Лампа с нажежаема жичка

  • Осветление

При инсталиране на осветителното устройство от съображения за безопасност трябва да се има предвид, че неутралната жица трябва да бъде свързана към резбовата основа на касетата; Превключвателят трябва да бъде свързан към фазовия проводник. Ако тези правила са изпълнени, случайно докосване на основата на касетата (например при смяна на лампата) няма да доведе до инцидент, дори когато ключът е включен, тъй като неутралната жица е заземена.

В схемата за превключване на нажежаемата лампа (фигура 1а) неутралната жичка N е свързана към лампата 3, а фазовият проводник F е свързан към превключвател 1. Лампата е свързана към превключвателя чрез единичен проводник 2. За едновременно включване на няколко лампи едно лампа е свързано едно с друго паралелно. Фазовите контакти винаги се подават към фазовите контакти, т.е. те трябва да бъдат свързани към фазовите и нулевите проводници (фиг.1, Ь).

Фиг. 1. Схеми за включване на лампи с нажежаема жичка: a - с единична лампа, b - със светлина и розетка, в свещ полилей, d - в полилей с ключ, e - коридор за включване на лампи с нажежаема жичка

За да включите 2, 3 или 5 лампи, в контролната верига на полилея (фиг.1, с) се използват два конвенционални превключвателя или един превключвател с двоен бутон. Работата на полилея може да се контролира с помощта на превключвателя за блясък (фиг.1, d). На диаграмата ключът е изобразен в позицията, в която всички лампи са осветени. Ако го завъртите по часовниковата стрелка, ще светнат 2 лампи, обратно на часовниковата стрелка - 3 лампи.

За осветяване на разширени стаи с няколко входа (галерии, тунели, дълги коридори и т.н.) схеми, които ви позволяват да включите и изключите осветлението от няколко места, са много удобни. На фиг. 1, d показва контролната схема на група лампи от две места, използващи превключватели. На фигурата те са изобразени в позицията, в която светлината е изключена, когато ключът е завъртян на 90 °, лампите светват и на следващия завой на който и да е от тях 90 ° излизат.

На фиг. 2. показва електрическата схема на включване на лампи с нажежаема жичка, използвайки един ключ.

Фиг. 2. Електрическа схема на нажежаема лампа

Гладко включване на крушки с нажежаема жичка 220V

Лампи с нажежаема жичка все още са популярни поради ниската им цена. Те се използват широко в помощни зони, където се изисква често включване на светлината. Устройствата непрекъснато се развиват, в последно време те често започнаха да използват халогенна лампа. За да увеличите техния живот и да намалите консумацията на енергия, приложете гладко включване на лампите с нажежаема жичка. За това, приложеното напрежение трябва да се увеличи гладко за кратък период от време.

Гладка нажежаема лампа

При студена спирала електрическото съпротивление е 10 пъти по-ниско в сравнение с предварително загрятата. В резултат на това, когато се запали лампата от 100 W, токът достига 8 A. Не винаги е необходима висока яркост на блясъка на топлинното тяло. Поради това стана необходимо да се създадат устройства за гладко превключване.

Принцип на действие

За еднакво увеличение на приложеното напрежение, достатъчно е фазовият ъгъл да се увеличи само за няколко секунди. Напречният ток се заглажда и спиралите се нагряват леко. Фигурата по-долу показва една от най-простите схеми за защита.

Диаграма на устройството за защита срещу изгаряне на халогенни лампи и загряване на тиристор

Когато се включи, отрицателната половин вълна се подава към лампата чрез диод (VD2), мощността е само половината от напрежението. В положителния полупериод кондензаторът (С1) се зарежда. Когато стойността на напрежението върху него се повиши до стойността на отваряне на тиристора (VS1), мрежовото напрежение се прилага изцяло към лампата, а стартът се завършва с луминисценция при пълно нагряване.

Диаграма на защитното устройство срещу изгаряща лампа на триак

Цикълът на фигурата по-горе работи на симистор, който предава ток в двете посоки. Когато лампата е включена, отрицателният ток преминава през диод (VD1) и резистор (R1) към управляващия триак електрод. Това се отваря и пропуска половината от половинките. В рамките на няколко секунди се зарежда кондензаторът (С1), след което настъпва отварянето на положителните полугодишни периоди и напрежението в мрежата се прилага изцяло върху лампата.

Устройството на микроциркулацията KR1182PM1 позволява стартирането на лампата с плавно увеличаване на напрежението от 5 V до 220 V.

Диаграма на устройството: стартиращи нажежаеми или халогенни лампи с фазово регулиране

Микробухът (DA1) се състои от два тиристора. Разделянето между секцията на захранването и управляващата верига се извършва от триак (VS1). Напрежението в управляващата верига не надвишава 12 V. Към своя контролен електрод сигналът се подава от щифт 1 на фазовия регулатор (DA1) през резистор (R1). Стартирането на схемата се осъществява при отваряне на контактите (SA1). Когато това се случи, кондензаторът (С3) започва да се зарежда. Микробусът започва да работи от него, увеличавайки тока, преминаващ към контролния електрод на триак. Тя започва да се отваря постепенно, увеличавайки напрежението на лампата с нажежаема жичка (EL1). Времето на излагане на огъня се определя от капацитета на кондензатора (С3). Не бива да се прави твърде много, защото при честото превключване веригата няма да има време да се подготви за ново начало.

При ръчното затваряне на контактите (SA1) кондензаторът започва да се разрежда на резистора (R2) и лампата се изключва гладко. Времето за активиране се променя от 1 до 10 секунди със съответна промяна в капацитета (СЗ) от 47 микрофарда до 470 микрофарда. Времето за гасене на лампата се определя от съпротивлението (R2).

Веригата е защитена от смущения от резистор (R4) и кондензатор (C4). Върху задните клеми на превключвателя се поставя печатна платка с всички детайли, която се монтира с нея в кутията.

Стартирането на лампата се осъществява, когато ключът е изключен. За подсветка и индикация на напрежението е инсталирана светеща лампа (HL1).

Устройства с мек старт (UPVL)

Моделите произвеждат много, те се различават по функция, цена и качество. UPLV, който може да бъде закупен в магазина, е свързан в серия с лампа 220 V. Диаграмата и външният вид са показани на фигурата по-долу. Ако захранващото напрежение на лампите е 12 V или 24 V, устройството е свързано в предната част на стъпковия трансформатор последователно в първичната намотка.

