Vifaa vya Uelewa kuhusu Mteremko wa Bulb

Namba ya utetezi ni safu ndogo inayokua wakati kila kutoka wa umeme unapopita nayo. Ni muundo mkuu wa taa ya mwanga wa joto, ambayo huchanganya mwanga kupitia kuongeza joto la utetezi hadi kiwango cha juu. Mteremko wa utetezi lazima uwe na sifa fulani za kutumaini joto na kutengeneza mwanga wa nguvu na ustawi. Katika makala hii, tutajadili historia, vitindo, na matumizi ya mifano mbalimbali ya mteremko wa utetezi, pamoja na faida na madhara ya taas za mwanga wa joto.

Nini Taa ya Mwanga wa Joto?

Taa ya mwanga wa joto ni taa ya umeme inayochanganya mwanga kupitia kuongeza joto la utetezi hadi kiwango cha juu hata ikawa na mwanga. Utetezi unaokolewa katika gilasi ya taa ambayo ina upimaji au gesi isiyotumaini ili kukosa maendeleo ya utetezi. Taa inahusishwa na chanzo cha nguvu na miaka miwili ya nyama yenye magundicha na utetezi.

Sura ya mwanga wa joto ilipatikana na wachangiaji wengi wa karne ya 18 na 19, lakini taa ya mwanga wa joto ya kwanza ya kufanya kazi na ya kufanikiwa komeshni ilianzishwa na Thomas Edison mwaka 1879. Alikutumia utetezi wa bambu uliochafuta ambao ulikuwa na uzito wa saa zaidi ya 1200. Baada ya hilo, alibadilisha ubora wake kutumia utetezi wa thelu wa kapa ambao ulikuwa na uzito wa saa zaidi ya 1500.

Vyoo Vyavyo vya Mteremko Bora wa Taa?

Mteremko wa taa lazima uwe na vyoo vyavyo vifuatavyo ili kufanya kazi kwa vizuri kama chanzo cha mwanga wa joto:

• Kiwango kikubwa cha kuchoma: Utetezi lazima aweze kudumu kwenye majoto ya juu kiasi gani kabisa hadi 2500°C bila kuchoma au kuganda.

• Uviri mdogo: Utetezi lazima usiweze kuhisi au kusublima kwenye majoto ya juu, ambayo ingechanganya taa na kuridhi uwiano na nguvu yake.

• Siyo na ukuaji: Utetezi lazima asitumaini na oxygen au gesi mengine katika taa kwenye majoto ya juu, ambayo ingechanganya kwa kuchoma au kuganda.

• Kiwango kikubwa cha kutatiza: Utetezi lazima awe na kiwango kikubwa cha kutatiza, ambayo inamaanisha kwamba huwezekewa kutoka kwa umeme. Hii hutengeneza joto na kutengeneza mwanga wakati umeme unapopita nayo.

• Ukubwa chache kwa mteremko wa kupanua kwa joto: Msimbo hupaswi kupanuka au kukutana sana wakati ukifunika au ukizimika, ambayo itachanganya au kuvunjika.

• Ukubwa chache kwa mteremko wa upimaji wa joto: Msimbo hupaswi kubadilisha upimaji wake sana wakati ukifunika au ukizimika, ambayo itaathiri umeme na uwezo wa kuwaka.

• Ung'wa wa Young mkali na nguvu ya kutegemea: Msimbo lazima aweze kudumu kwenye mshikamano wa kimataifa unaoelekezwa na uzito wake mwenyewe na mzunguko bila kugongwa au kuvunjika.

• Ukuaji wa kutosha: Msimbo lazima aweze kupewa kama simu chache sana bila kuvunjika au kugongwa.

• Uwezo wa kutumika kama muundo wa msimbo: Msimbo lazima aweze kutengenezwa kama mwiko au mwiko wa pili, ambayo hutolea eneo lake la mzunguko na uwezo wa kuwaka bila kuongeza urefu au upimaji.

• Udhibiti mkali wa mapenzi: Msimbo lazima aweze kukidhiki kwa mara nyingi ya kufunika na kuzimika bila kuchoka au kushindwa.

