История на изобретението на лампите с нажежаема жичка

А Lodygin

Съдържание

• Ефективност и дълготрайност
• Видове лампи

През 1840 г. англичанинът De la Rue създава първата нажежаема лампа с платинена спирала. Но поради високата цена на платина, тази лампа се оказала неподходяща. Въпреки това, в бъдеще тя служи като прототип за модерни лампи с нажежаема жичка.

11 юли 1874 г., руският инженер Александър Николаевич Лодигън Получи патент за номер 1619 на нажежаема лампа. Като нажежаема жичка той използва въглероден прът, поставен в евакуиран съд.

• През 1875 г. VF Didrichson Lodygina подобрена лампа, след като е извършила изпомпване на въздуха от него, както и прилагането на няколко косъма в тръбата (в случая на прегаряне на 1-ви от тях, след това изрежете една машина).
• Английският изобретател Джоузеф Уилсън Суон получава през 1878 г. Английски патент за лампа с въглеродни влакна. В лампите си влакното се намираше в атмосфера на кислород, която позволяваше да се получи много светла светлина.
• През втората половина на 1870-те, американският изобретател Томас Едисон провежда изследователска работа, в която се опитва като нишка от различни метали. През 1879 г. той патентова лампа с платинена нишка. През 1880 г. се завръща в въглеродните влакна и създава лампа с живот от 40 часа. Непосредствено Едисън изобрети домакински въртящ се ключ. Въпреки този краткотраен живот на неговата лампа, използваното до този момент газово осветление е пренаселено.
• През 1890 г. А. Н. Лодигън изобрети няколко типа крушки с нажежаеми прежди с огнеупорен metallov.Lodygin предполагат използването на лампи с волфрамова спирала (по-специално тези, използвани във всички модерни лампи) и молибден и предене на нишки във формата на спирала. Той се ангажира първите изпитания за изпомпване на въздуха от лампата, която държи нишката от окисление и увеличаване експлоатационен си много пъти. Първата южноамериканска търговска лампа с волфрамова спирала се изпълняваше съгласно патента на Lodygin. Също така, те правели газови нажежаеми лампи (с въглеродни влакна и азот).
  
• От края на 1890, имаше лампа с нажежаема жичка с нажежаема жичка, изработен от магнезиев оксид, торий, цирконий, и итрий (Нернст лампа) или нишка от желязо тетраоксид (Auer лампа) и тантал (лампа Boltona и Feyerleyna)
• През 1904 г. унгарците д-р Сандор Джъст и Франжо Ханаман получи патент за номер 34541 за въвеждане на волфрамови лампи с нажежаема жичка. В Унгария обаче бяха произведени първите такива лампи, които навлязоха на пазара през унгарската компания Tungsram през 1905 г.
• През 1906 г. Lodygin продава патент за волфрамова нишка компания "Генерал Електрик". През същата година през 1906 г. в САЩ той построява и пуска в експлоатация инсталация за химическо производство на волфрам, хром и титан. Поради високата цена на волфрама, патентът намира само ограничено приложение.
• През 1910 г. Уилям Дейвид Кулидж изобретил подобрен начин за производство на волфрамова нишка. Тогава волфрамовите нишки свиват всички други видове нишки.
• Останалите проблема с висок дух изпаряване прежди във вакуум се разтваря в Южна Америка учен известен spetsom във вакуум технология Irving Langmuir, което работи с 1909 на фирмата «General Electric», въведена в създаването на лампи пълнене тръба инертен - по-точно тежки благородни газове (в по-специално - аргон), което значително увеличава времето на тяхната работа и увеличава излъчването на светлина.

Ефективност и дълготрайност

На практика цялата енергия, подадена в лампата, се превръща в радиация. Загубите поради топлинната проводимост и конвекция са малки. За човешкото око, но има само малък диапазон от дължини на вълните на това излъчване. Основната част от излъчването е в невидимия инфрачервен спектър и се възприема като топлина. Коефициентът на полезно действие на лампите с нажежаема жичка се постига при температура от около 3400 К от най-високата си стойност от 15%. При практически достижими температури от 2700 К (обикновена лампа при 60 W) ефективността е 5%.

Тъй като температурата се увеличава, ефективността на крушката с нажежаема жичка се увеличава, но с всичко това нейната продължителност на живота значително намалява. Когато температурата на нишки 2700 K по време на експлоатационния живот на лампата от около 1000 часа при 3400 К, докато само за няколко часа, когато се увеличава напрежението с 20%, яркостта се увеличава два пъти. Веднага с това време на живот спада с 95%.

