Povijest žarulja sa žarnom niti. Tko je izumio žarulju sa žarnom niti? Prednosti i nedostaci žarulja sa žarnom niti

Povijest svjetiljki sa žarnom niti seže u devetnaesto stoljeće. Razmotrite glavne točke povezane s ovim jedinstvenim izumom čovječanstva.

Posebne značajke

Žarulja sa žarnom niti To je tema koja je poznata mnogim ljudima. Trenutno je teško zamisliti život čovječanstva bez korištenja umjetnog i električnog svjetla. U ovom slučaju, rijetko tko razmišlja o tome kako je izgledala prva svjetiljka, u kojem povijesnom razdoblju je nastala.

Za početak razmislite o uređaju sa žarnom niti. Ovaj izvor električnog svjetla je vodič s visokom točkom tališta, koji se nalazi u tikvici. Iz njega se prethodno crpi zrak, umjesto toga tikvica se puni inertnim plinom. Prolazeći kroz svjetiljku, električna struja emitira struju svjetlosti.

Suština funkcioniranja

Koji je princip žarulje sa žarnom niti? Ona leži u činjenici da se tijekom protoka električne struje kroz tijelo topline, element zagrijava, dok se sama volframova niti zagrijava. Prema Planckovom zakonu, on emitira zračenje termičkih i elektromagnetskih tipova. Za stvaranje punopravnog sjaja, potrebno je zagrijati volframovu niti do nekoliko stotina stupnjeva. Kako se temperatura smanjuje, spektar postaje crven.

Prvi žarulje sa žarnom niti imaju mnogo nedostataka. Na primjer, bilo je teško regulirati temperaturu, zbog čega su žarulje brzo propale.

Tehničke značajke

Što je dizajn moderne žarulje sa žarnom niti? Budući da je postao prvi izvor svjetla, ima prilično jednostavan dizajn. Razmatraju se glavni elementi svjetiljke:

• tjelesna toplina;
• bočica;
• trenutni ulazi.

Trenutno su razvijene različite modifikacije, uveden je osigurač u svjetiljku, koja je spoj. Za proizvodnju ove stavke upotrebom legure nikla i željeza. Karika je zavarena u nogu strujnog ulaza kako bi se spriječilo uništenje staklene kugle kada je volframova žarulja užarena.

Uzimajući u obzir glavne prednosti i nedostatke žarulja sa žarnom niti, napominjemo da su od svog osnutka svjetiljke značajno nadograđene. Primjerice, zbog uporabe osigurača, vjerojatnost brzog uništenja žarulje se smanjila.

Glavni nedostatak takvih elemenata rasvjete je njihova velika potrošnja energije. Zbog toga se u ovom trenutku primjenjuju mnogo rjeđe.

Kako se pojavljuju umjetni izvori svjetla

Povijest žarulja sa žarnom niti povezana je s mnogim izumiteljima. Do vremena kada je ruski fizičar Alexander Lodygin počeo raditi na njegovom stvaranju, već su razvijeni prvi modeli žarulja sa žarnom niti. Godine 1809. engleski izumitelj Delarue razvio je model koji je bio opremljen platinastom zavojnicom. Povijest svjetiljki sa žarnom niti povezana je s izumiteljem Heinrichom Goebelom. U uzorku koji je stvorio njemački, ugušeni konac od bambusa stavljen je u posudu iz koje je prethodno ispumpan zrak. Goebel se petnaest godina bavio modernizacijom modela sa žarnom niti. Uspio je dobiti radnu verziju žarulje sa žarnom niti. Lodygin je postigao visokokvalitetan sjaj ugljikove šipke, smješten u staklenu posudu iz koje je uklonjen zrak.

Opcijski praktični model

Prvi žarulje sa žarnom niti, koje su se mogle proizvoditi u velikim količinama, pojavile su se u Engleskoj krajem devetnaestog stoljeća. Joseph Wilson Swan čak je uspio dobiti patent za vlastiti dizajn.

Govoreći o onima koji su izumili žarulju sa žarnom niti, potrebno je i zadržati se na eksperimentima koje je proveo Thomas Edison.

Pokušao je koristiti različite materijale kao filamente. Upravo je taj znanstvenik predložio platinastu nit kao žarnu nit.

Ovaj izum žarulja sa žarnom niti postao je nova faza u području električne energije. U početku, Edisonove žarulje funkcionirale su samo četrdeset sati, ali unatoč tome, radije su brzo izmijenile plinsku rasvjetu.

U razdoblju kada je Edison bio angažiran u svojim istraživanjima, u Rusiji je Alexander Lodygin uspio stvoriti nekoliko različitih vrsta svjetiljki odjednom, u kojima su metali koji su se topili odigrali ulogu niti.

Povijest svjetiljki sa žarnom niti pokazuje da je ruski izumitelj prvi put počeo koristiti vatrostalne metale u obliku tijela sa žarnom niti.

Osim volframa, Lodygin je također provodio pokuse s molibdenom, uvijajući ga u obliku spirale.

