Sifa ya Taa ya Kinyesi na Undani wa Taa ya Kinyesi

Kitu cha umeme chenye mwanga ambacho huchukua kwa kutumia mfano wa mafuniko ya joto inatafsiriwa kama Mwanga wa Mafuniko. Kwa maneno mengine, mwanga ambao hufanya kazi kwa sababu ya mafuniko ya filament yake kujihisi kutokana na kurejeshi kwa umeme kupitia filament, unatafsiriwa kama mwanga wa mafuniko.

Jinsi Mwangaza wa Mafuniko Huchukua Kazi

Wakati chochote kinachofika moto, atoms ndani ya kitu hiki huwa na uwezo wa kujihisi joto. Ikiwa kitu hiki halivyo paa, electrons za orbit zingine za atoms huenda kwenye kiwango cha nishati cha juu kutokana na nishati iliyotolewa. Electrons zenye kiwango cha nishati cha juu hayaja salama, wana kurudi kwenye kiwango cha chini. Wakati wanarudi kutoka kiwango cha juu hadi kiwango cha chini, electrons huzitumia nishati yao ya ziada kwa njia ya photons. Photons hizi zinatoka kwenye pembeni la kitu hiki kwa njia ya radiasi ya electromagnetic.

Hii radiasi itakuwa na urefu tofauti. Sehemu ya urefu ni katika kiwango cha kuoneka, na sehemu kubwa ya urefu ni katika kiwango cha infrared. Radiasi ya electromagnetic yenye urefu wa wavelength katika kiwango cha infrared ni nishati ya joto na radiasi ya electromagnetic yenye urefu wa wavelength katika kiwango cha kuoneka ni nishati ya mwanga.

Mafuniko inatafsiriwa kama kutengeneza mwanga kuonekana kwa kutumia joto. Mwanga wa mafuniko huchukua kazi kwa hali hiyo. Aina ya rahisi ya chanzo cha mwanga kunyetesha kutumia umeme ni mwanga wa mafuniko. Hapa tunatumia kurejeshi kwa umeme ili kufika filament ili kutoa mwanga kuonekana. Umeme hutegemea joto la filament hata ipate kuonekana.

Taarifa za Mwanga wa Mafuniko

Marajan mara Thomas Edison anapatahitaji kuwa mwandishi wa mwanga wa mafuniko, lakini tarikhia hakikuu haikuwa kama hivyo. Waki wa watu wa sayansi walikuwa wametumaini na kudesign prototype ya mwanga wa mafuniko kabla ya Edison. Moja yao ilikuwa ni mwanasayansi wa Uingereza Joseph Wilson Swan. Kutokana na rekodi, tayari alipata patent ya kwanza ya mwanga wa mafuniko. Baadaye Edison na Swan walijumuisha ili kutengeneza mwanga wa mafuniko kwa kiwango cha biashara.

Ujenzi wa Mwanga wa Mafuniko

Filament unahusishwa na mitindo miwili. Mitindo moja imehusishwa na contact ya foot na kingine imepigwa kwenye base ya kimetali ya bulb. Miti yote miwili yanapita kwenye support ya glass imewekwa kati ya chini ya bulb. Mitindo miwili pia yamehusishwa na glass support, yanatumika kusaidia filament kwenye sehemu ya kati yake. Contact ya foot imefungwa kutoka base ya kimetali na materials za insulating. Namba nzima imefunika kwa bulb ya glass yenye rangi au coated na phasphare au safi. Bulb ya glass inaweza kuwa na gases za inert au inaweza kuwa vacuum kulingana na rating ya mwanga wa mafuniko.

Filament wa mwanga wa mafuniko imefunika kwa glass bulb yenye shape na ukubwa sahihi. Hii glass bulb inatumika kusafisha filament kutoka air ya mzunguko ili kukosa oxidation ya filament na kuchanganuliwa convention current yenye filament ili kukosa temperature ya filament kuwa juu.

Bulb ya glass inaweza kuwa vacuum au inajaza na gases za inert kama argon na asilimia ndogo za nitrogen kwa pressure chache. Gases za inert zinatumika kusafisha evaporation ya filament wakati wa huduma ya bulbs. Lakini kutokana na convection flow ya gas za inert ndani ya bulb, utakuwa na fursa nyingi zaidi za kupoteza joto la filament wakati wa matumizi.

