Hõõglambid: tüübid, spetsifikatsioonid, kuidas valida

  • Loendurid

Hoolimata tuvastatud puuduste kogu nimekirjast, võrreldes muude kunstliku valguse allikatega, on hõõglambid kodus ja tööstussektorites endiselt nõudlikud.

Odavad ja hõlpsasti kasutatavad seadmed ei taha oma positsioone loobuda, kuigi turul on ilmunud hulgaliselt ökonoomsemaid ja pikaajalisi asendajaid - näiteks LED-lambid.

Hõõgniidiga seadme lamp

Alles hiljuti kasutati hõõglampi (LN) kõikjal, nii et paljud neist tunnevad oma disainifunktsioone. Ja mõnikord oli vaja "tutvuda" valgusallika rikke tõttu: volframniidi põletus, klaasi purunemine või kolb lendasid korkist välja.

Mõned tootjad kasutasid usaldusväärsemaid ja tõestatud materjale ning hoolitsesid hõõglampide tootmise eest nii vastutustundlikult, et nende tooted on töötanud juba mitu aastakümmet. Kuid see on pigem erand kui reegel - tänapäeval pole garantiid pika tööea tagamiseks.

Peamine toimiv element on nn hõõgniidi keha, mis kinnitatakse hoidjatele ja kinnitatakse elektroodidele. Elektri ühendamise ajal läbib see pinge, põhjustades samal ajal kuumutamist ja luminestsentsi. Selleks, et kiirgus oleks nähtav, peab küttetemperatuur jõudma 570 ° C-ni.

Volframit peetakse kõrgeima temperatuurini kõige vastupidavaks metalliks. See kuumutatakse temperatuurini 3422 ° C ja sulatatakse. Kiirguse piirkonna maksimeerimiseks, kuid klaasist pirniku sees oleva hõõguvate korpuste mahu vähendamiseks on see keeratud spiraaliks.

Volframi kaitsmiseks metallist iseloomuliku oksüdatsiooniprotsessi eest pumbatakse õhk kolbist välja ja asendatakse vaakumi või gaasiga (kripton, argoon jne). Vaakumpuhastamistehnoloogia on vananenud, kodumajapidamislaternate puhul kasutatakse enamasti lämmastiku ja argooni või kryptoni segu.

Katsetamise tulemusel leiti minimaalset põlemiskestust - 1 tuhat tundi. Kuid juhuslike põhjuste tõttu, mis põhjustavad seadmete töövõimetust enne tähtaega, eeldatakse, et standardid kehtivad ainult 50% -le igast partiist pärinevate toodete kohta. Teise poole tööaeg võib olla rohkem või vähem - olenevalt kasutustingimustest.

LN liigid ja rakendus

Volframlampide kvaliteediomadusi ja tähistamist reguleerivad GOST R 52712-2007. Täitekolvi liigi järgi jagatakse LN-seadmed vaakumiga ja gaasiga täidetud sordidesse.

Esimesed kasutavad vähem volframniidi vältimatu aurustumise tõttu. Lisaks sellele on vaakumallika klaaskestas hoitud volframi aur, mis vähendab oluliselt klaasi läbipaistvust ja võime valgust edastada. Need on toodetud mono-heeliksiga, nomenklatuuris tähistatakse neile tähti B.

Gaasiga täidetud seadmetes on vaakumtorude puudused minimaalsed. Gaas vähendab aurustumisprotsessi ja takistab volframi eraldumist kolvi seintele. Gaasiga täidetud monospiraalsed tüübid tähistatakse tähega G ja kahefaasilise spiraaliga sibulad, st bipedraal, tähistatud tähega B. Kui bipiraalses sordis on BC-i nomenklatuur, siis kasutatakse selle täidisena kryptonit.

GLN-i halogeenibulates lisatakse klaasist pirnipuu täidisse broom või jood, mille tõttu aurustumisel naasevad volframi aurud aatomid tagasi. Halogeenid on saadaval kahes vormis: pika heeliksiga kvartstorude kujul või kompaktses töökohas kapsli versiooniga.

Riiklikes standardites jaguneb rühmad rühmadeni, kuid see mõjutab ka teisi omadusi. Oletame, et samal tasemel peetakse silmas "LN elektrilist miniatuuri" (LN pl) ja "LN infrapunapeeret" (HF - seadmeid kontsentreeritud valgusjaotusega, ZD - keskmisega) - nagu näete, kategooriate tähistamiseks valitakse erinevad kriteeriumid.

On rühmi, mida saab seostada kõige populaarsema:

  • üldine eesmärk;
  • sõidukite jaoks;
  • prožektor;
  • miniatuurne jne

Mõelge erinevate kategooriate ulatusele ja omadustele, mis mõnel juhul võivad omavahel kokku kerkida.

Hõõglambi seade

Ilmumisaeg: 20. juuni 2015.

Hõõglampide põhiosade seade ja otstarve

Hõõglampi struktuuri analüüs (joonis 1, a) leiame, et selle põhiosa on hõõglamp 3, mida soojendatakse elektrivoolu mõjul kuni optilise kiirguse tekkimiseni. Lambi põhimõte põhineb tegelikult sellel. Hõõgniidi kere kinnitus lambi sisse viiakse läbi elektroodide 6 abil, millel on tavaliselt otsad. Elektroodide kaudu tarnitakse elektrivool ka soojuse kehasse, see tähendab, et need on ka terminalide sisemised ühendused. Keha kuumuse ebapiisava stabiilsuse korral kasutage täiendavaid hoidjaid. 4. Kandurite hoidjad on paigaldatud klaasist vardale 5, mida kutsutakse töötajatele, mille otsa pakseneb. Shtabik on seotud keeruka klaas detailiga - jalg. Jalg, mida on kujutatud joonisel 1b, koosneb elektroodidest 6, väikest plaati 9 ja pingeo 10, mis on õõnes toru, mille kaudu pumbatakse lambipirnist õhku välja. Levinud seost vaheterminaalide 8, latid, plaadid ja heitgaasitoru 7. Ühend moodustab laba valmistatakse sulava klaasi komponentidest, mida tehakse protsessi väljalasketoru auk 14 ühendavad sisemise õõnsuse heitgaasitoru sisemusega lambi ümbrikusse. Hõõgniidist elektrivoolu kaudu elektrivoolu kaudu elektroodide 6 kaudu kasutatakse vaheühendit 8 ja väliseid klemme 11, mis on omavahel ühendatud elektri keevitamisega.

Joonis 1. Elektrilisel hõõglampil (a) ja selle jalgadel (b)

Isoleerida hõõgniidi keha, samuti teistes osades pirn väliskeskkonnast, kantakse klaaspudeli 1. Air evakueeritakse sisemusest kolbi ning selle asemel seda süstitakse inertsed gaas või gaasisegu 2 ning lõpuks heitgaasitoru kuumutatakse ja suletakse.

Lambiga elektrivoolu tarnimiseks ja selle paigaldamiseks elektrikassetti on lambi alus 13, mis on kinnitatud pirniku kaela 1 külge alusmastiksiga. Seadistage lamp 12 vastava aluskoha kohale.

