Prinċipju tal-Lanġas Incandescenti u Konstruzzjoni tal-Lanġas Incandescenti

Il-ħalqa tal-ġoljiet elektrika li tgħixxi fuq il-prinċipju tal-fenomenu tal-incandescenza jiġi tkellim bħala Ħalqa tal-Ġoljiet tal-Inkandesenza. B'għajnun oħra, il-ħalqa tal-ġoljiet li tgħixxi minħabba l-għajn tal-filament mkaula mill-kurrent elektrika li tagħmel fil-filament, jiġi tkellim bħala ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza.

Kif Jingħixxu l-Ħalqa tal-Ġoljiet tal-Inkandesenza?

Meta objett jieħu ħot, l-atoms fil-objett jiġu mitmexxin termikament. Jekk l-objett ma jiddehebx, l-elektwoni f’l-orbit esterni tal-atoms jiġu ftit fl-levell ta’ enerġija infequ. L-elektwoni fuq dawn il-levelli ta’ enerġija infequ mhux stabbili, u jiġu ftit lura fil-levelli ta’ enerġija infequ. Waqt li jiġu ftit lura, l-elektwoni jiġu sbuħ jew jirrilascjaw l-enerġija addizzjonali f’forma ta’ fotoni. Dawn il-fotoni jiġu emessi mill-pjazza tal-objett f’forma ta’ radiżjazzjoni elettromagnetika.

Din ir-radiżjazzjoni tihni diversi wavelengths. Parti minnhom huwa fil-kamp ta’ wavelengths visibbli, u parti sostanzjali huma fil-kamp tal-infrared. Il-mudell elettromagnetiku bil-wavelengths fit-tramut tal-infrared huwa energija tal-ħalib, u l-mudell elettromagnetiku bil-wavelengths fit-tramut visibbli huwa energija tal-ġoljiet.

L-inkandesenza tneħħi produzzjoni ta’ ġoljiet visibbli permezz ta’ skaldatura ta’ objett. L-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza tgħixxi fuq is-silġ prinċipju. L-forma asbaħ tas-silġ tas-sors artifiċjal tal-ġoljiet permezz tal-kurrent elektriku hi l-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza. Hawn naqsmu kurrent elektriku biex jaslu permezz tal-filament ftit biex jipproduċi ġoljiet visibbli. Il-kurrent jirriżulta fil-tempertira tal-filament li tisla qattan li jagħmil luminosità.

Tarrikh tal-Ħalqa tal-Ġoljiet tal-Inkandesenza

Normalment, tiġi konsiderata li Thomas Edison kien l-inventur tal-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza, imma l-istorja reali ma kienetx hekk. Kien hemm numru ta’ scienziati li xghajru u disegnu prototipi għal-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza qabel Edison. Minnu, kien il-fiziku brittaniku Joseph Wilson Swan. Mis-silġ, sabet li rċeiv il-brevetta l-ewwel għal-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza. Wara Edison u Swan ikolloku biex ipproduċu l-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza bl-aqwa skala kommersjali.

Konstruzzjoni tal-Ħalqa tal-Ġoljiet tal-Inkandesenza

Il-filament huwa attaccat permezz ta’ żewġ fili tal-ħalib. Fili tal-ħalib huwa attaccat mal-kontatt tal-piedi u l-ieħor huwa terminat fuq il-bażi metalika tal-bulb. Żewġ il-fili tal-ħalib jiġu passa permezz ta’ appoggju tal-ħalib montat fl-ħalib ta’ taqsima tal-bulb. Żewġ appoġġji tal-ħalib wkoll attacca l-appoggju tal-ħalib, huma użati biex issostenghu l-filament fil-parti medja tiegħu. Il-kontatt tal-piedi huwa isolat mill-bażi metalika permezz ta’ materjali insulanti. Is-sistema kollha tkompli permezz ta’ bulb tal-ħalib trasparent jew moħħa jew moħħa b’fasfar. Il-bulb tal-ħalib jista’ jiġi amminta bl-ħalib inert jew jiġi lassat f’vakuum skond ir-rating tal-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza.

Il-filament tal-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza huwa evacwat ftit tal-ħalib permezz ta’ bulb tal-ħalib ta’ forma u dimesjon adattati. Din il-bulb tal-ħalib tigħti biex tilaqsi l-filament mid-dinja madwarha biex tikteb l-ossidazzjoni tal-filament u biex tikminimi l-kurrent konvezzjoni madwar il-filament sabiex tikseb l-tempertira tal-filament alta.

Il-bulb tal-ħalib huwa lassat f’vakuum jew amminta bl-ħalib inert kif argon b’perċentagg żgħir tal-nitrogen fid-pressjoni bassa. L-ħalib inert huma użati biex ikminimu l-evaporazzjoni tal-filament waqt is-servizz tal-lampi. Imma għal effett tal-flus konvezzjoni tal-ħalib inert fil-bulb, ikun hemm xans kbir li tintbu l-ħalib tal-filament waqt operazzjoni.

Ftitar, ivakuu huwa insulanti kbir ta’ ħalib, imma jiċċelera l-evaporazzjoni tal-filament waqt operazzjoni. Fl-każ tal-lampi tal-inkandesenza amminiti bl-ħalib, 85% tal-argon misħah bi 15% tal-nitrogen huma użati. Oċasjonalment, krypton jista’ jiġi użat biex ikminimu l-evaporazzjoni tal-filament għax il-pes tal-molekola tal-ħalib tal-krypton huwa abbaż.

Imma dan jiġi b’prezz magħruf. Fuq pressjoni ta’ 80% tal-pressjoni atmosferika, l-ħalib jiġu amminuti fl-bulb. L-ħalib jiġi amminut fl-bulb mal-rating akbar minn 40 W. Imma għal bulbi inqas minn 40 W; ma jkunx hemm ħalib amminut.

Il-parti diversi tal-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza huma muraffa hawn ta’ hawn.

Filament tal-Ħalqa tal-Ġoljiet tal-Inkandesenza

Fl-ħin preżenti, l-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza huma disponibbli f’diversi ratings ta’ watt ka 25, 40, 60, 75, 100 u 200 watts etj. Hemm diversi formi tal-bulb, imma bsabiex, dawn kollha huma rotondi. Hemm tri materjali ewlenin użati għall-prodotti tal-filament tal-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza, u dawn huma karbonju, tantalum, u tungsten. Il-karbonju kien użat avvant prematurament għal materjal tal-filament, imma preżentament it-tungsten huwa l-iżjed użat għad-danim.

Il-punt tal-daħwa tal-filament tal-karbonju huwa suġġerent 3500oC, u l-tempertira tal-operazzjoni ta’ din il-filament huwa suġġerent 1800oC, li għalhekk il-xans tal-evaporazzjoni huwa abbaż. Għalhekk, l-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza tal-karbonju mhumiex msadda minn oskurità għal evaporazzjoni tal-filament. L-oskurità tal-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza toħroġ meta molekoli tal-materjal tal-filament jiġu depositati fuq l-inwall tal-bulb tal-ħalib għal evaporazzjoni tal-filament waqt operazzjoni.

Din l-oskurità tivvjaġġa prominent wara l-aħħar ta’ l-ħajja tal-lampa. L-effiċjenza tal-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza tal-karbonju mhux tajba hija suġġerent 4.5 lumens per watt. It-tantalum kien użat bħal filament, imma l-effiċjenza tiegħu hija ħafifa, hija suġġerent 2 lumens per watt. Dan għalhekk it-tantalum huwa ħafif użat bħal element filament.

Il-materjal tal-filament l-iżjed użat fl-ħin preżenti huwa it-tungsten għal effiċjenza luminosa tajba. Huwa jistgħi jipproduċi 18 lumens per watt meta jioperazzjona fuq 2000oC. Din l-effiċjenza tista’ tkun suġġerent 30 lumens per watt meta jioperazzjona fuq 2500oC. Il-punt tal-daħwa mgħoddi huwa kriterju importanti għal materjal tal-filament għalhekk li għandu jioperazzjona fuq temperturi ħafifa mingħajr ma jevapora.

Anki it-tungsten għandu punt tal-daħwa abbaż minn dak tal-karbonju, imma it-tungsten huwa aktar preferibbli bħal materjal tal-filament. Dan għalhekk il-temperturi tal-operazzjoni mgħodda li jgħini lit-tungsten jkun iżjed effiċjenti luminosament. Il-forza mekanika tal-filament tal-tungsten hija abbaż biex tissoddisfa l-vibrazzjonijiet mekanika.

L-Aħħar ta’ l-Ħalqa tal-Ġoljiet tal-Inkandesenza

Xejn minn l-teknoloġija tal-manufactura, kull tip ta’ l-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza għandu xahar ta’ aħħar approssimat. Dan għal fenomenu tal-evaporazzjoni tal-filament li jistgħu jkunu minimizzati imma ma jistgħux jkunu evitat kemmiena.

Għal evaporazzjoni tal-filament, il-bulb tal-ħalib jiġi oskur fit-tmiegħ. Għal evaporazzjoni tal-filament, il-filament jiġi ftit biex jgħaddi l-filament iktar efifient luminosament u l-aħħar, il-filament jiġi ftit. Waqt li l-ħalqa tal-ġoljiet huma attaccati direttament mal-line tal-supply, l-fluttuazzjonijiet tal-volt tal-line, jaffettwaw l-prestazzjoni tal-bulb.

Sabet li l-effiċjenza luminosa tal-ħalqa tal-ġoljiet tal-inkandesenza hija proporzjonali għal kvadrat tal-volt tal-supply imma fl-istess ħin, l-aħħar ta’