Funktionsprincip, enhed, egenskaber og effektivitet af en glødelampe. Konstruktion, fordele og ulemper ved glødelamper

En glødelampe er den første elektriske belysningsenhed, der spiller en vigtig rolle i menneskelivet. Det er hende, der tillader folk at gå i gang med deres forretning uanset tidspunkt på dagen.

Sammenlignet med andre lyskilder er en sådan enhed kendetegnet ved et simpelt design. Lysstrømmen udsendes af et wolframfilament placeret inde i en glaspære, hvis hulrum er fyldt med et dybt vakuum. For at øge holdbarheden blev der i stedet for et vakuum pumpet særlige gasser ind i kolben - sådan fremkom halogenlamper. Wolfram er et varmebestandigt materiale med et højt smeltepunkt. Dette er meget vigtigt, for for at en person skal se gløden, skal tråden være meget varm på grund af strømmen, der passerer gennem den.

Skabelsens historie

Interessant nok brugte de første lamper ikke wolfram, men en række andre materialer, herunder papir, grafit og bambus. På trods af det faktum, at alle laurbærrene til opfindelsen og forbedringen af ​​glødelampen tilhører Edison og Lodygin, er det forkert kun at tilskrive dem alle fordelene.

Vi vil ikke skrive om individuelle videnskabsmænds fejl, men vi vil give de vigtigste retninger, som mændene på den tid gjorde en indsats for:

1. Find det bedste filamentmateriale. Det var nødvendigt at finde et sådant materiale, der både var brandsikkert og kendetegnet ved høj modstand. Den første tråd blev skabt af bambusfibre, som var dækket af det tyndeste lag grafit. Bambus fungerede som en isolator, mens grafit fungerede som et ledende medium. Da laget var lille, steg modstanden betydeligt (hvilket var påkrævet). Alt ville være godt, men den træagtige base af kul førte til hurtig antændelse.
2. Dernæst tænkte forskerne på, hvordan man skaber betingelserne for det strengeste vakuum, fordi ilt er et vigtigt element i forbrændingsprocessen.
3. Derefter var det nødvendigt at oprette aftagelige og kontaktkomponenter i det elektriske kredsløb. Opgaven blev kompliceret af brugen af ​​et lag grafit, der er kendetegnet ved høj modstand, så forskerne måtte bruge ædle metaller - platin og sølv. Dette øgede strømmenes ledningsevne, men produktets omkostninger var for høje.
4. Det er bemærkelsesværdigt, at Edison -basens tråd stadig bruges i dag - E27 -mærket. De første måder at skabe en kontakt på inkluderede lodning, men i denne situation ville det være svært at tale om hurtigt udskiftelige pærer i dag. Og med stærk opvarmning ville sådanne forbindelser hurtigt gå i opløsning.

I dag falder populariteten af ​​sådanne lamper eksponentielt. I 2003, i Rusland, blev amplituden af ​​forsyningsspændingen øget med 5%, til dato er denne parameter allerede 10%. Dette førte til en 4-dobling af glødelampens levetid. På den anden side, hvis du returnerer spændingen til en tilsvarende værdi ned, så vil udgangen af ​​lysstrømmen blive betydeligt reduceret - op til 40%.

Husk træningsforløbet - tilbage i skolen opstillede en fysiklærer eksperimenter, der demonstrerede, hvordan gløden fra en lampe øges med en stigning i strømmen, der tilføres et wolframglødetråd. Jo højere strøm, jo ​​stærkere emission af stråling og mere varme.

Driftsprincip

Lampens funktionsprincip er baseret på stærk opvarmning af glødetråden på grund af den elektriske strøm, der passerer gennem den. For at et faststofmateriale kan begynde at udsende et rødt skær, skal dets temperatur nå 570 grader. Celsius. Stråling vil kun være behageligt for menneskelige øjne, når denne parameter øges med 3-4 gange.

Få materialer er karakteriseret ved en sådan ildfasthed. På grund af den overkommelige prispolitik blev valget truffet til fordel for wolfram, hvis smeltepunkt er 3400 grader. Celsius. For at øge området for lysemission snoes wolframfilamentet til en spiral. Under drift kan den varme op til 2800 grader. Celsius. Farvetemperaturen af ​​sådan stråling er 2000-3000 K, hvilket giver et gulligt spektrum - uforlignelig med dagtimerne, men har samtidig ikke en negativ effekt på de visuelle organer.

Når det er i luften, oxiderer wolfram hurtigt og nedbrydes. Som nævnt ovenfor kan en glaspære i stedet for et vakuum fyldes med gasser. Disse er inert nitrogen, argon eller krypton. Dette gjorde det ikke kun muligt at øge holdbarheden, men også at øge glødekraften. Levetiden påvirkes af, at gastrykket forhindrer fordampning af wolframtråden på grund af den høje glødetemperatur.

Struktur

En typisk lampe består af følgende strukturelle elementer:

• kolbe;
• vakuum eller inert gas pumpet ind i det;
• filament;
• elektroder - strømledninger;
• kroge nødvendige for at holde filamentet;
• ben;
• sikring;
• base, bestående af et hus, en isolator og en kontakt på bunden.

Ud over standardversioner af leder, glasbeholder og ledninger er der speciallamper. I stedet for en base bruger de andre holdere eller tilføjer en ekstra pære.

Sikringen er normalt lavet af en legering af ferrit og nikkel og er placeret i hullet ved en af ​​de nuværende terminaler. Det er ofte placeret i benet. Dets hovedformål er at beskytte pæren mod ødelæggelse i tilfælde af trådbrud. Dette skyldes det faktum, at der i tilfælde af brud dannes en elektrisk lysbue, der fører til smeltning af resterne af lederen, der falder på glasflasken. På grund af den høje temperatur kan det eksplodere og forårsage brand. Imidlertid har sikringer i mange år været bevist, så de bruges sjældnere.

Kolbe

En glasbeholder bruges til at beskytte filamentet mod oxidation og nedbrydning. De overordnede dimensioner af kolben vælges afhængigt af aflejringshastigheden af ​​det materiale, hvoraf lederen er lavet.

Gas miljø

Hvis tidligere alle glødelamper uden undtagelse var fyldt med vakuum, bruges denne metode i dag kun til laveffektlyskilder. Mere kraftfulde enheder er fyldt med inert gas. Gasens molmasse påvirker varmemissionen fra filamentet.

Halogener pumpes ind i halogenpæren. Stoffet, der dækker filamentet, begynder at fordampe og interagere med halogenerne placeret inde i beholderen. Som et resultat af reaktionen dannes forbindelser, som nedbrydes igen, og stoffet vender tilbage til overfladen af ​​tråden. Takket være dette blev det muligt at øge lederens temperatur og øge produktets effektivitet og levetid. Denne fremgangsmåde gjorde det også muligt at gøre kolberne mere kompakte. Designfejlen er forbundet med lederens oprindeligt lave modstand, når en elektrisk strøm påføres.

Filament

Glødetrådens form kan være anderledes - valget til fordel for det ene eller det andet er forbundet med lyspærens specifikationer. Ofte bruger de en tråd med et rundt tværsnit, snoet i en spiral, meget sjældnere - tapeledere.

En moderne glødelampe drives af et wolfram- eller osmium-wolframlegeringsfilament. I stedet for konventionelle spiraler kan bi-spiraler og tris-spiraler vrides, hvilket blev muligt på grund af gentagen vridning. Sidstnævnte fører til et fald i termisk stråling og en stigning i effektiviteten.

specifikationer

Det er interessant at observere afhængigheden af ​​lysenergi og lampestyrke. Ændringerne er ikke lineære - op til 75 W øges lyseffektiviteten, hvis den overskrides, falder den.

En af fordelene ved sådanne lyskilder er ensartet belysning, da lyset i næsten alle retninger udsendes med samme intensitet.

En anden fordel er forbundet med pulsering af lys, hvilket ved visse værdier fører til betydelig øjentræthed. Den normale værdi anses for at være en krusningskoefficient, der ikke overstiger 10%. For glødelamper når parameteren maksimalt 4%. Den værste indikator er for produkter med en effekt på 40 watt.

Glødepærer bliver varmere blandt alle tilgængelige elektriske lysarmaturer. Det meste af strømmen omdannes til varmeenergi, så apparatet ligner mere en varmelegeme end en lyskilde. Den lyseffekt spænder fra 5 til 15%. Af denne grund er der i lovgivningen foreskrevet visse normer, der forbyder f.eks. brug af glødelamper over 100 watt.

Normalt er en 60 W lampe tilstrækkelig til at belyse et rum, der er kendetegnet ved en let opvarmning.

