Để tạo ra ánh sáng nhân tạo, người ta thường sử dụng đèn sợi đốt thông thường. Yếu tố này quen thuộc với mọi người kể từ thời Liên Xô. Bóng đèn thủy tinh, hộp mực và xoắn ốc là những phần chính có thể nhìn thấy của sản phẩm. Làm thế nào một đèn sợi đốt được bố trí bên trong là thú vị cho cả một người mới làm quen và chuyên nghiệp.
Lịch sử phát minh ra bóng đèn
Sản phẩm được thiết kế và phát triển bởi nhiều nhà khoa học trong các thời kỳ khác nhau. Vòng cung điện đầu tiên được đốt cháy bởi nhà khoa học Petrov V.V. năm 1802. Sáng chế bao gồm hai thanh carbon được nối với các cực của pin điện. Tại thời điểm tiếp cận của họ, một luồng phóng điện phát sinh và một vòng cung phát sáng hình thành trên các yếu tố. Việc sử dụng một chiếc đèn như vậy trong cuộc sống hàng ngày là không thể vì nhiều lý do - sự bất tiện của thiết kế, sự đốt cháy nhanh chóng của các thanh than. Nhưng các nhà khoa học thế giới bắt đầu hiểu những gì để làm cho một đèn.
Sau 70 năm vào năm 1872, Lodygin A.N. nhận được bằng sáng chế cho một đèn sợi đốt. Một thanh than vặn lại, được đặt dưới mui xe bằng kính, được sử dụng như một hình xoắn ốc trong đó.
Vào năm 1880, vào ngày 10 tháng 5, bóng đèn của Lodygin được trang bị đèn đường ở St. Petersburg trên Cầu Liteiny. Tuổi thọ của nguồn sáng chỉ là 2 tháng (cho đến khi thanh carbon bị đốt cháy).
Năm 1880, Thomas Edison đã giới thiệu đèn sợi đốt Lodygin cải tiến ở Hoa Kỳ. Ông quản lý để đạt được việc loại bỏ không khí từ bóng đèn thủy tinh, đảm bảo đốt cháy xoắn ốc lâu hơn và phát sáng hơn. Edison cũng thiết kế một ổ cắm ren để vặn đèn vào ổ cắm.
Năm 1910, người ta đã quyết định xoắn dây tóc vonfram theo hình xoắn ốc để tăng tuổi thọ. Do đó, sản phẩm hiện hoạt động thay vì 50 - 100 giờ ban đầu trong khoảng 1000 giờ.
Nguyên lý của bức xạ nhiệt cũng được sử dụng trong sản xuất đèn huỳnh quang halogen.
Những gì đèn bao gồm
Cấu trúc và sơ đồ của đèn sợi đốt trông như thế này:
- một bóng đèn thủy tinh có hình quả lê hoặc tròn;
- cơ thể phát sáng (sợi vonfram hoặc than củi) nằm trong nó trên hai giá đỡ móc;
- hai điện cực;
- cầu chì;
- Chân;
- socle (trường hợp) với một chất cách điện;
- liên hệ của anh ấy (phía dưới).
Sự oxy hóa của dây tóc vonfram (cơ thể xoắn ốc, phát sáng) được loại trừ do vị trí của nó trong môi trường chân không hoặc khí. Họ đổ đầy một bình thủy tinh.
Thông số điện
Tất cả các bóng đèn được làm cho điện áp khác nhau. Vì kim loại chịu lửa vonfram có điện trở suất thấp, nên cần một dây dài cho thiết bị của nguyên tố ánh sáng. Do đó, dây tóc trong bóng đèn điện thường đạt tới 50 micromet. Khi ánh sáng được bật, một dòng điện đi qua cơ thể phát sáng, vượt quá mức hoạt động 10-14 lần. Sợi càng nóng lên, điện trở của sợi càng tăng và dòng điện giảm.
Nguyên lý hoạt động của đèn sợi đốt điện
Đã xem xét những gì một bóng đèn bao gồm, điều quan trọng là phải hiểu nguyên tắc hoạt động của nó:
- Khi ánh sáng được bật, một dòng điện chạy qua đáy nắp đến thân phát sáng.
- Dây tóc vonfram rất nóng sau khi mạch được đóng lại, dẫn đến sự phát sáng của nó.
- Tại thời điểm này, nhiệt độ của sợi đạt tới 570 độ.
