Mikä on hehkulamppu, suunnittelu ja toimintaperiaate
Oletko koskaan miettinyt, mikä on tavallinen hehkulamppu? Useimmat meistä tietävät, että yksinkertaisin valaisin koostuu alustasta, polttimosta ja volframilangasta, mutta miten se toimii, miksi se palaa ajan myötä ja miksi lampun polttimot täytetään inertillä kaasulla?
Puhumme tässä artikkelissa kaikista yksinkertaisten "Ilyich-lamppujen" ja nykyaikaisten loisteputki- ja LED-laitteiden ominaisuuksista.
Artikkelin sisältö
Mikä on hehkulamppu
Tavallinen hehkulamppu on sähkökäyttöinen valonlähde, jonka pääosa koostuu tulenkestävästä materiaalista, joka toimii hehkulankakappaleena. Useimmissa tapauksissa tällainen materiaali (johdin) sijoitetaan tyhjöpulloon tai inertillä kaasulla täytettyyn pulloon. Kun virta kulkee johtimen läpi, se lämpenee ja alkaa säteillä kirkasta hehkua.
Mielenkiintoista! Jotta hehkulampun volframilanka syttyy, se on lämmitettävä noin 2000 °C:n lämpötilaan. Hehkulamppujen lämpötilarajaksi voidaan katsoa 3410 °C.
Luomisen historia
Itse asiassa kukaan tiedemies ei ole koskaan keksinyt mitään täysin yksin: näin tapahtui "klassisen" hehkulampun kanssa. Vuonna 1840 brittiläinen keksijä nimeltä Warren De la Rue suunnitteli ensimmäisen platinajohtimella toimivan hehkulampun. Kaksi vuotta aikaisemmin, vuonna 1838, belgialainen tiedemies nimeltä Jobard keksi maailman ensimmäisen hiiliydinvalonlähteen. No, tasan sata vuotta ennen toisen maailmansodan päättymistä Heinrich Goebel luo ensimmäiset prototyypit moderneista hehkulamppuista.
On huomionarvoista, että Goebelin ensimmäisessä lampussa oli hiiltynyt bambulanka, joka oli sijoitettu tyhjiöön. Tiedemies jatkoi työskentelyä aivonsa parissa vielä noin 5 vuotta, minkä jälkeen hän esitteli sen suurelle yleisölle.
Myös venäläiset tutkijat antoivat merkittävän panoksen keksintöön, jota nyt käyttää koko maailma. Niinpä vuonna 1874 ensimmäinen ilmattomaan ympäristöön sijoitettu hiiliydinlamppu rekisteröitiin Aleksanteri Nikolajevitš Lodyginin nimeen. Suuri ongelma tällaisessa valonlähteessä oli, että hiili johtimena ei kestänyt tarpeeksi kauan ja palasi pian käytön jälkeen. Ajan myötä planeetan kirkkaat mielet keksivät ajatuksen kivihiilen korvaamisesta volframilla.
Mielenkiintoista! Kun puhumme sähköstä ja valaistuslaitteista, emme voi olla mainitsematta suurta Thomas Edisonia. Hän loi ja patentoi ensimmäisenä hehkulampun, joka oli halpa valmistaa ja kestävä (suhteessa useimpiin tuon ajan laitteisiin).
Keksinnöstä lähtien tuttu valonlähde ei ole juurikaan muuttunut, mutta siinä tapahtui silti teknisiä muutoksia: johdin vaihdettiin edistyneempään ja polttimon sisällä oleva tila alkoi täyttyä erityisellä kaasulla.
Suunnitteluominaisuudet ja toimintaperiaate
Vakio-LN koostuu:
- inertillä kaasulla täytetty pullo (tai ilman ilmaa);
- alusta, joka toimii samanaikaisesti sekä polttimon "kannen" että elementtinä lampun yhdistämiseksi verkkoon;
- elektrodit;
- erikoistuilla sijaitseva filamenttikela;
- peruskontakti.
Johdinmateriaaliksi valittiin volframi lämmityksen virrankulutuksen minimoimiseksi ja hehkulangan poikkileikkauksen pienentämiseksi mahdollisimman pieneksi.
Mielenkiintoista! Volframin ominaisvastusparametri on kolme kertaa suurempi kuin kuparin.
Spiraali saa virtaa elektrodeista tulevalla virralla, ja molybdeenia käytetään "sarvien", joihin spiraali on asennettu, päämateriaalina: se on tulenkestävää eikä itse asiassa laajene kuumennettaessa. Inertin kaasun käyttö lisää spiraalin mahdollista käyttöikää: kaasuympäristössä sen palaminen on ”vaikeampaa”. Mitä tulee pohjaan, sen koko ja kierteet voivat vaihdella.
Ominaisuudet ja tyypit
Tavallisten kotitalouslääkkeiden lisäksi, joihin olemme tottuneet, asiantuntijat tunnistavat useita muita niiden lajikkeita, mukaan lukien:
- Koriste. Ne erottuvat epätyypillisistä lamppujen muodoista, suurennetusta spiraalista ja heikosta valaistuksesta. Suunnittelijat käyttävät tällaisia laitteita useimmiten "vintage"-tyylisten projektien toteuttamiseen.
