Iš ko susideda kaitrinė lemputė - grandinė ir įtaisas

Norėdami sukurti dirbtinį apšvietimą, dažnai naudojama įprasta kaitrinė lempa. Šis elementas visiems pažįstamas nuo SSRS laikų. Stiklo lemputė, kasetė ir spiralė yra pagrindinės matomos gaminio dalys. Kaip kaitinamoji lempa veikia iš vidaus, įdomu tiek pradedantiesiems meistrams, tiek profesionalams.

Lemputės išradimo istorija

Produktą įvairiais laikotarpiais sukūrė ir tobulino daugelis mokslininkų. Pirmąjį elektros lanką uždegė mokslininkas V.V.Petrovas. 1802 m. Išradimas susidėjo iš dviejų anglies strypų, kurie buvo prijungti prie galvaninės baterijos polių. Jų artėjimo momentu atsirado elektros iškrova, o virš elementų susidarė šviesos lankas. Tokios lempos naudoti kasdieniame gyvenime buvo neįmanoma dėl daugelio priežasčių - dizaino nepatogumų, greito anglies lazdelių perdegimo. Tačiau pasaulio mokslininkai pradėjo suprasti, iš ko pagaminti lempą.

Po 70 metų, 1872 m., Lodygin A.N. gavo kaitrinės lempos patentą. Kaip spiralė joje buvo naudojama retortinė anglies lazdelė, kuri buvo padėta po stikliniu gaubtu.

Jau 1880 m., Gegužės 10 d., „Lodygin“ lempoje Sankt Peterburge ant Liteiny tilto buvo įrengtas gatvių apšvietimas. Šviesos šaltinio gyvavimo laikas buvo tik 2 mėnesiai (kol anglies lazdelė perdegė).

1880 m. Thomas Edisonas JAV pristatė patobulintą „Lodygin“ kaitrinę lempą. Jam pavyko pasiekti, kad iš stiklo lemputės būtų pašalintas oras, kuris užtikrino ilgesnį spiralės degimą ir ryškesnį švytėjimą. Edisonas taip pat sukūrė srieginį pagrindą, skirtą lemputei įsukti į lizdą.

1910 m. Buvo nuspręsta susukti volframo siūlą į spiralę, kad padidėtų jo tarnavimo laikas. Taigi produktas dabar veikia vietoj pradinių 50–100 valandų visas 1000 valandų.

Šiluminės spinduliuotės principas taip pat naudojamas gaminant fluorescencines halogenines lempas.

Iš ko susideda lempa

Kaitrinės lempos struktūra ir grandinė atrodo taip:

• stiklo lemputė kriaušės formos arba apvali;
• kaitinamojo siūlo korpusas (volframo arba anglies gija), esantis jame ant dviejų kablių laikiklių;
• du elektrodai;
• lydusis saugiklis;
• koja;
• pagrindas (korpusas) su izoliatoriumi;
• jo kontaktas (apačioje).

Volframo gijų (spiralės, gijų) oksidacija pašalinama dedant ją į vakuumą arba dujinę terpę. Jie užpildo stiklinę kolbą.

Elektriniai parametrai

Visos lemputės gaminamos skirtingai įtampai. Kadangi ugniai atsparus metalinis volframas turi mažą varžą, šviesos elemento įtaisui reikia ilgos vielos. Taigi lemputėje esantis siūlas dažnai siekia 50 mikrometrų. Įjungus šviesą, per kaitinimo siūlelio korpusą praeina srovė, kuri 10–14 kartų viršija veikiančią. Kuo labiau siūlas įkaista, tuo labiau padidėja sriegio varža ir sumažėja srovė.

Elektrinės kaitinamosios lempos veikimo principas

Įvertinus, iš ko susideda lemputė, svarbu suprasti jos veikimo principą:

• Įjungus šviesą, pagrindo dugnu į kaitinamojo siūlo korpusą teka srovė.
• Uždarius elektros grandinę volframo gija yra labai karšta, o tai sukelia jos švytėjimą.
• Šiuo metu sriegio temperatūra siekia 570 laipsnių.
• Taigi lempučių švytėjimo spektras nukrypsta į šiltą temperatūrą.

