Vad är en glödlampa, design och funktionsprincip

Har du någonsin undrat vad en vanlig glödlampa är? De flesta av oss vet att den enklaste belysningsanordningen består av en bas, en glödlampa och en volframglödtråd, men hur fungerar den, varför brinner den ut med tiden och varför är glödlampor fyllda med inerta gaser?

Vi kommer att prata om alla egenskaper hos enkla "Ilyich-lampor" och moderna fluorescerande och LED-enheter i den här artikeln.

Vad är en glödlampa

En vanlig glödlampa är en driven ljuskälla, vars huvuddel består av ett eldfast material som fungerar som en glödtrådskropp. I de flesta fall placeras sådant material (ledare) i en vakuumkolv eller en kolv fylld med inerta gaser. När ström passerar genom en ledare värms den upp och börjar avge ett starkt sken.

Intressant! För att volframglödtråden i en glödlampa ska tändas måste den värmas upp till en temperatur på cirka 2000 °C. Temperaturgränsen för glödlampan kan anses vara 3410 °C.

skapelsehistoria

Faktum är att ingen forskare någonsin har uppfunnit något helt på egen hand: detta är vad som hände med den "klassiska" glödlampan. Tillbaka 1840 designade en brittisk uppfinnare vid namn Warren De la Rue den första glödlampan som drivs av en platinaledare. Två år tidigare, 1838, uppfann en belgisk forskare vid namn Jobard världens första ljuskälla med kolkärna. Tja, exakt hundra år före slutet av andra världskriget skapar Heinrich Goebel de första prototyperna av moderna glödlampor.

Det är anmärkningsvärt att Goebels första lampa hade en förkolnad bambu-tråd placerad i ett vakuum. Forskaren fortsatte att arbeta med sin idé i cirka 5 år till, varefter han presenterade den för allmänheten.

Ryska forskare gjorde också ett betydande bidrag till uppfinningen, som nu används av hela världen. Sålunda, 1874, registrerades den första glödlampan med en kolkärna placerad i en luftlös miljö i namnet Alexander Nikolaevich Lodygin. Det stora problemet med en sådan ljuskälla var att kol som ledare inte kunde hålla tillräckligt länge och brann ut kort efter användning. Med tiden kom planetens ljusa sinnen på idén att ersätta kol med volfram.

Intressant! När vi talar om elektricitet och belysningsanordningar kan vi inte undgå att nämna den store Thomas Edison. Det var han som först skapade och patenterade en glödlampa som var billig att tillverka och hållbar (i förhållande till de flesta enheter på den tiden).

Sedan dess uppfinning har den välbekanta ljuskällan inte förändrats mycket, men tekniska förändringar ägde fortfarande rum i den: ledaren ersattes med en mer avancerad, och utrymmet inuti glödlampan började fyllas med en speciell gas.

Designfunktioner och funktionsprincip

Standard LN består av:

• en kolv fylld med en inert gas (eller helt utan luft);
• en bas som samtidigt fungerar som både ett "lock" på glödlampan och ett element för att ansluta lampan till nätverket;
• elektroder;
• filamentspole placerad på speciella stöd;
• baskontakt.

Volfram valdes som ledarmaterial för att minimera strömförbrukningen för uppvärmning och minska glödtrådens tvärsnitt till ett minimum.

Intressant! Resistivitetsparametern för volfram är tre gånger större än för koppar.

Spiralen drivs av ström från elektroderna, och molybden används som huvudmaterialet i "hornen" på vilka spiralen är installerad: den är eldfast och expanderar faktiskt inte när den värms upp. Användningen av en inert gas ökar spiralens potentiella livslängd: i en gasmiljö är det "svårare" för den att brinna ut. När det gäller basen kan dess storlek och trådar på den variera.

