מנורה חשמלית: עקרון הפעולה, התקן, יתרונות וחסרונות

היום קשה לדמיין את החיים של אנשים ללא מנורה חשמלית. מכשיר פשוט למדי זה משמש להארת מתחמים ורחובות שונים. ישנם מספר רב של סוגי נורות הנבדלים בעוצמת הארה ובעקרון הפעולה. לאחרונה, יותר ויותר משתמשים שמים לב למכשירים חוסכי אנרגיה, אבל מנורת ליבון רגילה לא ממהרת לוותר על עמדות.

עקרון הפעולה

עקרון הפעולה של מנורת ליבון הוא די פשוט.כמו גם העיצוב של המכשיר הזה. הזרם החשמלי עובר דרך המוליך העקשן ומחמם אותו לטמפרטורה גבוהה. יש לציין שטמפרטורת החימום תלויה במתח המסופק למכשיר. על פי חוק פלאנק, מוליך מחומם מסוגל לייצר גלים אלקטרומגנטיים.

ככל שהטמפרטורה גבוהה יותר, כך אורך הגל של הקרינה הנפלטת קצר יותר. גלים של הספקטרום הנראה מופיעים כאשר המוליך מחומם לכמה אלפי מעלות בסולם קלווין. אם הספירלה של נורה חשמלית מחוממת ל-5000 K, אז היא תאיר באור ניטרלי (בדומה למה שהשמש פולטת). ככל שהטמפרטורה יורדת, צבע הזוהר יתחיל להשתנות תחילה לצהוב ולאחר מכן לאדום.

במנורות, החלק העיקרי של האנרגיה הופך לחום ורק כמות קטנה ממנה מומרת לשטף אור. יש לזכור גם שאיברי הראייה האנושיים מסוגלים לתפוס רק טווח מסוים של גלי אור. כדי להגביר את תאורת החדר, יש צורך להגדיל את הטמפרטורה של הסליל. עם זאת, זה אפשרי רק עד אינדקס מסוים, אשר מוגבל על ידי תכונות החומר המוליך.

לכן, טמפרטורת הנורה המקסימלית היא 3410 מעלות בסולם צלזיוס. חימום נוסף של הטונגסטן יעוות וימיס את החומר. עם זאת, אפילו לטמפרטורה זו ניתן להגיע רק בתנאים סביבתיים מסוימים. אם טונגסטן בא במגע עם חמצן, אז הוא הופך לתחמוצת. כאשר נשאב אוויר מהנורה, ניתן יהיה ליצור מנורה בהספק מרבי של 25 וואט. מכשירים חזקים יותר מכילים גזים אינרטיים בבקבוק.

מאפייני עיצוב

למרות שמנורות שונות בעיצובן, יש להן שלושה אלמנטים משותפים - מובילים, מוליך ונורה זכוכית. ייתכן שחלק מהתקנים ייעודיים לא יהיו בעלי בסיס, מכיוון שהם משתמשים בסוג אחר של מחזיק. כמו כן, לפעמים מובנה פתיל פרוניקל בנורות. לרוב, הוא מותקן ברגל, ולכן, לאחר כשל המנצח, הבקבוק אינו קורס.

כאשר החוט נשבר, נוצרת קשת חשמלית הממיסה את החומר הנותר. החומר במצב מותך נופל על מיכל הזכוכית ויכול להרוס את שלמותו. הפתיל מסוגל למנוע את תהליך ההתכה הספירלית. עם זאת, טכנולוגיה זו לא הפכה לנפוצה עקב יעילות נמוכה.

אם אנחנו מדברים על מה מורכבת הנורה, אז יש צורך לציין את האלמנטים המבניים העיקריים. אלו כוללים:

• בקבוק עשוי זכוכית;
• מוליך מקרין;
• אלקטרודות;
• בסיס;
• סביבת גז;
• מחזיקי מוליך הקרינה.

צלוחית ואווירה

הודות למיכל הזכוכית, חוט הלהט מוגן מתהליך החמצון המתרחש כאשר החומר של המוליך הפולט יוצר אינטראקציה עם חמצן. מנורות הליבון החשמליות הראשונות יוצרו עם נורת ואקום. כעת רק מכשירים בעלי הספק נמוך מיוצרים בטכנולוגיה זו. לייצור מכשירים חזקים יותר, נעשה לרוב שימוש בתערובת חנקן-ארגון או ארגון בלבד. כמו כן, חלק מהנורות עשויות להכיל קסנון או קריפטון. הקרינה התרמית של חומר החוט תלויה במסה המולרית של הגז.

