أجسام الفتيل من المصابيح المتوهجة الحديثة مصنوعة من. أنواع المصابيح الكهربائية

مصباحان من إكليل عيد الميلاد متصلان في سلسلة

اليوم ، عندما يستعد الناس للقاء السنة الجديدة، في مدونة SamElektrik.ru ، نفكر بالفعل في الصيف. بتعبير أدق ، عن الصيف ، الذي نُشر أول مقال منه اليوم!

يمكن اعتبار المقال علميًا ونظريًا ، ولكن بالأحرى هندسيًا وعمليًا.
ليس هناك شك في أن المقالة قد تهم المهندسين والفنيين الذين ترتبط أنشطتهم بتشغيل مثل هذا الجهاز البسيط والمألوف لنا جميعًا كمصباح كهربائي متوهج. وأيضًا - لكل من يهتم بالفيزياء.

أذكرك بأنني حاولت بالفعل استكشاف هذه المشكلة على مدونتي - في مقالتي ""

على الرغم من شيوع المصباح الكهربائي ، على الرغم من "الحياة اليومية" ، فإن ميزات تشغيله تشتمل على ما يُسمى عادةً "البقع البيضاء".

في الوقت الحالي ، لا يمكن حساب المعلمات الكهربائية للمصباح المتوهج إذا كان وضع التشغيل يختلف عن وضع جواز السفر (عن الوضع الذي تم تصميم المصباح من أجله). يقترح المؤلف نموذجًا فيزيائيًا يمكن من خلاله الحصول على عدد من الصيغ المناسبة لحل مجموعة واسعة من المشكلات الهندسية العملية.

أعرب عن امتناني لمالك المورد على التكرم بإعطائه الفرصة لنشر هذه المذكرات.

ماتروسوف س.

مصباح وهاج

يُقترح أن تُفهم هذه المقالة على أنها تفسير موسع (أو شرح) للمادة "قانون كبلر للمصباح الكهربائي المتوهج" - https://www.proza.ru/2016/09/19/1858

تقدم هذه المقالة صيغة تسمح لك بحساب معلمات المصباح المتوهج في أوضاع عشوائية ، بما في ذلك الأوضاع التي تختلف عن أوضاع جواز السفر.

صيغة الاعتماد على الجهد وقوة المصباح الكهربائي

هذه هي الصيغة الرئيسية للمقال ، والتي سيتم اشتقاقها أدناه. تبدو الصيغة كما يلي:

بالنسبة لأي مصباح متوهج ، توجد معلمة ثابتة على نطاق واسع من الأوضاع الكهربائية. هذه المعلمة هي نسبة مكعب الجهد إلى مربع الطاقة.

تقنية استخدام الصيغة بسيطة.

نأخذ مصباحًا كهربائيًا ، ونقرأ على المصباح أو على القاعدة المعلمات التي تم تصميمها من أجلها - الجهد والطاقة ، ونحسب الثابت ، ثم ندخل أي جهد عشوائي في الصيغة ونحسب الطاقة التي سيتم إطلاقها على المصباح الكهربائي .

معرفة القوة ، من السهل حساب التيار.

معرفة التيار ، من السهل حساب مقاومة الفتيل.

دعنا نلقي نظرة على القضايا المتعلقة بـ التشغيل السليمالصيغ ، وكذلك مع تلك القيود التي لا مفر منها بسبب حقيقة أن الصيغ "المطلقة" ببساطة غير موجودة.

ومع ذلك ، أولا قليلا "النظرية" ...

وما هو جديد في مجموعة VK SamElectric.ru ?

اشترك واقرأ المقال أكثر:

المباني الأساسية "النظرية"

تم الحصول على الصيغة على افتراض أن التيار والمقاومة في المعدن (الذي يتكون منه الفتيل) لهما جوهر مادي واحد.

في صورة مبسطة ، يمكن مناقشة شيء من هذا القبيل.

وفقًا لوجهات النظر الحديثة ، فإن التيار هو حركة منظمة لحاملات الشحن. بالنسبة للمعادن ستكون الإلكترونات.

كان من المفترض أن المقاومة الكهربائية للمعدن يتم تحديدها بواسطة الحركة CHAOTIC لنفس الإلكترونات.

مع زيادة درجة حرارة الشعيرة ، تزداد الحركة الفوضوية للإلكترونات ، مما يؤدي في النهاية إلى زيادة المقاومة الكهربائية.

تكرارا. التيار والمقاومة في الخيوط هما نفس الشيء. والفرق الوحيد هو أن التيار حركة منظمة تحت تأثير مجال كهربائي ، والمقاومة هي حركة فوضوية للإلكترونات.

قليلا من "المدرسية الجبرية"

الآن بعد أن انتهت "النظرية" (ابتسمت) ، سأقدم حسابات جبرية لاشتقاق الصيغة "الرئيسية".

يبدو التدوين الأساسي لقانون أوم كما يلي:

أنا * R = يو

لمحاذاة القيم الكمية، من الضروري إدخال معاملات التناسب المناسبة للمكون الحالي - Kt وللمكون المقاوم - Kr:

تؤدي الاعتبارات الأكثر عمومية إلى فكرة أن هذه المعاملات يجب أن تكون متبادلة ، مما يعني:

في هذه الحالة ، بضرب الجانبين الأيمن والأيسر في أزواج (في نظام المعادلات) ، نعود إلى قانون أوم الأصلي:

أنا * R = يو

الاشتقاق النهائي للصيغة

دعنا نلقي نظرة فاحصة على نظام المعادلات:

نقوم بتربيع المعادلة الأولى ونضربها في أزواج.

على الجانب الأيسر ، نرى التعبير عن القوة ، ومع الأخذ في الاعتبار أيضًا أن حاصل ضرب المعاملات يساوي واحدًا ، نعيد كتابة:

من هنا نحصل على تعبير المعامل الحالي:

وبالنسبة لمعامل المقاومة (هما معكوسان بشكل متبادل):
حيث Rnom و Unom هما القدرة المقدرة والجهد المحدد على القاعدة أو على لمبة المصباح.

يبقى استبدال هذه القيم للمعاملات في صيغة "SPLIT" لقانون أوم ، وسوف نحصل على التعبيرات النهائية للتيار والمقاومة.

بضرب العلاقة الأخيرة بـ Ux ، نحصل على:

لكي لا تزعج نفسك بهذه المربعات والمكعبات والجذور ، يكفي أن تتذكر الاعتماد البسيط الذي يتبع العلاقة الأخيرة. بتربيع العلاقة الأخيرة ، نحصل على صيغة واضحة ومفهومة:

بالنسبة لأي مصباح كهربائي به خيوط تنجستن ، فإن نسبة مكعب الجهد إلى مربع الطاقة هي قيمة ثابتة.

أظهرت العلاقات التي تم الحصول عليها توافقًا ممتازًا مع النتائج العملية (القياسات) في نطاق واسع من معلمات الجهد وعلى المدى البعيد أنواع مختلفةالمصابيح المتوهجة من الداخل إلى السيارات وتنتهي بمصابيح الكشاف ...

بعض الأسباب العامة حول مقاومة المصابيح المتوهجة

بالطبع ، بالنسبة لقيم الجهد الصغيرة (عندما يكون الجهد المطبق مختلفًا بشكل كبير عن لوحة الاسم) ، فإن صيغنا سوف "تتلف".

على سبيل المثال ، عند حساب مقاومة لمبة متوهجة 95 واط ، 230 فولت ، متصلة بمصدر جهد 1 فولت ، الصيغة

يعطي قيمة مقاومة الفتيل 36.7171 أوم.

إذا افترضنا أننا طبقنا جهدًا قدره 0.1 فولت على المصباح ، إذن مقاومة التصميمسيكون الخيط 11.611 أوم ...

يخبرنا الحدس أن هذا ليس هو الحال على الإطلاق ، ولكن ليس على الإطلاق ...

في منطقة الفولتية المنخفضة ، ستعمل الصيغة بشكل ثابت على "خفض" قيمة المقاومة المحسوبة مقارنة بالمقاومة الفعلية ، وهذا هو الشيء ...

في المفهوم قيد النظر ، يُفترض ضمنيًا أن الحركة الفوضوية للإلكترونات "تتجمد" في غياب جهد خارجي مطبق. ومع ذلك ، فمن الواضح أن حركة الإلكترونات لا "تتجمد" حتى في حالة عدم وجود جهد خارجي مطبق (إذا كان المصباح موجودًا على المنضدة ولم يتم تشغيله في أي مكان).

للحركة الفوضوية للإلكترونات طبيعة حرارية وترجع إلى درجة الحرارة الطبيعية للخيوط.

لا تؤخذ هذه اللحظة في الاعتبار من خلال الصيغة ، وسيُظهر القياس المباشر لمقاومة الخيط بواسطة الجهاز حتماً الفرق بين قيمة المقاومة المقاسة والقيمة المحسوبة.

إشعاع وكفاءة المصباح الكهربائي المتوهج

قبل التعامل مع مسألة قابلية تطبيق الصيغة لحساب أوضاع "الجهد المنخفض" ، يجب تركيز الانتباه على نقطة واحدة.

