Ce este un bec, design și principiul de funcționare

Te-ai întrebat vreodată ce este un bec obișnuit? Cei mai mulți dintre noi știm că cel mai simplu dispozitiv de iluminat constă dintr-o bază, un bec și un filament de wolfram, dar cum funcționează, de ce se arde în timp și de ce becurile sunt pline cu gaze inerte?

Vom vorbi despre toate caracteristicile „becurilor Ilyich” simple și ale dispozitivelor moderne fluorescente și LED în acest articol.

Ce este un bec incandescent

O lampă incandescentă obișnuită este o sursă de lumină alimentată, a cărei parte principală constă dintr-un material refractar care acționează ca un corp de filament. În cele mai multe cazuri, un astfel de material (conductor) este plasat într-un balon vidat sau într-un balon umplut cu gaze inerte. Când curentul trece printr-un conductor, acesta se încălzește și începe să emită o strălucire strălucitoare.

Interesant! Pentru ca filamentul de tungsten al unui bec să se aprindă, acesta trebuie încălzit la o temperatură de aproximativ 2000 °C. Limita temperaturii incandescente poate fi considerată a fi 3410 °C.

Istoria creației

De fapt, niciun om de știință nu a inventat vreodată nimic de unul singur: așa s-a întâmplat cu becul „clasic”. În 1840, un inventator britanic pe nume Warren De la Rue a proiectat prima lampă cu incandescență alimentată de un conductor de platină. Cu doi ani mai devreme, în 1838, un om de știință belgian pe nume Jobard a inventat prima sursă de lumină cu miez de carbon din lume. Ei bine, exact cu o sută de ani înainte de sfârșitul celui de-al Doilea Război Mondial, Heinrich Goebel creează primele prototipuri de becuri moderne.

Este de remarcat faptul că prima lampă a lui Goebel avea un fir de bambus carbonizat plasat în vid. Omul de știință a continuat să lucreze la ideea sa încă aproximativ 5 ani, după care a prezentat-o ​​publicului larg.

Oamenii de știință ruși au adus, de asemenea, o contribuție semnificativă la invenție, care este acum folosită de întreaga lume. Astfel, în 1874, primul bec cu miez de carbon plasat într-un mediu fără aer a fost înregistrat pe numele lui Alexander Nikolaevich Lodygin. Marea problemă a unei astfel de surse de lumină a fost că carbonul ca conductor nu putea dura suficient de mult și s-a ars imediat după utilizare. De-a lungul timpului, mințile strălucitoare ale planetei au venit cu ideea de a înlocui cărbunele cu wolfram.

Interesant! Când vorbim despre electricitate și dispozitive de iluminat, nu putem să nu-l amintim pe marele Thomas Edison. El a fost primul care a creat și brevetat o lampă cu incandescență care era ieftin de produs și durabilă (față de majoritatea dispozitivelor din acea vreme).

De la inventarea sa, sursa de lumină familiară nu s-a schimbat prea mult, dar încă au avut loc schimbări tehnice în ea: conductorul a fost înlocuit cu unul mai avansat, iar spațiul din interiorul becului a început să fie umplut cu un gaz special.

Caracteristici de proiectare și principiu de funcționare

LN standard constă din:

• un balon umplut cu un gaz inert (sau lipsit deloc de aer);
• o bază care servește simultan atât ca „capac” al becului, cât și ca element pentru conectarea lămpii la rețea;
• electrozi;
• bobina de filament amplasată pe suporturi speciale;
• contact de bază.

Tungstenul a fost ales ca material conductor pentru a minimiza consumul de curent pentru încălzire și pentru a reduce secțiunea transversală a filamentului la minimum posibil.

Interesant! Parametrul de rezistivitate al wolframului este de trei ori mai mare decât cel al cuprului.

Spirala este alimentată de curentul de la electrozi, iar molibdenul este folosit ca material principal al „coarnelor” pe care este instalată spirala: este refractar și nu se extinde efectiv atunci când este încălzit. Utilizarea unui gaz inert crește durata de viață potențială a spiralei: într-un mediu cu gaz este „mai dificil” ca aceasta să se ardă. În ceea ce privește baza, dimensiunea și firele de pe ea pot varia.

