Maximální účinnost žárovky. Typy a vlastnosti. Žárovky: vlastnosti a označení

Navzdory aktivní ofenzívě energeticky úsporné žárovky, žárovky zůstávají dnes nejběžnějším světelným zdrojem. Základní konstrukce elektrické žárovky se nezměnila více než 100 let a skládá se ze základny, kontaktních vodičů a skleněné baňky, která chrání tenkou spirálu vlákna před expozicí. životní prostředí. Princip činnosti žárovek je založen na optickém záření přijímaném z vodiče zahřátého na vysokou teplotu a umístěného v inertním prostředí.

Příběh

První elektrický zdroj světla - elektrický oblouk zapálil v roce 1802 ruský vědec V.V. Petrov. Jako zdroj proudu použil obrovskou baterii 2100 měděno-zinkových článků, pojmenovanou po jednom z tvůrců elektřiny, Volta, „voltaic“. Petrov použil dvojici uhlíkových tyčí připojených k různým pólům galvanické baterie. Když se konce tyčí přiblížily k sobě, vzduchová mezera se prolomila elektrickým výbojem, konce tyčí se rozžhavily do běla a mezi nimi se objevil ohnivý oblouk. Použití takové lampy bylo obtížné - uhlíkové tyče hořely rychle a nerovnoměrně a oblouk produkoval příliš horké a jasné světlo.

Alexander Nikolaevič Lodygin v roce 1872 podal přihlášku a poté obdržel patent (č. 1619, z 11. července 1874) na zařízení - žárovku a způsob levného elektrického osvětlení. Tento vynález si nechal patentovat nejprve v Rusku a poté také v Rakousku, Velké Británii, Francii a Belgii. V Lodyginově lampě byla vláknitým tělesem tenká tyčinka z retortového uhlí umístěná pod skleněným uzávěrem. Lodyginovy ​​žárovky osvětlovaly v roce 1875 Florentův obchod na ulici Bolšaja Morskaja v Petrohradě, který měl tu čest stát se prvním obchodem na světě s elektrickým osvětlením. První instalace venkovního elektrického osvětlení v Rusku obloukové lampy byl uveden do provozu 10. května 1880 na mostě Liteiny v Petrohradě. Lodyginovy ​​lampy vydržely asi dva měsíce, dokud uhlíky nedohořely (v Lodyginově nové lampě byly takové uhlíky čtyři - když dohořel jeden, nahradil ho jiný).

Ruský vědec Pavel Nikolajevič Jabločkov umístil uhelné tyče paralelně a oddělil je vrstvou hlíny, která se postupně vypařovala. Yablochkovovy „svíčky“ hořely krásně růžově a nachový. V roce 1877 osvětlily jednu z hlavních ulic Paříže. A elektrické osvětlení se začalo nazývat „la lumiere russe“ - „ruské světlo“.

Přesto je Thomas Edison nazýván vynálezcem moderní žárovky. 1. ledna 1880 se v Menlo Parku (USA) konala demonstrace elektrického osvětlení domů a ulic navržená Thomasem Edisonem, které se zúčastnilo na tři tisíce lidí. Edison představil nejdůležitější vylepšení konstrukce Lodyginovy ​​žárovky: dosáhl výrazného odstranění vzduchu z lampy, díky čemuž nahřáté vlákno žhnulo, aniž by vyhořelo.

Edison navrhl známou závitovou základnu moderních lamp, která je pojmenována na jeho počest. Z celého jména se dnes dochovalo pouze první písmeno „E“ v jeho označení. Kromě toho Edison také navrhl systém pro výrobu a distribuci elektřiny pro osvětlení.

Zdokonalování žárovky pokračuje dodnes. Namísto uhlí se vlákna začala vyrábět z žáruvzdorných kovů – nejprve z osmia a tantalu a poté z wolframu. Aby se snížilo odpařování a zvýšila pevnost, od 10. let 20. století byly kovové závity stočeny do jednoduchých a opakujících se spirál. Aby se kovové páry neusazovaly na skle baňky, začali ji plnit dusíkem nebo inertními plyny.

To vše umožnilo zvýšit světelnou účinnost žárovek z původních 4-6 na 10-15 lm/W a životnost z 50-100 na dnes již obvyklou hodnotu 1000 hodin Vývoj tepelný princip výroba světla našla uplatnění v halogenových žárovkách.

Poznámka. Proč žhavý kov září? Podle kvantové teorie, pokud je elektronu jakýmkoliv způsobem předáno dostatečné množství energie, přesune se na vyšší energetickou hladinu a po 10–13 s se vrátí do původního základního stavu a vyzáří foton. Tato skutečnost určuje nejen záři žhavého kovu, ale také „studenou“ fluorescenci světlušek, ve které jsou elektrony excitovány v důsledku energie štěpení ATP, stejně jako záře luminoforů, které byly na slunci a emitovaly zelené světlo Ve tmě.