Kaip pavyzdį: kuo mažesnis volframo / anglies gijų laipsnis, tuo mažesnė energijos dalis eina į kaitinamąjį kūną ir išprovokuoja jo matomą spinduliuotę. Retro lempos skiriasi tuo, kad jos šildo spiralę lėčiau ir silpniau.

Šviesos elementų atmainos

Visi produktai klasifikuojami pagal skirtingus parametrus. Pagal kolbos užpildymo tipą skiriami šie žibintai:

• paprasčiausi vakuuminiai (kai jie pagaminti, visas oras išsiurbiamas iš kolbos);
• pripildytas argono dujų;
• ksenono halogenas;
• pripildytas kriptono.

Pagal paskirtį lemputės skirstomos į šias rūšis:

• Dekoratyvinis. Jie dirba pagal įprastą principą. Kolba pagaminta žvakės arba rutulio pavidalu.

  

• Pagrindinis tikslas. Tai yra žinoma visiems įprastiems elementams, įsukamiems į sietyną ar žvakidę. Dažnai meistrą jaudina klausimas, kiek vatų sunaudoja lemputė. Galite nusipirkti gaminį, kurio galia yra 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 ir daugiau vatų. Kuo didesnis rodiklis, tuo ryškesnis bus švytėjimas.
• Lempos vietiniam apšvietimui. Struktūriškai jie niekuo nesiskiria nuo įprastų elementų. Bet jų darbinė įtampa yra 12–42 V.
• Apšvietimo lemputės. Jie turi kolbą, nudažytą ryškiomis spalvomis. Darbinė galia yra 10-25 W.
• Signalas. Jie pasižymi itin maža galia ir naudojami šviesos signalų įtaisams. Šiandien tokius gaminius drąsiai keičia modernios LED lempos.
  
• Prožektorius. Šviečiantis kūnas čia dedamas ypatingai dėl patogios pakabos kolboje. Dėl to galima geriau sutelkti švytėjimą. Tokių lempų galia siekia 10–50 kilovatų.

  

• Veidrodinis. Jie turi specialią dangą ant kolbos. Jis iš dalies padengtas termiškai purškiamo aliuminio plėvele. Taigi galima pasiekti siaurą šviesos pluošto kryptingumą. Veidrodžiai naudojami vietiniams apšvietimo prietaisams.
• Transportas. Šiems gaminiams būdingas padidėjęs atsparumas ir vibracija. Transporto lempoms naudojami specialūs gaubteliai, kurių dėka ankštose automobilio sąlygose galite greitai pakeisti apšvietimo elementą. Tokie elementai veikia iš 6-220 V automatinio maitinimo šaltinio.
• Optinių prietaisų gaminiai. Šiandien jie beveik niekada negaminami. Anksčiau buvo naudojamas kino projektoriams, medicinos įrangai. Šio tipo lempos turi ypatingą lemputės formą.
• Perjungimo šviesa. Jie priklauso signalo klasei. Jie turi mažą kolbos dydį, todėl juos galima įdėti po įvairių nustatymų skydelių mygtukais.

  

Pagal siūlų skaičių visi elementai yra:

• Dvigubas. Jie turi vieną kaitinamąjį korpusą, skirtą tolimai (stipriai) šviesai, ir vieną, skirtą beveik (silpnai) šviesai. Jie naudojami automobilių, aviacijos, geležinkelio šviesoforuose, Maskvos Kremliaus žvaigždėse.
• Viengriečiai. Įprastos lemputės su volframo gija.

Mažos inercijos produktų šildymo korpusas turi ypač ploną spiralę. Anksčiau jie buvo naudojami optinėms garso įrašymo sistemoms. Taip pat yra šildymo lempų, kurios naudojamos kameroms, elektrinėms viryklėms, biuro įrangai ir kt. Džiovinti.

