Za stvaranje umjetne rasvjete često se koristi obična žarulja sa žarnom niti. Ovaj je element poznat svima još od vremena SSSR-a. Staklena žarulja, uložak i spirala glavni su vidljivi dijelovi proizvoda. Kako je žarulja sa žarnom niti raspoređena unutra, zanimljivo je i za početnika i za profesionalca.
Povijest pronalaska žarulje
Proizvod su osmislili i razvili mnogi znanstvenici u različitim razdobljima. Prvi električni luk zapalio je znanstvenik Petrov V.V. 1802. godine. Izum se sastojao od dvije karbonske šipke koje su spojene na polove galvanske baterije. U trenutku njihovog približavanja pojavilo se električno pražnjenje i nad elementima se stvorio svjetlosni luk. Upotreba takve svjetiljke u svakodnevnom životu bila je nemoguća iz više razloga - neugodnosti dizajna, brzo paljenje šipki ugljena. No svjetski su znanstvenici počeli razumjeti od čega se prave svjetiljke.
Nakon 70 godina 1872. godine, Lodygin A.N. dobio patent za žarulju sa žarnom niti. Kao spirala u njemu je korišten retortni štap ugljena, koji se nalazio ispod staklene navlake.
Već 1880. godine, 10. svibnja, Lodyginova žarulja opremljena je uličnom rasvjetom u Sankt Peterburgu na Liteiny mostu. Životni vijek izvora svjetlosti bio je samo 2 mjeseca (dok ugljični štap nije izgorio).
1880. Thomas Edison je u SAD-u predstavio poboljšani Lodygin žarulju sa žarnom niti. Uspio je postići uklanjanje zraka iz staklene žarulje, što je osiguralo duže izgaranje spirale i svjetliji sjaj. Edison je također dizajnirao navojnu utičnicu za uvrtanje svjetiljke u utičnicu.
Godine 1910. odlučeno je da se volframova nit uvija u spiralu kako bi se povećao njezin radni vijek. Dakle, proizvod sada radi umjesto početnih 50-100 sati, čak 1000 sati.
Princip toplinskog zračenja koristi se i u proizvodnji halogenih fluorescentnih svjetiljki.
Od čega se sastoji svjetiljka
Struktura i shema žarulje sa žarnom niti izgledaju ovako:
- staklena žarulja kruškastog ili zaobljenog oblika;
- sjajno tijelo (volframovo ili drveno vlakno) smješteno u njemu na dva držača kuka;
- dvije elektrode;
- osigurač;
- noga;
- socle (futrola) s izolatorom;
- njegov kontakt (dno).
Oksidacija volframove niti (spiralno, sjajno tijelo) isključena je zbog njegovog smještanja u vakuum ili plinovit medij. Oni napune staklenu tikvicu.
Električni parametri
Sve žarulje izrađene su za različite napone. Budući da vafram vatrostalni metal ima malu otpornost, potrebna je dugačka žica za uređaj svjetlosnog elementa. Dakle, žarulja u električnoj žarulji često doseže 50 mikrometara. Kad se upali svjetlost, kroz užareno tijelo prolazi struja koja premašuje radno 10-14 puta. Što se više niti zagrijava, jači se otpor navoja povećava i struja se smanjuje.
Princip rada električne žarulje sa žarnom niti
Razmotrivši od čega se sastoji žarulja, važno je razumjeti princip rada:
- Kad se upali svjetlost, struja kroz dno poklopca teče prema tijelu za žar.
- Volframova nit se jako zagrijava nakon zatvaranja kruga, što dovodi do njegovog sjaja.
- U ovom trenutku temperatura navoja doseže 570 stupnjeva.
- Tako se spektar sjaja žarulja pomiče prema toplim temperaturama.
Za referencu: što je niži stupanj volframove / drvene ugljene, niži će biti dio energije koji dolazi do užarenog tijela i izaziva njegovo vidljivo zračenje. Retro svjetiljke razlikuju se po tome što one sporije zagrijavaju spiralu.
Vrste svjetlosnih elemenata
Svi proizvodi su klasificirani prema različitim parametrima. Prema vrsti punjenja žarulje, razlikuju se ove svjetiljke:
- najjednostavniji vakuum (kada se naprave iz tikvice, sav se zrak usisava);
- napunjen argonskim plinom;
- ksenon halogen;
- ispunjen kriptonom.
Prema vrsti namjene, žarulje su podijeljene u sljedeće vrste:
- Dekorativni. Oni rade po uobičajenom principu. Tikvica je izrađena u obliku svijeće ili kuglice.
Ukrasne žarulje sa žarnom niti - Opća namjena. To su poznati za sve obične elemente koji su upleteni u luster ili zid. Često se majstori bave pitanjem koliko vata troši žarulja. Možete kupiti proizvod za 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 i više vata. Što je viši indikator, to će biti sjajniji.
- Svjetiljke za lokalnu rasvjetu. Strukturno se oni ne razlikuju od običnih elemenata. Ali radni napon za njih je u rasponu od 12-42 V.
- Žarulje za osvjetljenje. Imaju tikvicu obojenu u svijetlim bojama. Radna snaga u rasponu od 10-25 vata.
- Signalizacija. Imaju izuzetno malu snagu i koriste se za rasvjetne uređaje. Danas takve proizvode s pouzdanjem zamjenjuju moderne LED svjetiljke.