المصباح الكهربائي هو محول مثالي تقريبًا للطاقة الكهربائية إلى طاقة مشعة.

حقيقة أن مطوري المصباح الكهربائي يقاتلون بعناد لزيادة كفاءة المصباح الكهربائي لا يؤثر على هذا البيان بأي شكل من الأشكال. المصباح المتوهج هو محول مثالي للطاقة الكهربائية إلى إشعاع.

الحقيقة هي أن المطورين يسعون جاهدين لزيادة إنتاج طاقة LIGHT ، وبهذا المعنى يقومون بحساب الكفاءة. يسعى المطور إلى زيادة معامل تحويل الطاقة الكهربائية إلى إشعاع خفيف ، إلى إشعاع في النطاق المرئي.

كفاءة المصباح الكهربائي صغيرة جدًا. ومع ذلك ، يشع المصباح بشكل جميل في الطيف الكامل وبالكثير في نطاق الأشعة تحت الحمراء ، حيث لا ترى أعيننا.

لحساب المعلمات الكهربائية البحتة ، لا يهمنا على الإطلاق ، في أي نطاق ينبعث من المصباح الكهربائي. من المهم فقط أن نتذكر أن المصباح الكهربائي يشع دائمًا ، إذا تم تطبيق بعض الجهد (حتى الأصغر) عليه. ومن المهم أن تتذكر أن طاقة الإدخال تتبدد في شكل إشعاع.

ما مقدار الطاقة الكهربائية التي يتم توفيرها للمصباح ، فهذه الطاقة هي التي ستتبدد في شكل إشعاع.

لم يقم أحد بإلغاء قانون حفظ الطاقة ولم يقم أحد بإلغاء القانون الثاني للديناميكا الحرارية أيضًا. لذا ، كم وصل - يجب أن يذهب الكثير. وسوف تنخفض بشكل دقيق في شكل إشعاع ، لأنه ببساطة لا يوجد مكان للذهاب إلى المزيد من الطاقة - فقط في الإشعاع. هذا ظرف مهم جدا

من الناحية الهيكلية ، فإن الفتيل عبارة عن سلك رفيع من التنجستن يبلغ قطره حوالي 50 ميكرون ويبلغ طوله حوالي نصف متر ، ملفوف في دوامة ذات تكوين معقد.

يزيل الفراغ الموجود في القارورة إمكانية انتقال الحرارة بالحمل الحراري - فقط من خلال الإشعاع.

بالطبع ، يهرب جزء من الحرارة من خلال هوائيات المصباح الذي يتصل به اللولب ، لكن هذا ضئيل للغاية.

لتصور هذا الصغر ، يمكننا رسم تشبيه.

أكرر ، خيوط التنجستن نفسها هي بالضبط حجم شعرة من جديلة الصف الأول ، بطول 50 سم وقطرها 50 ميكرون.

إذا قمت بتكبير هذا الشعر بصريًا ... يبدو الأمر كما لو كان لدينا أسلاك بقطر 1 مم وطول 10 أمتار! يفترض الفطرة السليمة أن هذه الأسلاك لا يتم تبريدها عن طريق نقل الحرارة عند الحواف. نعم ، سيختفي شيء ما عند نقاط الاتصال ، ولكن ستتبدد الطاقة الرئيسية بطول الأسلاك بالكامل.

بالنسبة لحالة اللولب الموجود في الفراغ ، ستذهب كل الطاقة إلى الإشعاع ولا يهم في أي نطاق من الطيف ...

تجربة مهمة لقياس المقاومة بمقياس الأومتر

أي ، حتى أصغر تيار سيكون له تأثير حراري على الأسلاك ، وتسخينه ...

من خلال قياس مقاومة المصباح الكهربائي باستخدام جهاز اختبار ، فإننا ... نمرر تيارًا من خلاله. التيار من المختبر صغير ، لكنه كذلك. لذلك ، عند قياس مقاومة الخيط ، نقوم بتسخين الخيط ، ونتيجة لذلك ، نغير قيمة المعلمة بحقيقة القياس ذاتها.

بشكل تقريبي ، المختبر يكذب أيضًا. يظهر الفاحص قيمة مقاومة الملف غير صحيحة.

من أجل التحقق من هذا الظرف ، يمكنك القيام بتجربة بسيطة. إنه متاح لأي شخص.

يمكنك استخدام جهاز اختبار SAME لتحديد مصباحين بنفس قيم (الإغلاق) للمقاومة "الباردة" للخيط ، وقياس مقاومة المصباحين ، أولاً كل على حدة ، ثم متصل في سلسلة.

تظهر القياسات المتكررة أن مجموع المقاومة المقاسة بشكل منفصل لا يأتي مع المقاومة الكلية لاتصال السلسلة ...

نقيس مقاومة المصابيح بشكل منفصل.

ثم نقيس مقاومة السلسلة.

ونحن نلاحظ بشكل ثابت أن مجموع المقاومة المقاسة "فردي" تبين أنه أكثر من المقاومة الكلية للمصابيح المتصلة في سلسلة.

الجهاز هو نفسه ، لم يتم تبديل نطاق القياس ، بحيث يتم استبعاد أخطاء القياس المنهجية.

وكل شيء يصبح واضحا.

تقلل المقاومة التسلسلية للملفين من التيار من جهاز الاختبار ، وتسخن الشعيرات بدرجة أقل.

وعندما نقيس المصابيح الكهربائية بشكل منفصل ، يكون تيار القياس أكبر ، وبالتالي تزداد قراءات الجهاز حتى ولو كانت صغيرة ، ولكنها تزداد في درجة حرارة الشعيرات بسبب التسخين أثناء عملية القياس ...

في السابق (قبل ربع قرن ، عندما كانت أجهزة الاختبار الرقمية لا تزال غريبة) ، كان من المستحيل التعرف على هذا الاختلاف باستخدام مؤشر المؤشر. يوجد الآن في أي منزل جهاز اختبار رقمي صيني ويمكن لأي شخص القيام بهذه التجربة البسيطة.

الاختلاف في المقاومة صغير ، لكن الاختلاف واضح ، والذي يستبعد حتى تلميحًا إلى خطأ محتمل في التجربة.

لقد قمت بتوصيل المصابيح الكهربائية ، وقمت بتوصيل جهاز الاختبار وقمت بتصوير نتائج هذه التجارب. تظهر الصور بوضوح أن جهاز الاختبار يظهر مقاومة منخفضة للمصابيح الكهربائية المتصلة في سلسلة.

في صور المصابيح المنزلية 60 واط 220 فولت ، تم قياس مجموع المقاومة بشكل منفصل: 72.0 + 65.2 = 137.2 أوم.

ومع ذلك ، بقياس المقاومة على التوالي ، فإن الأداة "تخفض" القراءة إلى 136.8 أوم!

لوحظت صورة مماثلة لمصابيح الإكليل:

انتاج. تُظهر صيغة الحساب القيمة الأقل لمقاومة الملف "البارد".

يُظهر قياس الفاحص مقاومة متزايدة للملف البارد.

ينشأ فكر طبيعي - كيف تعيش حياة مخيفة !!! من تصدق؟

دعنا نحاول معرفة ذلك ...

قوة الإشعاع بالنسبة للخلفية المحيطة

دعونا نقدر قوة الإشعاع للمصباح المقابلة لدرجة حرارة الخلفية المحيطة.

من المعروف أن ثابت ستيفان بولتزمان σ = 5.670373 10 -8 ، ثم القدرة الإشعاعية لكل متر مربع

P \ u003d σ ST 4

كقيمة تقديرية عشوائية ، سنأخذ قطرًا حلزونيًا 40 ميكرون وطول 50 سم ، ودرجة حرارة الظروف العادية هي 293 كلفن (20 درجة مئوية). باستبدال هذه البيانات في صيغة Stefan-Boltzmann ، نحصل على طاقة الإشعاع عند درجة حرارة 0.026258 واط.

للفائدة ، نحسب القوة للبعض درجات حرارة مختلفة بيئة:

ناقص 40 (233 ك) 0.0105 وات

ناقص 20 (253 كلفن) 0.0146 وات

صفر (273 ك) 0.0198 واط

بالإضافة إلى 20 (293 كلفن) 0.026258 وات (الظروف العادية)

بالإضافة إلى 40 (313 كلفن) 0.0342 وات

للفضول ، يمكنك حساب إشعاع المصباح عندما تكون درجة الحرارة المحيطة 2300 كلفن:

P = 99.7 واط.

وهو ، بشكل عام ، في اتفاق جيد مع الوضع الحقيقي - المصباح المصمم لـ 100 واط يسخن حتى درجة حرارة 2300 كلفن.

يمكن القول بدرجة عالية من اليقين أن هذه الهندسة الحلزونية تتوافق مع لمبة "مائة واط" مصنفة عند 220 فولت.

الآن دعونا نعيد حساب قيم الطاقة هذه إلى الجهد "المنخفض". كما لو أن درجة الحرارة المحيطة تتوافق مع الصفر المطلق ، وتم تطبيق بعض الجهد على المصباح ، لتسخين الملف.

