İnçandescent Lampa Prinsipi və İnçandescent Lampın Quruluşu

İncələmə olgusu ilə işləyən elektrikli işıq mənbəsi İncələmə Lampası adlanır. Başqa bir deyişlə, elektrik akımı nəticəsində filamentin parlağından istifadə edilən lampa incandescent lamp adlanır.

Necə İncələmə Ləmpləri İşləyir?

Bir obyekt istələndikdə, o obyektin içindəki atomlar termal şəkildə heyranlaşır. Obyekt erimədikdə, atomların xarici orbit elektronları təmin edilən enerji nəticəsində yüksək enerji səviyyəsinə keçir. Bu yüksək enerji səviyyələrdə olan elektronlar sabit deyil, yenidən aşağı enerji səviyyələrinə düşür. Yüksək enerji səviyyələrindən aşağı enerji səviyyələrinə düşərkən, elektronlar özünə aid olan artıq enerjiyi fotonlar kimi buraxır. Bu fotonlar daha sonra obyektin səthindən elektromaqnit təbii işıqlar kimi buraxılır.

Bu təbii işıqlar müxtəlif dalğalı uzunluqlara malik olacaq. Dalğalı uzunluqlardan bir hissə görünən spektrdə, bir hissə isə infrakırmızı spektrdə yer alır. İnfrakırmızı spektrdəki elektromaqnit dalgalar isidir, görünən spektrdəki dalgalar isə işıq enerjisi olur.

İncələmə, bir obyektin istələnməsi nəticəsində görünən işığın yaradılmasını ifadə edir. İncələmə lampası eyni prinsiple işləyir. Elektrik ilə işləyən ən sadə işıq mənbəsi incələmə lampasıdır. Burada, in və zəif filamentin üzərindən elektrik akımı axmaqla görünən işıq yaradılır. Akım, filamentin temperaturunu belə həddə yüksəltir ki, o parlaq hala gəlir.

İncələmə Lampasının Tarixi

Adətən, Tomas Edisonun incələmə lampasının icadçısı olduğu düşünülür, amma faktiki tarix belə deyil idi. Edisondan əvvəl bir çox elmlədən bu lampaya prototip hazırlamışdı. Onlardan biri Britaniya fiziki Joseph Wilson Swan idi. Qeydlərdən göründüyü kimi, o incələmə lampası üçün ilk patent alan oldu. Daha sonra Edison və Swan bu lampaları kommersiya ölçüsində istehsal etmək üçün birləşdilər.

İncələmə Lampasının Quraşdırılması

Filament iki qoşulma telin arasına bağlanır. Bir qoşulma teli ayak kontaktına, digəri isə lampa metal bazasına bağlanır. Hər iki qoşulma teli lampa alt ortasında qurulmuş cam dəstəklənən vasitəsilə keçir. Filamentin orta hissəsini dəstəkləmək üçün iki dəstək teli də cam dəstəklənəyə bağlıdır. Ayak kontaktı izolyasiya materialı ilə metal bazadan ayrılmışdır. Bütün sistem rəngli, fosforlu qovuşmuş və ya şüşə lampa ilə kaplanır. Şüşə lampa inert gazlarla doldurulmuş və ya vakuumda saxlanılır, bu, incələmə lampasının reytinqinə bağlıdır.

İncələmə lampalarının filamenti uyğun forması və ölçüsü olan şüşə lampa ilə hava sıkıntısız evaku edilir. Bu şüşə lampa, filamenti ətrafındakı havadan izolyasiya etmək, filamentin oksidasiyasını önəmək və filamentin ətrafındakı konveksiya akımını minimal etmək, dolayısı ilə filamentin temperaturunu yüksək saxlamaq üçün istifadə olunur.

Şüşə lampa ya vakuumda saxlanılır, ya da argon kimi inert gazlarla az miqdarda azot ilə doldurulur. İnert gazlar, lampa xidmət göstərdikdə filamentin buharlaşmasını minimal etmək üçün istifadə olunur. Amma şüşə lampa içindəki inert gazın konveksiya akımı, lampa işlədikdə filamentin istisnası riskini artırır.

Vakuum, işi filamenti koruyan böyük isolator, amma lampa işlədikdə filamentin buharlaşmasını təzələyir. Gazlı incələmə lampalarında, 85% argon və 15% azot istifadə olunur. Kripton, filamenti buharlaşmasından qorumaq üçün istifadə oluna bilər, çünki kripton gazının molekulyalı çəkisi çox yüksəkdir.

Amma bu daha bahalıdır. Gazlar atmosferin təxminən 80% sıxığı ilə şüşə lampa içində doldurulur. Daha 40 W-dan yüksək reytinqli lampa üçün gaz doldurulur. Amma 40 W-dan aşağı reytinqli lampa üçün heç bir gaz istifadə olunmur.

İncələmə lampasının müxtəlif hissələri aşağıdakı kimi göstərilir.

İncələmə Lampasının Filamenti

Cari zamanlarda, incandescent lamps 25, 40, 60, 75, 100 və 200 vat və s. kimi müxtəlif voltajlı reytinqlərdə mövcuddur. Lampa müxtəlif formaları var, amma əsasən hamısı yuvarlaqlaşdırılmışdır. İncələmə lampalarının filamenti hazırlanması üçün əsasən üç material istifadə olunur, bunlar karbon, tantallum və volframdır. Karbon əvvəlcə filament materiali kimi istifadə olunurdu, amma indi ən çox volfram istifadə olunur.

Karbon filamentinin eriyən nöqtəsi təxminən 3500oC, və bu filamentin işləmə temperaturu təxminən 1800oC olduğundan, buharlaşma ehtimalı çox azdır. Bu səbəbdən, karbon filamentli incələmə lampaları, filamentin buharlaşmasından qaranlıqlaşmadan qorunur. Filamentin işləməsi nəticəsində filament materialinin molekullarının şüşə lampa daxili divarına qapanması ilə qaranlıqlaşma baş verir.

Qaranlıqlaşma, lampa uzun ömürlü olduqda ciddi hala gəlir. Karbon filamentli lampaların effektivliyi yaxşı deyil, təxminən 4.5 lumen per vat olur. Tantalum filament kimi istifadə olunsa da, effektivliyi çox pisdir, təxminən 2 lumen per vat olur. Bu səbəbdən, tantalum filament elementi kimi nadir istifadə olunur.

İndi ən çox istifadə olunan filament materialı volframdır, çünki onun yüksek işıq effektivliyi var. Volfram 2000oC-da işlədikdə 18 lumen per vat vermək olar. Bu effektivlik, 2500oC-da 30 lumen per wat-a qədər artırılabilir. Yüksek eriyən nöqtə, filament materialı üçün əsas kriteriyadır, çünki bu material çox yüksək temperaturda buharlaşmadan işləməlidir.

Volframın eriyən nöqtəsi karbondan bir az aşağı olsa da, volfram daha çox istifadə olunur. Bu, çox yüksək işləmə temperaturlarından və bu səbəbdən daha yüksək işıq effektivliyindən ilə bağlıdır. Volfram filamentinin mexaniki dayanıqlılığı, mekanik titrəmələrə qarşı dayanmaq üçün çox yüksəkdir.

İncələmə Lampalarının Ömrü

İstehsal texnologiyası nə olursa olsun, hər növ incələmə lampası bir nisbətdən artıq ömrə malikdir. Bu, tamamilə qarşısının alınmayan, amma minimal edilə bilən filamentin buharlaşması nəticəsidir.

Filamentin buharlaşması nəticəsində, şüşə lampa zamanla qaranlaşır. Filamentin buharlaşması nəticəsində, filament daha inalır, bu da filamentin işıq effektivliyini azaldır və sonunda filament kəsilir. İncələmə lampaları elektrik şəbəkəsinə doğrudan qoşulduğu üçün, şəbəkədəki voltaj dalgalanmaları, lamanın performansını təsirləyir.

İncələmə lampasının işıq effektivliyinin şəbəkə voltajının kvadratına mütəxsəs olduğunu, amma eyni zamanda, lampasının ömrünün 13th və 14th voltaj quvvetinə tərs orantılı olduğunu tapmışıq. İncələmə lampalarının əsas üstünlükləri, bu lampaların ucuz olması və kiçik sahələrdə işıqlandırma üçün uyğun olmasıdır. Amma bu lampalar enerji effektiv deyil və təxminən 90% girdi elektrik enerjisi istilik kimi itirilir.

Bazar Üzerindəki İncə