Какой металл используется в нити накаливания обычной лампочки: устройство, принцип работы, виды и технические характеристики

Содержание

устройство, принцип работы, виды и технические характеристики

Лампа накаливания – первый электрический осветительный прибор, играющий важную роль в жизнедеятельности человека. Именно она позволяет людям заниматься своими делами независимо от времени суток.

По сравнению с остальными источниками света такое устройство характеризуется простотой конструкции. Световой поток излучается вольфрамовой нитью, расположенной внутри стеклянной колбы, полость которой заполнена глубоким вакуумом. В дальнейшем для увеличения долговечности вместо вакуума в колбу стали закачивать специальные газы — так появились галогеновые лампы. Вольфрам — термостойкий материал с большой температурой плавления. Это очень важно, поскольку для того, чтобы человек увидел свечение, нить должна сильно нагреться за счет проходящего через нее тока.

к содержанию ↑

История создания

Интересно, что в первых лампах использовался не вольфрам, а ряд других материалов, включая бумагу, графит и бамбук. Поэтому, несмотря на то, что все лавры за изобретение и усовершенствование лампы накаливания принадлежат Эдисону и Лодыгину, приписывать все заслуги только им — неправильно.

Писать о неудачах отдельных ученых не станем, но приведем основные направления, к которым прилагали усилия мужи того времени:

  1. Поиски лучшего материала для нити накаливания. Нужно было найти такой материал, который одновременно был устойчив к возгоранию и характеризовался высоким сопротивлением. Первая нить была создана из волокон бамбука, которые покрывались тончайшим слоем графита. Бамбук выступал в качестве изолятора, графит — токопроводящей среды. Поскольку слой был малым, то существенно возрастало сопротивление (что и требовалось). Все бы хорошо, но древесная основа угля приводила к быстрому воспламенению.
  2. Далее исследователи задумались над тем, как создать условия строжайшего вакуума, ведь кислород — важный элемент для процесса горения.
  3. После этого нужно было создать разъемные и контактные компоненты электрической цепи. Задача усложнялась из-за использования слоя графита, характеризующегося высоким сопротивлением, поэтому ученым пришлось использовать драгоценные металлы — платину и серебро. Так повышалась проводимость тока, но стоимость изделия была чересчур высока.
  4. Примечательно, что резьба цоколя Эдисона используется и по сей день — маркировка E27. Первые способы создания контакта включали пайку, но при таком раскладе сегодня говорить о быстро заменяемых лампочках было бы сложно. А при сильном нагреве подобные соединения быстро бы распадались.

В наше время популярность подобных ламп падает в геометрической прогрессии. В 2003 году в России была увеличена амплитуда питающего напряжения на 5 %, к сегодняшнему дню этот параметр составляет уже 10 %. Это привело к сокращению срока эксплуатации лампы накаливания в 4 раза. С другой стороны, если вернуть напряжение на эквивалентное значение вниз, то существенно сократится отдача светового потока — до 40 %.

Вспомните учебный курс — еще в школе преподаватель физики ставил опыты, демонстрируя, как увеличивается свечение лампы при повышении силы тока, подающегося на вольфрамовую нить. Чем выше сила тока, тем сильнее выброс излучения и больше тепла.

к содержанию ↑

Принцип действия

Принцип работы лампы построен на сильном нагреве нити накаливания за счет проходящего через нее электрического тока. Для того чтобы твердотельный материал начал излучать красное свечение, его температура должна достигнуть 570 град. Цельсия. Излучение будет приятным для глаз человека только при увеличении этого параметра в 3–4 раза.

Подобной тугоплавкостью характеризуются немногие материалы. За счет доступной ценовой политики выбор был сделан в пользу вольфрама, температура плавления которого составляет 3400 град. Цельсия. Чтобы повысить площадь светового излучения, вольфрамовая нить скручивается в спираль. В процессе эксплуатации она может нагреваться до 2800 град. Цельсия. Цветовая температура такого излучения равна 2000–3000 К, что дает желтоватый спектр — несопоставимый с дневным, но в то же время не оказывающий негативного воздействия на зрительные органы.

Попадая в воздушную среду, вольфрам быстро окисляется и разрушается. Как уже говорилось выше, вместо вакуума стеклянная колба может заполняться газами. Речь идет об инертных азоте, аргоне или криптоне. Это позволило не только повысить долговечность, но и увеличить силу свечения. На срок эксплуатации влияет то, что давление газа препятствует испарению вольфрамовой нити из-за высокой температуры свечения.

к содержанию ↑

Строение

Обычная лампа состоит из следующих конструктивных элементов:

  • колба;
  • вакуум или инертный газ, закачиваемый внутрь нее;
  • нить накала;
  • электроды — выводы тока;
  • крючки, необходимые для удерживания нити накала;
  • ножка;
  • предохранитель;
  • цоколь, состоящий из корпуса, изолятора и контакта на донышке.

Помимо стандартных исполнений из проводника, стеклянного сосуда и выводов, существуют лампы специального назначения. В них вместо цоколя используются другие держатели или добавляется дополнительная колба.

Предохранитель обычно изготавливается из сплава феррита и никеля и помещается в разрыв на одном из выводов тока. Зачастую он расположен в ножке. Его основное предназначение — защита колбы от разрушения в случае обрыва нити. Связано это с тем, что в случае ее обрыва образуется электрическая дуга, приводящая к плавлению остатков проводника, которые попадают на стеклянную колбу. Из-за высокой температура она может взорваться и вызвать возгорание. Впрочем, долгие годы доказали низкую эффективность предохранителей, поэтому они стали эксплуатироваться реже.

к содержанию ↑

Колба

Стеклянный сосуд используется для защиты нити накаливания от окисления и разрушения. Габаритные размеры колбы подбирают в зависимости от скорости осаждения материала, из которого производится проводник.

Газовая среда

Если раньше вакуумом заполнялись все без исключения лампы накаливания, то сегодня такой подход применяют лишь для маломощных источников света. Более мощные устройства заполняются инертным газом. Молярная масса газа влияет на излучение тепла нитью накаливания.

В колбу галогенных ламп закачиваются галогены. Вещество, которым покрыта нить накала, начинает испаряться и взаимодействовать с расположенными внутри сосуда галогенами. В результате реакции образуются соединения, которые повторно разлагаются и вещество вновь возвращается на поверхность нити. Благодаря этому появилась возможность повысить температуру проводника, увеличив коэффициент полезного действия и срок эксплуатации изделия. Также такой подход позволил сделать колбы более компактными. Недостаток конструкции связан с изначально малым сопротивлением проводника при подаче электрического тока.

к содержанию ↑

Нить накала

По форме нить накаливания может быть разной — выбор в пользу той или иной связан со спецификой лампочки. Зачастую в них применяют нить с круглым сечением, закрученную в спираль, гораздо реже — ленточные проводники.

Современная лампа накаливания работает от нити из вольфрама или осмиево-вольфрамового сплава. Вместо обычных спиралей могут закручиваться биспирали и триспирали, что стало возможным за счет повторного закручивания. Последнее приводит к уменьшению теплового излучения и повышению КПД.

к содержанию ↑

Технические характеристики

Интересно наблюдать за зависимостью световой энергии и мощности лампы. Изменения не линейны — до 75 Вт световая отдача увеличивается, при превышении — снижается.

Одно из преимуществ таких источников света – равномерное освещение, поскольку практически во всех направлениях свет излучается с одинаковой силой.

Еще одно достоинство связано с пульсированием света, которое при определенных значениях приводит к значительной утомляемости глаз. Нормальным значением считают коэффициент пульсации, не превышающий 10 %. Для ламп накаливания параметр максимум достигает 4 %. Самый худший показатель — у изделий мощностью 40 Вт.

Среди всех доступных электрических осветительных приборов лампы накаливания нагреваются сильнее. Большая часть тока преобразуется в тепловую энергию, поэтому прибор больше похож на обогреватель, чем на источник света. Световая отдача находится в диапазоне от 5 до 15 %. По этой причине в законодательстве прописаны определенные нормы, запрещающие, к примеру, использовать лампы накаливания более 100 Вт.

Обычно для освещения одной комнаты достаточно лампы на 60 Вт, которая характеризуется небольшим нагревом.

При рассмотрении спектра излучения и сравнении его с естественным освещением можно сделать два важных замечания: световой поток таких ламп содержит меньше синего и больше красного света. Тем не менее, результат считается приемлемым и не приводит к утомлению, как в случае с источниками дневного света.

к содержанию ↑

Эксплуатационные параметры

При эксплуатации ламп накаливания важно учитывать условия их использования. Их можно применять в помещениях и на открытом воздухе при температуре не менее –60 и не более +50 град. Цельсия. При этом влажность воздуха не должна превышать 98 % (+20 град. Цельсия). Устройства могут работать в одной цепи с диммерами, предназначенными для регулирования световой отдачи за счет изменения интенсивности света. Это дешевые изделия, которые могут быть самостоятельно заменены даже неквалифицированным человеком.

к содержанию ↑

Виды

Существует несколько критериев для классификации ламп накаливания, которые будут рассмотрены ниже.

В зависимости от эффективности освещения лампы накаливания бывают (от худших к лучшим):

  • вакуумные;
  • аргоновые или азот-аргоновые;
  • криптоновые;
  • ксеноновые или галогенные с установленным отражателем инфракрасного излучения внутрь лампы, что увеличивает КПД;
  • с покрытием, предназначенным для преобразования инфракрасного излучения в видимый спектр.

Намного больше разновидностей ламп накаливания, связанных с функциональным назначением и конструктивными особенностями:

  1. Общее назначение — в 70-х гг. прошлого столетия они назывались «нормально-осветительными лампами». Самая распространенная и многочисленная категория — изделия, применяемые для общего и декоративного освещения. С 2008 года выпуск таких источников света существенно сократился, что было связано с принятием многочисленных законов.
  2. Декоративное назначение. Колбы таких изделий выполняются в форме изящных фигур. Чаще всего встречаются свечеобразные стеклянные сосуды с диаметром до 35 мм и сферические (45 мм).
  3. Местное назначение. По конструкции идентичны первой категории, но питаются от уменьшенного напряжения — 12/24/36/48 В. Обычно применяются в переносных светильниках и приборах, освещающих верстаки, станки и т. п.
  4. Иллюминационные с окрашенными колбами. Зачастую мощность изделий не превышает 25 Вт, а для окрашивания внутренняя полость покрывается слоем неорганического пигмента. Гораздо реже можно встретить источники света, наружная часть которых окрашивается цветным лаком. В таком случае пигмент очень быстро выцветает и осыпается.

  1. Зеркальные. Колба выполнена в специальной форме, которая покрыта отражающим слоем (к примеру, методом распыления алюминия). Данные изделия используются для перераспределения светового потока и повышения эффективности освещения.
  2. Сигнальные. Их устанавливают в светосигнальные изделия, предназначенные для отображения какой-либо информации. Характеризуются низкой мощностью и рассчитаны на продолжительную эксплуатацию. На сегодняшний день практически бесполезны из-за доступности светодиодов.
  3. Транспортные. Еще одна обширная категория ламп, используемых в транспортных средствах. Характеризуются высокой прочностью, устойчивостью к вибрациям. В них применяют специальные цоколи, гарантирующие прочное крепление и возможность быстрой замены в стесненных условиях. Могут питаться от 6 В.
  4. Прожекторные. Высокомощные источники света до 10 кВт, характеризующиеся высокой световой отдачей. Спираль укладывается компактно, чтобы обеспечить лучшую фокусировку.
  5. Лампы, применяемые в оптических приборах, — к примеру, кинопроекционная или медицинская техника.
к содержанию ↑

Специальные лампы

Также существуют более специфические разновидности ламп накаливания:

  1. Коммутаторные — подкатегория сигнальных ламп, применяемых в коммутаторных панелях и выполняющих функции индикаторов. Это узкие, продолговатые и малогабаритные изделия, имеющие параллельные контакты гладкого типа. За счет этого могут помещаться в кнопки. Маркируются как «КМ 6-50». Первое число указывает на вольтаж, второе — ампераж (мА).
  2. Перекальная, или фотолампа. Данные изделия используются в фототехнике для нормированного форсированного режима. Характеризуется высокими световой отдачей и цветовой температурой, но малым сроком эксплуатации. Мощность советских ламп достигала 500 Вт. В большинстве случаев колба матируется. Сегодня практически не используются.
  3. Проекционные. Применялись в диапроекторах. Высокая яркость.