Når man overvejer strålespektret og sammenligner det med naturligt lys, kan der gøres to vigtige observationer: lysstrømmen af ​​sådanne lamper indeholder mindre blåt og mere rødt lys. Resultatet anses dog for acceptabelt og fører ikke til træthed, som det er tilfældet med dagslyskilder.

Præstationsparametre

Når du bruger glødelamper, er det vigtigt at tage hensyn til betingelserne for deres brug. De kan bruges indendørs og udendørs ved temperaturer ikke under -60 og ikke over +50 grader. Celsius. Samtidig bør luftfugtigheden ikke overstige 98% (+20 grader Celsius). Enhederne kan arbejde i samme kredsløb med lysdæmpere designet til at regulere lysudbyttet ved at ændre lysintensiteten. Det er billige produkter, der kan udskiftes uafhængigt selv af en ufaglært person.

Visninger

Der er flere kriterier for klassificering af glødelamper, som vil blive diskuteret nedenfor.

Afhængigt af lyseffektiviteten er glødelamper (fra værste til bedste):

• vakuum;
• argon eller nitrogen-argon;
• krypton;
• xenon eller halogen med en installeret reflektor af infrarød stråling inde i lampen, hvilket øger effektiviteten;
• med en belægning designet til at omdanne infrarød stråling til det synlige spektrum.

Der er mange flere varianter af glødelamper relateret til funktionalitet og designfunktioner:

1. Generelt formål - i 70'erne. i forrige århundrede blev de kaldt "lamper med normal belysning". Den mest udbredte og talrige kategori er produkter, der bruges til generel og dekorativ belysning. Siden 2008 er produktionen af ​​sådanne lyskilder blevet reduceret betydeligt, hvilket var forbundet med vedtagelsen af ​​adskillige love.
2. Dekorativt formål. Kolberne af sådanne produkter fremstilles i form af yndefulde figurer. De mest almindelige er lysformede glasbeholdere med en diameter på op til 35 mm og sfæriske (45 mm).
3. Lokal aftale. Ved design er de identiske med den første kategori, men de drives af en reduceret spænding - 12/24/36/48 V. Normalt bruges de i bærbare lamper og enheder, der belyser arbejdsbænke, maskiner osv.
4. Oplyst med farvede kolber. Ofte overstiger produkternes effekt ikke 25 W, og til farvning er det indre hulrum dækket med et lag af uorganisk pigment. Meget sjældnere kan du finde lyskilder, hvis ydre del er malet med farvet lak. I dette tilfælde falmer pigmentet og falder meget hurtigt af.

1. Spejlet. Kolben er lavet i en speciel form, som er dækket med et reflekterende lag (for eksempel ved at sprøjte aluminium). Disse produkter bruges til at omfordele lysstrøm og forbedre belysningseffektiviteten.
2. Signal. De er installeret i lyssignalprodukter designet til at vise enhver information. De er kendetegnet ved lav effekt og er designet til kontinuerlig drift. Praktisk set ubrugelig i dag på grund af tilgængeligheden af ​​lysdioder.
3. Transportere. En anden bred kategori af lamper, der bruges i køretøjer. De er kendetegnet ved høj styrke og vibrationsmodstand. De bruger specielle sokler, som garanterer stærk fastgørelse og mulighed for hurtig udskiftning under trange forhold. Kan strømforsynes fra 6 V.
4. Søgelys. Højeffektlyskilder op til 10 kW, kendetegnet ved høj lysudbytte. Spolen passer kompakt for bedre fokusering.
5. Lamper, der bruges i optiske enheder - for eksempel filmprojektion eller medicinsk teknologi.

Særlige lamper

Der er også mere specifikke typer glødelamper:

1. Strømtavler - en underkategori af signallamper, der bruges i omskifterpaneler og udfører indikatorernes funktioner. Disse er smalle, aflange og små produkter med parallelle kontakter af en glat type. På grund af dette kan de placeres i knapper. Markeret som "KM 6-50". Det første tal angiver spænding, det andet angiver strømstyrke (mA).
2. Perekalnaya, eller fotolampe. Disse produkter bruges i fotografisk udstyr til en normaliseret tvungen tilstand. Det er kendetegnet ved høj lysstyrke og farvetemperatur, men kort levetid. Sovjetlampernes effekt nåede 500 watt. I de fleste tilfælde er kolben matteret. De bruges praktisk talt ikke i dag.
3. Projektion. Anvendes i overheadprojektorer. Høj lysstyrke.

En dobbeltstrenget lampe findes i flere varianter:

1. Til biler. Det ene gevind bruges til nærlyset, det andet til fjernlyset. Hvis vi betragter lygter til baglygter, så kan gevindene bruges til henholdsvis bremselys og sidelys. En ekstra skærm kan afskære de stråler, der i nærlyslampen kan blænde førere af modkørende køretøjer.
2. Til fly. I et landingslys kan den ene glødetråd bruges til svagt lys, den anden til store, men kræver ekstern afkøling og kort drift.
3. Til jernbanetrafiklys. To filamenter er nødvendige for at øge pålideligheden - hvis den ene brænder ud, vil den anden gløde.

Lad os fortsat overveje særlige glødelamper:

1. En pandelampe er et komplekst design til bevægelige genstande. Anvendes i bil- og luftfartsteknologi.
2. Lav inerti. Indeholder et fint filament. Det blev brugt i optiske lydoptagelsessystemer og i nogle typer fototelegraf. I dag bruges den sjældent, da der er mere moderne og forbedrede lyskilder.
3. Opvarmning. Det bruges som varmekilde i laserprintere og kopimaskiner. Lampen har en cylindrisk form, er fastgjort i en roterende metalaksel, hvorpå der påføres papir med toner. Akslen overfører varme, hvilket får toneren til at bløde.

Effektivitet

Elektrisk strøm i glødelamper omdannes ikke kun til lys synligt for øjet. Den ene del går til stråling, den anden omdannes til varme, den tredje - til infrarødt lys, som ikke er fikseret af synsorganerne. Hvis ledertemperaturen er 3350 K, vil glødelampens effektivitet være 15%. En konventionel 60 W lampe med en temperatur på 2700 K er kendetegnet ved en minimumseffektivitet på 5%.

Effektiviteten forbedres ved opvarmning af lederen. Men jo højere opvarmning af tråden, jo kortere levetid. For eksempel, ved en temperatur på 2700 K, vil en pære lyse 1000 timer, 3400 K - flere gange mindre. Hvis du øger forsyningsspændingen med 20%, så fordobles gløden. Dette er ikke rationelt, da levetiden reduceres med 95%.

Fordele og ulemper

På den ene side er glødelamper de billigste lyskilder, på den anden side er de kendetegnet ved en masse ulemper.

Fordele:

• lavpris;
• der er ingen grund til at bruge yderligere enheder;
• brugervenlighed;
• behagelig farvetemperatur;
• modstandsdygtighed over for høj luftfugtighed.

Ulemper:

• skrøbelighed - 700-1000 timer, underlagt alle regler og anbefalinger til brug;
• svag lyseffektivitet - effektivitet fra 5 til 15%;
• skrøbelig glasflaske;
• muligheden for en eksplosion ved overophedning;
• høj brandfare;
• spændingsfald reducerer levetiden markant.

Sådan forlænges levetiden

Der er flere grunde til, at disse produkters levetid kan forkortes:

• spændingsfald;
• mekaniske vibrationer;
• høj omgivelsestemperatur
• brudt forbindelse i ledningerne.

1. Vælg produkter, der passer til netspændingsområdet.
2. Bevæg dig strengt i slukket tilstand, da produktet vil fejle på grund af de mindste vibrationer.
3. Hvis lamperne fortsat brænder ud i den samme fatning, skal den udskiftes eller repareres.
4. Når du arbejder på en trappe, skal du tilføje en diode til det elektriske kredsløb eller tilslutte to lamper med samme watt parallelt.
5. En softstart-enhed kan tilføjes til bruddet i strømkredsløbet.

Teknologier står ikke stille, de udvikler sig konstant, så i dag er traditionelle glødelamper blevet erstattet af mere økonomiske og holdbare LED-, fluorescerende og energibesparende lyskilder. Hovedårsagerne til produktion af glødelamper forbliver tilstedeværelsen af ​​mindre udviklede lande fra et teknologisk synspunkt såvel som veletableret produktion.

I dag kan du købe sådanne produkter i flere tilfælde - de passer godt ind i designet af et hus eller en lejlighed, eller du kan lide det bløde og behagelige spektrum af deres stråling. Teknologisk er der tale om forældede produkter.

