K vytvoření umělého osvětlení se často používá běžná žárovka. Tento prvek je známý všem od dob SSSR. Hlavní viditelné části produktu jsou skleněná žárovka, kazeta a spirála. Jak je uvnitř uspořádána žárovka, je zajímavé jak pro začínajícího mistra, tak pro profesionála.
Historie vynálezu žárovky
Produkt byl navržen a vyvinut mnoha vědci v různých obdobích. První elektrický oblouk byl zapálen vědcem Petrovem V.V. v roce 1802. Vynález sestával ze dvou uhlíkových tyčí, které byly spojeny s póly galvanické baterie. V okamžiku jejich přiblížení se objevil elektrický výboj a nad prvky se vytvořil světelný oblouk. Použití takové lampy v každodenním životě bylo nemožné z mnoha důvodů - nepohodlí designu, rychlé spalování uhlí. Světoví vědci však začali chápat, z čeho si vyrobit lampu.
Po 70 letech v roce 1872, Lodygin A.N. obdržel patent na žárovku. Jako spirála se použila tyč retortového uhlí, která byla umístěna pod skleněnou kapucí.
Již v roce 1880, 10. května, byla Lodyginova žárovka vybavena pouličním osvětlením v Petrohradě na mostě Liteiny. Životnost světelného zdroje byla pouze 2 měsíce (do vyhoření uhlíkové tyče).
V 1880, Thomas Edison představil zlepšenou Lodygin žárovku ve Spojených státech. Podařilo se mu dosáhnout eliminace vzduchu ze skleněné baňky, což zajistilo delší spalování spirály a jasnější záři. Edison také navrhl závitovou objímku pro zašroubování lampy do objímky.
V roce 1910 bylo rozhodnuto otočit wolframové vlákno ve spirále, aby se prodloužila jeho životnost. Produkt tedy nyní pracuje místo počátečních 50 až 100 hodin až 1000 hodin.
Princip tepelného záření se používá také při výrobě halogenových zářivek.
Z čeho se lampa skládá
Struktura a schéma žárovky vypadá takto:
- skleněná baňka hruškovitého nebo zaobleného tvaru;
- žhavé tělo (wolframové nebo uhlíkové vlákno) umístěné v něm na dvou držácích háčků;
- dvě elektrody;
- pojistka;
- noha;
- socle (case) s izolátorem;
- jeho kontakt (dole).
Oxidace wolframového vlákna (spirála, žhavé tělo) je vyloučena z důvodu jeho umístění do vakua nebo plynného média. Naplňují skleněnou baňku.
Elektrické parametry
Všechny žárovky jsou vyráběny pro různá napětí. Protože žáruvzdorný kov wolframu má nízký odpor, je pro zařízení světelného prvku zapotřebí dlouhý drát. Vlákno v elektrické baňce tak často dosahuje 50 mikrometrů. Když se rozsvítí světlo, protéká žhnoucím tělem proud, který 10-11krát překračuje pracovní. Čím více se vlákno zahřívá, tím silnější se odpor vlákna zvyšuje a proud klesá.
Princip činnosti elektrické žárovky
Po zvážení toho, z čeho se žárovka skládá, je důležité porozumět principu její činnosti:
- Když se rozsvítí světlo, proud protéká spodní částí víčka do žhavícího těla.
- Wolframové vlákno je po uzavření obvodu velmi horké, což vede k jeho záři.
- V tomto bodě teplota vlákna dosáhne 570 stupňů.
- Tím se spektrum záře žárovek posune směrem k teplým teplotám.
Pro informaci: čím nižší je stupeň wolfram / uhlíkové vlákno, tím nižší bude podíl energie, která přichází do těla vlákna a vyvolává jeho viditelné záření. Retro lampy se liší v tom, že zahřívají spirálu pomaleji a slabě.
Odrůdy světelných prvků
Všechny produkty jsou klasifikovány podle různých parametrů. Podle typu plnění žárovky se tyto žárovky rozlišují:
- nejjednodušší vakuum (když jsou vyrobeny z baňky, veškerý vzduch je odsáván);
- naplněné argonovým plynem;
- xenon halogen;
- naplněné kryptónem.
Podle typu účelu jsou žárovky rozděleny do následujících typů:
- Dekorativní. Pracují podle obvyklého principu. Baňka je vyrobena ve formě svíčky nebo koule.
Dekorativní žárovky - Obecný účel. Jsou to známé všechny běžné prvky, které jsou přišroubovány do lustru nebo nástěnného svítidla. Mistři se často zabývají otázkou, kolik wattů žárovka spotřebuje. Můžete si koupit produkt za 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 a více wattů. Čím vyšší je indikátor, tím jasnější záře.
- Lampy pro místní osvětlení. Strukturálně se neliší od běžných prvků. Ale provozní napětí pro ně je v rozmezí 12-42 V.
- Žárovky pro osvětlení. Mají baňky vymalované v jasných barvách. Provozní výkon v rozsahu 10-25 wattů.
- Signalizace. Mají extrémně nízký výkon a používají se pro osvětlovací zařízení. V současné době jsou tyto výrobky sebejistě nahrazeny moderními LED lampami.
