Največja učinkovitost žarnice z žarilno nitko. Vrste in značilnosti. Žarnice z žarilno nitko: značilnosti in oznake

Kljub aktivni ofenzivi varčne žarnice, ostajajo žarnice z žarilno nitko danes najpogostejši vir svetlobe. Osnovna zasnova električne žarnice z žarilno nitko se ni spremenila že več kot 100 let in je sestavljena iz baze, kontaktnih vodnikov in steklene žarnice, ki ščiti tanko spiralo žarilne nitke pred izpostavljenostjo okolju. Načelo delovanja žarnic z žarilno nitko temelji na optičnem sevanju, ki ga prejme prevodnik, segret na visoko temperaturo in se nahaja v inertnem okolju.

Zgodba

Prvi električni vir svetlobe - električni lok je leta 1802 osvetlil ruski znanstvenik V.V. Petrov. Kot vir toka je uporabil ogromno baterijo z 2100 bakreno-cinkovimi celicami, poimenovano po enem od ustvarjalcev elektrike, Volti, "voltaik". Petrov je uporabil par ogljikovih palic, povezanih z različnimi poli galvanske baterije. Ko sta se konca palic približala, se je zračna reža razbila zaradi električne razelektritve, konci palic so se razbeli in med njimi se je pojavil ognjen lok. Težko je bilo uporabljati takšno svetilko - ogljikove palice so gorele hitro in neenakomerno, lok pa je proizvajal prevročo in močno svetlobo.

Alexander Nikolaevich Lodygin je leta 1872 vložil vlogo in nato prejel patent (št. 1619, z dne 11. julija 1874) za napravo - žarnico z žarilno nitko in metodo za poceni električno razsvetljavo. Ta izum je patentiral najprej v Rusiji, nato pa še v Avstriji, Veliki Britaniji, Franciji in Belgiji. V Lodyginovi žarnici je bilo telo žarilne nitke tanka palica iz retortnega premoga, nameščena pod stekleno kapo. Leta 1875 so Lodyginove žarnice osvetlile Florentovo trgovino na ulici Bolshaya Morskaya v Sankt Peterburgu, ki je imela čast postati prva trgovina na svetu z električno razsvetljavo. Prva postavitev zunanje električne razsvetljave v Rusiji obločne svetilke je bil dan v uporabo 10. maja 1880 na Liteinem mostu v Sankt Peterburgu. Lodyginove svetilke so zdržale približno dva meseca, dokler žerjavica ni dogorela (v Lodyginovi novi svetilki so bile štiri takšne žerjavice – ko je ena žerjavica dogorela, je na njeno mesto stopila druga).

Ruski znanstvenik Pavel Nikolajevič Jabločkov je vzporedno postavil premogovne palice in jih ločil s plastjo gline, ki je postopoma izhlapela. Yablochkovove "sveče" so gorele čudovito rožnato in vijolična. Leta 1877 so osvetlili eno od glavnih ulic v Parizu. In električna razsvetljava se je začela imenovati "la lumiere russe" - "ruska luč".

Kljub temu se Thomas Edison imenuje izumitelj sodobne žarnice. 1. januarja 1880 je v Menlo Parku (ZDA) potekala predstavitev električne razsvetljave za hiše in ulice, ki jo je predlagal Thomas Edison, ki se jo je udeležilo tri tisoč ljudi. Edison je uvedel najpomembnejše izboljšave zasnove Lodyginove žarnice z žarilno nitko: dosegel je znatno odstranitev zraka iz žarnice, zaradi česar je segreta žarilna nitka zažarela, ne da bi izgorela.

Edison je zasnoval znano navojno podnožje sodobnih svetilk, ki se imenuje njemu v čast. Danes je od polnega imena ohranjena le prva črka "E" v njegovi oznaki. Poleg tega je Edison predlagal tudi sistem za proizvodnjo in distribucijo električne energije za razsvetljavo.

Izboljšanje žarnice z žarilno nitko se nadaljuje še danes. Namesto premoga so filamente začeli izdelovati iz toplotno odpornih kovin - najprej iz osmija in tantala, nato pa iz volframa. Da bi zmanjšali izhlapevanje in povečali trdnost, od leta 1910 kovinske niti zvijajo v enojne in ponavljajoče se spirale. Da bi preprečili usedanje kovinskih hlapov na steklo bučke, so jo začeli polniti z dušikom ali inertnimi plini.

Vse to je omogočilo povečanje svetlobne učinkovitosti žarnic z žarilno nitko s prvotnih 4-6 na 10-15 lm/W, življenjsko dobo pa s 50-100 na zdaj običajno vrednost 1000 ur toplotni princip proizvodnja svetlobe je našla uporabo v halogenskih žarnicah z žarilno nitko.

Opomba. Zakaj vroča kovina sveti? V skladu s kvantno teorijo, če se elektronu na kakršen koli način prenese dovolj energije, se bo premaknil na višjo energijsko raven in se po 10–13 s vrnil v svoje prvotno osnovno stanje in oddal foton. To dejstvo določa ne le sijaj vroče kovine, temveč tudi "hladno" fluorescenco kresnic, v kateri so elektroni vzbujeni zaradi energije cepitve ATP, pa tudi sijaj fosforjev, ki so bili na soncu in oddajajo zelena luč v temi.

