Izzólámpák színhőmérséklete. Izzólámpák kialakítása, műszaki paraméterei és típusai

Az egyéb mesterséges fényforrásokkal összehasonlítva azonosított hiányosságok teljes listája ellenére az izzólámpák továbbra is keresettek mind a háztartásban, mind az ipari szektorban.

Az olcsó és könnyen kezelhető készülékek nem akarják feladni pozíciójukat, bár rengeteg gazdaságosabb és "hosszabb élettartamú" helyettesítő jelent meg a piacon - például a LED-lámpák.

Egészen a közelmúltig az izzólámpákat (LN) mindenhol használták, így sokan ismerik tervezési jellemzőiket. Sőt, előfordult, hogy a fényforrás meghibásodása miatt „ismerkedésre” is szükség volt: kiégett a wolframszál, szétrepedt az üveg vagy kirepült az izzó az alapból.

Egyes gyártók megbízhatóbb és bevált anyagokat használtak, és olyan felelősségteljesen kezelték az izzólámpák gyártását, hogy termékeik már több évtizede működnek. De ez inkább kivétel, mint szabály - ma már nincs garancia a hosszú élettartamra.

A fő részleteket bemutató lámpa sematikus ábrázolása. A mesterséges fényforrás kialakítása a találmány óta nem sokat változott, csupán a lombikot kitöltő gáz anyagait és összetételét javították.

A fő aktív elem az úgynevezett izzószál, amely a tartókra van rögzítve és az elektródákhoz van rögzítve. Az elektromos áram csatlakoztatásának pillanatában feszültség halad át rajta, ami melegítést és izzást is okoz. Ahhoz, hogy a sugárzás láthatóvá váljon, a fűtési hőmérsékletnek el kell érnie az 570°C-ot.

A volfrám elismerten a legellenállóbb fém a magas hőmérsékletekkel szemben. 3422°C-ra melegítve olvadni kezd. A sugárzási terület maximalizálása, de az üvegburán belüli izzószál test térfogatának csökkentése érdekében azt spirálba csavarják.

A szokásos kényelmes sárga árnyalatú fény, amely otthonosságot teremt a házban, és vizuális értékelés szerint „meleg”, akkor fordul elő, amikor a szálat 2830-2850 ° C-ra melegítik.

A volfrám védelmére a fémekre jellemző oxidációs folyamatokkal szemben levegőt pumpálnak ki a lombikból, és vákuummal vagy gázzal (kripton, argon stb.) helyettesítik. A vákuumtöltési technológia elavult, háztartási lámpákhoz leggyakrabban nitrogén és argon vagy kripton keverékét használják.

A tesztelés eredményeként kiderült a lámpa égésének minimális időtartama - 1 ezer óra. De tekintettel a véletlenszerű okokra, amelyek miatt idő előtt letiltják az eszközöket, feltételezzük, hogy a szabványok csak az egyes tételek termékeinek 50%-ára vonatkoznak. A második felének működési ideje hosszabb vagy rövidebb lehet - a felhasználási feltételektől függően.

Az LN típusai és alkalmazása

A wolfram izzók minőségi jellemzőit és jelölését a GOST R 52712-2007 szabályozza. A lombik töltésének típusa szerint az LN készülékeket vákuum- és gáztöltésű típusokra osztják.

Az előbbiek kevésbé szolgálnak a volfrámszál elkerülhetetlen elpárolgása miatt. Ezenkívül a vákuumforrás üvegburán volfrámgőzök rakódnak le, ami jelentősen csökkenti az üveg átlátszóságát és fényáteresztő képességét. Monospirállal készülnek, a nómenklatúra megjelölésében B betűvel vannak ellátva.

A gáztöltésű készülékeknél a vákuumlámpák hátrányai minimálisak. A gáz csökkenti a párolgási folyamatot, és megakadályozza, hogy a volfrám lerakódjon a lombik falán. A gáztöltésű monospirál típusokat G betűvel jelöljük, a dupla tekercsű spirálos izzókat, pl. bispirál, B betűvel jelölve. Ha a bispirális fajtán a BK nómenklatúra szerepel, az azt jelenti, hogy a töltelékében kriptont használtak.

A GLN halogén izzókban brómot vagy jódot adnak az üvegbura töltőanyaghoz, aminek következtében a párolgó wolfram atomok párolgás után visszakerülnek az izzószálba. A halogéneket kétféle formában állítják elő: kvarccsövek formájában hosszú spirállal vagy kapszula változatban kompakt munkaelemmel.

Az állami szabványokban a csoportokba bontás hatókör szerint történik, de más jellemzőket is érintenek. Tegyük fel, hogy ugyanazon a szinten az „LN elektromos miniatűr” (LN mn) és az „LN infravörös tükör” (ZK - koncentrált fényeloszlású készülékek, ZD - átlaggal) vannak figyelembe véve - amint láthatja, különböző kritériumokat alkalmaztak. választották a kategóriák kijelölésére.

Vannak csoportok, amelyek a legnépszerűbbeknek tulajdoníthatók:

• Általános rendeltetésű;
• járművekhez;
• keresőlámpák;
• miniatűr stb.

Vegye figyelembe a különböző kategóriák körét és jellemzőit, amelyek bizonyos esetekben átfedhetik egymást.

Képgaléria

A felsorolt ​​kategóriák mindegyikére vonatkozó műszaki követelmények leírása megtalálható a GOST megfelelő szakaszaiban. A tervezési jellemzők és az alkalmazási kör miatt a különböző csoportokba tartozó eszközök jelölése eltérő.

Alkalmazásjelölési funkciók

A lámpát könnyebb felvenni, ha a jelmagyarázatban navigál. Fontos műszaki jellemzőket, lehetséges felhasználási területeket, tervezési jellemzőket és gyártási technikákat tükröznek.

A külföldi gyártók jelölése hasonlít a hazaira, de megvannak a maga sajátosságai. Általában az alapra bélyegzéssel viselik, és ez az egyik módja annak, hogy megkülönböztessék az eredeti terméket a hamisítványtól.

Kezdetben a betűk 1-től 4-ig vannak feltüntetve, amelyek tükrözik a jellegzetes tervezési jellemzőket. A könnyebb dekódolás érdekében az alapkritérium első betűjét vesszük alapul, például G gáztöltésű monospirál lámpa, V vákuum monospirál lámpa, K kriptonlámpa stb.

