Filament de wolfram. Filament de wolfram
Primit în 1783, nu a fost folosit efectiv de mulți ani.
Nu există nicio surpriză - metalul, desigur, este ductil, dar și foarte dur și, de asemenea, cel mai refractar dintre toate metalele: 3380 ° C nu este o glumă pentru tine.
Prin urmare, dacă și unde a fost folosit wolfram, a fost în China - în vopsea de piersici pentru porțelan, unde culoare frumoasa a dat oxid de wolfram. Deși cei care au pictat porțelan de sute de ani nu știau despre el.
Totul s-a schimbat în 1900, când au apărut primele oțeluri cu wolfram.
Cu toate acestea, suntem interesați de wolfram pur sau, mai degrabă, cum putem face un fir subțire pentru filamente din acesta? La urma urmei, pe lângă lămpile electronice, ar fi bine să producem lămpi simple cu incandescență ...
Primele lămpi cu incandescență au fost cu filamente de carbon (1878). Nu ne vom aminti MTBF-ul unei astfel de lămpi, problema a fost diferită - eficiența energetică s-a dovedit a fi de numai 1 lumen pe watt. Becurile erau slabe și mâncau mult, iar 20 de ani de cercetare au adus eficiența până la 3 lumeni/watt. In acelasi timp, cel mai simplu bec modern cu incandescenta are 12 lumeni/watt.
Desigur, încercările de înlocuire a cărbunelui au fost făcute an de an. la sfârșitul secolului al XIX-lea au început să fie produse lămpi cu filament de osmiu, iar din 1903 - din tantal (7 lumeni/watt).
Filamentul de wolfram a fost fabricat abia în 1904, primind râvniții 12 lumeni/watt, iar lămpile speciale de înaltă tensiune au chiar și 22 de lumeni/watt.
Prin ce mijloace s-a realizat acest lucru?
Există mai multe abordări ale producției de filamente.
Voi spune imediat - desenul simplu nu este potrivit aici. Desigur, au existat încercări de a topi tungstenul într-un arc electric și de a lucra cu această picătură în timp ce este fierbinte. Și totuși, firul foarte subțire de care aveam nevoie nu a funcționat, pentru că atunci când s-a solidificat în wolfram, s-au format cristale destul de mari și wolfram a devenit casant. Și, în general, aceasta nu este metoda noastră. Care sunt ale noastre?
metoda ori.
Proiectat în 1906. Pulberea de tungsten neagră măcinată foarte fin a fost amestecată cu dextrină sau amidon până când s-a format o masă de plastic. Presiunea hidraulică a forțat această masă prin site subțiri de diamant. Firul rezultat a fost suficient de puternic pentru a fi înfășurat pe bobine și uscat.
Apoi, firele au fost tăiate în „agrafe”, care au fost încălzite într-o atmosferă de gaz inert la o temperatură încinsă pentru a elimina umiditatea reziduală și hidrocarburile ușoare. Fiecare „ac de păr” a fost fixat într-o clemă și încălzit într-o atmosferă de hidrogen până la o strălucire strălucitoare prin trecerea unui curent electric. Acest lucru a dus la eliminarea finală a impurităților nedorite. La temperaturi ridicate, particulele mici individuale de wolfram fuzionează și formează un filament de metal solid uniform. Aceste fire sunt elastice, deși fragile.
Metoda este simplă (relativ), dar are un dezavantaj. Cert este că nu a fost posibilă arderea completă a materiei organice, iar reziduurile de carbon au părăsit treptat firul și s-au așezat pe pereții balonului, iar lampa s-a „întunecat”. Desigur, astfel de filamente de wolfram sunt de puțin folos în lămpile electronice, dar numai în lămpile cu incandescență.