Tehnične informacije

Svetlobni izkoristek žarnic z žarilno nitko je relativno nizek. Je najnižja med sodobnimi električnimi sijalkami in se giblje v območju od 4 do 15 lm/W. Visoka svetlost žarilne nitke v kombinaciji z njeno miniaturno velikostjo omogoča uporabo žarnic z žarilno nitko v optični sistemi in reflektorji. Žarnice z žarilno nitko imajo širok razpon nazivne napetosti in zmogljivosti. Ta vrsta svetilke lahko deluje v širokem razponu temperatur okolja, ki je omejen le s toplotno odpornostjo materialov, uporabljenih pri izdelavi (-100...+300°C). Svetlobni tok žarnic z žarilno nitko se uravnava s spreminjanjem delovne napetosti, kar je mogoče doseči z zatemnilnikom katere koli izvedbe.

Pomanjkljivost je visoka delovna temperatura in količina toplote, ki nastane med delovanjem. Žarnice z žarilno nitko so občutljive na vdor vode, saj se zaradi nenadnega ohlajanja del steklene balone uniči, in so potencialno požarno nevarne zaradi visoke delovna temperatura.

Danes je v svetu vztrajen trend zmanjševanja deleža žarnic z žarilno nitko v skupni količini svetlobnih naprav. V profesionalnem sektorju trga razsvetljave v razvitih državah ta delež danes ne presega 10%, nadomeščajo ga bolj ekonomične halogenske in LED svetilke.

Med vsemi elektroinštalacijskimi in instalacijskimi izdelki ima svetilna oprema najbogatejši asortiman. To se zgodi zato, ker svetlobni elementi nosijo ne samo čisto tehnične specifikacije, temveč tudi oblikovne elemente. Možnosti sodobnih svetilk in napeljav, njihova oblikovalska raznolikost so tako velike, da se zlahka zmedete. Na primer, obstaja cel razred svetilk, zasnovanih izključno za stropove iz mavčnih plošč.

Številne vrste svetilk imajo drugačno naravo svetlobe in delujejo v različnih pogojih. Da bi ugotovili, kakšna vrsta svetilke mora biti na določenem mestu in kakšni so pogoji za njeno povezavo, je treba na kratko preučiti glavne vrste svetlobne opreme.

Vse svetilke imajo en skupni del: podstavek, s katerim so povezane z žicami razsvetljave. To velja za svetilke, ki imajo podnožje z navojem za montažo v okov. Dimenzije podnožja in vložka imajo strogo klasifikacijo. To morate vedeti v življenjske razmere Uporabljajo se svetilke s 3 vrstami podstavkov: majhne, ​​srednje in velike. V tehničnem jeziku to pomeni E14, E27 in E40. Osnova ali kartuša E14 se pogosto imenuje "minion" (v nemščini iz francoščine - "majhen").

Najpogostejša velikost je E27. E40 se uporablja za ulično razsvetljavo. Svetilke te oznake imajo moč 300, 500 in 1000 W. Številke v imenu označujejo premer baze v milimetrih. Poleg podstavkov, ki so priviti v kartušo z navojem, obstajajo tudi druge vrste. So pin tipa in se imenujejo G-vtičnice. Uporablja se v kompaktne fluorescentne in halogenske sijalke da prihranite prostor. Z 2 ali 4 zatiči je svetilka pritrjena na vtičnico svetilke. Obstaja veliko vrst G-vtičnic. Glavne so: G5, G9, 2G10, 2G11, G23 in R7s-7. Napeljave in svetilke vedno vsebujejo informacije o osnovi. Pri izbiri svetilke morate te podatke primerjati.

Moč svetilke- eden od najpomembnejše lastnosti. Na jeklenki ali podstavku proizvajalec vedno navede moč, od katere je odvisna. svetilnost svetilke. Ne gre za raven svetlobe, ki jo oddaja. Pri svetilkah z različnimi vrstami svetlobe ima moč popolnoma različne pomene.

na primer varčna svetilka pri navedeni moči 5 W ne bo svetil nič slabše žarnice z žarilno nitko pri 60 W. Enako velja za fluorescenčne sijalke . Svetilnost sijalke se izračuna v lumnih. Praviloma to ni navedeno, zato se morate pri izbiri svetilke zanašati na nasvete prodajalcev.

Svetlobna moč pomeni, da na 1 W moči sijalka proizvede toliko lumnov svetlobe. Očitno je, da je energijsko varčna kompaktna fluorescentna sijalka 4–9-krat varčnejša od žarnic z žarilno nitko. Enostavno lahko izračunate, da standardna 60 W sijalka proizvede približno 600 lm, medtem ko ima kompaktna sijalka enako vrednost pri 10-11 W. Enako varčen bo tudi pri porabi energije.

Žarnice z žarilno nitko

(LON) je prvi vir električne svetlobe, ki se je pojavil v gospodinjstvu. Izumili so ga že sredi 19. stoletja in čeprav je od takrat doživel veliko rekonstrukcij, je bistvo ostalo nespremenjeno. Vsaka žarnica z žarilno nitko je sestavljena iz vakuumskega steklenega valja, podstavka, na katerem so kontakti in varovalka, ter žarilne nitke, ki oddaja svetlobo.

tuljava z žarilno nitko izdelana iz volframovih zlitin, ki zlahka prenesejo delovno temperaturo zgorevanja +3200 °C. Da nit ne bi takoj izgorela, moderne svetilke v jeklenko načrpajte nekaj inertnega plina, na primer argona.

Načelo delovanja svetilke je zelo preprosto. Ko teče tok skozi prevodnik z majhnim prerezom in nizko prevodnostjo, se del energije porabi za segrevanje spiralnega vodnika, zaradi česar začne svetiti v vidni svetlobi. Kljub tako preprosti napravi obstaja ogromno vrst LON. Razlikujejo se po obliki in velikosti.