Двухнитевая лампа бывает нескольких разновидностей:

  1. Для автомобилей. Одна нить используется для ближнего, другая — для дальнего света. Если рассматривать лампы для задних фонарей, то нити могут использоваться для стоп-сигнала и габаритного огня соответственно. Дополнительный экран может отсекать лучи, которые в лампе ближнего света могут слепить водителей встречных автомобилей.
  2. Для самолетов. В посадочной фаре одна нить может использоваться для малого света, другая — для большого, но требует внешнего охлаждения и непродолжительной эксплуатации.
  3. Для железнодорожных светофоров. Две нити необходимы для повышения надежности — если перегорит одна, то будет светиться другая.

Продолжим рассматривать специальные лампы накаливания:

  1. Лампа-фара — сложная конструкция для подвижных объектов. Используется в автомобильной и авиационной технике.
  2. Малоинерционная. Содержат тонкую нить накаливания. Применялась в звукозаписывающих системах оптического типа и в некоторых видах фототелеграфа. В наше время используется редко, поскольку есть более современные и улучшенные источники света.
  3. Нагревательная. Применяется в качестве источника тепла в лазерных принтерах и копирах. Лампа имеет цилиндрическую форму, закрепляется во вращающемся металлическом валу, к которому прикладывается бумага с тонером. Вал передает тепло, что приводит к расплыванию тонера.
к содержанию ↑

КПД

Электрический ток в лампах накаливания преобразуется не только в видимый для глаза свет. Одна часть идет на излучение, другая трансформируется в тепло, третья — на инфракрасный свет, который не фиксируется зрительными органами. Если температура проводника составляет 3350 К, то КПД лампы накаливания составит 15 %. Обычная лампа на 60 Вт с температурой 2700 К характеризуется минимальным КПД — 5 %.

Коэффициент полезного действия усиливается степенью нагрева проводника. Но чем выше будет нагрев нити, тем меньше срок эксплуатации. К примеру, при температуре 2700 К лампочка просветит 1000 часов, 3400 К — в разы меньше. Если повысить напряжение питания на 20 %, то свечение усилится в два раза. Это нерационально, поскольку срок эксплуатации сократится на 95 %.

к содержанию ↑

Плюсы и минусы

С одной стороны, лампы накаливания являются самыми доступными источниками света, с другой – характеризуются массой недостатков.

Преимущества:

  • низкая стоимость;
  • нет необходимости в применении дополнительных приспособлений;
  • простота использования;
  • комфортная цветовая температура;
  • устойчивость к повышенной влажности.

Недостатки:

  • недолговечность — 700–1000 часов при соблюдении всех правил и рекомендаций по эксплуатации;
  • слабая световая отдача — КПД от 5 до 15 %;
  • хрупкая стеклянная колба;
  • возможность взрыва при перегреве;
  • высокая пожарная опасность;
  • перепады напряжения существенно сокращают срок эксплуатации.

к содержанию ↑

Как увеличить срок службы

Существует несколько причин, по которым может уменьшиться срок эксплуатации данных изделий:

  • перепады напряжения;
  • механические вибрации;
  • высокая температура окружающей среды;
  • разрыв соединения в проводке.

Вот несколько рекомендаций по продлению срока службы ламп накаливания:

  1. Выберите изделия, которые подходят для диапазона напряжения сети.
  2. Перемещение осуществляйте строго в выключенном состоянии, поскольку из-за малейших вибраций изделие выйдет из строя.
  3. Если лампы продолжают перегорать в одном и том же патроне, то его нужно заменить или починить.
  4. При эксплуатации на лестничной площадке в электрическую цепь добавьте диод или включите параллельно две лампы одной мощности.
  5. На разрыв цепи питания можно добавить устройство для плавного включения.

Технологии не стоят на месте, постоянно развиваются, поэтому сегодня на смену традиционным лампам накаливания пришли более экономичные и долговечные светодиодные, люминесцентные и энергосберегающие источники света. Главными причинами выпуска ламп накаливания остается наличие менее развитых с технологической точки зрения стран, а также хорошо налаженное производство.

Приобретать такие изделия сегодня можно в нескольких случаях — они хорошо вписываются в дизайн дома или квартиры, либо вам нравится мягкий и комфортный спектр их излучения. Технологически — это давно устаревшие изделия.

Лампа накаливания: устройство, принцип работы, виды и технические характеристики

Лампы накаливания: виды и основные характеристики.

Человек постоянно пытается продлить световой день, освещая свое жилище в темное время суток. Началось это еще на заре цивилизации и продолжается по сей день. Осветительные приборы прошли эволюционный путь от примитивной лучины, до высокопроизводительной электролампочки. Родительницей электроосвещения стала лампа накаливания, патент на которую был получен еще в середине XIX века. И хотя инновационные осветительные ресурсы активно завоевывают рынок, но все равно добрая старая «лампочка Ильича» остается достаточно востребованной.

Лампа накаливания.

Принцип действия и особенности конструкции

При нагреве до определенной температуры металл начинает светиться. Это свойство и используется в лампах накаливания. При этом пришлось решить несколько проблем, которые препятствовали созданию эффективного осветительного элемента. Во-первых, нужно было подобрать материал, который при накаливании не расплавится. В результате спираль изготавливается из вольфрама – самого дешевого из тугоплавких металлов. Во-вторых, процесс нагрева ускоряет окислительные процесс, который оказывает негативное влияние на состояние металла. Значит, необходимо было предотвратить контакт раскаленной спирали с кислородом, т. е. с воздухом.

В результате получилась конструкция лампы, которая преодолевает все проблемы и в то же время поражает своей простотой:

  • грушевидная колба из стекла с прикрепленным к узкой части металлическим цоколем. На нем имеется резьба, при помощи которой устройство вкручивается в патрон. В некоторых моделях резьба отсутствует, но имеются другие решения, соответствующие условиям эксплуатации;
  • внутри колбы имеется стеклянная ножка, с впаянными двумя электродами. Своими верхними концами они крепятся к краям спирали, а нижними – к цоколю. Причем один припаян к корпусу, а второй – к контакту на его дне;
  • вольфрамовая спиралевидная струна крепится к электродам и держателям (ножкам), изготовленным из тугоплавкого металла (молибдена). Они не дают спирали провиснуть при нагреве и оборваться. В зависимости от назначения ламп накаливания спиралей может быть несколько, а значит количество контактов и поддерживающих ножек увеличивается соответственно.

Из колбы откачивают воздух и заполняют ее инертным газом либо оставляют вакуумную среду. Этим решается проблема окисления. Проходя через вольфрамовую спираль, электрический ток разогревает ее. Причем происходит это незаметно для человеческого глаза и световой поток в результате накала проводника распространяется практически мгновенно.

Как устроена лампочка накаливания.

Применяемые в лампах накаливания материалы

При изготовлении ламп накаливания используются разные материалы. Регулируется производство соответствующими статьями ГОСТа, в которых прописаны все необходимые требования – от размеров, до требований безопасности.

Металлы

В лампе накаливания присутствуют металлические детали – спираль и держатели. Нить накаливания чаще всего производят из вольфрама – тугоплавкого металла с температурой плавления до 3400°С. Значительно реже для спирали используют осмий и рений. При включении в сеть температура нити накала достигает 2000-2800°С. Ножки должны выдерживать высокую температуру и иметь низкий показатель теплового расширения, поэтому их делают из молибдена, который соответствует выдвигаемым требованиям.

Вводы

В этом осветительном элементе металлическими так же будут и контакты, по которым ток из сети будет передаваться на рабочую зону. Одним контактом выступает алюминиевый цоколь, к которому изнутри крепится проволока, выходящая к электроду (чаще всего, никелевому). Второй контакт располагается на донышке цоколя и отделяется от основного корпуса изолятором.

Стекла

В лампе накаливания колба производится из обычного прозрачного стекла. Встречаются виды из матового стекла, которое рассеивает свет, делая его мягче. Бывают особые модели в цветных колбах или с зеркальным напылением.

Газы

Для предотвращения образования окиси и сгорания вольфрама колбу лампы наполняют инертным (химически неактивным) газом – аргон, ксенон, криптон или азот. Бывают вакуумные виды. Кроме относительного повышения срока службы, подобные модели имеют минимальную теплоотдачу.

Типы колб лампочек.

Характеристики

Лампы накаливания характеризуются такими величинами:

  • мощность (Вт). Диапазон этого показателя впечатляет размахом – от 25 до 1000 Вт. Подбирают «силу свечения» исходя из расчета освещенности помещения. Для бытовых нужд достаточно в 25-150 Вт, а для других – мощнее;
  • напряжение (В). Выпускаются виды ламп, работающих от напряжения 220 В, 380 В. Так же существуют источники освещения, работающие на пониженном напряжении;
  • светоотдача (Лм/Вт). Чем выше этот показатель, тем ярче будет гореть источник света. Для данного продукта он находится в диапазоне 9-19 Лм/Вт;
  • вид и размер цоколя. По виду монтажа цоколь бывает резьбовой и одно- либо двухконтактный штифтовой. Размер цоколя имеет три стандарта – Е14, Е27 и Е40 (самые ходовые). Цифры обозначают диаметр в миллиметрах;
  • эксплуатационный ресурс. В приемлемых условиях лампа накаливания может функционировать до 1000 часов.

Виды и характеристики ламп накаливания достаточно разнообразны. Это обуславливает их популярность и распространенность в различных производственных и бытовых сферах.

Цоколи ламп (типы, виды, расшифровка).

Разновидности ламп накаливания

Классифицируются лампы накаливания исходя из их конструкционных особенностей и сферы применения.

Общего и местного назначения – самая многочисленная группа. Лампы общего вида используются при организации основного освещения бытовых, промышленных и общественных помещений. Основным отличием устройств местного назначения является пониженное напряжения источника питания. Поэтому чаще всего их используют в переносных светильниках, для освещения рабочего места и т. д.;

Декоративные отличаются разнообразием размеров, форм и расположением спирали. Такие лампы накаливания обрели популярность в последнее время благодаря неординарному внешнему виду. Чаще всего их используют в дизайн-проектах в качестве декоративного элемента.

Иллюминационные виды ламп накаливания отличаются небольшим рабочим напряжением. Как правило, у них цветная колба, окрашенная изнутри (реже снаружи) неорганическим пигментом. Палитра красок самая разнообразная и зависит от цели использования. Чаще всего применяются в иллюминационных устройствах. Но эффективная цветопередача сохраняется недолго – под воздействием высокой температуры пигмент «выгорает» и теряет первоначальную яркость.

Иллюминационная лампа накаливания.

