Проволока в лампочке как называется


Из какого металла сделана нить в лампочке

Этот металл называется вольфрам. Он был открыт в конце 1781 году шведским химиком Шееле, и в течение всего 19 века ученые активно исследовали его. Сегодня человечество знает достаточно, чтобы успешно использовать вольфрам и его соединения в разных отраслях промышленности.

Вольфрам обладает переменной валентностью, что связано с особым расположением электронов на атомных орбиталях. Этот металл обычно имеет серебристо-белый цвет и обладает характерным блеском. Внешне напоминает платину.

Вольфрам можно отнести к неприхотливым металлам. Его не растворит ни одна щелочь. Даже сильные кислоты, такие как соляная или серная, не подействуют на него. По этой причине из вольфрама изготавливают электроды, используемые при гальванизации и электролизе.

Почему же нить в лампах накаливания делают именно из вольфрама? Все дело в его уникальных физических свойствах. Ключевую роль здесь играет температура плавления, которая составляет около 3500 градусов Цельсия. Это на порядок выше, чем у многих металлов, часто используемых в промышленности. Например, алюминий плавится при 660 градусах.

Электрический ток, проходя через нить накаливания, нагревает ее до 3000 градусов. Выделяется большое количество тепловой энергии, которая бесполезно расходуется в окружающее пространство. Из всех известных науке металлов только вольфрам способен выдержать столь высокую температуру и не расплавиться, в отличие от того же алюминия. Неприхотливость вольфрама позволяет служить лампочкам в домах довольно долго. Однако, по прошествии некоторого времени нить рвется, и лампа выходит из строя. Почему так происходит? Все дело в том, что под воздействием очень высокой температуры при прохождении тока (около 3000 градусов), вольфрам начинает испаряться. Тонкая нить лампы со временем становится еще тоньше, пока не порвется.

Чтобы расплавить образец вольфрама используют электронно-лучевую или аргонную плавку. С помощью этих методов можно с легкостью нагреть металл до 6000 градусов Цельсия.

Получить качественный образец этого металла довольно трудно, но сегодня ученые с блеском справляются с этой задачей. Было разработано несколько уникальных технологий, позволяющих выращивать монокристаллы вольфрама, огромные вольфрамовые тигли (весом до 6 кг). Последние широко применяются для получения дорогих сплавов.

Лампочка - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Лампа накаливания Конструкция лампы накаливания

Лампочка производит свет от электричества. [1] В дополнение к освещению темного помещения, они могут использоваться, чтобы показать, что электронное устройство включено, для направления движения, для обогрева и для многих других целей. Миллиарды используются, некоторые даже в космосе.

Ранние люди использовали свечи и масляные лампы для освещения. Грубые лампы накаливания производились в начале и середине 19 века, но мало пригодились.В конце века благодаря усовершенствованным вакуумным насосам и улучшенным материалам они сияли дольше и ярче. Электростанции обеспечивали электроэнергией городские, а затем и сельские районы. [2] Более поздние газоразрядные лампы, в том числе люминесцентные, потребляют меньше электроэнергии, чтобы производить больше света.

Есть несколько видов лампочек:

  • лампа накаливания - самая распространенная лампочка в доме примерно до 2003-2010 гг.
    • ' галогенная лампа' - более эффективная лампа накаливания
  • Газоразрядная лампа
  • - вид лампочки, включающий в себя люминесцентный свет.Компактные люминесцентные лампы (или КЛЛ) теперь заменяют лампы накаливания в доме
  • Светодиод
  • - раньше использовались только для маломощных мест, теперь их можно использовать как лампочки в доме
  • Электрическая дуговая лампа, самая ранняя разновидность, сейчас редкость, за исключением больших прожекторов

Лампочки преобразуют электричество в свет и тепло. За исключением тепловых ламп, тепло считается отходом. Лампа, излучающая больше света и меньше тепла, более эффективна.

Лампа накаливания [изменить | изменить источник]

] Лампа накаливания превращает электричество в свет, пропуская электрический ток через тонкий провод, называемый нитью накала. Электрические нити в основном состоят из металлического вольфрама. Сопротивление нити накаливания нагревает лампочку. В конце концов нить накала становится настолько горячей, что начинает светиться, производя свет. [3]

Нить накала должна быть защищена от воздуха, поэтому она находится внутри колбы, а воздух в колбе либо удаляется (вакуум), либо, чаще, заменяется инертным газом, который не воздействуют на что угодно, например на неон или аргон.Только около 3% энергии, которая уходит в лампочку накаливания, на самом деле производит свет, остальное - тепло. Это одна из причин, по которой светодиоды более эффективны.