Blandt alle lednings- og ledningsprodukter har belysningsudstyr det rigeste sortiment. Dette skyldes, at belysningselementerne ikke kun bærer rent tekniske egenskaber, men også designelementer. Mulighederne for moderne lamper og belysningsarmaturer, deres designvariation er så stor, at det ikke er overraskende at blive forvirret. For eksempel er der en hel klasse armaturer, der udelukkende er designet til loftsplader i gipsplader.

Mange typer lamper har en anden karakter af lys og bruges under forskellige forhold. For at finde ud af, hvilken type lampe der skal være på et eller andet sted, og hvad er betingelserne for at forbinde den, er det nødvendigt at kort studere hovedtyperne af belysningsudstyr.

Alle lamper har en ting til fælles: den base, som de er forbundet med lysledningerne med. Dette gælder lamper, der har en gevindskåret fod til montering i en fatning. Dimensionerne af basen og holderen er strengt klassificeret. Du skal vide, at lamper i husholdningsforhold bruges med 3 typer hætter: små, mellemstore og store. Teknisk set betyder det E14, E27 og E40. Basen eller patronen E14 kaldes ofte "minion" (på tysk fra fransk - "lille").

Den mest almindelige størrelse er E27. E40 bruges til gadebelysning. Lamper med denne mærkning har en effekt på 300, 500 og 1000 watt. Tallene i titlen angiver basens diameter i millimeter. Ud over soklerne, der skrues ind i borepatronen ved hjælp af et gevind, er der andre typer. De er pin-type og kaldes G-caps. Brugt i kompakte lysstofrør og halogenlamper for at spare plads. Ved hjælp af 2 eller 4 stifter fastgøres lampen i armaturets fatning. Der findes mange typer G-sokler. De vigtigste er: G5, G9, 2G10, 2G11, G23 og R7s-7. Armaturer og lamper indeholder altid oplysninger om basen. Når du vælger en lampe, er det nødvendigt at sammenligne disse data.

Strøm lamper- en af ​​de vigtigste egenskaber. På cylinderen eller basen angiver producenten altid den effekt, den afhænger af lampens lysstyrke... Det er ikke lysniveauet, det udsender. I lamper af forskellig art af lys har kraften en helt anden betydning.

For eksempel, Strømbesparende lampe ved den angivne effekt 5 W lyser det ikke værre glødelamper ved 60 watt. Det samme gælder lysstofrør... Lampens lysstyrke måles i lumen. Som regel er dette ikke angivet, så når du vælger en lampe, skal du blive guidet af råd fra sælgerne.

Lysende effektivitet betyder, at for 1 W effekt giver lampen så mange lumen lys. Det er indlysende, at en energibesparende kompakt lysstofrør er 4-9 gange mere økonomisk end en glødelampe. Det kan let beregnes, at en standard 60 W lampe giver omkring 600 lumen, mens en kompakt en har samme værdi ved 10-11 watt. Det vil være lige så økonomisk i forhold til energiforbruget.

Glødelamper

(LON) er den allerførste kilde til elektrisk lys, der dukkede op i husholdningsbrug. Den blev opfundet i midten af ​​1800 -tallet, og selvom den har gennemgået mange rekonstruktioner siden den tid, er essensen forblevet uændret. Enhver glødelampe består af en vakuumglasflaske, en base, hvorpå kontakterne og en sikring er placeret, og en glødetråd, der udsender lys.

Glødende spiral lavet af wolframlegeringer, som let kan modstå driftstemperaturen ved forbrænding på +3200 ° C. For at forhindre glødetråden i at brænde ud øjeblikkeligt, i moderne lamper, pumpes noget inert gas, såsom argon, ind i en cylinder.

Funktionsprincippet for lampen er meget enkelt. Når en strøm føres gennem en leder med lille tværsnit og lav ledningsevne, bruges en del af energien på at opvarme lederspiralen, hvilket får den til at lyse i synligt lys. På trods af en så enkel enhed er der et stort udvalg af LON -typer. De varierer i form og størrelse.

Dekorative lamper(stearinlys): ballonen har en aflang form, stiliseret som et almindeligt stearinlys. Anvendes typisk i små lamper og lampetter.

Malede lamper: glasflasker er af forskellige farver til dekorative formål.

Spejlede lamper kaldes lamper, en del af glascylinderen er dækket med en reflekterende forbindelse til at lede lys med en kompakt stråle. Disse lamper bruges oftest i loftsarmaturer til at rette lyset nedad uden at belyse loftet.

Lokale belysningslamper De fungerer under spændinger på 12, 24 og 36 V. De bruger lidt energi, men belysningen er passende. De bruges i håndlamper, nødbelysning osv. LON er stadig på forkant med lyskilden, på trods af nogle ulemper. Deres ulempe er meget lav effektivitet - ikke mere end 2-3% af den forbrugte energi. Alt andet går i varme.

Den anden ulempe er, at LON'er er usikre fra et brandsynspunkt. For eksempel blinker en almindelig avis, hvis den placeres på en 100 W pære, efter cirka 20 minutter. Det er overflødigt at sige, at LON nogle steder ikke kan bruges, for eksempel i små lampeskærme lavet af plast eller træ. Desuden er sådanne lamper kortlivede. LON's levetid er cirka 500–1000 timer. Fordelene inkluderer lave omkostninger og nem installation. LON kræver ikke yderligere enheder for at fungere, såsom fluorescerende.

Halogen lamper

Halogen lamper adskiller sig lidt fra glødelamper, driftsprincippet er det samme. Den eneste forskel mellem dem er gassammensætningen i cylinderen. I disse lamper blandes jod eller brom med en inaktiv gas. Som et resultat bliver det muligt at øge filamentets temperatur og reducere fordampningen af ​​wolfram.

Derfor halogen lamper kan gøres mere kompakte, og deres levetid forlænges med 2-3 gange. Opvarmningstemperaturen på glasset stiger dog ganske betydeligt, så halogenlamper er lavet af kvartsmateriale. De tåler ikke forurening på kolben. Det er umuligt at røre ved ballonen med en ubeskyttet hånd - lampen brænder meget hurtigt ud.

Lineær halogen lamper bruges i bærbare eller stationære projektører. De har ofte bevægelsessensorer. Sådanne lamper bruges i gipspladestrukturer.

Kompakte armaturer har en spejlfinish.

Ved ulemper halogenlamper kan tilskrives følsomheden over for spændingsfald. Hvis det "spiller", er det bedre at købe en speciel transformer, der udligner strømstyrken.

Lysstofrør

Driftsprincip lysstofrør adskiller sig alvorligt fra LON. I stedet for et wolframfilament i en sådan glødelampe brænder kviksølvdamp under påvirkning af en elektrisk strøm. Lyset fra gasudladningen er praktisk talt usynligt, da det udsendes i ultraviolet lys. Sidstnævnte får fosforet, som dækker rørets vægge, til at lyse. Vi ser dette lys. Eksternt og i forbindelse med tilslutning er fluorescerende lamper også meget forskellige fra LON. I stedet for en gevindpatron er der to ben på begge sider af røret, som er fastgjort på følgende måde: de skal indsættes i en speciel patron og vendes i den.

Lysstofrør har en lav driftstemperatur. Du kan roligt læne din håndflade mod deres overflade, så de kan installeres hvor som helst. Den store glødende overflade skaber et jævnt, diffust lys. Derfor kaldes de også lysstofrør... Ved at variere sammensætningen af ​​fosforen er det desuden muligt at ændre farven på lysstrålingen, hvilket gør den mere acceptabel for menneskelige øjne. Med hensyn til levetid overstiger fluorescerende lamper næsten 10 gange.

Ulempen ved fluorescerende lamper er umuligheden af ​​direkte tilslutning til lysnettet. Du kan ikke bare smide 2 ledninger på enderne af lampen og sætte stikket i stikkontakten. For at tænde den bruges specielle ballaster. Dette skyldes den fysiske karakter af lampernes glød. Sammen med elektroniske forkoblinger bruges startere, som sådan set tænder lampen i tændingsøjeblikket. De fleste armaturer til lysstofrør er udstyret med indbyggede glødemekanismer som elektroniske forkoblinger (forkoblinger) eller choker.

Fluorescerende lampe markering ligner ikke simple LON -betegnelser, der kun har en strømindikator i watt.

For de pågældende lamper er det som følger:

• LB - hvidt lys;
• LD - dagslys;
• LE - naturligt lys;
• LHB - koldt lys;
• LTB - varmt lys.