Technické informace

Světelná účinnost žárovek je poměrně nízká. Je nejnižší mezi moderními elektrickými lampami a leží v rozmezí od 4 do 15 lm/W. Vysoký jas vlákna v kombinaci s jeho miniaturní velikostí umožňuje použití žárovek v optické systémy a reflektory. Žárovky mají široký sortiment jmenovitá napětí a kapacity. Tento typ svítidla může pracovat v širokém rozsahu okolních teplot, který je limitován pouze tepelnou odolností materiálů použitých při jeho výrobě (-100...+300°C). Světelný tok žárovek se reguluje změnou provozního napětí, čehož lze dosáhnout stmívačem libovolné konstrukce.

Nevýhodou je vysoká provozní teplota a množství vznikajícího tepla při provozu. Žárovky jsou citlivé na vniknutí vody, protože v důsledku náhlého ochlazení části skleněné baňky dojde k jejímu zničení, a jsou potenciálně nebezpečné požárem kvůli vysokým Provozní teplota.

Dnes je ve světě trvalý trend snižování podílu žárovek na celkovém objemu svítidel. V profesionálním sektoru osvětlovacího trhu ve vyspělých zemích dnes tento podíl nepřesahuje 10 %, nahrazují ho úspornější halogenová a LED osvětlovací zařízení.

Osvětlovací technika má ze všech elektroinstalačních a instalačních produktů nejbohatší sortiment. Děje se tak proto, že osvětlovací prvky nesou pouze čistě Specifikace, ale také designové prvky. Možnosti moderních svítidel a svítidel, jejich designová rozmanitost jsou tak velké, že je snadné se splést. Existuje například celá třída svítidel určených výhradně pro sádrokartonové podhledy.

Mnoho typů lamp mají jinou povahu světla a jsou provozovány za jiných podmínek. Abychom zjistili, jaký typ lampy by měl být na konkrétním místě a jaké jsou podmínky pro jeho připojení, je nutné stručně prostudovat hlavní typy osvětlovacích zařízení.

Všechny lampy mají jednu společnou část: základnu, se kterou jsou připojeny k osvětlovacím vodičům. To platí pro ty lampy, které mají patici se závitem pro montáž do objímky. Rozměry základny a kazety mají přísnou klasifikaci. Musíte to vědět v životní podmínky Používají se lampy se 3 typy patic: malá, střední a velká. V odborném jazyce to znamená E14, E27 a E40. Základna nebo kazeta E14 se často nazývá „minion“ (v němčině z francouzštiny - „malý“).

Nejběžnější velikost je E27. E40 se používá pro pouliční osvětlení. Lampy tohoto označení mají výkon 300, 500 a 1000 W. Čísla v názvu označují průměr základny v milimetrech. Kromě základů, které se do kartuše šroubují pomocí závitu, existují i ​​další typy. Jsou kolíkového typu a nazývají se G-zásuvky. Použito v kompaktní zářivky a halogenové žárovky pro úsporu místa. Pomocí 2 nebo 4 kolíků je lampa připevněna k objímce lampy. Existuje mnoho typů G-zásuvek. Hlavní jsou: G5, G9, 2G10, 2G11, G23 a R7s-7. Svítidla a lampy vždy obsahují informace o základně. Při výběru lampy je třeba tyto údaje porovnat.

Napájení lampy- jeden z nejdůležitější vlastnosti. Na válci nebo základně výrobce vždy uvádí výkon, na kterém závisí. svítivost lampy. Nejde o úroveň světla, které vyzařuje. V lampách různé povahy světla má síla úplně jiné významy.

Například, Úsporná lampa při udávaném výkonu 5 W nebude svítit o nic hůř žárovky při 60W. Totéž platí pro zářivky . Svítivost lampy se počítá v lumenech. Zpravidla to není uvedeno, takže při výběru lampy se musíte spolehnout na rady prodejců.

Světelný výkon znamená, že na 1 W výkonu lampa vyprodukuje tolik lumenů světla. Je zřejmé, že energeticky úsporná kompaktní zářivka je 4–9krát ekonomičtější než žárovky. Snadno si spočítáte, že běžná 60W lampa produkuje přibližně 600 lm, zatímco kompaktní lampa má stejnou hodnotu 10-11W. Stejně hospodárné to bude i z hlediska spotřeby energie.

Žárovky

(LON) je úplně první zdroj elektrického světla, který se objevil v domácnosti. Byl vynalezen již v polovině 19. století, a přestože od té doby prošel mnoha přestavbami, podstata zůstala nezměněna. Jakákoli žárovka se skládá z vakuového skleněného válce, základny, na které jsou umístěny kontakty a pojistka, a vlákna, které vydává světlo.

vláknitá cívka vyrobeno ze slitin wolframu, které bez problémů odolají provozní teplotě spalování +3200 °C. Abyste zabránili okamžitému spálení vlákna, moderní lampy napumpujte do válce nějaký inertní plyn, jako je argon.

Princip fungování lampy je velmi jednoduchý. Když proud prochází vodičem malého průřezu a nízké vodivosti, část energie se spotřebuje na zahřátí spirálového vodiče, což způsobí, že začne svítit ve viditelném světle. Navzdory tak jednoduchému zařízení existuje obrovské množství typů LON. Liší se tvarem a velikostí.