Схема на работа на UPVL за гладко включване на лампите на 220 V

Устройството трябва да съответства на натоварването с малко натоварване. За да направите това, бройте броя на лампите и тяхната обща мощност.

Поради малките размери, UPVL се поставя под капачката на полилей, в под-кутия или в кутия за свързване.

Устройството "Гранит"

Характеристика на устройството е, че допълнително защитава лампите от пренапрежения на електрозахранването в домашната мрежа. Характеристиките на "Гранит" са, както следва:

  • номинално напрежение - 175-265 V;
  • температурен обхват - от -20 0 С до +40 0 С;
  • номинална мощност - от 150 до 3000 вата.

Устройството също е свързано последователно с лампата и превключвателя. Устройството се поставя заедно с превключвател в монтажна кутия, ако мощността му позволява. Също така се монтира под капака на полилея. Ако кабелите се подават директно към него, в разпределителното табло се поставя защитно устройство след прекъсвача.

Димери или димери

Препоръчително е да се използват устройства, които създават гладко включване на лампите, както и да осигурят регулиране на тяхната яркост. Димерните модели имат следните функции:

  • задача на програми за работа на лампите;
  • гладко включване и изключване;
  • контрол чрез дистанционно управление, пляскане, глас.

Когато купувате, трябва незабавно да направите избор, за да не плащате допълнителни пари за ненужни функции.

Преди да инсталирате, трябва да изберете методите и местата за управление на лампата. За да направите това, трябва да направите подходящо окабеляване.

Диаграми на свързване

Схемите могат да бъдат с различна сложност. За всяка работа, напрежението от изискваната секция първо се прекъсва.

Най-простата електрическа схема е показана на фигурата по-долу (а). Може да се инсталира димер вместо обичайния превключвател.

Схемата за свързване намалява в силата на лампата

Устройството се свързва с прекъсване на фазовия проводник (L), а не с нулева жичка (N). Лампата се намира между неутралния проводник и димера. Връзката с нея се оказва последователна.

Фигура (b) обозначава схема с превключвател. Връзката остава същата, но към нея се добавя обикновен комутатор. Той може да се монтира близо до вратата в пролуката между фазата и димера. Димерът се намира в близост до леглото с възможност за управление на осветлението, без да се измъкне от него. Излизайки от стаята, светлината се изключва и когато се връща, лампата се включва с предварително зададената яркост.

За да контролирате полилей или лампа, можете да използвате 2 димера, разположени в различни части на стаята (фигура А). Между тях са свързани чрез кутия за кръстовища.

Контролната схема на нажежаемата лампа: a - с два димера; b - с два превключвателя и превключвател за димер

Тази връзка ви позволява самостоятелно да регулирате яркостта от две места, но ще ви трябва повече кабели.

Необходими са превключватели за включване на светлината от различните страни на стаята (Фигура B). В този случай светкавицата трябва да се включи, в противен случай лампите няма да реагират на превключвателите.

Характеристики на димери:

  1. Енергийните спестявания, използващи димер, постигат малък - не повече от 15%. Останалото се консумира от регулатора.
  2. Устройствата са чувствителни към покачващите се температури. Не е необходимо да бъдат експлоатирани, ако се повишат над 27 0 C.
  3. Натоварването трябва да бъде най-малко 40 W, в противен случай животът на регулатора се намалява.
  4. Димери се използват само за типовете устройства, които са изброени в паспортите.

Включване. видео

Как е гладко включване на крушки с нажежаема жичка, кажете това видео.

Устройствата за меко стартиране и изключване на лампите с нажежаема жичка и халогенни лампи могат значително да увеличат техния експлоатационен живот. Препоръчително е да използвате димери, които също ви позволяват да регулирате яркостта на блясъка.

Устройството на електрическа лампа с нажежаема жичка

Едно тяло, загрято от електрически ток, може да се окаже, че не само излъчва топлина, но и сияе. Първите източници на светлина функционираха точно на този принцип. Помислете как лампата с нажежаема жичка - най-популярното осветително устройство в света. И въпреки че с течение на времето ще трябва да бъде напълно заменен с компактни луминесцентни (енергоспестяващи) и LED източници на светлина, човечеството не може да направи без тази технология за дълго време.

Проектиране на нажежаема лампа

Основният елемент на крушката е спирала от огнеупорен материал - волфрам. За да се увеличи дължината му и съответно съпротивлението, тя се усуква в тънка спирала. Това не се вижда с просто око.

Спиралата е закрепена към опорни елементи, чиято най-външна страна служи за свързване на нейните краища към електрическа верига. Те са изработени от молибден, чиято точка на топене е по-висока от температурата на нагрятата спирала. Един от молибденовите електроди е свързан към резбовата част на основата, а другият - с централния си изход.

Държачите на молибден притежават волфрамова серпентина

Въздухът се изпомпва от стъклена колба. Понякога се инжектира инертен газ вместо въздух, например аргон или неговата смес с азот. Това е необходимо, за да се намали топлопроводимостта на вътрешния обем, което води до по-слабо подгряване на стъклото. Освен това, тази мярка предотвратява окисляването на нишката. При производството на лампа въздух се изпомпва през част от колбата, която след това се скрива от основата.

Принципът на действие на нажежаема лампа се основава на нагряването на нейната нишка от електрически ток до температура, при която тя започва да излъчва светлина в околното пространство.

Лампите с нажежаема жичка могат да бъдат произведени за мощност от 15 до 750 вата. В зависимост от мощността се използват различни видове винтови бази: E10, E14, E27 или E40. За декоративни, сигнализационни и осветителни лампи се използват BA7S, BA9S, BA15S бази. Такива продукти, когато са инсталирани, се забиват в касетата и се завъртат на 90 градуса.

В допълнение към обичайната, крушовидна форма се произвеждат и декоративни лампи, в които колбата се изработва под формата на свещ, капка, цилиндър, топка.

Лампата с колба, която няма покритие, свети с жълтеникава светлина и в състава й най-много напомня слънцето. Но когато се нанася върху вътрешната повърхност на стъклените специални покрития, може да стане матово, червено, жълто, синьо или зелено.

