Какой газ находится в лампочке
Для того чтобы можно было поднять температуру накала нити и тем самым повысить КПД лампы + продлить срок службы лампы. Первые лампы были вакуумированы, но вакуум способствует испарению металла из за высокой температуры при работе лампы. Потом догадались закачивать в колбу инертные газы (азот чаще всего) чтобы не было вакуума, это позволило продлить службы и поднять температуру накала (КПД) .
Изобретение галогеных ламп (добавление брома или йода) позволило ещё больше поднять температуру накала (КПД) и одновременно продлить срок службы.
И еще хочу добавить свой текст 6 летней давности про 100 летнюю лампочку в американском пожарном депо о которой упомянули в предыдущих ответах:
Пример с вечной лампочкой неудачный.
Эта вечная лампа светит с большим недокалом, ее скорее ночником нужно называть, а не лампочкой. приведу пример на том что сейчас есть в магазинах. не так давно появились реплики ламп Эдисона, красивые такие с тонкой длинной спиралью, и срок службы у них аж целых 3000 часов, да вот только светоотдача маловата, у 60Вт лампы всего 210Лм. Тогда как у современной обычной лампы накаливания срок службы 1000 часов и при мощности 60 Вт светоотдача 660 Лм. Ощущаете разницу? 3,5 Лм/Вт у лампы Эдисона и 11 Лм/Вт у обычной лампочки современного стандарта.
Для примера посчитаем сколько рубликов придется отдать на оплату электроэнергии за 1000 часов работы одной и другой лампы. Будем считать для светоотдачи 1000 Люмен. Итак, лампа Эдисона для светоотдачи 1000 Лм нужна мощностью 286 Вт а обычная лампа современного стандарта нужна мощностью 91 Вт (да, таких ламп не бывает, это для наглядности). За 1000 часов работы такие лампочки съедят соответственно 286 кВт и 91 кВт электроэнергии. При тарифе 3 руб/кВтч получаем 858 рубликов за 1000 часов работы съест лампа эдиссона и 273 руб обычная лампочка. Конечно при этом обычная лампа стоимостью 20 руб уже отработает срок, а лампа эдиссона сможет работать еще 2000 часов.
Как вам такая экономика? Какой однако заговор подлых производителей получается что они экономят ваши деньги продавая вам больше ламп.
Во всей этой истории с вечной лампой в американском пожарном депо, те кто приводят эту лампочку как пример, почему то не замечают что она еле еле светит (по данным википедии ~4Вт от первоначальных 60 Вт), приводя при этом в пример заговор производителей, когда они сговорились о сроке службы 1000 часов, не говорят какая была свеотдача у ламп до сговора, и после. После такой считалки скорее это был не заговор производителей а повышение стандартов энергоэффективности?
Задавались ли вы когда нибудь вопросом почему горит лампа и как это устроено? Если да, то я расскажу вам об этом. На самом деле горит не лампа, а металл который находится внутри колбы заполненной газом.
Два контакта, один из которых ПЛЮС второй соответственно МИНУС соединены, чаще всего вольфрамовой нитью, которая скручена в спираль( если ее растянуть получится длина более 1 метра). Колба из стекла, заполненная инертным газом — обычно аргоном , чтобы не произошло сгорание нити, так как при соприкосновением с кислородом она бы просто сгорела. Повышенное давление в колбе газонаполненных ламп уменьшает скорость испарения вольфрамовой нити. Это не только увеличивает срок службы лампы, но и позволяет повысить температуру тела накаливания. Таким образом, световой КПД повышается, а спектр излучения приближается к белому
Конструкция
Конструкция лампы накаливания. На схеме: 1 — колба; 2 — полость колбы; 3 — нить (тело накала); 4, 5 — электроды; 6 — крючки-держатели нити; 7 — ножка лампы; 8 — предохранитель; 9 — корпус цоколя; 10 — изолятор цоколя (стекло); 11 — контакт донышка цоколя.
Конструкция лампы накаливания. На схеме: 1 — колба; 2 — полость колбы; 3 — нить (тело накала); 4, 5 — электроды; 6 — крючки-держатели нити; 7 — ножка лампы; 8 — предохранитель; 9 — корпус цоколя; 10 — изолятор цоколя (стекло); 11 — контакт донышка цоколя.
Колбы первых ламп были вакуумированы. Большинство современных ламп наполняются химически инертными газами (кроме ламп малой мощности, которые по-прежнему делают вакуумными). Потери тепла, возникающие при этом за счёт теплопроводности, уменьшают путём выбора газа с большой молярной массой.
Тело накала первых ламп изготавливалось из угля (температура плавления 3559 °C). В современных лампах применяются почти исключительно спирали из вольфрама (температура плавления 3422 °C), иногда осмиево-вольфрамового сплава. Для уменьшения размеров тела накала ему обычно придаётся форма спирали, иногда спираль подвергают повторной или даже третичной спирализации.