Lambi valguse jaotus sõltub sellest, kuidas hõõgniit paikneb ja millises vormis see on. Kuid see puudutab üksnes läbipaistvate kolbidega laternaid. Kui me kujutame ette, et hõõgniit on võrdselt särav silinder ja projitseerib sellest tuleva valguse tasandile, mis on risti helendava niidiga või spiraaliga, siis on selle maksimaalne intensiivsus. Sellepärast, et luua valguse jõudude vajalikke suundi lampide eri kujunduses, antakse kiududele kindel kuju. Kiudude vormide näiteid on kujutatud joonisel 2. Praeguste hõõglampide peaaegu kunagi ei kasutata otseselt hõõgniiti. Selle põhjuseks on asjaolu, et hõõguvate elementide läbimõõdu suurenemisega väheneb gaasi täitmisel tekkiva soojuskadude vähenemine.

Joonis 2. Keha kuumuse disain:
a - kõrgepinge projektsioonlamp; b - madala pinge projektsioonlamp; in - pakkudes võrdset eredat ketast

Suur hulk soojushulki on jagatud kahte rühma. Esimene rühm sisaldab üldotstarbelistes lampides kasutatavaid hõõglampe, mille disain oli algselt kavandatud kui kiirgusallikas, mille valgustugevus ühtlaselt jaotub. Selliste laternate kujundamise eesmärk on saada maksimaalset valgustugevust, mis saavutatakse, vähendades hoidjate arvu, mille kaudu niit jahutatakse. Teine rühm sisaldab nn lamedaid soojusisendeid, mis sooritatakse kas paralleelsete spiraalide kujul (suure võimsusega kõrgepingelampidel) või lameda spiraalina (madala võimsusega madalpinge lambid). Esimene konstruktsioon viiakse läbi suure hulga molübdeeni hoidjatega, mis on kinnitatud spetsiaalsete keraamiliste silladega. Pikk hõõgniit paigutatakse korvi kujul, saavutades seega suure üldise heleduse. Optiliste süsteemide jaoks ettenähtud hõõglampidel peavad kuumusekolvid olema kompaktsed. Selleks soojendatakse keha keerisse, kaksik- või kolmekordse heeliksiga. Joonisel 3 on kujutatud erinevate disainilahenduste helendussüvede poolt tekitatud valguse intensiivsus kõveraid.

Joonis 3. Hõõgküünlad erinevatest hõõgkestest:
ja - laterna teljega risti asetsevas tasapinnas; b - laterna telgjoont läbival tasapinnal; 1-rõnga heeliks; 2 - sirge bispiraalne; 3 - silindri pinnale asetsev spiraal

Hõõguvatele pirnide nõutav valguse intensiivsus kõveraid saab kasutada peegeldavate või hajuvate kattetega spetsiaalsete kolbidega. Sobiva vormi peegeldavate kattekihtide kasutamine lambipirnil võimaldab teil kasutada suuri valguskiirguse kõveraid. Peegeldavate katetega lambid nimetatakse peegelpildiks (joonis 4). Vajadusel annab eriti täpse valgusjaotuse peegellampides, mida on kasutatud pressimise teel. Neid lampe nimetatakse esilaternateks. Hõõglampide mõnes disainis on kolbidele ehitatud metall reflektorid.

Joonis 4. Peegli hõõglambid

Kasutatakse hõõglambi materjalides

Metallid

Hõõglampide põhielement on hõõglamp. Elektrijuhtivusega metallide ja muude materjalide kasutamiseks sobivaim soojushulga korpuse tootmiseks. Sellisel juhul soojendab keha elektrivoolu läbimise teel vajalikku temperatuuri. Kuumutatava keha materjal peab vastama mitmele nõuetele: kõrge sulamistemperatuur, plastiilisus, mis võimaldab teil tõmmata erineva läbimõõduga juhtmeid, kaasa arvatud väga väike, vähene aurustumiskiirus töötemperatuuril, mis põhjustab kõrge tööiga ja muu sarnane. Tabelis 1 on toodud raskmetasemete sulamistemperatuurid. Kõige tõrksaimam metall on volfram, mis lisaks kõrgele jäikusele ja madala aurustumiskiirusega tagab selle laialdase kasutuse hõõglampide hõõguvana.

Metallide ja nende ühendite sulamistemperatuur

3887
3877
3527
3427
3127
2867
2857
2687
2557
2377
2267

3087
2977
2927
2727

Volframi aurustumiskiirus temperatuuril 2870 ja 3270 ° C on 8,41 × 10 -10 ja 9,95 × 10 -8 kg / (cm2 × s).

Teistest materjalidest võib reeniumi pidada lootustandvaks, sulamistemperatuur on veidi madalam kui volframis. Reniums reageerib hästi töötlemisele kuumutatud olekus, on vastupidav oksüdeerumisele, madalam aurustumiskiirus kui volfram. Valgusväljaannete vastuvõtmisega on tegemist renniumi lisavarustusega volframniidi lambid, samuti hõõgniidi katmine reniumi kihiga. Mittemetalsetest ühenditest on tantaalkarbiid huvipakkuv, mille aurustumismäär on 20-30% madalam kui volframis. Karbiidide, eriti tantaalkarbiidi kasutamise takistus on nende õrnus.

Tabel 2 näitab ideaalse volframist valmistatud hõõguvat keha põhilisi füüsikalisi omadusi.

Volframniidi põhilised füüsikalised omadused

Volframi oluline omadus on selle sulamite saamine. Andmed nende kohta säilitavad stabiilse kuju kõrgel temperatuuril. Kui volframtraati kuumutatakse, siis hõõgniidi kuumtöötluse ajal ja järgneval kuumutamisel muutub selle sisemine struktuur termini ümberkristallimist. Sõltuvalt ümberkristallimise laadist võib hõõgniidi kere olla suurema või väiksema mõõtmega stabiilsus. Valmistamisel volframile lisatavad lisandid ja lisandid mõjutavad ümberkristallimise olemust.

Tooriumoksiidi volframi lisaaine ThO2 aeglustab ümberkristallimise protsessi ja annab kristalse struktuuri. Selline volfram on mehhaaniliste šokkide tõttu vastupidav, kuid see tungib tugevasti ja seetõttu ei sobi hõõguvate korpuste valmistamiseks spiraalide kujul. Suurte kiirgusallikate tõttu kasutatakse gaaslahenduslampide katoodide tootmiseks suurema sisaldusega tooriumoksiidi.

Spiraalide tootmiseks kasutatakse volframi koos ränioksiidil SiO lisandiga2 koos leelismetallidega - kaaliumi ja naatriumi, samuti volframiga, mis sisaldab lisaks eespool mainitud Alumiiniumoksiidi Al2O3. Viimane annab bispiraalide valmistamisel parima tulemuse.

Enamiku hõõglampide elektroodid on valmistatud puhast niklist. Valik tuleneb selle metalli hea vaakumomadustest, neelduvatest gaasidest, kõrge elektrit juhtivatest omadustest ja keevitatavusest volframi ja muude materjalidega. Nikkelikiusus võimaldab asendada keevitus volframtihendusega, tagades hea elektri- ja soojusjuhtivuse. Hõõguvate vaakumlampide puhul kasutatakse nikli asemel vaski.

Kandjad on tavaliselt valmistatud molübdeentraadist, mis säilitab oma elastsuse kõrgel temperatuuril. See võimaldab kehal hoida venitatud olekus isegi pärast selle laienemist kuumutamise tulemusena. Molübdeeni sulamistemperatuur on 2890 K ja temperatuuri laienduse lineaarne koefitsient (TCLE) vahemikus 300 kuni 800 K, mis on võrdne 55 × 10 -7 K-1. Samuti viiakse molübdeen tulekindla klaasi sisenemiseks.

Hõõglampide klemmid on valmistatud vasktraadist, mis on keevitatud sisenditega lõpp-keevitamise teel. Madala võimsusega hõõglampidel ei ole üksikuid juhtmeid, nende rolli teostavad pleinitidest valmistatud piklikud näärmed. Aluse juurdevooluks kasutatakse POS-40-klassi tindiga pliidjoodist.

Prillid

Sama hõõglambi pealmised taldrikud, taldrikud, taldrikud, taldrikud, pudelid ja muud klaasosad on valmistatud silikate klaasist, millel on sama lineaarse laienemise temperatuuri koefitsient, mis on vajalik nende osade keevituskohtade tiheduse tagamiseks. Lambi klaasi lineaarse laienemise temperatuuri koefitsiendi väärtused peaksid tagama püsiva ühendamise sisendite valmistamiseks kasutatavate metallidega. Kõige laialt levinud klaasist kaubamärk SL96-1, mille temperatuuri koefitsiendi väärtus on 96 × 10 -7 K-1. See klaas võib töötada temperatuuridel 200 kuni 473 K.

Üks klaasi olulisemaid parameetreid on temperatuurivahemik, mille ulatuses see säilib keevitatavuse. Keevitatavuse tagamiseks on mõned osad valmistatud klaasist kaubamärgist SL93-1, mis erineb klaasist brändi SL96-1 keemilisest koostisest ja laiemast temperatuurivahemikust, milles see säilitab keevitatavuse. Klaasi kaubamärgil SL93-1 on suur pliisoksi sisaldus. Vajadusel vähendage tulekindlate klaaside (nt brändi SL40-1) kasutatavate kolvide suurust, mille temperatuuri koefitsient on 40 × 10 -7 K-1. Need prillid võivad töötada temperatuuridel vahemikus 200 kuni 523 K. Kõige kõrgem töötemperatuur on CL 5-1 kvartsklaas, hõõglambid, mille abil saab mitme sekundi jooksul töötada 1000 K või rohkem (kvartsklaasi lineaarse laienemise temperatuuri koefitsient on 5,4 × 10 -7 K-1). Prillid, mille kaubamärgid on loetletud, on läbipaistvad optilise kiirguse suhtes lainepikkuste vahemikus 300 nm kuni 2,5-3 mikronit. Kvartsklaasi edastamine algab 220 nm juures.

Sisendid

Sisendid on valmistatud materjalist, millel lisaks hea elektrijuhtivusele peab olema lineaarse laienemise termiline koefitsient, mis tagab hõõglampide valmistamiseks kasutatavate klaaside püsivate ühenduste saamiseks. Järjepidevad on materjalide liigendid, mille lineaarse laienemise termilise koefitsendi väärtused kogu temperatuuri vahemikus, st minimaalsest kuni klaasi anniilimise temperatuurini, erinevad mitte rohkem kui 10-15%. Kui metall valatakse klaasi, on parem, kui metalli lineaarse laienemise termiline koefitsient on pisut madalam klaasist. Seejärel surub klaasi jahutades metalli. Kui puudub metall, millel on lineaarse laienemise soojustegurite nõutav väärtus, on vaja tekitada mittesobivaid ujukaid. Sellisel juhul on klaasmetallist vaakumkindel ühendus kogu temperatuuri ulatuses, samuti jootemehhanismi tugevus on spetsiaalse konstruktsiooniga.

Klaasklassi SL96-1 vastav ristmik saavutatakse plaatina puksidega. Selle metalli kõrge hind viisid vajaduse välja töötada asendusaine, mida nimetatakse plaatinaks. Platinite on raud-nikli sulamiga traat, mille lineaarkasvu temperatuuri koefitsient on väiksem kui klaasist. Kui sellisele traadile rakendatakse vaskkihti, saab hästi juhtivat bimetallkaablit saada lineaarse laienemise temperatuuri koefitsiendiga, sõltuvalt vastandatud vaskkihi kihi paksusest ja originaalse traadi lineaarse laienemise termilisest koefitsiendist. Ilmselt võimaldab selline lineaarse laienemise temperatuuri koefitsientide sobitamise meetod kooskõlastamist peamiselt diameetrilise laienemisega, jättes pikisuunalise paisumatu temperatuuri koefitsiendi tasakaalustamata. Selleks, et tagada SL96-1 klaasühenduse parima vaakumtiheduse ja platinüüdi paranemine ning parandada märgavust pinnaga oksüdeerunud vase oksiidiga vaskkihiga, on kaabel kattekihiga kaetud boorhappe kihiga (boorhappe naatriumsoolaga). Plaatinatrakti kasutamisel läbimõõduga kuni 0,8 mm on tagatud üsna kindlad kaitsmed.

Vaakumkindel klaas SL40-1 sobitub, kasutades molübdeentraati. See paar annab rohkem ühilduvat klaasi brändi SL96-1 plaatinaadiga. Selle ujukite piiratud kasutamine on tingitud toormaterjalide kõrgest maksumusest.

Vaakumkindla sisendmaterjali saamiseks kvartsklaasiks on vajalikud metallid, millel on väga väike lineaarse laienduse soojustegur, mida pole olemas. Seetõttu saavutatakse soovitud tulemus sisendkujunduse abil. Kasutatav metall on molübdeen, mida iseloomustab kvartsklaasi hea märgavus. Kvartskolbides kasutatavate hõõgküünalde puhul kasutage lihtsaid fooliumpuhkeid.

Hõõglampide täitmine gaasiga võimaldab hõõglambi korpuse töötemperatuuri suurendada, vähendamata selle kasutusiga, kuna volframi pihustamiskiiruse vähenemine gaasilises keskkonnas on võrreldes vaakumis pihustamisega. Pihustuskord väheneb molekulmassi suurenemise ja gaasirõhu täitmisega. Täiturmahu rõhk on umbes 8 × 104 Pa. Mis gaasi selleks kasutada?

Gaasilise keskkonna kasutamine põhjustab soojakadusid, mis on tingitud soojusjuhtivusest gaasi ja konvektsiooniga. Kahjude vähendamiseks on kasulik lambid täita rasketes inertsetes gaasides või nende segudes. Need gaasid hõlmavad õhku toodetud lämmastikku, argooni, krüptoni ja ksenooni. Tabelis 3 on näidatud inertgaaside peamised parameetrid. Puhtat lämmastikku ei kasutata suhteliselt suure soojusjuhtivusega seotud suurte kaotuste tõttu.

Hõõglampide disain, tehnilised parameetrid ja tüübid

Hõõglamp - esimene elektriline valgustusseade, mis mängib olulist rolli inimelus. See võimaldab inimestel minna oma äri, olenemata kellaajast.

Võrreldes teiste valgusallikatega iseloomustab sellist seadet disaini lihtsus. Valgusvoog eraldub klaasist pirnil paikneva volframniidi abil, mille õõnsus on täidetud sügava vaakumiga. Tulevikus pumba vaakumi asemel pumbatakse vaakumi asemel spetsiaalseid gaase kolbi - see oli see, kuidas halogeenlambid ilmunud. Tungsten on kõrge kuumakindla materjaliga kõrge sulamistemperatuuriga materjal. See on väga tähtis, sest selleks, et inimene näeks kuma, peab keerme läbivoolu tõttu olema väga kuum.

Looja ajalugu

Huvitav on see, et esimesed lambid ei kasutanud volframit, vaid paljusid teisi materjale, sealhulgas paberit, grafiiti ja bambust. Seega hoolimata asjaolust, et kõik leiutisekohased laurud ja hõõglambi parandamine kuuluvad Edisonile ja Lodyginile, on vale seostada kõik need hüved üksi.