Ezután következik a célállomás:

• Zh - vasút;
• A - autóipar;
• SM - repülőgép;
• PZH - keresőlámpákhoz stb.

A betűk mögött számok találhatók, amelyek a műszaki jellemzőket jelzik - feszültség (V) és teljesítmény (W). A speciális típusú lámpák jelölése eltérő: a teljesítmény nincs feltüntetve, de meghatározhatja az áramerősséget, a fényáramot vagy a fényerősséget. Ha az eszköznek két spirálja van, akkor mindegyik teljesítményét külön jelzik. Az utolsó számjegy a fejlesztési számot jelölheti, ha a terv módosításra került.

Fő műszaki jellemzők

Az izzótestű fényforrások legfontosabb paramétere a wattban meghatározott teljesítmény. A lámpák célja változatos, így a hatótávolság nagy - a 0,1 W-os "szentjánosbogarak"-tól a 23 ezer W-os világítótornyok keresőjéig. A General Electric és az Osram nagy teljesítményű lámpatesteket gyárt színházi és filmes produkciókhoz.

A projektor termékek nemcsak teljesítményben (24000 W-ig), hanem fényáramban is különböznek egymástól. A LED spotlámpa 400 000 lumen, míg egy speciális izzólámpa 800 000 lumen leadására képes

A mindennapi életben kis teljesítményű eszközöket használnak, főleg 15 W és 150 W között, az ipari szektorban pedig legfeljebb 1500 W teljesítményű lámpákat használnak.

A fényáram minőségét és a szóródás mértékét az izzó anyaga szabályozza. A maximális fényáteresztés az átlátszó üvegű lámpákra jellemző, míg a másik két típus elnyeli a fény egy részét. Például a matt üvegkörte ellopja a fényáram 3% -át, a fehér pedig 20% ​​-át.

A háztartási izzólámpák teljesítményét gyakran korlátozza a lámpatestek anyaga (lámpaernyők, ernyők). A csillárok és lámpák gyártói általában feltüntetik az ajánlott paramétereket - általában 40 wattot, ritkábban 60 wattot.

A hagyományos elektromos lámpák erősen felmelegítik a környező tárgyakat, ellentétben például a LED-ekkel vagy az alacsony teljesítményű halogénlámpákkal, ezért nem használhatók feszített mennyezetbe történő beépítésre

2011-ben az izzólámpákat hivatalosan alacsony gazdaságossági és tűzveszélyesnek minősítették, ezért törvény született a 100 W-os fényforrások gyártásának leállításáról. A következő a sorban az 50 wattnál nagyobb teljesítményű eszközöket tiltó törvény. A felhasználó azonban nem veszít semmit, mivel a modern piacon rengeteg termelékenyebb és gazdaságosabb LED és más analóg található.

A különböző típusú háztartási lámpák hatékonyságát bemutató táblázat. A megadott műszaki jellemzők szerint jól látható, hogy az izzólámpák minden helyzetben hogyan veszítenek az alternatív lehetőségektől

Manapság sokan elhagyják az elavult típusú lámpákat a magas villamosenergia-fogyasztás és a rövid élettartam miatt. Vannak azonban olyan kategóriák, akik inkább olcsó és nem hatékony forrásokat vásárolnak - nekik köszönhetően az izzók gyártása folytatódik.

A második fontos mutató, amelyet vásárláskor figyelembe kell venni, az izzólámpa talpának típusa, amelyet a méret határozza meg. Az importált és hazai LED-lámpáknak sokféle alapja van, míg az egyszerű lámpák háromra korlátozódnak.

Ha ki kell cserélnie egy izzót egy csillárban vagy asztali lámpában, akkor ügyeljen az alap átmérőjére - E14 vagy E27. Az E40 alappal rendelkező eszközöket nem használják a mindennapi életben

Mostantól a gyártóknak minden terméket külön dobozba kell csomagolniuk, hogy a műszaki leírások megtalálhatóak legyenek rajta. Általában a teljesítményt, az energiahatékonysági osztályt (alacsony - E), az alap típusát, az izzó átlátszóságát, az élettartamot órákban jelzik.

Az izzólámpák előnyei és hátrányai

A fogyasztó továbbra is gazdaságtalan izzókat vásárol számos előny miatt, bár ezek egy része nagyon feltételes. A vélemények szerint a következő tulajdonságok miatt választják őket:

• alacsony költségű;
• ballaszt felszerelés hiánya;
• azonnali gyújtás bekapcsolás után;
• ismerős "otthoni" fény;
• káros anyagok hiánya;
• nem reagál az alacsony hőmérsékletre és az elektromágneses impulzusokra.

A fényáram vagy pulzáció minőségét azonban kevesen értékelik, ennek ellenére a többség számára az első tényező a döntő.

De a hátrányok sokkal jelentősebbek, mivel köztük a viszonylag alacsony fényhatás, korlátozott élettartam, kis színhőmérséklet-tartomány (csak sárga fény), a hálózat feszültségesésétől való függés, tűzveszély.

Ha bekapcsol egy 40 W-os izzólámpát, fél óra múlva + 145-148 ° C-ra melegszik, és elkezdi felmelegíteni a környező tárgyakat, ami tele van véletlen tűzzel.

Most lehetőség nyílik az izzólámpák, a gázkisülések és a LED-analógok működésének gyakorlati összehasonlítására. Mindenki, aki észrevette az energiafogyasztás különbségét, már régen energiatakarékos készülékekre váltott.

Hogyan válasszuk ki a megfelelő izzót

Izzók vásárlásakor elsősorban az alap mérete és a teljesítmény vezérli őket. Ez a két paraméter könnyen meghatározható egy régi, kiégett fényforrásból.

Ha kisebb teljesítményű eszközt választ, akkor a fényáram gyengébb lesz, ha nagyobbat választ, akkor kockáztatja az árnyalatok integritását - a magas fűtési hőmérséklet miatt deformálódhatnak.

Kifejezetten a hagyományos izzók kedvelői számára készülnek LED-alapú izzószálas készülékek, amelyek formájukban hasonlóak, de tulajdonságaikban előnyösen különböznek egymástól.