Интерес представлява устройството на огледална лампа с нажежаема жичка. На част от неговата крушка се прилага отразяващ слой. В резултат на това, поради отражение от него, светлинният поток се преразпределя в една посока.

Предимства на крушките с нажежаема жичка

Най-важното предимство в полза на използването на крушки с нажежаема жичка е простотата на тяхното производство и съответно цената. Просто е невъзможно да се измисли осветително устройство.

Лампите са изработени на широка гама от мощност и габаритни размери. Всички други съвременни източници на светлина съдържат устройства, които преобразуват захранващото напрежение до стойността, необходима за тяхната работа. Въпреки че успяват да се натоварят в стандартните размери на електрическата крушка, но това усложнява дизайна, броят на частите в устройството се увеличава. И това не винаги подобрява разходите и надеждността. Схемата за включване на лампата с нажежаема жичка не изисква допълнителни елементи.

Светодиодните лампи заменят традиционните устройства от преносими устройства: преносими източници на светлина, захранвани от батерии и акумулаторни батерии. С една и съща светлинна мощност, те консумират по-малко ток, а общите размери на светодиода са дори по-малки от използваните по-рано фенерчета. Да, и като част от гирлянди за коледно дърво, те работят по-успешно.

Струва си да се отбележи друго предимство, присъщо на крушките с нажежаема жичка - техният спектър на излъчване е по-близо до слънцето от всички други изкуствени източници на светлина. И това е голям плюс за гледката, защото е адаптиран специално към слънцето, а не към монохромните светодиоди.

Благодарение на топлинната инерция на нагрятата нишка, светлината от нея практически не пулсира. Какво не може да се каже за лъчението от други устройства, особено от луминесцентни, като се използва конвенционален дросел, а не полупроводникова верига като устройство за управление на старта. И електрониката, особено евтините, не винаги потиска пулсациите от мрежата правилно. Визия също страда от това.

Но не само здравето може да бъде повредено от пулсиращата природа на работата на полупроводникови устройства, използвани в съвременните крушки. Масовото им приложение води до драстична промяна във формата на ток, който се консумира от мрежата, което в крайна сметка засяга формата на напрежението. Той се променя много по отношение на оригиналния (синусоидален), който влияе върху качеството на работата на други електрически уреди в мрежата.

Недостатъци на крушките с нажежаема жичка

Значителен недостатък на крушките с нажежаема жичка, намалявайки техния експлоатационен живот - зависимостта от магнитута на захранващото напрежение. Когато напрежението се покачи, нишката се влошава по-бързо. Те произвеждат лампи за различни стойности на този параметър (до 240 V), но при номиналната стойност те греят по-лошо.

Намаляването на напрежението води до рязка промяна в интензитета на блясъка. И още по-лошо засяга осветителното устройство, неговите трептения, с остри скокове, лампата може да изгори.

Но най-лошото е, че спиралата е предназначена за продължителна работа в отопляемо състояние. При нагряване се повишава съпротивлението му. Следователно, в момента на включване, когато нишката е студена, нейната съпротива е много по-малка от тази, при която се получава светене. Това води до неизбежното нарастване на тока в момента на запалване, което води до изпаряване на волфрама. Колкото по-голям е броят на включенията - толкова по-малко ще е лампата.

Устройствата с мек старт или димери помагат да се коригира ситуацията в широк диапазон.

Основният недостатък на крушките с нажежаема жичка е ниската им ефективност. Огромното количество електроенергия (до 96%) се изразходва за ненужно нагряване на околния въздух и излъчване в инфрачервения спектър. С това нищо не може да се направи - това е принципът на нажежаемата лампа.

Е, и още: стъклени колби лесно се разбиват. Но за разлика от компактните флуоресцентни, които съдържат малко количество живачна пара вътре, счупената лампа с нажежаема жичка не застрашава собственика, с изключение на възможното рязане.

Халогенни лампи

Причината за изгаряне на лампата с нажежаема жичка е постепенното изпаряване на волфрамона, от който е направена нишката. Тя става по-тънка, а след това следващият текущ скок, когато се включи, го топи в най-тънкото място.

Този недостатък има за цел да премахне халогенните лампи, напълнени с бромна или йодна пара. При изгаряне изпаряващият волфрам се комбинира с халоген. Полученото вещество не може да се утаи по стените на колбата или други относително студени вътрешни повърхности.

В близост до нишката, волфрамът се отстранява от ставата под действието на температурата и се връща на мястото си.

Използването на халогенни средства решава друг проблем: температурата на спиралата може да се повиши чрез увеличаване на светлинния поток и намаляване на размера на осветителното устройство. Ето защо при една и съща мощност размерите на халогенните лампи са по-малки.

Устройство с нажежаема лампа

Дата на публикуване: 20 юни 2015 г.

Устройство и предназначение на основните части на лампи с нажежаема жичка

Анализирайки структурата на лампата с нажежаема жичка (Фигура 1, а), откриваме, че основната част от нейната структура е нажежаемата маса 3, която се нагрява от действието на електрически ток до появата на оптично излъчване. Принципът на лампата всъщност се основава на това. Закрепването на тялото на нажежаемата жичка вътре в лампата се осъществява с помощта на електроди 6, които обикновено държат своите краища. Чрез електродите електрическият ток се подава и към тялото на топлината, т.е. те са и вътрешни връзки на терминалите. При недостатъчна стабилност на топлината на тялото, използвайте допълнителни държачи 4. Държачи чрез запояване, монтирани върху стъклена пръчка 5, наречена щаб, която има удебеляване в края. Штабик е свързан със сложен детайл от стъкло - крака. Краката, показана на фигура 1Ь, се състои от електроди 6, малка плоча 9 и пинго 10, което е куха тръба, през която се изпомпва въздухът от лампата. Общата връзка между междинните клеми 8, главата, плочата и пинтата е лопатка 7. Свързването се осъществява чрез топене на стъклените части, през което се осъществява изпускателен отвор 14, свързващ вътрешната кухина на екстракционната тръба с вътрешната кухина на лампата. За подаване на електрически ток към нажежаемата жичка през електродите 6 се използват междинен 8 и външни изводи 11, свързани помежду си чрез електрическо заваряване.

Фигура 1. Устройството за електрическа лампа с нажежаема жичка (а) и краката му (б)

Стъклена колба 1 се използва за изолиране на топлинното тяло, както и на други части от крушката, от вътрешната кухина на колбата, а вместо това се изпомпва инертен газ или газова смес 2 и краят на пръта се нагрява и запечатва.