Metoda a doua
Proiectat de Just și Hannaman. Un filament de carbon cu diametrul de 0,02 mm a fost acoperit cu wolfram prin încălzirea acestuia într-o atmosferă de hidrogen și vapori de hexaclorură de tungsten. Firul acoperit în acest fel a fost încălzit la o strălucire strălucitoare în hidrogen sub presiune redusă. Carcasa de wolfram și miezul de carbon au fost complet topite împreună pentru a forma carbură de tungsten. Firul rezultat avea culoare albași era fragilă. Apoi, filamentul a fost încălzit într-un curent de hidrogen, care a interacționat cu carbonul, lăsând un filament compact de wolfram pur.
Această metodă dă rezultate mult mai bune, dar complexitatea ei! ..
Metoda trei
Proiectat în 1909 de William Coolidge. Wolframul a fost amestecat cu amalgam de cadmiu, din masa de plastic rezultată s-a făcut un fir și, când a fost calcinat în vid, mai întâi cadmiul și apoi mercurul s-au evaporat complet, lăsând un fir subțire de tungsten pur sinterizat, care, în plus, era susceptibil de a fi mai departe. prelucrare.
Acesta este cel mai mult metoda noastra!
P.S. Am întâlnit într-un loc o mențiune că Coolidge a îmbunătățit apoi metoda și a renunțat la mercur. Cum s-a întâmplat asta, nu am găsit o explicație.
Metoda patru
De fapt, asta metoda modernă producția de filamente de wolfram (pentru referință).
La intrare este pulbere de wolfram obtinuta prin reducerea paratungstatului de amoniu. Trebuie să fie de înaltă puritate și de obicei amestecate cu pulberi de wolfram origine diferită pentru a media calitatea metalului (economia trebuie să fie economică). Dar nici o astfel de amestecare nu este o sarcină ușoară, se realizează în mori și wolfram se încălzește destul de puternic. Pentru ca acesta să nu se oxideze, moara trebuie să aibă o atmosferă pur de azot.
În plus, pulberea este presată de o presă hidraulică la 5,25 kg/mm2
Dacă pulberile sunt încă contaminate, atunci compactul este casant, iar pentru a-l elimina se adaugă un liant organic, care ulterior este complet oxidat.
Apoi - sinterizarea preliminară și răcirea tijelor într-un flux de hidrogen, proprietățile lor mecanice sunt îmbunătățite.
Dar totuși, compactele sunt încă destul de fragile, iar densitatea lor este de 60-70% din densitatea wolframului, astfel încât tijele sunt supuse următoarei sinterizări la temperatură înaltă.
Tija este prinsă între contactele răcite cu apă, iar într-o atmosferă de hidrogen uscat trece un curent prin ea pentru a o încălzi aproape până la punctul de topire. Datorită încălzirii, wolfram este sinterizat și densitatea lui crește până la 85–95% din cea cristalină, în același timp, mărimea granulelor crește, iar cristalele de wolfram cresc.
Aceasta este urmată de forjare la o temperatură de 1200-1500 ° C. Într-un aparat special, tijele sunt trecute printr-o cameră, care este comprimată cu un ciocan. Pentru o trecere, diametrul tijei este redus cu 12%. Când sunt forjate, cristalele de tungsten se alungesc, creând o structură fibrilă. Această structură împiedică wolfram să fie atât de fragil încât să poată fi întins.
După forjare, urmează trefilarea. Tijele sunt lubrifiate și trecute printr-o sită de diamant sau carbură de tungsten. Gradul de extracție depinde de scopul produselor rezultate. Diametrul firului rezultat este de aproximativ 13 µm.
Și în sfârșit, câteva fapte: 3,5 km de sârmă sunt făcute din 1 kg de wolfram. Acestea sunt filamente pentru 23.000 de lămpi de 60 de wați.
De ce lămpile ard filamentele sau, mai puțin precis, dar mai pe scurt, de ce ard lămpile? Ați cumpărat o lampă, electronică sau de iluminat; funcționează corect de ceva timp, dar în cele din urmă se arde, deși condițiile de funcționare nu s-au schimbat - dacă este întotdeauna alimentat cu aceeași tensiune de încălzire normală pentru el. Care este „fizica” acestei epuizări, de ce același curent, care este normal la început, se dovedește ulterior a fi fatal pentru fir?
