Het omzetten van een schakelaar - en in een oogwenk een donkere kamergetransformeerd, werden de details van de kleinste elementen van het interieur zichtbaar. Zo verspreidt de energie van een klein apparaat zich onmiddellijk en overspoelt alles rondom met licht. Waarom creëer je zo'n krachtige straling? Het antwoord zit verborgen in de naam van de verlichtingsarmatuur, die een gloeilamp wordt genoemd.
De oorsprong van de eerste gloeilampendateren uit het begin van de 19e eeuw. De lamp verscheen eerder iets later, maar het effect van de gloed van platina en koolstofstaven onder invloed van elektrische energie is al geprobeerd waar te nemen. Twee moeilijke vragen rezen de wetenschappers:
De meest vruchtbare op dit gebied waren het onderzoek en de uitvindingen van de Russische wetenschapper Alexander Nikolajevitsj Lodygin en de Amerikaan Thomas Edison.
Lodygin stelde voor het te gebruiken alsgloeidraadelement koolstofstaven die zich in een afgesloten kolf bevonden. Het nadeel van het ontwerp was de moeilijkheid om lucht weg te pompen, waarvan de overblijfselen bijdroegen aan de snelle verbranding van de staven. Maar toch brandden zijn lampen enkele uren en werden ontwikkelingen en patenten de basis voor het maken van duurzamere apparaten.
De Amerikaanse wetenschapper Thomas Edison, die zich vertrouwd had gemaakt metdoor de werken van Lodygin maakte hij een effectieve thermoskan, waarin hij een koolstofdraad van bamboevezel plaatste. Edison voorzag de lampvoet ook van een schroefdraadverbinding die inherent is aan moderne lampen, en vond veel elektrische elementen uit, zoals: een connector, een zekering, een draaischakelaar en nog veel meer. De efficiëntie van de Edison-gloeilamp was klein, hoewel hij tot 1000 uur kon werken en praktisch werd gebruikt.
Vervolgens werd voorgesteld om in plaats van koolstofelementen vuurvaste metalen te gebruiken. De wolfraamgloeidraad die in moderne gloeilampen wordt gebruikt, was ook gepatenteerd door Lodygin.
Het ontwerp van een gloeilamp is al meer dan honderd jaar niet fundamenteel veranderd. Het bevat:
Wanneer een elektrische stroom door de spiraal gaat,het warmt onmiddellijk op tot de hoogste temperaturen tot 2700 graden. Dit komt door het feit dat de spoel een hoge stroomweerstand heeft en er veel energie wordt besteed om deze weerstand te overwinnen, die als warmte vrijkomt. De warmte warmt het metaal (wolfraam) op en het begint fotonen van licht uit te zenden. Vanwege het feit dat de kolf geen zuurstof bevat, oxideert wolfraam niet tijdens verhitting en brandt het niet uit. Het inerte gas zorgt ervoor dat de hete metaaldeeltjes niet verdampen.
De efficiëntie laat zien hoeveelhet percentage verbruikte energie wordt omgezet in nuttig werk, en wat niet. In het geval van een gloeilamp is het rendement laag, aangezien slechts 5-10% van de energie naar lichtemissie gaat, de rest komt vrij als warmte.
De efficiëntie van de eerste gloeilampen, waar het gloeilamplichaamde carbon staaf die uitstak, was nog kleiner in vergelijking met moderne apparaten. Dit komt door extra verliezen door convectie. Opgerolde filamenten hebben een lager percentage van deze verliezen.
De efficiëntie van een gloeilamp is rechtstreeks afhankelijk vancoil verwarming temperatuur. Een lampspiraal van 60 W verwarmt standaard tot 2700 ºС, terwijl het rendement slechts 5% is. Het is mogelijk om de verwarmingswaarde te verhogen tot 3400 ºС door de spanning te verhogen, maar dit verkort de levensduur van het apparaat met meer dan 90%, hoewel de lamp helderder zal schijnen en het rendement zal toenemen tot 15%.
Het is verkeerd om te denken dat het vermogen van de lamp toeneemt(100, 200, 300 W) leidt alleen tot een toename van de efficiëntie omdat de helderheid van het apparaat is toegenomen. De lamp begon feller te schijnen door het grotere vermogen van de spiraal zelf, en door de grotere lichtopbrengst. Maar de energiekosten zijn ook gestegen. Daarom zal het rendement van een gloeilamp van 100 W ook binnen 5-7% liggen.
Gloeilampen zijn er in verschillende uitvoeringen en functionaliteiten. Ze zijn onderverdeeld in verlichtingsapparaten:
Gloeilampen hebben hun eigen kenmerken. De positieve zijn:
Negatief:
Er zijn verlichtingslampen waarvan het principe fundamenteel verschilt van de werking van gloeilampen. Deze omvatten gasontladingslampen en LED-lampen.
Boog- of gasontladingslampen zijnveel, maar ze zijn allemaal gebaseerd op de gloed van een gas wanneer er een boog ontstaat tussen de elektroden. Gloed vindt plaats in het ultraviolette spectrum, dat vervolgens wordt omgezet in zichtbaar voor het menselijk oog door door een fosforcoating te gaan.
Het proces vindt plaats in een gasontladingslampomvatten twee werkfasen: het creëren van een boogontlading en het handhaven van ionisatie en gloeien van het gas in de kolf. Daarom hebben alle soorten van dergelijke verlichtingsarmaturen een huidig regelsysteem. Fluorescerende apparaten hebben een hoger rendement in vergelijking met het rendement van een gloeilamp, maar zijn onveilig omdat ze kwikdamp bevatten.
LED-verlichtingsapparaten zijnmeest moderne systemen. De efficiëntie van een gloeilamp en een LED-lamp is onvergelijkbaar. In het laatste geval bereikt het 90%. Het werkingsprincipe van een LED is gebaseerd op het gloeien van een bepaald type halfgeleider onder invloed van spanning.
De levensduur van een conventionele gloeilamp wordt verkort als:
Als de lamp doorbrandt, maar de lamp niet instort,dan kun je hem vervangen nadat hij volledig is afgekoeld. Schakel de stroom uit wanneer u dit doet. Bij het vastschroeven van de lamp hoeft u uw ogen er niet op te richten, vooral als het niet mogelijk is om de elektriciteit uit te schakelen.
Toen de kolf barstte maar zijn vorm behieldhet is raadzaam om een katoenen doek te nemen, deze in meerdere lagen op te rollen en, de lamp ermee vast te klemmen, het glas te verwijderen. Gebruik vervolgens een tang met geïsoleerde handgrepen, schroef de voet voorzichtig los en schroef een nieuwe lamp vast. Alle werkzaamheden moeten worden uitgevoerd terwijl de voedingsspanning is uitgeschakeld.
Ondanks het feit dat de efficiëntie van de gloeilampis een klein percentage en het heeft steeds meer concurrenten, het is relevant op veel gebieden van het leven. Er is zelfs de oudste gloeilamp die al meer dan honderd jaar continu in bedrijf is. Is dit niet een bevestiging en bestendiging van het geniale denken van een persoon die de wereld probeert te veranderen?
