Устройство лампы накаливания (03.08.22 г.)
Без ламп накаливания невозможно представить себе современную жизнь. Несмотря на то, что это изобретение приобрело известность больше 100 лет назад, оно до сих пор эффективно выполняет свои задачи — дает людям свет. Источник электроосвещения работает благодаря процессу накаливания. Последний представляет собой электромагнитное излучение, исходящее от тела накаливания, которое очень сильно нагревается.
В настоящий момент лампочка накаливания считается неэффективной, только лишь 10% процентов энергии преобразуются в свет, остальная энергия тратится на выделение тепла. Во многих странах анонсируется переход на люминесцентные и галогенные источники света. Процесс перехода постоянно тормозится, так как граждане не хотят менять простую дешевую лампочку на инновационную люминесцентную, которая стоит гораздо дороже.
Немного истории
Официальным изобретателем, создавшим лампочку накаливания, считается Томас Эдисон. Такое мнение сложилось, так как ученый смог соединить три фактора, открытые другими исследователями — применение вольфрама, высокий вакуум и повышенное сопротивление.
До Эдисона свои открытия представил миру физик Дж. Свон, создавший лампочку накаливания, оснащенную углеродной нитью. Физик первым осветил свой дом электрическим светом. В 1906 году американская компания «Дженерал Электрик» зарегистрировала патент на производство вольфрамовых нитей для лампочек.
Устройство лампы
Основные детали лампочки содержатся в стеклянном корпусе. Главным элементом осветительного прибора является вольфрамовая нить. Через нее пропускается электроток, нагревая нить до состояния свечения. Один из элементов лампы — стержень, закрепленный у основания лампы. Стержень обеспечивает свободное прохождение электрически заряженных контактов через оболочку лампочки, исключая утечки воздуха или газа.
В колбе, сделанной из стекла, может содержаться вакуум или инертный газ, например, аргон 85% и азот 15%. Инертные газы способствуют минимизации процесса испарения нити во время горения лампочки. Вакуум обеспечивает теплоизоляцию лампы, но в вакууме быстрее испаряется нить. Газ применяется в мощных лампочках после 40 Вт, в маломощных лампах газ не применяется.
В продаже доступны лампочки в различных диапазонах мощности — от 25 до 200 Вт и т.д. Производители выпускают лампы разной формы, но классическая лампочка круглой формы. Для производства нити ранее применялись углерод, вольфрам и тантал, сейчас практически все производители перешли на вольфрамовые нити накаливания. Переход связан с высокой светоотдачей вольфрама — 18 люмен на ватт при t 2000°C.
Принцип получения света
Принцип работы лампочки в нагреве объекта. Если данный объект не плавится, электроны начинают отдачу энергии, образуются фотоны. Затем фотоны превращаются в электромагнитное излучение с разной длиной волны. Одна часть волн существует в видимом диапазоне, другая — в инфракрасном. В первом случае образуется энергия света.
Плюсы и минусы
Перечислим достоинства лампочки накаливания:
- невысокая стоимость и простота эксплуатации;
- быстрое зажигание в момент включения;
- легкое и компактное приспособление;
- высокая прочность при правильной эксплуатации;
- широкий диапазон мощностей;
- многообразие размеров и оттенков;
- соблюдаются экологические нормы.
У лампы есть и недостатки, к которым относят слишком яркое свечение, а также срок службы, ограниченный 1000 часами. Еще минусы — низкая энергоэффективность, вредное для глаз свечение, а также быстрое перегорание при частом включении и выключении.