Specifičnosti svjetiljke Lodygin

Moderne analoge karakterizira lijepa svjetlosni tok kao i visokokvalitetnu reprodukciju boja. Njihova učinkovitost je 15% pri najvišoj vrijednosti temperature filamenta. Takvi izvori svjetlosti za svoj rad troše značajnu količinu električne energije, tako da se njihov rad ne provodi više od 1000 sati. To je više nego vrijedno niske cijene svjetiljki, tako da, unatoč raznolikosti umjetnih izvora svjetlosti na suvremenom tržištu, oni se i dalje smatraju popularnim i traženim među kupcima.

Zanimljivosti iz povijesti žarulja sa žarnom niti

Krajem devetnaestog stoljeća Didrichson je uspio napraviti značajne promjene u modelu koji je predložio ruski izumitelj Lodygin. Proveo je potpuno ispumpavanje zraka, upotrijebio nekoliko dlačica u svjetiljci odjednom.

Takvo poboljšanje omogućilo je korištenje svjetiljke čak i ako je jedna od dlačica eksplodirala.

Engleski inženjer Joseph Wilson Swan imao je patent koji potvrđuje stvaranje svjetiljke s ugljičnim vlaknima.

Vlakno se nalazilo u kisiku ispražnjena atmosfera kao rezultat toga, svjetlo je bilo svjetlije i ujednačenije.

U drugoj polovici devetnaestog stoljeća, osim same svjetiljke, Edison je izumio rotacijski prekidač za kućanstvo.

Veliki izgled svjetiljki na tržištu

Od kraja devetnaestog stoljeća počele su se pojavljivati ​​svjetiljke u kojima su se kao nit koristili oksidi itrija, cirkonija, torija i magnezija.

Početkom prošlog stoljeća mađarski istraživači Sandor Yust i Franjo Hanaman dobili su patent za uporabu volframove niti u svjetiljkama sa žarnom niti. U ovoj zemlji su napravljene prve kopije takvih svjetiljki, koje su ušle na veliko tržište.

U Sjedinjenim Američkim Državama u istom razdoblju izgrađene su i pokrenute elektrane uključene u dobivanje titana, volframa, kroma, elektrokemijskom redukcijom.

Visoki troškovi volframa su sami prilagodili brzinu uvođenja žarulja u svakodnevni život.

Godine 1910. Coolidge je razvio novu tehnologiju za proizvodnju tankih volframovih niti, što je doprinijelo jeftinijoj proizvodnji umjetnih žarulja.

Problem njegova brzog isparavanja riješio je američki znanstvenik Irving Langmuir. On je uveo punjenje staklenih tikvica s inertnim plinom u industrijsku proizvodnju, što je povećalo vijek trajanja svjetiljke i učinilo je jeftinijim.

Koeficijent učinkovitosti

Gotovo sva energija proizvedena u svjetiljci postupno se pretvara u toplinsko zračenje. Učinkovitost doseže 15 posto s indeksom temperature od 15 posto.

Kako temperatura raste, učinkovitost se povećava, ali to uzrokuje značajno smanjenje životnog vijeka žarulje.

Na 2700 K, životni vijek potpunog korištenja umjetnog izvora svjetlosti je 1000 sati, a na 3400 K, nekoliko sati.

Kako bi se povećala trajnost žarulje sa žarnom niti, programeri predlažu da se smanji vrijednost napona napajanja. Naravno, učinkovitost će se također smanjiti za oko 4-5 puta. Inženjeri koriste ovaj efekt kada je potrebna pouzdana pokrivenost minimalne svjetline. Na primjer, ovo je važno za večernju i noćnu rasvjetu gradilišta, stubišta.

Da biste to učinili, izvršite serijsku vezu žarulje izmjenične struje s diodom, koja osigurava opskrbu strujom žarulje tijekom pola cijelog trajanja struje.

S obzirom da je cijena obične žarulje sa žarnom niti znatno manja od njezina prosječnog vijeka trajanja, stjecanje takvih izvora rasvjete može se smatrati prilično profitabilnom mjerom.

zaključak

Povijest pojavljivanja modela električne svjetiljke na koji smo navikli povezana je s imenima mnogih ruskih i stranih znanstvenika i izumitelja. Već dva stoljeća, ovaj umjetni izvor rasvjete doživio je transformacije, nadogradnje, čija je svrha bila povećati vijek trajanja uređaja, smanjujući njegov trošak.

Najveće trošenje vlakna uočava se u slučaju oštrog napajanja svjetiljke. Kako bi riješili ovaj problem, izumitelji su počeli isporučivati ​​svjetiljke s različitim uređajima koji jamče njihov nesmetan početak.

Hladna volframova nit posjeduje otpor koji je samo dvostruko veći od aluminija. Kako bi se izbjegla vršna snaga, programeri koriste termistore čija se otpornost smanjuje s povećanjem temperature.

Kod niskonaponskih svjetiljki s jednakom snagom, resurs eksploatacije i svjetlosnog izlaza su mnogo veći, jer imaju veći presjek žarnog tijela. U rasvjetnim tijelima dizajniranima za više žarulja, učinkovito serijska veza nekoliko svjetala nižeg napona. Na primjer, umjesto šest svjetiljki 60 W, spojenih paralelno, možete koristiti samo tri.

Naravno, ovih se dana pojavljuju različiti modeli električnih svjetiljki, koje imaju mnogo produktivnija obilježja od običnih žarulja izumljenih tijekom Lodygina i Edisona.