Несмотря на бурное развитие энергосберегающих технологий, старая добрая лампа накаливания продолжает широко использоваться. Поэтому продление срока ее службы – весьма актуальная задача даже сегодня. Почему лампочка Ильича служит так недолго и можно ли продлить ей жизнь?
Конструкция и принцип работы
Для того чтобы решить вопрос по продлению жизни лампы накаливания, необходимо четко представлять ее конструкцию и принцип работы.
Конструктивно любая лампа накаливания независимо от типа, мощности и назначения представляет собой стеклянную колбу, заполненную инертным газом. В колбе на токопроводящих держателях крепится так называемое тело накала – спираль из тугоплавкого металла. Обычно это вольфрам или его сплавы. К колбе крепится цоколь – он позволяет быстро подключить прибор к сети.
При подаче на лампу напряжения спираль накаляется и начинает ярко светиться. Инертный газ не позволяет спирали окислиться и тут же сгореть. Вроде все просто и должно быть долговечным. Но это не совсем так. Точнее, совсем не так.
Благодаря инертному газу спираль действительно почти не окисляется, но из-за высокой температуры вольфрам испаряется и оседает на стенках колбы. Со временем спираль утончается и, наконец, перегорает - лампу можно выбросить. Причем срок жизни прибора не особо и велик – в районе 1 000 часов.
Существуют и лампы, в колбе которых вакуум. В основном это миниатюрные индикаторные лампочки и лампы для карманных фонарей. Но испарение вольфрама с тела накала происходит и в них.
Это одна из причин выхода лампы накаливания из строя. Но есть еще одна, причем немаловажная. Любой проводник изменяет свое электрическое сопротивление в зависимости от температуры. Чем нагрев сильнее, тем сопротивление выше.
Если ради эксперимента измерить сопротивление холодной спирали лампочки накаливания, то можно получить очень любопытный результат. Сопротивление холодной 100-ваттной лампы будет равняться 38 Ом.
Согласно закону Ома при таком сопротивлении и напряжении питания в 220 В ток через лампу будет равняться:
I = U/R =220/38 = 5.8 А
Потребляемая мощность составит соответственно:
P = I*U = 5.8*220 = 1 276 Вт
Но на лампочке написано 100 Вт, а не 1 270! В чем подвох? Он как раз в том, что холодное тело накала имеет электрическое сопротивление в 10 раз ниже номинального! Когда спираль прогреется, ее сопротивление станет нормальным и прибор выйдет на штатный режим, потребляя все те же 100 Вт.
Но проблема состоит в том, что в момент включения спираль холодная и лампа потребляет более киловатта, хотя рассчитана на мощность вдесятеро меньшую. Очень часто спираль не выдерживает такого токового удара и сгорает. Особенно часто это происходит при утончении тела накала после длительной работы.
Бытует мнение, что чем реже включаешь/выключаешь лампу накаливания, тем дольше она проживет. Теперь вполне очевидно, что это абсолютная истина – лампа накаливания чаще всего сгорает именно во время включения из-за токового удара.
Как продлить жизнь?
Прежде всего, рассмотрим первую причину выхода прибора из строя – перегорание спирали из-за ее утончения. Для того чтобы решить эту проблему, достаточно уменьшить на приборе напряжение. В этом случае спираль будет работать с недонакалом и, естественно, проживет много дольше. Как уменьшить напряжение, если в сети оно постоянно держится на одном уровне? Ставить громоздкий понижающий трансформатор?
Это неоправданно дорого, да и технически трудновыполнимо – придется либо питать все лампочки от отдельной линии, либо ставить трансформатор на каждый светильник. Но можно обойтись и более простыми и бюджетными решениями.
Питание через диод
Как известно, большинство бытовых приборов, включая осветительные, питается от бытовой сети 220 В. Напряжение в сети переменное, то есть плавно изменяет свой знак 100 раз в секунду.
Есть два варианта: никакого и инертный газ(смесь инертных газов). В качестве инертных газов применяют азот и аргон, реже криптон. Выбор газов обусловлен преимущественно ценой. Их роль заключается в том, чтобы вольфрам с нити накаливания испарялся как можно меньше, а повышенное давление в колбе дает возможность нагревать спираль еще больше(света побольше). В практике, в основном, используют с газом. К лампам накаливания относятся и галогеновые, заполненые галогенами.
Галогены, это фтор, хлор, бром, йод, астат ,унунсептий. Галогенными лампы называют по-невежеству. В них реально закачены "инертные газы". Такие как ксенон, гелий. К галогенам не имеющие ни какого отношения. Сами понимаете, надеюсь. Извините, ставлю минус. — 9 лет назад
Насколько я знаю парами галогенов, но сути это не меняет. А ксеноновые - это газоразрядные лампы. — 9 лет назад
да, газо-разрядные лампы. Где свет получается по средствам электрического разряда в среде газа. Только причем тут галогены? — 9 лет назад
При том, что не накаливания. Галогеновые - лампы накаливания, заполненые парами брома, хлора, фтора и йода. — 9 лет назад
В лампах накаливания не может быть ни воздух, ни азот ни какие-либо другие газы, кроме инертных (аргон, криптон, ксенон). Дело в том, что температура спирали более 2000 градусов Цельсия. При таких температурах вольфрам будет реагировать с ЛЮБЫМИ газами, кроме инертных. Но заполнять лампочки гелием или неоном слишком дорого, поэтому применяют в основном наиболее дешевый аргон. Криптон и ксенон дороже, но какое они дают преимущество, я не знаю, тем не менее их тоже используют. При попадании воды на включенную ( а значит горячую) лампочку стекло элементарно трескается, но никакого "взрыва" лампочки не происходит.