Okrasne svetilke(sveče): balon je podolgovate oblike, stiliziran kot navadna sveča. Običajno se uporablja v majhnih svetilkah in svetilkah.

Poslikane svetilke: stekleni valji imajo drugačna barva za dekorativne namene.

Zrcalne svetilke se imenujejo svetilke, katerih del steklene posode je prevlečen z odbojno sestavo za usmerjanje svetlobe v kompaktnem snopu. Takšne svetilke se najpogosteje uporabljajo v stropne svetilke usmerite svetlobo navzdol, ne da bi osvetlili strop.

Svetilke za lokalno razsvetljavo delujejo pod napetostjo 12, 24 in 36 V. Porabijo malo energije, vendar je osvetlitev primerna. Uporabljajo se v ročnih svetilkah, zasilni razsvetljavi itd. LON so kljub nekaterim slabostim še vedno v ospredju svetlobnih virov. Njihova pomanjkljivost je zelo nizka učinkovitost - ne več kot 2–3% porabljene energije. Vse ostalo gre v toploto.

Druga pomanjkljivost je, da LON ni varen z vidika požarne varnosti. Na primer, navaden časopis, če ga položimo na 100 W žarnico, zasveti v približno 20 minutah. Ni treba posebej poudarjati, da ponekod LON ni mogoče uporabiti, na primer v majhnih senčnikih iz plastike ali lesa. Poleg tega so takšne svetilke kratkotrajne. Življenjska doba LON je približno 500–1000 ur. Prednosti vključujejo nizke stroške in enostavnost namestitve. LON jih ne potrebuje dodatne naprave da delujejo kot fluorescenčne.

Halogenske žarnice

Halogenske žarnice Ne razlikujejo se veliko od žarnic z žarilno nitko, načelo delovanja je enako. Edina razlika med njima je sestava plina v jeklenki. V teh žarnicah je jod ali brom pomešan z inertnim plinom. Posledično postane mogoče povečati temperaturo žarilne nitke in zmanjšati izhlapevanje volframa.

zato halogenske žarnice jih je mogoče narediti bolj kompaktne, njihova življenjska doba pa se poveča za 2-3 krat. Vendar se temperatura segrevanja stekla precej poveča, zato so halogenske žarnice izdelane iz kremenčevega materiala. Ne prenašajo kontaminacije na bučki. Ne dotikajte se cilindra z nezaščiteno roko - svetilka bo zelo hitro pregorela.

Linearno halogenske žarnice uporablja se v prenosnih ali stacionarnih reflektorjih. Pogosto imajo senzorje gibanja. Takšne svetilke se uporabljajo v strukturah mavčnih plošč.

Kompaktne svetlobne naprave imajo zrcalno površino.

Na slabosti halogenske žarnice je mogoče pripisati občutljivost na spremembe napetosti. Če "igra", je bolje kupiti poseben transformator, ki izenači jakost toka.

Fluorescentne sijalke

Princip delovanja fluorescenčne sijalke resno drugačen od LON-a. Namesto volframove žarilne nitke v steklenem balonu takšne svetilke pod vplivom električnega toka gori živosrebrova para. Svetloba plinske razelektritve je praktično nevidna, ker se oddaja v ultravijoličnem sevanju. Zaradi slednjega se fosfor, s katerim so prevlečene stene cevi, sveti. To je svetloba, ki jo vidimo. Navzven in po načinu povezave se fluorescenčne sijalke zelo razlikujejo od LON. Namesto navojnega vložka sta na obeh straneh cevi dva zatiča, ki sta pritrjena na naslednji način: vstaviti ju je treba v poseben vložek in vanj obrniti.

Fluorescentne sijalke imajo nizko delovno temperaturo. Na njihovo površino lahko varno naslonite dlan, tako da jih lahko namestite kjer koli. Velika svetleča površina ustvarja enakomerno, razpršeno svetlobo. Zato se tudi imenujejo svetilke dnevna svetloba . Poleg tega lahko s spreminjanjem sestave fosforja spremenite barvo svetlobne emisije, zaradi česar je bolj sprejemljiva za človeško oko. Življenjska doba fluorescenčnih sijalk je skoraj 10-krat daljša od življenjske dobe žarnic z žarilno nitko.

Slabosti fluorescentnih sijalk je nemogoče neposredna povezava na električno omrežje. Ne morete preprosto vreči 2 žic čez konce svetilke in vtiča vtakniti v vtičnico. Za vklop se uporabljajo posebne predstikalne naprave. To je posledica fizične narave sijaja svetilk. Skupaj z elektronskimi predstikalnimi napravami se uporabljajo zaganjalniki, za katere se zdi, da vžgejo svetilko v trenutku, ko je vklopljena. Večina svetilk za fluorescenčne sijalke je opremljena z vgrajenimi svetlobnimi mehanizmi, kot so elektronske predstikalne naprave (predstikalne naprave) ali dušilke.

Označevanje fluorescenčnih sijalk ni podoben preprostim oznakam LON, ki imajo samo indikator moči v vatih.

Za zadevne svetilke je naslednje:

• LB - bela svetloba;
• LD - dnevna svetloba;
• LE - naravna svetloba;
• LHB - hladna svetloba;
• LTB - topla svetloba.

Številke, ki sledijo črkovno označevanje, označujejo: prva številka je stopnja barvnega upodabljanja, druga in tretja pa temperatura sijaja. Višja kot je stopnja barvnega upodabljanja, bolj naravna je osvetlitev za človeško oko. Oglejmo si primer, povezan s temperaturo žarenja: svetilka z oznako LB840 pomeni, da je ta temperatura 4000 K, barva je bela, dnevna svetloba.

