Izpiroko Lampanaren Printzipioa eta Izpiroko Lampanaren Eraikuntza

Elektrikoa iturri luzazkoaren funtsezkoa incandescencia fenomenoaren araberakoa da, eta hori Incandescent Lamp izeneko lanperna da. Bestela esanda, lanperna hau filamentoaren erdietsia elektrizitatearen fluxuak eragindua denean lanean dago, elektrizitate-fluxua bidez, eta hori incandescent lamp deritzo.

Zer moduan Lanezen Lanpernak Funtzionatzen Dituzte?

Objektu bat hotza egiten denean, objektuko atomoi termikoki aktibatu egiten dira. Objektuak ez badute erretika, atomoen orbita kanpo elektronak emandako energia bidez maila energiko gehiagora igotzen dira. Maila energiko gehiagoko elektronak ez dira estabilak, beraz, berriz ere maila energiko txikiagoetara jaisten dira. Maila energiko altuetatik behera jaitsi beharrean, elektronak haien energia gehigarria fotonei bihurtzen dute. Fotono hauek ondoren objektuaren gainazalera electromagnetic radiazio gisa irten egiten dira.

Radiazio honek oso desberdinak dituen haztasunak izango ditu. Haztasunen zati bat ikusgai den tartean kokatuta dago, eta haztasun asko infragorriko tartean. Infragorriko haztasunei dagokizun electromagnetikoa kaloreenergia da, eta ikusgai den haztasunei dagokizuna argienergia da.

Incandescentek argia sortzen dute objektu bat hotza egitearen bidez. Incandescent lanperna funtzionatzen du bereizi. Elektrizitatearen bidez erabilitako argiaren iturri artifiziala arrunta da. Hemen elektrizitate-fluxua erabiltzen dugu filamendu fina eta pixka bat garbitasun handiagoarekin pasatzeko. Fluxua filamenduaren tenperatura ahalik eta gehien igotzen du, horrela luminosoa bihurtzen da.

Incandescent Lanpernen Historia

Arrunt Thomas Edison dela kontatzen da incandescent lanpernen sorrularia, baina benetako historia ez da horrela. Edison aurretik zenbait zientzialari lan egin zuen eta diseinatu zuen prototipoak incandescent lanpernetarako. Batzuk britainiar fisikari Joseph Wilson Swan izan ziren. Ondorioz, lehen patentua lortu zuen incandescent lanpernetarako. Geroago, Edison eta Swan elkarte hartu zuten lanperna hauen ekoizpena eskala handian egin nahi dutenean.

Incandescent Lanpernen Eraikuntza

Filamendua bi kable-ren indarraren artean lotuta dago. Kable bati oinarrizko kontaktu bat lotuta dago, eta beste kablea burbuilaren oinarri metalikora amaitzen da. Bi kableak burbuilaren beheko erdian kokatutako kristalaren sustapen baten zehar pasatzen dira. Kristalaren sustapenari lotuta dauden bi kable sostengatzaileak filamenduaren erdian sostengatzen dute. Oinarrizko kontaktua oinarri metalikotik isolatuta dago insulante material baten bidez. Sistemaren guztiak koloredu, fosforoaren gaineko edo transparente burbuila bat barruan egon da. Burbuila inert gaspean beteta edo vakuum bezala mantentzen da, incandescent lanpernen balorazioaren arabera.

Incandescent lanpernen filamendua inguruaren airea kenduta dago burbuila kristal batetan. Burbuila hau filamendua inguruaren airea kenduta dago, filamenduaren oxidazioa saihesteko eta filamenduaren inguruko konvektiboa minimoa izateko, horrela filamenduaren tenperatura altua mantentzen da.

Burbuila kristal bat baliabidea edo inert gaspean (argon) beteta dago, azotik % gutxi bat barne, presio baxuan. Inert gasak filamenduaren eboluzioa minimizatzen dute lanpernaren zerbitzu aldetan. Baina burbuilen barruan gas inertren konvektiboa delako, filamenduaren tenperatura galduko du lan aldian.

Baliabideak abantaila handia du kalore isolante gisa, baina filamenduaren eboluzioa azeleratzen du lan aldian. Gas-beteta dauden incandescent lanpernetan, argonaren %85 eta azotaren %15 erabiltzen da. Aldiz, kripton erabili daiteke filamenduaren eboluzioa murrizteko, kripton gasaren pisua handiagoa baita.

Gasak atmosferaren presioaren %80-etan burbuila betetzen dira. Burbuila wattetan 40 baino gehiagoko balorazioa duen kasuan gas betetzen da. Wattetan 40 baino gutxiagoko burbuiletan, gasik ez da erabili.

Hemen agertzen dira incandescent lanpernen atal desberdinak.

Incandescent Lanpernen Filamendua

Gaur egun, incandescent lanpernak desberdintasun wattetan daude eskuragarri, 25, 40, 60, 75, 100 eta 200 wattetan. Burbuilen formak desberdinak daude, baina oinarrian zirkularra dute. Filamendu hauen tres material daude, karbon, tantalum eta tungsten. Karbona aurrekoan filamendu material gisa erabiltzen zen, baina orain tungstena gehien erabiltzen da.

Karbon filamenduaren puntu hutsegitea 3500ºC da, eta filamendu hau 1800ºC-etan funtzionatzen da, beraz, eboluzioaren probabilitasuna txikiagoa da. Horregatik, karbon filamenduko lanpernek ez dute ilunegitea, filamenduaren eboluzioak burbuilaren barrualdean materiala jartzen duelako. Ilunegitea lanperna hauetan lanaldi luzean agertzen da.

Karbon filamenduko lanpernen efizientzia ez da ona, 4.5 lumen/watt da. Tantaluma filamendu gisa erabiltzen zen, baina efizientzia oso txikia du, 2 lumen/watt. Tantalum oso gutxi erabiltzen da filamendu elementu gisa.

Gaur egun erabiltzen den filamendu material gehienetan tungsten da, bere efizientzia luminoa handia delako. 2000ºC-en funtzionatzen duenean 18 lumen/watt ematen ditu. Efizientzia hau 2500ºC-en 30 lumen/watt izan daiteke. Puntu hutsegite handia filamendu material nagusi da, altu tenperaturatan lan egitea baldintzan dagoelako.

Tungstena karbonarekin alderatuta puntu hutsegite txikiagoa du, baina tungsten gehiago hobesten da filamendu material gisa. Altu tenperaturak tungstena efizientzia luminoa handiagoa ematen digute. Tungsteno filamenduaren erresistentzia mekanikoa oso handia da oszilazio mekanikoak suportatzeko.

Incandescent Lanpernen Iraupena

Ekoizpen teknologia dena da, incandescent lanpern guztiek iraupen aproksimatu bat dute. Hori filamenduaren eboluzioaren fenomenoaren ondorioz gertatzen da, minimizatu daitekeen baina ez daitezkeen saihestu.

Filamenduaren eboluziok burbuila iluntzen du denboran zehar. Filamenduaren eboluziok filamendua txikiago bihurtzen du, horrek filamenduaren efizientzia luminoa txikitzen du eta azkenik filamendua trinkatzen da. Filamenduak zuzenean erloju linearekin konektatuta daudenez, lineako tensio aldaketak lanpernaren prestazioa eragiten dute.

Ikusten da incandescent lanpern baten efizientzia luminoa proportzionala da erloju linealeko tensioaren karratuarekin, baina aldi berean, lanpernaren iraupena inversio proporzionala da erloju linealeko tensioaren 13. edo 14. berretura. Incandescent lanpernen baliabide nagusiak horietako kostu txikiak direla eta espazio txikietan argitu ahal direla. Baina lanpern hauen efizientzia energetiko ez da ona, eta sarrera elektrikoaren 90% kalore gisa galdu egiten da.

Incandescent Burbuilen Eskuragarritasuna Merkatuan

Merkatuan burbuil guztiak formak eta tamainu desberdinak dituzte. PS30 lanpernak piru-forma du, T12 burbuila tubularra da 1.5 inchi diametroko, R40 burbuila reflektore bat da 5 inchi diametroko. Wattetan 25, 40, 60, 75, 100, 150 eta 200W daude merkatuan. Ondorengo taula incandescent lanperna garrantzitsu datuak ematen dizkiegu.

Erakutsia: Jaso originaria, artikulu ontzien partekatzeko balio dute, edozein eskarmentu zuzenean eskaintzeko.