Лампочка этого типа плохо работала и мало использовалась, пока Джозеф Свон и Томас Эдисон не улучшили ее в 1870-х годах. Это была первая лампочка, которую можно было использовать в домах - она ​​не стоила слишком дорого и хорошо работала. Впервые людям не понадобился огонь (свечи, масляные лампы, керосиновые лампы и т. Д.), Чтобы зажечь свет.Он был достаточно ярким, чтобы люди могли легко читать по ночам или работать. Его использовали для освещения магазинов и улиц, и люди могли путешествовать после наступления темноты. Это положило начало повсеместному использованию электроэнергии в домах и на предприятиях. У них были углеродные нити, пока в 1900-х годах не были разработаны вольфрамовые. Они служат дольше и излучают более яркий свет.

Ранние устройства на электронных лампах представляли собой лампы накаливания, предназначенные для работы при более низких температурах, с добавлением электронных компонентов.

Люминесцентные лампы [изменить | изменить источник]

Люминесцентные лампы эффективны и излучают только ¼ тепла, чем лампа накаливания.Они также служат дольше, чем лампы накаливания, но до конца 20-го века были намного больше и не подходили для розеток для маленьких верхних фонарей и ламп, как лампы накаливания.

Люминесцентная лампа - это стеклянная трубка, обычно заполненная газом аргоном и небольшим количеством ртути. При включении катод нагревается и испускает электроны. Они попадают в аргон и ртуть. Газ аргон создает плазму, которая позволяет электронам лучше двигаться. Когда электроны попадают в атом ртути, он переводит молекулу в состояние, в котором она обладает большим количеством энергии (сохраняет энергию).Энергетическое состояние длится недолго, и когда энергия высвобождается, он испускает фотон. Фотоны ртути не видимы, как некоторые другие фотоны; они ультрафиолетовые. Итак, на стенке колбы есть люминофорное покрытие. Когда фотон попадает в молекулу люминофора, он, в свою очередь, переводит эту молекулу в возбужденное состояние. Когда этот люминофор высвобождает энергию, он испускает фотон, который мы видим, и возникает свет. Изменение типа люминофора может изменить цвет, который мы видим, но обычно люминесцентные лампы белее, чем лампы накаливания, которые слегка желтые.

LED [изменить | изменить источник]

Светодиод (также известный как светоизлучающий диод) выполнен как электроника. Это микросхема из полупроводникового материала. Светодиодные лампы более эффективны и служат намного дольше, чем лампы накаливания или люминесцентные лампы. В отличие от люминесцентных ламп, в светодиодах не используется ртуть, которая токсична. В течение нескольких лет светодиодные лампы были не такими яркими, как другие виды ламп, и стоили дороже.

  • Большинство лампочек подходят к розетке, обеспечивающей высокий уровень напряжения.Если розетка включена, даже если лампочка не горит, существует реальная опасность поражения электрическим током.
  • Лампы накаливания при включении сильно нагреваются, и им нужно время, чтобы остыть. Прикосновение к горячей лампочке может вызвать ожоги.
  • Большинство лампочек сделаны из стекла, а это значит, что они легко ломаются. У битого стекла острые края, которые могут порезать кожу.
  • При поломке люминесцентной лампы ртуть внутри выделяет пары, которые при вдыхании могут вызвать отравление ртутью.
  • Edison Lightbulb Musée des Lettres et Manuscrits

  1. «Как работает лампочка?». 17 июня 1992 г. Проверено 20 мая 2012 г.
  2. «Изобретения Эдисона». about.com. Проверено 21 марта 2013.
  3. Оззи Зенер (2012). «Перспективы и ограничения светоизлучающих диодов». Проверено 20 мая 2012 года.
.

Электрическая нить накала - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Лампа накаливания имеет небольшой тонкий провод с двумя более крупными проводами. Этот провод называется нитью . Нить накала - это часть лампочки, излучающая свет.

Нити накаливания в лампах накаливания сделаны из вольфрама. Когда электрический ток проходит через нить накала, она светится. Он также может быть известен как элемент электронной эмиссии в вакуумной лампе.Чтобы лампочка излучала больше света, нить накала обычно делают из катушек тонкой проволоки, также известной как спиральная катушка.