Naslednje vrednosti dešifrirajo oznake svetilk:

• 2700 K - super topla bela,
• 3000 K - topla bela,
• 4000 K - naravna bela ali bela,
• več kot 5000 K - hladno bela (podnevi).

IN v zadnjem času Pojav na trgu kompaktnih fluorescenčnih varčnih sijalk je naredil pravo revolucijo v svetlobni tehniki. Glavne pomanjkljivosti fluorescenčnih sijalk so bile odpravljene - njihova velika velikost in nezmožnost uporabe običajnih navojnih kartuš. Predstikalne naprave so bile nameščene v podstavek svetilke, dolga cev pa je bila zvita v kompaktno spiralo.

Zdaj je raznolikost vrst energetsko varčnih žarnic zelo velika. Ne razlikujejo se le po moči, ampak tudi po obliki izpustnih cevi. Prednosti takšne svetilke so očitne: za začetek uporabe posebnih svetilk ni treba namestiti elektronske predstikalne naprave.

Ekonomična fluorescenčna sijalka zamenjal običajno žarnico z žarilno nitko. Vendar ima, tako kot vse fluorescenčne sijalke, svoje pomanjkljivosti.

Fluorescentne sijalke imajo več pomanjkljivosti:

• Takšne svetilke ne delujejo dobro, ko nizke temperature, pri –10 °C in manj pa začnejo medlo svetiti;
• dolg čas zagona - od nekaj sekund do nekaj minut;
• iz elektronske predstikalne naprave se sliši nizkofrekvenčno brenčanje;
• ne delajte skupaj z zatemnilniki;
• relativno drago;
• ne marajo pogostih vklopov in izklopov;
• svetilka vsebuje škodljive spojine živega srebra, zato zahteva posebno odlaganje;
• Če v stikalu uporabljate indikatorje osvetlitve ozadja, ta svetlobna oprema začne utripati.

Ne glede na to, kako se proizvajalci trudijo, svetloba fluorescenčnih sijalk še ni zelo podobna naravni svetlobi in boli oči. Poleg varčnih sijalk s predstikalnimi napravami obstaja veliko različic brez vgrajene elektronske predstikalne naprave. Imajo popolnoma različne vrste podlage.

Načelo žarenja živosrebrno obločno svetilko visok pritisk (DRL) - obločna razelektritev v živosrebrnih parah. Takšne svetilke imajo visoko svetlobno moč - 50–60 lm na 1 W. Izstrelijo se z uporabo balastov. Pomanjkljivost je spekter sijaja - njihova svetloba je hladna in ostra. Najpogosteje se uporabljajo svetilke DRL ulična razsvetljava v svetilkah tipa kobra.

LED svetilke

LED svetilke- ta izdelek visoka tehnologija je bilo prvič zasnovano leta 1962. Od takrat so LED sijalke postopoma uvedene na trg razsvetljave. Po principu delovanja je LED najpogostejši polprevodnik, v katerem je del energije p-n spoj sproščajo v obliki fotonov, torej vidne svetlobe. Takšna svetilke Imajo preprosto neverjetne lastnosti.

V vseh indikacijah so desetkrat boljši od LON:

• vzdržljivost,
• svetlobni izhod,
• učinkovitost,
• moč itd.

Imajo samo en "ampak" - ceno. Je približno 100-krat višja od cene običajne žarnice z žarilno nitko. Vendar se delo na teh nenavadnih svetlobnih virih nadaljuje in pričakujemo lahko, da se bomo kmalu razveselili izuma cenejšega modela od predhodnikov.

Opomba! Zaradi nenavadnega telesne lastnosti Iz LED diod je mogoče narediti prave kompozicije, na primer v obliki zvezdnega neba na stropu sobe. Je varen in ne zahteva veliko energije.

Brez organizacije je nemogoče zagotoviti udobje in prijetnost doma dobra osvetlitev. V ta namen se zdaj najpogosteje uporabljajo žarnice z žarilno nitko, ki jih je mogoče uporabiti v različni pogoji omrežja (36 V, 220 in 380).

Vrste in značilnosti

Žarnica z žarilno nitko splošni namen(LON) je sodobna naprava, vir sevanja umetne vidne svetlobe z nizkim izkoristkom, a močnim sijajem. Ime je dobil zaradi prisotnosti v ohišju posebnega filamentnega telesa, ki je izdelano iz ognjevzdržnih kovin ali ogljikovega filamenta. Odvisno od parametrov tega telesa se določi življenjska doba svetilke, cena in druge značilnosti.

Fotografija – model z volframovo nitko

Kljub različna mnenja, se domneva, da je angleški znanstvenik Delarue prvi izumil svetilko, vendar je bil njegov princip žarenja daleč od sodobni standardi. Kasneje so se z raziskavami ukvarjali različni fiziki; Gebel je predstavil prvo svetilko z ogljikovo nitko (iz bambusa), zatem pa je Lodygin patentiral prvi model iz ogljikove nitke v vakuumski posodi.

