Bóng đèn sợi đốt bao gồm những gì - mạch điện và thiết bị

Để tạo ra ánh sáng nhân tạo, người ta thường sử dụng đèn sợi đốt thông thường. Yếu tố này quen thuộc với mọi người kể từ thời Liên Xô. Bóng đèn thủy tinh, hộp mực và hình xoắn ốc là những bộ phận có thể nhìn thấy chính của sản phẩm. Cách thức hoạt động của đèn sợi đốt từ bên trong là điều thú vị đối với cả người mới làm quen và người chuyên nghiệp.

Lịch sử phát minh ra bóng đèn

Sản phẩm được thiết kế và tinh chế bởi nhiều nhà khoa học trong các thời kỳ khác nhau. Hồ quang điện đầu tiên được đánh lửa bởi nhà khoa học V.V. Petrov. vào năm 1802. Sáng chế bao gồm hai thanh carbon được kết nối với các cực của pin điện. Tại thời điểm họ tiếp cận, một sự phóng điện phát sinh, và một hồ quang sáng được hình thành phía trên các phần tử. Việc sử dụng một chiếc đèn như vậy trong cuộc sống hàng ngày là không thể vì một số lý do - thiết kế không thuận tiện, thanh than cháy nhanh. Nhưng các nhà khoa học thế giới đã bắt đầu hiểu được cách làm đèn từ gì.

70 năm sau, vào năm 1872, Lodygin A.N. đã nhận được bằng sáng chế cho đèn sợi đốt. Như một hình xoắn ốc, một thanh than vặn lại được sử dụng trong đó, được đặt dưới một tấm kính.

Ngay từ năm 1880, vào ngày 10 tháng 5, đèn của Lodygin đã được trang bị chiếu sáng đường phố ở St.Petersburg trên Cầu Liteiny. Tuổi thọ của nguồn sáng chỉ là 2 tháng (cho đến khi thanh cacbon cháy hết).

Năm 1880, Thomas Edison giới thiệu đèn sợi đốt Lodygin cải tiến ở Hoa Kỳ. Ông đã cố gắng đạt được việc loại bỏ không khí khỏi bóng đèn thủy tinh, điều này đảm bảo vòng xoắn cháy lâu hơn và ánh sáng của nó sáng hơn. Edison cũng phát triển một đế ren để vặn đèn vào ổ cắm.

Năm 1910, người ta quyết định xoắn dây tóc vonfram thành hình xoắn ốc để tăng tuổi thọ sử dụng. Do đó, sản phẩm hiện hoạt động thay vì 50-100 giờ ban đầu trong 1000 giờ đầy đủ.

Nguyên lý bức xạ nhiệt cũng được sử dụng trong sản xuất đèn halogen huỳnh quang.

Đèn bao gồm những gì

Cấu tạo và mạch điện của đèn sợi đốt có dạng như sau:

• bầu thủy tinh hình quả lê hoặc tròn;
• cơ thể sợi (sợi vonfram hoặc sợi carbon) nằm trong nó trên hai giá đỡ móc;
• hai điện cực;
• cầu chì;
• Chân;
• cơ sở (nhà ở) với một chất cách điện;
• liên hệ của nó (dưới cùng).

Quá trình oxy hóa của dây tóc vonfram (dây tóc xoắn ốc, dây tóc) được loại trừ bằng cách đặt nó trong môi trường chân không hoặc khí. Chúng đổ đầy một bình thủy tinh.

Thông số điện

Tất cả các bóng đèn được sản xuất cho các điện áp khác nhau. Vì vonfram kim loại chịu lửa có điện trở suất thấp, nên cần một dây dài để cấu tạo phần tử ánh sáng. Như vậy, dây tóc trong bóng đèn thường đạt tới 50 micromet. Khi đèn được bật, một dòng điện chạy qua thân dây tóc, dòng điện này vượt quá mức làm việc 10-14 lần. Ren càng nóng lên thì điện trở của ren càng tăng và dòng điện càng giảm.

Nguyên lý hoạt động của đèn điện sợi đốt

Sau khi xem xét bóng đèn bao gồm những gì, điều quan trọng là phải hiểu nguyên tắc hoạt động của nó:

• Khi bật đèn, có dòng điện chạy qua đáy đế vào thân dây tóc.
• Dây tóc vonfram rất nóng sau khi đóng mạch điện, dây tóc này phát sáng.
• Tại thời điểm này, nhiệt độ của sợi chỉ đạt tới 570 độ.
• Do đó, quang phổ ánh sáng của bóng đèn bị dịch chuyển theo hướng nhiệt độ ấm.