Tallene efter bogstavmarkeringen angiver: det første tal er graden af ​​farvegengivelse, det andet og tredje er glødetemperaturen. Jo højere farvegengivelse, jo mere naturlig er belysningen for det menneskelige øje. Overvej et eksempel relateret til glødetemperaturen: en lampe mærket LB840 betyder, at denne temperatur er 4000 K, farven er hvid, dagtimerne.

Følgende værdier tyder på mærkerne på lamperne:

• 2700 K - super varm hvid,
• 3000 K - varm hvid,
• 4000 K - naturlig hvid eller hvid,
• mere end 5000 K - kold hvid (dagtid).

For nylig har udseendet på markedet af kompakte fluorescerende energibesparende lamper gjort en reel revolution inden for belysningsteknologi. De største ulemper ved fluorescerende lamper blev elimineret - deres omfangsrige størrelse og manglende evne til at bruge konventionelle riflede patroner. Forkoblerne blev monteret i en lampefod, og et langt rør blev viklet til en kompakt spiral.

Nu er sorten af ​​energibesparende lamper meget stor. De adskiller sig ikke kun i deres kraft, men også i formen af ​​udledningsrørene. Fordelene ved en sådan lampe er indlysende: der er ingen grund til at installere en elektronisk ballast til start ved hjælp af specielle lamper.

Økonomisk lysstofrør udskiftede den konventionelle glødelampe. Det har imidlertid, som alle lysstofrør, ulemper.

Der er flere ulemper ved lysstofrør:

• sådanne lamper fungerer ikke godt ved lave temperaturer, og ved -10 ° C og derunder begynder de at lyse svagt;
• lang opstartstid - fra flere sekunder til flere minutter;
• en lavfrekvent brummen fra elektronisk ballast høres;
• arbejder ikke sammen med lysdæmpere;
• relativt dyrt;
• kan ikke lide at tænde og slukke hyppigt;
• lampen indeholder skadelige kviksølvforbindelser, så den kræver særlig bortskaffelse;
• hvis du bruger baggrundslysindikatorerne i kontakten, begynder dette belysningsudstyr at flimre.

Uanset hvor hårdt producenterne prøver, lyser lysstofrør endnu ikke meget naturligt og gør ondt i øjnene. Udover energibesparende lamper med forkoblinger findes der mange sorter uden indbygget elektronisk forkobling. De har helt forskellige typer af baser.

Glødprincip højtryks kviksølvbue lampe(DRL) - lysbueudledning i kviksølvdamp. Sådanne lamper har en høj lysudbytte - 50-60 lm pr. 1 W. Lanceret med ballaster. Ulempen er luminescensspektret - deres lys er koldt og hårdt. DRL-lamper bruges oftest til gadebelysning i armaturer af cobra-typen.

LED lampe

LED lampe- Dette højteknologiske produkt blev først designet i 1962. Siden er LED-lamper gradvist blevet introduceret på belysningsmarkedet. Ifølge driftsprincippet er en LED den mest almindelige halvleder, hvor en del af energien i p-n-krydset dumpes i form af fotoner, det vil sige synligt lys. Sådan lamper har simpelthen fantastiske egenskaber.

De er ti gange bedre end LON i alle indikationer:

• holdbarhed,
• lysudbytte,
• økonomi,
• styrke osv.

De har kun et "men" - dette er prisen. Det er omkring 100 gange prisen for en konventionel glødelampe. Arbejdet med disse usædvanlige lyskilder fortsætter imidlertid, og vi kan forvente, at vi snart vil glæde os over opfindelsen af ​​en billigere prøve end dens forgængere.

Bemærk! På grund af de usædvanlige fysiske egenskaber ved LED'er kan de bruges til at lave rigtige kompositioner, for eksempel i form af en stjernehimmel på loftet i et rum. Det er sikkert og kræver ikke meget energi.

Ilyichs legendariske pærer kan kaldes klassikere af genren, "dinosaurer" af lyskilder, fordi et patent på deres oprettelse blev vedtaget tilbage i 1879. Dernæst vil vi overveje de vigtigste tekniske egenskaber ved glødelamper, typer samt fordele og ulemper ved at bruge i hverdagen.

Glødelampeindretningen indeholder en glaspære, som indeholder et wolframfilament og en inaktiv gas (xenon, krypton eller argon). Tråden er installeret på specielle understøtninger og elektroder, hvorigennem en elektrisk strøm passerer (du kan tydeligt se strukturen på billedet ovenfor). Når hætten skrues i fatningen, ledes elektricitet til wolframfilamentet, som varmer op og udsender lys. Dette er princippet for pæren.

Egenskab

De vigtigste tekniske egenskaber ved glødelampen:

• effektområde - fra 25 til 150 W (til husholdningsbrug) til 1000 W;
• opvarmningstemperatur af wolframfilamentet inden for 3000 grader;
• lysudbytte - fra 9 til 19 lm / 1 W (for eksempel kan lysstrømmen i en 40 W glødelampe variere fra 415 til 460 lm);
• mærkespænding - 220-230 V og 127 V;
• frekvens - 50 Hz;
• sokkelstørrelse - 14 mm (E14), 27 mm (E27) og 40 mm (E40);
• levetid eller simpel levetid - ved normal spænding omkring 1000 timer (220V) og 2500 timer (127 V);
• bund - gevind, pin one - og two -pin.

Tekniske egenskaber ved husholdningsglødelamper:

Vi fandt ud af parametrene, lad os nu tale om sorterne.

Varianter

I dag findes der et bredt udvalg af pærer, som er opdelt efter følgende kriterier:

• kolbeform (sfærisk, cylindrisk, rørformet, konisk osv.);
• kolbe belægning (gennemsigtig, spejl, mat);
• formål (generelt, lokalt, kvartshalogen);
• kolbefyldstof (vakuum, argon, xenon, krypton, halogen osv.).

Overvej fotos og karakteristika for de mest populære typer glødelamper.

Gennemsigtig er den mest almindelige mulighed. Sådanne produkter er de billigste og mindst effektive, fordi lysstrømmen spredes ujævnt. Ulempen ved gennemsigtige pærer er, at lyset rammer øjnene. Spejlflasker er mere effektive pga belægningen skaber en rettet lysstrøm. Sådanne produkter er populære, når de belyser butiksvinduer og salgsområder. Frostede gør belysningen blødere og mere diffus og skaber dermed gunstige forhold for arbejde og hvile, når lyset er tændt. Lokale belysningsprodukter fungerer ved en spænding på 12-24-38 Volt, hvilket er nødvendigt for at skabe et sikkert arbejdsmiljø. Sådanne lyskilder kan bruges til at belyse inspektionsgraven ved.

Mærkning

Glødelamper er mærket: Den første bogstavdel er en designfunktion og produktets fysiske egenskaber (B - argon dobbeltspole, C - vakuum, G - gasfyldt argon enkeltspole, BK - dobbeltspiral krypton, ML - i en mælkeagtig kolbe, MT - frostet kolbe, O - opal kolbe). Den anden bogstavdel er formålet med produktet (F - jernbane, SM - fly, KM - kommutator, A - bil, PZ - søgelys). Det første ciffer er den nominelle spænding og effekt. Det andet ciffer er revisionsnummeret. For eksempel betyder mærkning B235-245-60, at produktet er to-spiral, fungerer ved en spænding på 245 V og har en effekt på 60 W.

Værdighed

Den største fordel ved glødelamper er de laveste omkostninger ved produkter sammenlignet med konkurrenterne (LED'er osv.). Derudover kan en række andre fordele identificeres, som er årsagen til at vælge disse lyskilder:

• De kan fungere normalt ved lave temperaturer, som de bruges til.
• Med mindre spændingsstød svigter produktet ikke.
• De fungerer selv ved meget lav spænding (kun lysintensiteten falder).
• Produkternes sort og kraft har en bred vifte, så du kan vælge et produkt, der er egnet til specifikke driftsbetingelser.
• De kan fungere normalt ved høj luftfugtighed.
• De er forbundet til netværket uden ekstra udstyr.
• Går bedre end gasopladende lyskilder med hensyn til sikkerhed.

Glødelampe

Glødelampe- en elektrisk lyskilde, i hvilken et glødelegeme (ildfast leder), placeret i en gennemsigtig evakueret beholder eller fyldt med en inert gas, opvarmes til en høj temperatur på grund af strømmen af ​​en elektrisk strøm gennem den, som følge af som den udsender i et bredt spektralområde, herunder synligt lys ... Som filament bruges i øjeblikket hovedsageligt en spole af wolframbaserede legeringer.