Сигнальные постепенно становятся историей. Все чаще их заменяют светодиодные элементы. Разрабатывался этот вид ламп накаливания для разнообразных светосигнальных устройств.

Сигнальная лампа.

Зеркальные имеют колбу своеобразной формы. Ее разрабатывали с таким расчетом, чтобы световой поток имел определенную направленность. Препятствует рассеиванию и способствует фокусировке специальное алюминиевое покрытие. Оно наносится изнутри, оставляя не закрашенным определенный участок колбы (как правило верхний), через который и будет выходить луч света. Используется в местах где необходимо организовать направленное освещение.

Лампf накаливания зеркальные (ЗК).

Транспортные лампы используются в самых разнообразных ТС. Их конструкция и технические характеристики соответствуют условиям эксплуатации. Такие осветительные элементы отличаются повышенной прочностью и вибрационной устойчивостью. Устройство цоколя позволяет быстро сменить вышедшую из строя лампу на новую. Рассчитаны на работу от электросети транспортного средства. Основные виды таких элементов используются в осветительных приборах авто- и мототранспорта, на тракторной технике, самолетах и вертолетах, на морских и речных судах.

Отдельно в этой категории стоят двухнитевые лампы накаливания. В них имеются две спирали, что позволяет в некоторых ситуациях использовать вместо двух один элемент освещения. Например, фары автомобиля (переключение с ближнего на дальний или с габаритов на стоп-сигналы), ж/д светофоры и т. д.

Лампа накаливания, 12V, 21/5W, BAY15d, МАЯК, 61215, двухнитевая с большим цоколем.

Отдельную группу составляют галогенные лампы накаливания. Использование галогенов позволило значительно уменьшить габариты конструкции при повышении светоотдачи. По этой технологии изготавливаются элементы для общего освещения, инфракрасных облучателей, кино- и телеоборудования, прожекторов и пр.

Сфера использования

Лампы накаливания используются в самых различных сферах жизнедеятельности человека. Трудно даже представить место или устройство, где бы они не применялись. Начиная от обычного бытового освещения жилых помещений, до организации световой сигнализации, от карманного фонарика, до мощнейших военных прожекторов. И хотя современные технологии не стоят на месте предлагая все новые источники освещения, но во многих случаях «классические» лампочки не имеют равноценной замены. Подобная популярность вполне объяснима – они недороги, просты в монтаже и эксплуатации.

Маркировка

В маркировке ламп накаливания используются буквенные и цифровые обозначения. Состоит она из четырех частей:

  • первая – буквенная. В ней отражены конструкционные и физические особенности. Б – биспиральная с аргоном, Г – газовая односпиральная аргоновая, В – вакуумная, БК – биспиральная криптоновая, МЛ – молочный цвет стекла, О – колба опалового цвета;
  • вторая – буквенная. Показывает сферу использования. Ж – для ж/д, СМ – для самолетов, КМ – коммутационная, А – для автотранспорта, ПЖ – для прожекторов;
  • третья – цифирная. Рабочее напряжение и номинальная мощность;
  • четвертая – цифирная. Номер доработки.

Зная особенности маркировки продукции можно без труда подобрать необходимый для конкретных условий эксплуатации вид.

 

Достоинства и недостатки ламп накаливания

Лампы накаливания имеют как достоинства, так и недостатки. К основным минусам относится низкий коэффициент полезного действия. Для источников света под КПД подразумевается отношение интенсивности видимого светового потока к мощности, потребляемой для его производства. Его уровень не превышает 15% при температуре накала 3126°С. Но срок службы устройства при этом составляет всего несколько часов. При снижении нагрева эксплуатационный период повышается, но снижается КПД. При 2427°С коэффициент полезного действия составляет всего 5%, но светит такая лампочка на протяжении около 1000 часов. (Расчеты взяты для обычной грушевидной лампы накаливания мощностью 60 Вт). Это значит, что львиная доля энергии уходит в тепло (инфракрасное излучение), и только незначительная часть переходит в видимый для человеческого глаза спектр.

Еще имеются и такие недостатки у ламп накаливания:

  • светоотдача напрямую зависит от напряжения;
  • относительная пожароопасность – пространство вокруг колбы может нагреваться до +300°С;
  • неэкономичность;
  • хрупкость;
  • существует вероятность взрыва колбы;
  • незначительная величина срока службы лампы накаливания, особенно по сравнению с новейшими видами.

Но все эти недостатки перекрываются многочисленными достоинствами:

  • доступная цена;
  • компактность;
  • широкий диапазон мощности;
  • непрерывный светопоток с близкой к естественной светопередачей;
  • не мерцает на переменном токе;
  • не требуют дополнительных пускорегулирующих устройств и специальной утилизации;
  • не теряют яркости.

Благодаря этим достоинствам лампы накаливания остаются лидерами продаж в сегменте осветительных элементов.

Вместо заключения

К преимуществам ламп накаливания можно отнести и их «всепогодность». Был проведен интересный эксперимент, в котором включение осветительных элементов различных видов осуществлялось при экстремально низкой температуре — -150°С. И только обычна лампа накаливания выдержала и работала стабильно, обойдя галогеновую, светодиодную и люминесцентную.

Нити для ламп накаливания - Энциклопедия по машиностроению XXL

Примеры применения порошковых сплавов тугоплавкая нить для ламп накаливания из вольфрама контакты и детали приборов из молибдена и других тугоплавких металлов антифрикционные подшипниковые сплавы из порошков железа и графита постоянные магниты из порошков железа, никеля, алюминия, кобальта твердые сплавы для режущих инструментов, фильеры из порошков карбидов вольфрама, титана и кобальта и т. д.  [c.130]
В тех случаях, когда чувствительность определяется для экспонирования белым светом, очень важно учитывать спектральный состав белого света , используемого для получения характеристической кривой, поскольку большинство эмульсий имеет равномерную чувствительность в диапазоне видимого света. Спектральный состав белого света определяется величиной его цветовой температуры, которая для дневного света равна приблизительно 5500 К, а для ламп накаливания с вольфрамовой нитью, применяемых в сенситометрии, обычно лежит в пределах от 3200 до 3400 К. Более того, цветовая температура дневного света, получаемого с помощью вольфрамового источника, корректируется фильтром, который ослабляет длинноволновые составляющие спектра, обеспечивая требуемый баланс спектральных составляющих от красного до синего.  [c.111]

Металлами и сплавами с высоким сопротивлением пользуются, когда хотят электрическую энергию превратить в тепловую. Количество теплоты, выделяемое в проводнике током определенной силы, прямо пропорционально сопротивлению проводника. Сплавами для элементов обычных нагревательных приборов (электропечей, плит, чайников, утюгов, электропаяльников) служат нихром и др. Для нити в лампах накаливания применяют вольфрам, который, не плавясь, выдерживает температуру более 2000°. Однако такую нить можно нагревать лишь в вакууме. Кислород воздуха ее окисляет.  [c.79]

Для достижения высокой контрастности и хорошей яркости интерференционной картины плотность рассеивающего покрытия должна быть небольшой. Один из способов контроля достижения оптимальной плотности покрытия состоит в следующем. Через приготовленный диффузор напрямик рассматривают светящуюся нить удалённой лампы накаливания или нить расположенной невдалеке светящейся лампочки от карманного фонарика и наблюдают картину от большого числа хаотически распределённых по поверхности диффузора непрозрачных шариков — спор одинакового размера. Картина эта имеет вид центрального ахроматического нулевого круга и прилегающих к нему нескольких окрашенных колец. По своей геометрии она сходна с картиной дифракции в параллельных лучах от круглого одиночного отверстия, диаметр которого совпадает с диаметром спор ликоподия, отличаясь лишь тем, что за счёт перекрывания множества первичных картин она имеет большую яркость, сочетающуюся с зернисто-волокнистой структурой интерференционного поля и с изображением источника света в средней части нулевого круга [21а, с. 162 216, с. 149-150]. В зависимости от плотности рассеивающего покрытия меняется соотношение световых потоков, один из которых распределяется в области дифракционной картины, а второй — в области центрального изображения источника света. Подходящей плотностью покрытия можно считать такую, при которой изображение источника резко выделяется по яркости на слабом фоне нулевого круга и первого кольца картины. При этом второе кольцо едва видно, а третье кольцо картины практически не видно совсем.  [c.41]


Тугоплавкие металлы имеют применение и в более старых отраслях техники вольфрам (с добавкой тория) в качестве нитей электрических ламп накаливания вольфрам и молибден в качестве нагревателей вакуумных или газонаполненных печей ниобий и тантал — для деталей электронных ламп, в химической промышленности, в хирургии. О применении циркония в атомной технике будет сказано ниже.  [c.347]

Сплавы WMo используются и вакуумной технике в виде проволок или лент для пружин, крючков или петелек, держателей катодов прямого накала и нитей накала ламп накаливания, а также для подогревателей катодов косвенного подогрева (см., например, рис. 4-5-1). Рабочая температура таких накаливаемых проволок обычно не превышает 1 500° С.  [c.81]

Наиболее важными металлами группы платины являются платина и палладий. Платина и ее сплавы используются в вакуумной технике главным образом в тех случаях, когда важна химическая устойчивость против кислорода и соединений, содержащих его, при высоких температурах. Платина благодаря своему коэффициенту расщирения, благоприятному для впаивания в стекло, и палладий благодаря значительной проницаемости для водорода имеют вполне определенные области применения. Остальные металлы платиновой группы (НЬ, Оз, Лг, Ни) имеют для вакуумной техники только небольшое значение. Осмий, который раньше использовали вследствие его сравнительно высокой температуры плавления (2 700° С) для нитей в лампах накаливания, в настоящее время уже вытеснен вольфрамом. Иридий тверже, чем платина, и имеет более высокую точку плавления (2 340° С), но из-за своей дороговизны практи-  [c.106]

Следовательно, у вольфрама доля энергии, приходящаяся на излучение видимого света, значительно больше, чем у абсолютно черного тела, нагретого до той же температуры. Это свойство вольфрама позволяет использовать его в качестве материала для изготовления нитей ламп накаливания. Однако некоторые особенности вольфрама ограничивают применение его в качестве теплового источника света. Дело в том, что при температуре 2450 К максимум излучательной способности вольфрама соответствует длине волны около 1,1-10 см, в то время как максимум чувствительности глаза соответствует длине волны 5,5-10 см (желто-зеленой части спектра). Следовательно, для того чтобы вольфрам мог слу-  [c.375]

Большинство раскаленных тел не могут иметь температуру выше 3000 К, так как при такой температуре плавятся почти все металлы. Поэтому коэффициент полезного действия ламп накаливания совсем невелик и в лучшем случае (мощные лампы с вольфрамовой нитью) составляет около 3%. Следует указать, что рассмотренная выше аномалия излучения вольфрама (см. рис. 8.6) является выгодной для повьппения светоотдачи в видимой области, так как меньшая часть общей энергии приходится на бесполезную в целях освещения далекую инфракрасную часть спектра. Для того чтобы уменьшить распыление нити при высокой температуре (Т 3000 К), такие источники света заполняют инертным газом. Все эти усовершенствования позволяют повысить к. п. д. от 2%, характеризующих эффективность  [c.415]

Эти кривые дают распределение энергии по спектру для вольфрама и черного тела с одной и той же температурой, там же приведено отношение ординат обеих кривых (пунктирная линия), которое показывает отношение излучательной способности вольфрама для разных длин волн к излучательной способности черного тела. Из пунктирной кривой видно, что в области видимого света испускание вольфрама составляет около 40% испускания черного тела той же температуры, а в области инфракрасных лучей (около 3 мкм) всего лишь 20%. Такая селективность излучения выгодно отличает вольфрам и в связи с высокой температурой плавления вольфрама делает его наилучшим материалом для изготовления нитей ламп накаливания.  [c.707]