Vyaapi vya Vifaa vya Kufanya Msimbo wa Taa?

Vifaa vingine vingine vilivyotumiwa kwa muda mrefu katika kutengeneza msimbo wa taa. Baadhi yao ya vifaa haya ni:

Carbone

Carbone ndilo vifaa vya kwanza vilivyotumiwa kwa kutengeneza msimbo wa taa na Edison na wafundishaji wengine. Lina tope la kupungua (3500°C), upimaji wa chini, upimaji mkali (1000-7000 µΩ-cm), na mteremko mdogo wa upimaji wa joto (-0.0002 hadi -0.0008 /°C). Hata hivyo, lina dharura ya kupungua ya chini, mteremko mkali wa kupanua (2 hadi 6 /K), nguvu ya kutegemea chini, na matokeo mkali wa kujaza taa. Msimbo wa carbone ana ufanisi wa takriban 4.5 lumens kwa watu (lm/W) na tope la kutumika hadi 1800°C.

Carbone pia linatumika kwa kutengeneza resistors zinazopendekeza upimaji, zinazotumiwa katika mashine za kutengeneza upimaji wa kiotomatiki, na nyororo za carbone, zinazotumiwa katika machines DC.

Tantalum

Tantalum ulikuwa umeshiriki kama chombo cha filamu ya bulb na Werner von Bolton mwaka wa 1902. Ina joto la kusimama (2900°C) kina vigezo visivyo magumu, uchunguzi mdogo wa moshi, utokaji mkubwa (12.4 µΩ-cm), na tofauti ndogo ya kubadilika kwa joto (6.5 /K). Hata hivyo, ina ukosefu wa uwezekano wa kukosa moshi, kiwango cha juu cha kutofautiana kwa joto (0.0036 /°C), nguvu ndogo ya kuvalana, na ubora mdogo (3.6 W/candle power). Filamu za Tantalum zinaweza kufanya kazi hadi 2000°C.

Tantalum haifanyiki sana kama chombo cha filamu ya bulb sasa kutokana na ubora wake mdogo na ukosefu wake.

Tungsten

Tungsten ni chombo chenye matumizi mengi sasa kufanya filamu za bulb. Ilikuwa ilianzishwa kutumika na William D. Coolidge mwaka wa 1910. Ina joto la kusimama (3410°C) kina vigezo visivyo magumu, uchunguzi mdogo wa moshi, utokaji mkubwa (5.65 µΩ-cm), nguvu nyingi ya kuvalana, ukimekana wa moshi mkubwa, na tofauti ndogo ya kujaa kwa bulb. Hata hivyo, ina kiwango cha juu cha kutofautiana kwa joto (0.005 /°C) na kiwango cha juu cha kutofautiana kwa joto (4.3 /K). Filamu za Tungsten zinaweza kufanya kazi hadi 2500°C na ubora wa takriban 12 lm/W.

Tungsten pia hutumika kama electrode katika vituo vya X-ray na kama chombo cha majengo ya umeme katika matumizi fulani.

Jinsi Filamu za Bulb Zinavyofanyika?

Filamu za bulb zinavyofanyika kwa njia mbalimbali kulingana na chombo kinachotumiwa. Baadhi ya njia hizo zinajulikana chini:

Carbon

Filamu za carbon zinavyofanyika kwa kutumia viwanda vya mazingira kama vile mswaki, nyoka, pulp ya karatasi, na vyovyavyo, kwenye mazingira isiyofanya kazi (1000-1500°C). Chombo kilichovuliwa kisha hupelekwa kwenye vibonde vilivyopanuliwa na kuvalana kwenye maingiliano.

Tantalum

Filamu za Tantalum zinavyofanyika kwa kutumia teknolojia za powder metallurgy. Chemsha ya Tantalum huchanganyika na binder na kuhifadhiwa kwenye vibonde au vibonde. Vibonde au vibonde vinahitaji kusafiri kwenye joto la juu (2000-2500°C) kwenye moshi wa chanya au mazingira isiyofanya kazi. Vibonde au vibonde vilivyosafiri kwenye joto vinavuliwa kwenye vibonde vilivyopanuliwa na kuvalana kwenye maingiliano.