Driftsprincip

Lampen bruger effekten af ​​at opvarme en leder (glødelampelegeme), når en elektrisk strøm løber gennem den ( termisk effekt af strømmen). Filamentets kropstemperatur stiger kraftigt, efter at strømmen er tændt. Glødelegemet udsender elektromagnetisk termisk stråling i overensstemmelse med Plancks lov. Planck -funktionen har et maksimum, hvis position på bølgelængdeskalaen afhænger af temperaturen. Dette maksimum forskydes med stigende temperatur mod kortere bølgelængder (Wiens forskydningslov). For at opnå synlig stråling skal temperaturen være af størrelsesordenen flere tusinde grader. Ved en temperatur på 5770 (temperaturen på solens overflade) matcher lyset solens spektrum. Jo lavere temperatur, jo lavere andel af synligt lys, og jo mere "rød" vises strålingen.

Glødelampen omdanner en del af den forbrugte elektriske energi til stråling, en del forlader som følge af varmeledning og konvektionsprocesser. Kun en lille brøkdel af strålingen ligger i området for synligt lys, hovedfraktionen er infrarød stråling. For at øge lampens effektivitet og opnå det maksimale "hvide" lys, er det nødvendigt at øge glødetrådens temperatur, som igen er begrænset af glødetrådsmaterialets egenskaber - smeltetemperaturen. En temperatur på 5771 K er uopnåelig, fordi ethvert kendt materiale ved en sådan temperatur smelter, kollapser og holder op med at lede elektrisk strøm. I moderne glødelamper bruges materialer med maksimale smeltepunkter - wolfram (3410 ° C) og meget sjældent osmium (3045 ° C).

Farvetemperaturen bruges til at vurdere denne lyskvalitet. Ved temperaturer, der er typiske for glødelamper på 2200-3000 K, udsendes et gulligt lys, anderledes end dagslys. Om aftenen "varm" (< 3500 K) свет более комфортен и меньше подавляет естественную выработку мелатонина , важного для регуляции суточных циклов организма и нарушение его синтеза негативно сказывается на здоровье.

I normal luft ved disse temperaturer ville wolfram øjeblikkeligt blive til oxid. Af denne grund placeres glødelampen i en pære, hvorfra luft evakueres under lampens fremstillingsproces. De første blev fremstillet ved vakuum; på nuværende tidspunkt fremstilles kun lamper med lav effekt (til almindelige lamper-op til 25 W) i en evakueret kolbe. Flasker med kraftigere lamper er fyldt med en inert gas (nitrogen, argon eller krypton). Det øgede tryk i pæren af ​​gasfyldte lamper reducerer kraftigt fordampningshastigheden af ​​wolfram, hvilket ikke kun øger lampens levetid, men også gør det muligt at øge temperaturen på glødelampen, hvilket gør det muligt at øge effektiviteten og bringe strålingsspektret tættere på hvidt. Pæren i en gasfyldt lampe mørkner ikke så hurtigt på grund af aflejring af filamentmaterialet som i en vakuumlampe.

Design

Moderne lampe design. I diagrammet: 1 - kolbe; 2 - kolbehulrum (evakueret eller fyldt med gas); 3 - glødelegeme; 4, 5 - elektroder (strømindgange); 6 - krogeholdere til varmelegemet; 7 - lampeben; 8 - eksternt link af den nuværende ledning, sikring; 9 - bundkasse; 10 - base isolator (glas); 11 - kontakt af bunden af ​​basen.

Glødelampens design er meget forskelligartet og afhænger af formålet. De almindelige er imidlertid glødetrådslegemet, pæren og de nuværende ledninger. Afhængigt af egenskaberne ved en bestemt type lampe kan holdere af glødelampen i forskellige designs bruges; lamper kan laves uden grund eller med forskellige typer sokler, have en ekstra ydre pære og andre yderligere strukturelle elementer.

I designet af universallamper er der tilvejebragt en sikring - et led lavet af ferronikkellegering, svejset ind i brud på en af ​​strømledningerne og placeret uden for pæren - som regel i benet. Formålet med sikringen er at forhindre ødelæggelse af pæren, hvis filamentet går i stykker under drift. Faktum er, at der i dette tilfælde opstår en lysbue i brudzonen, som smelter resterne af tråden, dråber af smeltet metal kan ødelægge kolbens glas og forårsage brand. Sikringen er designet på en sådan måde, at når lysbuen bliver ramt, vil den bryde under påvirkning af en lysbue, der er betydeligt højere end lampens nominelle strøm. Ferronikkelleddet er placeret i et hulrum, hvor trykket er lig med atmosfærisk tryk, og derfor er lysbuen let slukket. På grund af deres lave effektivitet er de nu blevet opgivet.

Kolbe

Pæren beskytter den glødende krop mod atmosfæriske gasser. Dimensionerne af pæren bestemmes af filamentmaterialets aflejringshastighed.

Gas miljø

Kolberne på de første lamper blev evakueret. De fleste moderne lamper er fyldt med kemisk inerte gasser (bortset fra laveffektlamper, som stadig laves i vakuum). Varmetabet som følge af termisk ledningsevne reduceres ved at vælge en gas med en stor molær masse. Blandinger af nitrogen N 2 med argon Ar er de mest almindelige på grund af deres lave omkostninger; ren tør argon bruges også, sjældnere krypton Kr eller xenon Xe (molære masser: N 2 - 28.0134 / mol; Ar: 39.948 g / mol; Kr - 83,798 g/mol; Xe - 131,293 g/mol).

Halogen lampe

Glødelampen til de første lamper var lavet af kul (sublimeringstemperatur 3559 ° C). I moderne lamper bruges næsten udelukkende wolframspiraler, undertiden osmium-wolframlegering. For at reducere størrelsen af ​​glødelegemet får det sædvanligvis form som en spiral, nogle gange udsættes spiralen for gentagen eller endda tertiær spiralisering, hvorved der opnås en bis-spiral eller trispiral, henholdsvis. Effektiviteten af ​​sådanne lamper er højere på grund af et fald i varmetab på grund af konvektion (tykkelsen af ​​Langmuir -laget falder).

Elektriske parametre

Lamper fremstilles til forskellige driftsspændinger. Den nuværende styrke bestemmes af Ohms lov ( I = U / R) og kraft ifølge formlen P = U I, eller P = U² / R... Da metaller har lav resistivitet, kræves en lang og tynd tråd for at opnå denne resistivitet. Trådtykkelsen i konventionelle lamper er 40-50 mikron.

Da filamentet er ved stuetemperatur, når det tændes, er dets modstand en størrelsesorden mindre end driftsmodstanden. Derfor, når den er tændt, strømmer en meget stor strøm (ti til fjorten gange driftsstrømmen). Når tråden varmes op, stiger dens modstand, og strømmen falder. I modsætning til moderne lamper fungerede tidlige kulfiberglødelamper, når de var tændt, efter det modsatte princip - ved opvarmning faldt deres modstand, og gløden steg langsomt. Den stigende karakteristik af glødetrådens modstand (med stigende strøm øges modstanden) tillader brugen af ​​en glødelampe som en primitiv strømstabilisator. I dette tilfælde er lampen inkluderet i det stabiliserede kredsløb i serie, og middelværdien af ​​strømmen vælges, så lampen fungerer ved fuld hastighed.

I blinkende lamper er en bimetallisk switch bygget i serie med glødetråden. På grund af dette fungerer sådanne lamper uafhængigt i en flimrende tilstand.

Sokkel

I USA og Canada bruges andre hætter (dette skyldes til dels en anden spænding i netværkerne - 110 V, derfor forhindrer forskellige hættestørrelser utilsigtet skruing af europæiske lamper designet til en anden spænding): E12 (kandelabre), E17 (mellemprodukt), E26 (standard eller medium), E39 (mogul). Ligesom i Europa er der også sokler uden gevind.