За захранване с електрически ток на лампата и за монтирането му в електрически патрон, лампата е снабдена с основа 13, която е закрепена към гърлото на колбата 1 посредством основен мастик. Запалете лампата 12 на съответните места в основата.

Разпределението на светлината на лампата зависи от това как се намира тялото на нажежаемата жичка и от каква форма е необходимо. Но това се отнася само за лампи с прозрачни колби. Ако си представим, че нажежаемата жичка е еднакво ярък цилиндър и издава светлината, излъчваща се от нея, в равнина, перпендикулярна на най-голямата повърхност на светлинната нишка или спирала, тогава максималната интензивност ще бъде върху нея. Ето защо, за да се създадат необходимите посоки на силите на светлината, в различни конструкции на лампите, нишките се дават на определена форма. Примерите за форми на нишките са показани на фигура 2. Директната нежелана нишка в съвременните лампи с нажежаема жичка почти никога не се използва. Това се дължи на факта, че с увеличаване на диаметъра на нажежаемото тяло загубите на топлина чрез пълнене на газа намаляват.

Фигура 2. Дизайнът на топлината на тялото:
a - лампа за прожекция за високо напрежение; b - лампа за прожектиране с ниско напрежение; в - осигуряване на равен ярък диск

Голям брой тела се разделят на две групи. Първата група включва лампи с нажежаема жичка, използвани в лампи с общо предназначение, чийто дизайн първоначално е замислен като източник на радиация с еднакво разпределение на светлинния интензитет. Целта на проектирането на такива лампи е да се постигне максимална светлинна мощност, която се постига чрез намаляване броя на държачите, през които нишката се охлажда. Втората група включва т.нар. Плоски тела на топлина, които се извършват или под формата на паралелно разположени спирали (при високоволтови лампи с високо напрежение), или под формата на плоски спирали (при лампи с ниско напрежение с ниско напрежение). Първата конструкция се изпълнява с голям брой държачи от молибден, които са закрепени със специални керамични мостове. Дългата нишка е поставена във формата на кошница, като по този начин се постига голяма цялостна яркост. В лампите с нажежаема жичка, предназначени за оптични системи, телата на топлината трябва да са компактни. За да направите това, тялото на топлината се търкаля в скоба, двойна или тройна спирала. Фигура 3 показва кривите на интензитета на светлината, генерирани от сияещите тела с различни конструкции.

Фигура 3. Светлинни криви на крушки с нажежаема жичка с различни светлинни тела:
и - в равнината, перпендикулярна на оста на лампата; b - в равнината, преминаваща през оста на лампата; 1 - пръстеновидна спирала; 2 - прави биспирални; 3 - спирала, разположена на повърхността на цилиндъра

Необходимите криви на светлинен интензитет на крушки с нажежаема жичка могат да бъдат получени чрез използване на специални колби с отразяващи или разсеяни покрития. Използването на отразяващи покрития върху крушката с подходяща форма ви позволява да имате значително разнообразие от криви на светлинния интензитет. Лампи с отразяващи покрития се наричат ​​огледални (Фигура 4). Ако е необходимо, да се осигури особено точно разпределение на светлината в огледалните лампи, които се използват при използване на крушки. Такива светлини се наричат ​​фарове. В някои проекти на крушки с нажежаема жичка има метални рефлектори, вградени в колбите.

Фигура 4. Огледални крушки с нажежаема жичка

Използва се в материали с нажежаема жичка

метали

Основният елемент на крушки с нажежаема жичка е тялото с нажежаема жичка. За производството на тялото на топлина най-подходящи за използване на метали и други материали с електронна проводимост. В този случай тялото ще се нагрява до необходимата температура чрез преминаване на електрически ток. Материалът на топлинното тяло трябва да отговаря на няколко изисквания: има висока точка на топене, пластичност, което ви позволява да дърпате проводници с различни диаметри, включително много малка, ниска степен на изпарение при работните температури, което води до висок експлоатационен живот и други подобни. Таблица 1 показва точката на топене на огнеупорните метали. Най-огнеупорният метал е волфрамът, който, заедно с висока степен на пластичност и ниска степен на изпарение, осигурява широкото му използване като светещо тяло за лампи с нажежаема жичка.

Точка на топене на метали и техните съединения

3887
3877
3527
3427
3127
2867
2857
2687
2557
2377
2267

3087
2977
2927
2727

Скоростта на изпарение на волфрам при температури 2870 и 3270 ° C е 8,41 × 10-10 и 9,95 × 10-8 kg / (cm² × s).

От други материали ренийът може да се счита за обещаващ, чиято точка на топене е малко по-ниска от тази на волфрама. Ренийът реагира добре на обработката в загрято състояние, е устойчив на окисляване, има по-ниска скорост на изпарение от волфрам. Има чуждестранни публикации за приемането на лампи с волфрамова нишка с добавки на рений, както и за покриване на нишката с слой от рений. От неметалните съединения е интересен танталов карбид, чиято скорост на изпарение е с 20-30% по-ниска от тази на волфрама. Препятствие за използването на карбиди, по-специално на танталовия карбид, е тяхната крехкост.

Таблица 2 показва основните физични свойства на идеалното светещо тяло, направено от волфрам.

Основни физични свойства на волфрамовите нишки

Важна характеристика на волфрам е възможността за получаване на неговите сплави. Подробностите за тях запазват стабилна форма при висока температура. Когато волфрамовата жица се нагрява, по време на топлинната обработка на тялото на нишките и последващото нагряване, има промяна във вътрешната му структура, наречена термична прекристализация. В зависимост от естеството на прекристализацията, тялото на нишките може да има по-голяма или по-малка стабилност по отношение на размерите. Примесите и добавките, добавени към волфрама по време на неговото производство, оказват влияние върху естеството на прекристализацията.

Добавка Thorium оксид волфрамова ThO2 забавя процеса на прекристализация и осигурява кристална структура. Такъв волфрам е издръжлив поради механични удари, но той силно се удря и поради това не е подходящ за производство на нажежаеми тела под формата на спирали. Волфрам с високо съдържание на ториев оксид се използва за производството на катоди от газоразрядни лампи поради високата им излъчвателна способност.