Me ei kirjuta üksikute teadlaste ebaõnnestumiste kohta, vaid anname peamised suunad, millele selle aja mehed jõudsid.

  1. Otsige hõõgniidi parimat materjali. Tuleb leida sellist materjali, mis oli samaaegselt tulele vastupidav ja mida iseloomustas suur vastupanu. Esimene lõng loodi bambuskiududest, mis olid kaetud õhukese kihiga grafiidist. Bamboo tegutses isolaatorina, grafiid toimis juhtivas keskkonnas. Kuna kiht oli väike, suurenes resistentsus märkimisväärselt (vastavalt vajadusele). Kõik on hea, kuid kivisöe puidubaas viis kiiresti süütamise.
  2. Järgnevalt arutasid teadlased, kuidas luua kõige rangema vaakumi tingimusi, kuna hapnik on põlemisprotsessi oluline element.
  3. Pärast seda oli vaja luua elektrivõrgu lahtivõetavad ja kontaktkomponendid. Selle ülesande keeruliseks oli grafiidi kihi kasutamine, mida iseloomustab kõrge vastupidavus, seega pidid teadlased kasutama väärismetalle - plaatina ja hõbedat. See suurendas voolu juhtivust, kuid toote maksumus oli liiga kõrge.
  4. On märkimisväärne, et tänapäeval kasutatakse Edisoni nikerdamist - tähistusega E27. Esimesed kontakti loomise viisid sisaldasid jootmist, kuid tänases olukorras oleks raske rääkida kiirelt vahetatud elektripirnist. Ja tugeva kuumusega sellised ühendid lagunevad kiiresti.

Tänapäeval langeb selliste lampide populaarsus eksponentsiaalselt. Aastal 2003 kasvas Venemaal toitepinge amplituud 5%, praegu on see parameeter juba 10%. See viis hõõglambi kasutusaja vähenemiseni 4 korda. Teisest küljest, kui pinge tagastatakse samaväärsele väärtusele allapoole, vähendatakse oluliselt valgustugevuse väljundit - kuni 40%.

Pea meeles koolituskursus - isegi koolis korraldab füüsika õpetaja eksperimente, mis näitavad, kuidas lampi sära suureneb, kuna volframniidi hõõgniidi intensiivsus suureneb. Mida kõrgem on voolutugevus, seda suurem on kiirgusheli ja rohkem soojust.

Toimimise põhimõte

Lambi tööpõhimõte tugineb hõõgniidi tugevale kuumutamisele, mis läbib selle läbi voolavat elektrivoolu. Selleks, et tahkis-materjal tekitaks punase sära, peab selle temperatuur olema 570 kraadi. Celsiuse järgi Kiirgus on inimese silmadele meeldiv ainult siis, kui seda parameetrit suurendatakse 3-4 korda.

Väheseid materjale iseloomustab niisugune refraktiivsus. Soodsa hinnakujunduspoliitika tõttu valiti volfram, mille sulamistemperatuur on 3400 kraadi, kasuks. Celsiuse järgi Valguse kiirguse ala suurendamiseks keeratakse volframniit spiraali. Töö ajal võib see soojeneda kuni 2800 kraadi. Celsiuse järgi Sellise kiirguse värvustemperatuur on 2000-3000 K, mis annab kollase spektri - mis on võrreldav päevaajal, kuid samal ajal ei avalda negatiivset mõju visuaalsetele organitele.

Kui õhukeskkond on, volfram oksüdeerub kiiresti ja laguneb. Nagu eespool mainitud, võib vaakumi asemel klaasi kolbi täita gaasidega. Me räägime inertsest lämmastikust, argoonist või krüptoonist. See võimaldas mitte ainult suurendada vastupidavust, vaid ka suurendada sära võimsust. Kestust mõjutab asjaolu, et gaasi rõhk takistab volframniidi aurustumist hõõgniidi kõrge temperatuuri tõttu.

Struktuur

Tavaline lamp koosneb järgmistest konstruktsioonielementidest:

  • kolbi;
  • vaakum või inertgaas;
  • hõõgniit;
  • elektroodid - voolujuhtmed;
  • hõõgniidi hoidmiseks vajalikud konksud;
  • jala;
  • kaitse;
  • alus, mis koosneb korpusest, isolaatorist ja alumisest kontaktist.

Lisaks juhtme, klaasanuma ja järelduste standardversioonidele on eriotstarbelised lambid. Korki asemel kasutatakse neilt muid omanikke või lisatakse täiendav kolb.

Kaitse on tavaliselt valmistatud ferriidi ja nikli sulamist ning asetatakse praeguste juhtmete vahele. Sageli asub see jalas. Selle põhieesmärk on kaitsta pirn hävitamise eest niitmise katkemise korral. See on tingitud asjaolust, et kui see puruneb, moodustatakse elektriline kaar, mis viib klaaskollasse jäävate juhi jääkide sulamiseni. Kõrge temperatuuri tõttu võib see plahvatada ja põhjustada tulekahju. Kuid juba aastaid on tõendatud kaitsmete madal efektiivsus, seega kasutati neid harvemini.

Kolb

Hõõgniidi kaitsmiseks oksüdatsiooni ja hävitamise eest kasutatakse klaasanumat. Kolbide üldmõõtmed valitakse sõltuvalt juhi materjali sadestumise kiirusest.

Gaasikeskkond

Kui varem hõõglambid täideti vaakumiga, siis täna kasutatakse seda lähenemisviisi ainult väikese võimsusega valgusallikate puhul. Võimsamad seadmed on täidetud inertgaasiga. Gaasi molaarmass mõjutab hõõgniidi soojust.

Halogeenid süstitakse halogeenlampide kolbi. Aine, mille külge hõõgniit on kaetud, hakkab aurustuma ja suhelda laeva sees asuvate halogeenidega. Reaktsiooni tulemusena moodustuvad uuesti lagunevad ühendid ja aine taastub niidi pinnale. See võimaldas juhi temperatuuri tõsta, suurendades toote efektiivsust ja eluiga. See lähenemine võimaldas kolbide kompaktsust. Disaini puudumine on seotud juhi algselt madalate takistustega elektrivoolu rakendamisel.

Filament

Hõõgniidi kuju võib olla erinev - ühe või teise kasuks valimine on seotud lambi eripäraga. Tihti kasutavad nad ümmarguse ristlõikega niitu, keerdudes spiraaliga, palju vähem - lindi juhid.

Kaasaegne hõõglamp töötab volframniidi või osmium-volframisulamiga. Tavaliste spiraalide asemel võivad spiraalsed spiraalid ja trispirolid keerduda, mis sai võimalikuks korduva keerise tõttu. Viimane viib soojuskiirguse vähenemiseni ja suurendab efektiivsust.

Tehnilised andmed

Huvitav on jälgida valgusenergia ja lampide võimsuse sõltuvust. Muutused ei ole lineaarsed - kuni 75 W, valguse võimsus suureneb, kui see ületatakse, väheneb see.

Selliste valgusallikate üheks eeliseks on ühtlane valgustus, kuna peaaegu kõikides suundades tekib valguses ühtlane intensiivsus.

Teine eelis, mis on seotud valgus pulsatsiooniga, mis teatud väärtuste korral põhjustab märkimisväärselt silma väsimust. Normaalväärtus on pulsatsioonitegur, mis ei ületa 10%. Hõõglampide puhul on maksimaalne parameeter 4%. Halvim näitaja - toodete puhul, mille võimsus on 40 vatti.

Kõigi olemasolevate elektriliste valgustusseadmete hõõglambid soojenevad rohkem. Enamik voolu teisendatakse soojusenergiaks, nii et seade näeb rohkem soojust kui valgusallikas. Valgustihedus on vahemikus 5 kuni 15%. Seepärast on seaduses sätestatud teatavad eeskirjad, mis keelavad näiteks hõõglampide kasutamise üle 100 vatti.

Tavaliselt ühe ruumi valgustamiseks piisab 60 vattiga lampidest, mida iseloomustab madal kuumus.

Heite spektri kaalumisel ja loodusliku valguse võrdlemisel võib teha kaks olulist punkti: selliste laternate valgustugevus sisaldab vähem sinist ja punast valgust. Kuid tulemus loetakse vastuvõetavaks ja ei põhjusta väsimust, nagu ka päevavalguse allikate puhul.

Tööparameetrid

Hõõglampide kasutamisel on oluline arvestada nende kasutustingimustega. Neid saab kasutada siseruumides ja õues temperatuuril vähemalt -60 ° C ja maksimaalselt +50 ° C. Celsiuse järgi Samas ei tohiks õhuniiskus ületada 98% (+20 ° C). Seadmed võivad töötada ühes ja samas valgussignaali valgussignaali valgussignaali juhtimiseks valguse intensiivsuse reguleerimiseks. Need on odavad tooted, mida võib sõltumatult asendada isegi kvalifitseerimata isik.

Hõõguvatele pirnide klassifitseerimiseks on mitmeid kriteeriume, mida arutatakse allpool.

Sõltuvalt valgustugevusest on hõõglambid (halvimast parimad):

  • vaakum;
  • argoon või lämmastik-argoon;
  • krypton;
  • Ksenoon või halogeen koos paigaldatud infrapuna peegeldiga laternaga, mis suurendab tõhusust;
  • mis on mõeldud infrapunakiirguse teisendamiseks nähtava spektriga.

Funktsionaalse otstarbega ja disainifunktsioonidega seotud hõõglampidega on palju rohkem sorte:

  1. Üldine eesmärk - 70ndatel aastatel. eelmisel sajandil neid nimetati "normaalsetele valgustuse lampidele". Kõige tavalisem ja arvukam kategooria - tooted, mida kasutatakse üldiseks ja dekoratiivseks valgustuseks. Alates 2008. aastast on selliste valgusallikate vabastamine oluliselt vähenenud, mis oli seotud mitmete seaduste vastuvõtmisega.
  2. Dekoratiivne eesmärk. Selliste toodete pudelid on valmistatud elegantsetest joonistest. Kõige tavalisemad on küünlajalgsed klaasanumad läbimõõduga kuni 35 mm ja sfäärilised (45 mm).
  3. Kohalik eesmärk. Disainilahendused on identsed esimese kategooriaga, kuid nende toide vähendab pinget - 12/24/36/48 V. Neid kasutatakse tavaliselt kaasaskantavates valgustites ja seadmetes, mis valgustavad tööpinke, tööpinke jne.
  4. Valgustus värviliste kolbidega. Sageli ei ületa toodete võimsus üle 25 W ja sisemise õõnsuse värvimine on kaetud anorgaanilise pigmendi kihiga. Sageli leiad sagedamini valguse allikaid, mille välimine osa on värvitud lakiga. Sellisel juhul värvus pigment väga kiiresti ja helbed.
  1. Peegel. Kolb on valmistatud spetsiaalses vormis, mis on kaetud peegeldava kihiga (näiteks alumiiniumi pihustamisega). Neid tooteid kasutatakse valguse voogude levitamiseks ja valgustuse efektiivsuse suurendamiseks.
  2. Signaal Need on paigaldatud valgusignaali toodetele, mis on mõeldud teabe kuvamiseks. Neid iseloomustab väike võimsus ja need on kavandatud pidevaks tööks. Praeguseks on peaaegu kasutu LED-ide olemasolu tõttu.
  3. Transport. Veel üks ulatuslik lambid, mida kasutatakse sõidukites. Kõrge tugevuse, vibratsiooni suhtes vastupidavust iseloomustab. Nad kasutavad spetsiaalset baasi, tagades tugeva paigalseisu ja võime kiiresti asendada karmides tingimustes. Võib süüa 6 V.
  4. Otsevalgus Suure võimsusega valgusallikad kuni 10 kW, mida iseloomustab kõrge valgustugevus. Spiraal sobib kompaktselt, et tagada parem fookus.
  5. Optilistel seadmetel kasutatavad laternad - näiteks filmide projektsioon või meditsiiniseadmed.

Spetsiaalambid

Samuti on rohkem spetsiifilisi hõõglampide tüüpe:

  1. Elektrikilp - alamkategooria signaaltuledest, mida kasutatakse kommutaatorpaneelides ja näitajate funktsiooni täitmisel. Need on kitsad, piklikud ja väikesed tooted, millel on siledat tüüpi paralleelsed kontaktid. Selle tõttu saab paigutada nuppe. Tähistatud on "KM 6-50". Esimene number näitab pinget, teine ​​- jõudu (mA).
  2. Arvutamine või foto lamp. Neid tooteid kasutatakse normaalse sundrežiimi fotoaparaadis. Seda iseloomustab kõrge valgustõhusus ja värvitemperatuur, kuid lühike tööiga. Nõukogude laternate jõud jõudis 500 vatti. Enamikul juhtudel on kolb matid. Täna peaaegu ei kasutata.
  3. Projitseerimine Kasutatakse juhtprojektorites. Suur heledus.

Kahekihiline lamp on saadaval mitmes sorti:

  1. Autode jaoks. Läbisõiduks kasutatakse ühte keermestust, teine ​​- kaugtule. Kui arvestame tagumiste laternatega, siis saab niidid vastavalt piduri- ja külgtuledele kasutada. Täiendav ekraan võib lõigata kiirid, mis lähituled suudavad sõita tulevastele autodele.
  2. Lennukitel. Maandumisvalguses saab väikest valgust kasutada ühe niidiga, teine ​​- suureks, kuid vajab välimist jahutust ja lühiajalist töötamist.
  3. Raudteedilambid. Usaldusväärsuse parandamiseks on vaja kahte keermestust - kui see puhub välja, siis teine ​​hõõgub.

Jätkame spetsiaalsete hõõglampide kasutamist:

  1. Lampivalgusti - mobiilsideobjektide keeruline disain. Kasutatud autotööstuses ja lennunduses.
  2. Madal inertsus. Sisaldab õhukese hõõgniidi. Seda kasutati optilises salvestussüsteemis ja teatud tüüpi fototrafos. Tänapäeval kasutatakse seda harva, kuna on rohkem kaasaegseid ja parendatud valgusallikaid.
  3. Küte Seda kasutatakse laserprinterite ja koopiamasinate soojusallikana. Lampil on silindrikujuline kuju, mis on fikseeritud pöörleva metallvardaga, millele on lisatud tooneriga paberit. Võll kannab soojuse, mis põhjustab tooneri levikut.

Hõõglampide elektriline voolu ei muundata silmade nähtavale valgusele. Üks osa läheb kiirgusele, teine ​​muundub soojuseks, kolmas - infrapunakiirguseni, mis ei ole fikseeritud visuaalsete organite poolt. Kui juhi temperatuur on 3350 K, siis on hõõglambi efektiivsus 15%. Tavapärasest 60 W lampist, mille temperatuur on 2700 K, on ​​minimaalne efektiivsus 5%.