- Do đó, quang phổ phát sáng của bóng đèn được chuyển sang nhiệt độ ấm.
Để tham khảo: mức độ của sợi vonfram / carbon thấp hơn, thấp hơn sẽ là phần năng lượng đến cơ thể phát sáng và kích thích bức xạ nhìn thấy được của nó. Đèn retro khác nhau ở chỗ chúng làm nóng xoắn ốc chậm hơn và yếu hơn.
Sự đa dạng của các yếu tố ánh sáng
Tất cả các sản phẩm được phân loại theo các thông số khác nhau. Theo loại lấp đầy của bóng đèn, những đèn này được phân biệt:
- chân không đơn giản nhất (khi chúng được làm từ bình, tất cả không khí bị hút ra ngoài);
- chứa đầy khí argon;
- halogen xenon;
- chứa đầy krypton.
Theo loại mục đích, các bóng đèn được chia thành các loại sau:
- Trang trí. Họ làm việc theo nguyên tắc thông thường. Bình được làm dưới dạng nến hoặc bóng.
Bóng đèn sợi đốt trang trí - Mục đích chung. Chúng quen thuộc với tất cả các yếu tố thông thường được vặn vào đèn chùm hoặc đèn treo tường. Thông thường các bậc thầy quan tâm đến câu hỏi một bóng đèn tiêu thụ bao nhiêu watt. Bạn có thể mua một sản phẩm với giá 40, 60, 90, 100, 120, 150, 200 và nhiều hơn nữa. Chỉ số càng cao, ánh sáng càng rực rỡ.
- Đèn chiếu sáng địa phương. Về mặt cấu trúc, chúng không khác với các yếu tố thông thường. Nhưng điện áp hoạt động đối với chúng nằm trong khoảng 12-42 V.
- Bóng đèn để chiếu sáng. Họ có một bình sơn màu sáng. Công suất hoạt động trong phạm vi 10-25 watt.
- Báo hiệu. Chúng có công suất cực thấp và được sử dụng cho các thiết bị chiếu sáng. Ngày nay, những sản phẩm như vậy được tự tin thay thế bằng đèn LED hiện đại.
- Đèn sân khấu. Cơ thể phát sáng được đặt theo một cách đặc biệt do hệ thống treo tiện lợi trong bóng đèn. Kết quả là, có thể đạt được sự tập trung tốt hơn của ánh sáng. Sức mạnh của đèn như vậy đạt 10-50 kilowatt.
Đèn gương - Nhân đôi. Họ có một lớp phủ bình đặc biệt. Nó được bao phủ một phần bằng một màng nhôm phun nhiệt. Vì vậy, có thể đạt được một hướng hẹp của chùm sáng. DSLR được sử dụng để chiếu sáng cục bộ.
- Vận chuyển. Những sản phẩm này được đặc trưng bởi tăng cường độ, khả năng chống rung. Đối với đèn vận chuyển, các xã hội đặc biệt được sử dụng, nhờ đó bạn có thể nhanh chóng thay thế các yếu tố ánh sáng trong điều kiện chật chội của máy. Các yếu tố như vậy hoạt động từ việc cung cấp năng lượng của một chiếc xe 6-220 V.
- Sản phẩm cho dụng cụ quang học. Hôm nay hầu như không bao giờ phát hành. Trước đây dùng cho máy chiếu phim, thiết bị y tế. Đèn loại này có một bình có hình dạng đặc biệt.
- Chuyển đổi ánh sáng. Liên quan đến lớp tín hiệu. Chúng có kích thước bóng đèn nhỏ, cho phép chúng được đặt dưới các nút của bảng điều khiển khác nhau.
Đèn cảnh báo hai sợi
Theo số lượng sợi, tất cả các yếu tố là:
- Đôi sợi. Chúng có một cơ thể phát sáng cho ánh sáng xa (mạnh) và một cho ánh sáng nhúng (yếu). Được sử dụng trong xe hơi, hàng không, đèn giao thông đường sắt, trong các ngôi sao của Điện Kremlin Moscow.
- Duy nhất bị mắc kẹt. Bóng đèn vonfram quen thuộc.
Cơ thể của các sản phẩm quán tính thấp có một vòng xoắn cực kỳ mỏng. Trước đây, chúng được sử dụng cho các hệ thống ghi âm quang học. Ngoài ra còn có đèn sưởi được sử dụng để bố trí buồng sấy, bếp điện, thiết bị văn phòng, v.v.