Odvisno od strukturni elementi in vrsta plina, ki ščiti žarilno nitko, zdaj obstajajo naslednje vrste žarnic:

1. Argon;
2. kripto;
3. Vakuum;
4. Ksenon-halogen.

Vakuumski modeli so najpreprostejši in najbolj znani. Priljubljenost so pridobili zaradi nizkih stroškov, hkrati pa imajo najkrajšo življenjsko dobo. Omeniti velja, da jih je enostavno zamenjati in jih ni mogoče popraviti. Zasnova izgleda takole:

Foto – dizajn vakuumskih cevi

Tukaj je 1 torej vakuumska bučka; 2 - vakuumsko ali napolnjeno s posebnim plinskim vsebnikom; 3 - navoj; 4, 5 - kontakti; 6 - pritrdilni elementi za žarilno nitko; 7 - stojalo za svetilke; 8 - varovalka; 9 - osnova; 10 - zaščita steklene podlage; 11 - osnovni kontakt.

Argonske sijalke GOST 2239-79 se po svetlosti zelo razlikujejo od vakuumskih žarnic, vendar skoraj popolnoma ponovijo njihovo zasnovo. Imajo daljši rok trajanja od običajnih. To je posledica dejstva, da je volframova nitka zaščitena z bučko z nevtralnim argonom, ki je odporna na visoke temperature zgorevanja. Zaradi tega je vir svetlobe svetlejši in dolgotrajnejši.

Fotografija – argon LON

Model kripte prepoznamo po zelo visoki svetlobni temperaturi. Sveti belo in včasih lahko povzroči bolečine v očeh. Visoka svetlost je posledica kriptona, zelo inertnega plina z visoko atomsko maso. Njegova uporaba je omogočila znatno zmanjšanje vakuumske bučke brez izgube svetlosti svetlobnega vira.

Halogenske žarnice z žarilno nitko so pridobile veliko popularnost zaradi svojega varčnega delovanja. Sodobna varčna svetilka ne bo pripomogla le k zmanjšanju stroškov plačila električna energija, ampak tudi zmanjšati izdatke za nakup novih modelov za razsvetljavo. Proizvodnja tega modela se izvaja v specializiranih tovarnah, kot tudi odlaganje. Za primerjavo predlagamo, da preučite porabo energije zgoraj navedenih analogov:

1. Vakuum (navaden, brez plina ali z argonom): 50 ali 100 W;
2. Halogenska: 45-65 W;
3. Xenon, halogen-xenon (kombinirano): 30 W.

Hvala za majhna velikost, najpogosteje se kot avtomobilski žarometi uporabljajo električni ksenonski in halogenski žarometi. Imajo visoko odpornost in odlično vzdržljivost.

Fotografija – ksenon

Svetilke so razvrščene ne le glede na polnilni plin, temveč tudi glede na vrsto podstavkov in namen. Obstajajo te vrste:

1. G4, GU4, GY4 in drugi. Halogenske modele z žarilno nitko odlikujejo vtičnice;
2. E5, E14, E17, E26, E40 so najpogostejši tipi podstavkov. Glede na število so lahko ozke ali široke, razvrščene v naraščajočem vrstnem redu. Prvi lestenci so bili izdelani posebej za takšne kontaktne dele;
3. Proizvajalci G13, G24 uporabljajo te oznake za fluorescentne osvetljevalce.

Foto - oblike svetilk in vrste vtičnic

Prednosti in slabosti

Primerjava posamezne vrstežarnice z žarilno nitko vam bodo omogočile izbiro največ primerna možnost, ki temelji na zahtevani moči in svetlobni učinkovitosti. Toda vse naštete vrste svetilk imajo skupne prednosti in slabosti:

prednosti:

1. Ugodna cena. Stroški številnih svetilk so znotraj 2 USD. e.;
2. Hiter vklop in izklop. To je najpomembnejši parameter v primerjavi z varčne sijalke z dolgim ​​preklopnim časom;
3. Majhne velikosti;
4. Enostavna zamenjava;
5. Široka izbira modelov. Zdaj obstaja okrasne svetilke(sveča, retro curl in drugi), klasični, mat, ogledalo in drugi.

Slabosti:

1. Visoka poraba energije;
2. Negativni učinki na oči. V večini primerov mat oz zrcalna površinažarnice z žarilno nitko;
3. Nizka zaščita pred napetostnimi sunki. Za zagotovitev zahtevane ravni se uporablja zaščitna enota za žarnico z žarilno nitko, izbrana je glede na vrsto;
4. Kratko obdobje delovanja;
5. Zelo nizko razmerje koristno dejanje. Večina električne energije se ne porabi za osvetlitev, temveč za ogrevanje žarnice.

Možnosti

Tehnične značilnosti katerega koli modela nujno vključujejo: svetlobni tok žarnice z žarilno nitko, barvo sijaja (ali barvna temperatura), moč in življenjska doba. Primerjajmo naštete vrste:

Fotografija - barvna temperatura

Od vseh naštetih vrst lahko samo halogenske žarnice uvrstimo med energetsko varčne modele. Zato si mnogi lastniki prizadevajo zamenjati vse vire svetlobe v svojem domu z bolj racionalnimi, na primer z diodami. Skladnost LED žarnic z žarilno nitko, primerjalna tabela:

Za boljšo razlago stroškov energije predlagamo, da pogledamo razmerje med vati in lumni. Na primer, fluorescenčna sijalka z volframovo nitko 100 W - 1200 lumnov oziroma 500 W - več kot 8000.

Hkrati ima luminiscentni model, ki se pogosto uporablja v industrijskih in domačih pogojih, podobne lastnosti kot ksenonski model. Zahvaljujoč tem značilnostim je mogoče zagotoviti nemoten vklop žarnic z žarilno nitko. V ta namen se uporablja posebna naprava - zatemnilnik za žarnice z žarilno nitko.

