Co je to žárovka, konstrukce a princip činnosti

Přemýšleli jste někdy, co je to obyčejná žárovka? Většina z nás ví, že nejjednodušší osvětlovací zařízení se skládá ze základny, žárovky a wolframového vlákna, ale jak funguje, proč časem vyhoří a proč jsou žárovky plněny inertními plyny?

V tomto článku budeme hovořit o všech charakteristikách jednoduchých „Ilyichových žárovek“ a moderních fluorescenčních a LED zařízení.

Co je to žárovka

Obyčejná žárovka je napájený zdroj světla, jehož hlavní část tvoří žáruvzdorný materiál, který funguje jako vlákno. Ve většině případů se takový materiál (vodič) umístí do vakuové baňky nebo baňky naplněné inertními plyny. Když proud prochází vodičem, zahřeje se a začne vydávat jasnou záři.

Zajímavý! Aby se wolframové vlákno žárovky rozsvítilo, musí se zahřát na teplotu asi 2000 °C. Za teplotní limit žárovky lze považovat 3410 °C.

Historie stvoření

Ve skutečnosti žádný vědec nikdy nic nevynalezl úplně sám: to se stalo s „klasickou“ žárovkou. V roce 1840 navrhl britský vynálezce jménem Warren De la Rue první žárovku napájenou platinovým vodičem. O dva roky dříve, v roce 1838, vynalezl belgický vědec jménem Jobard první zdroj světla s uhlíkovým jádrem na světě. Přesně sto let před koncem druhé světové války vytváří Heinrich Goebel první prototypy moderních žárovek.

Je pozoruhodné, že první Goebelova lampa měla zuhelnatělou bambusovou nit umístěnou ve vakuu. Vědec pokračoval v práci na svém duchovním dítěti dalších asi 5 let, poté jej představil široké veřejnosti.

K vynálezu, který dnes využívá celý svět, významně přispěli i ruští vědci. Tak byla v roce 1874 zaregistrována první žárovka s uhlíkovým jádrem umístěná v bezvzduchovém prostředí na jméno Alexandra Nikolajeviče Lodygina. Velkým problémem takového světelného zdroje bylo, že uhlík jako vodič nevydržel dostatečně dlouho a brzy po použití vyhořel. Postupem času jasné mozky planety přišly s myšlenkou nahradit uhlí wolframem.

Zajímavý! Když mluvíme o elektřině a osvětlovacích zařízeních, nemůžeme nezmínit velkého Thomase Edisona. Byl to on, kdo jako první vytvořil a patentoval žárovku, jejíž výroba byla levná a odolná (ve srovnání s většinou zařízení té doby).

Od svého vynálezu se známý světelný zdroj příliš nezměnil, přesto v něm proběhly technické změny: vodič byl vyměněn za pokročilejší a prostor uvnitř žárovky se začal plnit speciálním plynem.

Konstrukční vlastnosti a princip činnosti

Standardní LN se skládá z:

• baňka naplněná inertním plynem (nebo vůbec bez vzduchu);
• základna, která současně slouží jako „víčko“ žárovky a prvek pro připojení lampy k síti;
• elektrody;
• vláknová cívka umístěná na speciálních podpěrách;
• základní kontakt.

Jako materiál vodiče byl zvolen wolfram, aby se minimalizovala spotřeba proudu na ohřev a zmenšil se průřez vlákna na minimum.

Zajímavý! Parametr měrného odporu wolframu je třikrát větší než parametr mědi.

Spirála je napájena proudem z elektrod a molybden se používá jako hlavní materiál „rohů“, na kterých je spirála instalována: je žáruvzdorný a při zahřívání se ve skutečnosti neroztahuje. Použití inertního plynu zvyšuje potenciální životnost spirály: v plynném prostředí je pro její vyhoření „obtížnější“. Pokud jde o základnu, její velikost a závity na ní se mohou lišit.

