बल्ब फिलामेंट सामग्री: जो आपको जानना चाहिए
बल्ब का फिलामेंट एक पतला तार होता है जो जब इसमें विद्युत धारा गुजरती है तो चमकता है। यह एक अन्धेरगर लाइट बल्ब का मुख्य घटक है, जो फिलामेंट को उच्च तापमान तक गर्म करके प्रकाश उत्पन्न करता है। फिलामेंट सामग्री को उच्च तापमान का सामना करने और चमकदार और स्थिर प्रकाश उत्पन्न करने के लिए कुछ विशेष गुण होने चाहिए। इस लेख में, हम विभिन्न बल्ब फिलामेंट सामग्रियों के इतिहास, विशेषताओं और उपयोगों का अध्ययन करेंगे, साथ ही अन्धेरगर लाइट बल्बों के फायदे और नुकसान का भी विवेचन करेंगे।
अन्धेरगर लाइट बल्ब क्या है?
एक अन्धेरगर लाइट बल्ब को एक विद्युत प्रकाश के रूप में परिभाषित किया जाता है, जो एक तार फिलामेंट को उच्च तापमान तक गर्म करके प्रकाश उत्पन्न करता है जब तक कि यह चमकता नहीं हो जाता। फिलामेंट एक ग्लास बल्ब में संकेंद्रित होता है जिसमें वैक्यूम या एक निष्क्रिय गैस होती है जो फिलामेंट सामग्री के ऑक्सीकरण और वाष्पीकरण को रोकती है। बल्ब को आधार पर दो धातु संपर्कों द्वारा विद्युत स्रोत से जोड़ा जाता है, जो फिलामेंट को स्थिर रखने के लिए दो कड़े तारों से जुड़े होते हैं।
अन्धेरगर प्रकाश के सिद्धांत को 18 वीं और 19 वीं शताब्दी में कई आविष्कारकों द्वारा खोजा गया था, लेकिन पहला व्यावहारिक और व्यावसायिक रूप से सफल अन्धेरगर लाइट बल्ब 1879 में थॉमस एडिसन द्वारा विकसित किया गया था। उन्होंने एक कार्बनाइज्ड बांस का फिलामेंट इस्तेमाल किया जो लगभग 1200 घंटे तक चलता था। बाद में, उन्होंने अपने डिजाइन को सुधार करके एक कार्बनाइज्ड कपास थ्रेड फिलामेंट का उपयोग किया जो लगभग 1500 घंटे तक चलता था।
एक अच्छे बल्ब फिलामेंट सामग्री के गुण क्या हैं?
बल्ब फिलामेंट सामग्री को निम्नलिखित गुणों का होना चाहिए ताकि यह एक अन्धेरगर प्रकाश स्रोत के रूप में अच्छी तरह से काम कर सके:
उच्च पिघलने का बिंदु: फिलामेंट 2500°C तक के तापमान पर पिघलने या टूटने के बिना सहन करना चाहिए।
कम वाष्प दाब: फिलामेंट उच्च तापमान पर वाष्पित या उपशीतल होना नहीं चाहिए, जिससे बल्ब काला हो जाता है और इसकी चमक और कार्यक्षमता कम हो जाती है।
ऑक्सीकरण से मुक्त: फिलामेंट उच्च तापमान पर बल्ब के गैसों के साथ अभिक्रिया नहीं करना चाहिए, जिससे यह रोगन हो जाता है या जल जाता है।
उच्च प्रतिरोधकता: फिलामेंट को उच्च विद्युत प्रतिरोध, होना चाहिए, जिसका अर्थ है यह विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध करता है। यह धारा के गुजरने पर गर्म होकर प्रकाश उत्पन्न करता है।
कम ऊष्मीय विस्तार का गुणांक: फिलामेंट गर्म या ठंडा होने पर विस्तारित या संकुचित नहीं होना चाहिए, जिससे यह विकृत या टूट जाता है।
कम तापमान का प्रतिरोध का गुणांक: फिलामेंट गर्म या ठंडा होने पर अपने प्रतिरोध में महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं करना चाहिए, जिससे इसकी धारा और चमक प्रभावित होती है।
उच्च यंग का मापांक और टेंसिल ताकत: फिलामेंट को अपने वजन और कंपन के कारण होने वाले यांत्रिक तनाव का सामना करना चाहिए बिना झुके या टूटे।
पर्याप्त डक्टिलिटी: फिलामेंट को बिना टूटे या फटे एक बहुत पतले तार में खींचा जा सकना चाहिए।
फिलामेंट के आकार में परिवर्तित करने की क्षमता: फिलामेंट को एक कुंडल या डबल कुंडल में बनाया जा सकना चाहिए, जो इसके सतह क्षेत्र और चमक को बढ़ाता है बिना इसकी लंबाई या प्रतिरोध को बढ़ाए।
उच्च थकान का प्रतिरोध: फिलामेंट को बार-बार गर्म और ठंडा होने के चक्रों का सामना करना चाहिए बिना कमजोर होने या विफल होने के।
बल्ब फिलामेंट सामग्रियों के प्रकार क्या हैं?
वर्षों से बल्ब फिलामेंट बनाने के लिए विभिन्न प्रकार की सामग्रियों का उपयोग किया गया है। इन सामग्रियों में कुछ नीचे सूचीबद्ध हैं:
कार्बन
कार्बन एडिसन और अन्य आविष्कारकों द्वारा बल्ब फिलामेंट बनाने के लिए पहली सामग्री थी। इसका उच्च पिघलने का बिंदु (3500°C), कम वाष्प दाब, उच्च प्रतिरोधकता (1000-7000 µΩ-cm) और कम तापमान का प्रतिरोध का गुणांक (-0.0002 से -0.0008 /°C) होता है। हालांकि, इसकी ऑक्सीकरण प्रतिरोधकता कम, उच्च ऊष्मीय विस्तार का गुणांक (2 से 6 /K), कम टेंसिल ताकत, और बल्ब पर उच्च कालापन का प्रभाव होता है। कार्बन फिलामेंट की कार्यक्षमता लगभग 4.5 ल्यूमेंस प्रति वाट (lm/W) और 1800°C तक की संचालन तापमान होती है।
कार्बन दबाव-संवेदनशील प्रतिरोधक बनाने के लिए भी उपयोग किया जाता है, जो स्वचालित वोल्टेज नियामक और कार्बन ब्रश, जो DC मशीनों में उपयोग किये जाते हैं, में उपयोग किया जाता है।
टैंटलम
टैंटलम 1902 में वर्नर वॉन बोल्टन द्वारा बल्ब फिलामेंट सामग्री के रूप में पेश किया गया था। इसका उच्च पिघलने का बिंदु (2900°C), कम वाष्प दाब, उच्च प्रतिरोधकता (12.4 µΩ-cm), और कम ऊष्मीय विस्तार का गुणांक (6.5 /K) होता है। हालांकि,
