Per creare un'illuminazione artificiale, viene spesso utilizzata una normale lampada a incandescenza. Questo elemento è familiare a tutti fin dai tempi dell'URSS. Bulbo di vetro, cartuccia e spirale sono le principali parti visibili del prodotto. Il modo in cui una lampada a incandescenza è disposta all'interno è interessante sia per un maestro alle prime armi che per un professionista.
Storia dell'invenzione del bulbo
Il prodotto è stato progettato e sviluppato da molti scienziati in diversi periodi. Il primo arco elettrico è stato acceso dallo scienziato Petrov V.V. nel 1802. L'invenzione consisteva in due barre di carbonio che erano collegate ai poli di una batteria galvanica. Al momento del loro avvicinamento, si è verificata una scarica elettrica e un arco luminoso si è formato sopra gli elementi. L'uso di una tale lampada nella vita di tutti i giorni era impossibile per una serie di ragioni: l'inconveniente del design, la rapida combustione delle barre di carbone. Ma gli scienziati del mondo hanno iniziato a capire di cosa fare una lampada.
Dopo 70 anni nel 1872, Lodygin A.N. ha ricevuto un brevetto per una lampada a incandescenza. Una spirale di carbone, che si trovava sotto una cappa di vetro, era usata come una spirale.
Già nel 1880, il 10 maggio, la lampadina di Lodygin era dotata di illuminazione stradale a San Pietroburgo sul ponte Liteiny. La durata della sorgente luminosa è stata di soli 2 mesi (fino a quando l'asta di carbonio non si è esaurita).
Nel 1880, Thomas Edison introdusse la lampada a incandescenza Lodygin migliorata negli Stati Uniti. Riuscì a ottenere l'eliminazione dell'aria dal bulbo di vetro, assicurando una combustione più lunga della spirale e un bagliore più luminoso. Edison ha anche progettato una presa filettata per avvitare una lampada in una presa.
Nel 1910, fu deciso di torcere il filamento di tungsteno in una spirale per aumentarne la durata. Pertanto, il prodotto ora funziona invece delle prime 50-100 ore per un massimo di 1000 ore.
Il principio della radiazione termica viene utilizzato anche nella produzione di lampade fluorescenti alogene.
In cosa consiste la lampada
La struttura e lo schema di una lampada a incandescenza si presentano così:
- un bulbo di vetro a forma di pera o arrotondato;
- corpo luminescente (filamento di tungsteno o carbone) situato al suo interno su due supporti per ganci;
- due elettrodi;
- fusibile;
- gamba;
- socle (caso) con un isolante;
- il suo contatto (in basso).
L'ossidazione di un filamento di tungsteno (spirale, corpo luminescente) è esclusa a causa del suo posizionamento in un mezzo vuoto o gassoso. Riempiono un pallone di vetro.
Parametri elettrici
Tutte le lampadine sono realizzate per tensioni diverse. Poiché il metallo refrattario al tungsteno ha una bassa resistività, è necessario un filo lungo per il dispositivo dell'elemento luminoso. Pertanto, il filamento in una lampadina elettrica raggiunge spesso 50 micrometri. Quando la luce è accesa, una corrente passa attraverso il corpo luminoso, superando quella di lavoro di 10-14 volte. Più il filo si riscalda, più aumenta la resistenza del filo e diminuisce la corrente.
Il principio di funzionamento di una lampada a incandescenza elettrica
Dopo aver considerato in cosa consiste una lampadina, è importante comprendere il principio del suo funzionamento:
- Quando la luce è accesa, una corrente scorre attraverso la parte inferiore del cappuccio verso il corpo luminoso.
- Il filamento di tungsteno è molto caldo dopo la chiusura del circuito, che porta al suo splendore.
- A questo punto, la temperatura del filo raggiunge i 570 gradi.
- Pertanto, lo spettro del bagliore dei bulbi viene spostato verso temperature calde.
Per riferimento: più basso è il grado di filamento di tungsteno / carbonio, minore sarà la frazione di energia che arriva al corpo del filamento e provoca la sua radiazione visibile. Le lampade retrò si differenziano per il fatto che riscaldano la spirale più lentamente e più debolmente.
Varietà di elementi luminosi
Tutti i prodotti sono classificati in base a diversi parametri. Per il tipo di riempimento della lampadina, queste lampade si distinguono:
- il vuoto più semplice (quando sono fatti dal pallone, tutta l'aria viene aspirata);
- riempito con gas argon;
- alogeno allo xeno;
- riempito con krypton.
Per tipo di scopo, le lampadine sono suddivise nei seguenti tipi:
- Decorativo. Funzionano secondo il solito principio. Il pallone è realizzato sotto forma di una candela o una palla.
Lampadine a incandescenza decorative - Scopo generale. Questi sono familiari a tutti gli elementi ordinari che sono avvitati in un lampadario o applique. Spesso i maestri si preoccupano della domanda su quanti watt consuma una lampadina. È possibile acquistare un prodotto per 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 e più watt. Più alto è l'indicatore, più luminoso è il bagliore.
- Lampade per illuminazione locale. Strutturalmente, non sono diversi dagli elementi ordinari. Ma la tensione operativa per loro è compresa tra 12 e 42 V.
- Lampadine per illuminazione. Hanno un pallone dipinto con colori vivaci. Potenza operativa nell'intervallo di 10-25 watt.
- Segnalazione. Hanno una potenza estremamente bassa e sono utilizzati per dispositivi di illuminazione. Oggi, tali prodotti sono sostituiti con sicurezza dalle moderne lampade a LED.