Большим шагом вперед в деле улучшения осветительной техники явилось предложение Лэнгмюра (1913 г.) наполнять баллоны ламп нейтральным газом, например азотом или, еще лучше, аргоном давление газа достигает примерно /3 ат, и присутствие его сильно замедляет распыление волоска, что позволяет увеличить температуру нити до 3000 К и больше без заметного сокращения срока службы лампы (около 1000 час). При этом сильно повышается световая отдача. Однако общий коэффициент полезного действия лампы равен отношению энергии полезной части спектра к общей энергии, питающей лампу, т. е. приходится учитывать не только потери на невидимое излучение, но также на теплопроводность и конвекцию. Последние виды потерь сильно увеличиваются при заполнении колбы лампы газом, так что газонаполненные лампы в смысле увеличения к. п. д. не имели бы преимущества перед пустотными, хотя свет их был бы приятен для глаз, ибо он ближе подходит к составу дневного ( белого ) света. Уменьшения потерь на охлаждение можно достигнуть, заменив прямой волосок тонкой спиральной нитью, отдельные витки которой обогревают друг друга. Именно так и осуществляются современные экономические лампы накаливания, к. п. д. которых значительно выше, чем у пустотных ламп.  [c.708]

Градуировка ленточной лампы по яркостной температуре может быть проведена с помощью оптического пирометра. Схема оптического пирометра с исчезающей нитью дана на рис. 96, а. Основной его частью является зрительная труба I, внутри которой находится лампа накаливания 2 с нитью 3 в виде петли (рис. 96,6). Для измерения яркостной температуры ленточной лампы нужно направить зрительную трубу пирометра так, чтобы в его окуляр 4 была видна накаленная лента лампы и на ее фоне — нить лампочки пирометра. Регулируя ток накала лампочки с помощью реостата 5, добиваются равенства яркостей нити и ленты. Это соответствует равенству яркостных температур нити и ленты (при 1 = 665 нм). Пирометр должен быть заранее проградуирован по абсолютно черному телу, т. е. должно быть известно, какой ток накала нити соответствует исчезновению ее на фоне черного тела заданной температуры.  [c.259]

Выралпоказатель преломления близок к единице. При объяснении (33.28) Планк впервые сделал допущение о дискретном испускании лучистой энергии квантами света, или фотонами, и, таким образом, заложил основы квантовой механики. На рис. 33.8 зависимость (33.28) представлена графически. Из рисунка видно, что максимум кривых ол = /( ) по мере увеличения температуры Т абсолютно черной поверхности смещается в сторону коротких волн. При температуре порядка 5800 К максимум спектральной плотности потока излучения Едх приходится на видимую часть спектра. Из сказанного следует, например, что вольфрамовая нить лампы накаливания (Т 3000 К) расходует большую часть энергии излучения на инфракрасную (невидимую) область спектра, т. е. большая часть энергии тратится не по назначению (идет на нагревание  [c.408]

По удельному электрическому сопротивлению р металлические проводниковые материалы можно разбить на две основные группы металлы высокой проводимости, у которых р при нормальной температуре составляет не более 0,05 мкОм-м, и металлы и сплавы высокого сопротивления, имеющие при тех же условиях р не менее 0,3 мкОм-м. Проводниковые материалы первой группы применяются в основном для изготовления обмоточных и монтажных проводов, жил кабелей различного назначения, шин и т. д. Проводниковые материалы второй группы используются при производстве резисторов, электронагревательных приборов, нитей ламп накаливания и т. п.  [c.111]

В 1903 г. в Москве была организована фабрика угольных ламп накаливания, а в 1909 и 1910 гг. открываются еш е две фабрики электрических ламп. В Ленинграде акционерное общество Айваз построило в 1913 г. завод Светлана для изготовления электрических ламп с вольфрамовой нитью. Все эти предприятия работали на импортных полуфабрикатах.  [c.92]

К началу первой пятилетки (1928 г.) советские ламповые фабрики выпускали большой ассортимент вакуумных ламп (9 типов с металлической нитью и 8 типов с угольной) для 14 рабочих напряжений, а кроме того, автомобильные, трамвайные, железнодорожные и другие специальные лампы накаливания.  [c.139]

Лампа накаливания питается от аккумулятора 8 через реостат 9, служащий для регулирования накала нити п включаемый последовательно в цепь лампы.  [c.300]

Для раскаленных вольфрамовых проволок особенно опасны пары воды, которые диссоциируют и способствуют образованию вольфрамового ангидрида. Последний после конденсации на стенках колбы восстанавливается освободившимся водородом, вновь образуя вольфрам и пары воды. В плохо откачанных лампах накаливания этот процесс может за короткое время привести к почернению стеклянной колбы и разрушению нити.  [c.37]

Главная область применения вольфрама — производство сталей (около 85%). Он входит в состав жаропрочных сверхтвердых сталей (инструментальные, быстрорежущие) и сплавов (победит, стеллит и др.). Чистый вольфрам используется в электротехнике (нити ламп накаливания) и радиоэлектронике (катоды и аноды электронных приборов), для спиральных нагревателей в электрических печах, электродов, различных деталей для высоковакуумных и рентгеновских приборов, при атомно-водородной сварке.  [c.201]

Перспективен для применения в электротехнике благодаря наличию ценных физических свойств сочетанию высокой температуры плавления и значительной электронной эмиссии. Применяется в виде окиси в производстве вольфрамовых нитей для ламп накаливания. Добавки 0,1 — 3 % окиси гафния к вольфраму, танталу замедляют процесс рекристаллизации проволоки этих металлов, способствуя увеличению срока службы нитей накала. В сплаве с вольфрамом или молибденом применяют для изготовления электродов газоразрядных трубок высокого давления. В сплавах титана применяют в качестве геттеров в вакуумных и газонаполненных электролампах, радиолампах. Сплавы с Мп, Сг, Ре, Со, N1, Си и Ар — катоды рентгеновских трубок, нити накаливания. Сплав 0,5 — Hf, [c.351]

В 1883 г, англичанин Д. В. Свэн, продавливая раствор нитроцеллюлозы в воду через отверстия в фильерах, получил тончайшие нити. Работы Д. В. Свэна были связаны с поисками способов изготовления нитей для ламп накаливания. Вскоре способ получил более широкое применение. Л.М. Ве-ринго использовал его для промышленного производства искусственного шелка. В 1885 г. впервые в истории на выставке в Лондоне демонстрировались кружевные ткани, изготовленные из нитроцеллюлозного волокна [63, с. 284 75, с. 31].  [c.193]

Нити для ламп накаливания 193 Нитроцеллюлоза 19 S Ножницы Эйенгаузена 103 Нутч-фильтр 147, 148  [c.502]

Удельная длительная прочность ниобиевой проволоки В88 при 1100° С за 100 ч в 1,5 раза выше, чем у вольфрамовых нитей для ламп накаливания. Наличие таких высокопрочных волокон позволяет создавать композиционные материалы с улучшенной прочностью. Ожидается дальнейшее повышение прочности проволоки. Размер волокна является другим переменным фактором, с помощью которого можно увеличить длительную прочность композиционного материала. Поскольку взаимодействие матрицы с волокном служит основной причиной снижения свойств и так как степень потери свойств для композиций, упрочненных тугоплавкой проволокой, связана с глубиной зоны взаимодействия в волокне, прочность композиции может быть повышена путем увеличения площади сердцевины волокна, где отсутствует взаимодействие. Как показано на рис. 11, глубина зоны взаимодействия по существу одинакова как для волокон меньшего диаметра, так и волокон большего диаметра. Однако процент площади, где отсутствует взаимодействие компонентов, значительно больше для волокна с большим диаметром. В то же время волокно с меньшим диаметром имеет более высокую длительную прочность по сравнению с волокном большего диаметра. Таким образом, оба эффекта должны уравновесить друг друга. Для кратковременной службы, при которой глубина зоны взаимодействия очень мала, использование волокон малого диаметра обусловливает повышенную прочность композиций для более продолжительного времени, предпочтительнее использовать волокна большего диаметра. Специфические условия протекания процессов взаимодействия нитей — из вольфрама 218 указывают на то, что лучшие свойства для работы при 1090° С и выдеряшах 100 и 1000 ч обеспечиваются использованием волокон с диаметром 0,38 мм. При выборе волокон необходимо учитывать, что прочность зависит от их размера и толщины реакционной зоны.  [c.257]

Применение молибдена в производстве электровакуумных приборов весьма разнообразно. Спиральные вольфрамовые нити для ламп накаливания наматываются на керн из молибденовой проволоки, которую в дальнейшем Х имически вытравливают путем погружения ее в раствор 50% НМОз-1-30%Н2504Ч-20%Н20 при 90° С. Сетки для приемно-усилительных и генераторных ламп делают обычно из молибдена. Если на работу ламп вредно влияет вторичная эмиссия сеток, изготовленных из молибденовой проволоки, то ее подавляют путем специальной обработки поверхности, например покрывая молибден тонким слоем графита, платины или золота в комбинации с танталом.  [c.189]

Согласно закону (8. 14), значение /-микс уменьшается с ростом температуры. Следовательно, происходит смещение максимума кривой Г) в сторону коротких длин волн. Эту особенность черного тела иллюстрирует рис. 8.1, на котором изображены спектральные зависимости для двух значений температуры черного тела, отличающихся в два раза. Заметим, что кривые на этом рисунке построены для температур 3000 К (/) и 6000 К (II), примерно соответствующих температуре нити мощной лампы накаливания (I) и Солнца (//). При повышении в два раза температуры излучателя максимум излучения переместился из инфракрасной области в оптимальную для визуального наблюдения зеленую часть видимого спектра (/. 5000А), где, как известно, чувствительность глаза наибольшая. Площадь кривой, характеризующая интег ральную энергетиче скую светимость, при повышении в два раза температуры возросла к 16 раз.  [c.410]

Никель Е содержит 1,75—2,25% марганца и по механическим свойствам является промежуточным между никелем А и никелем Д. По сопротивляемости коррозии при умеренных температурах он сравним с никелем А. Этот никель в виде проволоки фабричной марки мангрид Е широко применяется для держателей нити в лампах накаливания, а также для траверс сеток.  [c.231]

Таилучшими источниками излучения при сушке окрашенных поверхностей являются лампы накаливания, имеющие высокотемпературный излучатель, дающий инфракрасные лучи нужного диапазона. Оптимальной температурой нити для ламп, используемых для целей сушки, следует считать 2500° К, т. е. несколько меньшую, чем для освещения. Мощность ламп рекомендуется брать в пределах 250—500 вт. Расстояние от источника облучения до облучаемой поверхности принимают от 150 до 300 мм в зависимости от мощности ламп, характера лакокрасочного материала и необходимой температуры сушки.  [c.303]

В случае отражателей, дающих совершенно диффузное отражение света, контур поверхности практически не будет оказывать влияния на светораспределение, даваемое рефлектором, и на характер нити в лампе накаливания. Кривая распределения силы света будет весьма мало отклоняться от окружности (фиг. 23). Поэтому при построении профиля отражателя в этом случае можно гл. обр. учитывать технологич. сторону вопроса, упрощая форму отражателя в соответствии с условиями производ-.ства. Это же положение в основном остается до нек-рой степени справедливьш и для поверхностей со смешанным отражением, имеющим  [c.159]