A műszaki jellemzők mellett érdemes odafigyelni a lámpa megmunkálásának minőségére is. Előnyben kell részesíteni a széles alapérintkezővel, forrasztott vezetővel és stabilan rögzített izzószálú termékeket.

Következtetések és hasznos videó a témában

Még több informatív és érdekes információ az izzólámpák gyártásáról, használatáról és hátrányairól - szakértők és amatőrök által készített videókban.

Érdekes izzó tények:

Hogyan zajlik az LN gyártása:

A különböző típusú lámpák összehasonlító áttekintése:

Népszerű az otthoni lámpák kiválasztásánál:

Magának a fogyasztónak joga van kiválasztani a mindennapi életben való felhasználásra szánt izzót. Ne hajszolja azonban az olcsóságot és a megtévesztő előnyöket. Tekintettel arra, hogy folyamatosan használjuk a világítást, és általában több mint egy tucat villanykörte van a házban, érdemes átgondolni a szokásokat. Sok felhasználó régóta vált megbízhatóbb, gazdaságosabb, biztonságosabb LED-lámpákra.

Hogyan működik az izzólámpa?

A retro villanykörte gyönyörű dolog, ehhez nem fér kétség. De hogyan van mindez elrendezve? Miben különbözik az Edison izzó a normáltól? Őszintén szólva szinte semmit. Most tegyünk fel mindent a polcokra.

Először egy meghatározás.izzólámpa- Fényforrás , amelyben a fény spirált bocsát ki, ez is izzószál, ez is elektromos árammal magas hőmérsékletre melegített izzótest. A leggyakrabban használt spirál például tűzálló fémből készül volfrám vagy szénszálas. Annak érdekében, hogy a fűtőtest levegővel érintkezve ne oxidálódjon, vákuumba helyezik, és kiszivattyúzzák a levegőt egy üveglombikból.

Működési elve

Bármilyen izzólámpában, legyen az közönséges vagy retro, a vezető melegítését alkalmazzák, miközben átfolyik rajta. elektromos áram. Az izzószál hőmérséklete az elektromos áramkör zárása után emelkedik. A látható sugárzás eléréséhez szükséges, hogy a sugárzó test hőmérséklete meghaladja az 570 fokot (az emberi szem számára sötétben látható vörös izzás kezdetének hőmérséklete). Az emberi látás számára a látható fény optimális, fiziológiailag legkényelmesebb spektrális összetétele a Nap fotoszférájának felületi hőmérséklete 5770 fokos sugárzásnak felel meg. K. Nem ismert azonban olyan szilárd anyag, amely roncsolás nélkül elviselné a napfény fotoszféra hőmérsékletét, ezért az izzószálak üzemi hőmérséklete 2000-2800 C között mozog. Tűzálló és viszonylag olcsó volfrámot használnak az izzótestekben. modern izzólámpák ( olvadási hőmérséklet 3410 °C), rénium és (nagyon ritkán) ozmium. Ezért az izzólámpák spektruma a spektrum vörös részére tolódik el. Az elektromágneses sugárzásnak csak egy kis része esik a látható fény tartományában, a fő rész ráesik infravörös sugárzást, és hőként érzékelik. Minél alacsonyabb az izzótest hőmérséklete, annál kisebb az arány a fűtött huzalba juttatott energia hasznossá alakul át látható sugárzás, és a sugárzás még „vörösebbnek” tűnik. Ennek megfelelően a retro izzók abban különböznek a hagyományos izzóktól, hogy gyengébben melegítik az izzószálat. Ennek köszönhetően az izzószál lassabban párolog el és tovább működik.

A retro izzók egyébként szintén hasznosak. Tipikus, 2200-2900 K közötti izzóhőmérsékleten a nappali fénytől eltérő, sárgás fényt bocsátanak ki. Meleg este< 3500 K) свет более комфортен для человека и меньше подавляет естественную выработку melatonin, amely a szabályozás szempontjából fontos napi ciklusok test (szintézisének megsértése hátrányosan befolyásolja az egészséget).

A légköri levegőben magas hőmérsékleten a wolfram gyorsan oxidálódik, és a lámpa belső felületén jellegzetes fehér bevonatot képez, amikor az elveszti tömítettségét. Emiatt a wolfram izzószáltestet egy lezárt lombikba helyezik, amelyből a lámpa gyártása során levegőt pumpálnak ki. Vannak még gyakrabban gáztöltésű lámpák is: ezekben az izzót inert gázzal töltik meg - általában argon. A gáztöltésű lámpák burájának megnövekedett nyomása csökkenti a wolfram izzószál párolgási sebességét. Ez nem csak a lámpa élettartamát növeli, hanem lehetővé teszi az izzószál testének hőmérsékletének emelkedését is. Így világító hatékonyság növekszik, és az emissziós spektrum a fehérhez közelít. A gáztöltetű lámpa burájának belső felülete lassabban sötétedik, ha az izzószálat működés közben szórják ki, mint a vákuumlámpánál. A retro izzók általában vákuum izzókkal készülnek, de egyes gyártók gáztöltésűek.

Tervezés

Egy izzólámpa kialakítása. Az ábrán: 1 - lombik; 2 - a lombik ürege; 3 - menet (száltest); 4, 5 - elektródák; 6 - horgok-tartók a menethez; 7 - lámpa láb; 8 - biztosíték; 9 - alapeset; 10 - alap szigetelő (üveg); 11 - az alap aljának érintkezése.

Az izzólámpák kialakítása nagyon változatos, de a fogyasztói különbségek elsősorban a teljesítményben, az izzó alakjában és méretében, valamint az alaptípusban mutatkoznak meg.

Az általános célú lámpák kialakításánál biztosítékot helyeznek el - egy ferronikkel ötvözetből készült linket, amely az egyik áramvezeték résébe van hegesztve, és a lámpaburán kívül található - általában a lábban. A biztosíték célja, hogy megakadályozza az izzó eltörését, amikor az izzószál elszakad működés közben.