.

История лампочки | Основы освещения

Краткая история лампочки

Электрический свет, один из предметов повседневного обихода, который больше всего влияет на нашу жизнь, был изобретен не в в традиционном понимании в 1879 году Томаса Альвы Эдисона, хотя можно сказать, что он создал первую коммерчески практичную лампу накаливания. свет. Он был не первым и не единственным, кто пытался изобрести лампочку накаливания. Фактически, некоторые историки утверждают, что до версии Эдисона было более 20 изобретателей ламп накаливания.Однако Эдисон часто приписывают изобретение, потому что его версия смогла превзойти более ранние версии из-за сочетание трех факторов: эффективный материал накаливания, более высокий вакуум, чем удалось достичь другим и высокое сопротивление, делающее распределение электроэнергии из централизованного источника экономически целесообразным.

Ранние лампочки

В 1802 году Хэмфри Дэви изобрел первый электрический свет. Он экспериментировал с электричеством и изобрел электрическая батарея.Когда он подключил провода к своей батарее и куску углерода, углерод засветился, производя свет. Его изобретение было известно как лампа Electric Arc. И хотя он производил свет, он не производил его для длинный и был слишком ярким для практического использования.

В течение следующих семи десятилетий другие изобретатели также создали «лампочки», но не появилось никаких конструкций для коммерческого использования. заявление. В частности, в 1840 году британский ученый Уоррен де ла Рю вложил свернутую в спираль платиновую нить в вакуумную трубку и пропускали через нее электрический ток.Дизайн был основан на концепции, что высокоплавкие точка платины позволит ему работать при высоких температурах и что откачанная камера будет содержать меньшее количество молекул газа вступает в реакцию с платиной, что увеличивает ее долговечность. Несмотря на эффективный дизайн, стоимость платины сделали его непрактичным для коммерческого производства.

В 1850 году английский физик Джозеф Уилсон Свон создал «лампочку», вложив туда карбонизированную бумагу. нити в вакуумированной стеклянной колбе.И к 1860 году у него был рабочий прототип, но отсутствие хорошего вакуума и адекватное снабжение электричеством привело к лампе, срок службы которой был слишком коротким, чтобы считаться эффективным источник света. Однако в 1870-х годах стали доступны лучшие вакуумные насосы, и Свон продолжил эксперименты со светом. луковицы. В 1878 году Свон разработал лампочку с более длительным сроком службы, используя обработанную хлопковую нить, которая также устранила проблему. раннего почернения луковиц.

24 июля 1874 г. канадский патент. был подан Торонто медицинский электрик по имени Генри Вудворд и коллега Мэтью Эванс.Они построили свои лампы из карбона разных размеров и форм. стержни между электродами в стеклянных баллонах, заполненных азотом. Вудворд и Эванс попытались продать свою лампу, но безуспешно. В конце концов они продали свой патент Эдисону в 1879 году.

Томас Эдисон и «первая» лампочка

В 1878 году Томас Эдисон начал серьезные исследования по разработке практической лампы накаливания, а 14 октября 1878 года Эдисон подал свою первую патентную заявку на «Улучшение электрического освещения».Однако он продолжал испытывать несколько типы материала для металлических нитей, чтобы улучшить его первоначальную конструкцию, и к 4 ноября 1879 года он подал еще одну заявку на патент США. патент на электрическую лампу с использованием «углеродной нити или ленты, намотанной и соединенной ... с платиновыми контактными проводами».

Хотя в патенте описано несколько способов создания углеродной нити, включая использование «хлопковой и льняной нити, деревянные лубки, бумага, свернутая по-разному ", только через несколько месяцев после получения патента Эдисон и его команда обнаружили, что карбонизированная бамбуковая нить может прослужить более 1200 часов.

Это открытие положило начало лампочек промышленного производства, а в 1880 году компания Томаса Эдисона, Edison Electric Light Company, начала продвигает свой новый продукт.

Оригинальная лампа с углеродной нитью от Томаса Эдисона.