Кроме применения в качестве вы oкoяiapoпpoчныx сплавов, тугоплавкие металлы используются и в других отраслях техники вольфрам (с добавкой тория) — в качестве нитей электрических ламп накаливания вольфрам и молибден — в качестве нагревателей вакуумных или газонаполненных печей ниобий и тантал — для деталей электронных ламп, в химической промышленности, в хирургии. О применении циркония в атомной технике будет сказано ниже. О применении тугоплавких металлов как кислотостойких материалов см. 13 этой главы.  [c.367]

Для того чтобы завершить рассмотрение стандартных приложений законов черного тела, кратко охарактеризуем эффективность тех или иных источников при использовании их для целей освещения. Хорошо известно, что лампа накаливания с вольфрамовой нитью вошла в практику в конце прошлого столетия и сыграла громадную роль в условиях жизни и труда людей во всем мире. По сей день этот простой и удобный источник света широко используют в быту и на производстве. Многочисленные научные и инженерные исследования позволили увеличит] срок службы лампы накаливания и другие ее эксплуатационные качества, но мало что могли изменить в зф(1зективности этого источника света, т.е, в увеличении доли энергии, которая может быть использована для целей освещения окружающего пространства. Достаточно взглянуть на рис. 8.1, где изображена светимость черного тела для двух температур, а вертикальными линиями ограничена видимая часть спектра (4000 — 7000А), чтобы оценить, сколь малая доля излучения черного те.па может быть эффективно использована в этих целях, даже в том случае (Т = 5000 К), когда /-макс совпадает с зеленой областью спектра, в которой чувствительность глаза наибольшая. Расчеты показывают, что при этих оптимальных условиях лишь около 13% всей излучаемой энергии может быть использовано для освещения. Значительно меньшая часть энергии черного тела может быть утилизирована в том случае, когда его температура составляет примерно 3000 К и максимум излучения находится в инфракрасной области спектра (вблизи 1 мкм). Дальнейшее уменьшение температуры черного тела приведет к еще более низкому коэффициенту использова1шя излучаемой энергии.  [c.415]

Вольфрам является одниги из ваяшейших металлических материалов электровакуумной техники. Применение вольфрама для изготовления нитей ламп накаливания было впервые предложено русским изобретателем А. Н. Лодыгиным в 1890 г., А о до сих пор является единственным  [c.28]

Иногда сушку и запекание пропитанной лаком изоляции осуществляют инфракрасным облучением. Источником такого облучения служат специальные лампы накаливания. Температура нити накала этих ламп несколько нг1же, чем у обычных осветительных ламп, что обеспечивает большой срок службы кроме того, в этих лампах по сравнению с осветительными меньшая часть электроэнергии превращается I видимый свет, а большая — в тепловое (инфракрасное) излучение. Лампы имеют отражатели или же непосредственно на баллон лампы наносят зеркальный слой, чтобы поток лучей можно было направить желаемым образом. Инфракрасные лампы устанавливают на штативах вблизи нагреваемого изделия (для ремонтных работ, когда требуется произвести сушку на месте, а также для сушки особо крупных изделий, для которых потребовались бы слишком большие печи) либо в специальных печах. Пример такой печи для сушки пропитанных лаком якорей схематически изображен на рис. 6-16. Сушильные устройства могут быть конвейерного типа В них подвергаемые сушке изделия движутся на бесконечной ленте сквозь туннельную печь, в которой установлен ряд ламп инфракрасного излучения или электрических плит. Преимущества инфракрасного обогрева по сравнению с паровым или электрическим обогревом заключаются в значительном ускорении процесса сушки и сокращении площади сушильного помещения, а также (по сравнению с электрическим обогревом) в сокращении расхода энергии.  [c.134]

В лампах накаливания, вакуумных или с инертным газом, используются нити из вольфрама. Есть две причины выхода ламп из строя, кроме повреждения стеклянного баллона 1) почернение баллона вследствие испарения вольфрама, 2) обрыв нити. Для устранения испарения вольфрама используют небольшие добавки галогенов, обычно йода. При нагреве нити галоген испаряется и соединяется в газовой среде с вольфрамом. Образовавшееся ооединение осаждается на нить, где разлагается на вольфрам  [c.442]

Для повышения экономичности ламп накаливания необходимо уменьшить потери тепла в окружающее пространство. Одним из меро-прятий для этой цели, нашедших практическое применение, является двойная спирализацня нити. Световые характеристики ламп с такими нитями (биспиральных ламп) представлены в табл. 59.  [c.524]

В 1879 г. Эдисон, добившись получения высококачественных материалов для тела накала и улучшения откачки воздуха из баллона, создал лампу с продолжительным сроком службы, пригодную для массового употребления [20, с. 180—182]. Особенно стремительное развитие электрического освещения начинается после освоения технологии изготовления вольфрамовых нитей. Способ применения вольфрама (или молибдена) для тела накала впервые дал А. Н. Лодыгин, предложивший в 1893 г. накаливать платиновую или угольную нить в атмосфере хлористых соединений вольфрама (или молибдена) вместе с водородом. Начиная с 1903 г. австрийцы Юст, Ф. Ханаман [21] стали использовать идею Лодыгина в промышленном производстве ламп накаливания.  [c.55]

Источники И. и. Наиболее распространённые источники И. и.— лампы накаливания с вольфрамовой нитью мощностью до 1 кВт, 70—80% излучаемой энергии к-рых ириходигся ка ИК-диапазон (они используются, напр., для суп1кп и нагрева), а также угольная электрич. дуга, газоразрядные лампы, электрич. спирали из нихромо-вой проволоки, Для ИК-фотографии и в нек-рых ИК-приборах (напр., приборах ночного видения) для выделения И. и, применяют ЙК-светофильтры. В науч. исследованиях (напр., в инфракрасной спектроскопии) применяют разл. спец. источники И. и. в зависимости от области снектра. Так, в ближней ИК-области (А.=0,76  [c.182]

Первым дисперсноупрочненным материалом был, видимо, ториро-ванный вольфрам (1913 г., патент Германии), примененный для изготовления нитей ламп накаливания для электроосвещения. Однако только во второй половине 40-х годов обратили внимание на возможность повышения жаропрочности материала путем искусственного введения в его структуру тонкодисперсных включений.  [c.169]

Из гафния изготовляются нити ламп накаливания, катодь для рентгеновских трубок и электрода, (сплав с вольфрамом или молибденом) для газонаполненных под высоким давлением разрядных трубок [3, 5, 68]. Порошкообразный гафний с окисью бария или стронция применяется" для изготовления катодов высоковакуумных разрядных трубок [88]. Сплавы гафния с титаном, не содержащие кислорода, азота, углерода и кремния, можно применять в качестве газопоглотителей для эвакуированных и газонаполненных устройств, например ламп, радиоламп и телевизионных трубок [76]. Кроме того, гафний используется в выпрямителях 168].  [c.198]

Считается, что металлический ниобий впервые был получен Бломстраи-яом в 1866 г. [72] восстановлением хлорида ниобия водородом. Позже Муас-саи (1051 получил ниобий восстановлением его окиси углеродом в электропечи. Еще позже Гольдшмидт [511 восстановил окись порошком алюминия. В 1905 г. и в последующие годы возрос интерес к ниобию и танталу, как потенциальным материалам для производства нитей ламп накаливания вместо применявшихся тогда графитовых нитей. Однако для этой цели окончательно был выбран тантал. В этот же период времени Болтон [1511 получил сравнительно чистый ниобий путем восстановления фторониобата калия натрием и определил некоторые более важные свойства металла. Первые образцы ниобиевых прутков и листов были изготовлены Балке [8], применившим методы порошковой металлургии этот металл впервые был представлен Американскому химическому обществу в 1929 г.  [c.429]


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, заполненную 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.

Когда электроны проникают сквозь нить, 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 нормальному уровню, электроны выделяют дополнительную энергию в виде фотонов. Атомы металла 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 очень тонкого и длинного металла из металла вольфрам . 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 накаливания наматывается в одну катушку, а затем эта катушка наматывается, чтобы получилась катушка большего размера. В 60-ваттной лампочке 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.

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 энергии 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 светился, 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. применение.В частности, в 1840 году британский ученый Уоррен де ла Рю заключил свернутую в спираль платиновую нить в вакуумную трубку и пропустил через нее электрический ток. В основе конструкции лежала идея о том, что высокоплавкая 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 по имени 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 лампочке, 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 выдачи 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 известные 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 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 производить самые долговечные вольфрамовые нити.
  • 1920-е годы - Производство первой матовой лампочки, регулируемых ламп для автомобильных фар и неонового освещения.
  • 1930-е годы - в тридцатые годы были изобретены маленькие одноразовые лампы-вспышки для фотографии и люминесцентные лампы для загара.
  • 1940-е - Первые лампы накаливания с мягким светом.
  • 1950-е годы - Производство кварцевого стекла и галогенных ламп
  • 1980-е - созданы новые галогениды маломощных металлов
  • 1990-е годы - дебютируют лампы с длительным сроком службы и компактные люминесцентные лампы.

Будущее «первой» лампочки?

Современные лампы накаливания не являются энергоэффективными - 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 наличие

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

Вот 9 самых важных электрических изобретений за всю историю

Открытие и использование электричества были одними из самых важных событий в истории человечества.Электрификация и взрыв электроприборов до неузнаваемости изменили жизнь во многих странах.

СВЯЗАННЫЕ С: 7 ИСКРЕННЫХ ЧУДОВ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ, КОТОРЫЕ СДЕЛАЛИ НАШУ ТЕКУЮ ЖИЗНЬ ВОЗМОЖНОЙ

Какие последние изобретения в электронике?

По данным таких сайтов, как Astrodyne TDI, вот некоторые из последних инноваций в области электротехники:

  • Высокоэффективные фотоэлектрические элементы
  • Преобразователь электроэнергии для экологически чистой энергии
  • Виртуальная реальность
  • Технология отслеживания взгляда
  • Беспроводные носимые устройства

Кто изобрел электричество и в каком году?

Электричество, будучи естественным явлением, было открыто, а не изобретено в результате работы многих великих умов на протяжении всей истории.Ранние работы над электрическими рыбками проводились в Древней Греции и Риме такими философами, как Плиний Старший.

Но только в 1600-х и 1700-х годах это было научно изучено. Первым, кто придумал термин «электричество», был британский ученый Уильям Гилберт, который изучал влияние электричества и магнетизма на янтарь.

Фактически, само слово «электричество» происходит от нового латинского слова Гилберта electricus , означающего «янтарь» или «подобный янтарь».Но некоторые из наиболее важных работ были выполнены Бенджамином Франклином в 18 веке.

Дальнейшая работа Вольта, Фарадея, Ома и многих других великих ученых способствовала нашему пониманию этого явления и позволила нам обуздать и использовать его сегодня.

Кто открыл постоянный ток?

Постоянный ток, или сокращенно DC, был впервые искусственно произведен Алессандро Вольта в начале 1800-х годов. Но потребуются дальнейшие исследования таких авторов, как Андре-Мари Ампер и Ипполит Пикси, чтобы постулировать, что электрический ток движется в одном направлении между полюсами.

Позже он будет использоваться и генерироваться на электростанциях в конце 1870-х годов при значительном вкладе и разработках Томаса Эдисона.

Кто на самом деле изобрел лампочку?

Основной принцип, лежащий в основе лампы накаливания, можно проследить до работы сэра Хамфри Дэви более двухсот лет назад. Он обнаружил, что, пропуская электрический ток через тонкий провод, он нагревается и испускает свет.

