Pour créer un éclairage artificiel, une lampe à incandescence ordinaire est souvent utilisée. Cet élément est familier à tous depuis l'époque de l'URSS. L'ampoule, la cartouche et la spirale en verre sont les principales parties visibles du produit. Comment une lampe à incandescence est disposée à l'intérieur est intéressante à la fois pour un maître novice et pour un professionnel.
Histoire de l'invention de l'ampoule
Le produit a été conçu et développé par de nombreux scientifiques à différentes périodes. Le premier arc électrique a été allumé par le scientifique Petrov V.V. en 1802. L'invention consistait en deux tiges de carbone qui étaient connectées aux pôles d'une batterie galvanique. Au moment de leur approche, une décharge électrique est apparue et un arc lumineux s'est formé sur les éléments. L'utilisation d'une telle lampe dans la vie quotidienne était impossible pour un certain nombre de raisons - l'inconvénient de la conception, la combustion rapide des barres de charbon. Mais les scientifiques du monde ont commencé à comprendre de quoi faire une lampe.
Après 70 ans en 1872, Lodygin A.N. a reçu un brevet pour une lampe à incandescence. Une barre de charbon de cornue, qui était située sous une hotte en verre, a été utilisée comme spirale.
Déjà en 1880, le 10 mai, l'ampoule de Lodygin était équipée d'un éclairage public à Saint-Pétersbourg sur le pont Liteiny. La durée de vie de la source lumineuse n'était que de 2 mois (jusqu'à ce que la tige de carbone brûle).
En 1880, Thomas Edison a introduit aux États-Unis la lampe à incandescence Lodygin améliorée. Il a réussi à éliminer l'air de l'ampoule de verre, ce qui a assuré une combustion plus longue de la spirale et une lueur plus vive. Edison a également conçu une douille filetée pour visser une lampe dans une douille.
En 1910, il a été décidé de tordre le filament de tungstène en spirale pour augmenter sa durée de vie. Ainsi, le produit fonctionne désormais au lieu des 50 à 100 heures initiales pendant 1000 heures.
Le principe du rayonnement thermique est également utilisé dans la production de lampes fluorescentes halogènes.
En quoi consiste la lampe
La structure et le schéma d'une lampe à incandescence ressemblent à ceci:
- une ampoule en verre de forme poire ou arrondie;
- corps incandescent (filament de tungstène ou de charbon de bois) situé en lui sur deux crochets;
- deux électrodes;
- fusible;
- jambe;
- socle (boîtier) avec un isolant;
- son contact (en bas).
L'oxydation d'un filament de tungstène (spirale, corps luminescent) est exclue en raison de sa mise en vide ou en milieu gazeux. Ils remplissent un flacon en verre.
Paramètres électriques
Toutes les ampoules sont conçues pour des tensions différentes. Étant donné que le métal réfractaire au tungstène a une faible résistivité, un long fil est nécessaire pour le dispositif de l'élément léger. Ainsi, le filament d'une ampoule électrique atteint souvent 50 micromètres. Lorsque la lumière est allumée, un courant traverse le corps incandescent, dépassant celui qui fonctionne de 10 à 14 fois. Plus le fil se réchauffe, plus la résistance du fil augmente et le courant diminue.
Le principe de fonctionnement d'une lampe électrique à incandescence
Après avoir considéré en quoi consiste une ampoule, il est important de comprendre le principe de son fonctionnement:
- Lorsque la lumière est allumée, un courant passe par le bas du capuchon vers le corps lumineux.
- Le filament de tungstène est très chaud après la fermeture du circuit, ce qui conduit à son éclat.
- À ce stade, la température du fil atteint 570 degrés.
- Ainsi, le spectre de la lueur des ampoules est déplacé vers des températures chaudes.
Pour référence: plus le degré de filament tungstène / carbone est faible, plus la fraction d'énergie qui vient au corps du filament et provoque son rayonnement visible est faible. Les lampes rétro diffèrent en ce qu'elles chauffent la spirale plus lentement et plus faiblement.
Variétés d'éléments légers
Tous les produits sont classés selon différents paramètres. Par le type de remplissage de l'ampoule, ces lampes se distinguent:
- le vide le plus simple (lorsqu'ils sont fabriqués à partir du ballon, tout l'air est aspiré);
- rempli d'argon gazeux;
- halogène xénon;
- rempli de krypton.
Par type d'utilisation, les ampoules sont réparties dans les types suivants:
- Décoratif. Ils fonctionnent selon le principe habituel. Le flacon est réalisé sous forme de bougie ou de boule.
Ampoules à incandescence décoratives - Usage général. Ceux-ci sont familiers à tous les éléments ordinaires vissés dans un lustre ou une applique. Les maîtres se demandent souvent combien de watts consomme une ampoule. Vous pouvez acheter un produit pour 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 et plus de watts. Plus l'indicateur est élevé, plus l'éclat est brillant.
- Lampes pour l'éclairage local. Structurellement, ils ne diffèrent pas des éléments ordinaires. Mais la tension de fonctionnement pour eux est de l'ordre de 12 à 42 V.
- Ampoules d'éclairage. Ils ont un flacon peint dans des couleurs vives. Puissance de fonctionnement dans la gamme de 10-25 watts.
- Signalisation. Ils ont une puissance extrêmement faible et sont utilisés pour les appareils d'éclairage. Aujourd'hui, ces produits sont remplacés en toute confiance par des lampes LED modernes.