Tungsten

Filamu za Tungsten zinavyofanyika kwa hatua kadhaa:

• Mwanga wa Tungsten unapakua kutoka kwa minerals wa wolframite au scheelite na kubadilika kwenye asidi ya tungstic au ammonium para tungstate.

Asidi ya tungstini au amoni para tungstate hutengenezwa na gesi ya hidrojen kutokana na vifaa vi vya tungsten.

• Vifaa vi vya tungsten huwaukana na kubindu na hufunguliwa hadi kuwa magari au mitindo.

• Magari au mitindo huchochwa katika joto kikuu (2000-3000°C) katika uwanja wa ukame au mazingira ya gesi isiyotumika.

• Magari au mitindo yaliyochoka huwaukana na kupiga ili kuwa madogo zaidi.

• Magari au mitindo yaliyowekwa madogo zaidi huchukua njia ya vito vya diamond ili kuwa vizuri zaidi (10-50 µm).

• Mitindo maovu huchomwa (kuhifadhiwa) katika joto wazi (1000-1500°C) katika gesi ya hidrojen ili kuboresha ubora wao wa kukata na nguvu.

• Mitindo maovu yaliyochomwa hulenga kwenye magamba au magamba mawili.

Ni Nini Faidesi na Makosa ya Vitunguu vya Tungsten?

Vitunguu vya tungsten vina faidesi na makosa kidogo chache kulingana na aina nyingine za mafunzo ya mwanga kama vile vitunguu vya fluorescent, vitunguu vya LED, na kadhaa. Baadhi yao yanayofanikiwa ni ifuatavyo:

Faidesi

• Hupatia mwanga mzima wenye utaratibu mzuri wa rangi (CRI).

• Ni rahisi na rasilimali kamili sana kutengeneza na kutumia.

• Zinaweza kurudishwa rahisi bila kuathiri joto lake la rangi.

• Zinaweza kutumika katika viwango vya chini na mzunguko wa umeme bila kuathiri upimaji.

• Zinaweza kushinda magonjwa na mizigo zaidi kuliko aina nyingine za vitunguu.

Makosa

• Wana ufanisi mdogo (10-20 lm/W) kulingana na aina nyingine za vitunguu (50-200 lm/W).

• Wana muda mfupi (1000-2000 masaa) kulingana na aina nyingine za vitunguu (10,000-50,000 masaa).

• Wanapata joto sana (90% ya nishati inapatikana kama joto) ambayo inaweza kuongeza gharama za kupanda joto na hatari za moto.

• Wanatumia umeme zaidi kuliko aina nyingine za vitunguu, ambayo inaweza kuongeza matumizi ya gaz za chombo na athari ya mazingira.

• Wana vifaa vidogo kama vile vitunguu vya kioo na filamu vya vibaya ambavyo vinaweza kuganda rahisi.

Kulimisha

Filamu za vitunguu ni sehemu muhimu za vitunguu vya tungsten vinavyopatia mwanga kwa kutetemeka wakati mzunguko wa umeme unapopita. Vifaa vingine kama vile karboni, tantalum, na tungsten vilivyotumiwa miaka mingi na tofauti za vitu na ufanisi. Tungsten ni vifaa vya kutumika zaidi leo kwa sababu ya joto lake kikuu, chini ya uhamiaji, upimaji mkubwa, ukosefu wa kutengenezwa, na athari ndogo ya kutumaini vitunguu. Lakini, vitunguu vya tungsten pia vina makosa kama vile ufanisi mdogo, muda mfupi, kupata joto sana, kutumia umeme sana, na vifaa vidogo. Kwa hiyo, wanajihusishwa na aina nyingine za kutumia nishati na ya kuhifadhi mazingira, kama vile vitunguu vya fluorescent, vitunguu vya LED, na kadhaa, katika shughuli nyingi.

Kauli: Respekti asili, maelezo yayofaa kushiriki, ikiwa kuna ufisadi tafadhali wasiliana kusisitiza.