Dekorativní lampy(svíčky): balónek má podlouhlý tvar, stylizovaný jako běžná svíčka. Obvykle se používá v malých lampách a svícnech.

Malované lampy: skleněné válce mají jinou barvu pro dekorativní účely.

Zrcadlové lampy se nazývají lampy, jejichž část skleněné nádoby je potažena reflexní kompozicí pro směrování světla v kompaktním paprsku. Takové lampy se nejčastěji používají v stropní svítidla pro nasměrování světla dolů bez osvětlení stropu.

Místní osvětlení lampy pracují pod napětím 12, 24 a 36 V. Spotřebovávají málo energie, ale osvětlení je vhodné. Používá se v ručních svítilnách, nouzovém osvětlení atd. LONy jsou i přes některé nevýhody stále na špici světelných zdrojů. Jejich nevýhodou je velmi nízká účinnost – ne více než 2–3 % spotřebované energie. Všechno ostatní jde do tepla.

Druhou nevýhodou je, že LON není bezpečný z hlediska požární bezpečnosti. Například obyčejné noviny, pokud se položí na 100W žárovku, rozzáří se asi za 20 minut. Netřeba dodávat, že na některých místech nelze LON použít, například v malých stínítkách z plastu nebo dřeva. Kromě toho jsou takové lampy krátkodobé. Životnost LON je přibližně 500–1000 hodin. Mezi výhody patří nízká cena a snadná instalace. LON žádné nevyžaduje přídavná zařízení aby fungovaly jako zářivky.

Halogenové žárovky

Halogenové žárovky Od žárovek se příliš neliší, princip fungování je stejný. Jediný rozdíl mezi nimi je složení plynu ve válci. V těchto lampách se jód nebo brom mísí s inertním plynem. V důsledku toho je možné zvýšit teplotu vlákna a snížit odpařování wolframu.

To je proč halogenové žárovky mohou být kompaktnější a jejich životnost se zvyšuje 2–3krát. Teplota ohřevu skla se však poměrně výrazně zvyšuje, proto se halogenové žárovky vyrábí z křemenného materiálu. Nesnášejí kontaminaci na baňce. Nedotýkejte se válce nechráněnou rukou - lampa velmi rychle vyhoří.

Lineární halogenové žárovky používá se v přenosných nebo stacionárních reflektorech. Často mají pohybová čidla. Takové lampy se používají v sádrokartonových konstrukcích.

Kompaktní osvětlovací zařízení mají zrcadlovou úpravu.

Ještě k nevýhodám halogenové žárovky citlivost na změny napětí lze přičíst. Pokud „hraje“, je lepší zakoupit speciální transformátor, který vyrovnává proudovou sílu.

Zářivky

Princip činnosti zářivky se výrazně liší od LON. Místo wolframového vlákna hoří ve skleněné baňce takové lampy rtuťové páry pod vlivem elektrického proudu. Světlo plynového výboje je prakticky neviditelné, protože je vyzařováno v ultrafialovém světle. Ten způsobí, že fosfor, který pokrývá stěny trubice, září. Toto je světlo, které vidíme. Zevně a z hlediska způsobu připojení se zářivky také velmi liší od LON. Namísto závitové patrony jsou na obou stranách trubky dva čepy, které jsou zajištěny následovně: musí být vloženy do speciální patrony a v ní otočeny.

Zářivky mají nízkou provozní teplotu. O jejich povrch můžete bezpečně opřít dlaň, takže je lze instalovat kdekoli. Velká zářivá plocha vytváří rovnoměrné, rozptýlené světlo. Proto se jim také říká lampy denní světlo . Kromě toho změnou složení fosforu můžete změnit barvu vyzařovaného světla, což je pro lidské oko přijatelnější. Životnost zářivek je téměř 10x delší než u žárovek.

Nevýhody zářivek je nemožnost přímé spojení do elektrické sítě. Nemůžete jen přehodit 2 dráty přes konce lampy a zapojit zástrčku do zásuvky. K jeho zapnutí se používají speciální předřadníky. To je způsobeno fyzikální povahou záře lamp. Spolu s elektronickými předřadníky se používají startéry, které jakoby zažehnou lampu v okamžiku rozsvícení. Většina svítidel pro zářivky je vybavena vestavěnými osvětlovacími mechanismy jako jsou elektronické předřadníky (předřadníky) nebo tlumivky.

Značení zářivek není podobný jednoduchému označení LON, které má pouze indikátor výkonu ve wattech.

U dotyčných lamp je to takto:

• LB - bílé světlo;
• LD - denní světlo;
• LE - přirozené světlo;
• LHB - studené světlo;
• LTB - teplé světlo.

Následující čísla písmenné označení, označte: první číslo je stupeň podání barev, druhé a třetí je teplota žhavení. Čím vyšší je stupeň barevného podání, tím přirozenější je osvětlení pro lidské oko. Uvažujme příklad související s teplotou žhavení: lampa označená LB840 znamená, že tato teplota je 4000 K, barva je bílá, denní světlo.

