Què és una bombeta, disseny i principi de funcionament

T'has preguntat mai què és una bombeta normal? La majoria de nosaltres sabem que el dispositiu d'il·luminació més senzill consisteix en una base, una bombeta i un filament de tungstè, però com funciona, per què es crema amb el temps i per què s'omplen les bombetes de gasos inerts?

En aquest article parlarem de totes les característiques de les "bombetes Ilyich" senzilles i dels moderns dispositius fluorescents i LED.

Què és una bombeta incandescent

Una làmpada incandescent normal és una font de llum alimentada, la part principal de la qual consisteix en un material refractari que actua com a cos de filament. En la majoria dels casos, aquest material (conductor) es col·loca en un matràs al buit o en un matràs ple de gasos inerts. Quan el corrent passa per un conductor, s'escalfa i comença a emetre una brillantor brillant.

Interessant! Perquè el filament de tungstè d'una bombeta s'encengui, s'ha d'escalfar a una temperatura d'uns 2000 °C. Es pot considerar que el límit de temperatura incandescent és de 3410 °C.

Història de la creació

De fet, cap científic no s'ha inventat mai res totalment pel seu compte: això és el que va passar amb la bombeta "clàssica". L'any 1840, un inventor britànic anomenat Warren De la Rue va dissenyar la primera làmpada incandescent alimentada per un conductor de platí. Dos anys abans, el 1838, un científic belga anomenat Jobard va inventar la primera font de llum amb nucli de carboni del món. Bé, exactament cent anys abans de la fi de la Segona Guerra Mundial, Heinrich Goebel crea els primers prototips de bombetes modernes.

Cal destacar que la primera làmpada de Goebel tenia un fil de bambú carbonitzat col·locat al buit. El científic va continuar treballant en la seva idea durant uns 5 anys més, després dels quals el va presentar al públic en general.

Els científics russos també van fer una contribució significativa a la invenció, que ara és utilitzada per tot el món. Així, l'any 1874 es va registrar la primera bombeta amb un nucli de carboni col·locat en un entorn sense aire a nom d'Alexandre Nikolaevich Lodygin. El gran problema d'aquesta font de llum era que el carboni com a conductor no podia durar prou i es va cremar poc després de l'ús. Amb el temps, les ments brillants del planeta van tenir la idea de substituir el carbó per tungstè.

Interessant! Quan parlem d'electricitat i aparells d'il·luminació, no podem deixar d'esmentar el gran Thomas Edison. Va ser ell qui va crear i patentar per primera vegada una làmpada incandescent que era barata de produir i duradora (en relació amb la majoria de dispositius d'aquella època).

Des de la seva invenció, la font de llum familiar no ha canviat gaire, però encara hi va haver canvis tècnics: el conductor es va substituir per un de més avançat i l'espai dins de la bombeta va començar a omplir-se amb un gas especial.

Característiques del disseny i principi de funcionament

LN estàndard consta de:

• un matràs ple d'un gas inert (o sense aire);
• una base que serveix simultàniament com a "tapa" de la bombeta i com a element per connectar la làmpada a la xarxa;
• elèctrodes;
• bobina de filament situada sobre suports especials;
• contacte base.

El tungstè es va escollir com a material conductor per tal de minimitzar el consum de corrent per a la calefacció i reduir la secció transversal del filament al mínim possible.

Interessant! El paràmetre de resistivitat del tungstè és tres vegades més gran que el del coure.

L'espiral és alimentat pel corrent dels elèctrodes i el molibdè s'utilitza com a material principal de les "banyes" on s'instal·la l'espiral: és refractària i no s'expandeix quan s'escalfa. L'ús d'un gas inert augmenta la vida útil potencial de l'espiral: en un entorn de gas és "més difícil" que es cremi. Pel que fa a la base, la seva mida i els seus fils poden variar.

