Material sa Filamento sa Bulb: Ano ang Ginahinomhaon Nimo
Ang bulbo nga filamento usa ka delgado nga wire nga magliliyok kung adunay kuryente nga nagaagi sa tibuok niini. Kini ang pangutana nga komponente sa usa ka incandescent nga light bulb, nga nagproduhce og liwanag pinaagi sa pag-init sa filamento ngadto sa taas nga temperatura. Ang materyal sa filamento dapat adunay pipila ka katangian aron makapugos sa init ug makaproduhce og brillo ug stable nga liwanag. Sa artikulo kini, atong imong eksplorar ang kasinatian, katangian, ug gamit sa uban-uban nga materyal sa filamento sa bulbo, sama sa mga advantage ug disadvantage sa incandescent nga light bulbs.
Unsa ang Incandescent Light Bulb?
Ang incandescent light bulb mao ang isip usa ka electric light nga nagproducce og liwanag pinaagi sa pag-init sa wire filament ngadto sa taas nga temperatura hangtud maoy lumiyok. Ang filamento giekskluso sa usa ka glass bulbo nga adunay vacuum o inert gas aron mapugos ang oxidation ug evaporation sa materyal sa filamento. Ang bulbo gi-connect sa power supply pinaagi sa duha ka metal contacts sa base, nga gisakop sa duha ka stiff wires nga moguha sa filamento sa lugar.
Ang prinsipyio sa incandescent lighting gidiscover niining 18th ug 19th century, apan ang unang praktikal ug commercially successful nga incandescent light bulb gibuo ni Thomas Edison niadtong 1879. Giya niini usa ka carbonized bamboo filament nga nagsilbi sa mahimong 1200 oras. Human na, gigamit niini usa ka carbonized cotton thread filament nga nagsilbi sa mahimong 1500 oras.
Unsa ang Katangian sa Maayo nga Materyal sa Filamento sa Bulbo?
Ang materyal sa filamento sa bulbo kinahanglan adunay mosunod nga katangian aron magfunction og maayo isip usa ka incandescent light source:
Taas nga melting point: Ang filamento kinahanglan makapugos sa temperatura nga hangtod 2500°C ngadto sa dili moluto o mobreak.
Bajo nga vapor pressure: Ang filamento dili mobreak down o sublimate sa taas nga temperatura, nga magresulta sa blackening sa bulbo ug magreduce sa brightness ug efficiency.
Walay oxidation: Ang filamento dili mobreakdown sa oxygen o uban pang gases sa bulbo sa taas nga temperatura, nga magresulta sa corrosion o burn out.
Taas nga resistivity: Ang filamento kinahanglan adunay taas nga electrical resistance, nga nangangita niini mobreak down ang flow sa kuryente. Kini magresulta sa pag-init ug pag-produce og liwanag kung adunay kuryente nga nagaagi.
Bajo nga thermal coefficient of expansion: Ang filamento dili mobreak down o contract sa taas nga temperatura, nga magresulta sa deformation o break.
Bajo nga temperature coefficient of resistance: Ang filamento dili mobreak down sa resistance sa taas nga temperatura, nga magresulta sa pag-change sa current ug brightness.
Taas nga Young’s modulus ug tensile strength: Ang filamento kinahanglan makapugos sa mechanical stress resulta sa iyang kaugalingon nga weight ug vibration ngadto sa dili sag ug snap.
Sufficient ductility: Ang filamento kinahanglan makapugos sa pag-draw sa delgado nga wire ngadto sa dili mobreak o crack.
Ability to be converted into a shape of filament: Ang filamento kinahanglan makapugos sa pag-form sa coil o double coil, nga magincrease sa surface area ug brightness ngadto sa dili increase sa length o resistance.
Taas nga fatigue resistance: Ang filamento kinahanglan makapugos sa repeated heating ug cooling cycles ngadto sa dili weakening o failing.
Unsa ang Mga Tipo sa Materyal sa Filamento sa Bulbo?
Nagamit na ang pipila ka mga materyal para sa pagbuhat sa filamento sa bulbo sa tuig. Ania ang pipila ka mga materyal nga gitambong:
Carbon
Ang carbon mao ang unang materyal nga gigamit ni Edison ug uban pa nga inventors para sa pagbuhat sa filamento sa bulbo. Adunay kini taas nga melting point (3500°C), bajo nga vapor pressure, taas nga resistivity (1000-7000 µΩ-cm), ug bajo nga temperature coefficient of resistance (-0.0002 to -0.0008 /°C). Apan, adunay usab kini bajo nga oxidation resistance, taas nga thermal coefficient of expansion (2 to 6 /K), bajo nga tensile strength, ug taas nga blackening effect sa bulbo. Ang carbon filaments adunay efficiency nga hangtod 4.5 lumens per watt (lm/W) ug operating temperature hangtod 1800°C.
Gigamit usab ang carbon para sa pagbuhat sa pressure-sensitive resistors, nga gigamit sa automatic voltage regulators, ug carbon brushes, nga gigamit sa DC machines.
Tantalum
Ang tantalum mao ang nailhan isip materyal sa filamento sa bulbo niadtong 1902 ni Werner von Bolton. Adunay kini taas nga melting point (2900°C), bajo nga vapor pressure, taas nga resistivity (12.4 µΩ-cm), ug bajo nga thermal coefficient of expansion (6.5 /K). Apan, adunay usab kini bajo nga oxidation resistance, taas nga temperature coefficient of resistance (0.0036 /°C), bajo nga tensile strength, ug bajo nga efficiency (3.6 W/candle power). Ang tantalum filaments adunay operating temperature hangtod 2000°C.
Dili na gamiton ang tantalum isip materyal sa filamento sa bulbo tungod sa kaniya nga bajo nga efficiency ug scarcity.
Tungsten
Ang tungsten mao ang pinaka gamiton nga materyal para sa pagbuhat sa filamento sa bulbo karon. Gipakilala ni William D. Coolidge niadtong 1910. Adunay kini taas nga melting point (3410°C), bajo nga vapor pressure, taas nga resistivity (5.65 µΩ-cm), taas nga tensile strength, taas nga oxidation resistance, ug bajo nga blackening effect sa bulbo. Apan, adunay usab kini taas nga temperature coefficient of resistance (0.005 /°C) ug taas nga thermal coefficient of expansion (4.3 /K). Ang tungsten filaments adunay efficiency nga hangtod 12 lm/W ug operating temperature hangtod 2500°C.
Gigamit usab ang tungsten isip electrode sa X-ray tubes ug isip electrical contact material sa pipila ka mga application.
Unsa ang Pamaagi sa Pagbuhat sa Filamento sa Bulbo?
Ang filamento sa bulbo gibuhat pinaagi sa pipila ka proseso depende sa materyal nga gigamit. Ania ang pipila ka mga proseso nga gitambong:
Carbon
Ang carbon filaments gibuhat pinaagi sa carbonizing organic materials sama sa bamboo, cotton thread, paper pulp, etc., sa inert atmosphere sa taas nga temperatura (1000-1500°C). Ang carbonized material gisukol ngadto sa delgado nga wires ug wound sa coils.
Tantalum
Ang tantalum filaments gibuhat pinaagi sa powder metallurgy techniques. Ang tantalum powder gimihas sa binder ug pressed sa rods o wires. Ang rods o wires gisinter sa taas nga temperatura (2000-2500°C) sa vacuum o inert gas atmosphere. Ang sintered rods o wires gisukol ngadto sa delgado nga wires ug wound sa coils.