Následující hodnoty dešifrují označení lampy:

• 2700 K - super teplá bílá,
• 3000 K - teplá bílá,
• 4000 K - přírodní bílá nebo bílá,
• více než 5000 K - studená bílá (denní).

V Nedávno Objevení se kompaktních zářivek na trhu s úspornými zářivkami způsobilo skutečnou revoluci v technologii osvětlení. Hlavní nevýhody zářivek byly odstraněny - jejich objemné rozměry a nemožnost použití běžných závitových patron. Předřadníky byly namontovány do patice lampy a dlouhá trubice byla stočena do kompaktní spirály.

Nyní je rozmanitost typů energeticky úsporných žárovek velmi široká. Liší se nejen svým výkonem, ale také tvarem výbojek. Výhody takové lampy jsou zřejmé: není třeba instalovat elektronický předřadník, abyste mohli začít používat speciální lampy.

Ekonomická zářivka nahradila klasickou žárovku. Jako všechny zářivky má však své nevýhody.

Zářivky mají několik nevýhod:

• Takové lampy nefungují dobře, když nízké teploty a při –10 °C a méně začnou slabě svítit;
• dlouhá doba spuštění - od několika sekund do několika minut;
• z elektronického předřadníku je slyšet nízkofrekvenční hučení;
• nepracujte společně se stmívači;
• relativně drahé;
• nemají rádi časté zapínání a vypínání;
• lampa obsahuje škodlivé sloučeniny rtuti, takže vyžaduje speciální likvidaci;
• Pokud použijete indikátory podsvícení ve spínači, toto osvětlovací zařízení začne blikat.

Ať se výrobci snaží sebevíc, světlo zářivek se přirozenému světlu zatím příliš nepodobá a bolí z něj oči. Kromě energeticky úsporných žárovek s předřadníky existuje mnoho druhů bez vestavěného elektronického předřadníku. Mají zcela odlišné typy základny.

Princip záře rtuťová oblouková lampa vysoký tlak (DRL) - obloukový výboj ve rtuťových parách. Takové lampy mají vysoký světelný výkon - 50–60 lm na 1 W. Spouštějí se pomocí předřadníků. Nevýhodou je spektrum záře - jejich světlo je studené a ostré. Nejčastěji se používají lampy DRL pro pouliční osvětlení v lampách typu kobry.

LED žárovky

LED žárovky- tento výrobek High-tech byla poprvé navržena v roce 1962. Od té doby se LED lampy postupně zavádějí na trh s osvětlením. Podle principu činnosti je LED nejběžnějším polovodičem, ve kterém je část energie p-n křižovatka uvolněné ve formě fotonů, tedy viditelného světla. Takový lampy Mají prostě úžasné vlastnosti.

Jsou desetkrát lepší než LON ve všech indikacích:

• trvanlivost,
• světelný výkon,
• účinnost,
• síla, atd.

Mají jen jedno „ale“ - cenu. Je to přibližně 100krát vyšší cena než u klasické žárovky. Práce na těchto neobvyklých světelných zdrojích však pokračují a dá se očekávat, že brzy budeme jásat nad vynálezem levnějšího modelu než jeho předchůdci.

Poznámka! Kvůli neobvyklému fyzikální vlastnosti LED diody lze použít k vytvoření skutečných kompozic, například v podobě hvězdné oblohy na stropě místnosti. Je bezpečný a nevyžaduje mnoho energie.

Zajistit pohodlí a pohodu v domácnosti bez organizace není možné dobré osvětlení. K tomuto účelu se dnes nejčastěji používají žárovky, které lze použít v různé podmínky sítě (36 V, 220 a 380).

Typy a vlastnosti

Žárovka obecný účel(LON) je moderní zařízení, zdroj umělého záření viditelného světla s nízkou účinností, ale jasnou září. Svůj název získal díky přítomnosti speciálního filamentového tělesa v pouzdře, které je vyrobeno ze žáruvzdorných kovů nebo uhlíkového vlákna. V závislosti na parametrech tohoto tělesa se určuje životnost svítilny, cena a další vlastnosti.

Foto – model s wolframovým vláknem

I přes různé názory věří se, že anglický vědec Delarue byl první, kdo vynalezl lampu, ale jeho princip žhavení byl daleko od moderní standardy. Poté se výzkumem zabývali různí fyzici, následně Gebel představil první lampu s uhlíkovým vláknem (z bambusu) a poté, co si Lodygin nechal patentovat první model vyrobený z uhlíkového vlákna ve vakuové baňce.

Záleží na konstrukční prvky a typ plynu, který chrání vlákno, nyní existují následující typy žárovek:

1. argon;
2. krypto;
3. Vakuum;
4. Xenon-halogen.