Nomenklatur

I henhold til deres funktionelle formål og designfunktioner er glødelamper opdelt i:

• generelle lamper(indtil midten af ​​1970'erne blev udtrykket "lamper med normal belysning" brugt). Den mest udbredte gruppe af glødelamper beregnet til generelle, lokale og dekorative belysningsformål. Siden 2008, på grund af vedtagelsen af ​​en række stater af lovgivningsmæssige foranstaltninger med det formål at reducere produktionen og begrænse brugen af ​​glødelamper for at spare energi, begyndte deres produktion at falde;
• dekorative lamper fremstillet i krøllede kolber. De mest almindelige er lysformede kolber med en diameter på ca. 35 mm og sfærisk med en diameter på ca. 45 mm;
• lokale belysningslamper, strukturelt magen til universallamper, men designet til lav (sikker) driftsspænding - 12, 24 eller 36 (42) V. Anvendelsesområde - håndholdte (bærbare) lamper, samt lokale belysningslamper i industrilokaler (på maskiner, arbejdsbænke osv. osv., hvor en utilsigtet lampebrud er mulig);
• lysende lamper fremstillet i farvede kolber. Formål - forskellige former for belysningsinstallationer. Som regel har lamper af denne type en lav effekt (10-25 W). Farvning af kolber sker normalt ved at påføre et lag af uorganisk pigment på deres indre overflade. Mindre almindeligt bruges lamper med pærer malet på ydersiden med farvede lakker (farvede tsaponlak), deres ulempe er den hurtige falmning af pigmentet og afgivelse af lakfilmen på grund af mekaniske påvirkninger;
• spejl glødelamper har en specialformet kolbe, hvoraf en del er dækket med et reflekterende lag (en tynd film af termisk sprøjtet aluminium). Formålet med spejling er den rumlige omfordeling af lampens lysstrøm for at bruge den mest effektivt inden for en given rumvinkel. Hovedformålet med spejl -LN'er er lokaliseret lokal belysning;
• signallamper bruges i forskellige lyssignalanordninger (midler til visuel visning af information). Disse er laveffektlamper designet til en lang levetid. I dag afløses de af lysdioder;
• transportlamper- en ekstremt bred gruppe af lamper designet til at fungere på forskellige køretøjer (biler, motorcykler og traktorer, fly og helikoptere, lokomotiver og jernbane- og metrovogne, flod- og søfartøjer). Karakteristiske egenskaber: høj mekanisk styrke, vibrationsmodstand, brug af specielle hætter, der giver dig mulighed for hurtigt at udskifte lamper under trange forhold og samtidig forhindre, at lamperne spontant falder ud af holderne. Designet til at blive drevet fra det indbyggede elektriske netværk af køretøjer (6-220 V);
• spotlamper har normalt en høj effekt (op til 10 kW, tidligere producerede lamper op til 50 kW) og høj lysudbytte. De bruges i belysningsanordninger til forskellige formål (belysning og lyssignalering). Filamentet af en sådan lampe stables normalt mere kompakt for bedre fokusering på grund af et specielt design og ophæng i pæren;
• lamper til optiske instrumenter, som omfatter dem, der er produceret i store mængder indtil slutningen af ​​det XX århundrede. lamper til biografprojektionsudstyr har kompakt arrangerede spiraler, mange er placeret i specialformede pærer. De bruges i forskellige enheder (måleudstyr, medicinsk udstyr osv.);

Særlige lamper

Glødelampe (24V 35mA)

Opfindelsens historie

Lodygin lampe

Thomas Edison lampe med kulfiber.

• I 1809 bygger englænderen Delarue den første glødelampe (med platinspiral).
• I 1838 opfandt belgieren Jobar kulglødelampen.
• I 1854 udviklede tyskeren Heinrich Goebel den første "moderne" lampe: en forkullet bambustråd i et evakueret fartøj. I løbet af de næste 5 år udviklede han det, mange kalder den første praktiske lampe.
• I 1860 demonstrerede den engelske kemiker og fysiker Joseph Wilson Swan de første resultater og modtog et patent, men vanskeligheder med at opnå et vakuum førte til, at Svanens lampe ikke virkede længe og var ineffektiv.
• Den 11. juli 1874 modtog den russiske ingeniør Alexander Nikolaevich Lodygin patentnummer 1619 for en glødelampe. Som glødetråd brugte han en kulstang placeret i et evakueret kar.
• I 1875 forbedrede V.F.Didrikhson Lodygin -lampen ved at pumpe luft ud af den og bruge flere hår i lampen (hvis et af dem brænder ud, tænder det næste automatisk).
• Den engelske opfinder Joseph Wilson Swan modtog et britisk patent på en kulfiberlampe i 1878. I hans lamper var fiberen i en fortærnet iltatmosfære, hvilket gjorde det muligt at opnå meget skarpt lys.
• I anden halvdel af 1870'erne udfører den amerikanske opfinder Thomas Edison forskningsarbejde, hvor han forsøger forskellige metaller som en tråd. I 1879 patenterede han en platin filament lampe. I 1880 vendte han tilbage til kulfiber og skabte en lampe med en levetid på 40 timer. Samtidig opfandt Edison husstandens drejekontakt. På trods af så kort levetid erstatter dens lamper den gasbelysning, der har været brugt indtil da.
• I 1890'erne opfandt A.N. Lodygin flere typer lamper med glødetråde lavet af ildfaste metaller. Lodygin foreslog at bruge wolframfilamenter i lamper (det er dem, der bruges i alle moderne lamper) og molybdæn og vride filamentet i form af en spiral. Han gjorde de første forsøg på at pumpe luft ud af lamperne, hvilket forhindrede filamentet i at oxidere og forlængede deres levetid mange gange. Den første amerikanske kommercielle lampe med en wolframspole blev efterfølgende fremstillet under Lodygin -patentet. Han lavede også gasfyldte lamper (med kulfilament og nitrogenfyldning).
• Siden slutningen af ​​1890'erne har lamper vist sig med en glødetråd af magnesiumoxid, thorium, zirkonium og yttrium (Nernst -lampe) eller en glødetråd af metallisk osmium (Auer -lampe) og tantal (Bolton- og Feuerlein -lampe)
• I 1904 modtog ungarerne Dr. Sandor Yust og Franjo Hanaman et patent nr. 34541 for brug af et wolframfilament i lamper. I Ungarn blev de første sådanne lamper produceret, som kom ind på markedet gennem det ungarske firma Tungsram i 1905.
• I 1906 solgte Lodygin et patent på et wolframfilament til General Electric. I samme 1906 i USA byggede og satte han et anlæg i drift til den elektrokemiske produktion af wolfram, chrom, titanium. På grund af de høje omkostninger ved wolfram finder patentet kun begrænset brug.
• I 1910 opfinder William David Coolidge en forbedret metode til fremstilling af wolframfilament. Efterfølgende fortrænger wolframfilamentet alle andre typer filamenter.
• Det resterende problem med den hurtige fordampning af filamentet i et vakuum blev løst af den amerikanske videnskabsmand, en kendt specialist inden for vakuumteknologi, Irving Langmuir, der siden 1909 arbejdede hos General Electric, introducerede i produktionen af ​​fyldning pæren med inerte, mere præcist, tunge ædelgasser (især - argon), hvilket øgede deres driftstid betydeligt og øgede lysudbyttet.

Effektivitet og holdbarhed

Holdbarhed og lysstyrke baseret på driftsspænding

Næsten al den energi, der tilføres lampen, omdannes til stråling. Tab på grund af varmeledning og konvektion er små. For det menneskelige øje er der dog kun et lille bølgelængdeområde af denne stråling tilgængelig. Det meste af strålingen ligger i det usynlige infrarøde område og opfattes som varme. Glødelampens effektivitet ved en temperatur på omkring 3400 når sin maksimale værdi på 15%. Ved praktisk talt opnåelige temperaturer på 2700 (konventionel 60 W lampe) er effektiviteten 5%.

Når temperaturen stiger, øges glødelampens effektivitet, men dens holdbarhed reduceres betydeligt. Ved en glødetrådstemperatur på 2700 er lampens levetid cirka 1000 timer, ved 3400 er det kun få timer. Som vist på figuren til højre, når spændingen øges med 20 %, fordobles lysstyrken. Samtidig reduceres levetiden med 95%.

Reduktion af forsyningsspændingen, selvom det sænker effektiviteten, men øger holdbarheden. Så en halvering af spændingen (for eksempel med en serieforbindelse) reducerer effektiviteten med omkring 4-5 gange, men det øger levetiden med næsten tusind gange. Denne effekt bruges ofte, når det er nødvendigt at levere pålidelig nødbelysning uden særlige krav til lysstyrke, for eksempel på trapper. Ofte for dette, når den forsynes med vekselstrøm, er lampen forbundet i serie med dioden, således at strømmen kun løber ind i lampen i halvdelen af ​​perioden.

Da prisen på elektricitet, der forbruges i løbet af en glødelampes levetid, er titusinder gange højere end prisen på selve lampen, er der en optimal spænding, hvor prisen på lysstrømmen er minimal. Den optimale spænding er lidt højere end den nominelle, derfor er metoder til at øge holdbarheden ved at sænke forsyningsspændingen fra et økonomisk synspunkt absolut urentable.

