Elektrilamp: tööpõhimõte, seade, eelised ja puudused

Tänapäeval on raske ette kujutada inimeste elu ilma elektrilambita. Seda üsna lihtsat seadet kasutatakse erinevate ruumide ja tänavate valgustamiseks. Lambipirnide tüüpe on palju, mis erinevad luminestsentsi võimsuse ja tööpõhimõtte poolest. Viimasel ajal pöörab üha rohkem kasutajaid energiasäästuseadmetele tähelepanu, kuid tavaline hõõglamp ei kiirusta positsioone loobuma.

Tööpõhimõte

Hõõglambi tööpõhimõte on üsna lihtne.samuti selle seadme disain. Elektrivool läbib tulekindla juhi ja soojendab selle kõrge temperatuurini. Tuleb märkida, et küttetemperatuur sõltub seadmesse tarnitavast pingest. Plancki seaduse kohaselt on kuumutatud juht võimeline tekitama elektromagnetlaineid.

Mida kõrgem on temperatuur, seda lühem on kiiratava kiirguse lainepikkus. Nähtava spektri lained tekivad, kui juht kuumutatakse mitme tuhande kraadini Kelvini skaalal. Kui elektripirni spiraal kuumutada 5000 K-ni, siis helendab see neutraalse valgusega (sarnaselt päikese kiirgamisele). Kui temperatuur langeb, hakkab kuma värvus esmalt muutuma kollaseks ja seejärel punaseks.

Lampides muundatakse valdav osa energiast soojuseks ja vaid väike osa sellest valgusvooks. Samuti tuleks meeles pidada, et inimese nägemisorganid on võimelised tajuma ainult teatud valguslaineid. Ruumi valgustuse suurendamiseks on vaja tõsta mähise temperatuuri. See on aga võimalik ainult teatud indeksi ulatuses, mida piiravad juhi materjali omadused.

Seega pirni maksimaalne temperatuur on 3410 kraadi Celsiuse skaalal. Volframi edasine kuumutamine deformeerib ja sulatab materjali. Kuid isegi seda temperatuuri on võimalik saavutada ainult teatud keskkonnatingimustes. Kui volfram puutub kokku hapnikuga, muutub see oksiidiks. Kui pirnist õhk välja pumbatakse, on võimalik luua lamp, mille maksimaalne võimsus on 25 vatti. Võimsamad seadmed sisaldavad kolvis inertgaase.

Disaini omadused

Kuigi lambid erinevad disaini poolest, on neil kolm ühist elementi – juhtmed, juht ja klaaspirn. Mõnel eriotstarbelisel seadmel ei pruugi sokli olla, kuna need kasutavad teist tüüpi hoidikut. Samuti on mõnikord pirnidesse sisse ehitatud ferroniklist kaitsme. Enamasti paigaldatakse see jalga, seetõttu ei kuku kolb pärast juhi riket kokku.

Hõõgniidi purunemisel tekib elektrikaar, mis sulatab ülejäänud materjali. Aine sulas olekus kukub klaasanumale ja võib selle terviklikkuse hävitada. Kaitsmega on võimalik vältida spiraalset sulamisprotsessi. See tehnoloogia pole aga madala efektiivsuse tõttu laialt levinud.

Kui me räägime sellest, millest lambipirn koosneb, siis on vaja märkida peamised konstruktsioonielemendid. Need sisaldavad:

• klaasist kolb;
• kiirgav juht;
• elektroodid;
• alus;
• gaasikeskkond;
• kiirgava juhi hoidikud.

Kolb ja atmosfäär

Tänu klaasanumale on hõõgniit kaitstud oksüdatsiooniprotsessi eest, mis tekib kiirgava juhi materjali kokkupuutel hapnikuga. Esimesed elektrilised hõõglambid toodeti vaakumpirniga. Nüüd toodetakse selle tehnoloogia abil ainult väikese võimsusega seadmeid. Võimsamate seadmete tootmiseks kasutatakse kõige sagedamini lämmastiku-argooni segu või ainult argooni. Samuti võivad mõned pirnid sisaldada ksenooni või krüptooni. Hõõgniitmaterjali soojuskiirgus sõltub gaasi molaarmassist.