Vakuové modely jsou nejjednodušší a nejznámější. Svou oblibu si získaly díky nízké ceně, ale zároveň mají nejkratší životnost. Stojí za zmínku, že jsou snadno vyměnitelné a nelze je opravit. Design vypadá takto:

Foto - design elektronek

Zde 1 je tedy vakuová baňka; 2 - vakuum nebo naplněné speciální nádobou na plyn; 3 - závit; 4, 5 - kontakty; 6 - upevňovací prvky pro vlákno; 7 - stojan na lampu; 8 - pojistka; 9 - základna; 10 - ochrana skleněné základny; 11 - základní kontakt.

Argonové lampy GOST 2239-79 se velmi liší jasem od vakuových lamp, ale téměř úplně kopírují jejich design. Mají delší trvanlivost než ty běžné. To je způsobeno tím, že wolframové vlákno je chráněno baňkou s neutrálním argonem, která odolává vysokým teplotám spalování. Díky tomu je světelný zdroj jasnější a déle vydrží.

Foto – argon LON

Model krypty lze rozpoznat podle velmi vysoké teploty světla. Svítí jasně bíle a někdy může způsobit bolest očí. Vysoký jas je způsoben kryptonem, vysoce inertním plynem s vysokou atomovou hmotností. Její použití umožnilo výrazně snížit vakuovou baňku bez ztráty jasu světelného zdroje.

Halogenové žárovky si získaly velkou oblibu pro svůj ekonomický provoz. Moderní energeticky úsporná žárovka pomůže nejen snížit náklady na platby elektrická energie, ale také snížit náklady na nákup nových modelů osvětlení. Výroba tohoto modelu probíhá ve specializovaných továrnách, stejně jako likvidace. Pro srovnání doporučujeme prostudovat spotřebu energie výše uvedených analogů:

1. Vakuum (běžné, bez plynu nebo s argonem): 50 nebo 100 W;
2. halogen: 45-65 W;
3. Xenon, halogen-xenon (kombinovaný): 30 W.

Díky malá velikost, elektrické xenonové a halogenové osvětlovače se nejčastěji používají jako světlomety automobilů. Mají vysokou odolnost a vynikající životnost.

Foto – xenon

Klasifikace lamp se provádí nejen na základě plnicího plynu, ale také v závislosti na typech základů a účelu. Existují tyto typy:

1. G4, GU4, GY4 a další. Halogenové žárovky se vyznačují zásuvkami;
2. E5, E14, E17, E26, E40 jsou nejběžnější typy základen. V závislosti na počtu mohou být úzké nebo široké, tříděné vzestupně. První lustry byly vyrobeny speciálně pro takové kontaktní části;
3. Výrobci G13, G24 používají tato označení pro zářivky.

Foto - tvary lamp a typy objímek

Výhody a nevýhody

Srovnání jednotlivé druhyžárovky vám umožní vybrat si nejvíce vhodná varianta na základě požadovaného výkonu a světelné účinnosti. Ale všechny uvedené typy lamp mají společné výhody a nevýhody:

Klady:

1. Dostupná cena. Cena mnoha lamp se pohybuje do 2 USD. E.;
2. Rychlé zapnutí a vypnutí. Jedná se o nejvýznamnější parametr ve srovnání s úsporné žárovky s dlouhou dobou spínání;
3. Malé velikosti;
4. snadná výměna;
5. Široký výběr modelů. Nyní existuje dekorativní lampy(svíčková, retro curl a jiné), klasické, matné, zrcadlové a jiné.

mínusy:

1. Vysoká spotřeba energie;
2. Negativní účinky na oči. Ve většině případů matné popř zrcadlový povrchžárovky do žárovek;
3. Nízká ochrana proti přepětí. Pro zajištění požadované úrovně se používá ochranná jednotka pro žárovku, která se volí v závislosti na typu;
4. Krátká provozní doba;
5. Velmi nízký poměr užitečná akce. Většina elektrické energie se nevynakládá na osvětlení, ale na ohřev žárovky.

Možnosti

Technické vlastnosti každého modelu nutně zahrnují: světelný tok žárovky, barvu záře (příp. Barevná teplota), výkon a životnost. Porovnejme uvedené typy:

Foto - teplota barev

Ze všech uvedených typů lze mezi energeticky úsporné modely zařadit pouze halogenové žárovky. Mnoho majitelů se proto snaží vyměnit všechny světelné zdroje ve svém domě za racionálnější, například diodové. Shoda LED žárovek, srovnávací tabulka:

Pro lepší vysvětlení nákladů na energii doporučujeme podívat se na poměr wattů k lumenům. Například zářivka s wolframovým vláknem 100 W - 1200 lumenů, respektive 500 W - více než 8000.

Luminiscenční model, často používaný v průmyslových a domácích podmínkách, má přitom podobné vlastnosti jako xenonový. Díky těmto vlastnostem je možné zajistit plynulé zapínání žárovek. K tomuto účelu se používá speciální zařízení - stmívač pro žárovky.

Takový regulátor si můžete sestavit sami, pokud máte obvod vhodný pro vaši lampu. Analogy jsou nyní velmi populární obvyklé možnosti, ale se zrcadlovým povlakem - reflexní model Philips, dovoz Osram a další. Značkovou žárovku zakoupíte ve specializovaných značkových prodejnách.