Privalumai ir trūkumai

Kaitrinės lempos turi daug privalumų:

• priimtinos išlaidos;
• kompaktiški matmenys;
• greitas atsakymas į įjungimą / išjungimą;
• mirgėjimo trūkumas, neigiamai veikiantis akis;
• įtampos šuolių inercija;
• minkšta švytėjimo gama, prisidedanti prie atsipalaidavimo, sukurianti komforto atmosferą;
• geras spalvų perteikimo indeksas lygus Ra 90;
• dirbti bet kokiomis sąlygomis (įskaitant didelę drėgmę);
• nuolatinis prieinamumas vartotojui;
• ekologiškumas;
• triukšmo trūkumas veikiant;
• jonizuojančiosios spinduliuotės inertiškumas.

Kaitinamųjų lempų trūkumai apima šiuos dalykus:

• trapumas, jautrumas mechaniniams pažeidimams;
• gana trumpas tarnavimo laikas;
• mažas efektyvumas, neviršijantis 5-7% (suvartotos energijos ir matomosios spinduliuotės santykis);
• gaisro pavojus dėl tiesioginio žibinto kontakto su degiosiomis medžiagomis (tekstile, šiaudais ir kt.);
• sprogimo tikimybė dėl terminio smūgio arba spiralės plyšimo esant įtemptai.

Nepaisant visų šių trūkumų, įprastos lemputės užtikrintai išlaiko savo pozicijas. Jomis vis dar naudojasi daugiau nei 70% NVS gyventojų.

Efektyvumas ir ilgaamžiškumas

Analizuojant kaitrinės lempos veikimą, svarbu suprasti jos efektyvumą. Esant 3400 Kelvino šviesos temperatūrai, ląstelių efektyvumas yra 15%. Tai reiškia energijos suvartojimo ir žmogaus akiai matomos šviesos spinduliuotės santykį. Esant 2700 K temperatūrai (vidutinė normali buitinei lempai), efektyvumas yra tik 5%.

Kuo aukštesnė kaitinamojo siūlo temperatūra, tuo didesnis bus efektyvumas. Tačiau sutrumpėja produkto tarnavimo laikas. Pavyzdžiui, padidinus įtampą 20%, apšvietimo ryškumas taps stipresnis - lemputės efektyvumas padidės, tačiau tarnavimo laikas sumažės 90-95%. Atitinkamai, sumažėjus įtampai, sumažėja produkto efektyvumas ir padidėja jo tarnavimo laikas.

Kaip pailginti kaitrinės lempos tarnavimo laiką

Vidutinė buitinė kaitrinė lemputė tarnauja 700–1000 valandų. Bet iš tikrųjų elementas perdega daug greičiau. Norint pailginti lemputės tarnavimo laiką, būtina užkirsti kelią veiksniams, išprovokuojantiems spiralės perdegimą.

• Stebėkite įtampos diapazoną. Jis nurodomas ant produkto kolbos. Paprastai jis yra lygus 125-135 W, 220-230 W, 2,3-2,4 kW. Jei namuose bus viršyta įtampa, produktas greičiau išdegs. Pavyzdžiui, bute didžiausia įtampa yra 220 V, o lempa buvo įsigyta 125–135 V diapazone. Čia kaitinimo siūlas tikrai greičiau išdegs, nes padidėja produkto efektyvumas.
• Pašalinkite kasetės veikimo sutrikimą. Jei lempos dažnai dega, verta ją apžiūrėti, dar kartą patikrinti kontaktus. Jei reikia, pakeiskite kasetę.
• Pašalinkite vibracijas. Jie sukelia greitą volframo gijų perdegimą. Todėl geriau perkelti mobilias lempas išjungus lempą.

Norėdami pratęsti kaitrinės lempos tarnavimo laiką, įtampą tinkle galite sumažinti tik 7–8%. Šiuo atveju produktas dirbs 3-3,5 karto ilgiau, kai bus sunaudojama ekonomiškai.