Omaette rühma moodustavad halogeenpirnid, mille klaasnõusse süstitakse halogeenrühma gaasi. Kuumutamisel kiirgava juhi materjal aurustub ja reageerib nende gaasidega. Keemilise protsessi käigus saadud aine laguneb kõrge temperatuuri mõjul kiiresti ja naaseb hõõgniidi. Selle tulemusena ei suurene mitte ainult seadme efektiivsus, vaid pikeneb ka selle kasutusiga.

Kiirgusjuht

Hõõgniit võib olla mis tahes kujuga ja sõltub seadme eripärast. Kõige sagedamini on tavalises lambipirnis ümmarguse ristlõikega juht, kuid võite leida ka lint. Tuleb märkida, et esimestes lampides kasutati isegi kivisüttvõimeline kuumutama temperatuurini 3559 kraadi Celsiuse järgi. Kaasaegsetes seadmetes on hõõgniidi põhimaterjal aga volfram.

Samuti võib see element olla valmistatud osmiumi-volframi sulamist. Spiraali tüübi valik ei ole juhuslik, kuna selle mõõtmed sõltuvad sellest. Kaasaegsetes lampides saab kasutada bispiraale ja isegi trispiraale. Need saadakse uuesti keerates. See võimaldab teil soojuse vabanemise kiiruse vähenemise tõttu suurendada seadme efektiivsust.

Lambi alus

See element on standardiseeritud ning sellel on kindel kuju ja mõõtmed. Tänu sellele on lambipirni pärast selle riket lihtne välja vahetada.. Tänapäeval kasutatakse kõige sagedamini E14 alusega seadmeid., E27, samuti E40. Selle märgistuse dekodeerimine on äärmiselt lihtne - E-tähe järel olevad numbrid näitavad elemendi välisläbimõõtu.

Kuna praegu on palju erinevaid lampe, erinevad mõned neist aluse konstruktsiooni poolest. Näiteks on seadmeid, mida hoiab padrun hõõrdumise abil. Samuti tuleb märkida, et hõõglambi seadme alus täidab järgmisi funktsioone:

• ühendab mitu elementi;
• esindab ühte kontaktidest;
• võimaldab seadet kindlalt hoidikusse kinnitada.

Eelised ja miinused

Kõigil tehnilistel seadmetel pole mitte ainult eeliseid, vaid ka puudusi. Hõõglambid pole erand.

Positiivsed omadused

Nende seadmete üks peamisi eeliseid on disaini lihtsus, mis muudab toote maksumuse madalaks. Nüüd saate hõlpsalt osta soovitud võimsuse ja suurusega seadme. Klassikaliste lambipirnide sama oluline eelis on nende kiirgava elemendi luminestsentsspekter. Kuna see on päikesevalgusele võimalikult lähedal, ei saa see nägemisorganeid negatiivselt mõjutada.

Kuumutatud hõõgniidil on termiline inerts, nii et selle kiirgav valgus on praktiliselt pulsatsioonivaba. See eristab tavalisi hõõglampe muud tüüpi toodetest (näiteks luminofoorlampidest). Nende seadmete tootmisel ei kasutata kahjulikke aineid, mistõttu pole nende kõrvaldamiseks vaja eritehnoloogiaid.

Negatiivsed omadused

Seadmete üheks peamiseks puuduseks võib pidada sõltuvust toitepinge indikaatorist. Kui see suureneb ja ületab lubatud piire, siis spiraal kulub kiiresti. Pinge langedes väheneb ka seadme poolt kiiratav valgusvoog.

Lisaks tuleb meeles pidada, et kiirgav element on loodud töötama pika aja jooksul. Külmaspiraali takistusindeks on töörežiimiga võrreldes oluliselt madalam.

Seetõttu tekib sisselülitamise hetkel tugev voolu tõus, mis viib hõõgniidi materjali aurustumiseni. Seega sõltub seadme kasutusiga käivitamiste arvust.

Selle puudusega saab aga toime tulla spetsiaalsete pehmekäivitite – dimmerite – abil. Samuti saate nende abiga reguleerida valgusvoo indeksit üsna laias vahemikus.

Hõõglampide kõige tõsisem puudus on nende madal efektiivsus. Suurem osa elektrist muundatakse soojuseks, mis hajub keskkonda. Tänapäeval kasutatakse elektri säästmiseks üha enam LED-lampe.