Ahoj všichni. Jsem rád, že vás vidím na mých stránkách. Téma dnešního článku: design žárovky. Nejprve bych ale rád řekl pár slov o historii této lampy.

Úplně první žárovku vynalezl anglický vědec Delarue již v roce 1840. Měla platinovou spirálu. O něco později, v roce 1854, německý vědec Heinrich Goebel představil lampu s bambusovým závitem, která byla umístěna ve vakuové baňce. V té době ještě existovala spousta různých lamp prezentovaných různými vědci. Ale všichni měli velmi krátkodobý služby a nebyly efektivní.

V roce 1890 vědec A.N Lodygin poprvé představil lampu, jejíž vlákno bylo vyrobeno z wolframu a mělo tvar spirály. Tento vědec se také pokusil odčerpat vzduch z baňky a naplnit ji plyny. Tím se výrazně zvýšila životnost lamp.

Masová výroba žárovek však začala již ve 20. století. Tehdy to byl skutečný průlom v technologii. Nyní, v naší době, mnoho podniků a jednoduše obyčejní lidé Tyto lampy odmítají kvůli tomu, že spotřebovávají hodně elektřiny. A v některých zemích dokonce zakázali výrobu žárovek s výkonem vyšším než 60 wattů.

Zařízení žárovky.

Taková lampa se skládá z těchto částí: základna, baňka, elektrody, háčky pro uchycení vlákna, vlákno, stonka, izolační materiál, kontaktní plocha.

Aby vám to bylo jasnější, napíšu nyní o každém detailu zvlášť. Podívejte se také na obrázek a video.

Baňka - vyrobena z obyčejné sklo a je potřeba k ochraně vlákna před vnější prostředí. Do ní je vložena tyč s elektrodami a háčky, které drží samotný závit. V baňce je speciálně vytvořeno vakuum nebo je naplněna speciálním plynem. Obvykle se jedná o argon, protože jej nelze zahřát.

Na straně, kde jsou umístěny vývody elektrod, je baňka roztavena sklem a přilepena k základně.

Patice je potřeba k tomu, aby se žárovka dala našroubovat do objímky. Obvykle je vyroben z hliníku.

Vlákno je část, která vyzařuje světlo. Vyrábí se převážně z wolframu.

A teď, abyste si upevnili své znalosti, navrhuji, abyste se pořádně podívali zajímavé video, který vypráví a ukazuje, jak se vyrábí žárovky.

Princip fungování.

Princip činnosti žárovky je založen na ohřevu materiálu. Ne nadarmo má vlákno takové jméno. Pokud to protáhnete žárovkou elektřina, Že wolframové vlákno se zahřeje na velmi vysokou teplotu a začne vyzařovat světlo.

Vlákno se netaví, protože wolfram má velmi vysoký bod tání, někde kolem 3200-3400 stupňů Celsia. A když je lampa v provozu, vlákno se zahřeje někde kolem 2600-3000 stupňů Celsia.

Výhody a nevýhody žárovek.

Hlavní výhody:

Ne vysoká cena.

Malé rozměry.

Snadno odolávají kolísání napětí v síti.

Po zapnutí se okamžitě rozsvítí.

Při provozu ze zdroje střídavého proudu je blikání pro lidské oko téměř nepostřehnutelné.

Pomocí zařízení můžete upravit jas.

Lze použít při nízkých i vysokých okolních teplotách.

Takové lampy lze vyrobit pro téměř jakékoli napětí.

Neobsahuje nebezpečné látky, a proto nevyžaduje zvláštní likvidaci.

K rozsvícení lampy nejsou potřeba žádná spouštěcí zařízení.

Může pracovat se stejnosměrným i střídavým napětím.

Pracuje velmi tiše a nevytváří rádiové rušení.

A to zdaleka není úplný seznam výhod.

nedostatky:

Má velmi krátkou životnost.

Velmi nízká účinnost. Obvykle nepřesahuje 5 procent.

Světelný tok a životnost přímo závisí na síťovém napětí.

Tělo lampy se během provozu velmi zahřívá. Proto je taková lampa považována za nebezpečí požáru.

Pokud se vlákno přetrhne, může baňka explodovat.

Velmi křehké a citlivé na šok.

V podmínkách vibrací velmi rychle selhává.

A na závěr článku bych chtěl napsat o jedné věci úžasný fakt. V USA v jednom z hasičských sborů ve městě Livermore je 60wattová lampa, která nepřetržitě svítí více než 100 let. Byl zapálen již v roce 1901 a v roce 1972 byl zařazen do Guinessovy knihy rekordů.

Tajemství jeho dlouhé životnosti spočívá v tom, že funguje v hlubokých podmínkách. Mimochodem, provoz této lampy nepřetržitě zaznamenává webová kamera. Takže pokud máte zájem, můžete si živé vysílání vyhledat na internetu.

To je vše co mám. Pokud byl pro vás článek užitečný, sdílejte jej se svými přáteli na v sociálních sítích a přihlaste se k odběru aktualizací. Sbohem.