Examinând o lampă de iluminat arsă, observăm că becul acesteia s-a întunecat din interior. Apariția unei acoperiri întunecate se explică prin depunerea vaporilor de wolfram pe pereții cilindrului, din care este realizat firul. Filamentele lămpilor de iluminat funcționează la o temperatură de aproximativ 2.500°C. La această temperatură, începe o evaporare vizibilă. tungsten. Procesul de ardere a firului este de obicei următorul: grosimea firului pe toată lungimea sa nu este absolut aceeași, în unele locuri este ceva mai groasă, în unele locuri mai subțire. Acolo unde firul este mai subțire, rezistența lui este în mod natural mai mare, drept urmare acest loc se încălzește mai mult (încălzirea este proporțională cu valoarea rezistenței). Și deoarece temperatura firului este mai mare, atunci evaporarea lui în acest loc este mai intensă, ceea ce face firul și mai subțire.
Rezultatul este un „fel de” Părere»: o creștere a evaporării atrage după sine o subțiere accelerată a firului, iar aceasta duce la rândul său la o creștere a evaporării.
Acest proces se încheie cu o ardere - topirea firului în locul care era cel mai subțire. Iese exact după proverb: unde e subțire, acolo se sparge. Desigur, pe lângă grosimea firului, un rol joacă și condițiile de răcire a acestuia. De exemplu, filamentele se ard rar în apropierea suporturilor care ajută la disiparea căldurii. Dacă firul se arde lângă suport, atunci aceasta înseamnă că grosimea sa în acest loc a fost mult mai mică decât în restul lungimii.
Procesul de evaporare a materialului cu filament în lămpile electronice este mai puțin vizibil decât în cele de iluminat, deoarece filamentele lămpilor electronice funcționează la temperaturi mai scăzute. Dar „mecanismul” arderii lor este același: cea mai intensă evaporare a metalului firului are loc acolo unde este deosebit de subțire. Lămpile cu incandescență directă se ard mai des decât cele încălzite, deoarece filamentele lămpilor cu baterie sunt în general mai subțiri și, în plus, condițiile pentru răcirea lor sunt mult mai rele. Contactul filamentului lămpilor de încălzire cu porțelanul sau un izolator din alt material care separă filamentul de catod contribuie la o bună răcire.
Este destul de evident că chiar și o mică supraîncălzire scurtează foarte mult durata de viață a filamentului - procesul de subțiere a locurilor subțiri în timpul supraîncălzirii are loc cu o intensitate crescută. Pentru ilustrare, merită să citați o cifră: creșterea evaporării wolframului cu o creștere a temperaturii acestuia este proporțională cu gradul 38 de temperatură, adică proporțională cu Г38.
Există o eroare în titlu? Este destul de evident că supraîncălzirea poate fi rezultatul supraîncălzirii, dar cum poate apărea din cauza subîncălzirii? Aici este firesc să vă așteptați nu la supraîncălzire, ci la subîncălzire.
Cu toate acestea, nu există nicio eroare în titlu. În efortul de a conserva lămpile, radioamatorii le gătesc adesea insuficient, iar acest lucru duce la supraîncălzire dăunătoare, iar lampa se defectează. Acest lucru este explicat după cum urmează.
În prezent, toate lămpile de recepție radio au catozi activați acoperiți cu un strat de oxizi de bariu și stronțiu. Agenții de activare permit obținerea unei emisii suficiente de electroni la o temperatură scăzută - doar 750-800°C. La această temperatură, evaporarea wolframului este practic foarte mică, iar durata de viață a lămpilor este de obicei determinată nu de arderea filamentului, ci de evaporarea sau distrugerea stratului de oxid activ.
Din acest punct de vedere, lămpile slabe sunt periculoase. Pentru stratul de oxid, un mare pericol este apariția centrelor de supraîncălzire pe suprafața sa - o încălzire mai puternică a punctelor individuale de suprafață în comparație cu cele învecinate, iar astfel de centre apar în timpul subrăcirii.