- Faretti. Il corpo luminoso è posato in modo speciale grazie alla sua comoda sospensione nella lampadina. Di conseguenza, è possibile ottenere una migliore messa a fuoco del bagliore. La potenza di tali lampade raggiunge i 10-50 chilowatt.
Lampada a specchio - Rispecchiato. Hanno un rivestimento speciale per matracci. È parzialmente coperto con un film di alluminio spruzzato termicamente. Pertanto, è possibile ottenere una direttività ristretta del raggio luminoso. Le DSLR sono utilizzate per l'illuminazione locale.
- Trasporto. Questi prodotti sono caratterizzati da una maggiore resistenza, resistenza alle vibrazioni. Per le lampade di trasporto vengono utilizzati speciali zoccoli, grazie ai quali è possibile sostituire rapidamente l'elemento di illuminazione nelle condizioni anguste della macchina. Tali elementi funzionano dall'alimentazione elettrica di un'auto 6-220 V.
- Prodotti per strumenti ottici. Oggi quasi mai rilasciato. Precedentemente utilizzato per proiettori cinematografici, apparecchiature mediche. Le lampade di questo tipo hanno una fiasca di forma speciale.
- Accendi la luce. Relativo alla classe del segnale. Hanno una piccola dimensione della lampadina, che consente di posizionarli sotto i pulsanti dei pannelli di varie installazioni.
Spia a doppio filamento
In base al numero di filamenti, tutti gli elementi sono:
- Doppio filo. Hanno un corpo luminoso per una luce distante (forte) e uno per un'illuminazione anabbagliante (debole). Utilizzato in automobili, aviazione, semafori ferroviari, nelle stelle del Cremlino di Mosca.
- Singolo filamento. Lampadine al tungsteno familiari.
Il corpo dei prodotti a bassa inerzia ha una spirale estremamente sottile. In precedenza, venivano utilizzati per i sistemi di registrazione del suono ottico. Ci sono anche lampade di riscaldamento che vengono utilizzate per sistemare camere di essiccazione, stufe elettriche, attrezzature per ufficio, ecc.
Vantaggi e svantaggi
Le lampade a incandescenza presentano numerosi vantaggi:
- costo ragionevole;
- dimensioni compatte;
- reazione istantanea all'accensione / spegnimento;
- mancanza di sfarfallio, che colpisce negativamente gli occhi;
- inerzia alle sovratensioni;
- morbida gamma di luminosità, contribuendo al relax, creando un'atmosfera di comfort;
- buon indice di resa cromatica pari a Ra 90;
- lavorare in qualsiasi condizione (compresa l'umidità elevata);
- disponibilità costante per il consumatore;
- rispetto dell'ambiente;
- mancanza di rumore durante il lavoro;
- inerzia alle radiazioni ionizzanti.
Gli svantaggi delle lampade a incandescenza includono tali momenti:
- fragilità, sensibilità ai danni meccanici;
- vita relativamente breve;
- bassa efficienza, non superiore al 5-7% (il rapporto tra potenza consumata e radiazione visibile);
- pericolo di incendio con contatto diretto della lampada con sostanze combustibili (tessuti, paglia, ecc.);
- la probabilità di un'esplosione dovuta a shock termico o rottura di una spirale sotto tensione.
Nonostante tutte queste carenze, le lampadine familiari mantengono con fiducia le loro posizioni. Oltre il 70% della popolazione della CSI li utilizza ancora.
Efficienza e durata
Quando si analizza la disposizione di una lampada a incandescenza, è importante comprenderne l'efficienza. A una temperatura leggera di 3400 Kelvin, l'efficienza dell'elemento è del 15%. Questo si riferisce al rapporto tra consumo energetico e luce visibile visibile all'occhio umano. A una temperatura di 2700 K (media normale per una normale lampada domestica), l'efficienza è solo del 5%.
Maggiore è la temperatura del bagliore, maggiore è l'efficienza. Allo stesso tempo, la durata del prodotto è ridotta. Ad esempio, se aumenti la tensione del 20%, la luminosità dell'illuminazione diventerà più forte - l'efficienza della lampadina aumenterà, tuttavia, la durata di servizio sarà ridotta del 90-95%. Di conseguenza, una diminuzione della tensione porta a una diminuzione dell'efficienza del prodotto e ad un aumento della sua durata.
Come aumentare la durata di una lampada a incandescenza
In media, una normale lampadina a incandescenza domestica dura 700-1000 ore. Ma in realtà l'elemento si esaurisce molto più velocemente. Per prolungare la vita del bulbo, è necessario prevenire i fattori che causano il burnout della spirale.
- Rispettare l'intervallo di tensione. È indicato sul matraccio del prodotto. Di norma, è pari a 125-135 W, 220-230 W, 2,3-2,4 kW. Se la tensione in casa viene superata, il prodotto si brucerà prima. Ad esempio, in un appartamento la tensione massima è di 220 V e la lampada è stata acquistata con un intervallo di 125-135 V. In questo caso il filamento si esaurirà in modo inequivocabile più veloce, poiché l'efficienza del prodotto aumenta.
- Riparare il malfunzionamento della cartuccia. Se le lampade si bruciano spesso, vale la pena esaminarlo, ricontrollando i contatti. Se necessario, sostituire la cartuccia.
- Elimina le vibrazioni. Portano a un rapido esaurimento del filamento di tungsteno. Pertanto, il trasferimento di dispositivi mobili viene eseguito meglio con la lampadina spenta.
Per prolungare la durata della lampada a incandescenza, è possibile ridurre la tensione della rete solo del 7-8%. In questo caso, il prodotto durerà 3-3,5 volte di più con un consumo energetico economico.