Szál

Az izzószáltestek alakja nagyon változatos, és a lámpák funkcionális rendeltetésétől függ. Az első lámpák izzószálas teste ebből készült szén. A modern lámpákban szinte kizárólagosan használják őket spirálok felől volfrám. Az izzószál testének méretének csökkentése érdekében általában spirál alakot adnak neki. A retro izzóknál, ahol a művészi hatás fontos, a spirált a művészi hatáshoz szükséges módon rögzítik, például a történelmi Edison izzókban a spirált utánozzák. A hagyományos izzók esetében a spirál gyakran hatszög alakú, hogy egyenletes fényt biztosítson.

lábazat

Lábazati forma -val hagyományos izzólámpa menete javasolták Joseph Wilson Swan vagy más források szerint Lewis Howard Latimer – az Edison cégnél. A lábazat méretei szabványosak. A háztartási lámpákban a leggyakoribb Edison alapok E14, E27 és E40 (a szám a külső átmérőt jelöli mm-ben).

Az Egyesült Államok és Kanada különböző lábazatokat használ (ez részben annak köszönhető, hogy egyéb feszültség a hálózatokban- 110 V, így a más méretű foglalatok megakadályozzák az eltérő feszültségre tervezett európai lámpák véletlen becsavarását: E12 (kandeláber), E17 (köztes), E26 (standard vagy közepes), E39 (mogul).

Érdekes tények

"centenáriumi lámpa"

• Az Egyesült Államokban a kaliforniai Livermore egyik tűzoltóságán van egy 60 wattos, kézzel készített lámpa, amelyet Centennial Lamp néven ismernek. Több mint 114 éve folyamatosan ég, 1901 óta. A lámpa számára szokatlanul nagy erőforrást főként kis teljesítményen (4 watt) való működés biztosított, kis távolságban, nagyon alacsony hatásfokkal. Izzó benneGuinness Rekordok Könyve 1972-ben. Az adott izzóról készült fényképeket gyakran "retro izzóként" teszik közzé...
• A Szovjetunióban a lenini GOELRO-terv végrehajtása után az izzólámpa az "Iljics izzója" becenevet kapta. Manapság ezt leggyakrabban egyszerű, mennyezetről mennyezet nélküli elektromos vezetéken lógó izzólámpának nevezik.
• Egy hagyományos izzó elkészítéséhez legalább 7 fémre van szükség.

Az izzólámpa az első olyan elektromos világítóeszköz, amely fontos szerepet játszik az emberi életben. Lehetővé teszi az emberek számára, hogy a napszaktól függetlenül intézzék a dolgukat.

Más fényforrásokhoz képest az ilyen készüléket egyszerű kialakítás jellemzi. A fényáramot egy üvegburában elhelyezett volfrámszál bocsátja ki, melynek üregét mélyvákuum tölti ki. A jövőben a tartósság növelése érdekében a vákuum helyett speciális gázokat kezdtek szivattyúzni a lombikba - így jelentek meg a halogénlámpák. A volfrám hőálló anyag, magas olvadásponttal. Ez nagyon fontos, mert ahhoz, hogy az ember lássa a fényt, a fonalnak nagyon forrónak kell lennie a rajta áthaladó áram miatt.

A teremtés története

Érdekes módon az első lámpák nem volfrámot használtak, hanem számos más anyagot, köztük papírt, grafitot és bambuszt. Ezért annak ellenére, hogy az izzólámpa feltalálásának és fejlesztésének minden babérja Edison és Lodygin tulajdona, helytelen az összes érdemet csak nekik tulajdonítani.

Nem írunk az egyes tudósok kudarcairól, de megadjuk azokat a fő irányokat, amelyekben az akkori férfiak erőfeszítéseket tettek:

1. A legjobb filament anyag megtalálása. Olyan anyagot kellett találni, amely egyszerre ellenáll a tűznek és nagy ellenállással rendelkezik. Az első szálat bambuszszálakból hozták létre, amelyeket vékony grafitréteg borított. A bambusz szigetelőként, a grafit pedig vezető közegként működött. Mivel a réteg kicsi volt, az ellenállás jelentősen megnőtt (szükség szerint). Minden rendben lenne, de a szén fás alapja gyors gyulladáshoz vezetett.
2. Ezután a kutatók azon gondolkodtak, hogyan teremtsenek feltételeket a legszigorúbb vákuumhoz, mivel az oxigén fontos eleme az égési folyamatnak.
3. Ezt követően az elektromos áramkör leszerelhető és érintkező alkatrészeit kellett létrehozni. A feladat bonyolult volt egy grafitréteg használata miatt, amelyet nagy ellenállás jellemez, így a tudósoknak nemesfémeket - platinát és ezüstöt - kellett használniuk. Ez növelte az áram vezetőképességét, de a termék költsége túl magas volt.
4. Figyelemre méltó, hogy az Edison alap menetét még ma is használják - E27 jelöléssel. Az érintkezés létrehozásának első módjai között szerepelt a forrasztás, de ebben a helyzetben ma már nehéz lenne gyorsan cserélhető izzókról beszélni. Erős melegítéssel az ilyen vegyületek gyorsan szétesnek.

Manapság az ilyen lámpák népszerűsége exponenciálisan csökken. 2003-ban a tápfeszültség amplitúdója 5%-kal nőtt Oroszországban, mára ez a paraméter már 10%. Ez az izzólámpa élettartamának négyszeres csökkenéséhez vezetett. Másrészt, ha a feszültséget egyenértékű értékre állítja vissza, akkor a fényáram kimenete jelentősen csökken - akár 40% -kal.

Emlékezzen a képzési tanfolyamra – még az iskolában egy fizikatanár kísérleteket végzett, bemutatva, hogyan növekszik a lámpa izzása a volfrámszálhoz vezetett áram növekedésével. Minél nagyobb az áramerősség, annál erősebb a sugárzás és a hő kibocsátása.

Működési elve

A lámpa működési elve az izzószál erős melegítésén alapul, az áthaladó elektromos áram miatt. Ahhoz, hogy egy szilárdtest anyag vörös fényt bocsásson ki, hőmérsékletének el kell érnie az 570 fokot. Celsius. A sugárzás csak akkor lesz kellemes az emberi szem számára, ha ezt a paramétert 3-4-szeresére növeljük.

Kevés anyagra jellemző ilyen tűzállóság. A megfizethető árpolitika miatt a wolfram mellett esett a választás, melynek olvadáspontja 3400 fok. Celsius. A fénykibocsátás területének növelése érdekében a wolframszálat spirálba csavarják. Működés közben akár 2800 fokra is felmelegszik. Celsius. Az ilyen sugárzás színhőmérséklete 2000-3000 K, ami sárgás spektrumot ad - összehasonlíthatatlan a nappali fénnyel, ugyanakkor nincs negatív hatással a látószervekre.