- Reflektori. Tijelo sjaja postavljeno je na poseban način zbog svog prikladnog ovjesa u žarulji. Kao rezultat, moguće je postići bolje fokusiranje sjaja. Snaga takvih svjetiljki doseže 10-50 kilovata.
Zrcalna svjetiljka - Ogleda. Imaju posebnu tikvicu. Djelomično je prekriven filmom termički pršenog aluminija. Dakle, moguće je postići usku usmjerenost snopa svjetlosti. DSLR se koriste za lokalnu rasvjetu.
- Prijevoz. Ove proizvode karakterizira povećana čvrstoća, otpornost na vibracije. Za transportne svjetiljke koriste se posebni utičnice, zahvaljujući kojima možete brzo zamijeniti rasvjetni element u skučenim uvjetima stroja. Takvi elementi djeluju iz napajanja automobila 6-220 V.
- Proizvodi za optičke instrumente. Danas gotovo nikada nije pušten. Ranije se koristi za filmske projektore, medicinsku opremu. Svjetiljke ove vrste imaju tikvicu posebnog oblika.
- Prebacite svjetlo. Odnosi se na klasu signala. Imaju malu veličinu žarulje, što im omogućuje postavljanje ispod gumba ploča raznih instalacija.
Sigurnosno svjetlo s dvostrukom žicom
Svi elementi su prema broju niti:
- Dvostruka nit. Imaju jedno užareno tijelo za daleku (jaku) svjetlost i jedno za ugašenu (slabu) rasvjetu. Koristi se u automobilima, zrakoplovstvu, željezničkim semaforima, u zvijezdama Moskovskog Kremlja.
- Jednolančani. Poznate volframove žarulje.
Tijelo proizvoda s niskom inercijom ima izuzetno tanku spiralu. Ranije su korišteni za optičke sustave za snimanje zvuka. Postoje i svjetiljke za grijanje koje se koriste za uređenje komora za sušenje sudova, električne peći, uredska oprema itd.
Prednosti i nedostatci
Žarulje sa žarnom niti imaju niz prednosti:
- razumna cijena;
- kompaktne dimenzije;
- trenutna reakcija na uključivanje / isključivanje;
- nedostatak treperenja, nepovoljno utječući na oči;
- inercija porasta snage;
- meka gama sjaja, doprinosi opuštanju, stvarajući atmosferu ugode;
- dobar indeks ispisa u boji jednak Ra 90;
- rad u bilo kojim uvjetima (uključujući visoku vlažnost);
- stalna dostupnost za potrošača;
- ekološka prijatnost;
- nedostatak buke tijekom rada;
- inertnost ionizirajućeg zračenja.
Nedostaci žarulja sa žarnom niti uključuju takve trenutke:
- krhkost, osjetljivost na mehanička oštećenja;
- relativno kratak život;
- niska učinkovitost, koja ne prelazi 5-7% (omjer potrošnje snage i vidljivog zračenja);
- požarna opasnost s izravnim dodirom lampe sa zapaljivim tvarima (tekstil, slama itd.);
- vjerojatnost eksplozije uslijed toplinskog udara ili puknuća spirale pod napetošću.
Unatoč svim tim nedostacima, poznate žarulje pouzdano zadržavaju svoje položaje. Više od 70% stanovništva ZND-a još uvijek ih koristi.
Učinkovitost i trajnost
Kada analizirate kako je uređena žarulja sa žarnom niti, važno je razumjeti njezinu učinkovitost. Pri temperaturi svjetlosti od 3400 Kelvina, učinkovitost elementa je 15%. To se odnosi na omjer potrošnje energije i vidljive svjetlosti vidljive ljudskom oku. Pri temperaturi od 2700 K (prosječna norma za običnu svjetiljku u domaćinstvu), učinkovitost je samo 5%.
Što je viša temperatura sjaja, veća je i učinkovitost. Ali istodobno se smanjuje vijek trajanja proizvoda. Na primjer, ako povećate napon za 20%, svjetlina osvjetljenja će postati jača - učinkovitost žarulje će se povećati, međutim, radni vijek će se smanjiti za 90-95%. Sukladno tome, smanjenje napona dovodi do smanjenja učinkovitosti proizvoda i povećanja njegova korisnog vijeka.
Kako povećati vijek trajanja žarulje sa žarnom niti
U prosjeku, obična žarulja sa žarnom niti traje od 700-1000 sati. Ali u stvari, element izgara mnogo brže. Da biste produžili vijek žarulje, potrebno je spriječiti faktore koji uzrokuju izgaranje spirale.
- Pridržavajte se raspona napona. Navedeno je na tikvici proizvoda. U pravilu je jednaka 125-135 W, 220-230 W, 2,3-2,4 kW. Ako se napon u kući prekorači, proizvod će prije izgorjeti. Na primjer, u stanu je maksimalni napon 220 V, a svjetiljka je kupljena s rasponom od 125-135 V. Ovdje će se žaruljica jednoznačno brže izgorjeti jer se učinkovitost proizvoda povećava.
- Popravite neispravnost uloška. Ako žarulje često izgaraju, vrijedno ih je ispitati, dvaput provjeriti kontakte. Ako je potrebno, promijenite uložak.
- Uklonite vibracije. Dovode do brzog izgaranja volframove niti. Stoga je prijenos pokretnih svjetiljki najbolje obaviti ako je žarulja isključena.
Da biste produžili vijek trajanja žarulje sa žarnom niti, možete smanjiti mrežni napon za samo 7-8%. U ovom slučaju, proizvod će trajati 3-3,5 puta duže s ekonomičnom potrošnjom energije.