Caracteristici și tipuri

Pe lângă medicamentele obișnuite de uz casnic cu care suntem obișnuiți, experții identifică mai multe dintre soiurile lor, inclusiv:

1. Decorativ. Se disting prin forme de becuri non-standard, o spirală mărită și iluminare slabă. Astfel de dispozitive sunt cel mai adesea folosite de designeri pentru a implementa proiecte în stil „de epocă”.
2. Iluminare. Au un bec vopsit pe interior și au o putere redusă (până la 25 W). Ele schimbă rapid nuanța strălucirii, așa că necesită înlocuire frecventă.
3. Semnal. Anterior, acestea au fost utilizate pe scară largă în diverse dispozitive de iluminat, dar astăzi în acest domeniu sunt înlocuite activ de opțiuni cu LED-uri.
4. În oglindă.Becul unei astfel de lămpi este parțial acoperit cu un strat de aluminiu care reflectă bine lumina, ceea ce îi permite să concentreze iluminarea într-un anumit punct din spațiul camerei.
5. Transport. Sunt folosite pentru echiparea opticii mașinilor, tractoarelor, avioanelor, diferitelor nave marine etc. Au o rezistență sporită și sunt rezistente la vibrații.
6. Suport dublu. Un subtip special utilizat în semafoare feroviare, avioane și mașini.

Referinţă. Există și alte tipuri de LN, dar astăzi majoritatea au fost înlocuite cu dispozitive mai moderne, despre care vom discuta puțin mai departe.

Avantaje și dezavantaje

Calitățile pozitive ale LP-ului clasic includ costuri reduse, dimensiuni reduse, imunitate la căderi mici de tensiune în rețea, un spectru plăcut de iluminare pentru vederea umană, o gamă largă de opțiuni de alimentare, absența componentelor toxice sau a altor componente dăunătoare în compoziție și zgomot în funcționare. Dacă vorbim despre dezavantaje, atunci dintre ele merită menționat o durată de viață relativ scurtă, un consum de curent destul de mare și un pericol de incendiu.

Important! Suprafața din jurul lămpilor incandescente puternice se poate încălzi până la +330 de grade Celsius. Atenție!

Scopul aplicatiei

LN-urile clasice sunt folosite pentru iluminatul menajer al spațiilor și zonelor locale, imobiliare comerciale, utilizate în transportul auto, feroviar și aerian, instalate în dispozitive portabile de iluminat (lanterne de buzunar etc.), utilizate în cinema, design, medicină și multe alte sectoare. de viață.

Proiectarea și principiul de funcționare a tipurilor moderne de lămpi

Dispozitivele moderne de iluminat includ dispozitive cu halogen, fluorescente, de economisire a energiei și LED. Să luăm în considerare fiecare tip individual.

Halogen

Astfel de dispozitive sunt o versiune modernizată a LN-urilor clasice. Balonul unui astfel de dispozitiv este umplut cu halogen, care reacționează cu wolfram care se evaporă pe măsură ce se încălzește. Acest lucru vă permite să prelungiți durata de viață a dispozitivului. În plus, cuarțul este folosit în lămpile cu halogen. Dispozitivele de iluminat cu halogen au de obicei caracteristici de performanță mai ridicate decât lămpile convenționale.

Luminescent

Aceste dispozitive sunt numite și lămpi fluorescente. Au o calitate înaltă a redării culorilor, ceea ce le permite să fie utilizate la iluminatul vitrinelor și rafturile magazinelor. În comparație cu LN, un dispozitiv luminiscent consumă de 4-5 ori mai puțină energie și are o durată de viață mai lungă. Au și dezavantajele lor - performanță slabă la temperaturi scăzute și conținutul de substanțe nocive (inclusiv mercur) în unele modele.

Economie de energie

Principala caracteristică a dispozitivelor de iluminat cu economie de energie este unitatea electronică, care asigură atât aprinderea, cât și funcționarea lămpii. Un astfel de dispozitiv se caracterizează printr-o funcționare mai stabilă, un consum mai mic de energie, o durată de viață mai lungă și o gamă largă de culori disponibile.

Important! La producerea lămpilor de economisire a energiei se folosesc substanțe periculoase pentru natură și oameni, astfel încât eliminarea acestora trebuie efectuată exclusiv prin puncte speciale de colectare.

LED

Designul unor astfel de lămpi folosește cristale semiconductoare: ele creează o strălucire atunci când curentul electric trece prin ele.În comparație cu aceleași dispozitive cu halogen, dispozitivele LED sunt de aproximativ 4-7 ori mai eficiente, iar în ceea ce privește durata de viață, un astfel de dispozitiv poate dura până la 50.000 de ore. Singurul dezavantaj al lămpilor cu LED este considerat a fi costul lor ridicat, totuși, ținând cont de economiile la întreținere și consum, pe termen lung este mult mai profitabilă achiziționarea acestora.

Așa că am aflat ce este un bec, ne-am uitat la majoritatea tipurilor de opțiuni moderne și nu atât de moderne. Sperăm că acum aveți o idee generală despre caracteristicile funcționării lor.