Egenskaper och typer

Utöver de vanliga hushållsläkemedlen vi är vana vid, identifierar experter flera fler av deras sorter, inklusive:

1. Dekorativ. De kännetecknas av icke-standardiserade glödlampor, en förstorad spiral och låg belysning. Sådana enheter används oftast av designers för att genomföra projekt i "vintage" stil.
2. Belysning. De har en glödlampa målad på insidan och har låg effekt (upp till 25 W). De ändrar snabbt nyansen på glöden, så de kräver ofta utbyte.
3. Signal. Tidigare användes de i stor utsträckning i olika belysningsenheter, men idag ersätts de aktivt i detta område av LED-alternativ.
4. Speglad.Glödlampan i en sådan lampa är delvis täckt med ett lager av aluminium som reflekterar ljuset väl, vilket gör att den kan koncentrera belysningen på en viss punkt i rummet.
5. Transport. De används för att utrusta optiken hos bilar, traktorer, flygplan, olika marina fartyg etc. De har ökad styrka och är motståndskraftiga mot vibrationer.
6. Dubbeltråd. En speciell undertyp som används i järnvägstrafikljus, flygplan och bilar.

Referens. Det finns andra typer av LN, men idag har de flesta av dem ersatts av mer moderna enheter, som kommer att diskuteras lite längre.

Fördelar och nackdelar

De positiva egenskaperna hos klassisk LP inkluderar låg kostnad, små dimensioner, immunitet mot små spänningsfall i nätverket, ett behagligt spektrum av belysning för mänskligt syn, ett brett utbud av kraftalternativ, frånvaron av giftiga eller andra skadliga komponenter i kompositionen och buller under drift. Om vi ​​pratar om nackdelarna, är det värt att nämna en relativt kort livslängd, en ganska hög strömförbrukning och en brandrisk.

Viktig! Ytan runt kraftfulla glödlampor kan värmas upp till +330 grader Celsius. Var försiktig!

Tillämpningsområde

Klassiska LN:er används för hushållsbelysning av lokaler och lokala områden, kommersiella fastigheter, används i bil-, järnvägs- och flygtransporter, installerade i bärbara belysningsanordningar (fickor, etc.), används inom film, design, medicin och många andra sektorer av livet.

Design och funktionsprincip för moderna typer av lampor

Moderna belysningsenheter inkluderar halogen, lysrör, energibesparande och LED-enheter. Låt oss överväga varje typ individuellt.

Halogen

Sådana enheter är en moderniserad version av klassiska LN. Kolven på en sådan anordning är fylld med halogen, som reagerar med volfram som avdunstar när den värms upp. Detta gör att du kan förlänga enhetens livslängd. Dessutom används kvarts i halogenlampor. Halogenbelysningsanordningar har vanligtvis högre prestandaegenskaper än konventionella lampor.

Självlysande

Dessa enheter kallas även lysrör. De har hög färgåtergivningskvalitet, vilket gör att de kan användas i skyltfönster och hyllor. Jämfört med LN förbrukar en självlysande enhet 4–5 gånger mindre energi och har längre livslängd. De har också sina nackdelar - dålig prestanda vid låga temperaturer och innehållet av skadliga ämnen (inklusive kvicksilver) i vissa modeller.

Energi sparande

Huvudfunktionen hos energibesparande belysningsanordningar är den elektroniska enheten, som säkerställer både tändning och drift av lampan. En sådan enhet kännetecknas av mer stabil drift, lägre strömförbrukning, längre livslängd och ett brett utbud av tillgängliga färger.

Viktig! Vid tillverkning av energisnåla lampor används ämnen som är farliga för natur och människor, så bortskaffandet av dem måste uteslutande ske genom särskilda insamlingsställen.

LED

Utformningen av sådana lampor använder halvledarkristaller: de skapar en glöd när elektrisk ström passerar genom dem.Jämfört med samma halogenenheter är LED-enheter cirka 4–7 gånger effektivare, och när det gäller livslängd kan en sådan enhet hålla i upp till 50 000 timmar. Den enda nackdelen med LED-lampor anses vara deras höga kostnad, men med hänsyn till besparingarna på underhåll och förbrukning är det på lång sikt mycket mer lönsamt att köpa dem.

Så vi fick reda på vad en glödlampa är, tittade på de flesta typer av moderna och inte så moderna alternativ. Vi hoppas att du nu har en allmän uppfattning om funktionerna i deras verksamhet.