Но он отметил, что для практического использования необходимо найти дешевые материалы, которые могут служить долго. Уоррен де ла Рю разработал одну из первых практичных лампочек в 1830-х годах, но его выбор платины для нити накала не был коммерчески выгоден.

Позже, в 1878 году, другому британскому химику Джозефу Свону удалось создать и публично продемонстрировать электрическую лампочку на основе углеродных нитей. Но его нити относительно быстро сгорели и поэтому не были коммерчески выгодными.

Углеродные лампы накаливания Swan. Источник: Ulfbastel / Wikimedia Commons

Но в 1879 году Томас Эдисон методом проб и ошибок нашел сочетание тонкой углеродной нити накала с лучшими пылесосами, которые были как раз подходящими. Это сделало его первым человеком, который решил как научные, так и коммерческие проблемы, связанные с дизайном лампочек.

Какие из самых важных изобретений в области электротехники?

Вот 9 самых важных и интересных изобретений в области электротехники всех времен.Этот список явно не составлен в определенном порядке и далеко не исчерпывающий.

1. Скромная лампочка была революционной.

Источник: Джо Голдберг / Flickr

Изобретение лампочки было одним из самых значительных достижений в истории человечества. Практически в мгновение ока он позволил обществам во всем мире увеличить продолжительность рабочего дня и практически «прогнать ночь».

До своего развития искусственный свет обеспечивался за счет сжигания различных веществ, включая свечи, газовые фонари и масляные лампы.Они были очень неэффективными и требовали более высокого уровня обслуживания по сравнению с лампочками.

Его разработка также помогла начать эру электроники и сделала улицы во всем мире более безопасными в ночное время.

2. Интернет навсегда изменил мир

Источник: History Computer

Интернет, несомненно, является одним из самых важных электрических изобретений всех времен. Он изменил мир и то, как мы живем, до неузнаваемости до своего развития.

То, как мы работаем, получаем доступ к информации, совершаем покупки и общаемся, полностью изменилось благодаря сети. Но это не «новое» изобретение, как таковое .

Истоки Интернета восходят к 1960-м годам. В последующие десятилетия были достигнуты медленные, но важные успехи, кульминацией которых стала новаторская работа Тима Бернерса-Ли в конце 1980-х годов.

Сегодня она стала практически всеобъемлющей, создавая новые отрасли и позволяя людям подключаться и работать в любой точке мира с подключением к Интернету.Это могло быть самым важным изобретением в распространении данных со времен печатного станка Гутенберга.

3. Переменный ток изменил все

Переменный ток, или переменный ток, был еще одним из наиболее важных изобретений в области электричества всех времен. Открытый Никола Тесла, AC оказался революционным в том, как мы генерируем и используем электричество.

Переменный ток оказался безопаснее и эффективнее (на больших расстояниях), чем постоянный ток.Переменный ток позволил осуществить массовую электрификацию многих стран по всему миру и может рассматриваться как наиболее важная предпосылка для других изобретений, упомянутых в этом списке.

Это также позволило сделать такие вещи, как электродвигатели и трансформаторы, реальностью. Сегодня AC ежедневно используют миллионы людей по всему миру.

4. MP3-плееры изменили то, как мы все слушаем музыку

MPMan. Источник: Michele M. F./Wikimedia Commons

MP3-плееры навсегда изменили способ, которым миллионы людей будут слушать музыку и другой звук.Их развитие практически в одночасье означало конец старым формам медиа, таким как кассеты и компакт-диски.

МР3-плееры, разработка которых началась в конце 1970-х, стали коммерчески жизнеспособными в конце 1990-х. Один из первых прототипов технологии MP3 был разработан южнокорейской компанией Saehan Information Systems.

Их 1997 "MPMan" был флэш-плеером, вмещавшим от шести до 12 песен. Другие компании вскоре осознали свой потенциал, когда Apple выпустила свой революционный iPod в 2001 году.

5. Транзисторы жизненно важны для современной жизни

Транзисторы - еще одно из самых важных изобретений в области электротехники всех времен. Некоторые утверждают, что они могут быть одним из самых важных открытий в инженерии в целом.

Транзисторы - это в основном электронные переключатели, которые позволяют включать и выключать ток по запросу. Сегодня они являются важнейшим компонентом многих современных электронных устройств.

«Транзисторы изменили лицо технологий по всей планете - без них у нас не было бы компьютеров, смартфонов и только очень простых средств связи (и это лишь некоторые из них).У нас определенно не было бы систем распределения энергии! »- Rubberbox.com.

6. Системы глобального позиционирования были революционными

Начиная с 1960-х годов как сверхсекретный военный проект, GPS изменил систему координат. как мы перемещаемся по планете вечно

К 1995 году система стала полностью работоспособной благодаря в первую очередь трем людям, стоящим за проектом: Роджеру Л. Истону, Ивану А. Геттингу и Брэдфорду Паркинсону. современные автомобильные приборные панели и смартфоны.Настолько, что многие люди по всему миру давно отказались от своих надежных бумажных карт прошлых лет.

7. Цифровые камеры - еще одно важное изобретение.

Источник: Wade Brooks / Flickr

В концепции «беспленочных камер» нет ничего нового, поскольку первые разработки были сделаны в 1960-х годах. Но к 1975 году Стивен Сассон из Eastman Kodak разработал одну из первых электронных «цифровых» камер.

Первоначально предназначенные для научных, а затем и военных целей, цифровые фотоаппараты стали обычным явлением только в середине-конце 90-х годов.

Сегодня большинство новых камер являются цифровыми, и почти каждый смартфон имеет хотя бы одну в стандартной комплектации.

8. Электромобили были новаторскими.

Ранние электромобили, около 1912 года. Источник: Городские архивы Торонто / Wikimedia Commons

Электромобили, вы, возможно, удивитесь, услышав, на самом деле имеют довольно долгую историю. Некоторые из самых ранних моделей были разработаны в конце 1880-х годов, но вскоре они были предвосхищены развитием альтернативных двигателей внутреннего сгорания.

Интерес к ним ненадолго возродился в 1970-х и 1980-х, но последнее десятилетие или около того стало de facto эрой электромобилей. Достижения в области аккумуляторных технологий и систем управления энергопотреблением делают электромобили еще более эффективными и привлекательными для массового рынка.

9. Электродвигатель навсегда изменил многие отрасли промышленности

Электродвигатели, неразрывно связанные с предыдущей статьей, являются еще одним из самых важных электронных изобретений всех времен.Преобразуя электрическую энергию в механическую, электродвигатели навсегда изменили облик многих отраслей промышленности.

Электродвигатель оказался настолько эффективным, что практически в одиночку заменил паровые двигатели на заводах и в других крупных отраслях промышленности.

19 великих изобретений, которые перевернули историю

Сегодняшний день, в котором мы живем, может показаться результатом стремительных инноваций и открытий. Но если мы осмелимся проследить за оборудованием и машинами сегодняшнего дня, большинство из них - это усовершенствования устройств, которые были построены в далеком прошлом.

СМОТРИ ТАКЖЕ: 27 ИЗОБРЕТЕНИЙ В ПРОМЫШЛЕННОЙ РЕВОЛЮЦИИ, ИЗМЕНИЛИ МИР

Транспорт, связь и обмен информацией следуют одному и тому же пути непрерывных инноваций, связанных с изобретением, появившимся сотни лет назад.

Давайте посмотрим на некоторые из величайших изобретений, которые произвели революцию в истории.

1. Колесо (3500 г. до н.э.) - Давайте начнем вращать вещи

Источник: zsuzsannasolti / Pixabay

Если мы оглянемся назад, то первым изобретением, изменившим будущее человечества, было изобретение колеса.Будь то путешествие или транспортировка товаров, изобретение колес сделало это намного проще, чем когда-либо прежде.

В доисторические времена колеса использовались не только на транспортных средствах; они также использовались в системах шкивов. Удивительно, но применение колес в первую очередь не применялось на тележках или каретах.

Есть свидетельства того, что они впервые использовались в качестве гончарного круга в 3500 году до нашей эры. Сегодня колесо и его производные присутствуют повсюду, помогая нам облегчить наши усилия и выполнить свою работу!

2.Компас (206 г. до н.э.) - Следопыт

Источник: Тереза ​​Томпсон / Flickr

На протяжении всей истории люди испытывали неутолимую жажду исследования неизведанного. Но это было бы невозможно без знания ориентиров, которые помогли определить географическое положение.

Вот почему компасы были одним из самых важных инструментов, которые помогли человечеству исследовать и регистрировать сушу и водные массы по всему миру. В сегодняшнем мире спутников и GPS это может показаться неуместным, но это было одно из ключевых изобретений, изменивших мир к лучшему!

Компас был изобретен китайцами для помощи в гадании, но его применение в путешествиях и навигации было реализовано только в 11 веках нашей эры.

3. Водяное колесо (50 г. до н.э.) - забытое изобретение

Источник: Smallbones / Wikimedia Commons

Водяные колеса часто игнорируются из самых известных изобретений, изменивших историю. Но давайте не будем забывать о первом изобретении, которое помогло человечеству получать энергию из источников, отличных от людей и животных.

Водяное колесо изобрел римский инженер Витрувий. Он преобразует силу текущей или падающей воды в механическую энергию.Затем эта механическая энергия использовалась для дробления зерна, токарных станков, приводов лесопильных заводов, текстильных изделий, кузнечных сильфонов и многого другого.

Сообщается, что в 1086 году в Европе их было около 6000.

4. Календарь (45 г. до н.э.) - Сохранить Дата

Источник: Asmdemon / Wikimedia Commons

Современный календарь не использовался до 1600-х годов, поэтому было много форм календарей, которые использовались для заполнения единой системы.

Первой формой календаря, используемого египтянами, был солнечный календарь. Затем Юлий Цезарь принес юлианский календарь, в котором использовалась 12-месячная система.

Но у него был серьезный недостаток, так как он отключался на 11 минут. Григорианский календарь или современный календарь, который мы используем сегодня, был введен Папой Григорием XIII в 1582 году.

5. Пуццолана (27 г. до н.э.) - Древний бетон

Источник: Epolk / Wikimedia Commons

Мы живем в мире, который построен из кирпича и раствора.Во всех зданиях, от небоскребов до одноэтажных, используется одна и та же комбинация материалов, которые удерживают их вместе, не опрокидываясь - бетон.

Бетон был изобретен еще в Древнем Риме. Римляне использовали другую комбинацию элементов для создания связующей смеси, чем их современный эквивалент.

Pozzolana использует смесь глинозема и кремния, которая реагирует с гидроксидом кальция при комнатной температуре в присутствии воды с образованием вещества, обладающего вяжущими свойствами.

Неудивительно, почему римские колизеи и соборы выдержали испытание временем, не потеряв своей красоты и ауры!

6. Часы (725 г. н.э.) - Первые механические часы

Источник: Wikimedia Commons

Представьте себе современную цивилизацию, не имея чувства времени. Сценарий, при котором не важны ни сроки, ни рабочее время. Страшно, не правда ли?

Время - это то, что помогает нам все отслеживать. Люди не изобрели часы как таковые, поскольку это была модификация солнечных часов.

Солнечные часы были первыми устройствами, которые человек использовал для отслеживания времени, и их использование насчитывает 6 тысяч лет.

Египтяне и китайцы использовали водяные часы, чтобы отслеживать время. Первые механические часы были изготовлены И Сином из Китая в 725 году нашей эры.

7. Печатный станок (1450 г.) - Эффект Гутенберга

Источник: Takomabibelot / Wikimedia Commons

Печатный станок является важной частью фундамента, на котором была построена современная цивилизация.Это было изобретение Иоганна Гутенберга из Германии.