S pozdravem Alexandre!

Klikněte na přepínač - a temná místnost Okamžitě se změnily a staly se viditelnými detaily nejmenších prvků interiéru. Takto se energie z malého zařízení okamžitě šíří a zaplavuje vše kolem světlem. Co způsobuje vznik tak silného záření? Odpověď se skrývá v názvu osvětlovacího zařízení, kterému se říká žárovka.

Historie vzniku prvních světelných prvků

Počátky prvního sahají na začátek 19. století. Nebo spíše, lampa se objevila o něco později, ale už se pokusili pozorovat účinek záře platinových a uhlíkových tyčí pod vlivem elektrické energie. Vědci stáli před dvěma těžkými otázkami:

• nalezení vysoce odolných materiálů, které se mohou zahřát vlivem proudu až do bodu vyzařování světla;
• brání rychlému spalování materiálu ve vzduchu.

Nejplodnějšími výzkumy a vynálezy v této oblasti byli ruský vědec Alexander Nikolajevič Lodygin a Američan Thomas Edison.

Lodygin navrhl použití uhlíkových tyčí, které byly v uzavřené baňce, jako žhavící prvek. Nevýhodou konstrukce byla obtížnost odčerpávání vzduchu, jehož zbytky přispívaly k rychlému spalování tyčí. Ale přesto jeho lampy hořely několik hodin a jeho vývoj a patenty se staly základem pro vytvoření odolnějších zařízení.

Americký vědec, který se seznámil s prací Lodygina, vyrobil účinnou vakuovou baňku, do které vložil uhlíkové vlákno z bambusové vlákno. Edison také poskytl základnu lampy závitové připojení, neodmyslitelnou součástí moderních lamp a vynalezl mnoho elektrických prvků, jako jsou: konektor, otočný spínač a mnoho dalšího. Účinnost Edisonovy žárovky byla malá, i když mohla pracovat až 1000 hodin a byla prakticky využita.

Následně bylo místo uhlíkových prvků navrženo použít žáruvzdorné kovy. Wolframové vlákno, používané v moderních žárovkách, bylo také patentováno společností Lodygin.

Konstrukce a princip činnosti lampy

Design žárovky se více než sto let zásadně nezměnil. To zahrnuje:

• Uzavřená baňka obsahující pracovní prostor a naplněné inertním plynem.
• Základna, která má tvar spirály. Slouží k uchycení lampy v objímce a elektrické připojení to s živými částmi.
• Vodiče, které vedou proud ze základny do spirály a drží ji.
• Žhavící cívka, jejíž ohřev vytváří emisi světelné energie.

Když cívkou prochází elektrický proud, okamžitě se zahřeje na nejvyšší teploty až 2700 stupňů. To je způsobeno tím, že spirála má vysoký odpor proti proudu a na překonání tohoto odporu se spotřebuje mnoho energie, která se uvolňuje jako teplo. Teplo zahřeje kov (wolfram) a ten začne emitovat fotony světla. Díky tomu, že baňka neobsahuje kyslík, wolfram během zahřívání neoxiduje a nevyhoří. Inertní plyn chrání částice horkého kovu před vypařováním.

Jaká je účinnost žárovky

Účinnost ukazuje, na jaké procento vynaložené energie se přemění užitečná práce, a který není. V případě žárovky je účinnost nízká, protože pouze 5-10% energie se spotřebuje na vyzařování světla, zbytek se uvolňuje jako teplo.

Účinnost prvních žárovek, kde karbonová tyč fungovala jako vlákno, byla ještě nižší ve srovnání s moderní zařízení. To je způsobeno dodatečnými ztrátami v důsledku konvekce. Spirální vlákna mají nižší procento těchto ztrát.

Účinnost žárovky přímo závisí na teplotě ohřevu cívky. Spirála 60W lampy se obvykle zahřívá až na 2700 ºС, zatímco účinnost je pouze 5%. Můžete zvýšit hodnotu ohřevu na 3400 ºС zvýšením napětí, ale tím se zkrátí životnost zařízení o více než 90 %, i když lampa bude svítit jasněji a účinnost se zvýší na 15 %.

Je mylné se domnívat, že zvýšení výkonu lampy (100, 200, 300 W) vede ke zvýšení účinnosti pouze proto, že se zvýšil jas zařízení. Lampa začala svítit jasněji díky většímu výkonu samotné spirály a v důsledku větší světelné účinnosti. Zvýšily se ale i náklady na energie. Proto bude účinnost 100W žárovky také v rozmezí 5-7%.