لإعادة الحساب ، نستخدم النسبة الناتجة وهي أن الفولتية والقوى تتوافق مع قوى "ثلاثة" و "اثنان".

يوضح الجدول أن الطاقة "الحالية" للمصباح الكهربائي بجهد 0.902 ... فولت يسخن الملف إلى درجة حرارة 293 كلفن. وبالمثل ، فإن الطاقة "الحالية" بجهد 1.0758 فولت سوف تسخن الملف إلى درجة حرارة 313 كلفن (20 درجة أعلى).

مرة أخرى ، هذا بافتراض أن درجة الحرارة المحيطة هي الصفر المطلق.

انتاج |. إن التغيير البسيط في الجهد له تأثير كبير على درجة حرارة الفتيل. قمنا بتغيير الجهد بمقدار سبعة عشر جزءًا من مائة فولت (1.0758 - 0.902 \ u003d 0.1738) وزادت درجة الحرارة بمقدار 20 درجة.

هذه الحسابات مشروطة للغاية ، ولكن يمكن استخدامها كقيم مقدرة.

التقدير تقريبي بشكل طبيعي ، لأن قانون ستيفان بولتزمان يصف إشعاع الباعث "المثالي" - جسم أسود (الجسم الأسود) ، واللولب مختلف تمامًا عن الجسم الأسود ، ولكن مع ذلك ، حصلنا على "رقم" معقول جدًا "...

من لوحة Excel ، يمكن ملاحظة أنه عند جهد 1 فولت بالفعل على المصباح ، ستكون درجة حرارة اللولب 40 درجة مئوية. نضع المزيد ، سيكون هناك المزيد.

يشير الاستنتاج الطبيعي إلى أنه عند جهد يتراوح من 10 إلى 15 فولت ، سيكون الخيط ساخنًا جدًا ، على الرغم من أن هذا لن يكون مرئيًا بصريًا.

بالنسبة للعين ، سيظهر الخيط "أسود" (بارد) حتى درجات حرارة تصل إلى 600 درجة (بداية الإشعاع في النطاق المرئي).

أولئك الذين يرغبون في "زيادة الأرقام" يمكنهم القيام بذلك بأنفسهم باستخدام صيغة Stefan-Boltzmann.

ستكون النتائج مشروطة ، نظرًا لحقيقة (كما ذكرنا سابقًا) أن اللولب يحتوي على بعض البياض ولا يتوافق مع باعث الجسم الأسود ، ولكن (!) تقدير درجة الحرارة سيكون موثوقًا تمامًا ...

أكرر - إنه تقييم. يبدأ الخيط في التوهج عند حوالي 20 فولت.

بالإضافة إلى ذلك ، أود أن ألفت الانتباه إلى انتشار معلمات المصابيح الكهربائية.

في الصورة مع المختبر ، تم اختيار المصابيح الصغيرة (إكليل) ومعايرتها بحرص شديد. لأغراض وتجارب قياس مختلفة. ولهذا يظهرون نفس المقاومة التي تسمى "رصاصة إلى رصاصة".

التعبيرات عن التيارات متساوية. التحولات الجبرية الصغيرة. ويتم الحصول على معادلة التربيع النهائية فيما يتعلق بالمجهول لنا.

من الشكل يتضح لنا أن الجهد على المصباح.

من مدير المدونة.

تشارك هذه المقالة في مسابقة المقالة الصيفية لعام 2018. تلخيص (مؤقتًا) - في يونيو 2018. اشترك لتلقي مقالات جديدة والانضمام إلى مجموعة VK ، هناك دائمًا أخبار أكثر من المدونة!

لا يمكن أن تحتوي المصابيح المتوهجة على هواء أو نيتروجين أو أي غازات أخرى غير الغازات الخاملة (الأرجون والكريبتون والزينون). الحقيقة هي أن درجة حرارة اللولب تزيد عن 2000 درجة مئوية. في درجات الحرارة هذه ، يتفاعل التنجستن مع أي غازات ، باستثناء الغازات الخاملة. لكن ملء المصابيح بالهيليوم أو النيون مكلف للغاية ، لذلك يتم استخدام الأرغون الأرخص بشكل أساسي. الكريبتون والزينون أغلى ثمناً ، لكني لا أعرف ما هي الميزة التي يقدمونها ، ومع ذلك يتم استخدامهم أيضًا. عندما يضيء الماء في المصباح الكهربائي (وبالتالي ساخن) ، يتشقق الزجاج ببساطة ، ولكن لا يحدث "انفجار" للمصباح الكهربائي.

أنت مخطئ تمامًا بشأن مصابيح الهالوجين. نعم ، تشمل الهالوجينات الفلور والكلور والبروم واليود والأستاتين. أما بالنسبة للالسبتيوم ، فقد كنت متسرعًا بعض الشيء. نعم ، بالطبع ، إذا كان من الممكن الحصول عليها ، فستشير بلا شك إلى الهالوجينات. لكن لم يتم استلامها بعد ، وبالتالي ليس لها اسمها الخاص فقط رقم سري(عدد البروتونات في النواة).

0 0

المصباح الكهربائي هو عنصر صغير ولكنه مفيد للغاية. مرفق فيديو الإنشاء.

بحكم التعريف ، المصباح المتوهج هو مصدر ضوء كهربائي حيث يوجد جسم الفتيل ، والذي يكون عادةً موصل حراري ، داخل لمبة ، ويتم تفريغه أو ملؤه بغاز خامل ، ويتم تسخينه إلى درجة حرارة عالية بمساعدة تيار كهربائي التي يتم تمريرها من خلاله. نتيجة لذلك ، ينبعث الضوء المرئي. بالنسبة للخيوط ، يتم استخدام سبيكة أساسها التنغستن.

مصباح وهاج هدف عام(230 فولت ، 60 واط ، 720 لومن ، القاعدة E27 ، الارتفاع الكلي حوالي 110 ملم

مبدأ تشغيل المصباح المتوهج

حسنًا ، كل شيء بسيط للغاية هنا. يمر تيار كهربائي عبر الجسم المتوهج ويسخنه. ينبعث من الشعيرة إشعاع حراري كهرومغناطيسي ، وهو ما يتوافق مع قانون بلانك. وظيفتها لها حد أقصى حسب درجة الحرارة. إذا ارتفعت درجة الحرارة ، فإن الحد الأقصى يتحول نحو أطوال موجية أقصر. ل...

0 0

لمبة ضوء ساطع

تنوع مصادر الضوء كبير جدًا ، لكن المصباح المتوهج وجد أكبر توزيع وتطبيق. السؤال الذي يطرح نفسه: "لماذا حصلت بالضبط على هذه الشعبية الهائلة ووجدت في كل منعطف؟" ومع ذلك ، نرى مصابيح أخرى ، وإذا كانت هناك بدائل لها ، فستكون هناك عيوب.

من أجل تقييم جميع المزايا والعيوب ، من الضروري مراعاة هيكل مصدر الضوء.

تتكون اللمبة المتوهجة من:

يفسر تنوع أشكال القارورة في معظم الحالات بالمظهر الجمالي ، وأحيانًا بإمكانية التركيب المريح. تتمثل وظيفة المصباح في حماية الفتيل من هطول الأمطار في الغلاف الجوي.

في البداية ، عندما تم تصنيع مصادر الإضاءة الكهربائية للتو ، تم إنشاء فراغ في المصباح الزجاجي للمصباح. حاليًا ، يتم استخدام هذه التقنية فقط من أجل طاقة منخفضة(حتى 25 وات) ، ومصادر الضوء ذات الطاقة الأعلى مملوءة بغاز خامل (الأرجون ، النيتروجين ، الكريبتون) ....

0 0

يتم تسخين الفتيل في المصابيح إلى درجات حرارة عالية قريبة من درجة انصهار التنجستن (3422 درجة مئوية). التنجستن ، وكذلك الفحم ، الذي كان يستخدم في المصابيح الأولى ، مع درجة حرارة الغرفةلا تختلف في النشاط الكيميائي ، ومع ذلك ، فإن دوامة التنغستن الساخنة (وكذلك خيوط الكربون) تحترق في الهواء في بضع ثوان. يمكن التحقق من ذلك بسهولة من خلال محاولة تشغيل المصباح المتوهج مع إزالة المصباح.

حتى لا تحترق خيوط التنغستن (الحلزونية) ، يجب عزلها عن عمل الهواء. المصابيح الأولى كانت فراغ ، أي. تم إجلاء الهواء من قواريرهم. يدرك الكيميائيون جيدًا أن الأوعية الزجاجية التي تعمل تحت الفراغ يمكن أن تسبب الكثير من المتاعب. أدنى ضرر يلحق بالزجاج أو الضغط الميكانيكي داخل الزجاج - ويمكن أن ينفجر هذا الوعاء.

تمتلئ المصابيح الحديثة بالأرجون أو خليط من الكريبتون والزينون. هذا مفيد ليس فقط من حيث السلامة ، ولكن أيضًا لإطالة عمر المصباح. رئيسي...

