо се превърна в световен лидер в производството на електрически крушки.

През живота си Томас Едисън успява да получи 1093 патента. Сред известните му изобретения: фонограф, кинетоскоп, телефонен предавател. Веднъж го попитаха дали не е срамно да сгрешиш 2000 пъти, преди да създаде крушка. Ученият отговори: „Не се обърках, но открих 1999 начина как да не направим крушка.

Метални нишки

В края на 1890-те години Влизат нови крушки. И така, Уолтър Нернст предложи да се направят нишки с нажежаема жичка от специална сплав, която включва оксиди на магнезий, итрий, торий и цирконий. В лампата Ауер (Карл Ауер фон Велсбах, Република Австрия) осмиева нишка е действала като излъчвател на светлина, а в лампа на Болтън и Фойерлайн - танталова нишка. Александър Лодигин през 1890 г. патентова лампа с нажежаема жичка, където се използва бързо нагряваща волфрамова нишка (използвани са няколко огнеупорни метала, но именно волфрамът според резултатите от изследванията има най-добра производителност). Прави впечатление, че 16 години по-късно той продаде всички права върху своето революционно изобретение на индустриалния гигант General Electric, компания, основана от великия Томас Едисън.

В историята на електротехниката обаче са известни два патента за волфрамова лампа - през 1904 г. дует от учени Шандор Юст и Франьо Ханаман регистрира изобретение, подобно на това на Лодигин. Година по-късно Австро-Унгария започва масово производство на тези лампи. По-късно General Electric започва да произвежда електрически крушки с инертни газове. Учен от тази организация, Ървинг Лангмюър, през 1909 г. успява да модернизира изобретението на Лодигин, като добави към него аргон, за да удължи живота и да увеличи светлинната мощност.

През 1910 г. Уилям Кулидж подобрява промишленото производство на волфрамови нишки, след което започва производството на лампи не само с нажежаем елемент под формата на спирала, но и под формата на зигзаг, двойна и тройна спирала.

По-нататъшни изобретения

• От създаването на първите осветителни електрически уреди, свойствата на газоразрядните лампи непрекъснато се изучават, но до началото на 20-ти век учените проявяват малък интерес към тях. Пример е фактът, че първите примитивни прототипи на живачни лампи са конструирани във Великобритания още през 1860-те години, но едва през 1901 г. Питър Хюит изобретява живачната лампа с ниско налягане. Пет години по-късно аналозите на високо налягане влязоха в производството. И през 1911 г. Жорж Клоди, инженер-химик от Франция, показа на света неонова крушка, която веднага се превърна в център на вниманието на всички рекламодатели.
• През 1920-40-те години. бяха изобретени натриеви, флуоресцентни и ксенонови лампи. Някои от тях започнаха да се произвеждат масово дори за домакинска употреба. Към днешна дата са известни около 2 хиляди разновидности на източници на светлина.
• В СССР фразата "крушката на Илич" се превърна в разговорното име за лампа с нажежаема жичка. Именно този идиом стана роден за селяните и колективните фермери през ерата на всеобщата електрификация. През 1920 г. Владимир Ленин посещава едно от селата, за да пусне електроцентрала и тогава се появява популярен израз. Първоначално обаче този израз е използван за означаване на план за електрификация на селското стопанство, градове и села. Лампата на Илич беше патрон, свободно окачен на тел от тавана и висящ без таван. Дизайнът на патрона включваше и превключвател, а окабеляването беше положено по открит начин по стените.
• LED лампите са разработени през 60-те години. за промишлени цели. Те имаха малка мощност и не можеха да осветяват правилно района. Днес обаче тази посока се счита за най-обещаваща.
• През 1983 г. се появяват компактни флуоресцентни крушки. Тяхното изобретение беше особено важно в контекста на необходимостта от пестене на електроенергия. В допълнение, те не изискват допълнително оборудване за стартиране и са подходящи за стандартни фасунги за лампи с нажежаема жичка.
• Не толкова отдавна две компании от Америка наведнъж създадоха флуоресцентни лампи за потребителите със способността да пречистват въздуха и да премахват неприятните миризми. Повърхността им е покрита с титанов диоксид, който при облъчване започва фотокаталитична реакция.

Видео как се правят лампи с нажежаема жичка в стари фабрики.