Typy žárovek

Žárovky se dodávají v různých provedeních a funkční účel. Dělí se na osvětlovací zařízení:

• Obecné použití. Patří mezi ně lampy použití v domácnosti různého výkonu, určené pro síťové napětí 220 V.
• Dekorativní design. Mít nestandardní typy baňky ve formě svíček, koulí a jiných tvarů.
• Typ osvětlení. Nízkoenergetické žárovky s barevným povlakem pro vytváření barevného osvětlení.
• Místní destinace. Zařízení bezpečného napětí do 40 V. Používá se na výrobních stolech k osvětlení strojních pracovišť.
• Se zrcadlovým povlakem. Lampy, které vytvářejí směrové světlo.
• Typ signálu. Používají se k práci v přístrojových deskách různých zařízení.
• Na dopravu. Široký sortiment žárovek se zvýšenou odolností proti opotřebení a spolehlivostí. Charakterizováno tím pohodlný design umožňující rychlou výměnu.
• Pro reflektory. Vysoce výkonné žárovky dosahující až 10 000 W.
• Pro optická zařízení. Lampy pro filmové projektory a podobná zařízení.
• Rozvaděče. Používá se jako indikátorové segmenty pro digitální zobrazení měřicích přístrojů.

Klady a zápory žárovek

Žárovková osvětlovací zařízení mají své vlastní vlastnosti. Mezi pozitivní patří:

• okamžité zapálení spirály;
• bezpečnost životního prostředí;
• malé velikosti;
• rozumnou cenu;
• schopnost vytvářet zařízení různého výkonu a provozního napětí střídavého i stejnosměrného proudu;
• všestrannost použití.

K negativu:

• nízká účinnost žárovky;
• citlivost na napěťové rázy, které snižují životnost;
• krátká pracovní doba nepřesahující 1000;
• nebezpečí požáru lamp v důsledku silného zahřívání žárovky;
• křehkost konstrukce.

Jiné typy svítidel

Existují principy fungování, které se zásadně liší od provozu žárovek. Patří mezi ně plynové výbojky a LED žárovky.

Existuje velké množství obloukových, ale všechny jsou založeny na záři plynu, když mezi elektrodami vznikne oblouk. Záře se vyskytuje v ultrafialovém spektru, které se pak přemění na něco viditelného lidským okem průchodem přes fosforový povlak.

Proces probíhající v plynová výbojka, zahrnují dvě fáze práce: vytvoření obloukového výboje a udržení ionizace a záře plynu v baňce. Proto všechny typy takových osvětlovacích zařízení mají systém řízení proudu. Fluorescenční zařízení mají vyšší účinnost ve srovnání s účinností žárovky, ale nejsou bezpečná, protože obsahují páry rtuti.

LED osvětlovací zařízení jsou nejvíce moderní systémy. Účinnost žárovky a LED lampa nesrovnatelný. U posledně jmenovaných dosahuje 90 %. Princip činnosti LED je založen na záři určitého typu polovodiče pod vlivem napětí.

Co nemá ráda žárovka

Životnost běžné žárovky se zkrátí, pokud:

1. Napětí v síti je trvale vyšší než jmenovité napětí, pro které je navržena osvětlovací těleso. To je způsobeno zvýšením provozní teploty tělesa vlákna a v důsledku toho zvýšeným odpařováním kovové slitiny, což vede k jejímu selhání. I když účinnost žárovky bude větší.
2. Během provozu lampou prudce zatřeste. Když se kov zahřeje do stavu blízkého tavení a vzdálenost mezi závity spirály se zmenší v důsledku expanze látky, jakékoli mechanické, švihnutí může vést k okem neviditelnému zkratu. Tím se snižuje celkový odpor spirálový proud, přispívá k jeho většímu zahřívání a rychlému vyhoření.
3. Do zahřívané baňky se dostane vlhkost. V místě kontaktu dochází k teplotnímu rozdílu, který způsobuje destrukci skla.
4. Dotkněte se prsty žárovky halogenové žárovky. Halogenová žárovka je typ žárovky, ale má výrazně větší světelný a tepelný výkon. Při dotyku zůstane na baňce něco neviditelného mastná skvrna z prstu. Vlivem teploty dochází ke spalování tuků a vytváření uhlíkových usazenin, které narušují přenos tepla. V důsledku toho se sklo začne v místě kontaktu tavit a může prasknout nebo nabobtnat a poškodit se plynový režim uvnitř, což vede k vyhoření spirály. žárovkové mají vyšší účinnost než obyčejné.

Jak vyměnit lampu

Pokud lampa shoří, ale žárovka není zničena, můžete ji po úplném vychladnutí vyměnit. V takovém případě vypněte napájení. Při šroubování lampy nemusíte ukazovat oči jejím směrem, zvláště pokud není možné vypnout elektřinu.

Když žárovka praskne, ale zachová si svůj tvar, je vhodné vzít bavlněnou látku, navinout ji do několika vrstev a obalit ji kolem lampy a pokusit se odstranit sklo. Dále pomocí kleští s izolovanými rukojeťmi opatrně odšroubujte základnu a našroubujte novou lampu. Všechny operace musí být prováděny s vypnutým napájecím napětím.

Závěr

Navzdory skutečnosti, že účinnost žárovky je nízká a má stále více konkurentů, je relevantní v mnoha oblastech života. Existuje dokonce nejstarší žárovka, která nepřetržitě fungovala přes sto let. Není to potvrzení a zvěčnění myšlenkového génia člověka usilujícího o změnu světa?