Para criar iluminação artificial, uma lâmpada incandescente comum é frequentemente usada. Este elemento é familiar a todos desde os dias da URSS. Bulbo de vidro, cartucho e espiral são as principais partes visíveis do produto. A disposição de uma lâmpada incandescente no interior é interessante tanto para um mestre iniciante quanto para um profissional.
História da invenção da lâmpada
O produto foi projetado e desenvolvido por muitos cientistas em diferentes períodos. O primeiro arco elétrico foi incendiado pelo cientista Petrov V.V. em 1802. A invenção consistia em duas barras de carbono que estavam conectadas aos pólos de uma bateria galvânica. No momento da abordagem, uma descarga elétrica surgiu e um arco luminoso se formou sobre os elementos. O uso de uma lâmpada dessas na vida cotidiana era impossível por várias razões - a inconveniência do design, a queima rápida de barras de carvão. Mas os cientistas do mundo começaram a entender do que fazer uma lâmpada.
Após 70 anos em 1872, Lodygin A.N. recebeu uma patente para uma lâmpada incandescente. Uma haste de carvão de retorta, localizada sob um capô de vidro, foi usada como uma espiral nele.
Já em 1880, em 10 de maio, a lâmpada de Lodygin estava equipada com iluminação pública em São Petersburgo na ponte Liteiny. A vida útil da fonte de luz era de apenas 2 meses (até a haste de carbono queimar).
Em 1880, Thomas Edison introduziu a lâmpada incandescente Lodygin aprimorada nos Estados Unidos. Ele conseguiu eliminar o ar do bulbo de vidro, o que garantiu uma queima mais longa da espiral e um brilho mais intenso. Edison também projetou um soquete com rosca para parafusar uma lâmpada em um soquete.
Em 1910, decidiu-se torcer o filamento de tungstênio em espiral para aumentar sua vida útil. Assim, o produto agora funciona em vez das 50-100 horas iniciais por até 1000 horas.
O princípio da radiação térmica também é usado na produção de lâmpadas fluorescentes halógenas.
Em que consiste a lâmpada
A estrutura e o esquema de uma lâmpada incandescente são assim:
- um bulbo de vidro em forma de pêra ou arredondado;
- corpo de brilho (filamento de tungstênio ou carvão) localizado nele em dois suportes de gancho;
- dois eletrodos;
- fusível;
- perna;
- socle (case) com um isolador;
- seu contato (embaixo).
A oxidação de um filamento de tungstênio (espiral, corpo incandescente) é excluída devido à sua colocação no vácuo ou em meio gasoso. Eles enchem um frasco de vidro.
Parâmetros elétricos
Todas as lâmpadas são feitas para tensões diferentes. Como o metal refratário ao tungstênio apresenta baixa resistividade, é necessário um fio longo para o dispositivo do elemento leve. Assim, o filamento em uma lâmpada elétrica geralmente atinge 50 micrômetros. Quando a luz é acesa, uma corrente passa pelo corpo brilhante, excedendo o trabalho em 10 a 14 vezes. Quanto mais a linha aquece, mais forte a resistência da linha aumenta e a corrente diminui.
O princípio de operação de uma lâmpada incandescente elétrica
Tendo considerado o que consiste uma lâmpada, é importante entender o princípio de sua operação:
- Quando a luz está acesa, uma corrente flui através da parte inferior da tampa para o corpo de brilho.
- O filamento de tungstênio fica muito quente após o fechamento do circuito, o que leva ao seu brilho.
- Nesse ponto, a temperatura do fio atinge 570 graus.
- Assim, o espectro do brilho das lâmpadas muda para temperaturas quentes.
Para referência: quanto menor o grau do filamento de tungstênio / carbono, menor será a fração de energia que chega ao corpo brilhante e provoca sua radiação visível. As lâmpadas retrô diferem porque aquecem a espiral mais lentamente e mais fracamente.
Variedades de elementos leves
Todos os produtos são classificados de acordo com diferentes parâmetros. Pelo tipo de enchimento da lâmpada, essas lâmpadas se distinguem:
- o vácuo mais simples (quando eles são feitos do balão, todo o ar é aspirado);
- preenchido com gás argônio;
- halogênio de xenônio;
- preenchido com krypton.
Por tipo de finalidade, as lâmpadas são divididas nos seguintes tipos:
- Decorativo. Eles trabalham de acordo com o princípio usual. O balão é feito na forma de uma vela ou bola.
Lâmpadas incandescentes decorativas - Propósito geral. Eles são familiares a todos os elementos comuns que são parafusados em um candelabro ou candelabro de parede. Frequentemente, os mestres se preocupam com a questão de quantos watts uma lâmpada consome. Você pode comprar um produto por 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 e mais watts. Quanto mais alto o indicador, mais brilhante o brilho.
- Lâmpadas para iluminação local. Estruturalmente, eles não são diferentes dos elementos comuns. Mas a tensão operacional para eles está na faixa de 12 a 42 V.
- Lâmpadas para iluminação. Eles têm um balão pintado em cores brilhantes. Potência operacional na faixa de 10 a 25 watts.
- Sinalização. Eles têm uma potência extremamente baixa e são usados para dispositivos de iluminação. Hoje, esses produtos são substituídos com confiança pelas modernas lâmpadas LED.