0 0

متى ظهر أول مصباح متوهج؟

في عام 1809 ، صنع الإنجليزي ديلارو أول مصباح متوهج (بلولب بلاتيني). في عام 1838 ، اخترع جوبر البلجيكي المصباح الفحمي المتوهج. في عام 1854 ، طور الألماني هاينريش جوبل أول مصباح "حديث" من خيوط الخيزران المتفحمة في وعاء تم إخلاؤه. في السنوات الخمس التالية ، طور ما يسميه الكثيرون أول مصباح عملي. في عام 1860 ، أظهر الكيميائي والفيزيائي الإنجليزي جوزيف ويلسون سوان النتائج الأولى وحصل على براءة اختراع ، لكن الصعوبات في الحصول على فراغ أدت إلى حقيقة أن مصباح سوان لم يعمل لفترة طويلة وغير فعالة.

أول مصباح خيوط التنغستن التجاري الأمريكي.

في 11 يوليو 1874 ، حصل المهندس الروسي ألكسندر نيكولايفيتش لودين على براءة اختراع رقم 1619 للمصباح الخيطي. كخيط ، استخدم قضيب الكربون الموضوعة في وعاء مفرغ.

في عام 1875 ، قام V.FDrikhson بتحسين مصباح Lodygin عن طريق ضخ ...

0 0

لا أنصح ، فلن تتمكن من إخراجها بنفسك.

هل تتذكر القصة حول كيف أخذ سائق سيارة أجرة رجلاً إلى المستشفى ، عندما تجرأ على وضع مصباح كهربائي في فمه ، لكنه لم يستطع إطفاءه مرة أخرى؟ قرر سائق التاكسي المثير للاهتمام أن يختبر هذه القصة بنفسه ، قائلاً: "كيف حالها ، إذا دخلت فعليها الخروج". و ... ذهب أيضًا إلى الطبيب. ماذا جرى؟..
فحص. للتجربة ، اشترينا لمبة قياسية 60 واط. تطوع مراسل "سلوبودا" دميتري بوزين للتحقق من الحكاية "حول المصباح الكهربائي" على نفسه: لم يستطع تصديق أنه من المستحيل إخراج المصباح من فمه. لكن ... ديمتري ما زال غير قادر على الحصول عليه! وفقا للأطباء ، من المستحيل القيام بذلك بسبب تقلص عضلات الفكين. فتح الفم لأقصى عرض ممكن فقط إذا كان الفم مغلقًا أولاً. إذا كان الفم مفتوحًا بالفعل (على سبيل المثال ، الثلثين عندما يكون المصباح الكهربائي في الفم) ، تكون العضلات متوترة للغاية بحيث لا يمكن فتح الفم أكثر. يمكن للأطباء فقط سحب المصباح الكهربائي - إما بمساعدة خاص ...

0 0

تكنولوجيا الإضاءة الحديثة مستحيلة بدون غازات خاملة. في معظم أنواع وتصميمات مصادر الضوء المختلفة ، يتم الكشف عن وجودها. في بعض المصابيح ، تخلق الغازات النبيلة بيئة واقية خاملة. في حالات أخرى ، تحت تأثير التفريغ الكهربائي ، يتم إنتاج توهج ملون جميل.

عند تمرير التفريغ الكهربائي في طبقات من الغازات النبيلة المختلفة ، يحدث توهج لون مختلف. يعتمد لون التوهج على خصائص الغاز نفسه وعلى الشروط الإضافية المطبقة عليه.

أرجون.
يستخدم بشكل رئيسي في الخلائط مع الغازات الأخرى. اليوم ، هناك طلب كبير على الأرجون في هندسة الإضاءة. اقتصادية حديثة ، موفرة للطاقة أو ، كما يطلق عليها أيضًا ، مضغوطة مصابيح فلورسنتمليئة بمزيج من الأرجون والزئبق. يكتسب إنتاج هذه المصابيح زخما. بسبب اقتصادهم ، أصبح الطلب عليهم أكثر بين السكان. لذلك ، يتم الآن استخدام جزء كبير إلى حد ما من الأرجون الذي تنتجه الصناعة ...

0 0

جهاز الإضاءة الأكثر شيوعًا بالنسبة لنا هو المصباح المتوهج العادي. إنه مصدر للإضاءة ، ويتكون من مصباح زجاجي ، وجسم متوهج ، وأقطاب كهربائية ، وقاعدة ، وعازل.

إنها بسيطة وموثوقة ويمكن شراؤها بسعر منخفض للغاية. على الرغم من شعبية المصابيح المتوهجة ، إلا أن لها عيوبًا عديدة. تبلغ كفاءة مثل هذا الجهاز حوالي 2٪ ، وينتج ضوء منخفض خلال 20 لومن / واط وعمر خدمة قصير ، حوالي 1000 ساعة.

مبدأ التشغيل

عند توصيله بشبكة كهربائية ، يقوم المصباح المتوهج بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ضوئية عن طريق تسخين موصل (خيوط) الشعيرة. مصنوع من التنجستن المقاوم للصهر أو سبائكه ، يكون الفتيل في لمبة زجاجية مملوءة بغاز خامل أو فراغ (للمصابيح منخفضة الطاقة حتى 25 وات).

جهاز المصباح الكهربائي "ايليتش"

تعمل القارورة على الحماية من التعرض عوامل خارجية، والغاز الخامل (الكريبتون والنيتروجين والزينون والأرجون ومخاليطهم) لا يسمح بالتنغستن ...

0 0

تعريف
المصباح المتوهج هو مصدر الضوء الذي يحول طاقة التيار الكهربائي الذي يمر عبر المصباح الحلزوني إلى حرارة وضوء. وفقًا للطبيعة الفيزيائية ، يتم تمييز نوعين من الإشعاع: الإشعاع الحراري والإشعاع.
الإشعاع الحراري هو الضوء المنبعث
عند تسخين الجسم. يعتمد الوهج على استخدام الإشعاع الحراري مصابيح كهربائيةساطع.

المميزات والعيوب

مزايا المصابيح المتوهجة:
عند تشغيلها ، تضيء على الفور تقريبًا ؛
صغيرة الحجم
تكلفتها منخفضة.

العيوب الرئيسية للمصابيح المتوهجة:
المصابيح ذات السطوع المسبق للعمى ، مما يؤثر سلبًا على الرؤية البشرية ، وبالتالي ، فهي تتطلب استخدام تركيبات مناسبة تحد من الوهج ؛
لها عمر خدمة قصير (حوالي 1000 ساعة) ؛
أوقات الحياة...

0 0

10

تنقسم مصابيح الهالوجين ، اعتمادًا على مستوى جهد التيار الكهربائي ، إلى نوعين: الجهد الكهربائي 220-230 فولت والجهد المنخفض - 12 فولت أو 24 فولت.

المجموعة الأولى تضم عدد كبير منأنواع تختلف في القوة والحجم والقاعدة والغرض. غالبًا ما يتم استخدامها في الإضاءة الصناعية والخارجية. ولكن من بينها المصابيح والتطبيقات "المنزلية" مع المعتاد قاعدة المسمار E27 أو E14 حتى 250 واط. إنها تحل محل المصابيح المتوهجة التقليدية بشكل مثالي. إنها تقارن بشكل إيجابي مع زيادة مضاعفة تقريبًا في عمر الخدمة وتدفق الإضاءة.الفرق الرئيسي عن المصابيح المتوهجة التقليدية هو أن مصابيح الهالوجين لها درجات حرارة تشغيل أعلى ، لذلك يجب أن تسترشد بالقاعدة: إذا تم تصنيف الخرطوشة لـ 150 واط ، إذن يجب ألا تتجاوز قوة "الهالوجين" 100 واط.

هناك أيضًا العديد من الأنواع في مجموعة الجهد المنخفض ، ولكن لديهم شيء واحد مشترك - يلزم وجود محول تنحي للاتصال بالشبكة ، عادةً 12 فولتًا ...

0 0

11

من بين مصادر اصطناعيةالمصابيح المتوهجة هي الإضاءة الأكثر شيوعًا. أينما وجد كهرباء، يمكنك اكتشاف تحول طاقته إلى ضوء ، وغالبًا ما يتم استخدام المصابيح المتوهجة لهذا الغرض. دعونا نفهم كيف وماذا يسخن فيهم وما هم.

مبدأ التشغيل وميزات التصميم

المبدأ العاميتكون تأثير المصباح المتوهج من التسخين القوي لجسم الفتيل بواسطة تيار من الجسيمات المشحونة. لإصدار الطيف المرئي للعين البشرية ، يجب أن تصل درجة حرارة الجسم المضيء إلى 570 ...

0 0

12

الأنواع الحديثة من المصابيح المستخدمة لإلقاء الضوء على المباني السكنية والمكتبية والمنزلية تثير الإعجاب بتنوعها. إنها تختلف عن بعضها البعض ليس فقط في قوة الإضاءة ، ولكن أيضًا في مبدأ التشغيل ، نتيجة لذلك - في مجموعة متنوعة من ظلال الضوء والمتانة وكمية الكهرباء المستهلكة.

وعليه ، هناك أنواع من مصابيح الإنارة التي تستهلك مقدار ضئيل منالكهرباء وفي نفس الوقت تنبعث منها إضاءة ساطعة وحد أدنى من الحرارة - تصنف هذه المصابيح على أنها مصابيح موفرة للطاقة ، وأنواعها متنوعة أيضًا في التصميم.

أنواع الجيل الجديد من المصابيح الكهربائية هي تلك التي تقاوم انخفاض الجهد في الشبكة ولديها كمية كبيرةساعات التشغيل ودورات التشغيل / الإيقاف ، والتي ، جنبًا إلى جنب مع انخفاض استهلاك الطاقة ، تجعلها مختلفة بشكل كبير عن المصابيح المتوهجة التقليدية.

ومع ذلك ، فإن مصابيح الإضاءة الحديثة لا تقتصر على هذا ، فهي لم ...

0 0

المصابيح المتوهجة هي الأكثر انتشارًا بين مصادر الضوء الاصطناعي. حيثما يوجد تيار كهربائي ، يمكن العثور على تحول لطاقته إلى ضوء ، ويتم استخدام المصابيح المتوهجة دائمًا لهذا الغرض. دعونا نفهم كيف وماذا يسخن فيهم وما هم.

يمكن العثور على ميزات مصباح معين من خلال فحص الفهرس المختوم على قاعدته المعدنية.

يستخدم الفهرس التعيينات الأبجدية الرقمية التالية:

• ب- Bispiral ، حشوة الأرجون
• BK - Bispiral ، حشوة الكريبتون
• ب- فراغ
• G - مملوء بالغاز وحشو الأرجون
• DS ، DSh - مصابيح زينة
• RN - أغراض مختلفة
• أ - عاكس الضوء
• ب- شكل ملتوي
• د- شكل زخرفي
• ه - مع قاعدة المسمار
• E27 - إصدار القاعدة
• ض - المرآة
• ZK - توزيع الضوء المركز لمصباح المرآة
• ЗШ - توزيع ضوء واسع
• 215-230 فولت - مقياس الجهد الموصى به
• 75 واط - استهلاك الطاقة الكهربائية

أنواع المصابيح المتوهجة والغرض منها الوظيفي

1. المصابيح المتوهجة للأغراض العامة

وفقًا لغرضها الوظيفي ، فإن المصابيح المتوهجة للأغراض العامة (LON) هي الأكثر شيوعًا. يجب أن تمتثل جميع منتجات LON في روسيا لمتطلبات GOST 2239-79. يتم استخدامها للأماكن الخارجية والداخلية وكذلك من أجل الإضاءة الزخرفية، في المنزل و الشبكات الصناعيةبجهد 127 و 220 فولت وتردد 50 هرتز.

تتمتع LONs بعمر قصير نسبيًا ، في المتوسط ​​، حوالي 1000 ساعة ، وكفاءة منخفضة - فهي تحول 5 ٪ فقط من الكهرباء إلى ضوء ، ويتم إطلاق الباقي كحرارة.

ميزة منخفضة الطاقة (حتى 25 واط) LON هي فتيل الكربون المستخدم فيها كخيوط. تم استخدام هذه التكنولوجيا التي عفا عليها الزمن في "" الأول وتم حفظها هنا فقط.

المصابيح المقاومة للزلازل ، المضمنة أيضًا في مجموعة LON ، قادرة هيكليًا على تحمل الصدمات الزلزالية لمدة تصل إلى 50 مللي ثانية.

2. مصابيح العرض المتوهجة

تعد مصابيح جهاز العرض المتوهجة أقوى بكثير من الأنواع الأخرى وهي مصممة للإضاءة الاتجاهية أو الإشارات عبر مسافات طويلة. وفقًا لـ GOST ، يتم تقسيمها إلى ثلاث مجموعات: مصابيح عرض الفيلم (GOST 4019-74) ، للأضواء الكاشفة للأغراض العامة (GOST 7874-76) ومصابيح المنارة (GOST 16301-80).

يوفر استخدام الأسلاك ثلاثية الأسلاك في الشبكة المنزلية مستوى عالالسلامة من الحرائق وتقليل المخاطر على حياة الإنسان. في حل المشكلة - - يكفي اتباع القواعد الأولية ونظام التثبيت.

للمعدات الشبكات الكهربائيةفي المباني السكنية المزودة بمعدات أمنية ، من الضروري الاختيار بين تثبيت RCD أو أداة difavtomat. يمكن أن تساعد في هذا. يمكنك تثبيت ديافتومات بعدة طرق يمكنك أن تقرأ عنها.

يكون جسم الفتيل في مصابيح جهاز العرض أطول وفي نفس الوقت يكون أكثر إحكاما ، لتعزيز السطوع الكلي والتركيز اللاحق لتدفق الضوء. يتم حل مهمة التركيز من خلال قواعد تركيز خاصة متوفرة في بعض الطرز ، أو عدسات بصرية في تصميمات الكشافات والمنارات.

الطاقة القصوى لمصابيح جهاز العرض المنتجة في روسيا اليوم هي 10 كيلو واط.

3. مصابيح المرايا المتوهجة

تتميز المصابيح المتوهجة ذات المرايا بتصميم لمبة خاص وطبقة ألمنيوم عاكسة. الجزء الموصّل للضوء من المصباح مصنوع من زجاج بلوري، الذي يخفف الضوء ويخفف الظلال المتناقضة من الكائنات. يتم تمييز هذه المصابيح بمؤشرات تشير إلى نوع تدفق الضوء: ZK (توزيع الضوء المركز) ، ZS (توزيع الضوء المتوسط) أو ZSh (توزيع الضوء الواسع).

تشتمل هذه المجموعة أيضًا على مصابيح النيوديميوم ، والفرق بينها هو إضافة أكسيد النيوديميوم إلى صيغة التركيبة التي ينفجر منها المصباح الزجاجي. نتيجة لذلك ، يتم امتصاص جزء من الطيف الأصفر ، وتتحول درجة حرارة اللون إلى منطقة الإشعاع الأبيض الأكثر إشراقًا. يسمح هذا باستخدام مصابيح النيوديميوم في الإضاءة الداخلية لزيادة السطوع والحفاظ على الظلال في الداخل. تمت إضافة الحرف "H" إلى فهرس مصابيح النيوديميوم.

نطاق مصابيح المرآة ضخم: نوافذ المتاجر ، إضاءة المسرح ، الدفيئات ، الدفيئات ، مزارع الماشية ، الإضاءة مكاتب طبيةوأكثر بكثير.


4. مصابيح الهالوجين المتوهجة

قبل تحديد المصباح المتوهج الذي تحتاجه ، يجب عليك دراسة الميزات والعلامات الأنواع الموجودة. مع كل تنوعها ، تحتاج إلى فهم دقيق للغرض من المصباح المحدد وكيف وأين سيتم استخدامه. إذا كانت خصائص المصباح لا تتوافق مع المهام التي تم شراؤها من أجلها ، فقد لا يؤدي ذلك إلى تكاليف غير ضرورية فحسب ، بل قد يؤدي أيضًا إلى حالات الطوارئتصل إلى انقطاع التيار الكهربائي والنار.

فيديو ترفيهي يصور عمل ثلاثة أنواع من المصابيح

على الرغم من الهجوم النشط للمصابيح الموفرة للطاقة ، تظل المصابيح المتوهجة إلى حد بعيد المصدر الأكثر شيوعًا للضوء. لم يتغير التصميم الأساسي للمصباح المتوهج الكهربائي منذ أكثر من 100 عام ويتكون من قاعدة وموصلات تلامس ومصباح زجاجي يحمي اللولب الرقيق للخيوط من البيئة. يعتمد مبدأ تشغيل المصابيح المتوهجة على الإشعاع الضوئي الذي يتم الحصول عليه من موصل يتم تسخينه إلى درجة حرارة عالية في بيئة خاملة.

تاريخ

أول مصدر للضوء الكهربائي - تم إشعال قوس كهربائي في عام 1802 بواسطة العالم الروسي V.V. بيتروف. كمصدر حالي ، استخدم بطارية ضخمة من 2100 خلية من النحاس والزنك ، سميت على اسم أحد مبتكري الكهرباء Volta ، "فولتية". استخدم بتروف زوجًا من قضبان الكربون المتصلة بأقطاب مختلفة لبطارية كلفانية. عندما اقتربت نهايات القضبان من مسافة قريبة ، انكسر تفريغ كهربائي عبر فجوة الهواء ، وأصبحت نهايات القضبان بيضاء اللون ، وظهر قوس ناري بينهما. كان من الصعب استخدام مثل هذا المصباح - فقد احترقت قضبان الكربون بسرعة وبشكل غير متساوٍ ، وأطلق القوس ضوءًا ساطعًا وساطعًا للغاية.