Curentul anodic al lămpii trece prin stratul de oxid. Dacă catodul este nelocal, atunci rezistența stratului de oxid crește foarte mult. Rezistența este deosebit de mare în acele locuri în care există îngroșări în stratul de oxid. Trecând prin aceste locuri, curentul anodic le provoacă căldură puternică(cu cât rezistența este mai mare, cu atât mai multă
căldura este eliberată pe ea la un curent dat), iar aceasta, la rândul său, duce la o creștere a emisiei lor, în urma căreia curentul anodic crește și mai mult. Ca rezultat, temperatura unor astfel de regiuni ale stratului de oxid atinge punctul de evaporare a oxidului.
Procesul este de această natură în cazurile în care scăderea căldurii nu este însoțită de o scădere corespunzătoare a tensiunii anodului. Tensiunea ridicată a anodului crește curentul anodului. Prin urmare, o scădere a tensiunii filamentului lămpii trebuie să fie întotdeauna însoțită de o scădere corespunzătoare a mărimii tensiunii anodului și, în consecință, a curentului anodului.
Acest tip de auto-încălzire a catodului de oxid poate duce altfel la faptul că lampa va continua să funcționeze chiar și atunci când curentul filamentului este oprit. Dacă curentul anodului este suficient de mare, atunci după oprirea căldurii, stratul de oxid va fi încălzit de curentul anodic care trece prin el, iar emisia catodului nu se va opri. Deci, cu căldura oprită, uneori pot funcționa, de exemplu, kenotronii. Dar funcționarea lămpii în astfel de condiții este instabilă: de obicei, fie curentul anodic crește atât de mult încât stratul de oxid se evaporă, fie curentul începe să scadă, catodul se răcește și emisia se oprește.
Lampa incandescentă (LN) - o sursă de lumină electrică, al cărei corp luminos este așa-numitul corp de filament (TN, un conductor încălzit de fluxul de curent electric până la temperatura ridicata). În prezent, wolfram și aliajele pe bază de acesta sunt folosite aproape exclusiv ca material pentru fabricarea HP. La sfârșitul secolului XIX - prima jumătate a secolului XX. TN a fost realizat dintr-un material mai accesibil și mai ușor de prelucrat - fibra de carbon.Principiul de funcționare
O lampă cu incandescență folosește efectul de încălzire a unui conductor (filament) atunci când un curent electric trece prin el ( efect termic actual). Temperatura filamentului de wolfram crește brusc după pornirea curentului. Filamentul emite radiații electromagnetice termice în conformitate cu legea lui Planck. Funcția Planck are un maxim a cărui poziție pe scara lungimii de undă depinde de temperatură. Acest maxim se deplasează odată cu creșterea temperaturii către lungimi de undă mai scurte (legea deplasării lui Wien). Pentru a obține radiații vizibile, este necesar ca temperatura să fie de ordinul a câteva mii de grade, ideal 5770 K (temperatura suprafeței Soarelui). Cu cât temperatura este mai mică, cu atât proporția de lumină vizibilă este mai mică și radiația apare mai „roșie”.
O parte din consumat energie electrica o lampă incandescentă se transformă în radiație, unele dispar ca urmare a proceselor de conducție a căldurii și convecție. Doar o mică parte din radiație se află în regiunea luminii vizibile, cea mai mare parte este în radiația infraroșie. Pentru a crește eficiența lămpii și a obține lumina „albă” maximă, este necesară creșterea temperaturii filamentului, care la rândul său este limitată de proprietățile materialului filamentului - punctul de topire. Temperatura ideala la 5770 K este de neatins, deoarece la o astfel de temperatură orice material cunoscut se topește, se descompune și încetează să conducă electricitate. Lămpile moderne cu incandescență folosesc materiale cu temperaturile maxime topire - wolfram (3410 ° C) și, foarte rar, osmiu (3045 ° C).
La temperaturi practic realizabile de 2300-2900 ° C, departe de alb și nu lumina zilei. Din acest motiv, LN-urile emit lumină care pare mai mult „galben-roșu” decât lumina zilei. Pentru a caracteriza calitatea luminii, așa-numita. Temperatura colorată.