Charakteristika a typy

Kromě obvyklých domácích drog, na které jsme zvyklí, odborníci identifikují několik dalších jejich odrůd, včetně:

1. Dekorativní. Vyznačují se nestandardními tvary žárovek, zvětšenou spirálou a nízkým osvětlením. Taková zařízení nejčastěji používají designéři k realizaci projektů ve stylu „vintage“.
2. Osvětlení. Mají žárovku nalakovanou zevnitř a mají nízký výkon (až 25 W). Rychle mění odstín záře, takže vyžadují častou výměnu.
3. Signál. Dříve byly široce používány v různých osvětlovacích zařízeních, ale dnes jsou v této oblasti aktivně nahrazovány možnostmi LED.
4. Zrcadlově.Žárovka takové lampy je částečně pokryta vrstvou hliníku, který dobře odráží světlo, což umožňuje soustředit osvětlení na určitý bod v prostoru místnosti.
5. Doprava. Používají se k vybavení optiky automobilů, traktorů, letadel, různých námořních plavidel atd. Mají zvýšenou pevnost a jsou odolné vůči vibracím.
6. Dvouvlákno. Speciální podtyp používaný v železničních semaforech, letadlech a autech.

Odkaz. Existují i ​​jiné typy LN, ale dnes je většina z nich nahrazena modernějšími přístroji, o kterých bude řeč trochu dále.

Výhody a nevýhody

Mezi kladné vlastnosti klasických LP patří nízká cena, malé rozměry, odolnost vůči malým poklesům napětí v síti, příjemné spektrum osvětlení pro lidský zrak, široká škála možností napájení, absence toxických či jiných škodlivých složek ve složení a hluk v provozu. Pokud mluvíme o nevýhodách, pak mezi nimi stojí za zmínku relativně krátká životnost, poměrně vysoká spotřeba proudu a nebezpečí požáru.

Důležité! Povrch kolem výkonných žárovek se může zahřát až na +330 stupňů Celsia. Buď opatrný!

Rozsah použití

Klasické LN se používají pro domácí osvětlení prostor a místních prostor, komerčních nemovitostí, používají se v automobilové, železniční a letecké dopravě, instalují se do přenosných osvětlovacích zařízení (kapesní svítilny atd.), používají se v kině, designu, medicíně a mnoha dalších odvětvích života.

Konstrukce a princip činnosti moderních typů svítidel

Mezi moderní osvětlovací zařízení patří halogenová, zářivková, energeticky úsporná a LED zařízení. Zvažme každý typ samostatně.

Halogen

Taková zařízení jsou modernizovanou verzí klasických LN. Baňka takového zařízení je naplněna halogenem, který reaguje s wolframem, který se při zahřívání odpařuje. To vám umožní prodloužit životnost zařízení. Kromě toho se křemen používá v halogenových žárovkách. Halogenová osvětlovací zařízení mají obvykle vyšší výkonnostní charakteristiky než běžné žárovky.

Světélkující

Tato zařízení se také nazývají zářivky. Mají vysokou kvalitu podání barev, což umožňuje jejich použití v osvětlení výloh a regálů. Luminiscenční zařízení oproti LN spotřebuje 4–5krát méně energie a má delší životnost. Mají také své nevýhody - špatný výkon při nízkých teplotách a obsah škodlivých látek (včetně rtuti) u některých modelů.

Úspora energie

Hlavním rysem energeticky úsporných světelných zařízení je elektronická jednotka, která zajišťuje jak zapalování, tak provoz lampy. Takové zařízení se vyznačuje stabilnějším provozem, nižší spotřebou energie, delší životností a širokou škálou dostupných barev.

Důležité! Při výrobě energeticky úsporných zářivek se používají látky nebezpečné přírodě a člověku, takže jejich likvidace musí být prováděna výhradně prostřednictvím speciálních sběrných míst.

VEDENÝ

Konstrukce takových lamp používá polovodičové krystaly: vytvářejí záři, když jimi prochází elektrický proud.Ve srovnání se stejnými halogenovými zařízeními jsou LED zařízení přibližně 4–7krát účinnější a z hlediska životnosti může takové zařízení vydržet až 50 000 hodin. Jedinou nevýhodou LED svítidel je jejich vysoká cena, avšak s přihlédnutím k úsporám na údržbě a spotřebě je jejich pořízení z dlouhodobého hlediska mnohem výhodnější.

Takže jsme zjistili, co je žárovka, podívali se na většinu typů moderních a ne tak moderních možností. Doufáme, že nyní máte obecnou představu o vlastnostech jejich provozu.