قدم الكسندر نيكولايفيتش لودين في عام 1872 طلبًا ، ثم حصل على براءة اختراع (رقم 1619 ، بتاريخ 11 يوليو 1874) لجهاز - مصباح متوهج وطريقة للإضاءة الكهربائية الرخيصة. حصل على براءة اختراع في روسيا أولاً ، ثم في النمسا ، وبريطانيا العظمى ، وفرنسا ، وبلجيكا. في مصباح Lodygin ، كان جسم التسخين عبارة عن قضيب رفيع من الفحم المعوج موضوع تحت غطاء زجاجي. في عام 1875 ، أضاءت مصابيح Lodygin متجر فلوران الواقع في شارع Bolshaya Morskaya في سانت بطرسبرغ ، والذي تشرفت به أن تصبح أول متجر في العالم للإضاءة الكهربائية. تم وضع أول تركيب للإضاءة الكهربائية الخارجية بمصابيح قوسية في روسيا في 10 مايو 1880 على جسر Liteiny في سانت بطرسبرغ. عملت مصابيح Lodygin لمدة شهرين تقريبًا حتى احترق الفحم (كان هناك أربعة أنواع من الفحم في مصباح Lodygin الجديد - عندما احترق فحم واحد ، حل آخر مكانه).

قام العالم الروسي بافيل نيكولايفيتش يابلوشكوف بترتيب قضبان الفحم بالتوازي ، وفصلها بطبقة من الطين ، والتي تبخرت تدريجياً. "شموع" يابلوشكوف محترقة بلون وردي جميل و ليلكي. في عام 1877 أضاءوا أحد الشوارع الرئيسية في باريس. وبدأت الإضاءة الكهربائية تسمى "la lumiere russe" - "الضوء الروسي".

ومع ذلك ، فإن مخترع المصباح الكهربائي الحديث يسمى توماس إديسون. في 1 يناير 1880 ، في مينلو بارك (الولايات المتحدة الأمريكية) ، أقيمت مظاهرة للإضاءة الكهربائية للمنازل والشوارع ، اقترحها توماس إديسون ، وحضرها ثلاثة آلاف شخص. أجرى Edison أهم التحسينات في تصميم مصباح Lodygin المتوهج: لقد حقق إزالة كبيرة للهواء من المصباح ، مما أدى إلى تألق الشعيرة المتوهجة دون احتراق.

صمم إديسون القاعدة الملولبة المعروفة للمصابيح الحديثة ، والتي سميت باسمه. اليوم ، بقي الحرف الأول "E" فقط من الاسم الكامل. بالإضافة إلى ذلك ، اقترح إديسون نظامًا لإنتاج وتوزيع الكهرباء للإضاءة.

يستمر تحسين المصباح المتوهج حتى يومنا هذا. بدلاً من الفحم ، بدأت الخيوط تصنع من معادن مقاومة للحرارة - أولاً من الأوزميوم والتنتالوم ، ثم من التنجستن. لتقليل التبخر وزيادة القوة ، تعلموا منذ عقد العشرينيات من القرن الماضي تحريف خيط معدني في حلزونات مفردة ومتكررة. من أجل منع الأبخرة المعدنية من الاستقرار على الزجاج ، بدأت القوارير في ملئه بالنيتروجين أو الغازات الخاملة.

كل هذا جعل من الممكن زيادة كفاءة الإنارة للمصابيح المتوهجة من 4-6 الأصلية إلى 10-15 لومن / وات ، وعمر الخدمة من 50-100 إلى القيمة المعروفة الآن وهي 1000 ساعة. مبدأ حراريالحصول على الضوء وجد تطبيقًا في مصابيح الهالوجين المتوهجة.

ملحوظة. لماذا يتوهج المعدن الساخن؟ وفقًا لنظرية الكم ، إذا تم نقل طاقة كافية إلى الإلكترون بأي شكل من الأشكال ، فسوف ينتقل إلى مستوى طاقة أعلى ، وبعد 10-13 ثانية سيعود إلى حالته الأساسية الأصلية ، ويصدر فوتونًا. هذه الحقيقة لا ترجع فقط إلى وهج المعدن الساخن ، ولكن أيضًا إلى التألق "البارد" لليراعات ، حيث يتم إثارة الإلكترونات بسبب طاقة تقسيم ATP ، وكذلك توهج الفوسفور الموجود في الشمس ، ينبعث منها ضوء أخضر في الظلام.

معلومات تقنية

كفاءة الإضاءة للمصابيح المتوهجة منخفضة نسبيًا. وهي الأقل بين المصابيح الكهربائية الحديثة وتتراوح من 4 إلى 15 لومن / وات. يسمح السطوع العالي للخيوط ، جنبًا إلى جنب مع حجمها المصغر ، باستخدام المصابيح المتوهجة في الداخل أنظمة بصريةوأضواء كاشفة. المصابيح المتوهجة لديها مجموعة واسعة من الفولتية والقوى المقدرة. يمكن أن يعمل هذا النوع من المصابيح في نطاق واسع من درجات الحرارة المحيطة ، والتي تقتصر فقط على مقاومة الحرارة للمواد المستخدمة في تصنيعها (-100 ... + 300 درجة مئوية). يتم تنظيم التدفق الضوئي للمصابيح المتوهجة عن طريق تغيير جهد التشغيل ، والذي يمكن تحقيقه باستخدام باهتة (باهتة) من أي تصميم.

ومع ذلك ، فإن العيب هو ارتفاع درجة حرارة العملوكمية الحرارة المتولدة أثناء التشغيل. المصابيح المتوهجة حساسة لدخول الماء ، حيث ينكسر جزء من المصباح الزجاجي بسبب التبريد المفاجئ لجزء من المصباح الزجاجي ، ومن المحتمل أن تكون خطرة بسبب ارتفاع درجة حرارة التشغيل.

يوجد اليوم في العالم اتجاه تنازلي ثابت في حصة المصابيح المتوهجة من الحجم الإجمالي لتركيبات الإضاءة. في القطاع الاحترافي لسوق الإضاءة في البلدان المتقدمة ، لا تتجاوز هذه الحصة حاليًا 10٪ ، حيث تم استبدالها بأجهزة إضاءة هالوجين وإضاءة LED أكثر اقتصادا.

المصباح المتوهج عنصر مهم جدًا في حياة الإنسان. بواسطته ، يمكن لملايين الأشخاص القيام بأعمال تجارية بغض النظر عن الوقت من اليوم. في الوقت نفسه ، الجهاز بسيط للغاية في التنفيذ: ينبعث الضوء من خيوط خاصة داخل وعاء زجاجي ، يتم تفريغ الهواء منه ، وفي بعض الحالات يتم استبداله بغاز خاص. الفتيل مصنوع من موصل مع درجة حرارة عاليةالذوبان ، مما يجعل من الممكن التسخين بالتيار إلى توهج مرئي.

المصباح المتوهج للأغراض العامة (230 فولت ، 60 واط ، 720 لومن ، القاعدة E27 ، الارتفاع الكلي حوالي 110 ملم

كيف يعمل المصباح المتوهج

طريقة العمل هذا الجهازبسيطة مثل التنفيذ. تحت تأثير الكهرباء التي تمر عبر موصل حراري ، يتم تسخين الأخير إلى درجة حرارة عالية. يتم تحديد درجة حرارة التسخين بالجهد المطبق على المصباح الكهربائي.

وفقًا لقانون بلانك ، يولد موصل ساخن الاشعاع الكهرومغناطيسي. وفقًا للصيغة ، عندما تتغير درجة الحرارة ، يتغير أيضًا الحد الأقصى للإشعاع. كلما زادت الحرارة ، كلما كان الطول الموجي للضوء المنبعث أقصر. بمعنى آخر ، يعتمد لون التوهج على درجة حرارة موصل الفتيل في المصباح الكهربائي. يبلغ الطول الموجي للطيف المرئي عدة آلاف من درجات كلفن. بالمناسبة ، درجة حرارة الشمس حوالي 5000 كلفن. سوف يلمع المصباح بدرجة حرارة اللون هذه بضوء النهار المحايد. مع انخفاض تسخين الموصل ، سيتحول الإشعاع إلى اللون الأصفر ، ثم يتحول إلى اللون الأحمر.

في المصباح الكهربائي ، يتم تحويل جزء بسيط فقط من الطاقة إلى ضوء مرئي ، ويتم تحويل الباقي إلى حرارة. علاوة على ذلك ، جزء فقط من إشعاع الضوء مرئي للإنسان ، أما باقي الإشعاع فهو الأشعة تحت الحمراء. وبالتالي ، هناك حاجة إلى زيادة درجة حرارة الموصل المشع بحيث يكون هناك المزيد من الضوء المرئي وإشعاع أقل من الأشعة تحت الحمراء (بمعنى آخر ، زيادة الكفاءة). لكن درجة الحرارة القصوى للموصل المتوهج محدودة بخصائص الموصل ، والتي لا تسمح بتسخينه حتى 5770 كلفن.

الموصل المصنوع من أي مادة سوف يذوب أو يتشوه أو يتوقف عن توصيل التيار. حاليًا ، تم تجهيز المصابيح الكهربائية بخيوط التنجستن التي يمكنها تحمل 3410 درجة مئوية.
تعتبر درجة حرارة التوهج إحدى الخصائص الرئيسية للمصباح المتوهج. غالبًا ما يكون بين 2200 و 3000 كلفن ، مما يسمح بانبعاث الضوء الأصفر فقط ، وليس ضوء النهار الأبيض.
وتجدر الإشارة إلى أن موصل التنغستن في الهواء عند درجة الحرارة هذه سوف يتحول على الفور إلى أكسيد ، وذلك لتجنب ما هو ضروري لمنع ملامسة الأكسجين. للقيام بذلك ، يتم ضخ الهواء من المصباح ، وهو ما يكفي لإنشاء مصابيح بقوة 25 واط. تحتوي المصابيح الكهربائية الأكثر قوة على غاز خامل مضغوط بداخلها ، مما يسمح للتنغستن بالبقاء لفترة أطول. هذه التكنولوجيايسمح لك بزيادة درجة حرارة توهج المصباح قليلاً والاقتراب من ضوء النهار.