Ten tena, vacuum ni insulation nzuri ya joto, lakini inafanya evaporation ya filament wakati wa matumizi. Katika soko la bulbs za mafuniko zenye gas, 85% ya argon imezamiana na 15% ya nitrogen inatumika. Mara nyingi krypton inaweza kutumika kusafisha evaporation ya filament kwa sababu molecular weight ya gas ya krypton ni kubwa sana.

Lakini inapatikana kwa bei kubwa. Kwenye atmospheric pressure ya 80%, gases zinajaza kwenye bulb. Gas zinajaza kwenye bulb yenye rating zaidi ya 40 W. Lakini kwa bulb zaidi ya 40 W, hakuna gas zinatumika.

Sehemu mbalimbali za mwanga wa mafuniko zimeonyeshwa chini.

Filament ya Mwanga wa Mafuniko

Sasa, mwanga wa mafuniko unaelekea kwa ratings tofauti kama vile 25, 40, 60, 75, 100 na 200 watts. Kuna shapes tofauti za bulbs, lakini kwa kawaida, zote zinajumuisha rounded. Kuna materials tatu muhimu zinazotumika kwa filament ya mwanga wa mafuniko, na hizi ni carbon, tantalum, na tungsten. Carbon ilikuwa inatumika kabla kwa filament, lakini sasa tungsten ni zaidi ya kutumika kwa huo maana.

Melting point ya filament ya carbon ni karibu 3500oC, na operating temperature ya filament hii ni karibu 1800oC, kwa hiyo chances za evaporation ni chache. Kwa sababu filament ya carbon, mwanga wa mafuniko hawana darkening kutokana na evaporation ya filament. Darkening ya filament lamp hupatikana wakati molecules za material ya filament zinapatikana kwenye inner wall ya glass bulb kutokana na evaporation ya filament wakati wa matumizi.

Darkening hii hupatikana baada ya lifespan refu ya bulb. Efficiency ya filament ya carbon si mzuri ni karibu 4.5 lumens per watt. Tantalum ilikuwa inatumika kama filament, lakini efficiency yake ni chache, ni karibu 2 lumens per watt. Kwa hiyo, tantalum haiwezekani kutumika kama filament element.

Material ya filament zaidi ya kutumika sasa ni tungsten kwa sababu ya luminous efficacy yake. Inaweza kutumia 18 lumens per watt wakati ana operate kwenye 2000oC. Efficacy hii inaweza kuwa karibu 30 lumens per watt wakati ana operate kwenye 2500oC. Melting point inayozidi ni criterion muhimu kwa material ya filament kwa sababu inapaswa kufanya kazi kwenye joto kubwa bila kuwa evaporated.

Ingawa tungsten ina melting point kidogo chache kuliko carbon, tungsten ni zaidi ya kutumika kama material ya filament. Kwa sababu ya operating temperatures zinazozidi zaidi, tungsten ni zaidi ya luminous efficient. Mechanical strength ya filament ya tungsten ni kubwa kwa kutosha kusaidia vibrations.

Lifespan ya Mwanga wa Mafuniko

Ingawa teknolojia ya kutengeneza, aina yoyote ya mwanga wa mafuniko ina lifespan approximative. Kwa sababu ya filament evaporation phenomenon ambayo inaweza kukurutisha lakini hautaweza kuzuia kabisa.

Kwa sababu ya filament evaporation, bulb ya glass ina darkening kwa muda. Kwa sababu ya filament evaporation, filament hupungua kubwa na hii huchanganya luminous efficiency na hivi karibuni filament huporomoka. Kama filament lamps zinapatikana kwenye power supply line, voltage fluctuations zinaweza kubadilisha performance ya bulb.

Tumeona kwamba luminous efficacy ya mwanga wa mafuniko ni directly proportional na square ya supply voltage lakini hivyo pia, lifespan ya bulb ni inversely proportional na 13th hadi 14th power ya supply voltage. Faides muhimu za mwanga wa mafuniko ni kwamba zina bei chache na ni vizuri sana kwa lighting kwenye eneo ndogo. Lakini bulbs hizi haziwezi kuwa energy efficient na ingawa 90% ya input electrical energy inapoteza kama heat.

Uwekezaji wa Mwanga wa Mafuniko katika Soko

Kuna shapes na sizes zenye madhara katika soko. PS30 lamps na pear shape, T12 bulb ni tubular na diameter 1.5 inch, R40 bulb ni reflector bulb envelope na diameter 5 inches. Kulingana na availability ya wattage, bulbs zinapatikana katika