Машина использовалась для массового производства газет и других информационных материалов. Это также означало, что цены на печатную бумагу упали, и она стала доступной для многих.

Печатный станок сыграл большую роль в промышленной революции, и к тому времени даже низшие классы имели возможность покупать газеты и узнавать, что происходило вокруг них.

Влияние печатного станка на историю невозможно сопоставить лучше, чем слова самого Марка Твена: « То, чем мир является сегодня, хорошим и плохим, он обязан Гутенбергу

8. Паровоз (1712) - Изобретение, положившее начало революции

Источник: Йост Дж. Баккер / Wikimedia Commons

Промышленная революция началась с изобретения, которое привело в действие промышленность и локомотивы одинаково. Все началось с изобретения Томасом Ньюкоменом паровой машины.

Не путайте его изобретение с паровозом, так как позже он был изобретен другим изобретателем. Двигатель Ньюкомена был стационарным и использовался как стационарный насос или мотор.

Это была движущая сила промышленной революции.

9. Вакцины (1796) - Одно из самых важных изобретений для человечества

Источник: капрал. Жаклин Перес Ривера / Wikimedia Commons

Вакцины помогли нам обуздать тонну опасных для жизни эпидемий. Было подсчитано, что только от оспы было зарегистрировано около 500 миллионов смертей.

СМОТРИ ТАКЖЕ: 35 ИЗОБРЕТЕНИЙ, ИЗМЕНИВШИХ МИР

Эдвард Дженнер был первым человеком, который создал вакцину.Он изобрел вакцину против оспы, которая спасла бесчисленное количество жизней и принесла ему титул отца иммунологии.

Мир выиграл от изобретения вакцин, так как их производные помогли человечеству преодолеть периоды смертельных болезней.

10. Поезд с паровым двигателем (1814 г.) - пыхтит вместе с промышленной революцией

Источник: Петар Милошевич / Wikimedia Commons

Первый успешный локомотив с паровым двигателем был построен Джорджем Стефенсоном в 1814 году.Джордж Стефенсон построил паровой двигатель по проекту Джона Бленкинсопа.

Он работал на двигателе, предложенном Джеймсом Ваттом. Изобретение паровой машины и ее способности нести массивные грузы сделало ее лучшим способом быстро нести тонны груза через обширные участки земли.

Вскоре мили и мили железных дорог были проложены, чтобы соединить штаты и даже страны.

11. Электрическая батарея (1800) - Замечательный подвиг Вольты

Источник: GuidoB / Wikimedia Commons

В 1800-х годах у людей не было непрерывных электрических линий, которые обеспечивали бы постоянную подачу энергии.Так что производство электроэнергии было задачей не из легких.

Ситуация изменилась, когда итальянский изобретатель Алессандро Вольта изобрел первую в истории батарею, в которой использовались диски из цинка и серебра, расположенные попеременно в форме цилиндрической стопки. Батарея могла производить повторяющиеся искры и помогала работать многим устройствам.

12. Компьютер (1822) - Первый механический компьютер Бэббиджа

Источник: Victorgrigas / Wikimedia Commons

Компьютеры, без сомнения, одно из величайших изобретений человечества.Изначально созданные для выполнения сложных математических вычислений, компьютеры прошлого превратились в машины, которые можно использовать для заранее составления карты движения звезд и камней в космосе.

Первый механический компьютер был изобретен Чарльзом Бэббиджем. Но это сильно отличалось от того, что есть сейчас.

Он использовал движущиеся части для вычислений и весил тонны. Компактные компьютеры, которые мы используем сегодня, являются результатом таких изобретений, как транзисторы и интегральные схемы.

13. Холодильник (1834) - Избавление от жары в 1834 году

Источник: Infrogmia, Новый Орлеан / Wikimedia Commons

Согласно отчету Министерства энергетики США за 2009 год, 99% домов в США имеют как минимум один холодильник. Сама эта статистика свидетельствует о популярности холодильников в современном мире.

Холодильник помогает хранить скоропортящиеся продукты намного дольше, чем они могли бы сохраниться. Работа холодильника очень проста - отвод тепла от зоны создания холодного состояния.

Первый цикл охлаждения с компрессией пара был предложен Якобом Перкинсом, также известным как отец охлаждения. Его холодильная машина, построенная в 1834 году, была основана на теории, выдвинутой Оливером Эвансом.

14. Телеграф (1830-1840 гг.) - Устройство связи , которое представило код Морзе

Источник: Wikimedia Commons

Телеграф был предшественником в области связи до изобретения телефона Антонио Меуччи .Он был разработан Сэмюэлем Морсом и его командой инженеров.

С изобретением телеграфа междугородная связь больше не зависела от посыльных. С использованием кода Морзе междугородное общение стало проще, и люди могли общаться со своими близкими на больших расстояниях, отправляя свои сообщения через телеграммы.

Батарейки, изобретенные Алессандро Вольта, позволили телеграммам работать в контролируемой среде.

15.Сталь (1850 г.) - От булавок до Бруклинского моста

Источник: Wlodi / Wikimedia Commons

Сталь - один из наиболее часто используемых строительных материалов. Он значительно превосходит железо и другие дорогостоящие строительные материалы. Соотношение веса и прочности сделало сталь предпочтительным выбором строителей по сравнению с другими материалами.

Но сталь - относительно новое изобретение, так как это результат эксперимента Генри Бессемера с железом. Он хотел снизить содержание углерода в железе, чем это было возможно в то время.

В результате получилось нечто гибкое, чем чугун, но более прочное, чем кованое железо - идеальная смесь - сталь!

16. Электрическая лампочка (1880 г.) - Освещение мира

Источник: Уильям Дж. Хаммер / Wikimedia Commons

Попытки создать лампочку начались примерно в 1800-х годах. Но изобретения того времени не были жизнеспособными, поскольку нить накаливания порвалась через несколько дней использования.

Это сделало коммерческое использование лампочек невозможным. Но перенесемся в 1879 год. Томас Альва Эдисон и его группа инженеров усовершенствовали лампочку, используя вольфрам в качестве материала нити накала.

Патенты на современные волокна получены между 1879-1880 гг. Изобретение лампочек освободило человечество от зависимости только от дневного света и привело к созданию сценария, в котором люди могут работать или выполнять другую трудоемкую работу ночью при достаточных условиях освещения.

17. Самолет (1903) - Осуществление летающей мечты

Источник: Джон Т. Дэниэлс / Wikimedia Commons

Человеческое тело не было спроектировано для полета, и те, кто думал, что это возможно, потерпели неудачу в своих усилиях.Леонардо да Винчи был одним из провидцев, которые верили, что человек действительно может летать при условии, что он сможет построить аппарат, который поможет ему в полете.

Братья Райт были теми, кто продемонстрировал человеческий полет в действии в 1903 году. Их изобретение с годами эволюционировало и превратилось в то, что мы сейчас называем современными самолетами.

Теперь люди могут преодолевать тысячи миль за считанные часы благодаря достижению Уилбура и Орвилла Райтов.

18. Транзисторы (1947 г.) - Секрет современных вычислений

Источник: Unitronic / Wikimedia Commons

Эпоха электроники возникла благодаря транзисторам.Они использовались для усиления электрических сигналов, и в истории их использование в основном предназначалось для телефонов.

Использование транзисторов означает, что связь между странами стала возможной, поскольку стратегически размещенные транзисторы будут усиливать сигналы в определенных точках вдоль линии передачи. Это проложило путь для сигналов, которые распространяются гораздо дальше, не оказывая при этом значительного влияния на качество.

Транзисторы были разработаны Bell Laboratories для замены электронных ламп, которые использовались для усиления сигналов.В настоящее время транзисторы используются в процессорах и многих других электронных устройствах.

19. ARPANET (1969) - Примитивный Интернет

Источник: Defense Systems Agency / Wikimedia Commons

Некоторые из вас могут быть не знакомы с термином ARPANET, но вы, возможно, уже привыкли к его современной версии - Интернет. Нет ни одного человека, которому можно приписать изобретение Интернета, как это сделали многие.

Интернет зародился как проект, предпринятый Министерством обороны США под названием ARPANET или Сеть Агентства перспективных исследовательских проектов.Он был изобретен для обмена данными между несколькими узлами, расположенными на больших расстояниях.

К 1970-м годам ученым Винтоном Шефом был разработан протокол управления передачей, который позволил компьютерам связываться друг с другом. Интернет, который мы знаем сегодня, был разработан программистом по имени Тим Бернерс-Ли, когда он создал Всемирную паутину, которая по сути была сетью информации, к которой люди могут получить доступ.

Действительно долгий путь!

Оглядываясь назад на эти новаторские изобретения, становится ясно одно - наше желание процветать и совершенствоваться.Мы видим общество, которое изобрело колесо, чтобы быстро ступать по земле, которое овладело небом и волнами. Это действительно замечательно, и мы будем делать это еще много лет!

Свойства алюминия

Физические свойства алюминия

основной Физические свойства алюминия и алюминиевого сплава, которые пригодны для использования:

Эти свойства алюминия представлены в таблицах ниже [1]. Их можно рассматривать только как основу для сравнения сплавов и их состояний и не следует использовать для инженерных расчетов.Это не гарантированные значения, так как в большинстве случаев это средние значения для продуктов разных размеров, форм и способов изготовления. Следовательно, они могут не точно соответствовать продуктам всех размеров и форм.

Номинальные значения популярных плотностей алюминиевых сплавов представлены в отожженном состоянии (О). Различия в плотности из-за того, что сплавы имеют различные легирующие элементы в разном количестве: кремний и магний легче алюминия (2,33 и 1,74 г / см 3 ), а железо, марганец, медь и цинк - тверже (7,87; 7,40; 8,96 и 7,13 г / см 3 ).

Влияние глинозема и физических свойств, в частности его плотности, на структурные характеристики алюминиевых сплавов см. Вот.

Алюминий как химический элемент

  • Алюминий Это третий по распространенности (после кислорода и кремния) из примерно 90 химических элементов, содержащихся в земной коре.
  • Среди металлических элементов - он первый.
  • Этот металл обладает множеством полезных свойств, физических, механических, технологических, благодаря которым он широко используется во всех сферах жизнедеятельности человека.
  • Алюминий - ковкий металл, имеющий серебристо-белый цвет, легко обрабатывается большинством методов обработки металлов давлением: прокаткой, волочением, экструзией (прессованием), ковкой.
  • Его плотность - удельный вес - составляет около 2,70 граммов на кубический сантиметр.
  • Чистый алюминий плавится при температуре 660 градусов по Цельсию.
  • Алюминий обладает относительно высокой теплопроводностью и электропроводностью.
  • В присутствии кислорода всегда покрывается тонкой невидимой оксидной пленкой.Эта пленка практически непроницаема и обладает относительно высокими защитными свойствами. Поэтому алюминий обычно показывает стабильность и долгий срок службы в нормальных атмосферных условиях.

Сочетание свойств алюминия и его сплавов

Алюминий и его сплавы обладают уникальным сочетанием физических и других свойств. Он изготовлен из алюминия с использованием одного из самых универсальных, экономичных и привлекательных строительных и потребительских материалов. Алюминий используется в очень широком диапазоне - от мягкой, очень пластиковой упаковочной пленки до самых сложных космических проектов.Алюминий считается вторым после стали среди множества конструкционных материалов.

низкая плотность

Алюминий - одно из самых легких промышленных сооружений. Плотность алюминия примерно в три раза ниже, чем у стали или меди. Это физическое свойство обеспечивает высокую удельную прочность - прочность на единицу веса.