Намаляване на захранващото напрежение, въпреки че намалява ефективността, но увеличава продължителността на живота. Така че намаляването на напрежението наполовина (напр. С алтернативно превключване) намалява ефективността с около 4-5 пъти, но увеличава живота с хиляда. Този ефект често се използва, когато е необходимо да се осигури надеждно осветление на работното място без специални изисквания за яркост, например в стълбища. Често за това, когато се използва захранване с променлив ток, лампата се свързва на свой ред с диод, така че токът се влива в лампата само за половината от периода.

Тъй като цената, консумирана по време на експлоатационната лампа с нажежаема електрическа енергия е 10 пъти по-висока от цената на самата лампа, има най-доброто напрежение, при което цената на светлинния поток е малка. Най-доброто напрежение е малко по-високо от номиналното напрежение, поради което методите за увеличаване на продължителността на живота чрез намаляване на захранващото напрежение от икономическа гледна точка са напълно нерентабилни.

Ограниченият живот на лампата с нажежаема жичка е оправдан от най-малкото изпаряване на материала от нажежаема жичка по време на работа, и най-вече от нехомогенността, която възниква в нажежаемата жичка. Неравномерното изпаряване на материала на преждата води до появата на тънки участъци с надценно електронно съпротивление, което на свой ред води до още по-голямо нагряване и изпаряване на материала на такива места. Когато едно от тези стеснения се изтънява, така че материалът на преждата се топи или се изпарява напълно, токът се прекъсва и лампата се счупва.

По-голямото износване на нажежаемата спирала възниква, когато напрежението се прилага върху лампата, поради което е възможно значително да се увеличи експлоатационният живот на спиралата, като се използват различни типове меки стартери.

Волфрамовите нишки имат специфично съпротивление в прохладно състояние, което е само 2 пъти по-високо от това на алуминий. Когато лампата изгасне, често се случва, че медните проводници, които свързват контактите на капачката със спиралните държачи, се изгарят. Така че обикновена лампа с 60 W в момента на консумация на енергия консумира над 700 W и 100 вата - повече от квадрат. Тъй като спиралата се загрява, нейната съпротива се увеличава и мощността спада до номиналната.

За изглаждане на върховата мощност може да се използва с много термистори, попадащи съпротивление най-малко топло, като реактивен баласт капацитет или индуктивност, димери (автоматични или ръчни). Напрежението на лампата се издига, когато спиралата се загрее и може да се използва за заобикаляне на баластната автоматизация. Без прекъсване на баласта лампата може да загуби от 5 до 20% от капацитета, което също може да бъде изгодно за растеж на ресурс.

Нисковолтовите лампи с една и съща мощност имат по-дълъг живот и светлина, поради по-голямото напречно сечение на спиралата. Следователно, при осветителните тела с множество лампи (полилеи), целесъобразно е алтернативното превключване на лампите да бъде най-ниско, вместо паралелното включване на лампите в мрежовото напрежение. Например, вместо 6 лампи 220V 60W паралелно, приложете 6 алтернативно включени 36V 60W лампи, с други думи сменете 6 тънки спирали на една дебела.

Видове лампи

Лампите с нажежаема жичка са разделени на (подредени в ред на увеличаване на ефективността):

• Вакуум (най-обикновен)
• Аргон (азот-аргон)
• Криптон (приблизително + 10% яркост от аргон)
• Ксенон (2 пъти по-светъл от аргона)
• Халоген (пълнеж I или Br, 2,5 пъти по-светъл от аргон, дълъг експлоатационен живот, не обожавайте nedokala, защото халогенният цикъл не работи)
• Халоген с 2 тръби (по-ефективен халогенни цикли, благодарение на най-доброто загряване на вътрешната тръба)
• Ксенон халоген (Xe + I пълнител или Br, по-ефективен пълнеж, до 3 пъти по-светъл от аргон)
• Xenon-халоген рефлектор инфрачервено лъчение (тъй като повечето от радиацията от лампата пада върху спектър IR, отражение на инфрачервено излъчване в повишава ефективността лампа подчертано, изпълнена за ловни лампи)
• Покритие с покритие, което променя инфрачервеното лъчение в видимия спектър. Разработването на лампи с високо-температурен фосфор е в ход, което излъчва видим диапазон при загряване.