Tõhusust suurendab juhtjuhtmete kuumutamine. Kuid mida kõrgem on hõõgniidi kuumus, seda lühem on ka kasutusiga. Näiteks valgustab lamp temperatuuril 2700 K 1000 tundi, 3400 K - mitu korda vähem. Kui suurendate toitepinget 20% võrra, langeb helk kahekordseks. See on ebaotstarbekas, kuna eluiga väheneb 95%.

Plussid ja miinused

Ühelt poolt on hõõglambid kõige ligipääsetavamad valgusallikad, teisest küljest on neid iseloomustanud ka puuduste mass.

  • madal hind;
  • Lisadeta vajadus;
  • kasutusmugavus;
  • mugav värvitemperatuur;
  • vastupidavus kõrgele niiskusele.
  • haavatavus - 700-1000 tundi vastavalt kõikidele kasutustingimustele ja soovitustele;
  • halb valgustugevus - efektiivsus 5-15%;
  • nõrk klaaskolb;
  • ülekuumenemise korral plahvatuse võimalus;
  • kõrge tulekahju oht;
  • pingelangud lühendavad oluliselt kasulikku eluiga.

Kuidas pikendada kasutusiga

On mitmeid põhjuseid, miks nende toodete eluiga võib väheneda:

  • pingelangid;
  • mehaanilised vibratsioonid;
  • kõrge keskkonnatemperatuur;
  • katkestada ühendus juhtmestikus.

Siin on mõned näpunäited hõõglampide elu pikendamiseks:

  1. Valige toiteallika jaoks sobivad tooted.
  2. Tehke liikumine rangelt väljalülitatud olekus, sest toode ei pruugi vähimatki vibratsiooni tõttu ebaõnnestuda.
  3. Kui lambid põlevad endiselt samasse kasseti, siis tuleb see asendada või parandada.
  4. Kui maandumisel töötate, lisage elektriahelile diood, või ühendage paralleelselt kaks sama jõuallikat.
  5. Toiteahela katkestamiseks võite seade sujuvaks lülitamiseks lisada.

Tehnoloogiad ei seisa endiselt, nad arenevad pidevalt, nii et täna traditsioonilised hõõglambid on asendatud odavamate ja vastupidavate LED, fluorestseerivate ja energiasäästlike valgusallikatega. Hõõguvatele pirnide vabastamise peamised põhjused on vähem arenenud riigid tehnoloogilisest vaatepunktist, aga ka väljakujunenud tootmine.

Selliste toodete omandamine täna on võimalik mitmel juhul - need sobivad ideaalselt maja või korteri kujundusse või sulle meeldib pehme ja mugav kiirgustihedus. Tehnoloogiliselt - see on pikk aegunud toode.

Hõõglamp

Hõõglamp 230 V, 60 W, 720 lm, E27 alus, umbes 110 mm kõrgune

Hõõglamp on elektriline valgusallikas, kus elektrienergiat muudetakse kergeks soojendatud metallist spiraali tulemusena, kui selle kaudu voolab elektrivool.

Sisu

Tegevuse põhimõte Muuda

Hõõglamp kasutab juhi (hõõgniidi) kuumutamise mõju, kui selle kaudu voolab elektrivool (termoefekt). Volframniidi temperatuur tõuseb järsult pärast voolu sisselülitamist. Niit vabastab vastavalt Plancki seadusele elektromagnetilise termilise kiirguse. Plancki funktsioonil on maksimum, mille positsioon lainepikkuse skaalal sõltub temperatuurist. Temperatuuri tõusuga tõuseb see maksimum lühemate lainepikkuste suunas (Wieni nihkumise seadus). Nähtava kiirguse saamiseks on vajalik, et temperatuur oleks mitu tuhat kraadi, ideaaljuhul 5770 K (päikesekiirguse temperatuur). Mida madalam on temperatuur, seda väiksem on nähtava valguse osatähtsus ja seda enam punane kiirgus.

Hõõglamp teisendab tarbitud elektrienergia osa kiirgusest, osa sellest väljub soojusjuhtivuse ja konvektsiooniprotsesside tulemusena. Ainult väike osa kiirgusest asub nähtava valguse piirkonnas, millest enamik on tingitud infrapunakiirgust. Lambi efektiivsuse suurendamiseks ja maksimaalse valge valgusvihu saavutamiseks on vaja hõõgniidi temperatuuri tõsta, mis omakorda on piiratud hõõgniidi materjali omadustega - sulamistemperatuuriga. Ideaalne temperatuur 5770 K on kättesaamatu, sest sellel temperatuuril võib kõik teadaolevad materjalid sulatada, voolata ja lõpetada elektrivoolu. Tänapäevastes hõõglampides kasutatakse maksimaalse sulamistemperatuuriga materjale - volframit (3410 ° C) ja väga harva osmiumit (3045 ° C).

Tegelikult saavutatav temperatuur 2300-2900 ° C, kaugel valgest ja mitte päevavalgusest levib. Sel põhjusel levivad hõõglambid valguse, mis tundub rohkem kollakaspruuniks kui päevavalgus. Valguse kvaliteedi iseloomustamiseks kasutatakse nn. värvi temperatuur.

Sellistel temperatuuridel tavapärasel õhul muutub volfram otsekui oksüdeeruks. Sel põhjusel kaitstud volframniiti on klaaskolb, mis on täidetud neutraalse gaasiga (tavaliselt argooniga). Esimesed lambid valmistati evakueeritud kolbidega. Kuid vaakumis kõrgel temperatuuril väheneb volfram kiiresti, hoides hõõgniit õhemaks ja klaasist kolbi pimedamaks. Hiljem täideti kolb keemiliselt neutraalsete gaasidega. Vaakumkollektoreid kasutatakse nüüd ainult madala võimsusega laternate puhul.

Ehitus Redigeeri

LN disainilahendused on väga erinevad ja sõltuvad konkreetset tüüpi laternatest. Siiski on kõikidele LV-dele ühised järgmised elemendid: TH, kolb, praegused juhtmed. Sõltuvalt konkreetse lambitüübi omadustest võib kasutada mitmesuguste disainilahenduste TN hoidjaid; lambid võivad olla alusetud või erinevat tüüpi alustega, neil on täiendav väliskolb ja muud täiendavad konstruktsioonielemendid.

Bulb Edit

Klaaspirn kaitseb lõnga ümbritseva õhu põletamisel. Kolvi mõõtmed määratakse niidi materjali ladestumise kiirusega. Suuremad sibulad vajavad suuremaid kolbe, et hõõgniidi ladestunud materjali saaks jagada suuremal alal ja see ei mõjuta läbipaistvust.

Puhvergaasi redigeerimine

Esimeste laternate kolvid torkiti tolmuimejaga kokku. Kaasaegsed lambid on täidetud puhvergaasiga (välja arvatud väikese võimsusega lambid, mis ikka veel vaakumi teevad). See vähendab hõõgniidi materjali aurustumist. Soojusjuhtivusest tingitud soojuskaod vähenevad võimaluse korral gaasi valimisel kõige raskemate molekulidega. Lämmastiku segud argooniga on heakskiidetud kompromiss kulude vähendamiseks. Kallimad lambid sisaldavad krüptooni või ksenooni (molaarmassid: lämmastik: 28,0134 g / mol, argoon: 39,948 g / mol, kripton: 83,798 g / mol, ksenoon: 131,293 g / mol)

Filament redigeeri

Hõõglamp spiraal (Osram 200 W) koos kontaktjuhtmete ja hõõgniitkandjatega

Esimeste lampide hõõgniit valmistati kivisöest (sublimatsioonipunkt 3559 ° C). Kaasaegsetes lampides kasutatakse peaaegu eranditult osmium-volframsulamist. Traat on tihtipeale kahekordse heeliksi kujul, et vähendada konvektsiooni, vähendades Langmuiri kihti.