جهاز المصباح المتوهج

تختلف مصابيح الإضاءة اختلافًا طفيفًا في التصميم ، لكن المكونات الرئيسية تشمل خيوط موصل مشع ، ووعاء زجاجي ، ومحطات. في المصابيح الغرض الخاصقد لا تكون هناك قاعدة ، قد يكون هناك حاملات أخرى للموصل المشع ، لمبة أخرى. تحتوي بعض المصابيح المتوهجة أيضًا على فتيل حديدي موجود في فجوة أحد المحطات.

يقع المصهر بشكل رئيسي في الساق. بفضله ، لم يتم إتلاف المصباح عندما ينكسر الموصل المشع. عندما ينكسر خيوط المصباح ، يظهر قوس كهربائي يذوب بقايا الموصل. المادة المنصهرة للموصل ، التي تسقط على قارورة زجاجية ، قادرة على تدميرها وإثارة حريق. تم تدمير المصهر بواسطة التيار العالي القوس الكهربائيويوقف الخيوط من الذوبان. لكنهم لم يركبوا مثل هذه الصمامات بسبب كفاءتها المنخفضة.

تصميم المصباح المتوهج: 1 - لمبة ؛ 2 - تجويف القارورة (فراغ أو مملوء بالغاز) ؛ 3 - توهج الجسم. 4 ، 5 - الأقطاب الكهربائية (المدخلات الحالية) ؛ 6 - خطاطيف حاملات الجسم للحرارة ؛ 7 - ساق المصباح 8 - وصلة خارجية للتيار الكهربائي ، الصمامات ؛ 9 - الحالة الأساسية ؛ 10 - عازل أساسي (زجاج) ؛ 11- ملامسة قاع القاعدة.

قارورة

اللمبة الزجاجية للمصباح المتوهج تحمي الموصل المشع من الأكسدة والدمار. يعتمد حجم المصباح على معدل ترسيب مادة الموصل.

وسط الغاز

تم إنتاج المصابيح الكهربائية الأولى باستخدام دورق مفرغ ، وفي عصرنا لا يتم تصنيع سوى الأجهزة منخفضة الطاقة بهذه الطريقة. يتم إنتاج مصابيح أكثر قوة مليئة بغاز خامل. يعتمد إشعاع الحرارة بواسطة موصل متوهج على قيمة الكتلة المولية للغاز. في أغلب الأحيان ، تحتوي القوارير على مزيج من الأرجون والنيتروجين ، ولكن يمكن أيضًا أن تكون مجرد أرغون ، بالإضافة إلى الكريبتون وحتى الزينون.

الكتل المولية للغازات:

• N2 - 28.0134 جم / مول ؛
• Ar: 39.948 جم / مول ؛
• كر - 83.798 جم / مول ؛
• Xe - 131.293 جم / مول ؛

بشكل منفصل ، يجدر النظر في مصابيح الهالوجين. يتم ضخ الهالوجينات في أوعيتها. تتبخر مادة موصل الفتيل وتتفاعل مع الهالوجينات. تتحلل المركبات الناتجة مرة أخرى عند درجات حرارة عالية وتعود المادة إلى الموصل المشع. تتيح لك هذه الخاصية زيادة درجة حرارة الموصل ، مما يؤدي إلى زيادة كفاءة ومدة المصباح. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدام الهالوجينات يجعل من الممكن تقليل حجم القارورة. من بين السلبيات ، تجدر الإشارة إلى المقاومة الصغيرة للموصل الخيطي في البداية.

خيوط

تختلف أشكال الموصل المشع حسب مواصفات المصباح الكهربائي. في أغلب الأحيان ، تستخدم المصابيح الكهربائية خيوطًا مستديرة ، ولكن في بعض الأحيان يمكن أيضًا العثور على موصل شريطي.
تم إنتاج المصابيح الأولى حتى مع تسخين الفحم حتى 3559 درجة مئوية. تم تجهيز المصابيح الكهربائية الحديثة بموصل تنجستن ، أحيانًا بموصل أوزميوم-تنجستن. نوع اللولب ليس عرضيًا - فهو يقلل بشكل كبير من أبعاد موصل الفتيل. هناك bispirals و trispirals التي تم الحصول عليها عن طريق طريقة اللف المتكرر. تتيح هذه الأنواع من الموصلات الخيطية زيادة الكفاءة عن طريق تقليل الإشعاع الحراري.

خصائص المصباح الكهربائي المتوهج

يتم إنتاج المصابيح الكهربائية لأغراض ومواقع تركيب مختلفة ، وهذا هو سبب اختلافها في جهد الدائرة. يتم حساب مقدار التيار وفقًا لقانون أوم المعروف (الجهد مقسومًا على المقاومة) ، والقوة باستخدام صيغة بسيطة: اضرب الجهد في التيار أو اقسم الجهد على تربيع المقاومة. لعمل لمبة متوهجة من الطاقة المطلوبة ، يتم اختيار سلك بالمقاومة اللازمة. عادة ، يتم استخدام موصل بسمك 40-50 ميكرون.
عند البدء ، أي عند تشغيل المصباح الكهربائي في الشبكة ، يحدث ارتفاع تيار (ترتيب من حيث الحجم أكبر من القيمة الاسمية). هذا بسبب انخفاض درجة حرارة الشعيرة. بعد كل شيء ، في درجة حرارة الغرفة ، يكون للموصل مقاومة قليلة. يتم تقليل التيار إلى القيمة الاسمية فقط عندما يتم تسخين الفتيل بسبب زيادة مقاومة الموصل. أما بالنسبة لمصابيح الكربون الأولى ، فقد كان الأمر على العكس من ذلك: كان للمصباح البارد مقاومة أكبر من المصباح الساخن.

طيدة

قاعدة المصباح المتوهج لها شكل وحجم موحدان. بفضل هذا ، من الممكن استبدال المصباح الكهربائي في الثريا أو أي جهاز آخر دون مشاكل. الأكثر شيوعًا هي مآخذ المصابيح الملولبة التي تحمل علامة E14 و E27 و E40. تشير الأرقام بعد الحرف "E" إلى القطر الخارجي للقاعدة. توجد أيضًا قواعد لمبة بدون خيط ، مثبتة في الخرطوشة عن طريق الاحتكاك أو أي أجهزة أخرى. غالبًا ما تكون المصابيح ذات مآخذ E14 مطلوبة عند استبدال المصابيح القديمة في الثريات أو مصابيح الأرضية. تُستخدم القاعدة E27 في كل مكان - في الخراطيش والثريات والأجهزة الخاصة.
يرجى ملاحظة أن جهد الدائرة في أمريكا هو 110 فولت ، لذلك يستخدمون قواعد مختلفة عن تلك الأوروبية. يوجد في المتاجر الأمريكية مصابيح كهربائية بمقابس E12 و E17 و E26 و E39. تم القيام بذلك من أجل عدم الخلط بين المصباح الأوروبي المصنف لـ 220 فولت والمصباح الأمريكي 110 فولت.

كفاءة

يتم إنفاق الطاقة الموفرة للمصباح المتوهج ليس فقط في إنتاج طيف ضوئي مرئي. يتم إنفاق جزء من الطاقة على انبعاث الضوء ، ويتم تحويل جزء منه إلى حرارة ، ولكن الجزء الأكبر يتم إنفاقه على ضوء الأشعة تحت الحمراء ، والذي يتعذر على العين البشرية الوصول إليه. عند درجة حرارة موصل متوهج تبلغ 3350 كلفن ، تكون كفاءة المصباح 15٪ فقط. والمصباح القياسي 60 واط مع درجة حرارة توهج 2700 كلفن تبلغ كفاءته حوالي 5٪.
بطبيعة الحال ، تعتمد كفاءة المصباح الكهربائي بشكل مباشر على درجة تسخين الموصل المشع ، ولكن مع المزيد حرارة قويةالموضوع لن يدوم طويلا. عند درجة حرارة موصل تبلغ 2700 كلفن ، سوف يلمع المصباح لمدة 1000 ساعة تقريبًا ، وعند تسخينه إلى 3400 كلفن ، يتم تقليل عمر الخدمة إلى عدة ساعات. عندما يتم رفع جهد إمداد المصباح بنسبة 20٪ ، فإن شدة الإنارة ستزداد بحوالي مرتين ، ووقت التشغيل سينخفض ​​بنسبة تصل إلى 95٪.
لزيادة عمر المصباح الكهربائي ، يجب خفض جهد الإمداد ، لكن هذا سيقلل أيضًا من كفاءة الجهاز. في اتصال تسلسليستستمر المصابيح المتوهجة لمدة أطول 1000 مرة ، لكن كفاءتها ستكون 4-5 مرات أقل. في بعض الحالات ، يكون هذا النهج منطقيًا ، على سبيل المثال ، في رحلات السلالم. السطوع العالي غير مطلوب هناك ، ولكن يجب أن تكون مدة خدمة المصابيح كبيرة.
لتحقيق هذا الهدف ، يجب توصيل الصمام الثنائي في سلسلة مع المصباح الكهربائي. سيقطع عنصر أشباه الموصلات تيار نصف الفترة المتدفق عبر المصباح. نتيجة لذلك ، يتم تقليل الطاقة بمقدار النصف ، وبعد ذلك يتم تقليل الجهد بحوالي 1.5 مرة.
ومع ذلك ، فإن طريقة توصيل المصباح المتوهج هذه غير مربحة من الناحية الاقتصادية. بعد كل شيء ، سوف تستهلك هذه السلسلة المزيد من الكهرباء، الأمر الذي يجعل استبدال المصباح الكهربائي المحترق بمصباح جديد أكثر ربحًا من استخدام الكيلوواط / ساعة التي يتم قضاؤها لإطالة عمر المصباح القديم. لذلك ، لتشغيل المصابيح المتوهجة ، يتم تطبيق جهد أكبر قليلاً من الجهد الاسمي ، مما يوفر الكهرباء.