A levegőbe kerülve a volfrám gyorsan oxidálódik és lebomlik. Mint fentebb említettük, a vákuum helyett az üveggömböt meg lehet tölteni gázokkal. Inert nitrogénről, argonról vagy kriptonról beszélünk. Ez nemcsak a tartósság növelését tette lehetővé, hanem a fény erősségének növelését is. Az élettartamot befolyásolja, hogy a magas izzási hőmérséklet miatt a gáznyomás megakadályozza a wolframszál elpárolgását.

Szerkezet

A hagyományos lámpa a következő szerkezeti elemekből áll:

• lombik;
• vákuumot vagy inert gázt szivattyúznak bele;
• szál;
• elektródák - áramvezetékek;
• az izzószál megtartásához szükséges horgok;
• láb;
• biztosíték;
• alap, amely egy házból, egy szigetelőből és egy érintkezőből áll az alján.

A vezetékek, az üvegedények és a csatlakozók szabványos változatai mellett vannak speciális célokra szolgáló lámpák. Az alap helyett más tartót használnak, vagy hozzáadnak egy további lombikot.

A biztosíték általában ferrit és nikkel ötvözetéből készül, és az egyik áramvezetéken lévő résbe helyezik. Gyakran a lábban található. Fő célja, hogy megvédje a lombikot a károsodástól az izzószál elszakadása esetén. Ennek oka az a tény, hogy törése esetén elektromos ív képződik, ami az üvegburára hulló vezetőmaradványok megolvadásához vezet. A magas hőmérséklet miatt felrobbanhat és tüzet okozhat. Sok éven át azonban bebizonyították a biztosítékok alacsony hatékonyságát, ezért ritkábban kezdték használni.

Lombik

Az üvegedény az izzószál oxidációtól és tönkremeneteltől való védelmére szolgál. A lombik teljes méreteit annak az anyagnak a lerakódási sebességétől függően választják ki, amelyből a vezető készül.

Gázközeg

Ha korábban minden izzólámpát vákuummal töltöttek, ma ezt a megközelítést csak kis teljesítményű fényforrásoknál alkalmazzák. A nagyobb teljesítményű eszközöket inert gázzal töltik meg. A gáz moláris tömege befolyásolja az izzószál hőkibocsátását.

A halogénlámpák lombikjába halogéneket pumpálnak. Az az anyag, amellyel az izzószálat borítják, elkezd elpárologni, és kölcsönhatásba lép az edényben található halogénekkel. A reakció eredményeként vegyületek keletkeznek, amelyek újra lebomlanak, és az anyag ismét visszakerül a fonal felületére. Ennek köszönhetően lehetővé vált a vezető hőmérsékletének növelése, növelve a termék hatékonyságát és élettartamát. Ezenkívül ez a megközelítés lehetővé tette a lombikok tömörebbé tételét. A kialakítás hátránya a vezető kezdetben alacsony ellenállásával jár, amikor elektromos áramot alkalmaznak.

Szál

Az izzószál alakja eltérő lehet - az egyik vagy a másik melletti választás az izzó sajátosságaihoz kapcsolódik. Gyakran kör keresztmetszetű, spirálba csavart szálat használnak, sokkal ritkábban - szalagvezetőket.

A modern izzólámpákat wolfram vagy ozmium-volfrám ötvözet izzószál hajtja meg. A közönséges spirálok helyett dupla és hármas spirál is tekerhető, amit az ismételt csavarás tesz lehetővé. Ez utóbbi a hősugárzás csökkenéséhez és a hatékonyság növekedéséhez vezet.

Műszaki adatok

Érdekes megfigyelni a fényenergia és a lámpateljesítmény függését. A változások nem lineárisak - 75 W-ig a fényhatás növekszik, túllépéskor csökken.

Az ilyen fényforrások egyik előnye az egyenletes megvilágítás, mivel a fényt szinte minden irányban azonos intenzitással bocsátják ki.

Egy másik előny a fény pulzálása, amely bizonyos értékek mellett jelentős szemfáradtsághoz vezet. A normál értéknek a 10%-ot meg nem haladó pulzációs együtthatót kell tekinteni. Izzólámpák esetében a maximális paraméter eléri a 4%-ot. A legrosszabb mutató a 40 watt teljesítményű termékekre vonatkozik.

A rendelkezésre álló elektromos világítótestek közül az izzók felmelegednek. Az áram nagy része hőenergiává alakul, így a készülék inkább fűtőberendezés, mint fényforrás. A fényhatásfok 5-15% tartományban van. Emiatt a jogszabályok bizonyos normákat írnak elő, amelyek tiltják például a 100 wattnál nagyobb teljesítményű izzólámpák használatát.

Általában egy 60 W-os lámpa elegendő egy helyiség megvilágítására, amelyet enyhe fűtés jellemez.

Az emissziós spektrumot figyelembe véve és a természetes fénnyel való összehasonlításkor két fontos megjegyzés tehető: az ilyen lámpák fényárama kevesebb kék és több vörös fényt tartalmaz. Az eredmény azonban elfogadhatónak tekinthető, és nem vezet fáradtsághoz, mint a nappali fényforrások esetében.

Működési paraméterek

Az izzólámpák működtetésekor fontos figyelembe venni a használat feltételeit. Bel- és kültéren legalább -60 és legfeljebb +50 fokos hőmérsékleten használhatók. Celsius. Ugyanakkor a levegő páratartalma nem haladhatja meg a 98%-ot (+20 Celsius fok). Az eszközök ugyanabban az áramkörben működhetnek olyan dimmerekkel, amelyek a fényerősség változtatásával szabályozzák a fénykibocsátást. Ezek olcsó termékek, amelyeket akár egy szakképzetlen személy is önállóan cserélhet.

Fajták

Az izzólámpák osztályozására számos kritérium vonatkozik, amelyeket az alábbiakban tárgyalunk.

A világítás hatékonyságától függően az izzólámpák a következők (a legrosszabbtól a legjobbig):

• vákuum;
• argon vagy nitrogén-argon;
• kripton;
• xenon vagy halogén infravörös reflektorral a lámpa belsejében, ami növeli a hatékonyságot;
• az infravörös sugárzást látható spektrummá alakító bevonattal.