Lambid on valmistatud erinevatel tööpingel. Voolu tugevus määratakse kindlaks Ohmi seadusega ($ I = U / R $) ja võimu valemiga $ P = U cdot I $ või $ P = U ^ 2 / R $. Võimsusega 60 W ja tööpingega 230 V peab vool läbima 0,26 A, st hõõgniidi takistus peab olema 882 oomi. Kuna metallidel on väike takistus, on sellise takistuse saavutamiseks vajalik pikk ja õhuke traat. Traadi paksus tavapärastes lampides on 40-50 mikronit.

Kuna hõõgniit on sisselülitatud toatemperatuuril sisse lülitatud, on selle takistus palju väiksem kui töökindlus. Seetõttu lülitatakse sisse lülitamisel väga suur vooluhulk (kaks kuni kolm korda töövoolu). Kui keerme soojeneb, suureneb selle takistus ja vool väheneb. Erinevalt tänapäevastest lambitest on varajased hõõglambid süsinikusisaldusega, kui see sisse lülitatakse, töödeldud vastupidisel viisil - kuumutamisel vähenes nende vastupanu ja luminestsents tõusis aeglaselt.

Põlemislampides on hõõgniidiga seeriaga valmistatud bimetalliline lüliti. Selle tõttu töötavad lambid iseseisvalt vilkuvas režiimis.

Alustage redigeerimist

Thomas Alva Edisoni pakkus välja aluse kuju hõõglambi niidiga. Müra mõõtmed on standarditud. Kodutarbeliste lampide puhul on kõige sagedasemad Edison E14 (minion), E27 ja E40 alusplaadid. Samuti leiti alust ilma keermestamata.

Kaitsmete redigeerimine

Lamp põleb selle töö ajal, st kui hõõgniiti kuumutatakse samaaegselt ja hõõgniidi kaudu voolab elektrivool. Kui praegusel ajal lõng on lõng, siis lõngade lahjendatud otste vahel süttib tavaliselt elektriline kaart. Igapäevaelus võib seda näha läbi heleroheline sinakasvalge välk, kui lamp põleb.

Selleks, et kaare süttib ahela avanemisel ja vältimaks toiteahela ülekoormamist, on laternakujunduses kaitstus. See on õhuke traat ja asub hõõglambi põhjas. Nominaalse pingega 220 V majapidamislampide puhul hinnatakse selliseid kaitsmeid tavaliselt 7 A vooluga.

Tõhusus ja vastupidavus Redigeeri

Vastupidavus ja heledus sõltuvalt tööpingest

Peaaegu kõik lampile tarnitud energia muundatakse kiirguseks. Soojuse juhtivuse ja konvektsiooni tõttu tekkivad kaod on väikesed. Inimenäos aga on saadaval ainult väike hulk selle kiirguse lainepikkusi. Kiirgus peamiseks osaks on nähtamatu infrapuna vahemik ja seda peetakse soojaks. Hõõglampide efektiivsus temperatuuril umbes 3400 K, maksimaalne väärtus on 15%. Praktiliselt saavutataval temperatuuril 2700 K on efektiivsus 5%.

Temperatuuri tõusuga suureneb hõõglampi efektiivsus, kuid samal ajal väheneb selle vastupidavus oluliselt. Hõõgniidi temperatuuril 2700 K lambi eluiga on ligikaudu 1000 tundi ja 3400 K juures ainult mõni tund. Nagu joonisel paremal näidatud, kui pinge suureneb 20% võrra, heledus kahekordistub. Samal ajal vähendatakse eluiga 95% võrra.

Maksimaalse võimsuse tasakaalustamiseks saab termiliselt soojustugevusega termistoreid kasutada, kui see soojeneb, reaktiivne liiteseade mahtuvuse või induktiivsuse kujul. Lambipinge suureneb, kui heeliks soojeneb, ja seda saab kasutada ballasti suuna automaatselt. Liiteseadist lahtiühendamata võib lamp kaotada 5-20% võimsusest, mis võib olla kasulik ka ressursi suurendamiseks.

Hõõgniit

Hõõglamp - valgustusseade, tehisvalgusallikas. Valgust eraldub kuumutatud metallist spiraal, kui selle kaudu voolab elektrivool.

Toimimise põhimõte

Hõõglamp rakendab juhi (filamendi) kuumutamise efekti, kui selle kaudu voolab elektrivool. Volframniidi temperatuur tõuseb järsult pärast voolu sisselülitamist. Niit vabastab elektromagnetilise kiirguse vastavalt Plancki seadusele. Plancki funktsioonil on maksimum, mille positsioon lainepikkuse skaalal sõltub temperatuurist. Temperatuuri tõusuga tõuseb see maksimum lühemate lainepikkuste suunas (Wieni nihkumise seadus). Nähtava kiirguse saamiseks on vajalik, et temperatuur oleks mitu tuhat kraadi, ideaaljuhul 6000 K (Päikese pinna temperatuur). Mida madalam on temperatuur, seda väiksem on nähtava valguse osatähtsus ja seda enam punane kiirgus.

Hõõglamp teisendab tarbitud elektrienergia osa kiirgusest, osa sellest väljub soojusjuhtivuse ja konvektsiooniprotsesside tulemusena. Ainult väike osa kiirgusest asub nähtava valguse piirkonnas, millest enamik on tingitud infrapunakiirgust. Lambi efektiivsuse suurendamiseks ja maksimaalse valge valgusvihu saavutamiseks on vaja hõõgniidi temperatuuri tõsta, mis omakorda on piiratud hõõgniidi materjali omadustega - sulamistemperatuuriga. Ideaalne temperatuur 6000 K ei ole saavutatav, kuna sellisel temperatuuril laguneb, laguneb ja lakkab elektrivoolu kõik materjalid. Tänapäevastes hõõglampides kasutatakse maksimaalse sulamistemperatuuriga materjale - volframit (3410 ° C) ja väga harva osmiumit (3045 ° C).

Tegelikult saavutatav temperatuur 2300-2900 ° C, kaugel valgest ja mitte päevavalgusest levib. Sel põhjusel levivad hõõglambid valguse, mis tundub rohkem kollakaspruuniks kui päevavalgus. Valguse kvaliteedi iseloomustamiseks kasutatakse nn. värvi temperatuur.

Sellistel temperatuuridel tavapärasel õhul muutub volfram otsekui oksüdeeruks. Sel põhjusel kaitstud volframniiti on klaaskolb, mis on täidetud neutraalse gaasiga (tavaliselt argooniga). Esimesed lambid tehti vaakumkolbidega. Kuid vaakumis kõrgel temperatuuril väheneb volfram kiiresti, hoides hõõgniit õhemaks ja klaasist kolbi pimedamaks. Hiljem täideti kolb keemiliselt neutraalsete gaasidega. Vaakumkollektoreid kasutatakse nüüd ainult madala võimsusega laternate puhul.

Ehitus

Hõõglamp koosneb alusest, kontaktjuhtmetest, hõõgniidist, kaitsest ja klaasist pirnist, mis kaitseb hõõgniidi keskkonna eest.