Den begrænsede levetid for en glødelampe skyldes i mindre grad fordampningen af ​​filamentmaterialet under drift og i højere grad inhomogeniteter, der opstår i filamentet. Ujævn fordampning af filamentmaterialet fører til udseende af tyndede områder med øget elektrisk modstand, hvilket igen fører til endnu større opvarmning og fordampning af materialet på sådanne steder. Når en af ​​disse indsnævringer bliver så tynd, at filamentmaterialet smelter på det tidspunkt eller fordamper fuldstændigt, afbrydes strømmen, og lampen svigter.

Det største slid på glødetråden opstår, når lampen påføres en skarp spænding, derfor er det muligt at øge levetiden betydeligt ved hjælp af forskellige slags softstart -enheder.

Kold wolframfilament har en resistivitet, der kun er 2 gange højere end aluminiums. Når lampen brænder ud, sker det ofte, at kobbertrådene, der forbinder basens kontakter med spiralholderne, brænder ud. Så en konventionel 60 W lampe i det øjeblik, den tændes, bruger mere end 700 W og en 100 watt - mere end en kilowatt. Når spolen varmes op, øges dens modstand, og effekten falder til nominel.

For at udjævne spidseffekten kan termistorer med en stærkt faldende modstand, når den varmes op, reaktiv ballast i form af en kapacitans eller induktans, og dæmpere (automatisk eller manuel) bruges. Spændingen på lampen øges, når spolen varmes op og kan bruges til at omgå ballasten ved automatisering. Uden at afbryde forkoblingen kan lampen miste fra 5 til 20 % af sin effekt, hvilket også kan være gavnligt for at øge ressourcen.

Lavspændings glødelamper med samme effekt har en længere ressource og lysudbytte på grund af den større del af glødelampen. Derfor er det i multi-lampe-armaturer (lysekroner) tilrådeligt at bruge sekventiel kobling af lamper til en lavere spænding i stedet for parallel kobling af lamper til netspænding. For eksempel, i stedet for seks 220V 60W lamper forbundet parallelt, skal du bruge seks 36V 60W lamper forbundet i serie, det vil sige erstatte seks tynde spiraler med en tyk.

Nedenfor er det omtrentlige forhold mellem effekt og lysstrøm for konventionelle gennemsigtige pæreformede glødelamper, populære i Rusland, E27 base, 220V.

Varianter af glødelamper

Glødelamper er opdelt i (arrangeret efter stigende effektivitet):

• Vakuum (det enkleste)
• Argon (nitrogen-argon)
• Krypton (cirka + 10% lysstyrke fra argon)
• Xenon (2 gange lysere end argon)
• Halogen (fyldstof I eller Br, 2,5 gange lysere end argon, lang levetid, kan ikke lide underfyring, da halogencyklussen ikke virker)
• Halogen med to pærer (mere effektiv halogencyklus på grund af bedre opvarmning af den indre pære)
• Xenon-halogen (Xe + I eller Br fyldstof, det mest effektive fyldstof, op til 3 gange lysere end argon)
• Xenon-halogen med en infrarød reflektor (da det meste af lampens stråling falder på det infrarøde område, øger reflektionen af ​​infrarød stråling inde i lampen betydeligt effektiviteten, de produceres til jagtlygter)
• Glødelampe med en belægning, der konverterer infrarød stråling til det synlige område. Udvikling af lamper med et højtemperaturphosphor, som ved opvarmning udsender et synligt spektrum, er i gang.

Fordele og ulemper ved glødelamper

Fordele:

• konsistens i masseproduktion
• lavpris
• lille størrelse
• mangel på kontroludstyr
• ufølsomhed over for ioniserende stråling
• ren elektrisk modstand (enhedens effektfaktor)
• hurtig afgang til driftstilstand
• lav følsomhed over for strømsvigt og strømstød
• fravær af giftige komponenter og som følge heraf intet behov for infrastruktur til indsamling og bortskaffelse
• evnen til at arbejde på enhver form for strøm
• ufølsom over for spændingspolaritet
• evnen til at fremstille lamper til en lang række spændinger (fra fraktioner af volt til hundredvis af volt)
• ingen flimmer ved arbejde med vekselstrøm (vigtigt på fabrikker).
• ingen brummen ved drift på vekselstrøm
• kontinuerligt spektrum
• et behageligt og velkendt spektrum i hverdagen
• modstand mod elektromagnetisk impuls
• muligheden for at bruge lysdæmpere
• ikke bange for lave og høje omgivelsestemperaturer, modstandsdygtige over for kondens

Ulemper:

Begrænsninger på import, indkøb og produktion

I forbindelse med behovet for at spare elektricitet og reducere udledningen af ​​kuldioxid til atmosfæren har mange lande indført eller planlægger at indføre et forbud mod produktion, køb og import af glødelamper for at tvinge dem til at udskifte dem med energibesparende (kompakte) fluorescerende, LED, induktion osv.) lamper.

I Rusland

Ifølge nogle kilder blev der i 1924 indgået en aftale mellem kartelmedlemmerne om at begrænse levetiden for glødelamper til 1000 timer. Samtidig blev alle lampeproducenter i kartellet forpligtet til at opretholde streng teknisk dokumentation for overholdelse af foranstaltninger til at forhindre 1000 timers overskridelse af lampens livscyklus.

Derudover blev de nuværende Edison-basisstandarder udviklet af kartellet.

se også

Noter

1. Hvide LED -lamper undertrykker produktionen af ​​melatonin - Gazeta.ru | Videnskaben
2. Køb værktøj, belysning, elektricitet og datakommunikation på GoodMart.com
3. Fotolampe // Photocinema: Encyclopedia / Chefredaktør E. A. Iofis. - M.: Soviet Encyclopedia, 1981.
4. E. M. Goldovsky. Sovjetisk filmteknologi. Forlag for Sovjetunionens videnskabsakademi, Moskva-Leningrad. 1950, s. 61
5. Opfindelsens historie og udvikling af elektrisk belysning
6. David Charlet. Opfindelsens konge Thomas Alva Edison
7. Elektroteknisk encyklopædi. Historien om opfindelsen og udviklingen af ​​elektrisk belysning
8. A. de Lodyguine, OS. Patent 575,002 "Pærer til glødelamper". Ansøgning den 4. januar 1893 .
9. G.S. Landsberg. Elementær fysik lærebog (russisk). Arkiveret fra originalen den 1. juni 2012. Hentet 15. april 2011.
10. da: Glødelampe
11. [Glødelampe]- artikel fra Small Encyclopedic Dictionary of Brockhaus og Efron
12. Historien om Tungsram (PDF). Arkiveret(Engelsk)
13. Ganz og Tungsram - det 20. århundrede. (utilgængeligt link - historie) Hentet 4. oktober 2009.
14. AD Mirmirov, K.M. Antipov. Opslagsbog power engineer. Moskva, "Energoatomizdat", 1987.
15. Keefe, T.J. Lysets natur (2007). Arkiveret fra originalen 1. juni 2012. Hentet 5. november 2007.
16. Klipstein, Donald L. The Great Internet Light Bulb Book, del I (1996). Arkiveret fra originalen 1. juni 2012. Hentet 16. april 2006.
17. Sort krops synligt spektrum
18. Se lysstyrkefunktionen.
19. Glødelamper, egenskaber. Arkiveret fra originalen den 1. juni 2012.
20. Taubkin S.I. Brand og eksplosion, træk ved deres undersøgelse - M., 1999 s. 104
21. Den 1. september stopper EU med at sælge 75 watt glødelamper.
22. EU begrænser salget af glødepærer fra 1. september, europæerne er utilfredse. Interfax-Ukraine.
23. Medvedev foreslog at forbyde "Ilyichs pærer", Lenta.ru, 02.07.2009.
24. Den Russiske Føderations føderale lov af 23. november 2009 nr. 261-FZ "Om energibesparelse og om øget energieffektivitet og om ændringer af visse lovgivningsmæssige retsakter i Den Russiske Føderation".
25. Saboter vetoretten , Lenta.ru, 28.01.2011.
26. "Lisma" har startet produktionen af ​​en ny serie af glødelamper, State Unitary Enterprise RM "LISMA".
27. Nødvendighed for opfindelser er snedig: glødelamper med en effekt på 95W dukkede op på salg, EnergoVOPROS.ru.
28. http://russeca.kent.edu/InternationalBusiness/Chapter09/t09p23.html Restrictive Business Practices in Technology Transfer (CCT)

En glødepære er et kendt objekt. Elektricitet og kunstigt lys er længe blevet en integreret del af virkeligheden for os. Men de færreste tænker på, hvordan den allerførste og velkendte glødelampe så ud.