За производството на спирали, използвани волфрам с добавка от силициев оксид SiO2 заедно с алкални метали - калий и натрий, както и волфрам, съдържащи в допълнение към горното добавка от алуминиев оксид А12О3. Последният дава най-добри резултати при производството на биспила.

Електродите на повечето крушки с нажежаема жичка са изработени от чист никел. Изборът се дължи на добрите свойства на вакуума на този метал, отделящи се в него газове, високите проводими свойства и заваряемостта с волфрам и други материали. Никлинната еластичност позволява да се замени заваряването с компресия на волфрам, осигурявайки добра електрическа и топлопроводимост. В лампи с нажежаема жичка се използва мед вместо никел.

Държателите обикновено се изработват от жици от молибден, които запазват своята еластичност при висока температура. Това позволява на тялото да се поддържа в разтегнато състояние дори след разширяването му в резултат на нагряване. Молибденът има точка на топене 2890 К и коефициент на температурата на коефициента на линейно разширение (TCLE) в диапазона от 300 до 800 К, равен на 55 × 10-7 К -1. Молибденът също така се въвежда в огнеупорното стъкло.

Клемите на крушките с нажежаема жичка са изработени от медна жица, която се заварява чрез заварка към входовете. При нискоенергийни лампи с нажежаема жичка няма индивидуални проводници, тяхната роля се изпълнява от удължени жлези, изработени от платинит. За запояване на проводниците към основата се използва заварка от калай-олово от клас POS-40.

стъкло

Глави, плочи, дюбели, колби и други стъклени части, използвани в една и съща лампа с нажежаема жичка, са изработени от силикатно стъкло със същия температурен коефициент на линейно разширение, което е необходимо, за да се осигури плътността на заваръчните места на тези части. Стойностите на температурния коефициент на линейно разширение на стъклото на лампата трябва да осигурят последователна връзка с металите, използвани за производството на входове. Най-разпространената стъклена марка SL96-1 с коефициент на температурен коефициент, равен на 96 × 10 -7 K -1. Това стъкло може да работи при температури от 200 до 473 К.

Един от важните параметри на стъклото е температурният диапазон, в който той запазва заваряемостта. За да се осигури заваряемостта, някои части са изработени от стъкло SL93-1, което се различава от химическия състав SL96-1 от стъкло марка и по-широк температурен диапазон, в който запазва заваръчността. Стъклената марка SL93-1 има високо съдържание на оловен оксид. Ако е необходимо, намалете размера на използваните по-огнеупорни стъкла (например марка SL40-1), чийто температурен коефициент е 40 × 10 -7 K -1. Тези стъкла могат да работят при температури от 200 до 523 К. Най-висока работна температура е кварцовото стъкло CL 5-1, лампите с нажежаема жичка, от които могат да работят при 1000 K или повече за няколко стотин часа (температурният коефициент на линейно разширение на кварцовото стъкло е 5.4 Х 10 -7 К-1). Описаните марки очила са прозрачни за оптично излъчване в обхвата на дължини на вълните от 300 nm до 2,5 - 3 микрона. Предаването на кварцово стъкло започва при 220 nm.

Входове

Входовете са направени от материал, който, заедно с добра електрическа проводимост, трябва да има термичен коефициент на линейно разширение, който осигурява получаването на последователни кръстовища с очилата, използвани за производството на лампи с нажежаема жичка. Съответстващи са връзките на материалите, като стойностите на коефициента на термично линейно разширение, които в целия температурен диапазон, т.е. от минималната до температурата на охлаждане на стъклото, се различават с не повече от 10-15%. Когато металът се излива в стъкло, е по-добре, ако топлинният коефициент на линейно разширение на метала е малко по-нисък от този на стъклото. След това, докато охлаждате стъклото, той компресира метала. При липса на метал, който има необходимата стойност на топлинния коефициент на линейно разширение, е необходимо да се произвеждат несъответстващи плувки. В този случай вакуумната връзка на метал със стъкло през целия температурен диапазон, както и механичната здравина на спойлера, са снабдени със специален дизайн.

Съответният възел със стъклен клас SL96-1 се получава с помощта на платинени втулки. Високата цена на този метал доведе до необходимостта от разработване на заместител, наречен платина. Платинитът е тел от желязо-никелова сплав с температурен коефициент на линейно разширение по-малък от този на стъклото. Когато на такъв проводник се постави меден слой, може да се получи добре проводим биметален проводник с голям температурен коефициент на линейно разширение в зависимост от дебелината на слоя на наслоения меден слой и топлинния коефициент на линейно разширение на оригиналната жица. Очевидно такъв метод за привеждане в съответствие на температурните коефициенти на линейно разширение позволява координация главно на диаметрално разширение, оставяйки температурния коефициент на надлъжното разширение несравним. За да се осигури най-добрата плътност на вакуума на стъклената връзка SL96-1 с платинит и да се подобри овлажняемостта върху слой мед, окислен по повърхността на меден оксид, жицата е покрита със слой боракс (натриева сол на борна киселина). По-скоро стабилни предпазители се осигуряват при използване на платинена тел с диаметър до 0,8 мм.

Подходящо за вакуумно нанасяне в стъклото SL40-1 се получава молибден. Тази двойка дава по-последователна форма от стъклената марка SL96-1 с платинит. Ограниченото използване на този флот се дължи на високата цена на суровините.

За да се получат вакуумни входове в кварцово стъкло, са необходими метали с много малък топлинен коефициент на линейно разширение, които не съществуват. Следователно, желаният резултат се получава чрез входния дизайн. Използваният метал е молибден, който се характеризира с добра омокряемост на кварцово стъкло. За крушки с нажежаема жичка в кварцови колби се използват обикновени фолийни втулки.

Запълването на лампите с нажежаема жичка с газ позволява да се увеличи работната температура на нажежаемото тяло, без да се намалява експлоатационният му живот поради намаляването на скоростта на разпръскване на волфрам в газообразна среда в сравнение с разпрашването във вакуум. Скоростта на пръскане намалява с нарастващото молекулно тегло и налягането на газа. Налягането на газа за пълнене е около 8 х 104 Ра. Какъв газ да използваме за това?