În aerul obișnuit la astfel de temperaturi, wolfram s-ar transforma instantaneu într-un oxid. Din acest motiv, HP este plasat într-un balon, din care gazele atmosferice sunt pompate în timpul fabricării LN. Cele mai periculoase pentru LN sunt oxigenul și vaporii de apă, în atmosfera cărora HP se oxidează rapid. Primele LN au fost realizate prin vid; în prezent, într-un balon evacuat sunt realizate doar lămpi de putere mică (pentru LON - până la 25 W). Baloanele cu LN mai puternice sunt umplute cu gaz (azot, argon sau cripton). Tensiune arterială crescutăîn balonul lămpilor umplute cu gaz reduce brusc rata de distrugere a HP din cauza pulverizării. Baloanele cu LN-uri umplute cu gaz nu sunt acoperite atât de repede cu o acoperire întunecată a materialului HP pulverizat, iar temperatura acestuia din urmă poate fi crescută în comparație cu LN-urile în vid. Acesta din urmă face posibilă creșterea eficienței și modificarea oarecum a spectrului de emisie.
Nomenclatură
În funcție de scopul funcțional și caracteristicile de proiectare, LN-urile sunt împărțite în:
Lampă cu comutator incandescent (24V 35mA)
Un grup special de LN sunt lămpi cu halogen incandescent. Caracteristica lor fundamentală este introducerea de halogeni sau compușii acestora în cavitatea balonului, datorită cărora este posibilă creșterea semnificativă Temperatura de Operare HP, evitând în același timp dispersarea rapidă a acestuia.
Proiecta
Modelele LN sunt foarte diverse și depind de scopul unui anumit tip de lampă. Cu toate acestea, următoarele elemente sunt comune tuturor LN-urilor: HP, bec, cabluri de curent. În funcție de caracteristici tip specific lămpile pot fi utilizate suporturi VT diverse modele; lămpile pot fi realizate fără soclu sau cu baze de diferite tipuri, au un bec exterior suplimentar și alte elemente structurale suplimentare.
Designul LON prevede o siguranță - o legătură realizată dintr-un aliaj de ferronickel, sudată în golul unuia dintre cablurile de curent și situată în afara becului LN, de regulă, în picior. Scopul siguranței este de a preveni distrugerea balonului LON atunci când HP este spart în timpul funcționării. Ideea este că, în acest caz, în zona de discontinuitate, arc electric, care topește HP rămasă, picăturile de metal topit pot distruge sticla becului și pot provoca un incendiu. Siguranța este proiectată în așa fel încât atunci când arcul este aprins, acesta este distrus sub influența unui curent de arc care este semnificativ mai mare decât curent nominal LN. Legătura de ferronicel este situată într-o cavitate în care presiunea este egală cu presiunea atmosferică și, prin urmare, arcul se stinge ușor. Datorită eficienței lor scăzute, acestea au fost acum abandonate.
Designul unei lămpi moderne.
Pe diagrama:
1 - balon; 2 - cavitatea balonului (vid sau umplut cu gaz); 3 - corp strălucitor; 4, 5 - electrozi (intrari de curent); 6 - suporturi pentru cârlige TN; 7 - picior lampă; 8 - legătura externă a cablului de curent, siguranță; 9 - caz de bază; 10 - izolator de bază (sticlă); 11 - contactul fundului bazei.
Balon
Balonul protejează HP de impact gazele atmosferice. Dimensiunile balonului sunt determinate de viteza de depunere a materialului filamentar. Lămpile cu putere mai mare necesită becuri dimensiune mai mare, astfel încât materialul HP depus să fie distribuit pe o suprafață mare și nu influență puternică pentru transparență.