Takšen regulator lahko sestavite sami, če imate ustrezno vezje za vašo svetilko. Analogi so zdaj zelo priljubljeni običajne možnosti, vendar z zrcalnim premazom - odsevni model Philips, uvožen Osram in drugi. Žarnico z žarilno nitko lahko kupite v specializiranih prodajalnah blagovnih znamk.

Pozdravljeni vsi Vesel sem, da te vidim na svoji spletni strani. Tema današnjega članka: zasnova žarnice z žarilno nitko. Toda najprej bi rad povedal nekaj besed o zgodovini te svetilke.

Prvo žarnico z žarilno nitko je leta 1840 izumil angleški znanstvenik Delarue. Imela je platinasto spiralo. Malo kasneje, leta 1854, je nemški znanstvenik Heinrich Goebel predstavil svetilko z bambusovo žarilno nitko, ki se je nahajala v vakuumski bučki. Takrat je bilo še vedno veliko različnih svetilk, ki so jih predstavili različni znanstveniki. Vsi pa so imeli zelo kratkoročno storitve in niso bile učinkovite.

Leta 1890 je znanstvenik A.N. Lodygin prvič predstavil žarnico, katere žarilna nitka je bila izdelana iz volframa in je imela obliko spirale. Ta znanstvenik je tudi poskušal črpati zrak iz bučke in jo napolniti s plini. To je bistveno povečalo življenjsko dobo svetilk.

Toda množična proizvodnja žarnic z žarilno nitko se je začela že v 20. stoletju. Takrat je bil to pravi preboj v tehnologiji. Zdaj, v našem času, veliko podjetij, in preprosto navadni ljudje Te svetilke zavračajo zaradi dejstva, da porabijo veliko električne energije. In v nekaterih državah so celo prepovedali proizvodnjo žarnic z žarilno nitko z močjo več kot 60 vatov.

Naprava z žarilno nitko.

Takšna svetilka je sestavljena iz naslednjih delov: podstavek, balon, elektrode, kavlji za držanje žarilne nitke, žarilna nitka, steblo, izolacijski material, kontaktna površina.

Da vam bo bolj jasno, bom zdaj pisal o vsakem detajlu posebej. Oglejte si tudi sliko in video.

Bučka - izdelana iz navadno steklo in je potreben za zaščito žarilne nitke pred zunanje okolje. Vanj se vstavi palica z elektrodami in kavlji, ki držijo samo nit. V bučki se posebej ustvari vakuum ali pa se napolni s posebnim plinom. To je običajno argon, saj ga ni mogoče segrevati.

Na strani, kjer se nahajajo elektrodni vodi, je bučka pretopljena s steklom in prilepljena na podlago.

Podnožje je potrebno, da lahko žarnico privijemo v podnožje. Običajno je izdelan iz aluminija.

Žarilna nitka je del, ki oddaja svetlobo. Narejen je predvsem iz volframa.

In zdaj, da utrdite svoje znanje, predlagam, da pogledate zelo zanimiv video, ki pripoveduje in prikazuje, kako nastanejo žarnice z žarilno nitko.

Princip delovanja.

Načelo delovanja žarnice z žarilno nitko temelji na segrevanju materiala. Ni zaman, da ima filament takšno ime. Če ga spustiš skozi žarnico električni tok, To volframova žarilna nitka segreje na zelo visoko temperaturo in začne oddajati svetlobo.

Nit se ne tali, ker ima volfram zelo visoko tališče, nekje 3200-3400 stopinj Celzija. In ko žarnica deluje, se žarilna nitka segreje nekje na 2600-3000 stopinj Celzija.

Prednosti in slabosti žarnic z žarilno nitko.

Glavne prednosti:

Ni visoka cena.

Majhne dimenzije.

Z lahkoto prenesejo nihanja napetosti v omrežju.

Ko je vklopljen, takoj zasveti.

Utripanje je skoraj neopazno za človeško oko, ko deluje iz vira AC.

Z napravo lahko prilagodite svetlost.

Lahko se uporablja pri nizkih in visokih temperaturah okolja.

Takšne svetilke je mogoče izdelati za skoraj vsako napetost.

Ne vsebuje nevarne snovi, zato ne zahteva posebnega odstranjevanja.

Za prižig svetilke niso potrebne nobene zagonske naprave.

Lahko deluje na izmenično in enosmerno napetost.

Deluje zelo tiho in ne ustvarja radijskih motenj.

In to je daleč od tega celoten seznam ugodnosti.

Napake:

Ima zelo kratko življenjsko dobo.

Zelo nizka učinkovitost. Običajno ne presega 5 odstotkov.

Svetlobni tok in življenjska doba sta neposredno odvisna od omrežne napetosti.

Ohišje svetilke se med delovanjem zelo segreje. Zato se takšna svetilka šteje za požarno nevarno.

Če se nit pretrga, lahko bučka eksplodira.

Zelo krhek in občutljiv na udarce.

V pogojih vibracij zelo hitro odpove.

In na koncu članka bi rad pisal o eni stvari neverjetno dejstvo. V ZDA, v eni od gasilskih enot v mestu Livermore, stoji 60-vatna svetilka, ki neprekinjeno sveti že več kot 100 let. Prižgali so ga davnega leta 1901, leta 1972 pa so ga uvrstili v Guinnessovo knjigo rekordov.

Skrivnost njegove dolgoživosti je, da deluje v globokih pogojih. Mimogrede, delovanje te svetilke nenehno snema spletna kamera. Če vas torej zanima, lahko prenos v živo poiščete na internetu.