Kolb

Klaaspirn kaitseb lõnga ümbritseva õhu põletamisel. Kolvi mõõtmed määratakse niidi materjali ladestumise kiirusega. Suuremad sibulad vajavad suuremaid kolbe, et hõõgniidi ladestunud materjali saaks jagada suuremal alal ja see ei mõjuta läbipaistvust.

Puhvergaas

Esimeste laternate kolvid torkiti tolmuimejaga kokku. Kaasaegsed lambid on täidetud puhvergaasiga (välja arvatud väikese võimsusega lambid, mis ikka veel vaakumi teevad). See vähendab hõõgniidi materjali aurustumist. Samaaegselt vähendab soojusjuhtivus soojuskaod, valides kõige raskemate molekulide gaasi. Lämmastiku segud argooniga on heakskiidetud kompromiss kulude vähendamiseks. Kallimad lambid sisaldavad krüptoni või ksenooni (aatommassid: lämmastik: 28,0134 g / mol, argoon: 39,948 g / mol, kripton: 83,798 g / mol, ksenoon: 131,293 g / mol)

Filament

Esimeste lambipirnide hõõgniit valmistati söest (sublimatsioonipunkt 3559 ° C). Kaasaegsetes lambipirnides kasutatakse peaaegu eranditult osmium-volframsulamist valmistatud spiraale. Traat on tihtipeale kahekordse heeliksi kujul, et vähendada konvektsiooni, vähendades Langmuiri kihti.

Lambid on valmistatud erinevatel tööpingel. Vool on määratud Ohmi seadusega (I = U / R) ja võimu valemiga P = U cdot I või P = U2 / R. Võimsusega 60 W ja tööpingega 230 V peab vool läbima lambipirnit 0,26 A, st hõõgniidi takistus peaks olema 882 Ohm. Kuna metallidel on väike takistus, on sellise takistuse saavutamiseks vajalik pikk ja õhuke traat. Traadi paksus tavapärastes lambipirnides on 40-50 mikronit.

Kuna hõõgniit on sisselülitatud toatemperatuuril sisse lülitatud, on selle takistus palju väiksem kui töökindlus. Seetõttu lülitatakse sisse lülitamisel väga suur vooluhulk (kaks kuni kolm korda töövoolu). Kui keerme soojeneb, suureneb selle takistus ja vool väheneb. Erinevalt tänapäevastest lambitest on varajased hõõglambid süsinikusisaldusega, kui see sisse lülitatakse, töödeldud vastupidisel viisil - kuumutamisel vähenes nende vastupanu ja luminestsents tõusis aeglaselt.

Hõõgniidiga sarjaga vilkuvates tuledes on ehitatud bimetallilüliti. Selle tõttu töötavad sellised sibulad sõltumatult vilkuvas režiimis.

Baas

Thomas Alva Edisoni pakkus välja aluse kuju hõõglambi niidiga. Müra mõõtmed on standarditud.

Kaitsmepesa

Hõõglampi aluses asuv kaitstud (õhuke traat) on konstrueeritud vältimaks elektrilise kaare esinemist lampi põlemisel. Nominaalse pingega 220 V majapidamislampide puhul hinnatakse selliseid kaitsmeid tavaliselt 7 A vooluga.

Tõhusus ja vastupidavus

Peaaegu kõik lampile tarnitud energia muundatakse kiirguseks. Soojuse juhtivuse ja konvektsiooni tõttu tekkivad kaod on väikesed. Inimenäos aga on saadaval ainult väike hulk selle kiirguse lainepikkusi. Kiirgus peamiseks osaks on nähtamatu infrapuna vahemik ja seda peetakse soojaks. Hõõglampide efektiivsus temperatuuril umbes 3400 K, maksimaalne väärtus on 15%. Praktiliselt saavutataval temperatuuril 2700 K on efektiivsus 5%.

Temperatuuri tõusuga suureneb hõõglampi efektiivsus, kuid samal ajal väheneb selle vastupidavus oluliselt. Hõõgniidi temperatuuril 2700 K lambi eluiga on ligikaudu 1000 tundi ja 3400 K juures ainult mõni tund. Pinge suurenemisega 20%, heledus kahekordistab. Samal ajal vähendatakse eluiga 95% võrra.

Pinge vähendamine kaks korda (näiteks kui see on ühendatud järjestikku), kuid see vähendab efektiivsust, pikendab see tööiga peaaegu tuhat korda. Seda efekti kasutatakse sageli siis, kui on vaja tagada usaldusväärne avariivalgustus ilma heleduse erinõueteta, näiteks lossimisel.

Hõõglambi piiratud eluiga on põhjustatud vähemal määral hõõgniidi materjali aurustamisest töö ajal ja suuremal määral hõõgniidi ebaühtlusega. Lõnga materjali ebatasane aurustamine toob kaasa suure elektrilise takistusega lahustunud alade ilmumise, mis omakorda viib sellistesse kohtadesse materjali veelgi suurema kuumenemise ja aurustamise. Kui üks nendest kitsastest muutub nii õhukesteks, et hõõgniidi materjal selles kohas sulab või täielikult aurustub, vool katkeb ja lamp ebaõnnestub.

Halogeenlambid

Halogeenivaba broomi või joodi lisamine puhvergaasile suurendab lambi kestust kuni 2000-4000 tunnini. Sellisel juhul on töötemperatuur ligikaudu 3000 K. Halogeenlampide efektiivsus jõuab 28 lm / W.

Jood (koos jääkhapniga) siseneb aurustatud volframi aatomitega keemilisse ühendisse. See protsess on pöörduv - kõrgel temperatuuril ühend laguneb koostisosadeks. Volfram aatomid vabastatakse seega nii spiraali kui ka selle läheduses.

Halogeenide lisamine takistab volframi sadestumist klaasil, tingimusel et klaasi temperatuur on üle 250 ° C. Kolbi musta värvi puudumise tõttu saab halogeenlampe valmistada väga kompaktselt. Kolvi väike maht võimaldab ühelt poolt kasutada suuremat töörõhku (mis omakorda viib lõime aurustumiskiiruse vähenemiseni) ja teisest küljest, ilma kulude märkimisväärse suurenemiseta, täita kolb raskete inertsete gaasidega, mille tulemusena väheneb energiakadu soojusjuhtivuse tõttu. See kõik pikendab halogeenlampide eluiga ja suurendab nende tõhusust.

Lambipirni kõrge temperatuuri tõttu põleb pindade (näiteks sõrmejälgede) saastumine töö ajal kiiresti, jättes mustuse. See viib kohaliku kolbi temperatuuri tõusuni, mis võib põhjustada selle hävimise. Samuti on kõrge temperatuuri tõttu kolvid valmistatud kvartsist.

Lampide arendamise uus suund on nn. IRC halogeenlambid (IRC tähistab infrapunakatet). Selliste laternate pirnidele paigaldatakse spetsiaalne kate, mis võimaldab läbida nähtav valgust, kuid säilitab infrapunase kiirguse ja peegeldab seda spiraali tagasi. Selle tagajärjel väheneb soojuskadu ja selle tagajärjel suureneb lambi efektiivsus. Ettevõtte OSRAM sõnul vähendatakse energiatarbimist 45% võrra ja eluiga kahekordistub (võrreldes tavalise halogeenlampiga).

Kuigi IRC halogeenlambid ei saavuta luminofoorlampide efektiivsust, on nende eeliseks see, et neid saab tavapäraste halogeenlampide otsese asendusena kasutada.