Ưu điểm và nhược điểm
Đèn sợi đốt có một số lợi thế:
- chi phí hợp lý;
- kích thước nhỏ gọn;
- phản ứng tức thì với bật / tắt;
- thiếu nhấp nháy, ảnh hưởng xấu đến mắt;
- quán tính để tăng sức mạnh;
- gamma mềm của ánh sáng, góp phần thư giãn, tạo ra một bầu không khí thoải mái;
- chỉ số hoàn màu tốt bằng Ra 90;
- làm việc trong mọi điều kiện (kể cả độ ẩm cao);
- sẵn có liên tục cho người tiêu dùng;
- thân thiện với môi trường;
- thiếu tiếng ồn trong quá trình làm việc;
- tính trơ đối với bức xạ ion hóa.
Những nhược điểm của đèn sợi đốt bao gồm những khoảnh khắc như vậy:
- dễ vỡ, nhạy cảm với thiệt hại cơ học;
- Cuộc sống tương đối ngắn;
- hiệu suất thấp, không vượt quá 5 - 7% (tỷ lệ công suất tiêu thụ so với bức xạ khả kiến);
- nguy cơ cháy với sự tiếp xúc trực tiếp của đèn với các chất dễ cháy (dệt, rơm, v.v.);
- khả năng xảy ra vụ nổ do sốc nhiệt hoặc vỡ xoắn ốc dưới sức căng.
Bất chấp tất cả những thiếu sót, bóng đèn quen thuộc tự tin giữ vị trí của họ. Hơn 70% dân số CIS vẫn sử dụng chúng.
Hiệu quả và độ bền
Khi phân tích cách bố trí đèn sợi đốt, điều quan trọng là phải hiểu hiệu quả của nó. Ở nhiệt độ ánh sáng 3400 Kelvin, hiệu suất của phần tử là 15%. Điều này đề cập đến tỷ lệ tiêu thụ năng lượng so với ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt người. Ở nhiệt độ 2700 K (trung bình bình thường đối với đèn gia dụng thông thường), hiệu suất chỉ là 5%.
Nhiệt độ phát sáng càng cao thì hiệu quả càng cao. Nhưng đồng thời, tuổi thọ của sản phẩm bị giảm. Ví dụ: nếu bạn tăng điện áp thêm 20%, độ sáng của ánh sáng sẽ mạnh hơn - hiệu quả của bóng đèn sẽ tăng lên, tuy nhiên, tuổi thọ hữu ích sẽ giảm 90-95%. Theo đó, việc giảm điện áp dẫn đến giảm hiệu quả của sản phẩm và tăng tuổi thọ hữu ích của nó.
Làm thế nào để tăng tuổi thọ của đèn sợi đốt
Trung bình, một bóng đèn sợi đốt gia đình thông thường kéo dài 700-1000 giờ. Nhưng trên thực tế, nguyên tố cháy nhanh hơn nhiều. Để kéo dài tuổi thọ của bóng đèn, cần ngăn chặn các yếu tố khiến cho phần đốt của xoắn ốc bị cháy.
- Quan sát dải điện áp. Nó được chỉ định trên bình của sản phẩm. Theo quy định, nó tương đương với 125-135 W, 220-230 W, 2.3-2.4 kW. Nếu quá điện áp trong nhà, sản phẩm sẽ bị cháy sớm hơn. Ví dụ, trong một căn hộ, điện áp tối đa là 220 V và đèn được mua với phạm vi 125-135 V. Ở đây, dây tóc sẽ cháy nhanh hơn rõ rệt, vì hiệu quả của sản phẩm tăng lên.
- Sửa chữa hỏng hóc hộp mực. Nếu đèn bị cháy thường xuyên, đáng để kiểm tra nó, kiểm tra kỹ các tiếp điểm. Nếu cần thiết, thay đổi hộp mực.
- Loại bỏ rung động. Chúng dẫn đến sự cháy nhanh chóng của dây tóc vonfram. Do đó, việc chuyển đồ đạc di động được thực hiện tốt nhất với bóng đèn đã tắt.
Để kéo dài tuổi thọ của đèn sợi đốt, bạn có thể giảm điện áp trong mạng chỉ 7-8%. Trong trường hợp này, sản phẩm sẽ tồn tại lâu hơn 3-3,5 lần với mức tiêu thụ năng lượng kinh tế.
