Bulb Filament Anyag: Amit Tudnia Érdemes

A lámpabizonyos egy vékény drótként készül, amely fényt sugárzol, amikor átmennek rajta elektromos áram. Ez az incandescent lámpa fő összetevője, amely fényt gyárt a bizonyos hőmérsékletre hozásával. A bizonyos anyag bizonyos tulajdonságokkal kell rendelkeznie, hogy tűrje a hőt és erős, stabil fényt adjon ki. Ebben a cikkben megvizsgáljuk a különböző lámpabizonyos anyagok történetét, jellemzőit, használatát, valamint az incandescent lámpák előnyeit és hátrányait.

Mi az incandescent lámpa?

Az incandescent lámpa definíció szerint olyan elektromos fényforrás, ami fényt gyárt a bizonyos hőmérsékletre hozásával, amíg ez fényt sugárz. A bizonyos egy üveggömbben van, amelyben vakuum vagy szabadon reakcióba lépő gáz található, hogy megakadályozza a bizonyos anyag oxidálódását és párologását. A lámpa csatlakoztatva van egy energiaforráshoz a bázisban található két fém kontaktus révén, amelyek két merev dróthoz vannak rögzítve, amelyek tartják a bizonyost helyben.

Az incandescent fényelés elvének felfedezése sok feltaláló munkája volt a 18. és 19. században, de az első gyakorlatilag sikeres és kereskedelmi sikerrel járó incandescent lámpát Thomas Edison fejlesztette ki 1879-ben. Ő használta a kARBONIZÁLT Bambusz filamet, ami kb. 1200 órát tartott. Később javította tervezését a kARBONIZÁLT PATTY FOGAS filamet felhasználásával, ami kb. 1500 órát tartott.

Milyen tulajdonságokkal kell rendelkeznie a jó lámpabizonyos anyagnak?

A lámpabizonyos anyagnak a következő tulajdonságokkal kell rendelkeznie, hogy jól működjön incandescent fényforrasként:

• Magas olvadáspont: A bizonyosnak képesnek kell lennie 2500°C-os hőmérsékletet kiszámítani anélkül, hogy olvadjon vagy törölje el.

• Alacsony párológási nyomás: A bizonyos nem szabad, hogy párlogjon vagy sublimáljon magas hőmérsékleteknél, mert ez a lámpát elbogarodtatná és csökkentené fényerőjét és hatékonyságát.

• Oxidációtól mentes: A bizonyos nem szabad, hogy reagáljon az oxigénnel vagy más gázokkal a lámpában magas hőmérsékleteknél, mert ez korrodálni vagy eléggetni fogja.

• Magas ellenállás: A bizonyosnak magas elektromos ellenállása kell legyen, ami azt jelenti, hogy ellenzi az áram áramlását. Ez okozza, hogy melegszik és fényt ad ki, amikor átmennek rajta áram.

• Alacsony hőmérsékleti kiterjesztési együttható: A bizonyos nem szabad, hogy jelentősen kiterjedjen vagy szűküljön, amikor melegszik vagy hűl, mert ez alakváltozást vagy törést okozna.

• Alacsony hőmérsékleti ellenállás-változási együttható: A bizonyosnak nem szabad jelentősen változni az ellenállásán, amikor melegszik vagy hűl, mert ez befolyásolná az áramot és fényerőt.

• Magas Young-modulus és húzós ereje: A bizonyosnak képesnek kell lennie kijárni a mechanikai stressznek, amit a saját súlya és rezgései okoznak, anélkül, hogy lehullana vagy törölne el.

• Elegendő rugalmasság: A bizonyosnak képesnek kell lennie nagyon vékény dróttá húzódni anélkül, hogy törölje el vagy repedne.

• Képesség a filamet formájú konvertálásra: A bizonyosnak képesnek kell lennie spirállá vagy dupla spirállá formázódni, ami növeli a felszínét és fényerőjét anélkül, hogy növelné a hosszát vagy ellenállását.

• Magas hőmérsékleti ellenállás: A bizonyosnak képesnek kell lennie kijárni a folyamatos melegedési és hűlési ciklusokat anélkül, hogy gyengebbé vagy elfogyné.

Milyen típusú lámpabizonyos anyagok vannak?

Különböző típusú anyagokat használtak a lámpabizonyos készítéséhez az évek során. Néhány ilyen anyag a következő:

Szén

A szén volt az első anyag, amit Edison és más feltalálók használtak a lámpabizonyos készítéséhez. Magas olvadásponttal (3500°C), alacsony párológási nyomással, magas ellenállással (1000-7000 µΩ-cm) és alacsony hőmérsékleti ellenállás-változási együtthatóval (-0.0002 to -0.0008 /°C) rendelkezik. Ugyanakkor alacsony oxidációs ellenállással, magas hőmérsékleti kiterjesztési együtthatóval (2 to 6 /K), alacsony húzós erejével és magas elbogarodtási hatással a lámpára. A szénfilametek hatékonysága kb. 4.5 lumen per watt (lm/W) és működési hőmérséklete akár 1800°C.

A szént használják nyomásérzékeny ellenállások, amelyeket automatikus feszültség szabályozókban, valamint szén kefeleket, amelyeket DC gépekben használnak.

Tantal

A tantal Werner von Bolton vezetésével került be mint lámpabizonyos anyag 1902-ben. Magas olvadásponttal (2900°C), alacsony párológási nyomással, magas ellenállással (12.4 µΩ-cm) és alacsony hőmérsékleti kiterjesztési együtthatóval (6.5 /K) rendelkezik. Ugyanakkor alacsony oxidációs ellenállással, magas hőmérsékleti ellenállás-változási együtthatóval (0.0036 /°C), alacsony húzós erejével és alacsony hatékonysággal (3.6 W/candle power). A tantalfilametek működési hőmérséklete akár 2000°C.

A tantalt már nem használják széles körben lámpabizonyos anyagként a magas energiagaltsága és ritkasága miatt.

Wolfrám

A wolfrám a leggyakrabban használt anyag a lámpabizonyos készítéséhez ma. William D. Coolidge vezetésével került be 1910-ben. Rendkívül magas olvadásponttal (3410°C), alacsony párológási nyomással, magas ellenállással (5.65 µΩ-cm), magas húzós erejével, magas oxidációs ellenállással és alacsony elbogarodtási hatással a lámpára. Ugyanakkor magas hőmérsékleti ellenállás-változási együtthatóval (0.005 /°C) és magas hőmérsékleti kiterjesztési együtthatóval (4.3 /K). A wolfrámfilametek hatékonysága kb. 12 lm/W és működési hőmérséklete akár 2500°C.

A wolfrámot használják elektrodaként X-sugár-készülékekben és elektromos kapcsolóanyagként bizonyos alkalmazásokban.

Hogyan készülnek a lámpabizonyosok?

A lámpabizonyosok különböző folyamatok segítségével készülnek, attól függően, hogy milyen anyagot használnak. Néhány ilyen folyamat a következő:

Szén