To je vse kar imam. Če je bil članek koristen za vas, ga delite s prijatelji na socialna omrežja in se naročite na posodobitve. adijo

Lep pozdrav Aleksander!

Kliknite stikalo - in temna soba Takoj preoblikovane so postale vidne podrobnosti najmanjših elementov notranjosti. Tako se energija iz majhne naprave v trenutku razširi in vse naokoli preplavi s svetlobo. Kaj povzroča tako močno sevanje? Odgovor se skriva v imenu svetlobne naprave, ki se imenuje žarnica z žarilno nitko.

Zgodovina nastanka prvih svetlobnih elementov

Začetki prvega segajo v začetek 19. stoletja. Oziroma svetilka se je pojavila nekoliko kasneje, vendar so že poskušali opazovati učinek sijaja platinastih in ogljikovih palic pod vplivom električne energije. Znanstveniki so se soočili z dvema težkima vprašanjema:

• iskanje visokoodpornih materialov, ki se lahko pod vplivom toka segrejejo do točke oddajanja svetlobe;
• preprečevanje hitrega zgorevanja materiala v zraku.

Najbolj plodne raziskave in izumi na tem področju sta bila ruski znanstvenik Aleksander Nikolajevič Lodygin in ameriški Thomas Edison.

Lodygin je predlagal uporabo ogljikovih palic, ki so bile v zaprti bučki, kot žarilni element. Pomanjkljivost zasnove je bila težava pri črpanju zraka, katerega ostanki so prispevali k hitremu zgorevanju palic. Toda kljub temu so njegove svetilke gorele več ur, njegov razvoj in patenti pa so postali osnova za ustvarjanje bolj trpežnih naprav.

Ameriški znanstvenik, ki se je seznanil z deli Lodygina, je izdelal učinkovito vakuumsko bučko, v katero je vstavil ogljikov filament iz bambusova vlakna. Edison je zagotovil tudi podnožje svetilke navojna povezava, ki je neločljivo povezana s sodobnimi svetilkami, in je izumil številne električne elemente, kot so: vtični konektor, vrtljivo stikalo in še veliko več. Učinkovitost Edisonove žarnice z žarilno nitko je bila majhna, čeprav je lahko delovala do 1000 ur in je bila praktično uporabljena.

Kasneje je bila namesto ogljikovih elementov predlagana uporaba ognjevzdržnih kovin. Lodygin je patentiral tudi volframovo nitko, ki se uporablja v sodobnih žarnicah z žarilno nitko.

Zasnova in princip delovanja svetilke

Zasnova žarnice z žarilno nitko se ni bistveno spremenila že več kot sto let. Vključuje:

• Zaprta bučka, ki vsebuje delovni prostor in napolnjena z inertnim plinom.
• Podstavek, ki ima spiralno obliko. Služi za držanje svetilke v grlu in električni priključek z deli pod napetostjo.
• Prevodniki, ki vodijo tok od baze do spirale in jo držijo.
• Žarilna tuljava, katere segrevanje ustvarja emisijo svetlobne energije.

Ko skozi tuljavo teče električni tok, se ta takoj segreje na najvišje temperature do 2700 stopinj. To je posledica dejstva, da ima spirala velik upor proti toku in da se za premagovanje tega upora porabi veliko energije, ki se sprosti kot toplota. Toplota segreje kovino (volfram) in ta začne oddajati fotone svetlobe. Zaradi dejstva, da bučka ne vsebuje kisika, volfram med segrevanjem ne oksidira in ne izgori. Inertni plin preprečuje, da bi delci vroče kovine izhlapeli.

Kakšna je učinkovitost žarnice z žarilno nitko

Učinkovitost kaže, v kakšen odstotek porabljene energije se pretvori koristno delo, katera pa ne. Pri žarnici z žarilno nitko je izkoristek nizek, saj le 5-10 % energije porabimo za oddajanje svetlobe, ostalo se sprosti kot toplota.

Učinkovitost prvih žarnic z žarilno nitko, kjer je ogljikova palica delovala kot telo žarilne nitke, je bila še manjša v primerjavi z sodobne naprave. To je posledica dodatnih izgub zaradi konvekcije. Spiralni filamenti imajo nižji odstotek teh izgub.

Učinkovitost žarnice z žarilno nitko je neposredno odvisna od temperature ogrevanja tuljave. Običajno se spirala 60 W žarnice segreje do 2700 ºС, medtem ko je učinkovitost le 5%. S povečanjem napetosti lahko dvignete grelno vrednost na 3400 ºС, vendar bo to zmanjšalo življenjsko dobo naprave za več kot 90%, čeprav bo svetilka svetila svetleje in učinkovitost se bo povečala na 15%.

Napačno je misliti, da povečanje moči žarnice (100, 200, 300 W) vodi do povečanja učinkovitosti samo zato, ker se je povečala svetlost naprave. Svetilka je zaradi večje moči same spirale in zaradi večje svetlobne učinkovitosti začela svetiti močneje. Povečali pa so se tudi stroški energije. Zato bo učinkovitost žarnice z žarilno nitko 100 W tudi znotraj 5-7%.