- Holofotes. O corpo de brilho é colocado de maneira especial devido à sua conveniente suspensão na lâmpada. Como resultado, é possível obter uma melhor focagem do brilho. O poder de tais lâmpadas atinge 10-50 quilowatts.
Lâmpada espelho - Espelhado. Eles têm um revestimento de balão especial. Está parcialmente coberto com uma película de alumínio termicamente pulverizado. Assim, é possível obter uma diretividade estreita do feixe de luz. DSLRs são usados para iluminação local.
- Transporte. Estes produtos são caracterizados por maior resistência, resistência à vibração. Para lâmpadas de transporte, são utilizados perfis especiais, graças aos quais você pode substituir rapidamente o elemento de iluminação nas condições apertadas da máquina. Tais elementos funcionam a partir da fonte de alimentação de um carro de 6 a 220 V.
- Produtos para instrumentos ópticos. Hoje quase nunca lançado. Anteriormente usado para projetores de filmes, equipamentos médicos. As lâmpadas deste tipo têm um balão de formato especial.
- Mude a luz. Relacione-se com a classe do sinal. Eles têm um tamanho pequeno de bulbo, o que permite que sejam colocados sob os botões dos painéis de várias instalações.
Luz de aviso de fio duplo
Pelo número de filamentos, todos os elementos são:
- Rosca dupla. Eles têm um corpo brilhante para luz distante (forte) e outro para iluminação fraca (fraca). Usado em carros, aviação, semáforos ferroviários, nas estrelas do Kremlin de Moscou.
- Único encalhado. Lâmpadas de tungstênio familiares.
O corpo dos produtos de baixa inércia possui uma espiral extremamente fina. Anteriormente, eles eram usados para sistemas ópticos de gravação de som. Também existem lâmpadas de aquecimento que são usadas para organizar câmaras de secagem, fogões elétricos, equipamentos de escritório, etc.
Vantagens e desvantagens
As lâmpadas incandescentes têm várias vantagens:
- Custo razoável;
- dimensões compactas;
- reação instantânea para ligar / desligar;
- falta de cintilação, afetando adversamente os olhos;
- inércia a picos de energia;
- gama suave de brilho, contribuindo para o relaxamento, criando uma atmosfera de conforto;
- bom índice de reprodução de cores igual a Ra 90;
- trabalhar em qualquer condição (incluindo alta umidade);
- disponibilidade constante para o consumidor;
- Amizade ambiental;
- falta de barulho durante o trabalho;
- inércia à radiação ionizante.
As desvantagens das lâmpadas incandescentes incluem esses momentos:
- fragilidade, sensibilidade a danos mecânicos;
- vida relativamente curta;
- baixa eficiência, não superior a 5-7% (a proporção de energia consumida e radiação visível);
- risco de incêndio com contato direto da lâmpada com substâncias combustíveis (têxteis, palha, etc.);
- a probabilidade de uma explosão devido a choque térmico ou ruptura de uma bobina sob tensão
Apesar de todas essas deficiências, as lâmpadas familiares mantêm suas posições com confiança. Mais de 70% da população da CEI ainda os utiliza.
Eficiência e durabilidade
Ao analisar como uma lâmpada incandescente é organizada, é importante entender sua eficiência. A uma temperatura leve de 3400 Kelvin, a eficiência do elemento é de 15%. Refere-se à razão entre consumo de energia e luz visível visível ao olho humano. A uma temperatura de 2700 K (média normal para uma lâmpada doméstica comum), a eficiência é de apenas 5%.
Quanto maior a temperatura do brilho, maior a eficiência. Mas, ao mesmo tempo, a vida útil do produto é reduzida. Por exemplo, se você aumentar a tensão em 20%, o brilho da iluminação se tornará mais forte - a eficiência da lâmpada aumentará, no entanto, a vida útil diminuirá em 90-95%. Consequentemente, uma diminuição na tensão leva a uma diminuição na eficiência do produto e a um aumento na sua vida útil.
Como aumentar a vida útil de uma lâmpada incandescente
Em média, uma lâmpada incandescente doméstica comum dura 700-1000 horas. Mas, de fato, o elemento queima muito mais rápido. Para prolongar a vida útil da lâmpada, é necessário evitar fatores que causam queima da espiral.
- Observe a faixa de tensão. Está indicado no frasco do produto. Como regra, é igual a 125-135 W, 220-230 W, 2,3-2,4 kW. Se a tensão na casa for excedida, o produto queimará mais cedo. Por exemplo, em um apartamento, a tensão máxima é de 220 V e a lâmpada foi comprada com uma faixa de 125 a 135 V. Aqui, o filamento queimará sem ambiguidades mais rapidamente, uma vez que a eficiência do produto aumenta.
- Reparar o mau funcionamento do cartucho. Se as lâmpadas queimarem com frequência, vale a pena examiná-la, verificando novamente os contatos. Se necessário, troque o cartucho.
- Elimine a vibração. Eles levam à rápida queima do filamento de tungstênio. Portanto, a transferência de equipamentos móveis é melhor realizada com a lâmpada desligada.
Para prolongar a vida útil da lâmpada incandescente, você pode reduzir a tensão na rede em apenas 7-8%. Nesse caso, o produto durará 3-3,5 vezes mais com o consumo econômico de energia.