Използването на газообразна среда води до топлинни загуби, дължащи се на топлинна проводимост през газ и конвекция. За да се намалят загубите, е полезно да се напълнят лампите с тежки инертни газове или техни смеси. Тези газове включват азот, аргон, криптон и ксенон, произведени от въздуха. Таблица 3 показва основните параметри на инертните газове. Чистият азот не се използва поради големите загуби, свързани с неговата относително висока топлопроводимост.

Как работи лампата с нажежаема жичка? Включително ретро лампата на Едисон.

Как работи лампата с нажежаема жичка?

Ретро крушката е красиво нещо, без съмнение. Но как работи всичко това? Как се различава крушката на Едисън от обикновената? Да, за да бъда честен, почти нищо. Сега ще сложим всичко на рафтовете.

Ретро крушка с нажежаема крушка DANLAMP

Първо определение. Лампа с нажежаема жичка - източник на светлина, в който светлината излъчва спирала, тя е нажежаема жичка, тя е светещо тяло, загрято от електрически ток до висока температура. Най-често използваната спирала е огнеупорен метал, като волфрам или въглеродна нишка. За да се изключи окисляването на тялото от топлина, когато е в контакт с въздуха, то се поставя във вакуум, изпомпвайки въздух от стъклена колба.

Във всяка лампа с нажежаема жичка, която е обикновена, тази ретро крушка, се използва ефектът от нагряване на проводника по време на протичането на електрически ток през него. Температурата на конеца се повишава, след като веригата е затворена. За да се получи видимо излъчване, е необходимо температурата на излъчващото тяло да надвишава 570 градуса (температурата на началото на червеното светене, видимо за човешкото око на тъмно). За човешкото зрение оптималният, физиологично най-удобен спектрален състав на видимата светлина съответства на радиация с повърхностна температура 5770 К от фотосферата на Слънцето. Обаче, известните твърди вещества, способни да издържат на температура без унищожаване на фотосферата на слънцето, така че влакната на работна температура нажежаема са в интервала 2000-2800 С луковиците на твърди вещества с нажежаема използват модерен огнеупорен и сравнително евтин волфрам (точка на топене 3410 ° С), и рений ( много рядко) осмий. Ето защо спектърът на крушките с нажежаема жичка се премества в червената част на спектъра. Само малка част от електромагнитната радиация се намира в района на видима светлина, повечето от които се дължат на инфрачервеното лъчение и се възприемат като топлина. Колкото по-ниска е температурата на нажежаемото тяло, толкова по-малка е частта от енергията, подадена на нагретия проводник, се превръща в полезно видимо излъчване и колкото по-червено се появява облъчването. Съответно ретровите крушки са различни от обичайните, тъй като те нагряват нишките по-слабо. Поради това, нишката се изпарява по-бавно и работи по-дълго.

Ретро луковички, между другото, също са полезни. При температури от 2200-2900 K, характерни за лампи с нажежаема жичка, се излъчва жълтеникава светлина, която се различава от дневната светлина. Вечер "топло" (

5 схеми за гладко включване на лампи с нажежаема жичка

Внимание! Замислените устройства имат мрежово напрежение на елементите и изискват специални грижи при монтажа и настройката.

Тиристорна верига

Тази схема може да се препоръча за повторение. Състои се от общи елементи, събиращи прах в таваните и в складовете.

В схемата на токоизправителния мост VD1, VD2, VD3, VD4 като товар и токовия ограничител е нажежаема лампа EL1. Тиристорът VS1 и веригата за преместване R1 и R2, C1 се монтират в рамената на токоизправителя. Монтаж на диодния мост в зависимост от спецификата на тиристора.

След прилагане на напрежение към веригата, токът преминава през нишката и влиза в токоизправителния мост, след което електролитният капацитет се зарежда през резистора. Когато напрежението достигне прага на отваряне на тиристора, тя се отваря и преминава през тока на крушката с нажежаема жичка през себе си. Оказва се постепенно гладко нагряване на волфрамовата спирала. Времето за загряване зависи от капацитета на кондензатора и резистора.

Триак верига

Триак веригата ще получи по-малко подробности, благодарение на използването на триак VS1 като превключвател на захранването. Елемент L1 дюдка за потискане на смущенията, възникващи от отварянето на превключвателя на захранването, може да бъде изключен от веригата. Резисторът R1 ограничава тока до управляващия електрод VS1. Времето на задвижващата верига се осъществява на резистора R2 и на капацитета С1, които се захранват през диода VD1. Схемата на работа е подобна на предишната, когато кондензаторът се зарежда на отварящото напрежение на триак, той се отваря и токът започва да тече през него и лампата.

Снимката по-долу осигурява регулатор на триак. В допълнение към контрола на мощността в товара, той също така генерира гладко захранване на тока на лампата с нажежаема жичка при включване.

Схема на специализиран чип

KR1182pm1 microcircuit е специално проектиран за изграждане на различни фазови регулатори.

В този случай силата на микроциркулацията регулира напрежението на крушката с нажежаема жичка с капацитет до 150 вата. Ако трябва да контролирате по-мощно натоварване, в същото време голям брой осветители, към контролната схема се добавя силов триак. Как да направите това, вижте следната фигура:

Използването на тези устройства с мек старт не се ограничава до лампите с нажежаема жичка, а също така се препоръчва да бъдат монтирани заедно с халогенни лампи за 220 волта. Подобно по принцип, устройството е инсталирано в електрически инструменти, които стартират гладко двигателя, като също удължават експлоатационния живот на устройството няколко пъти.

Това е важно! С флуоресцентни и LED източници за инсталиране на това устройство не се препоръчва стриктно. Това се дължи на различните схеми, принципа на работа и наличието на собствен източник на гладко нагряване на всяко устройство за компактни флуоресцентни лампи или липсата на необходимост от тази регулация за LED.

И накрая, препоръчваме да гледате видеоклипа, който ясно описва друга популярна схема за сглобяване на устройства - на транзистори с полеви ефекти:

Сега знаете как да направите устройство, за да включите лампите с нажежаема жичка на 220 V със собствените си ръце. Надяваме се, че схемите и видеото в статията са полезни за вас!

Препоръчваме също така да прочетете:

Устройството и принципът на работа на лампата с нажежаема жичка

Здравейте всички Радвам се, че ви виждам в сайта си. Темата на днешната статия: устройството с нажежаема лампа. Но първо бих искал да кажа няколко думи за историята на тази лампа.