- Valaistus. Niiden sisäpuolella on maalattu polttimo ja niiden teho on pieni (jopa 25 W). Ne muuttavat nopeasti hehkun sävyä, joten ne on vaihdettava usein.
- Signaali. Aiemmin niitä käytettiin laajalti erilaisissa valaistuslaitteissa, mutta nykyään tällä alueella niitä korvataan aktiivisesti LED-vaihtoehdoilla.
- Peilattu.Tällaisen lampun polttimo on osittain peitetty alumiinikerroksella, joka heijastaa hyvin valoa, minkä ansiosta se voi keskittää valaistuksen tiettyyn kohtaan huoneen tilassa.
- Kuljetus. Niitä käytetään autojen, traktoreiden, lentokoneiden, erilaisten merialusten jne. optiikkaan. Niillä on lisääntynyt lujuus ja ne kestävät tärinää.
- Kaksoisnauha. Erityinen alatyyppi, jota käytetään rautatieliikennevaloissa, lentokoneissa ja autoissa.
Viite. On olemassa muitakin LN-tyyppejä, mutta nykyään useimmat niistä on korvattu nykyaikaisemmilla laitteilla, joista keskustellaan hieman tarkemmin.
Hyödyt ja haitat
Klassisen LP:n positiivisia ominaisuuksia ovat alhaiset kustannukset, pienet mitat, vastustuskyky verkon pienille jännitehäviöille, miellyttävä valaistusspektri ihmisen näkölle, laaja valikoima tehovaihtoehtoja, myrkyllisten tai muiden haitallisten komponenttien puuttuminen koostumuksesta ja melua toiminnassa. Jos puhumme haitoista, niiden joukossa on syytä mainita suhteellisen lyhyt käyttöikä, melko korkea virrankulutus ja palovaara.
Tärkeä! Tehokkaiden hehkulamppujen ympärillä oleva pinta voi lämmetä +330 celsiusasteeseen. Ole varovainen!
Soveltamisala
Klassisia LN:itä käytetään tilojen ja paikallisten alueiden kotitalouksien valaistukseen, liikekiinteistöihin, auto-, rautatie- ja lentoliikenteeseen, asennetaan kannettaviin valaistuslaitteisiin (taskuvalaisimet jne.), käytetään elokuvissa, suunnittelussa, lääketieteessä ja monilla muilla aloilla. elämästä.
Nykyaikaisten lamppujen suunnittelu ja toimintaperiaate
Nykyaikaisia valaisimia ovat halogeeni-, loistelamput, energiaa säästävät ja LED-laitteet. Tarkastellaan jokaista tyyppiä erikseen.
Halogeeni
Tällaiset laitteet ovat modernisoitu versio klassisista LN: istä. Tällaisen laitteen pullo on täytetty halogeenilla, joka reagoi lämmetessään haihtuvan volframin kanssa. Näin voit pidentää laitteen käyttöikää. Lisäksi kvartsia käytetään halogeenilampuissa. Halogeenivalaisimilla on yleensä paremmat suorituskykyominaisuudet kuin perinteisillä lampuilla.
Luminesoiva
Näitä laitteita kutsutaan myös loistelampuiksi. Niillä on korkea värintoistolaatu, minkä ansiosta niitä voidaan käyttää näytteiden ikkunoiden ja hyllyjen valaistukseen. LN:ään verrattuna luminoiva laite kuluttaa 4–5 kertaa vähemmän energiaa ja sen käyttöikä on pidempi. Niissä on myös haittapuolensa - huono suorituskyky matalissa lämpötiloissa ja haitallisten aineiden (mukaan lukien elohopea) pitoisuus joissakin malleissa.
Energiansäästö
Energiaa säästävien valaistuslaitteiden pääominaisuus on elektroninen yksikkö, joka varmistaa sekä lampun syttymisen että toiminnan. Tällaiselle laitteelle on ominaista vakaampi toiminta, pienempi virrankulutus, pidempi käyttöikä ja laaja valikoima saatavilla olevia värejä.
Tärkeä! Energiansäästölamppujen valmistuksessa käytetään luonnolle ja ihmisille haitallisia aineita, joten niiden hävittäminen tulee suorittaa yksinomaan erityisten keräyspisteiden kautta.
LED
Tällaisten lamppujen suunnittelussa käytetään puolijohdekiteitä: ne luovat hehkun, kun sähkövirta kulkee niiden läpi.Samoihin halogeenilaitteisiin verrattuna LED-laitteet ovat noin 4–7 kertaa tehokkaampia, ja käyttöiällä mitattuna tällainen laite voi kestää jopa 50 000 tuntia. LED-lamppujen ainoana haittana pidetään niiden korkeita kustannuksia, mutta huollon ja kulutuksen säästöt huomioon ottaen niiden ostaminen on pitkällä aikavälillä paljon kannattavampaa.
Joten saimme selville, mikä hehkulamppu on, tarkastelimme useimpia moderneja ja ei niin moderneja vaihtoehtoja. Toivomme, että sinulla on nyt yleinen käsitys niiden toiminnan ominaisuuksista.