קבוצה נפרדת היא נורות הלוגן, לתוך מיכל הזכוכית שלהן מוזרק גז מקבוצת ההלוגן. בחימום החומר של המוליך המקרין מתאדה ומגיב עם גזים אלו. החומר המתקבל בתהליך הכימי מתכלה במהירות בהשפעת הטמפרטורה הגבוהה וחוזר אל החוט. כתוצאה מכך, לא רק היעילות של המכשיר עולה, אלא גם חיי השירות שלו גדלים.

מוליך מקרין

החוט יכול להיות בכל צורה ותלוי בפרטים הספציפיים של המכשיר. לרוב, בנורה רגילה, למנצח יש חתך עגול, אבל אתה יכול למצוא גם סרט אחד. צריך לציין ש אפילו פחם שימש במנורות הראשונותמסוגל להתחמם עד לטמפרטורה של 3559 מעלות צלזיוס. עם זאת, במכשירים מודרניים, החומר העיקרי של החוט הוא טונגסטן.

כמו כן, אלמנט זה יכול להיות עשוי מסגסוגת אוסמיום-טונגסטן. הבחירה בסוג הספירלה אינה אקראית, שכן מידותיה תלויות בה. ניתן להשתמש בביספירלות ואפילו טריספירלות במנורות מודרניות. הם מתקבלים על ידי פיתול מחדש. זה מאפשר לך להגביר את היעילות של המכשיר עקב ירידה בקצב שחרור החום.

בסיס מנורה

אלמנט זה הוא סטנדרטי ויש לו צורה וממדים ספציפיים. כתוצאה מכך, קל להחליף את הנורה לאחר כישלון.. כיום משתמשים לרוב במכשירים עם בסיס E14., E27, כמו גם E40. הפענוח של סימון זה הוא פשוט ביותר - המספרים אחרי האות E מציינים את הקוטר החיצוני של האלמנט.

מכיוון שיש כיום מספר רב של סוגי מנורות, חלקם נבדלים בעיצוב הבסיס. לדוגמה, ישנם מכשירים המוחזקים בצ'אק על ידי חיכוך. כמו כן, יש לציין כי הבסיס במכשיר מנורת הליבון מבצע את הפונקציות הבאות:

• מחבר מספר אלמנטים;
• מייצג את אחד מאנשי הקשר;
• מאפשר לך להרכיב את המכשיר בצורה מאובטחת במחזיק.

יתרונות וחסרונות

לכל המכשירים הטכניים יש לא רק יתרונות אלא גם חסרונות. נורות ליבון אינן יוצאות דופן.

תכונות חיוביות

אחד היתרונות העיקריים של מכשירים אלו הוא פשטות העיצוב, מה שהופך את עלות המוצר לנמוכה. כעת תוכלו לרכוש בקלות מכשיר בעוצמה ובגודל הרצויים. יתרון לא פחות חשוב של נורות קלאסיות הוא ספקטרום הזוהר של האלמנט הפולט שלהן. מכיוון שהוא קרוב ככל האפשר לאור השמש, זה לא יכול להשפיע לרעה על איברי הראייה.

לחוט מחומם יש אינרציה תרמית, כך שהאור שהוא פולט הוא כמעט ללא פעימות. זה מבדיל בין נורות ליבון קונבנציונליות מסוגים אחרים של מוצרים (לדוגמה, מנורות פלורסנט). בייצור מכשירים אלה לא נעשה שימוש בחומרים מזיקים, כך שלא נדרשות טכנולוגיות מיוחדות לסילוקם.

תכונות שליליות

אחד החסרונות העיקריים של המכשירים יכול להיחשב התלות במחוון מתח האספקה. אם הוא גדל וחורג מהגבולות המותרים, אז הספירלה נשחקת במהירות. כאשר המתח יורד, גם שטף האור הנפלט מהמכשיר פוחת.

בנוסף, יש לזכור כי האלמנט הפולט מיועד לפעול לאורך זמן רב. מדד ההתנגדות של הספירלה הקרה נמוך משמעותית בהשוואה למצב ההפעלה.

בגלל זה, ברגע ההפעלה, מתרחש גל חזק בזרם, מה שמוביל לאידוי חומר החוט. לפיכך, חיי השירות של המכשיר תלויים במספר ההתחלות.

עם זאת, ניתן להתמודד עם חסרון זה באמצעות סטרטרים רכים מיוחדים - דימרים. כמו כן, בעזרתם, אתה יכול להתאים את מדד שטף האור בטווח רחב למדי.

החיסרון החמור ביותר של מנורות ליבון הוא היעילות הנמוכה שלהן. רוב החשמל הופך לחום, שמתפזר בסביבה. כיום משתמשים יותר ויותר בנורות LED כדי לחסוך בחשמל.