Để tham khảo: mức độ của dây tóc vonfram / carbon càng thấp, thì phần năng lượng đi đến phần thân sợi đốt càng thấp và tạo ra bức xạ nhìn thấy được của nó. Đèn retro khác ở chỗ chúng làm ấm hình xoắn ốc chậm hơn và yếu hơn.

Các yếu tố ánh sáng đa dạng

Tất cả các sản phẩm được phân loại theo các thông số khác nhau. Theo kiểu đổ đầy bình, các loại đèn sau được phân biệt:

• chân không đơn giản nhất (khi chúng được tạo ra, tất cả không khí được hút ra khỏi bình);
• chứa đầy khí argon;
• xenon halogen;
• chứa đầy krypton.

Theo loại mục đích, bóng đèn được chia thành các loại sau:

• Trang trí. Chúng hoạt động theo nguyên tắc thông thường. Bình được làm dưới dạng một ngọn nến hoặc một quả bóng.

  

• Mục đích chung. Đây là những yếu tố phổ biến quen thuộc với mọi người được vặn vào đèn chùm hoặc đèn treo tường. Thường thì các bậc thầy lo lắng về câu hỏi một bóng đèn tiêu thụ bao nhiêu watt. Bạn có thể mua một sản phẩm với giá 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 và hơn thế nữa. Chỉ số này càng cao thì ánh sáng càng rực rỡ.
• Đèn chiếu sáng cục bộ. Về mặt cấu trúc, chúng không khác gì các phần tử thông thường. Nhưng điện áp hoạt động cho chúng nằm trong khoảng 12-42 V.
• Bóng đèn để chiếu sáng. Họ có một bình được sơn màu sáng. Công suất làm việc trong khoảng 10-25 W.
• Tín hiệu. Chúng có công suất cực thấp và được sử dụng cho các thiết bị phát tín hiệu ánh sáng. Ngày nay, những sản phẩm như vậy tự tin được thay thế bằng đèn LED hiện đại.
  
• Đèn rọi. Phần thân của dây tóc được đặt ở đây theo một cách đặc biệt do sự huyền phù thuận tiện của nó trong bình. Do đó, có thể lấy nét sáng tốt hơn. Công suất của đèn như vậy đạt 10-50 kilowatt.

  

• Được soi gương. Chúng có một lớp phủ đặc biệt trên bình. Nó được bao phủ một phần bằng một lớp màng nhôm phun nhiệt. Do đó, có thể đạt được định hướng hẹp của chùm ánh sáng. Gương được sử dụng cho các thiết bị chiếu sáng cục bộ.
• Vận chuyển. Các sản phẩm này có đặc điểm là tăng cường độ bền và khả năng chống rung. Đối với đèn giao thông, các nắp đặc biệt được sử dụng, nhờ đó bạn có thể nhanh chóng thay thế bộ phận chiếu sáng trong điều kiện chật chội của xe. Các phần tử như vậy hoạt động từ nguồn điện tự động 6-220 V.
• Sản phẩm dành cho thiết bị quang học. Ngày nay chúng hầu như không bao giờ được sản xuất. Trước đây dùng cho máy chiếu phim, thiết bị y tế. Đèn loại này có hình dạng đặc biệt của bóng đèn.
• Công tắc đèn. Chúng thuộc về lớp tín hiệu. Chúng có kích thước bình nhỏ, cho phép đặt chúng dưới các nút của bảng điều khiển của nhiều cài đặt khác nhau.

  

Theo số lượng sợi, tất cả các phần tử là:

• Mạch kép. Chúng có một thân sợi đốt cho ánh sáng xa (mạnh) và một cho ánh sáng gần (yếu). Chúng được sử dụng trong ô tô, hàng không, đèn giao thông đường sắt, trong các ngôi sao của Điện Kremlin Moscow.
• Duy nhất bị mắc kẹt. Bóng đèn thông thường có dây tóc bằng vonfram.

Thân sưởi của các sản phẩm có quán tính thấp có hình xoắn ốc cực kỳ mỏng. Trước đây chúng được sử dụng cho các hệ thống ghi âm quang học. Ngoài ra còn có đèn sưởi được sử dụng cho buồng sấy, bếp điện, thiết bị văn phòng, v.v.