Рисунок 1.1 - Удельный вес алюминия по сравнению с другими металлами [3]

Рисунок 1.2 - Влияние легирующих элементов
на прочностные свойства, твердость, хрупкость и пластичность
[3]

Рисунок 1 - Прочность алюминия на единицу плотности в сравнении с различными металлами и сплавами [3]

Рисунок 2 - Кривые растяжения алюминия в сравнении с различными металлами и сплавами [3]

Таким образом, алюминиевые сплавы широко используются в транспортном машиностроении для увеличения грузоподъемности автомобилей и экономии топлива.

  • паром-катамарана,
  • нефтяных танкеров и
  • самолетов -

Вот лучшие примеры использования алюминия на транспорте.


Рисунок 3 - плотность алюминия в зависимости от чистоты и температуры [2]

коррозионная стойкость

Алюминий обладает высокой коррозионной стойкостью за счет тонкого слоя оксида алюминия на его поверхности. Эта оксидная пленка образуется мгновенно, как только свежая поверхность алюминия входит в контакт с воздухом (рисунок 4).Во многих случаях это свойство позволяет использовать алюминий без специальной обработки поверхности. Если необходимо дополнительное защитное или декоративное покрытие, применяется анодирование или окраска поверхности.


Рисунок 4
а - естественное оксидное покрытие на сверхчистом алюминии;
б - алюминий чистоты коррозии 99,5% с естественным оксидным покрытием
коорозионно в агрессивных средах [2]

Рисунок 5.1 - Влияние легирующих элементов на коррозионную стойкость и усталостную прочность [3]

Рисунок 5.2 - точечная коррозия (точечная коррозия) алюминиевых листов
из сплава 3103 в различных агрессивных средах [3]

Прочность

Механические свойства чистого алюминия довольно низкие (рисунок 6). Однако эти механические свойства могут сильно возрасти, если в легирующие элементы добавить алюминий и, кроме того, он подвергнется термическому (рисунок 6) или деформационному (рисунок 7) упрочнению.

Типичные легирующие элементы включают:

  • марганец,
  • кремний,
  • медь,
  • магний,
  • и цинк.


Рисунок 6 - Влияние чистоты алюминия на его прочность и твердость [2]


Рисунок 7 - Механические свойства деформируемых высокочистых
алюминиево-медных сплавов в различных состояниях [2]
(О - отожженный, W - сразу после отпуска, Т4 - естественно состаренный, Т6 - искусственно состаренный)

Рисунок 8 - Механические свойства алюминия 99,50%
в зависимости от степени холодной деформации [2]

Рисунок 2 - Влияние легирующих элементов на плотность и модуль Юнга [3]

Стойкость при низких температурах

Известно, что сталь становится хрупкой при низких температурах.Кроме того, алюминий при низких температурах увеличивает свою прочность и сохраняет высокую вязкость. Именно это физическое свойство позволило использовать его в космических аппаратах, в условиях работы в холодном пространстве.

Рисунок 9 - Изменение механических свойств алюминиевого сплава 6061
при понижении температуры

Теплопроводность

Алюминий проводит тепло в три раза быстрее, чем сталь. Это физическое свойство очень важно в теплообменниках для нагрева или охлаждения рабочей среды.здесь - широкое применение алюминия и его сплавов в посуде, кондиционерах, примышленных и автомобильных теплообменниках.

Рисунок 10 - Теплопроводность алюминия по сравнению с другими металлами [3]

отражательная способность

Алюминий - отличный отражатель лучистой энергии во всем диапазоне длин волн. Это физическое свойство позволяет использовать его в устройствах, которые работают против ультрафиолетового спектра через видимый спектр, инфракрасного спектра и тепловых волн, а также таких электромагнитных волн, как радиоволны и радиолокационные волны [1].

Алюминий обладает способностью отражать более 80% световых волн, что обеспечивает широкое применение в осветительных приборах (рисунок 11). Благодаря своим физическим свойствам используется в теплоизоляционных материалах. например, алюминиевая кровля отражает большую часть солнечного излучения, что обеспечивает прохладу в помещении летом и, в то же время, сохраняет тепло в помещении зимой.


Рисунок 11 - Отражающие свойства алюминия [2]


Рисунок 12 - Эмиссионные и отражающие свойства алюминия с различной обработкой поверхности [3]


Рисунок 13 - Сравнение отражающих свойств различных металлов [3]

электрические свойства

  • Алюминий - один из двух доступных металлов, которые обладают достаточно высокой электропроводностью, чтобы применять их в качестве электрических проводников.
  • Электропроводность «электрического» алюминия марки 1350 составляет около 62% от международного стандарта IACS - электропроводность отожженной меди.
  • Однако удельный вес алюминия составляет лишь треть от удельного веса меди. Это означает, что он тратит вдвое больше электроэнергии, чем медь того же веса. Это физическое свойство обеспечивает алюминий, широко используемый в высоковольтных линиях электропередачи (ЛЭП), трансформаторах, электрических автобусах и электрических лампах.


Рисунок 14 - Электрические свойства алюминия [3]

магнитные свойства

Алюминий не намагничивается в электромагнитных полях. Это делает его полезным для защиты оборудования от воздействия электромагнитных полей. Еще одно применение этой функции - компьютерные диски и параболическая антенна.


Рисунок 15 - Намагниченный алюминиевый сплав AlCu [3]

токсические свойства

Это свойство алюминия - отсутствие токсичности - было обнаружено в начале его промышленного освоения.Именно это свойство алюминия позволило использовать его для изготовления кухонной утвари и техники, не оказывая вредного воздействия на организм человека. Алюминий с его гладкой поверхностью легко чистится, при готовке важно обеспечить высокую гигиену. Алюминиевая фольга и контейнеры широко и безопасно используются при упаковке прямого контакта с пищевыми продуктами.

звукоизоляционные свойства

Это свойство позволяет использовать алюминий при выполнении акустических потолков.

Способность поглощать энергию удара

Алюминий имеет модуль упругости в три раза меньше, чем сталь.Это физическое свойство делает его большим преимуществом для изготовления автомобильных бамперов и других средств защиты автомобилей.

Изображение 16 - Автомобильные алюминиевые профили
для поглощения энергии удара при аварии

огнезащитные свойства

Алюминиевые детали не образуют искр при ударах друг о друга, а также о других цветных металлах. Это физическое свойство используется при повышенных мерах пожарной безопасности конструкции, например, на морских нефтяных вышках.

В то же время при повышении температуры выше 100 градусов Цельсия прочность алюминиевых сплавов значительно снижается (рисунок 17).

Рисунок 17 - Прочность на разрыв алюминиевого сплава 2014-T6
при различных температурах испытаний [3]

Технологические свойства

Легкость, с которой алюминию можно придать любую форму - удобоукладываемость, это одно из важнейших его преимуществ. Очень часто он может успешно конкурировать с более дешевыми материалами, с которыми намного сложнее обращаться:

  • Этот металл можно формовать любым способом, который известен металлургу, литейному производству.
  • Его можно свернуть до толщины фольги или более тонких листов бумаги.
  • Алюминиевые пластины можно штамповать, растягивать, устанавливать и формовать всеми известными методами обработки металла.
  • Алюминий поддается любой ковке
  • Алюминиевый провод
  • , вытянутый из круглого стержня. Из него затем можно вплетать электрические кабели любого типа и размера.
  • Нет никаких ограничений по форме профилей, в которых он изготовлен из данного металла экструзией (прессованием).

Рисунок 18.1 - литье алюминия в песчаные формы

Рисунок 18.2 - Непрерывная разливка-прокатка алюминиевой полосы [5]

Рисунок 18.3 - Десантная операция при изготовлении алюминиевых банок [4]

Рисунок 18.4 - операция ковки алюминия

Рисунок 18.5 - Холодное волочение алюминия


Рисунок 18.6 - Прессование (экструзия) алюминия

Источники:

  1. Алюминий и алюминиевые сплавы.- ASM International, 1993.
  2. .
  3. А. Свердлин Свойства чистого алюминия // Справочник по алюминию, Vol. 1 / под ред. G.E. Тоттен, Д.С. Маккензи, 2003 г.,
  4. ТАЛАТ 1501
  5. ТАЛАТ 3710

ЛАМПОЧКА ИЗОБРЕТЕНИЕ

Британские изобретатели

Первая лампа накаливания была изобретена в 1802 году, когда британский химик Хамфри Дэви пропустил электричество через полоску платины, чтобы создать свет.

Однако создаваемый свет длился недолго и был не очень ярким, чтобы иметь какое-либо практическое применение.

В 1878 году британский физик и химик Джозеф Уилсон Свон получил первый патент на лампу накаливания, в которой использовалась нить накаливания из копировальной бумаги в стеклянной колбе, частично вакуумированной.

Дом Свона в Гейтсхеде, Англия, был первым зданием в мире, которое освещалось лампочкой. Первым общественным зданием, полностью освещенным лампами накаливания, был театр Савой в Лондоне, Англия.

Несмотря на то, что лампочка Свона работала, она имела короткий срок службы и требовала большого электричество.

Лампочка Эдисона

Тем временем Томас Эдисон работал над своим изобретением лампочки и в 1879 году подал патент, который был похож на патент Свона в Англии. Эдисон создал Edison Electric Light Company при поддержке таких финансистов, как J.P. Morgan и Vanderbilts.

Чтобы избежать возможных судебных разбирательств по поводу более ранней подачи Swan, Эдисон создал совместное предприятие с Swan для продажи лампочек в Великобритании.Компания называлась Ediswan.

В 1883 году Патентное ведомство США аннулировало патент Эдисона, но он обратился в суд в течение шести лет и отменил решение. За это время он также приобрел другие патенты, связанные с лампочкой, в первую очередь патент 1874 года на изобретение лампочки канадскими изобретателями Генри Вудвордом и Мэтью Эвансом.

Обладая огромными финансовыми ресурсами и решимостью заменить газовое освещение электрическим, Эдисон решил сделать свое изобретение лампочки более эффективным.Он нанял ряд изобретателей для работы над этой целью, включая Льюиса Латимера, который разработал запатентованные методы и процессы производства лампочек.

Эдисон также провел исчерпывающие эксперименты по улучшению углеродной нити, которая была сделана из хлопчатобумажной нити, деревянных шин и бумаги. Эти эксперименты показали, что бамбук или аналогичный волокнистый материал являются лучшими нитями для ламп накаливания.

В 1880 году он нанял Уильяма Х. Мура из Рэуэя, штат Нью-Джерси, для поездки в Китай и Японию в поисках бамбука.Мур много путешествовал по этим странам и отправлял Эдисону тюки бамбука разной степени роста и вида.

Эдисон также отправил Джона С. Браунера из Нью-Йорка в Южную Америку. Браунер ранее был нанят бразильским правительством по контракту на проведение геологических изысканий и имел опыт изучения местных растений в этой стране.

Браунер пересек 2000 миль джунглей, болот и относительно неизвестных южных недр Бразилии, чтобы добыть волокнистые образцы пальм, трав и тростника, которые он отправил Эдисону.

Джеймс Рикалтон был школьным учителем в Мейплвуде, штат Нью-Джерси, и изучал естественные науки. Эдисон нанял Рикалтона для поездки на Цейлон, Сингапур, Индию, Бирму и Южный Китай, чтобы собрать виды бамбука.

В конце концов была обнаружена обугленная бамбуковая нить, благодаря которой лампочка Эдисона прослужит 1200 часов. Бамбуковая нить использовалась годами, пока Эдисон не изобрел лучшую.

Фото: Каннесен, Беате

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *