Egy kapcsoló billentése – és egy pillanat alatt egy sötét szobaátalakult, láthatóvá váltak a belső tér legkisebb elemeinek részletei. Így egy kis készülékből származó energia azonnal szétterül, és mindent eláraszt körülötte fénnyel. Mi késztet arra, hogy ilyen erős sugárzást hozzon létre? A válasz a világítótest nevében rejlik, amit izzólámpának neveznek.
Az első izzólámpák eredeteszázad elejére nyúlnak vissza. Inkább valamivel később jelent meg a lámpa, de már próbálták megfigyelni a platina és a szénrudak elektromos energia hatására felvillanó fényének hatását. A tudósok két nehéz kérdéssel szembesültek:
A legtermékenyebbek ezen a területen Alekszandr Nyikolajevics Lodygin orosz tudós és az amerikai Thomas Edison kutatásai és találmányai voltak.
Lodygin javasolta a használatátizzóelem szénrudak, amelyek egy lezárt lombikban voltak. A kialakítás hátránya a levegő kiszivattyúzásának nehézsége volt, amelynek maradványai hozzájárultak a rudak gyors égéséhez. Ennek ellenére lámpái több órán át égtek, és a fejlesztések és a szabadalmak lettek az alapjai a tartósabb eszközök létrehozásának.
Thomas Edison amerikai tudós, miután megismerkedettLodygin művei alapján hatékony vákuumlombikot készített, amelybe bambuszszálból készült szénszálat helyezett. Edison a lámpatalpot a modern lámpákban rejlő menetes csatlakozással is ellátta, és számos elektromos elemet feltalált, mint például: dugaszoló csatlakozó, biztosíték, forgókapcsoló és még sok más. Az Edison izzólámpa hatékonysága kicsi volt, bár akár 1000 órát is tudott működni, és gyakorlati alkalmazásai is voltak.
Ezt követően a szénelemek helyett tűzálló fémek használatát javasolták. A modern izzólámpákban használt wolframszálat szintén Lodygin szabadalmaztatta.
Az izzólámpák kialakítása alapvetően nem változott több mint száz éve. Magába foglalja:
Amikor elektromos áram halad át a spirálon,azonnal felmelegszik a legmagasabb hőmérsékletre akár 2700 fokig. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a spirál nagy áramellenállással rendelkezik, és sok energiát fordítanak ennek az ellenállásnak a leküzdésére, ami hőként szabadul fel. A hő felmelegíti a fémet (volfrám), és elkezd fényfotonokat bocsátani. Tekintettel arra, hogy a lombik nem tartalmaz oxigént, a wolfram nem oxidálódik melegítés közben, és nem ég ki. Az inert gáz megakadályozza a forró fémrészecskék elpárolgását.
A hatékonyság megmutatja, hogy mennyia ráfordított energia százaléka hasznos munkává alakul át, és mi nem. Az izzólámpa esetében a hatásfok alacsony, hiszen az energiának mindössze 5-10%-a megy fénykibocsátásra, a többi hőként szabadul fel.
Az első izzólámpák hatásfoka, ahol az izzótesta szénrúd kilógott, a modern eszközökhöz képest még kisebb volt. Ez a további konvekciós veszteségeknek köszönhető. A tekercses izzószálaknál kisebb a veszteség százalékos aránya.
Az izzólámpa hatékonysága közvetlenül attól függtekercs fűtési hőmérséklete. Alapesetben egy 60 W-os lámpaspirál 2700 ºС-ra melegszik fel, miközben a hatásfok mindössze 5%. A feszültség növelésével a fűtési érték 3400 ºС-ra emelhető, de ez több mint 90% -kal csökkenti a készülék élettartamát, bár a lámpa fényesebben fog világítani, és a hatásfok 15% -ra nő.
Téves azt gondolni, hogy a lámpa teljesítményének növekedése(100, 200, 300 W) csak azért vezet hatékonyságnövekedéshez, mert megnőtt a készülék fényereje. A lámpa a spirál nagyobb ereje és a nagyobb fénykibocsátás miatt kezdett fényesebben világítani. De az energiaköltségek is növekedtek. Ezért a 100 W-os izzólámpa hatásfoka is 5-7% között lesz.
Az izzólámpák különféle kivitelben és funkciókban kaphatók. Világítóeszközökre oszthatók:
Az izzólámpás világítóeszközöknek saját jellemzőik vannak. A pozitívumok közé tartozik:
Negatív irányba:
Vannak világítólámpák, amelyek elve alapvetően különbözik az izzólámpák működésétől. Ide tartoznak a gázkisüléses és LED-lámpák.
Van egy nagysok, de mindegyik a gáz izzásán alapul, amikor az elektródák között ív keletkezik. A lumineszcencia az ultraibolya spektrumban történik, amely azután egy foszforbevonaton áthaladva az emberi szem számára láthatóvá alakul.
A folyamat gázkisüléses lámpában zajlikkét munkafázisból áll: ívkisülés létrehozása és a gáz ionizációjának és izzásának fenntartása a lombikban. Ezért az ilyen világítótestek minden típusa rendelkezik áramvezérlő rendszerrel. A fénycsövek hatásfoka nagyobb, mint az izzólámpáké, de nem biztonságosak, mivel higanygőzt tartalmaznak.
A LED-es világítóberendezéseka legmodernebb rendszerek. Egy izzólámpa és egy LED lámpa hatékonysága összehasonlíthatatlan. Ez utóbbiban eléri a 90%-ot. A LED működési elve egy bizonyos típusú félvezető izzásán alapul, feszültség hatására.
A hagyományos izzólámpa élettartama lerövidül, ha:
Ha a lámpa kiégett, de az izzó nem esett össze,majd a teljes kihűlés után cserélheti. Ha ezt teszi, kapcsolja ki a készüléket. A lámpa becsavarásakor nem kell a szemét annak irányába irányítani, főleg ha nem lehet kikapcsolni az áramot.
Amikor a lombik szétrepedt, de megtartotta alakját,célszerű pamutkendőt venni, több rétegben feltekerni, és a lámpát összekulcsolva próbáljuk eltávolítani az üveget. Ezután szigetelt fogantyúval ellátott fogóval óvatosan csavarja le az alapot, és csavarjon be egy új lámpát. Minden műveletet lekapcsolt tápfeszültség mellett kell végrehajtani.
Annak ellenére, hogy az izzólámpa hatékonyságakis százaléka, és egyre több versenytársa van, az élet számos területén aktuális. Még a legrégebbi izzó is létezik, amely több mint száz éve folyamatosan működik. Ez nem a világ megváltoztatására törekvő ember gondolati zsenialitásának megerősítése és állandósítása?