Característiques i tipus

A més de les drogues domèstiques habituals a les quals estem acostumats, els experts identifiquen diverses més de les seves varietats, com ara:

1. Decoratius. Es distingeixen per formes de bombetes no estàndard, una espiral ampliada i poca il·luminació. Aquests dispositius són utilitzats més sovint pels dissenyadors per implementar projectes a l'estil "vintage".
2. Il·luminació. Tenen una bombeta pintada a l'interior i tenen poca potència (fins a 25 W). Canvien ràpidament l'ombra de la brillantor, de manera que requereixen un reemplaçament freqüent.
3. Senyal. Anteriorment, s'utilitzaven àmpliament en diversos dispositius d'il·luminació, però avui en dia en aquesta àrea s'estan substituint activament per opcions LED.
4. Mirall.La bombeta d'aquesta làmpada està parcialment coberta amb una capa d'alumini que reflecteix bé la llum, la qual cosa li permet concentrar la il·luminació en un punt determinat de l'espai de l'habitació.
5. Transport. S'utilitzen per equipar l'òptica d'automòbils, tractors, avions, diversos vaixells marins, etc. Tenen una major resistència i són resistents a les vibracions.
6. Doble fil. Un subtipus especial utilitzat en semàfors ferroviaris, avions i cotxes.

Referència. Hi ha altres tipus de LN, però avui la majoria s'han substituït per dispositius més moderns, dels quals parlarem una mica més endavant.

Avantatges i inconvenients

Les qualitats positives de l'LP clàssic inclouen baix cost, petites dimensions, immunitat a petites caigudes de tensió a la xarxa, un espectre agradable d'il·luminació per a la visió humana, una àmplia gamma d'opcions d'energia, l'absència de components tòxics o altres nocius a la composició i soroll en funcionament. Si parlem dels desavantatges, entre ells cal esmentar una vida útil relativament curta, un consum de corrent força elevat i un risc d'incendi.

Important! La superfície al voltant de potents làmpades incandescents pot escalfar fins a +330 graus centígrads. Ves amb compte!

Àmbit d'aplicació

Els LN clàssics s'utilitzen per a il·luminació domèstica de locals i zones locals, béns immobles comercials, utilitzats en automòbils, ferrocarrils i transport aeri, instal·lats en dispositius d'il·luminació portàtils (llanternes de butxaca, etc.), utilitzats en cinema, disseny, medicina i molts altres sectors. de la vida.

Disseny i principi de funcionament dels tipus moderns de llums

Els dispositius d'il·luminació moderns inclouen dispositius halògens, fluorescents, d'estalvi d'energia i LED. Considerem cada tipus individualment.

Halògen

Aquests dispositius són una versió modernitzada dels LN clàssics. El matràs d'aquest dispositiu està ple d'halogen, que reacciona amb el tungstè que s'evapora a mesura que s'escalfa. Això us permet allargar la vida útil del dispositiu. A més, el quars s'utilitza en làmpades halògenes. Els dispositius d'il·luminació halògens solen tenir característiques de rendiment més elevades que les làmpades convencionals.

Luminescent

Aquests dispositius també s'anomenen làmpades fluorescents. Tenen una alta qualitat de reproducció cromàtica, la qual cosa els permet utilitzar-los per il·luminar aparadors i prestatgeries. En comparació amb LN, un dispositiu luminescent consumeix de 4 a 5 vegades menys energia i té una vida útil més llarga. També tenen els seus inconvenients: un rendiment baix a baixes temperatures i el contingut de substàncies nocives (inclòs el mercuri) en alguns models.

Estalvi d'energia

La característica principal dels dispositius d'il·luminació d'estalvi d'energia és la unitat electrònica, que garanteix tant l'encesa com el funcionament del llum. Aquest dispositiu es caracteritza per un funcionament més estable, un menor consum d'energia, una vida útil més llarga i una àmplia gamma de colors disponibles.

Important! En la producció de làmpades d'estalvi energètic s'utilitzen substàncies perilloses per a la natura i els humans, per la qual cosa la seva eliminació s'ha de fer exclusivament a través de punts de recollida especials.

LED

El disseny d'aquestes làmpades utilitza cristalls semiconductors: creen una resplendor quan el corrent elèctric els passa.En comparació amb els mateixos dispositius halògens, els dispositius LED són aproximadament entre 4 i 7 vegades més eficients i, en termes de vida útil, aquest dispositiu pot durar fins a 50.000 hores. L'únic inconvenient de les làmpades LED es considera que és el seu alt cost, però, tenint en compte l'estalvi en manteniment i consum, a llarg termini és molt més rendible adquirir-los.

Així que vam descobrir què és una bombeta, vam mirar la majoria d'opcions modernes i no tan modernes. Esperem que ara tingueu una idea general de les característiques del seu funcionament.