Дизайн и характеристики на лампата с нажежаема жичка

Съдържание:

Проектиране на лампи с нажежаема жичка
Историята на лампите с нажежаема жичка
Пионери в индустрията
Кой е изобретил електрическата крушка?
Защо лампите с нажежаема жичка излизат от мода

Лампата с нажежаема жичка е електрическо осветително устройство, чийто принцип на работа се основава на нагряване на нишка, изработена от огнеупорен метал, до високи температури. Топлинният ефект на тока е известен отдавна. С течение на времето тя се нагрява толкова много, че нишката започва да свети. И въпреки че в нашата страна такива дрънкулки носят името на Илич, всъщност дори напредналите историци не могат да дадат недвусмислен отговор кой е изобретателят на лампата с нажежаема жичка.

Проектиране на лампи с нажежаема жичка

Преди да се потопите в историята на създаването на лампи с нажежаема жичка, нека проучим структурата на устройството:

Работната част на лампата с нажежаема жичка е волфрамова жичка. Специфичното съпротивление на този метал е три пъти по-високо от това на медта. Това не е много висок показател. Но волфрамът е избран като нагревателно тяло заради неговите огнеупорни свойства и напречното сечение на нишката е намалено до границата, за да се увеличи електрическото съпротивление. Температурата, при която се топи металът, надвишава 3000 градуса по Целзий.
Крушката на лампата с нажежаема жичка е направена от стъкло и обикновено съдържа някакъв вид инертен газ. Това ви позволява да предпазите спиралата от изгаряне, без да е необходимо да създавате вакуум (което би довело до отрицателно налягане върху крушката и намаляване на механичната якост на цялата конструкция).
Крушка с нажежаема жичка
Спиралата на лампата с нажежаема жичка се поддържа от молибденови държачи и се захранва от никелови електроди. Материалите се подбират според предназначението. Молибденът също е много огнеупорен, докато никелът има по-ниска температура на ликвидус, но има нисък коефициент на термично разширение. В резултат на това мястотоконтактът със спиралата не претърпява големи механични деформации, което влияе положително на експлоатационния живот на лампата с нажежаема жичка.
Електродите са свързани към контактните площадки на основата с помощта на медни проводници. Рядко лампа с нажежаема жичка е снабдена със собствен предпазител. Също така е вътре в цокъла.

Историята на лампите с нажежаема жичка

Не всеки знае, че спиралите не са направени веднага от волфрам. Преди това са използвани графит, хартия и дори бамбук. Като цяло можем да кажем, че много хора отидоха да създадат лампа с нажежаема жичка.

За наше голямо съжаление не можем да предоставим тук списък от 22 имена на учени, които историците по един или друг начин приписват на процеса на развитие на това изобретение. И не би било съвсем правилно да приписваме всички заслуги на Едисон. И днес, въпреки всички усилия, лампите с нажежаема жичка далеч не са перфектни. Превишаването на амплитудата на напрежението само с 10% от номинала намалява експлоатационния живот на устройствата 4 пъти. В същото време намаляването на този параметър естествено намалява връщането на светлинния поток: с 40% при същата относителна промяна в характеристиките на захранващата мрежа към по-малка страна. (Вижте също: LED лампа)

Що се отнася до пионерите, нещата бяха много по-зле. Джоузеф Суон (Joseph Swan), по-специално, не можа да постигне достатъчно разреждане на въздуха в крушката на лампата с нажежаема жичка. Помпите (живачни) от онова време просто не позволяваха да се направи нещо подобно. И конецът изгоря под въздействието на запазения вътре кислород.

Целият смисъл на лампите с нажежаема жичка е да доведат спиралата до висока степен на нагряване, когато тялото започне да свети. Трудностите се усложняват от липсата на високоустойчиви сплави в средата на 19 век - скоростта на преобразуване на електрическия ток в топлина се увеличава силно с увеличаване на съпротивлението на проводникаматериал

Така всички усилия на учените могат да бъдат сведени до следните направления:

Избор на материал на конеца. Високата устойчивост и устойчивост на изгаряне послужиха като критерии едновременно. Например бамбукови влакна, които сами по себе си са изолатори, са покрити с тънък слой проводящ графит. Поради много малката площ на проводимия слой въглища, съпротивлението се увеличи рязко, което доведе до желаните резултати.

