Αρχή Φωτοβολίδας και Δομή της Φωτοβολίδας

Η ηλεκτρική πηγή φωτός που λειτουργεί με την αρχή του επιφανειακού φαινομένου ονομάζεται Επιφανειακή Λάμπα. Με άλλα λόγια, η λάμπα που λειτουργεί λόγω της εκλάμψης του καθοδηγού που προκαλείται από ηλεκτρικό ρεύμα που διαρρέει τον καθοδηγό, ονομάζεται επιφανειακή λάμπα.

Πώς Λειτουργούν οι Επιφανειακές Λάμπες;

Όταν ένα αντικείμενο ζεσταίνεται, τα άτομα μέσα στο αντικείμενο γίνονται θερμικά ενεργοποιημένα. Αν το αντικείμενο δεν χυθεί, τα ηλεκτρόνια στα έξω όρβιτα των ατόμων πηδούν σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας λόγω της παραχθείσας ενέργειας. Τα ηλεκτρόνια σε αυτά τα υψηλότερα επίπεδα ενέργειας δεν είναι σταθερά, πάλι πέφτουν σε χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας. Κατά την πτώση από υψηλότερα σε χαμηλότερα επίπεδα ενέργειας, τα ηλεκτρόνια απελευθερώνουν την επιπλέον ενέργεια τους σε μορφή φωτόνιων. Αυτά τα φωτόνια εκδίδονται από την επιφάνεια του αντικειμένου σε μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.

Αυτή η ακτινοβολία θα έχει διάφορες μήκη κύματος. Ένα μέρος των μηκών κύματος βρίσκεται στο εύφαντο φάσμα μηκών κύματος, ενώ ένα σημαντικό μέρος των μηκών κύματος βρίσκεται στο ενεργειακό φάσμα. Η ηλεκτρομαγνητική κύμα με μήκη κύματος μέσα στο εύφαντο φάσμα είναι ενέργεια φωτός.

Επιφανειακό σημαίνει την παραγωγή εύφαντου φωτός μέσω της θέρμανσης ενός αντικειμένου. Μια επιφανειακή λάμπα λειτουργεί με την ίδια αρχή. Η απλούστερη μορφή της τεχνητής πηγής φωτός χρησιμοποιώντας ηλεκτρισμό είναι η επιφανειακή λάμπα. Εδώ χρησιμοποιούμε ηλεκτρικό ρεύμα να διαρρέει μέσα σε έναν λεπτό και λεπτό καθοδηγό για να παράγει εύφαντο φως. Το ρεύμα αυξάνει τη θερμοκρασία του καθοδηγού σε τέτοιο βαθμό ώστε να γίνει φωτεινός.

Ιστορία της Επιφανειακής Λάμπας

Συνήθως θεωρείται ότι ο Θόμας Έντισον ήταν ο εφευρέτης της επιφανειακής λάμπας, αλλά η πραγματική ιστορία δεν ήταν έτσι. Υπήρξαν αρκετοί επιστήμονες που εργάστηκαν και σχεδίασαν πρωτότυπα για την επιφανειακή λάμπα πριν από τον Έντισον. Ο ένας από αυτούς ήταν ο βρετανός φυσικός Τζόζεφ Γουίλσον Σουον. Από τα αρχεία, βρίσκεται ότι έλαβε την πρώτη πάτεντα για την επιφανειακή λάμπα. Αργότερα, ο Έντισον και ο Σουον ενώθηκαν για να παράγουν επιφανειακές λάμπες σε εμπορική κλίμακα.

Κατασκευή της Επιφανειακής Λάμπας

Ο καθοδηγός είναι εγκατεστημένος σε δύο ηλεκτρικά σύρματα. Ένα ηλεκτρικό σύρμα είναι συνδεδεμένο με το επαφή του πόδιου και το άλλο τελειώνει στη μεταλλική βάση της λάμπας. Και τα δύο ηλεκτρικά σύρματα διασχίζουν την υποστήριξη από γυάλι που είναι εγκατεστημένη στο κάτω μέσο της λάμπας. Δύο στηρίζοντα σύρματα επίσης είναι εγκατεστημένα στην υποστήριξη από γυάλι, χρησιμοποιούνται για να υποστηρίξουν τον καθοδηγό στη μέση του. Η επαφή του πόδιου είναι απομονωμένη από τη μεταλλική βάση με απομονωτικά υλικά. Το σύνολο του συστήματος είναι κατεστημένο με ένα χρωματιστό ή φωτοφωρικό ή διαφανές γυαλινό φωτιστικό σώμα. Το γυαλινό φωτιστικό σώμα μπορεί να είναι γεμάτο με αδρανή αέρια ή να είναι κενό, ανάλογα με την ισχύ της επιφανειακής λάμπας.

Ο καθοδηγός των επιφανειακών λαμπών είναι εγκατεστημένος σε ένα γυαλινό σώμα του κατάλληλου σχήματος και μεγέθους. Αυτό το γυαλινό σώμα χρησιμοποιείται για να απομονώσει τον καθοδηγό από το περιβάλλοντος αέρα, προκειμένου να προληφθεί η οξείδωση του καθοδηγού και να μειωθεί η συντονισμένη ροή περιβάλλοντος αέρα γύρω από τον καθοδηγό, έτσι ώστε να διατηρηθεί υψηλή η θερμοκρασία του καθοδηγού.

Το γυαλινό σώμα είτε είναι κενό είτε γεμάτο με αδρανή αέρια όπως το αργόνιο με μικρό ποσοστό αζώτου σε χαμηλή πίεση. Τα αδρανή αέρια χρησιμοποιούνται για να μειωθεί η εξάτμιση του καθοδηγού κατά τη διάρκεια της λειτουργίας των λαμπών. Ωστόσο, λόγω της συντονισμένης ροής των αδρανών αερίων μέσα στο γυαλινό σώμα, υπάρχουν μεγαλύτερες πιθανότητες απώλειας θερμότητας από τον καθοδηγό κατά τη λειτουργία.

Πάλι, το κενό είναι ένα μεγάλο απομονωτικό υλικό θερμότητας, αλλά επιταχύνει την εξάτμιση του καθοδηγού κατά τη λειτουργία. Στην περίπτωση των λαμπών με αέριο, χρησιμοποιείται 85% αργόνιο με 15% αζώτου. Περιοδικά, μπορεί να χρησιμοποιηθεί κρύπτον για να μειωθεί η εξάτμιση του καθοδηγού, καθώς το μοριακό βάρος του αέριου κρύπτον είναι αρκετά υψηλό.

Ωστόσο, κοστίζει περισσότερο. Σε περίπου 80% της ατμοσφαιρικής πίεσης, τα αέρια είναι γεμάτα στο γυαλινό σώμα. Το αέριο είναι γεμάτο στο γυαλινό σώμα με δύναμη πάνω από 40 W. Αλλά για λάμπες με δύναμη λιγότερη από 40 W, δεν χρησιμοποιείται αέριο.

Τα διάφορα μέρη μιας επιφανειακής λάμπας εμφανίζονται παρακάτω.

Καθοδηγός της Επιφανειακής Λάμπας

Σήμερα, οι επιφανειακές λάμπες είναι διαθέσιμες σε διάφορες ισχύες, όπως 25, 40, 60, 75, 100 και 200 watts κ.ά. Υπάρχουν διάφορα σχήματα φωτιστικών σωμάτων, αλλά βασικά όλα είναι στρογγυλά. Υπάρχουν κυρίως τρία υλικά που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή του καθοδηγού των επιφανειακών λαμπών, και αυτά είναι το άνθρακας, το ταντάλιο και το όλυνθο. Ο άνθρακας χρησιμοποιείτο προηγουμένως ως υλικό καθοδηγού, αλλά σήμερα χρησιμοποιείται περισσότερο το όλυνθο.

Η σημείο ομοιότητας τ