Vrste žarnic z žarilno nitko

Žarnice z žarilno nitko so na voljo v različnih oblikah in funkcionalni namen. Razdeljeni so na svetlobne naprave:

• Splošna uporaba. Sem spadajo svetilke uporabo v gospodinjstvu različnih moči, zasnovanih za omrežno napetost 220 V.
• Dekorativno oblikovanje. imeti nestandardne vrste bučke v obliki sveč, kroglic in drugih oblik.
• Vrsta osvetlitve. Sijalke z nizko močjo z barvnim premazom za ustvarjanje barvite osvetlitve.
• Lokalna destinacija. Naprave z varno napetostjo do 40 V. Uporabljajo se na proizvodnih mizah, za osvetlitev delovnih postaj strojev.
• Z zrcalnim premazom. Svetilke, ki ustvarjajo usmerjeno svetlobo.
• Vrsta signala. Uporabljajo se za delo na armaturnih ploščah različnih naprav.
• Za transport. Širok izbor svetilk s povečano odpornostjo proti obrabi in zanesljivostjo. Značilen po priročno oblikovanje, kar omogoča hitro zamenjavo.
• Za reflektorje. Visoko zmogljive sijalke do 10.000 W.
• Za optične naprave. Svetilke za filmske projektorje in podobne naprave.
• Stikalne plošče. Uporabljajo se kot indikatorski segmenti za digitalni prikaz merilnih instrumentov.

Prednosti in slabosti žarnic z žarilno nitko

Naprave z žarilno nitko imajo svoje značilnosti. Pozitivni vključujejo:

• takojšen vžig spirale;
• okoljska varnost;
• majhne velikosti;
• razumna cena;
• sposobnost ustvarjanja naprav različnih moči in delovne napetosti izmeničnega in enosmernega toka;
• vsestranskost uporabe.

Na negativno:

• nizka učinkovitost žarnice z žarilno nitko;
• občutljivost na napetostne prenapetosti, ki skrajšajo življenjsko dobo;
• skrajšan delovni čas, ki ne presega 1000;
• požarna nevarnost svetilk zaradi močnega segrevanja žarnice;
• krhkost strukture.

Druge vrste svetil

Obstajajo načela delovanja, ki se bistveno razlikujejo od delovanja žarnic z žarilno nitko. Sem spadajo plinske in LED sijalke.

Obstaja veliko število obločnih, vendar vsi temeljijo na siju plina, ko med elektrodama nastane oblok. Sijaj nastane v ultravijoličnem spektru, ki se nato s prehodom skozi fosforni premaz pretvori v nekaj, kar je vidno človeškemu očesu.

Proces, ki poteka v plinska svetilka, vključujejo dve stopnji dela: ustvarjanje obločnega praznjenja in vzdrževanje ionizacije in sijaja plina v žarnici. Zato imajo vse vrste takšnih svetlobnih naprav sistem za nadzor toka. Fluorescentne naprave imajo večji izkoristek v primerjavi z izkoristkom žarnice z žarilno nitko, vendar niso varne, ker vsebujejo živosrebrne pare.

LED svetlobnih naprav je največ sodobni sistemi. Učinkovitost žarnice z žarilno nitko in LED svetilka neprimerljivo. Za slednje doseže 90 %. Načelo delovanja LED temelji na siju določene vrste polprevodnika pod vplivom napetosti.

Česa žarnica z žarilno nitko ne mara

Življenjska doba običajne žarnice z žarilno nitko se skrajša, če:

1. Napetost v omrežju je stalno višja od nazivne napetosti, za katero je projektirano svetilka. To je posledica povečanja delovne temperature telesa žarilne nitke in posledično povečanega izhlapevanja kovinske zlitine, kar vodi do njene okvare. Čeprav bo učinkovitost žarnice z žarilno nitko večja.
2. Med delovanjem svetilko močno pretresite. Ko se kovina segreje do stanja, ki je blizu taljenju, in se razdalja med zavoji spirale zmanjša zaradi širjenja snovi, se morebitna mehanska, flik lahko privede do kratkega stika med zavoji, ki je očem neviden. To zmanjša skupni upor spiralni tok, prispeva k njegovemu večjemu segrevanju in hitremu izgorevanju.
3. V segreto bučko bo vstopila vlaga. Na mestu stika nastane temperaturna razlika, ki povzroči uničenje stekla.
4. S prsti se dotaknite žarnice halogenske žarnice. Halogenska žarnica je vrsta žarnice z žarilno nitko, vendar ima bistveno večjo svetlobno in toplotno moč. Ob dotiku nekaj nevidnega ostane na bučki mastni madež iz prsta. Pod vplivom temperature maščobe izgorijo, tvorijo ogljikove usedline, ki ovirajo prenos toplote. Posledično se steklo na mestu stika začne topiti in lahko poči ali nabrekne ter povzroči motnje plinski način znotraj, kar vodi do izgorelosti spirale. žarnice z žarilno nitko imajo večjo učinkovitost kot navadne.

Kako zamenjati svetilko

Če žarnica pregori, vendar žarnica ni uničena, jo lahko zamenjate, ko se popolnoma ohladi. V tem primeru izklopite napajanje. Ko privijate svetilko, vam ni treba oči usmeriti v njeno smer, še posebej, če ni mogoče izklopiti elektrike.

Ko je žarnica počila, vendar je ohranila svojo obliko, je priporočljivo, da vzamete bombažno krpo, jo zvijete v več plasteh in jo ovijete okoli svetilke, poskusite odstraniti steklo. Nato s kleščami z izoliranimi ročaji previdno odvijte podstavek in privijte novo svetilko. Vse operacije je treba izvajati z izklopljeno napajalno napetostjo.

Zaključek

Kljub temu, da je učinkovitost žarnice z žarilno nitko nizka in ima vedno več konkurentov, je pomembna na številnih področjih življenja. Obstaja celo najstarejša žarnica, ki neprekinjeno deluje več kot sto let. Ali ni to potrditev in ovekovečenje genialnosti misli človeka, ki si prizadeva spremeniti svet?