Mediu gazos
S-au evacuat baloanele primelor lămpi. Majoritatea lămpilor moderne sunt umplute cu gaze inerte din punct de vedere chimic (cu excepția lămpilor de putere mică, care sunt încă făcute în vid). Pierderea de căldură care apare în acest caz din cauza conductivității termice este redusă prin alegerea unui gaz cu o greutate moleculară mare. Amestecurile de azot N2 cu argon Ar sunt cele mai frecvente datorită costului redus, se folosește și argon pur uscat, mai rar krypton Kr sau xenon Xe (greutăți moleculare: N2 - 28,0134 g/mol; Ar: 39,948 g/mol; Kr - 83,798 g/mol; Xe - 131,293 g/mol).
Corp strălucitor
Formele de TN sunt foarte diverse și depind de scop functional LN. Cel mai comun este un TN din sârmă rotundă secțiune transversală, cu toate acestea, se folosesc și benzi TN-uri (din panglici metalice). Prin urmare, utilizarea expresiei „filament” este nedorită - termenul „corp de filament”, inclus în Dicționarul internațional de iluminat, este mai corect.
HP-ul primelor lămpi era din cărbune (temperatura de sublimare 3559 °C). Lămpile moderne folosesc aproape exclusiv filamente de tungsten, uneori aliaj de osmiu-tungsten. Pentru a reduce dimensiunea HP, i se dă de obicei forma unei spirale, uneori spirala este supusă spiralizării repetate sau chiar terțiare, obținându-se o bi-spirală, respectiv una tri-spirală. Eficiența unor astfel de LN este mai mare datorită scăderii pierderilor de căldură HP datorate convecției (grosimea stratului Langmuir scade).
Lămpile sunt fabricate pentru diferite tensiuni de funcționare. Puterea curentului este determinată de legea lui Ohm (I \u003d U / R) și puterea de formula P \u003d U I sau P \u003d U² / R. Pentru că metalele au puțin rezistivitate, pentru a obține această rezistență este nevoie de un fir lung și subțire. Grosimea firului în lămpile convenționale este de 40-50 microni.
Deoarece, când este pornit, filamentul este la temperatura camerei, rezistența sa este cu un ordin de mărime mai mică decât rezistența de lucru. Prin urmare, atunci când este pornit, curge un curent foarte mare (de zece până la paisprezece ori curentul de funcționare). Pe măsură ce filamentul se încălzește, rezistența acestuia crește și curentul scade. Spre deosebire de lămpile moderne, lămpile cu filament de carbon incandescent timpurii funcționau conform principiul invers- la încălzire, rezistența lor a scăzut, iar strălucirea a crescut încet.
În lămpile intermitente, un comutator bimetalic este construit în serie cu filamentul. Datorită acestui fapt, astfel de lămpi funcționează independent într-un mod pâlpâit.
dublu helix 
spirală dublă (bispirală) LN (Osram 200 W) cu cabluri de curent și suporturi
soclu
Forma bazei cu firul unei lămpi convenționale cu incandescență a fost propusă de Thomas Alva Edison. Dimensiunile plintei sunt standardizate. La lămpi uz casnic cele mai comune baze Edison sunt E14 (minion), E27 și E40. Există, de asemenea, baze fără fire (lampa este ținută în cartuș din cauza frecării sau a matelor fără filet - de exemplu, baionetă), precum și lămpi fără bază, adesea folosite în mașini.
Istoria inventiei
Lampa Lodygin
Lampă Thomas Edison cu filament din fibră de carbon (bază E27, 220 volți)
eficienta si durabilitate
Aproape toată energia furnizată lămpii este transformată în radiație. Pierderile datorate conducției și convecției căldurii sunt mici. Pentru ochiul uman, totuși, este disponibilă doar o gamă mică de lungimi de undă ale acestei radiații. Partea principală a radiației se află în domeniul infraroșu invizibil și este percepută ca căldură. Coeficient acțiune utilă lămpile incandescente atinge valoarea maximă de 15% la o temperatură de aproximativ 3400 K. La temperaturi practic realizabile de 2700 K ( lampă obișnuită la 60 W) randamentul este de 5%.
durabilitate si luminozitate in functie de tensiunea de functionare
Pe măsură ce temperatura crește, eficiența lămpii cu incandescență crește, dar, în același timp, durabilitatea acesteia este redusă semnificativ. La o temperatură a filamentului de 2700 K, durata de viață a lămpii este de aproximativ 1000 de ore, la 3400 K doar câteva ore. După cum se arată în figura din dreapta, atunci când tensiunea crește cu 20%, luminozitatea se dublează. În același timp, durata de viață este redusă cu 95%.