Първата крушка с нажежаема жичка е измислена от английския учен Delarit през 1840 г. Тя беше с платинена намотка. Малко по-късно, през 1854 г. германският учен Хайнрих Гьобел представя лампа с бамбукова конец, която е във вакуумна колба. По това време все още имаше много различни лампи, представени от различни учени. Но всички те имаха много кратък живот и не бяха ефективни.

През 1890 г. учен А. Н. Lodygin за първи път представи лампата, в която нажежаемата нишка беше направена от волфрам и имаше вид на спирала. Също така, този учен направи опити да изпомпва въздуха от крушката и да я напълни с газове. Което значително увеличи живота на лампата.

Но масовото производство на крушки с нажежаема жичка започва през 20-ти век. Тогава това беше истински пробив в технологиите. Сега, в наше време, много предприятия и обикновени хора отказват тези лампи, защото консумират много електричество. И в някои страни дори забрани пускането на крушки с нажежаема жичка с капацитет над 60 вата.

Устройства с нажежаема жичка.

Такова осветително тяло се състои от следните части: основа, колба, електроди, куки за задържане на спиралата, блясък, удължители, изолационен материал, контактна повърхност.

За да стане по-разбираемо, сега ще пиша за всяка отделна част. Вижте също снимката и видеоклипа.

Колбата е изработена от обикновено стъкло и е необходима за защита на нажежаемата жичка от външната среда. Той се вкарва в зарядното устройство с електроди и куки, които държат самата резба. Във ваната се създава умишлен вакуум или се запълва със специален газ. Това обикновено е аргон, тъй като не може да се отоплява.

На страната, където са разположени електродите, колбата се стопява със стъкло и се залепва към основата.

Плотът е необходим, така че крушката да може да се завинти в касетата. Обикновено се изработва от алуминий.

Влакната е част, която излъчва светлина. Изработен е предимно от волфрам.

И сега, за да консолидирам знанията си, ви предлагам да гледате много интересен видеоклип, който разказва и показва как се правят нажежаеми крушки.

Принцип на действие.

Принципът на лампата с нажежаема жичка се основава на нагряването на материала. В края на краищата не е чудно, че нажежаемата жичка има такова име. Ако електрическият ток преминава през крушката, волфрамовата нишка се нагрява до много висока температура и започва да излъчва светлинен поток.

Нишката не се топи, защото волфрамът има много висока точка на топене, някъде около 3200-3400 градуса по Целзий. И когато лампата е в действие, нишката се загрява някъде до 2600-3000 градуса по Целзий.

Предимства и недостатъци на крушките с нажежаема жичка.

Основни предимства:

Не е висока цена.

Лесно прехвърляне на напрежението в мрежата.

Когато е включена, светва незабавно.

Трептенето е почти незабележимо за човешкото око, когато работи от източник на променлив ток.

Можете да използвате устройството, за да регулирате яркостта.

Може да се използва при ниски и високи температури на околната среда.

Такива лампи могат да се произвеждат при почти всяко напрежение.

В състава си не съдържа опасни вещества и следователно не се нуждае от специално изхвърляне.

Не е необходимо запалване, за да запали лампата.

Тя може да работи при редуване и при постоянно напрежение.

Той работи много тихо и не създава радиосмущения.

И това не е пълен списък на ползите.

недостатъци:

Има много малък експлоатационен живот.

Много малка ефективност. Обикновено не надвишава 5%.

Светлинният поток и експлоатационният живот са пряко зависими от мрежовото напрежение.

Тялото на лампата при работа е много горещо. Следователно, такава лампа се счита за опасност от пожар.

Ако спиралата се счупи, крушката може да избухне.

Много крехка и чувствителна към удари.

По отношение на вибрациите много бързо се проваля.

И в заключение на статията бих искал да пиша за един изненадващ факт. В САЩ в една от пожарните станции на град Ливърмор има 60-ватова лампа, която постоянно свети за повече от 100 години. Той е осветен през 1901 г., а през 1972 г. е вписан в книгата на рекордите на Гинес.

Тайната на дълголетието му е, че той работи в дълбок подземие. Между другото, работата на тази лампа непрекъснато записва уеб камерата. Така че, които се интересуват, можете да търсите за предаване на живо по интернет.

Имам всичко. Ако статията ви е полезна, споделете я с приятелите си в социалните мрежи и се абонирайте за актуализации. Чао.

Дизайнът, предимствата и недостатъците на крушките с нажежаема жичка

Проектиране на нажежаема лампа

Понастоящем лампа с нажежаема жичка от 100 W има следната структура:

  1. Херметична крушка с крушовидна форма. Въздухът е частично изпомпан от него или е заменен с инертен газ. Това се прави така, че волфрамовите нишки да не се изгарят.
  2. Вътре в крушката има крак, към който са прикрепени два електрода и няколко държачи, направени от метал (молибден), които поддържат волфрамовите нишки, като по време на нагряването се избягват да се разклатят и да се счупят под собственото си тегло.
  3. Тясната част на крушовидна крушка е фиксирана в метална кутия на капачката, която има спирална резба за завинтване в запушалка. Частта с резба е един контакт, един електрод е запоен на него.
  4. Вторият електрод е залепен към контакта в долната част на капачката. Той има пръстеновидна изолация около тялото с резба.

В зависимост от специфичните условия на работа някои структурни елементи може да липсват (например основа или държачи), да бъдат модифицирани (например основа), добавени с други подробности (допълнителна колба). Но части като нажежаема жичка, крушка и електроди са основните части.

Принципът на действие на електрическата лампа с нажежаема жичка

Светлината на електрическата лампа с нажежаема жичка се причинява от нагряването на волфрамова нишка, през която преминава електрически ток. Изборът в полза на волфрам при производството на тялото на светлината е направен поради причината, че от многото огнеупорни проводящи материали, това е най-евтиният. Но понякога нажежаемата лампа е направена от други метали: осмий и рений.
Мощността на лампата зависи от размера на нишката, която се използва. Това означава, че зависи от дължината и дебелината на жицата. Така че 100 ватова крушка с нажежаема жичка ще има по-голяма дължина от 60 ватова крушка с нажежаема жичка.