Vores artikel vil fortælle dig, hvad en glødelampe er, hvordan den fungerer, og hvordan den så ud i Rusland og rundt om i verden.

Hvad er

En glødelampe er en elektrisk version af en lyskilde, hvis hoveddel er en ildfast leder, der spiller rollen som et glødelampe. Lederen er anbragt i en glaskolbe, som indvendigt er oppustet med en inert gas eller helt fri for luft. Ved at lede en elektrisk strøm gennem en ildfast ledertype kan denne lampe udsende en lysstrøm.

Glødelampe lyser

Driftsprincippet er baseret på det faktum, at når en elektrisk strøm strømmer gennem det glødende legeme, begynder dette element at gløde og opvarmer wolframfilamentet. Som et resultat begynder glødetråden at udsende stråling af den elektromagnetisk-termiske type (Plancks lov). For at skabe en glød skal glødetemperaturen være et par tusinde grader. Med faldende temperatur vil glødspektret blive mere og mere rødt.
Alle ulemper ved en glødelampe ligger i glødelampetemperaturen. Jo bedre lysstrøm der er behov for, jo højere temperatur kræves. I dette tilfælde er wolframfilamentet kendetegnet ved en varmegrænse, over hvilken denne lyskilde er permanent ude af drift.
Bemærk! Temperaturgrænsen for opvarmning til glødelamper er 3410 ° C.

Designfunktioner

Da en glødelampe betragtes som den allerførste lyskilde, er det helt naturligt, at dens design skal være ret simpelt. Især sammenlignet med de nuværende lyskilder, der gradvist erstatter det fra markedet.
I en glødelampe er de førende elementer:

• pære;
• glød krop;
• nuværende kundeemner.

Bemærk! Den første sådan lampe havde netop sådan en struktur.

Glødelampe design

Til dato er der udviklet flere muligheder for glødelamper, men denne struktur er typisk for de enkleste og allerførste modeller.
I en standard glødepære er der ud over elementerne beskrevet ovenfor en sikring, som er et led. Den består af en ferronickel -legering. Det svejses ind i bruddet af en af ​​produktets to strømledninger. Linket er placeret i benet på den aktuelle bly. Det er nødvendigt for at forhindre ødelæggelse af glaspæren under trådens gennembrud. Dette skyldes det faktum, at når wolframfilamentet bryder igennem, dannes en lysbue. Det kan smelte den resterende tråd. Og dets fragmenter kan beskadige glasflasken og føre til brand.
Sikringen ødelægger lysbuen. En sådan ferronikkelforbindelse placeres i et hulrum, hvor trykket er lig med atmosfærisk tryk. I denne situation slukkes buen.
Denne struktur og funktionsprincip sikrede udbredt brug af glødelamper rundt om i verden, men på grund af deres høje energiforbrug og korte levetid er de i dag meget mindre brugt. Det skyldes, at der er dukket mere moderne og effektive lyskilder op.

Opdagelseshistorie

Forskere fra både Rusland og andre lande i verden har bidraget til skabelsen af ​​glødelampen i den form, som den kendes i dag.

Alexander Lodygin

Indtil det øjeblik, hvor opfinderen Alexander Lodygin fra Rusland begyndte at arbejde på udviklingen af ​​glødelamper, bør nogle vigtige begivenheder noteres i dets historie:

• i 1809 skabte den berømte opfinder Delarue fra England sin første glødelampe udstyret med en platinspole;
• næsten 30 år senere, i 1938, udviklede den belgiske opfinder Jobar en kulstofmodel af en glødelampe;
• opfinderen Heinrich Goebel fra Tyskland havde allerede præsenteret den første version af en fungerende lyskilde i 1854.

En pære i tysk stil havde en forkullet bambustråd, der blev placeret i et evakueret kar. I løbet af de næste fem år fortsatte Heinrich Goebel sin udvikling og kom i sidste ende til den første eksperimentelle version af en fungerende glødepære.

Den første praktiske pære

Joseph Wilson Swan, en berømt fysiker og kemiker fra England, viste verden sine første succeser med udviklingen af ​​en lyskilde i 1860 og blev tildelt et patent for sine resultater. Men nogle af de vanskeligheder, der opstod med skabelsen af ​​et vakuum, viste den ineffektive og ikke langsigtede drift af Swan-lampen.
I Rusland, som nævnt ovenfor, var Alexander Lodygin engageret i forskning inden for effektive lyskilder. I Rusland var han i stand til at opnå en glød i et glasbeholder af en kulstang, hvorfra luft tidligere var blevet evakueret. I Rusland begyndte historien om opdagelsen af ​​en glødepære i 1872. Det var i dette år, at Alexander Lodygins lykkedes i sine eksperimenter med en kulstang. To år senere modtog han et patent i Rusland under nummeret 1619, som blev udstedt til ham for lampens glødetrådstype. Han erstattede gevindet med en kulstang i en vakuumkolbe.
Nøjagtigt et år senere forbedrede V.F.Didrikhson signifikant udseendet på glødelampen, der blev skabt i Rusland af Lodygin. Forbedringen bestod i at erstatte kulstofstangen med et par hår.

Bemærk! I en situation, hvor den ene brændte ud, blev den anden automatisk tændt.

Joseph Wilson Swan, der fortsatte sin indsats for at forbedre en eksisterende model af en lyskilde, modtager et patent på en pære. Her blev kulfiber brugt som varmeelement. Men her var den allerede placeret i en fortærnet atmosfære af ilt. Denne atmosfære producerede meget skarpt lys.

Thomas Edison bidrag

I 70'erne af forrige århundrede sluttede en opfinder fra Amerika, Thomas Edison, sig til det opfindsomme kapløb om at skabe en fungerende model af en glødelampe.

Thomas Edison

Han forskede i brugen af ​​filamenter lavet af en række forskellige materialer i form af et glødende element. Edison modtog i 1879 patent på en pære udstyret med en platinfilament. Men efter et år vender han tilbage til den allerede bevist kulfiber og skaber en lyskilde med en levetid på 40 timer.

Bemærk! Samtidig med arbejdet med at skabe en effektiv lyskilde, skabte Thomas Edison en roterende type husholdningsafbryder.

På trods af at Edison-pærer kun varer 40 timer, begyndte de aktivt at fortrænge den gamle version af gasbelysning fra markedet.

Resultaterne af Alexander Lodygins arbejde

Mens Thomas Edison på den anden side af verden udførte sine eksperimenter, fortsatte Alexander Lodygin i Rusland med at engagere sig i lignende forskning. I 90'erne af 1800 -tallet opfandt han flere typer pærer på én gang, hvis tråde var lavet af ildfaste metaller.

Bemærk! Det var Lodygin, der først besluttede at bruge et wolframfilament som glødelampe.

Lodygins pære

Ud over wolfram foreslog han også at bruge glødetråde fremstillet af molybdæn samt vride dem i en spiralform. Lodygin lagde sådanne tråde af ham i kolber, hvorfra al luft blev pumpet ud. Som et resultat af sådanne handlinger blev trådene beskyttet mod oxygenoxidation, hvilket gjorde produkternes levetid betydeligt lang.
Den første type kommerciel pære produceret i Amerika indeholdt et wolframfilament og blev fremstillet under Lodygin -patentet.
Det er også værd at bemærke, at Lodygin udviklede gasfyldte lamper indeholdende kulfiber og fyldt med nitrogen.
Således tilhører forfatterskabet af den første glødepære sendt til masseproduktion den russiske forsker Alexander Lodygin.

Egenskaber ved Lodygin -pæren

Moderne glødelamper, der er direkte efterkommere af Alexander Lodygins model, er kendetegnet ved:

• fremragende lysstrøm;
• fremragende farvegengivelse;

Glødelampe farvegengivelse

• lav hastighed af konvektion og varmeledning;
• glødetrådstemperatur - 3400 K;
• ved det maksimale niveau for opvarmningstemperaturindekset er effektiviteten 15%.

Derudover bruger denne type lyskilde under driften meget elektricitet sammenlignet med andre moderne pærer. På grund af deres designfunktioner kan disse lamper holde cirka 1000 timer.
Men på trods af det faktum, at disse produkter ifølge mange evalueringskriterier er ringere end mere avancerede moderne lyskilder, på grund af deres lave omkostninger, er de stadig relevante.

Konklusion

Opfindere fra forskellige lande deltog i skabelsen af ​​en effektiv glødelampe. Men kun den russiske videnskabsmand Alexander Lodygin var i stand til at skabe den mest optimale løsning, som vi faktisk fortsat bruger til den dag i dag.

Hemmeligheder ved at installere spotlights i et strækloft: hvor svært er det?