Насчет галогенных ламп Вы совершенно не правы. Да, к галогенам относятся фтор, хлор, бром, йод, астат. Насчет унунсептия Вы несколько поспешили. Да конечно, если его удастся получить, то он несомненно будет относиться к галогенам. Но он пока еще не получен, поэтому и не имеет собственного названия, только по порядковому номеру (количеству протонов в ядре).
Вот Вы пишете ". Галогенными лампы называют по-невежеству. В них реально закачены "инертные газы". Такие как ксенон, гелий. ". Во-первых, нужно писать раздельно "по невежеству". Во вторых, не "закачЕны" (это слово производное от слова "катить", т.е. если что-то куда-то закатили, то про это что-то можно сказать "закачены".). а "закачАны" (от слова "качать", закачать"). В-третьих, гелием лампы накаливания не заполняют (слишком дорого. В-четвертых,
в галогенных лампах "галоген" всё же есть, правда только один - иод. Заполнены они как и обычные лампочки - аргоном, но кроме аргона добавлены еще пары иода. Такие лампочки "самозалечивающиеся".
В чем недостаток лампочек накаливания? Со временем спираль в них "перегорает" (реально не перегорает, а расплавляется). Допустим, где-то диаметр (толщина) спирали чуть меньше, чем в других местах. Значит сопротивление в этом месте больше, температура выше, и с этого участка металл (хоть это и вольфрам, но тем не менее) более интенсивно испаряется. Значит диаметр уменьшается, это приводит к еще более сильному местному повышению температуры, и так всё сильнее и сильнее. В конце концов, этот участок спирали разогревается до температуры плавления, "тонкое" место расплавляется ("где тонко, там и рвётся") и лампочку нужно выбрасывать. А что получается в присутствии паров иода. Пары иода взаимодействуют с металлом спирали, образуется летучее (при тех температурах, что внутри лампы)соединение. На тех участках, где спираль тоньше и температура выше эти летучие соединения разлагаются вновь на металл и иод. Таким образом, на "тонкое" место переносится металл с более толстых мест. В итоге, спираль самозалечивается, и служит дольше. Кроме того, это позволяет повысить температуру спирали, т.е лампочка работает при более высоких температурах. А интенсивность излучения пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры. таким образом, повышается "световой КПД", или светоотдача лампочки.
Как называется газ, как работает, чем заменить и можно ли дома закачать? С пояснениями, пожалосто.
Спасибо за все ответы.
Лампа накаливания - источник света, в котором преобразование электрической энергии в световую происходит в результате накаливания электрическим током тугоплавкого проводника (вольфрамовой нити) . Эти приборы предназначаются для бытового, местного и специального освещения. Последние, как правило, отличаются внешним видом - цветом и формой колбы. Коэффициент полезного действия (КПД) ламп накаливания составляет около 5-10 %, такая доля потребляемой электроэнергии преобразуется в видимый свет, а основная ее часть превращается в тепло.
Устройство лампы. Любые лампы накаливания состоят из одинаковых основных элементов. Но их размеры, форма и размещение могут сильно отличаться, поэтому различные конструкции не похожи друг на друга и имеют разные характеристики.
Существуют лампы, колбы которых наполнены криптоном или аргоном. Криптоновые обычно имеют форму "грибка". Они меньше по размеру, но обеспечивают больший (примерно на 10 %) световой поток по сравнению с аргоновыми. Лампы с шаровой колбой предназначены для светильников, служащих декоративными элементами, с колбой в форме трубки - для подсветки зеркал в стенных шкафах, ванных комнатах и т. д.
Лампы накаливания имеют световую отдачу от 7 до 17 лм/Вт и срок службы около 1000 часов. Они относятся к источникам света с теплой тональностью, поэтому создают погрешности при передаче сине-голубых, желтых и красных тонов. В интерьере, где требования к цветоразличению достаточно высоки, лучше использовать другие типы ламп. Также не рекомендуется применять лампы накаливания для освещения больших площадей и для создания освещенности, превышающей уровень 3000 лк, так как при этом выделяется много тепла и помещение "перегревается".
Несмотря на эти ограничения, такие приборы все еще остаются классическим и излюбленным источником света.
Вообще-то лампочке нафиг ни какой газ не нужен, если бы было возможно создать внутри вакуум она горела бы гораздо дольше, но поскольку тонкую стеклянную колбу к черту разорвет давлением закачивают инертный газ. Аргон помоему чаще всего используют. Дома конечно не закачаешь .
Читайте также: