朴素, 工具和设备
操作时,器件的特性的原理和白炽灯的效率
翻转开关 - 和黑暗的房间突然变了,变得可见内部元件的最小的细节。 于是立即应用小型设备的能源,四周浇光。 是什么力量创造如此强大的辐射? 答案是隐藏在照明装置中,这就是所谓的灯泡的标题。
所述第一发光元件的历史
第一的起源 白炽灯泡 可追溯到19世纪初。 或者更确切地说,灯出现稍晚,但铂金光芒和炭棒的电能的影响下,效果已经尝试观看。 科学家们来了两位困难的问题:
- 发现高电阻材料能成为电流到发光状态的影响下热;
- 防止材料的快速燃烧在空气中。
最有成效的钢铁研究和发明的俄罗斯科学家亚历山德拉Nikolaevicha Lodygina和美国的托马斯·爱迪生的领域。
Lodygin提出作为白炽灯碳棒的元素,这是在密封管中使用。 该设计的缺点是空气抽排的复杂性,遗迹,贡献于杆的快速燃烧。 然而,燃烧了几个小时的灯,设计和专利成为一个更耐用设备的基础。
美国科学家 托马斯·爱迪生, 与作品Lodygina熟悉做出有效的保温瓶,这已经把竹纤维的煤炭线程。 爱迪生还提供的 灯座 螺纹连接,固有的现代灯,并发明了许多电气元件,如插入式连接器, 熔断器, 旋转开关,等等。 效率的白炽灯爱迪生是小,但它可以工作长达1000小时的时间,获得了实际应用。
随后,代替碳元素,有人提议使用的难熔金属。 钨灯丝,在今天的白炽灯使用,也申请了专利Lodygin。
设计与功能灯原理
设计白炽灯根本不变了一百多年。 它包括:
- 密封烧瓶边界的工作空间,并充有惰性气体。
- 帽,其具有螺旋形状。 它用来保持在一个支架上的灯和电将其与带电部件的连接。
- 领导从插座的电流线圈和导体持有它。
- 螺旋灯丝,加热并且其提供的光能量的辐射。
当电流通过线圈时,它被瞬间加热到最高温度达2700℃。 这是因为螺旋具有电流的很大的阻力,克服这种阻力会消耗大量的能量,这是释放热量。 热加热金属(钨),并且它开始发光的光子。 由于这样的事实,该烧瓶不含有在加热过程中的氧是没有钨的氧化,并且它不燃烧。 惰性气体保持热金属颗粒从蒸发。
什么是白炽灯的效率
效率比示出消耗被转换成有用功的能量的多少百分比,以及哪些不是。 在白炽灯效率的情况下是低的,因为仅5%-10%的能量的进入光的发射,其余被释放为热量。
效率优先白炽灯,其中碳棒担任发光体,是比今天的设备更小。 这是由于对流的额外损失。 螺旋灯丝有这些损失比例较低。
白炽灯效率取决于加热温度螺旋。 标准60瓦白炽灯螺旋加热至2700℃,只有5%的效率。 一个可加热的值升高到3400℃,增加电压,但它会降低90%以上的使用寿命,尽管灯会亮亮和效率将增加至15%。
错误地认为增加在灯(100,200,300 W)的功率会导致增加效率,因为增加了单元的亮度。 的灯是由于螺旋本身的较大功率的光更亮,但作为一个结果和更多的光输出。 但是,能源成本也增加了。 因此,100W的白炽灯的效率也是在5-7%的范围内。
灯泡品种
白炽灯有各种设计和功能。 他们被分为照明灯具:
- 一般应用。 这包括不同功率的家庭使用的灯,专为220 V的电源电压
- 装饰性能。 他们有一个非标准型号的灯泡,蜡烛,球和其他形状。
- 启蒙类型。 低功率灯与彩色涂层创造丰富多彩灯饰。
- 本地目的地。 设备安全电压高达40 V施加上 生产表, 照明作业机。
- 有镜面涂层。 灯,创建定向光。
- 信号类型。 它们用于工作在各种设备的仪表板。
- 对于运输。 宽范围的灯的增加的耐久性和可靠性。 由舒适的设计特点是,假设快速更换。
- 对于投影机。 大功率灯具,达到了10000瓦。
- 对于光学器件。 灯投影仪和类似设备。
- 换向器。 适用作为数字的节段LED显示仪表。
与白炽灯身体灯的正面和反面
照明电器辉光类型有自己的特色。 从积极的方面是:
- 螺旋的瞬间点火;
- 环境安全;
- 体积小;
- 合理的价格;
- 以创建不同的功率器件和与AC和DC电源的工作电压值的能力;
- 多功能性。
阴性:
- 白炽灯的效率低;
- 到电压灵敏度电涌,从而减少使用寿命;
- 工作时间短的时间内,以不超过1000;
- 灯火灾危险由于烧瓶的强加热;
- 设计脆弱性。
其他类型的照明
有 灯泡, 作用原理是从白炽灯的根本不同的。 这些包括放电和LED灯。
或电弧 放电灯 有很多的,但它们都是基于该气体在电极之间产生电弧的情况下的照射。 发射紫外线辐射,然后通过穿过磷光体涂层转化为可见光对人眼的光谱发生。
在放电灯中发生的过程,包括操作的两个步骤:创建和维持从灯泡的电弧放电和气体排放的电离。 因此,所有类型的照明装置是电流控制系统。 与白炽灯的效率相比,发光器件具有更高的效率,但是并不安全,因为它们含有汞蒸气。
LED照明装置是最先进的系统。 白炽灯和LED灯的效率是无法比拟的。 最后达到90%。 操作原理是基于应力的影响下某一类型的半导体的LED照明。
什么不喜欢白炽灯
使用寿命的传统的白炽灯泡将减少,如果:
- 电源电压是不断地从标称正确的照明器具太高。 这是由于在加热机构的工作温度的增加,并因此增加了金属合金的蒸发,导致其失效。 虽然在同一时间白炽灯的效率会比较长。
- 操作过程中急剧摇动灯。 当发光的金属到接近熔点的状态下,与螺旋的各圈之间的距离由于降低至物质的膨胀,任何机械,突然的移动可能会导致难以察觉眼睛绕组短路。 这降低了螺旋的电流的总电阻,它有助于其更大的加热和快速燃烧。
- 水分发生在加热的烧瓶中。 代替进入温度差发生时,产生玻璃破损。
- 手指卤素灯灯泡。 卤素灯是一种类型的白炽灯泡的,但有一个更多的光并加热进行。 当你触摸灯泡依然在你的手指看不见的油垢。 下的脂肪的温度的影响被燃烧以形成碳沉积物,这防止了热传递。 其结果,触摸位置玻璃开始熔化并溶胀或破裂,断裂内部的气体的条件,这导致燃烧螺旋。 卤素白炽灯具有更高的效率比普通。
如何更换灯泡
如果灯泡烧坏,但不破坏灯泡,取代它可以是一个完全冷却后。 它应该关闭电源。 当拧灯泡的眼睛不需要被发送到她的身边,特别是如果你关掉电力是不可能的。
当泡爆裂,但保留了形状,理想的是采取折叠成若干层和棉布,紧握着灯,尽量除去玻璃。 接着,一对具有绝缘手柄钳小心地拧松所述帽和螺杆新灯泡。 所有的操作应无电源进行。
结论
尽管白炽灯效率是不够的兴趣,并有越来越多的竞争对手,它在生活的许多领域有关。 甚至有最古老的灯泡了一百多年连续运行。 这难道不是证明和天才的人的思想延续,努力改变世界?
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