Reducerea tensiunii de alimentare, deși scade eficiența, dar crește durabilitatea. Prin urmare, reducerea tensiunii la jumătate (de exemplu, atunci când este conectată în serie) reduce foarte mult eficiența, dar crește durata de viață de aproape o mie de ori. Acest efect este adesea folosit atunci când este necesar să se asigure un iluminat de urgență fiabil, fără cerințe speciale pentru luminozitate, de exemplu, pe aterizări. Adesea, pentru aceasta, atunci când este alimentată cu curent alternativ, lampa este conectată în serie cu dioda, datorită căreia curentul curge în lampă numai în jumătate de perioadă.
Durata de viață limitată a unei lămpi cu incandescență se datorează, într-o măsură mai mică, evaporării materialului din filament în timpul funcționării și, într-o măsură mai mare, neomogenităților care apar în filament. Evaporarea neuniformă a materialului filamentar duce la apariția unor zone subțiri cu creștere rezistență electrică, care la rândul său duce la mai multa caldurași evaporarea materialului în astfel de locuri. Când una dintre aceste constricții devine atât de subțire încât materialul filamentului în acel punct se topește sau se evaporă complet, curentul este întrerupt și lampa se defectează.
Partea predominantă a uzurii filamentului are loc atunci când tensiunea este aplicată brusc lampii, astfel încât să puteți crește semnificativ durata de viață a acesteia prin utilizarea alt fel startere soft.
Un filament de wolfram are o rezistivitate la rece care este de numai 2 ori mai mare decât cea a aluminiului. Când lampa se stinge, se întâmplă adesea să se ardă cabluri de cupru, conectând contactele bazei cu suporturile spiralei. Deci, o lampă convențională de 60 de wați consumă peste 700 de wați în momentul pornirii, iar o lampă de 100 de wați consumă mai mult de un kilowatt. Pe măsură ce spirala se încălzește, rezistența ei crește, iar puterea scade la valoarea nominală.
Pentru a netezi puterea de vârf, pot fi utilizați termistori cu o rezistență puternic în scădere pe măsură ce se încălzesc, balast reactiv sub formă de capacitate sau inductanță. Tensiunea de pe lampă crește pe măsură ce spirala se încălzește și poate fi folosită pentru a deriva balastul cu automate. Fără a opri balastul, lampa poate pierde de la 5 la 20% din putere, ceea ce poate fi benefic și pentru creșterea resursei.
Avantajele și dezavantajele lămpilor cu incandescență
Spectrul de emisie: lampă incandescentă continuă de 60 wați (sus) și lampă fluorescentă compactă liniară de 11 wați (jos)
Avantaje:
Defecte:
Deteriorarea lămpilor cu incandescență
O parte semnificativă a radiației unei lămpi cu incandescență se află în partea cu unde scurte a spectrului infraroșu (lungime de undă 0,74-2,0 microni). Pentru temperatura suprafata radianta Randamentul de radiație de 2700K în intervalul 0,74-2,0 microni va fi de 43%. Această radiație, spre deosebire de unda lungă utilă (lungime de undă 50-2000 microni), este dăunătoare pentru corpul uman, în special pentru ochi. La densitate mareși durata expunerii, se observă următoarele efecte:
Boala convulsivă cauzată de o încălcare a echilibrului apă-sare se caracterizează prin apariția unor convulsii ascuțite, în principal la nivelul membrelor;
Supraîncălzirea (hipertermia termică) apare atunci când excesul de căldură se acumulează în organism; simptomul principal este o creștere bruscă a temperaturii corpului;
Şocurile termice sunt cauzate de pătrunderea undelor scurte Radiatii infrarosii(până la 1,5 microni) prin tegumentul craniului în tesuturi moi creier;
Cataracta (încețoșarea cristalelor) este o boală oculară care apare la expunerea prelungită la raze infrarosii cu λ = 0,78-1,8 µm. Tulburările acute ale organelor de vedere includ, de asemenea, arsuri, conjunctivită, tulburări și arsuri ale corneei, arsuri ale țesuturilor camerei anterioare a ochiului.