ما هي مدة عمل المصباح

يتم تقليل عمر المصباح بعدة عوامل ، على سبيل المثال ، تبخر مادة من سطح الموصل أو عيوب في الموصل الخيطي. مع التبخر المختلف للمادة الموصلة ، تظهر أجزاء من الخيط بمقاومة عالية ، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة وحتى تبخر أكثر كثافة للمادة. يصبح الخيط تحت تأثير هذا العامل أرق ويتبخر تمامًا محليًا ، مما يؤدي إلى احتراق المصباح.
يكون موصل الفتيل أكثر تآكلًا أثناء بدء التشغيل بسبب تيار التدفق. لتجنب ذلك ، يتم استخدام أجهزة مصباح بدء التشغيل الناعم.
يتميز التنغستن بمقاومة محددة للمادة أكبر مرتين من الألومنيوم على سبيل المثال. عندما يكون المصباح متصلاً بالشبكة ، فإن التيار المتدفق من خلاله يكون بترتيب أكبر من القيمة الاسمية. الزيادات الحالية في التيار هي التي تسبب احتراق المصابيح المتوهجة. لحماية الدائرة من الاندفاعات المفاجئة في المصابيح الكهربائية ، يوجد أحيانًا فتيل.

النظر عن كثب في المصباح الكهربائي فتيلرأيت المزيد موصل رفيعالذهاب إلى القاعدة. عند توصيل مصباح كهربائي تقليدي بقدرة 60 وات بالشبكة ، يمكن أن تصل طاقة الفتيل إلى 700 وات وأكثر ، وعند تشغيل مصباح بقدرة 100 وات ، يزيد طوله عن 1 كيلو وات. عند تسخينه ، يزيد الموصل المشع المقاومة وتنخفض الطاقة إلى الوضع الطبيعي.

لضمان بداية سلسة للمصباح المتوهج ، يمكنك استخدام الثرمستور. يجب أن يكون معامل مقاومة درجة الحرارة لمثل هذا المقاوم سالبًا. عند تضمينه في الدائرة ، يكون الثرمستور باردًا وله مقاومة عالية ، لذلك لن يتلقى المصباح جهدًا كاملاً حتى يتم تسخين هذا العنصر. هذه ليست سوى الأساسيات ، وموضوع توصيل المصابيح المتوهجة بسلاسة ضخم ويتطلب مزيدًا من الدراسة المتعمقة.

بفضل الجدول أدناه ، يمكنك معرفة نسبة الطاقة والتدفق الضوئي تقريبًا لـ المصباح الكهربائي العادي"الكمثرى" (القاعدة E27 ، 220 فولت).

ما هي المصابيح المتوهجة

كما ذكر أعلاه ، تم إخلاء الهواء من وعاء المصباح المتوهج. في بعض الحالات (على سبيل المثال ، عند الطاقة المنخفضة) ، تترك القارورة فراغًا. ولكن في كثير من الأحيان يتم ملء المصباح بغاز خاص ، مما يطيل من عمر الفتيل ويحسن من إخراج الضوء للموصل.
حسب نوع ملء الوعاء ، تنقسم المصابيح الكهربائية إلى عدة أنواع:
مكنسة كهربائية (جميع مصابيح الإضاءة الأولى والمصابيح الحديثة منخفضة الطاقة)
الأرجون (مملوء في بعض الحالات بمزيج من الأرجون + النيتروجين)
الكريبتون (هذا النوع من المصابيح يضيء بنسبة 10٪ أكثر من مصابيح الأرجون المذكورة أعلاه)
زينون (في هذا الإصدار ، تتألق المصابيح بالفعل مرتين أقوى من المصابيح ذات الأرجون)
الهالوجين (اليود ، ربما البروم ، يوضع في أوعية هذه المصابيح ، مما يسمح لها بالتألق أقوى بمقدار 2.5 مرة من نفس الأرجون. هذا النوعالمصباح الكهربائي متين ، لكنه يتطلب توهجًا خيطيًا جيدًا لتشغيل دورة الهالوجين)
زينون-هالوجين (مثل هذه المصابيح مملوءة بمزيج من الزينون مع اليود أو البروم ، والذي يعتبر أفضل غازللمصابيح الكهربائية ، لأن مثل هذا المصدر يضيء 3 مرات أكثر سطوعًا من مصباح الأرجون القياسي)
زينون هالوجين مع عاكس الأشعة تحت الحمراء (نسبة كبيرة من وهج المصابيح المتوهجة في قطاع الأشعة تحت الحمراء. من خلال عكسها ، يمكنك زيادة كفاءة المصباح بشكل كبير)
المصابيح ذات الموصل المتوهج مع محول الأشعة تحت الحمراء (يتم تطبيق فوسفور خاص على زجاج المصباح ، والذي ينبعث منه الضوء المرئي عند تسخينه)

إيجابيات وسلبيات المصابيح المتوهجة

مثل الأجهزة الكهربائية الأخرى ، تحتوي المصابيح الكهربائية على الكثير من الإيجابيات والسلبيات. هذا هو سبب استخدام بعض الأشخاص لمصادر الإضاءة هذه ، بينما اختار الجزء الآخر تركيبات إضاءة أكثر حداثة.

الايجابيات:

تقديم لون جيد.
الإنتاج الراسخ على نطاق واسع ؛
تكلفة منخفضة للمنتج
حجم صغير
سهولة التنفيذ دون عقدة لا داعي لها ؛
مقاومة الإشعاع
لديه مقاومة نشطة فقط ؛
البدء الفوري وإعادة التشغيل ؛
مقاومة انخفاض الجهد وفشل الشبكة ؛
لا يحتوي على مواد كيميائية مواد مؤذية;
العمل على حد سواء من AC و DC ؛
عدم وجود قطبية الإدخال ؛
يمكن الإنتاج تحت أي توتر ؛
لا تومض التيار المتناوب;
لا يطن من التيار المتردد.
طيف الضوء الكامل
المعتاد و لون مريحيشع؛
مقاومة نبضات المجال الكهرومغناطيسي ؛
من الممكن توصيل التحكم في السطوع ؛
يتوهج في درجات الحرارة المنخفضة والعالية ، مقاومة التكثيف.

سلبيات:

• تدفق ضوئي منخفض
  مدة عمل قصيرة
  الحساسية للاهتزاز والصدمة.
  اندفاع تيار كبير عند بدء التشغيل (ترتيب أكبر من القيمة الاسمية) ؛
  إذا انكسر موصل الفتيل ، فقد يتلف المصباح ؛
  يعتمد ناتج العمر والضوء على الجهد ؛
  خطر الحريق (نصف ساعة من توهج المصباح المتوهج يسخن زجاجه اعتمادًا على قيمة الطاقة: 25W إلى 100 درجة مئوية ، 40W إلى 145 درجة ، 100W إلى 290 درجة ، 200W إلى 330 درجة. عند ملامسة القماش ، يصبح التسخين أكثر شدة.يمكن لمصباح كهربائي بقدرة 60 وات ، على سبيل المثال ، إشعال النار في القش بعد ساعة من العمل.) ؛
  الحاجة إلى حاملي المصابيح المقاومة للحرارة والسحابات ؛
  كفاءة منخفضة (نسبة قوة الإشعاع المرئي إلى كمية الكهرباء المستهلكة) ؛
  مما لا شك فيه أن الميزة الرئيسية للمصباح المتوهج هي منخفض التكلفة. مع انتشار الإنارة ، علاوة على ذلك ، مصابيح LEDشعبيتها قد انخفضت بشكل ملحوظ.

هل تعرف كيف تصنع المصابيح المتوهجة؟ لا؟ ثم هنا مقطع فيديو تمهيدي من ديسكفري

وتذكر أن المصباح الكهربائي العالق في فمك لن يخرج ، لذلك لا تفعل ذلك. 🙂