Дървената основа обаче пламнала бързо. Следователно опитите за създаване на пълен вакуум могат да се считат за второ направление. Кислородът е известен от края на 18 век и учените бързо доказват, че този елемент участва в горенето. През 1781 г. Хенри Кавендиш определя състава на въздуха и когато започва работата по лампите с нажежаема жичка, става ясно, че земната атмосфера има пагубен ефект върху телата, нагрети до високи температури.

Беше много важно да се предаде цялото напрежение на нишката. В съответствие с това беше извършена работа върху разглобяемите и контактните части на веригата. Ясно е, че тънък слой въглища има голямо съпротивление, но как да докараме електричество там? Трудно е да се повярва сега, но благородни метали като платина, които имат относително висока проводимост, са били широко използвани за постигане на приемливи резултати. Само по този начин беше възможно да се избегне нагряването на външната верига и контактите, докато резбата се заточи до голяма степен.

Отделно може да се отбележи гнездото с резба на Edison, което се използва и днес. Това е една много добра идея, която е в основата на бързата смяна на крушките. Други методи за създаване на контакт, като запояване, практически не са подходящи в този случай. Да не говорим, че такава връзка може да се разпадне под въздействието на висока температура.

Едисонова лампа

Стъклодухачите през 19 век вече са достигнали определени висоти, така че крушките са специалнинямаше проблеми. Дори Ото фон Герике, докато проектира генератор на статично електричество, препоръчва напълването на сферична колба със сяра. И когато материалът се втвърди, стъклото трябва да се счупи. Това доведе до перфектен куршум, който събра заряд върху стоманен прът, минаващ през центъра на цялата конструкция по време на триене.

Пионери в индустрията

В много източници можете да прочетете, че идеята за използване на електричество за целите на осветлението е реализирана за първи път от сър Хъмфри Дейви. Скоро след създаването на волтовия стълб той експериментира с метали. Избрах платината поради високата й точка на топене - всички други материали бързо се окисляват във въздуха. Тоест те просто изгоряха. Източникът на светлина не е бил ярък дори в първо приближение, но е дал основата за стотици други експерименти, показващи какво точно трябва да се направи, за да се получи крайният резултат: да се освети нещо с електричество.

Това се случи през 1802 г., когато ученият навърши 24 години, а малко по-късно, през 1806 г., Хъмфри Дейви представи на обществеността напълно функционално газоразрядно осветително устройство, в дизайна на което две въглищни пръчки играят водеща роля. Краткият живот на такава ярка светлина в небето на науката, която даде на света представа за хлор, йод и редица алкални метали, трябва да се дължи на постоянни експерименти. Какво си струва поне експериментите с вдишване на въглероден оксид или работа с азотен оксид (мощно отровно вещество)? Отдадохме почит на такива блестящи подвизи, но същите съкратиха живота на учения до 50 години.

Осветителни тела Деви

А фактът, че Хъмфри изостави цяло десетилетие на изследване на осветителни устройства, може да се дължи на вечната му заетост - не напразно Дейви все още се нарича бащата на електролизата - както и на неотложни нужди. ТрагедияГодината 1812 в Felling Colliery оставя дълбок отпечатък в сърцата на мнозина. Сър Хъмфри Дейви беше един от онези, които разработиха безопасен източник на светлина за миньорите. Ясно е, че електричеството не беше подходящо за тези цели по простата причина, че нямаше мощни и надеждни източници на енергия. И за да се предотврати експлозията на рудничния газ от време на време, бяха използвани различни мерки, като например метална дифузорна решетка, предотвратяваща разпространението на пламъци.

Така сър Хъмфри Дейви беше далеч пред времето си. Преди около 70 г. И едва в края на 19-ти век започнаха да се появяват лавинообразно една след друга нови структури, предназначени да спасят човечеството от вечния мрак, благодарение на използването на електричество. Дейви е един от първите, които отбелязват зависимостта на съпротивлението на материалите от температурата, което позволява на Георг Ом малко по-късно да изведе известния си закон за сечението на окръжност. А половин век по-късно това откритие става основа за създаването на първия електронен термометър от Карл Вилхелм Сименс. (Вижте също: Енергоспестяваща лампа)

На 6 октомври 1835 г. Джеймс Боуман Линдзи демонстрира крушка с нажежаема жичка, заобиколена от стъклена крушка за защита от атмосферата. Както самият изобретател изрази, възможно е да се чете книга на тъмно на разстояние един и половина метра от такъв източник. Джеймс Боуман, по този начин, според общоприетите източници, е авторът на идеята за защита на нишката със стъклена крушка. Но така ли е?

Джеймс Бауман Линдзи

Склонни сме да твърдим, че тук световната история е малко объркана. Всъщност първата скица на подобно устройство датира от 1820 г. Но по някаква причина се приписва на Уорън де ла Рю. Който тогава беше на... 5 години. Някой забеляза тази глупост и смени датата... на 1840г. Е, учителка в детска градина не можеда направи такова велико изобретение. Освен това някак си набързо забрави за демонстрациите на Джеймс Боуман. И цялата работа е, че много от историческите книги (ако не се лъжем, една от тях от 1961 г. на Луис) го тълкуват по този начин, вече не се знае откъде е взета картината. Очевидно авторът е сбъркал, защото друг източник, Джоузеф Стоер, роден през 1986 г., приписва това изобретение на Август Артур де ла Рива (роден през 1801 г.). Което корелира много по-добре с реалността и демонстрацията на Джеймс Боуман петнадесет години по-късно.

Това остана незабелязано в областта на кирилицата, но в английските източници проблемът се тълкува по следния начин: имената de la Roux и de la Rive са явно объркани и могат да се отнасят за поне четирима души. Физиците Уорън дьо ла Рю и Огюст Артур дьо ла Рив вече бяха споменати, като първият през 1820 г. е още в детската градина, образно казано. В допълнение, бащите на споменатите мъже може да се появят в историята, а именно: Томас дьо ла Рю (1793 - 1866) и Шарл Гаспар дьо ла Рив (1770 - 1834). Един непознат господин (или дама) проведе цяло проучване на своя уебсайт, където убедително доказа, че споменаването на фамилията de la Roux е несъстоятелно и се позова на цяла планина от научна литература от началото на 20-ти и края на 19 век.

Накрая същото неизвестно лице се опита да прегледа всички патенти на Уорън де ла Рю, а те бяха общо девет. И нито един от тях не е свързан по никакъв начин с лампи с нажежаема жичка с описания дизайн. Но Огюст Артур дьо ла Рив, който започва да публикува научни трудове през 1822 г., едва ли може да бъде заподозрян в изобретяването на стъклената крушка. Въпреки че той също посети Англия - родното място на електрическата крушка с нажежаема жичка - и изучаваше, наред с други неща, електричеството. Всеки може да пише на автора на статията на англоезичния сайт по имейл[email protected]. Както самият той пише, той с радост ще приеме всяка информация по този въпрос.

Кой е изобретил електрическата крушка?

Надеждно е известно, че през 1879 г. Едисон патентова (патент на САЩ 223898) първата си крушка с нажежаема жичка. И ние, потомците, определено знаем за това събитие. Що се отнася до по-ранните публикации, тяхното авторство, напротив, е съмнително. Все още не сме сигурни кой е дал на света колекторния двигател, а сър Хъмфри Дейви отказа да издаде патент за своя предпазен минен фенер, като по този начин направи изобретението си публично достояние. Но понякога подобни претенции, както виждаме, създават значително объркване. И сега не можем да кажем със сигурност кой пръв се сети да постави нишка в стъклена крушка, като по този начин гарантира ефективността на цялата конструкция, която се използва навсякъде и до днес. За колекторния двигател, между другото, никой не получава удръжки от всяка единица продукция.

Защо лампите с нажежаема жичка излизат от мода

Лампите с нажежаема жичка използват вторичния принцип на производство на светлина. Преди всичко нишката се нагрява до висока температура. Ефективността на такива устройства е доста ниска, което означава, че по-голямата част от енергията се губи. Съвременните норми налагат на страната да пести енергия. Ето защо газоразрядните и LED крушки сега са на мода. Но това не означава, че сър Хъмфри Дейви, дьо ла Рю, дьо ла Рийв, Едисон и много, много други, които имаха пръст в извеждането на човечеството от мрака, също ще бъдат забравени.