De obicei, densitatea radiațiilor la domiciliu nu este capabilă să provoace vătămări vizibile unei persoane, dar acest lucru este posibil dacă este suficient. lampă puternică vor fi amplasate în imediata apropiere sau dacă sunt prea multe lămpi în cameră sau sunt prea puternice. În plus, oamenii pot petrece o perioadă semnificativă de timp sub lămpi cu incandescență, așa că este probabil ca chiar și luminozitatea nu foarte mare să afecteze negativ sănătatea pentru perioade lungi de timp.
Spectrul de emisie: lampă incandescentă continuă de 60 wați (sus) și lampă fluorescentă compactă liniară de 11 wați (jos)
Eliminare
Lămpile cu incandescență și lămpile cu halogen uzate nu conțin substanțe nocive pentru mediu și pot fi aruncate ca deșeuri menajere normale. Singura restricție este interzicerea reciclării acestora împreună cu produsele din sticlă.
Restricții de import, cumpărare și producție
Datorită necesității de a economisi energie și de a reduce emisiile dioxid de carbonîn atmosferă, în multe țări a fost introdusă sau este planificată să fie interzisă producția, cumpărarea și importul de lămpi cu incandescență pentru a stimula înlocuirea acestora cu lămpi economice(compact lampă fluorescentă si etc.)
De la 1 septembrie 2009, în conformitate cu Directiva 2005/32/CE, în Uniunea Europeană a intrat în vigoare o interdicție treptată a producției, achiziționării de către magazine și importurilor de lămpi cu incandescență (cu excepția lămpilor speciale). Din 2009, interdicția va afecta lămpile cu o putere >= 100 W, lămpile cu bec mată >= 75 W etc.; este de așteptat ca până în 2012 importul și producția de lămpi cu incandescență de putere mai mică să fie interzise.
În Rusia, guvernul de la Moscova intenționează să excludă din circulație și să oprească producția de lămpi cu incandescență cu o putere >= 100 W din 2011.
Din 2005, utilizarea lămpilor incandescente cu o putere mai mare de 15 wați a fost restricționată în Cuba.
Din 2009, restricțiile se vor aplica și în Noua Zeelandă și Elveția, din 2010 în Australia.
La 23 noiembrie 2009, președintele Rusiei a semnat legea „Cu privire la economisirea energiei și îmbunătățirea eficienței energetice și privind modificările la anumite acte legislative”, adoptată anterior de Duma de Stat. Federația Rusă„. Potrivit documentului, de la 1 ianuarie 2011, vânzarea lămpilor electrice cu incandescență cu o putere de 100 W sau mai mare nu este permisă în circulație în țară; de la 1 ianuarie 2013 - lămpi electrice cu o putere de 75 W. sau mai mult, iar de la 1 ianuarie 2014 - lămpi cu o putere de 25 W sau mai mare.
Cartelul Phoebus
Cartelul internațional de lămpi electrice cu centrul administrativ - Phöbus S. A. (Geneva, Elveția), care a existat în 1924-1941, a reunit peste 40 de producători din tari diferite, a cărui cotă de produse pe piața mondială a ajuns la 80% și care are impact asupra prețurilor, politicii de brevete.
Potrivit unor surse, în 1924 s-a ajuns la un acord între membrii cartelului pentru a limita durata de viață a lămpilor cu incandescență la 1000 de ore. În același timp, toți producătorii de lămpi care făceau parte din cartel au fost obligați să se mențină strict documentatie tehnica pentru a respecta măsurile de prevenire a depășirii de 1000 de ore a ciclului de viață al lămpii. (germană)
În plus, standardele actuale de bază Edison au fost dezvoltate de cartel.
Fapte interesante