- Reflektory. Tělo žhavení je položeno zvláštním způsobem díky jeho pohodlnému zavěšení v žárovce. Díky tomu je možné dosáhnout lepšího zaostření záře. Síla těchto lamp dosahuje 10-50 kilowattů.
Zrcadlová lampa - Zrcadlo. Mají speciální povlak na baňky. Částečně je pokryta fólií z tepelně stříkaného hliníku. Je tak možné dosáhnout úzké směrovosti světelného paprsku. DSLR se používají pro místní osvětlení.
- Doprava. Tyto výrobky se vyznačují zvýšenou pevností, odolností vůči vibracím. Pro dopravní lampy se používají speciální podložky, díky kterým můžete rychle nahradit světelný prvek ve stísněných podmínkách stroje. Takové prvky fungují z napájecího zdroje automobilu 6-220 V.
- Výrobky pro optické přístroje. Dnes se téměř nikdy neuvolnilo. Dříve používán pro filmové projektory, zdravotnické vybavení. Lampy tohoto typu mají baňku zvláštního tvaru.
- Přepněte světlo. Týká se třídy signálu. Mají malou velikost žárovky, což umožňuje jejich umístění pod knoflíky panelů různých instalací.
Dvouvláknové výstražné světlo
Podle počtu vláken jsou všechny prvky:
- Dvojité vlákno. Mají jedno zářící těleso pro vzdálené (silné) světlo a jedno pro tlumené (slabé) osvětlení. Používá se v autech, letectví, železniční semafory, ve hvězdách moskevského Kremlu.
- Jednovláknové. Známé wolframové žárovky.
Tělo výrobků s nízkou setrvačností má extrémně tenkou spirálu. Dříve byly použity pro optické systémy pro záznam zvuku. Existují také topné lampy, které se používají k uspořádání sušáren, elektrických kamen, kancelářského vybavení atd.
Výhody a nevýhody
Žárovky mají řadu výhod:
- přiměřené náklady;
- kompaktní rozměry;
- okamžitá reakce na zapnutí / vypnutí;
- nedostatek blikání, nepříznivě ovlivňující oči;
- setrvačnost vůči přepětí;
- měkká gama záře, která přispívá k relaxaci a vytváří atmosféru pohodlí;
- dobrý index podání barev rovný Ra 90;
- pracovat za jakýchkoli podmínek (včetně vysoké vlhkosti);
- stálá dostupnost pro spotřebitele;
- šetrnost k životnímu prostředí;
- nedostatek hluku při práci;
- inertnost vůči ionizujícímu záření.
Nevýhody žárovek zahrnují takové momenty:
- křehkost, citlivost na mechanické poškození;
- relativně krátká životnost;
- nízká účinnost nepřesahující 5–7% (poměr spotřebované energie k viditelnému záření);
- nebezpečí požáru při přímém kontaktu lampy s hořlavými látkami (textil, sláma atd.);
- pravděpodobnost exploze v důsledku tepelného šoku nebo prasknutí spirály pod napětím.
Navzdory všem těmto nedostatkům si známé žárovky sebejistě udržují své pozice. Stále je používá více než 70% populace SNS.
Účinnost a trvanlivost
Při analýze uspořádání žárovky je důležité pochopit její účinnost. Při teplotě světla 3400 kelvinů je účinnost prvku 15%. To se týká poměru spotřeby energie k viditelnému světlu viditelnému lidskému oku. Při teplotě 2700 K (průměrná normální pro běžnou domácí lampu) je účinnost pouze 5%.
Čím vyšší je teplota záře, tím vyšší je účinnost. Zároveň se však zkracuje životnost výrobku. Například, pokud zvýšíte napětí o 20%, jas osvětlení se zvýší - účinnost žárovky se zvýší, životnost se však sníží o 90-95%. Snížení napětí tedy vede ke snížení účinnosti produktu a ke zvýšení jeho životnosti.
Jak prodloužit životnost žárovky
Průměrná žárovka v domácnosti vydrží v průměru 700–1 000 hodin. Ve skutečnosti však prvek shoří mnohem rychleji. Pro prodloužení životnosti žárovky je nutné zabránit faktorům, které způsobují vyhoření spirály.
- Sledujte rozsah napětí. Je uveden na baňce produktu. Zpravidla se rovná 125-135 W, 220-230 W, 2,3-2,4 kW. Pokud je napětí v domě překročeno, produkt dříve shoří. Například v bytě je maximální napětí 220 V a lampa byla zakoupena s rozsahem 125–135 V. Zde bude vlákno vyhořet jednoznačně rychleji, protože se zvyšuje účinnost produktu.
- Opravte poruchu kazety. Pokud lampy často shoří, vyplatí se to prozkoumat a zkontrolovat kontakty. V případě potřeby vyměňte kazetu.
- Eliminujte vibrace. Vedou k rychlému vyhoření wolframového vlákna. Proto je přenos mobilních zařízení nejlépe proveden s vypnutou žárovkou.
Chcete-li prodloužit životnost žárovky, můžete snížit síťové napětí pouze o 7-8%. V takovém případě bude produkt s ekonomickou spotřebou energie trvat 3-3,5krát déle.