- Projecteurs. Le corps incandescent est posé d'une manière spéciale en raison de sa suspension pratique dans l'ampoule. En conséquence, il est possible d'obtenir une meilleure focalisation de la lueur. La puissance de ces lampes atteint 10 à 50 kilowatts.
Lampe miroir - Miroir. Ils ont un revêtement de flacon spécial. Il est partiellement recouvert d'un film d'aluminium projeté thermiquement. Ainsi, il est possible d'obtenir une directivité étroite du faisceau lumineux. Les reflex numériques sont utilisés pour l'éclairage local.
- Transport. Ces produits se caractérisent par une résistance accrue, une résistance aux vibrations. Pour les lampes de transport, des socles spéciaux sont utilisés, grâce auxquels vous pouvez remplacer rapidement l'élément d'éclairage dans les conditions exiguës de la machine. Ces éléments fonctionnent à partir de l'alimentation d'une voiture 6-220 V.
- Produits pour instruments optiques. Aujourd'hui presque jamais sorti. Auparavant utilisé pour les projecteurs de films, les équipements médicaux. Les lampes de ce type ont un flacon d'une forme spéciale.
- Allumez la lumière. Se rapportent à la classe de signal. Ils ont une petite taille d'ampoule, ce qui leur permet d'être placés sous les boutons des panneaux de diverses installations.
Témoin lumineux double brin
Par le nombre de filaments, tous les éléments sont:
- Double fil. Ils ont un corps brillant pour une lumière distante (forte) et un pour un éclairage plongé (faible). Utilisé dans les voitures, l'aviation, les feux de circulation ferroviaire, dans les étoiles du Kremlin de Moscou.
- Simple brin. Ampoules au tungstène familières.
Le corps des produits à faible inertie a une spirale extrêmement mince. Auparavant, ils étaient utilisés pour les systèmes d'enregistrement sonore optique. Il existe également des lampes chauffantes qui sont utilisées pour aménager des chambres de séchage, des cuisinières électriques, du matériel de bureau, etc.
Avantages et inconvénients
Les lampes à incandescence présentent de nombreux avantages:
- prix raisonnable;
- dimensions compactes;
- réaction instantanée à marche / arrêt;
- absence de scintillement, affectant négativement les yeux;
- inertie aux surtensions;
- gamma doux de lueur, contribuant à la relaxation, créant une atmosphère de confort;
- bon indice de rendu des couleurs égal à Ra 90;
- travailler dans toutes les conditions (y compris une humidité élevée);
- disponibilité constante pour le consommateur;
- respect de l'environnement;
- manque de bruit pendant les travaux;
- l'inertie aux rayonnements ionisants.
Les inconvénients des lampes à incandescence comprennent de tels moments:
- fragilité, sensibilité aux dommages mécaniques;
- durée de vie relativement courte;
- faible efficacité, ne dépassant pas 5-7% (le rapport de la puissance consommée au rayonnement visible);
- risque d'incendie avec contact direct de la lampe avec des substances combustibles (textiles, paille, etc.);
- la probabilité d'une explosion due à un choc thermique ou à la rupture d'une spirale sous tension.
Malgré toutes ces lacunes, les ampoules familières conservent leur position en toute confiance. Plus de 70% de la population de la CEI les utilise encore.
Efficacité et durabilité
Lors de l'analyse de la disposition d'une lampe à incandescence, il est important de comprendre son efficacité. À une température de 3400 Kelvin, le rendement de l'élément est de 15%. Il s'agit du rapport entre la consommation d'énergie et la lumière visible visible par l'œil humain. À une température de 2700 K (normale moyenne pour une lampe domestique ordinaire), le rendement n'est que de 5%.
Plus la température de la lueur est élevée, plus l'efficacité est grande. Mais en même temps, la durée de vie du produit est réduite. Par exemple, si vous augmentez la tension de 20%, la luminosité de l'éclairage deviendra plus forte - l'efficacité de l'ampoule augmentera, cependant, la durée de vie sera réduite de 90 à 95%. En conséquence, une diminution de la tension entraîne une diminution de l'efficacité du produit et une augmentation de sa durée de vie.
Comment augmenter la durée de vie d'une lampe à incandescence
En moyenne, une ampoule à incandescence domestique ordinaire dure 700-1000 heures. Mais en fait, l'élément brûle beaucoup plus rapidement. Pour prolonger la durée de vie de l'ampoule, il est nécessaire d'éviter les facteurs qui provoquent l'épuisement de la spirale.
- Respectez la plage de tension. Il est indiqué sur le flacon du produit. En règle générale, il est égal à 125-135 W, 220-230 W, 2,3-2,4 kW. Si la tension dans la maison est dépassée, le produit s'éteindra plus tôt. Par exemple, dans un appartement, la tension maximale est de 220 V et la lampe a été achetée avec une plage de 125 à 135 V. Ici, le filament s'éteindra sans ambiguïté plus rapidement, car l'efficacité du produit augmente.
- Réparer le dysfonctionnement de la cartouche. Si les lampes s'éteignent souvent, cela vaut la peine de l'examiner, en revérifiant les contacts. Si nécessaire, changez la cartouche.
- Élimine les vibrations. Ils conduisent à un épuisement rapide du filament de tungstène. Par conséquent, le transfert des appareils mobiles se fait mieux avec l'ampoule éteinte.
Pour prolonger la durée de vie de la lampe à incandescence, vous pouvez réduire la tension dans le réseau de seulement 7 à 8%. Dans ce cas, le produit durera 3 à 3,5 fois plus longtemps avec une consommation d'énergie économique.
