बल्ब फिलामेन्ट सामग्री: तपाईंले जान्नुपर्ने कुरा
बल्ब को फिलामेंट एक पतला तार हो, जो एक विद्युत धारा गुजरने पर चमकता है। यह एक इंकैंडेसेंट लाइट बल्ब का मुख्य घटक है, जो फिलामेंट को उच्च तापमान तक गर्म करके प्रकाश उत्पन्न करता है। फिलामेंट सामग्री को उच्च तापमान को सहन करने और चमकदार और स्थिर प्रकाश उत्पन्न करने के लिए कुछ विशेष गुण होने चाहिए। इस लेख में, हम अलग-अलग बल्ब फिलामेंट सामग्रियों के इतिहास, विशेषताओं और उपयोगों का अध्ययन करेंगे, साथ ही इंकैंडेसेंट लाइट बल्बों के फायदे और नुकसान का भी विवेचन करेंगे।
इंकैंडेसेंट लाइट बल्ब क्या है?
एक इंकैंडेसेंट 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 चमक नहीं आता। फिलामेंट एक काँच के बल्ब में संलग्न होता है जिसमें एक वैक्यूम या एक निष्क्रिय गैस होती है जो फिलामेंट सामग्री के ऑक्सीकरण और वाष्पीकरण से रोकती है। बल्ब आधार पर दो धातु संपर्कों से विद्युत स्रोत से जुड़ा होता है, जो दो मजबूत तारों से जुड़े होते हैं जो फिलामेंट को जगह पर रखते हैं।
इंकैंडेसेंट प्रकाश का सिद्धांत 18वीं और 19वीं शताब्दी में कई आविष्कारकों द्वारा खोजा गया था, लेकिन 1879 में थॉमस एडिसन द्वारा पहला व्यावहारिक और व्यापारिक रूप से सफल इंकैंडेसेंट लाइट बल्ब विकसित किया गया था। उन्होंने एक कार्बनाइज्ड बांस के फिलामेंट का उपयोग किया जो लगभग 1200 घंटों तक चला। बाद में, उन्होंने अपने डिजाइन में सुधार किया और एक कार्बनाइज्ड कपास धागे के फिलामेंट का उपयोग किया जो लगभग 1500 घंटों तक चला।
एक अच्छे बल्ब फिलामेंट सामग्री के गुण क्या हैं?
बल्ब फिलामेंट सामग्री को निम्नलिखित गुण होने चाहिए ताकि यह एक इंकैंडेसेंट 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 टिकना चाहिए।
कम वाष्प दाब: फिलामेंट उच्च तापमान पर वाष्पीकृत या उपशीतल नहीं होना चाहिए, जो बल्ब को काला कर देगा और इसकी चमक और दक्षता को कम कर देगा।
ऑक्सीकरण से मुक्त: फिलामेंट उच्च तापमान पर ऑक्सीजन या बल्ब में अन्य गैसों के साथ प्रतिक्रिया करना नहीं चाहिए, जो इसे खराब या जलने का कारण बनेगा।
उच्च प्रतिरोधकता: फिलामेंट को उच्च विद्युत प्रतिरोध होना चाहिए, जिसका अर्थ है यह विद्युत धारा के प्रवाह का विरोध करता है। इससे यह गर्म हो जाता है और धारा गुजरने पर प्रकाश उत्पन्न करता है।
कम ऊष्मीय विस्तार गुणांक: फिलामेंट को गर्म होने या ठंडा होने पर महत्वपूर्ण रूप से विस्तारित या संकुचित नहीं होना चाहिए, जो इसे विकृत या टूटने का कारण बनेगा।
कम-तापमान गुणांक प्रतिरोध: फिलामेंट को गर्म होने या ठंडा होने पर अपने प्रतिरोध में महत्वपूर्ण रूप से बदलना नहीं चाहिए, जो इसकी धारा और चमक को प्रभावित करेगा।
उच्च यंग मापांक और टेंसिल शक्ति: फिलामेंट को अपने वजन और कंपन के कारण होने वाले यांत्रिक तनाव को सहन करने की क्षमता होनी चाहिए बिना झुके या टूटे।
पर्याप्त डक्टिलिटी: फिलामेंट को बिना टूटे या फूटे बहुत पतले तार में खींचने की क्षमता होनी चाहिए।
फिलामेंट के आकार में परिवर्तित होने की क्षमता: फिलामेंट को एक कुंडल या डबल कुंडल के रूप में बनाया जा सकना चाहिए, जो इसके लंबाई या प्रतिरोध को बढ़ाए बिना इसके सतह क्षेत्र और चमक को बढ़ाता है।
उच्च थकान रोध: फिलामेंट को बार-बार गर्म होने और ठंडा होने के चक्रों को सहन करने की क्षमता होनी 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 से कुछ नीचे सूचीबद्ध हैं:
कार्बन
कार्बन एडिसन और अन्य आविष्कारकों द्वारा बल्ब फिलामेंट बनाने के लिए पहली सामग्री थी। इसका पिघलने का बिंदु (3500°C), कम वाष्प दाब, उच्च प्रतिरोधकता (1000-7000 µΩ-cm) और कम-तापमान गुणांक प्रतिरोध (-0.0002 to -0.0008 /°C) है। हालांकि, इसका ऑक्सीकरण रोध, ऊष्मीय विस्तार गुणांक (2 to 6 /K), टेंसिल शक्ति, और बल्ब पर कालापन का प्रभाव कम है। कार्बन फिलामेंट की दक्षता लगभग 4.5 ल्यूमेन प्रति वाट (lm/W) और 1800°C तक का संचालन तापमान है।
कार्बन दबाव-संवेदनशील प्रतिरोधक बनाने के लिए भी उपयोग किया जाता है, जो स्वचालित वोल्टेज नियंत्रकों में और कार्बन ब्रश में, जो DC मशीनों में उपयोग किया जाता है।
टैंटलम
टैंटलम 1902 में वर्नर वॉन बोल्टन द्वारा एक बल्ब फिलामेंट सामग्री के रूप में पेश किया गया था। इसका पिघलने का बिंदु (2900°C), कम वाष्प दाब, उच्च प्रतिरोधकता (12.4 µΩ-cm) और कम ऊष्मीय विस्तार गुणांक (6.5 /K) है। हालांकि, इसका
