Жылжымдықтың материалы: Білү керек нәрселер
Жарықтың тіні - бұл өте жуық тел, оның ішінен электр ток өткенде оның айналасы жарылады. Бұл - инциденттік жарық лампасының негізгі бөлігі, ол тінін өте жоғары температураларға қалдыратында жарылып, жарық қалыптасады. Тіні материалы өте жоғары температураға сенімді болуы керек және яғни өте жарық және стабильді жарық беруі керек. Бұл мақалада біз әртүрлі лампа тіні материалдарының тарихын, қасиеттерін, пайдаланылуын, сондай-ақ инциденттік жарық лампalarының артықшылықтары мен есептеулерін зерттейміз.
Инциденттік жарық лампасы деген не?
Инциденттік жарық лампасы - бұл тінін өте жоғары температураға қалдыратында оның айналасы жарылатын электр жарық лампасы. Тіні стеклян лампада, оның іші вакуум немесе активті газмен толтырылған, сондықтан тіні материалының оксидациялануы және парлауы алып тасталады. Лампа төбесіндегі екі металл контакт арқылы энергия қажеттіліктеріне қосылатын, олар тінін орнында ұстау үшін екі жұмсақ телге қосылатын.
Инциденттік жарықтың принципі 18-ші және 19-ші ғасырларда бірнеше изобреторлар тарабынан ашылды, бірақ алғаш ресми және коммерциялық түрде жетістікке жеткен инциденттік жарық лампасы 1879 жылы Томас Эдисон тарабынан қалыптастырылды. Ол қолданылған қарағай қарбиді, ол 1200 сағатқа дейін жұмыс істеді. Кейінірек, ол қысылған хлопок тінін қолданып, оның өмір сүру уақыты 1500 сағатқа дейін артты.
Жақсы лампа тіні материалының қасиеттері қандай?
Лампа тіні материалының мына қасиеттері бар болуы керек, ол инциденттік жарық булак ретінде әсер ету үшін:
Жоғары еріту температурасы: Тіні 2500°C-ға дейінгі температурада еріп же жуықталпауы керек.
Төмен пар басы: Тіні өте жоғары температурада парлауы немесе сублимациялануы керек емес, бұл лампаның каратауына және оның жарықтың және әсерліліктің азайтуына әкеледі.
Оксидациядан таза: Тіні өте жоғары температурада лампадағы кисік немесе басқа газдармен реакцияға кіріспеуі керек, бұл оның коррозиялануына немесе жоюына әкеледі.
Жоғары резистивтілік: Тініде жоғары электр резистанс бар болуы керек, бұл оның электр токтың өтуіне қарама-қарсы қозғалады. Бұл тінін ыстыту және оның арқылы жарық шығаруына әкеледі.
Төмен термаль коэффициент: Тіні ыстықтың немесе соғуының нәтижесінде өте көп ұзыну немесе кемімелуі керек емес, бұл оның деформациялануына немесе жуықталуына әкеледі.
Төмен температура резистанс коэффициенті: Тіні ыстықтың немесе соғуының нәтижесінде өзгермеуі керек, бұл оның тока және жарықтың әсеріне әкеледі.
Жоғары Юнг модулі және сыналу күші: Тіні өзінің салмағы мен вибрациядан туындаған механикалық күшке ұстануы керек, ол ұзау болуы немесе жуықталуы керек емес.
Жеткілікті пластичность: Тіні өте жуық телге тартылғанда жуықталуы немесе жарылуы керек емес.
Тіні формасына айналу қабілеті: Тіні спирал немесе екі спирал формасына айналуы керек, бұл оның бетін арттыруына және жарықты арттыруына әкеледі, бірақ оның ұзындығы немесе резистансы артып кетпейді.
Жоғары усталық резистанс: Тіні өте көп рет ыстықтың немесе соғуының циклдерінен өтуі мүмкін, оның ұстануы немесе жоюы керек емес.
Лампа тіні материалдарының түрлері қандай?
Жылдар бойы лампа тіні үшін әртүрлі материалдар қолданылды. Мына материалдардың бірнешеуі төмендегідегідай:
Қарбиді
Эдисон және басқа изобреторлар қолданған қарбиді - бұл лампа тіні үшін қолданылған бірінші материал. Оның өте жоғары еріту температурасы (3500°C), төмен пар басы, жоғары резистивтілік (1000-7000 µΩ-cm) және төмен температура резистанс коэффициенті (-0.0002 до -0.0008 /°C). Бірақ, оның да төмен оксидация резистансы, жоғары термаль коэффициенті (2 до 6 /K), төмен сыналу күші және лампаның өте жоғары картауы бар. Қарбиді тінілерінің әсерлілігі қолма-қол 4.5 люмен/ватт (lm/W) және 1800°C-ға дейінгі ыстықтың жұмыс істеу температурасы бар.
Қарбиді автоматты реостаттар, олар вольт регуляторларында және DC машиналарында қолданылады.
Тантал
Тантал 1902 жылы Вернер фон Болтон тарабынан лампа тіні қолданылған. Оның өте жоғары еріту температурасы (2900°C), төмен пар басы, жоғары резистивтілік (12.4 µΩ-cm) және төмен термаль коэффициенті (6.5 /K) бар. Бірақ, оның да төмен оксидация резистансы, жоғары температура резистанс коэффициенті (0.0036 /°C), төмен сыналу күші және төмен әсерлілігі (3.6 Вт/свічка күші) бар. Тантал тінілерінің ыстықтың жұмыс істеу температурасы 2000°C-ға дейін болады.
Тантал қазір лампа тіні үшін қолданылмайды, себебі оның әсерлілігі төмен және ол өте сирек.
Вольфрам
Вольфрам - бұл қазіргі таңда лампа тіні үшін ең көп қолданылатын материал. Ол 1910 жылы Уильям Д. Кулідж тарабынан қолданылған. Оның өте жоғары еріту температурасы (3410°C), төмен пар басы, жоғары резистивтілік (5.65 µΩ-cm), жоғары сыналу күші, жоғары оксидация резистансы және төмен лампаның картауы бар. Бірақ, оның да жоғары температура резистанс коэффициенті (0.005 /°C) және жоғары термаль коэффициенті (4.3 /K) бар. Вольфрам тінілерінің әсерлілігі қолма-қол 12 lm/W және 2500°C-ға дейінгі ыстықтың жұмыс істеу температурасы бар.
Вольфрам X-ray түбектерінде электрод ретінде және басқа қолданбаларда электр контакт материалы ретінде қолданылады.