Другие примечательные даты

  • 1906 - Компания General Electric первой запатентовала метод изготовления вольфрамовых нитей для использования в лампах накаливания. Сам Эдисон знал, что вольфрам в конечном итоге окажется лучшим выбором для нитей накаливания в лампах накаливания, но в его время не было оборудования, необходимого для производства проволоки в такой прекрасной форме.
  • 1910 - Уильям Дэвид Кулидж из General Electric усовершенствовал процесс производства, чтобы изготавливать самые долговечные вольфрамовые нити.
  • 1920-е гг. - Производство первой матовой лампочки, регулируемых ламп для автомобильных фар и неонового освещения.
  • 1930-е годы - в тридцатые годы были изобретены небольшие одноразовые лампы-вспышки для фотографии и люминесцентные лампы для загара.
  • 1940-е годы - первые лампы накаливания с мягким светом.
  • 1950-е годы - Производство кварцевого стекла и галогенной лампы
  • 1980-е - Созданы новые галогениды маломощных металлов
  • 1990-е - дебютируют лампы с длительным сроком службы и компактные люминесцентные лампы.

Будущее «первой» лампочки?

Современные лампы накаливания не энергоэффективны - менее 10% электроэнергии, подаваемой в лампу, преобразуется в видимый свет. Оставшаяся энергия теряется в виде тепла.Однако эти неэффективные лампочки все еще широко используются сегодня благодаря множеству преимуществ, таких как:

  • широкий, недорогая доступность
  • легко встраивается в электрические системы
  • адаптируется для небольших систем
  • работа при низком напряжении, например в устройствах с батарейным питанием
  • широкая форма и размер

К сожалению, в отношении лампы накаливания законодательство многих стран, включая США, требует постепенного отказа от нее для использования в более энергоэффективных вариантах, таких как компактные люминесцентные лампы и светодиодные лампы.Однако эта политика вызвала большое сопротивление из-за низкой стоимости ламп накаливания, мгновенной доступности света и опасений по поводу загрязнения КЛЛ ртутью.

Но в связи со значительным падением цен на светодиоды будущее, похоже, принадлежит светодиодам. На Bulbs.com мы храним постоянно растущий каталог светодиодных ламп и светильников. В этом видео резюмируются многие преимущества светодиодной технологии.

Другие полезные ресурсы

.

Конструкция лампочки | HowStuffWorks

Лампочки имеют очень простую конструкцию. В основании у них есть два металлических контакта, которые подключаются к концам электрической цепи. Металлические контакты прикреплены к двум жестким проводам, которые прикреплены к тонкой металлической нити . Нить накала находится посередине колбы и поддерживается стеклянным держателем . Провода и нить накала помещены в стеклянную колбу, наполненную инертным газом , например аргоном .

Когда лампочка подключена к источнику питания, электрический ток течет от одного контакта к другому через провода и нить накала. Электрический ток в твердом проводнике - это массовое движение свободных электронов (электронов, которые не связаны прочно с атомом) от отрицательно заряженной области к положительно заряженной области.

Объявление

Когда электроны движутся по нити, они постоянно натыкаются на атомы, составляющие нить.Энергия каждого удара вызывает вибрацию атома - другими словами, ток нагревает атома. Более тонкий проводник нагревается легче, чем более толстый проводник, потому что он более устойчив к движению электронов.

Связанные электроны в колеблющихся атомах могут быть временно переведены на более высокий уровень энергии. Когда они возвращаются к своим нормальным уровням, электроны выделяют дополнительную энергию в виде фотонов. Атомы металлов испускают в основном инфракрасных фотонов света, которые невидимы для человеческого глаза.Но если они нагреваются до достаточно высокого уровня - около 4000 градусов по Фаренгейту (2200 градусов по Цельсию) в случае лампочки, - они будут излучать видимого света .

Нить накала в лампочке сделана из невероятно тонкой длинной металлической вольфрама . В типичной 60-ваттной лампе вольфрамовая нить имеет длину около 6,5 футов (2 метра), но толщину всего одну сотую дюйма. Вольфрам расположен в двойной катушке , чтобы уместить все это в небольшом пространстве.То есть нить накала наматывается в одну катушку, а затем эта катушка наматывается, чтобы получилась катушка большего размера. В 60-ваттной лампе длина катушки составляет менее дюйма.

Вольфрам используется почти во всех лампах накаливания, потому что это идеальный материал для нити накала. В следующем разделе мы выясним, почему это так, и рассмотрим роль стеклянной колбы и инертного газа.

Мы рассмотрим, из чего сделана нить накала, в следующем разделе.

.

Смотрите также