Някои особености и предназначение на конструктивните елементи на волфрамова лампа

Всеки детайл в крушката има собствена цел и изпълнява функциите си:

  1. Колбата. Той е изработен от стъкло, доста евтин материал, който отговаря на основните изисквания:
    - висока прозрачност позволява да се премине светлинна енергия и да се абсорбира като минимум, като се избягва допълнително отопление (този фактор е от първостепенно значение за осветителните устройства);
    - устойчивост на топлина позволява да се издържат на високи температури, дължащи се на нагряване от гореща спирала (например в 100 ватова крушка, крушката се загрява до 290 ° C, 60 W - 200 ° C, 200 W - 330 ° C, 25 W - 100 ° C, 40 W - 145 ° С);
    - твърдостта позволява да издържи външното налягане при изпомпване на въздух, а не да се срутва, когато се завинтва.
  2. Пълненето на колбата. Силно разредената среда позволява да се минимизира преносът на топлина от светещата нишка към частите на лампата, но подобрява изпарението на частиците на светещото тяло. Запълването с инертен газ (аргон, ксенон, азот, криптон) елиминира силното изпарение на волфрама от спиралата, предотвратява запалването на нишките и минимизира топлопреминаването. Използването на халогени позволява изпареният волфрам да се върне обратно към спиралната резба.
  3. Спирала. Тя е изработена от волфрам, който може да издържи 3400 ° С, рений - 3400 ° С, осмий - 3000 ° С. Понякога вместо спирална нишка се използва лента или тяло с друга форма в лампата. Използваният проводник има кръгло напречно сечение, за да се намали размерът, а загубата на енергия при пренос на топлина се усуква в двойна или тройна спирала.
  4. Кукичките са изработени от молибден. Те не позволяват на спиралата да се увеличи значително от нагряването по време на работа. Техният брой зависи от дължината на телта, т.е. от силата на лампата. Например 100-ватовият държач за лампа ще има 2 - 3 бр. По-малките лампи с нажежаема жичка може да нямат държачи.
  5. Основата е изработена от метал с външна резба. Изпълнява няколко функции:
    - свързва няколко части (колба, електроди и централен контакт);
    - служи за закрепване на капсулата с помощта на резба;
    - е един контакт.

Има няколко типа и форми на капачки, в зависимост от предназначението на осветителното устройство. Има структури, които нямат основа, но със същия принцип на работа на лампата с нажежаема жичка. Най-често срещаните видове капачки са E27, E14 и E40.

Ето някои видове бази, използвани за различни видове лампи:

В допълнение към различните видове капачки има различни видове колби.


В допълнение към изброените структурни части лампите с нажежаема жичка могат да имат и някои допълнителни елементи: биметални ключове, отражатели, безконечни основи, различни пръскачки и т.н.

История на създаването и подобряването на дизайна на лампите с нажежаема жичка

Над 100-годишната история на нажежаемата лампа с волфрамова нишка, принципът на работа и основните елементи на дизайна не са се променили много.
Всичко започва през 1840 г., когато е създадена лампа, използваща принципа на нагряване на платинена спирала за осветяване.
1854 - първата практична лампа. Използва се съд с изтощен въздух и овъглена бамбукова нишка.
1874 - използван като въглероден прът с твърда нишка, поставен във вакуумен съд.
1875 - лампа с няколко пръчки, които се загряват един след друг в случай на предишно изгаряне.
1876 ​​- употребата на каолинова нишка, която не изисква евакуация на въздух от съда.
1878 - използването на въглищни влакна в редифицирана кислородна атмосфера. Тя позволяваше да получава ярко осветление.
1880 - е създадена лампа с въглеродни влакна с луминесценция до 40 часа.
1890 - използване на спирални нишки от огнеупорни метали (магнезиев оксид, торий, цирконий, итрий, метален осмий, тантал) и пълнене на колбите с азот.
1904 - освобождаване на лампи с волфрамова намотка.
1909 - пълнене на колби с аргон.
Оттогава са преминали повече от 100 години. Принципът на работа, материалите на частите, колбите за пълнене почти не се променят. Evolution е претърпял само качеството на материалите, използвани при производството на лампи, спецификации и малки допълнения.

Предимства и недостатъци на крушките с нажежаема жичка върху други изкуствени източници на светлина

За осветлението са създадени много различни устройства за осветление. Много от тях са изобретени през последните 20-30 години с използването на високи технологии, но обикновена лампа с нажежаема жичка все още има редица предимства или комбинация от характеристики, които са по-оптимални с практическа употреба:

  1. Евтиност в производството.
  2. Нечувствителност към напрежението.
  3. Бързо запалване.
  4. Няма трептене. Този фактор е много важен при използване на променлив ток с честота 50 Hz.
  5. Възможност за регулиране на яркостта на източника на светлина.
  6. Константният спектър на светлинно лъчение, близък до естествения.
  7. Острота на сенките, както при слънчевата светлина. Това, което също е познато на човека.
  8. Възможност за работа при условия на високи и ниски температури.
  9. Способността да се произвеждат лампи с различна мощност (от няколко вата до няколко kW) и предназначени за различни напрежения (от няколко волта до няколко kV).
  10. Лесно изхвърляне поради липса на токсични вещества.
  11. Способността да използвате всякакъв вид ток с всякаква полярност.
  12. Работа без допълнителни стартери.
  13. Тиха работа.
  14. Не създава радиосмущения.

Заедно с толкова голям списък от положителни фактори лампите с нажежаема жичка имат редица значителни недостатъци:

  1. Основният отрицателен фактор е много ниската ефективност. Тя достига до лампа с мощност от 100 W само 15%, с устройство от 60 W тази цифра е само 5%. Един от начините за повишаване на ефективността е повишаването на температурата на нажежаемата жичка, но същевременно се намалява рязко експлоатационният живот на волфрамовите нишки.
  2. Кратък експлоатационен живот.
  3. Високата повърхностна температура на крушката, която може да достигне 300 ° C за 100-ватова лампа. Това представлява заплаха за живота и здравето на живите същества и представлява опасност от пожар.
  4. Разтърсва и вибрационна чувствителност.
  5. Използването на топлоустойчиви фитинги и изолация на оловните проводници.
  6. Висока консумация на енергия (5-10 пъти повече от номиналната) по време на стартирането.

Въпреки наличието на значителни недостатъци, електрическата лампа с нажежаема жичка е единственото алтернативно осветително устройство. Ниската ефективност се компенсира от ниска цена. Следователно, през следващите 10-20 години, той ще бъде доста търсен продукт.