A funkcionális céljukhoz és tervezési jellemzőikhez kapcsolódóan számos izzólámpa létezik:

1. Általános célú - a 70-es években. a múlt században "normál világító lámpáknak" nevezték őket. A legelterjedtebb és legszámosabb kategória az általános és dekoratív világításhoz használt termékek. 2008 óta az ilyen fényforrások gyártása jelentősen csökkent, ami számos törvény elfogadásával járt.
2. Dekoratív cél. Az ilyen termékek lombikai kecses figurák formájában készülnek. A legelterjedtebbek a gyertya alakú, legfeljebb 35 mm átmérőjű és gömb alakú (45 mm) üvegedények.
3. Helyi időpont egyeztetés. Kialakításukban megegyeznek az első kategóriával, de csökkentett feszültségről - 12/24/36/48 V -ról táplálkoznak. Általában hordozható lámpákban és eszközökben használják, amelyek megvilágítják a munkapadokat, gépeket stb.
4. Színes lombikkal megvilágítva. A termékek teljesítménye gyakran nem haladja meg a 25 W-ot, és a színezéshez a belső üreget szervetlen pigmentréteg borítja. Sokkal ritkábban találhat fényforrásokat, amelyek külső része színes lakkal van festve. Ebben az esetben a pigment nagyon gyorsan elhalványul és összeomlik.

1. Tükrözött. A lombik speciális alakban készül, amelyet fényvisszaverő réteg borít (például alumínium permetezéssel). Ezeket a termékeket a fényáram újraelosztására és a világítás hatékonyságának javítására használják.
2. Jel. Olyan világítási termékekbe vannak beépítve, amelyek bármilyen információ megjelenítésére szolgálnak. Alacsony teljesítmény jellemzi őket, és folyamatos működésre tervezték. A LED-ek elérhetősége miatt a mai napig szinte használhatatlan.
3. Szállítás. A járművekben használt lámpák másik széles kategóriája. Nagy szilárdság, rezgésállóság jellemzi őket. Speciális lábazatokat használnak, amelyek garantálják az erős rögzítést és a gyors csere lehetőségét szűk körülmények között. 6V-ról táplálható.
4. Projektor. Nagy teljesítményű fényforrások 10 kW-ig, nagy fényhatékonysággal. A tekercs kompaktan van egymásra rakva, hogy jobb fókuszt biztosítson.
5. Optikai eszközökben használt lámpák – például filmvetítésben vagy orvosi berendezésekben.

Speciális lámpák

Vannak speciálisabb izzólámpák is:

1. Kapcsolótábla - a kapcsolótáblákban használt jelzőlámpák alkategóriája, amely a jelzőlámpák funkcióit látja el. Ezek keskeny, hosszúkás és kis méretű termékek, amelyek párhuzamos érintkezői sima típusúak. Ennek köszönhetően gombokba helyezhetők. "6-50 KM" jelzéssel. Az első szám a feszültséget, a második az ampert (mA) jelzi.
2. Perekalnaya, vagy fotolámpa. Ezeket a termékeket fényképészeti berendezésekben használják normalizált kényszer módban. Magas fényhatékonyság és színhőmérséklet, de rövid élettartam jellemzi. A szovjet lámpák teljesítménye elérte az 500 wattot. A legtöbb esetben a lombik matt. Ma gyakorlatilag nem használják őket.
3. Kivetítés. Írásvetítőben használatos. Magas fényerő.

A kettős izzószálas lámpák többféle változatban kaphatók:

1. Az autókhoz. Az egyik menetet a tompított, a másikat a távolsági fényszóróhoz használják. Ha figyelembe vesszük a hátsó lámpák lámpáit, akkor a menetek féklámpához és oldalsó lámpához használhatók. A kiegészítő képernyő elvághatja a sugarakat, amelyek a tompított fényszóróban elvakíthatják a szembejövő járművek vezetőit.
2. Repülőgépekhez. Leszállólámpában az egyik izzószál gyenge, a másik erős fénynél használható, de külső hűtést és rövid működést igényel.
3. Vasúti közlekedési lámpákhoz. Két szál szükséges a megbízhatóság növeléséhez - ha az egyik kiég, a másik világít.

Fontolja meg a speciális izzólámpákat:

1. A fényszóró lámpa egy összetett kialakítás mozgó tárgyak számára. Az autóiparban és a repüléstechnikában használják.
2. Alacsony tehetetlenség. Vékony szálat tartalmazzon. Optikai típusú hangrögzítő rendszerekben és a fototelegráfia egyes típusaiban használták. Manapság ritkán használják, mivel vannak modernebb és továbbfejlesztett fényforrások.
3. Fűtés. Hőforrásként használják lézernyomtatókban és fénymásolókban. A lámpa hengeres, forgó fém tengelybe van rögzítve, amelyre festéket tartalmazó papírt visznek fel. A henger hőt ad át, amitől a festék kifolyik.

hatékonyság

Az izzólámpákban lévő elektromos áram nemcsak szemmel látható fénnyé alakul. Az egyik rész sugárzásra megy, a másik hővé alakul, a harmadik pedig infravörös fényre, amelyet a látószervek nem rögzítenek. Ha a vezető hőmérséklete 3350 K, akkor az izzólámpa hatásfoka 15% lesz. A hagyományos 60 W-os, 2700 K hőmérsékletű lámpát legalább 5%-os hatásfok jellemzi.

A hatékonyságot növeli a vezető melegítési foka. De minél magasabb a menet melegítése, annál rövidebb az élettartama. Például 2700 K hőmérsékleten a villanykörte 1000 órán keresztül világít, 3400 K-en - sokszor kevesebbet. Ha 20%-kal növeli a tápfeszültséget, akkor az izzás megduplázódik. Ez irracionális, mivel az élettartam 95%-kal csökken.

Előnyök és hátrányok

Egyrészt az izzólámpák a legolcsóbb fényforrások, másrészt rengeteg hátrány jellemzi őket.

Előnyök:

• alacsony költségű;
• nincs szükség további eszközök használatára;
• egyszerű használat;
• kényelmes színhőmérséklet;
• ellenáll a magas páratartalomnak.

Hátrányok:

• törékenység - 700–1000 óra, minden szabály és üzemeltetési ajánlás betartása mellett;
• alacsony fényteljesítmény - hatékonyság 5-15%;
• törékeny üvegkörte;
• túlmelegedés esetén robbanás lehetősége;
• nagy tűzveszély;
• a feszültségingadozások jelentősen csökkentik az élettartamot.

Hogyan lehet növelni az élettartamot

Számos oka lehet annak, hogy ezeknek a termékeknek az élettartama lerövidülhet:

• feszültségesések;
• mechanikai rezgések;
• magas környezeti hőmérséklet;
• megszakadt csatlakozás a vezetékben.

1. Válassza ki a hálózati feszültségtartománynak megfelelő termékeket.
2. A mozgást szigorúan kikapcsolt állapotban végezze, mert a termék a legkisebb rezgések miatt meghibásodik.
3. Ha a lámpák továbbra is kiégnek ugyanabban a kazettában, akkor azt ki kell cserélni vagy meg kell javítani.
4. Leszállás közben adjon hozzá egy diódát az elektromos áramkörhöz, vagy kapcsoljon be két azonos teljesítményű lámpát párhuzamosan.
5. Az áramkör megszakításához hozzáadhat egy eszközt a zökkenőmentes kapcsolás érdekében.

A technológiák nem állnak meg, folyamatosan fejlődnek, így mára a hagyományos izzólámpákat gazdaságosabb és tartósabb LED-es, fluoreszkáló és energiatakarékos fényforrások váltották fel. Az izzólámpák gyártásának fő okai továbbra is a technológiailag kevésbé fejlett országok jelenléte, valamint a jól bevált gyártás.

Ma már több esetben is vásárolhat ilyen termékeket - jól illeszkedik egy ház vagy lakás kialakításába, vagy szereti a sugárzásuk lágy és kényelmes spektrumát. Technológiailag ezek elavult termékek.

Kiderült, hogy egy elektromos árammal felmelegített test nemcsak hőt sugározhat, hanem izzít is. Az első fényforrások pontosan ezen az elven működtek. Fontolja meg, hogyan működik egy izzólámpa – ez a világ legmasszívabb világítóteste. És bár végül teljesen le kell cserélni kompakt lumineszcens (energiatakarékos) és LED-es fényforrásokra, az emberiség sokáig nem nélkülözheti ezt a technológiát.

Izzólámpa kivitel

A villanykörte fő eleme egy tűzálló anyagból készült spirál - wolfram. A hosszának és ennek megfelelően az ellenállásának növelése érdekében vékony spirálba csavarják. Ez szabad szemmel nem látható.

A spirál tartóelemekre van rögzítve, amelyek legkülső része a végeinek az elektromos áramkörhöz való csatlakoztatására szolgál. Molibdénből készülnek, amelynek olvadáspontja magasabb, mint a fűtött tekercs hőmérséklete. Az egyik molibdén elektróda az alap menetes részéhez, a másik a központi kivezetéséhez csatlakozik.

Molibdén tartók tartják a wolfram tekercset

Az üvegből készült lombikból levegőt szívnak ki. Néha levegő helyett inert gázt, például argont vagy nitrogénnel alkotott keverékét szivattyúzzák be. Ez szükséges a belső térfogat hővezető képességének csökkentéséhez, aminek következtében az üveg kevésbé érzékeny a hőre. Ezenkívül ez az intézkedés megakadályozza az izzószál oxidációját. A lámpa gyártása során az izzó egy részén keresztül levegőt pumpálnak ki, amelyet aztán az alap elrejt.

Az izzólámpa működési elve azon alapul, hogy izzószálát elektromos árammal olyan hőmérsékletre melegítik, amelyen fényt kezd kibocsátani a környező térbe.

Az izzólámpák 15 és 750 watt közötti teljesítményre gyárthatók. A teljesítménytől függően különböző típusú menetes aljzatokat használnak: E10, E14, E27 vagy E40. Dekoratív, jelző- és háttérvilágítású lámpákhoz BA7S, BA9S, BA15S foglalatokat használnak. Az ilyen termékek, ha be vannak szerelve, beragadnak a kazettába, és 90 fokkal elforgatják.

A megszokott, körte alakú forma mellett díszlámpákat is gyártanak, amelyekben az izzó gyertya, csepp, henger, golyó formájában készül.

A bevonat nélküli burával ellátott lámpa sárgás fénnyel világít, összetételében leginkább a napfényre emlékeztet. De ha speciális bevonatokkal az üveg belső felületére alkalmazzák, akkor matt, piros, sárga, kék vagy zöld színűvé válhat.

Érdekes a tükör izzólámpa eszköze. Az izzó egy részére fényvisszaverő réteget helyeznek. Ennek eredményeként a róla való visszaverődés miatt a fényáram újraeloszlik egy irányba.

Az izzólámpák előnyei

Az izzólámpák használatának legfontosabb előnye a gyártás egyszerűsége és ennek megfelelően az ár. Egyszerűbb világítóberendezést elképzelni sem lehet.

A lámpákat a teljesítmény és a teljes méret széles skálájára gyártják. Az összes többi modern fényforrás tartalmaz olyan eszközöket, amelyek a tápfeszültséget a működéséhez szükséges értékre alakítják át. Bár sikerül beledugni őket az izzó szabványos összméreteibe, a kialakítás bonyolultabbá válik, az alkatrészszám nő a készülékben. És ez nem mindig javítja a költség- és megbízhatósági mutatókat. Az izzólámpa bekapcsolására szolgáló áramkör nem igényel további elemeket.

A LED-lámpák felváltották a hordozható eszközök hagyományos lámpáit: az elemekkel és akkumulátorokkal táplált hordozható fényforrásokat. Azonos fényteljesítmény mellett kevesebb áramot fogyasztanak, és a LED teljes méretei még kisebbek, mint a korábban zseblámpákban használt izzóké. Igen, és a karácsonyfa füzérek részeként sikeresebben működnek.

Érdemes megjegyezni még egy, az izzólámpákban rejlő előnyt - lumineszcenciaspektrumuk van a legközelebb a naphoz, mint az összes többi mesterséges fényforrásé. És ez nagy plusz a látás szempontjából, mert kifejezetten a naphoz van igazítva, nem pedig a monokróm LED-ekhez.

A fűtött izzószál hőtehetetlensége miatt a belőle származó fény gyakorlatilag nem pulzál. Amit nem lehet elmondani más eszközök sugárzásáról, különösen a lumineszcens készülékekről, amelyek előtétként hagyományos fojtótekercset használnak, és nem félvezető áramkört. Igen, és az elektronika, különösen az olcsó, nem mindig szünteti meg megfelelően a hálózat hullámzását. Ez a látást is befolyásolja.

De nem csak az egészséget károsíthatja a modern izzóknál használt félvezető eszközök működésének lüktető jellege. Masszív használatuk a hálózatból felvett áram alakjának éles változásához vezet, ami végső soron befolyásolja a feszültség alakját. Annyira változik az eredetihez képest (szinuszos), hogy ez befolyásolja a hálózatban lévő többi elektromos készülék munkájának minőségét.

Az izzólámpák hátrányai

Az izzólámpák jelentős hátránya, amely csökkenti élettartamukat, a tápfeszültség nagyságától való függés. A feszültség növekedésével az izzószál gyorsabban elhasználódik. Ennek a paraméternek a különböző értékeire (240 V-ig) gyártanak lámpákat, de a névleges értéken rosszabbul világítanak.

A feszültség csökkentése az izzás intenzitásának éles változásához vezet. És ami még rosszabb, ingadozása hatással van a világítóberendezésre; éles ugrásokkal a lámpa kiéghet.

De a legrosszabb az, hogy az izzószálat úgy tervezték, hogy hosszú ideig fűtött állapotban működjön. Melegítéskor az ellenállása megnő. Ezért a bekapcsolás pillanatában, amikor a cérna hideg, ellenállása sokkal kisebb, mint az, amelynél a fény fellép. Ez elkerülhetetlen áramlökéshez vezet a gyújtás pillanatában, ami a wolfram elpárolgásához vezet. Minél nagyobb a zárványok száma, annál kevésbé fog élni a lámpa.

A helyzet korrigálását segítik a lágyindító eszközök vagy olyan eszközök, amelyek lehetővé teszik a fényerősség széles tartományban történő beállítását.

Az izzólámpák fő hátránya az alacsony hatásfok. A villamos energia túlnyomó többségét (akár 96%-át) a környező levegő és az infravörös spektrumú sugárzás haszontalan fűtésére fordítják. Ezzel nem lehet mit tenni - ez az izzólámpa elve.

És még valami: a lombik pohara könnyen törhető. De ellentétben a kis mennyiségű higanygőzt tartalmazó kompakt fénycsövekkel, a törött izzólámpa nem fenyegeti mással a tulajdonost, mint egy esetleges vágással.

Halogén lámpák

Az izzólámpa kiégésének oka a wolfram fokozatos elpárolgása, amelyből az izzószál készül. Vékonyodik, majd egy újabb túlfeszültség, amikor bekapcsoljuk, a legvékonyabb pontján megolvasztja.

Ez a hátrány a brómmal vagy jódgőzzel töltött halogénlámpák kiküszöbölésére szolgál. Az égés során a párolgó wolfram halogénnel egyesül. A keletkező anyag nem tud lerakódni a lombik falára vagy más viszonylag hideg belső felületekre.

Az izzószál közelében a volfrámot a hőmérséklet hatására eltávolítják a kötésből, és visszahelyezik a helyére.

A halogének alkalmazása egy másik problémát is megold: a spirál hőmérséklete emelhető, növelve a fénykibocsátást és csökkentve a világítóberendezés méretét. Ezért azonos teljesítmény mellett a halogénlámpák méretei kisebbek.

Ezt a fémet volfrámnak nevezik. 1781 végén fedezte fel Scheele svéd vegyész, és a 19. század során a tudósok aktívan kutatták. Ma az emberiség eleget tud ahhoz, hogy a wolframot és vegyületeit sikeresen felhasználhassa a különböző iparágakban.

A volfrámnak változó vegyértéke van, ami az elektronok speciális elrendezéséhez kapcsolódik az atompályákon. Ez a fém általában ezüstfehér színű és jellegzetes fényű. Úgy néz ki, mint a platina.

A wolfram az igénytelen fémeknek tulajdonítható. Egyetlen lúg sem oldja fel. Még az erős savak, például a sósav sem befolyásolják. Emiatt a galvanizáláshoz és elektrolízishez használt elektródák volfrámból készülnek.

Volfrám és izzólámpák

Miért van az izzószálak wolframból? Minden az egyedi fizikai tulajdonságairól szól. A kulcsszerepet itt az olvadáspont játssza, amely körülbelül 3500 Celsius fok. Ez egy nagyságrenddel magasabb, mint sok, az iparban általánosan használt fém. Például az alumínium 660 fokon megolvad.

Az izzószálon áthaladó elektromos áram 3000 fokra melegíti fel. Nagy mennyiségű hőenergia szabadul fel, amelyet haszontalanul elköltenek a környező térben. A tudomány által ismert összes fém közül csak a wolfram képes ellenállni ilyen magas hőmérsékletnek, és nem olvad meg, ellentétben ugyanazzal az alumíniummal. A wolfram szerénysége lehetővé teszi, hogy az izzók elég hosszú ideig szolgáljanak az otthonokban. Egy idő után azonban az izzószál eltörik, és a lámpa meghibásodik. Miért történik ez? A helyzet az, hogy nagyon magas hőmérséklet hatására az áram áthaladása közben (körülbelül 3000 fok) a volfrám elkezd elpárologni. A lámpa vékony izzószála idővel még vékonyabbá válik, amíg el nem törik.

Volfrámminta olvasztásához elektronsugarat vagy argon olvasztást használnak. Ezekkel a módszerekkel könnyedén felmelegítheti a fémet 6000 Celsius-fokra.

Volfrám beszerzése

Meglehetősen nehéz jó minőségű mintát szerezni ebből a fémből, de ma a tudósok ragyogóan megbirkóznak ezzel a feladattal. Számos egyedi technológiát fejlesztettek ki, amelyek lehetővé teszik a wolfram egykristályok, hatalmas (legfeljebb 6 kg tömegű) volfrámtégelyek termesztését. Ez utóbbiakat széles körben használják drága ötvözetek előállítására.