Ưu điểm và nhược điểm

Đèn sợi đốt có một số ưu điểm:

• chi phí chấp nhận được;
• kích thước nhỏ gọn;
• phản hồi tức thì khi bật / tắt;
• thiếu nhấp nháy, ảnh hưởng xấu đến mắt;
• quán tính với điện áp tăng;
• gamma dịu nhẹ của ánh sáng, góp phần thư giãn, tạo bầu không khí thoải mái;
• chỉ số hoàn màu tốt bằng Ra 90;
• làm việc trong mọi điều kiện (kể cả độ ẩm cao);
• sự sẵn có liên tục cho người tiêu dùng;
• thân thiện với môi trường;
• thiếu tiếng ồn trong quá trình hoạt động;
• tính trơ đối với bức xạ ion hóa.

Những nhược điểm của đèn sợi đốt bao gồm những điểm sau:

• dễ vỡ, nhạy cảm với các hư hỏng cơ học;
• tuổi thọ tương đối ngắn;
• hiệu suất thấp, không vượt quá 5-7% (tỷ lệ điện năng tiêu thụ trên bức xạ khả kiến);
• nguy cơ cháy do sự tiếp xúc trực tiếp của đèn với các chất dễ cháy (vải sợi, rơm rạ, v.v.);
• xác suất nổ do sốc nhiệt hoặc đứt xoắn ốc dưới lực căng.

Bất chấp tất cả những khuyết điểm trên, bóng đèn thông thường vẫn tự tin giữ được vị trí của mình. Hơn 70% dân số CIS vẫn sử dụng chúng.

Hiệu quả và độ bền

Khi phân tích cách thức hoạt động của đèn sợi đốt, điều quan trọng là phải hiểu hiệu quả của nó. Ở nhiệt độ ánh sáng 3400 Kelvin, hiệu suất của tế bào là 15%. Điều này đề cập đến tỷ lệ giữa công suất tiêu thụ và bức xạ ánh sáng mà mắt người nhìn thấy được. Ở nhiệt độ 2700 K (trung bình thường đối với một bóng đèn thông thường trong gia đình), hiệu suất chỉ 5%.

Nhiệt độ dây tóc càng cao thì hiệu suất càng lớn. Tuy nhiên, tuổi thọ của sản phẩm bị giảm xuống. Ví dụ, nếu tăng điện áp lên 20%, độ sáng của đèn chiếu sáng sẽ trở nên mạnh hơn - hiệu suất của bóng đèn sẽ tăng lên, nhưng tuổi thọ sẽ giảm đi 90-95%. Theo đó, điện áp giảm dẫn đến giảm hiệu suất của sản phẩm và tăng tuổi thọ của sản phẩm.

Cách kéo dài tuổi thọ của đèn sợi đốt

Trung bình, một bóng đèn sợi đốt thông thường trong gia đình có tuổi thọ từ 700-1000 giờ. Nhưng trên thực tế, nguyên tố cháy hết nhanh hơn nhiều. Để kéo dài tuổi thọ của bóng đèn, cần phải ngăn chặn các yếu tố gây cháy hình xoắn ốc.

• Quan sát dải điện áp. Nó được ghi trên bình của sản phẩm. Theo quy định, nó bằng 125-135 W, 220-230 W, 2,3-2,4 kW. Nếu vượt quá điện áp trong nhà, sản phẩm sẽ nhanh cháy hơn. Ví dụ, trong một căn hộ, điện áp tối đa là 220 V, và đèn được mua với dải 125-135 V. Ở đây, dây tóc chắc chắn sẽ cháy nhanh hơn, vì hiệu suất của sản phẩm tăng lên.
• Loại bỏ sự cố hộp mực. Nếu đèn thường xuyên bị cháy, bạn nên kiểm tra nó, kiểm tra lại các điểm tiếp xúc. Thay đổi hộp mực nếu cần thiết.
• Loại bỏ rung động. Chúng dẫn đến cháy dây tóc vonfram nhanh chóng. Vì vậy, tốt hơn hết bạn nên thực hiện chuyển đèn di động với đèn đã tắt.

Để kéo dài tuổi thọ của đèn sợi đốt, bạn có thể giảm điện áp trong mạng chỉ 7-8%. Trong trường hợp này, sản phẩm sẽ hoạt động lâu hơn 3-3,5 lần với mức tiêu thụ năng lượng tiết kiệm.