Металлы входящие в состав лампочки накаливания: Из какого металла сделана нить в лампочке. Конструкция, технические параметры и разновидности ламп накаливания

Содержание

Из какого металла сделана нить в лампочке. Конструкция, технические параметры и разновидности ламп накаливания

Всем привет. Рад вас видеть у себя на сайте. Тема сегодняшней статьи: устройство лампы накаливания. Но для начала хотелось бы сказать пару слов об истории этой лампы.

Самую первую лампочку накаливания придумал английский учёный Деларю ещё в 1840 году. Она была с платиновой спиралью. Немного позже, в 1854 году, немецкий учёный Генрих Гёбель представил лампу с бамбуковой нитью, которая находилась в вакуумной колбе. В то время ещё очень много было представленных различных ламп, различными учёными. Но все они имели очень короткий срок службы, и были не эффективными.

В 1890 году учёный Лодыгин А. Н. впервые представил лампу, у которой нить накаливания была из вольфрама, и имела вид спирали. Так же этот учёный делал попытки откачивания из колбы воздуха, и заполнение её газами. Что значительно увеличивало срок службы ламп.

А вот серийное производство ламп накаливания началось уже в 20 веке. Тогда это был реальный прорыв в технологии. Сейчас же, в наше время, многие предприятия, и просто обычные люди отказываются от этих ламп из-за того, что они много потребляют электроэнергии. А в некоторых странах даже запретили выпускать лампы накаливания, мощностью которых более 60 Ватт.

Устройство лампы накаливания.

Такая лампа состоит из следующих деталей: цоколь, колба, электроды, крючки для держания нити накаливания, нить накаливания, штенгель, изолирующий материал, контактная поверхность.

Для того, чтобы вам было более понятно, я сейчас напишу про каждую деталь отдельно. Так же смотрите рисунок и видео.

Колба – изготавливается из обычного стекла и нужна для защиты нити накаливания от внешней среды. В неё вставляется штенгель с электродами и крючками, которые держат саму нить. В колбе специально создаётся вакуум, или она заполняется специальным газом. Обычно это аргон, так как он не поддается нагреванию.

С той стороны, где находятся вывода электродов, колба заплавляется стеклом и приклеивается к цоколю.

Цоколь нужен для того, чтобы лампочку можно было вкрутить в патрон. Обычно он изготовляется из алюминия.

Нить накаливания – деталь, которая излучает свет. Изготавливается в основном из вольфрама.

А теперь для закрепления своих знаний, предлагаю вам посмотреть очень интересное видео, в котором рассказывается, и показывается, как делаются лампы накаливания.

Принцип действия.

Принцип действия лампы накаливание основывается на нагревании материала. Ведь не зря нить накаливания имеет такое название. Если пропустить через лампочку электрический ток, то вольфрамовая нить накаляется до очень высокой температуры и начинает излучать световой поток.

Не расплавляется нить, потому что вольфрам имеет очень высокую температуру плавления, где-то 3200—3400 градусов Цельсия. А при работе лампы нить накаляется где-то до 2600—3000 градусов Цельсия.

Преимущества и недостатки ламп накаливания.

Основные преимущества:

Не высокая цена.

Небольшие габариты.

Легко переносят перепады напряжения в сети.

При включении мгновенно зажигается.

Для человеческого глаза практически незаметно мерцание при работе от источника переменного тока.

Можно использовать устройство для регулировки яркости.

Можно использовать как при низких, так и при высоких температурах окружающей среды.

Такие лампы можно выпускать практически на любое напряжение.

В своём составе не содержит опасных веществ, и поэтому не нуждается в специальной утилизации.

Для зажигания лампы не нужно никаких устройств запуска.

Может работать на переменном и на постоянном напряжении.

Работает очень тихо и не создаёт радиопомех.

И это далеко не полный список преимуществ.

Недостатки:

Имеет очень маленький срок службы.

Очень маленький КПД. Обычно он не превышает 5 процентов.

Световой поток и срок службы напрямую зависит от напряжения сети.

Корпус лампы при работе очень сильно нагревается. Поэтому такая лампа считается пожароопасной.

При разрыве нити колба может взорваться.

Очень хрупкая, и чувствительная к ударам.

В условиях вибрации очень быстро выходит со строя.

И в заключение статьи хотелось бы написать об одном удивительном факте. В США в одной из пожарных частей города Ливермор, есть лампа мощностью 60 ватт, которая светиться беспрерывно уже более 100 лет. Её зажгли ещё в 1901 году, а в 1972 году её занесли в Книгу рекордов Гинесса.

Секрет её долговечности в том, что она работает в глубоком недокале. Кстати, работу этой лампы беспрерывно фиксирует вебкамера. Так что кому интересно можете поискать прямую трансляцию в интернете.

На этом у меня всё. Если статья была вам полезной, то поделитесь неё со своими друзьями в социальных сетях и подписывайтесь на обновления. Пока.

С уважением Александр!

Среди искусственных источников освещения самыми массовыми являются лампы накаливания. Везде, где есть электрический ток, можно обнаружить трансформацию его энергии в световую, и почти всегда для этого используются лампы накаливания. Разберемся, как и что в них накаливается, и какими они бывают.

Особенности конкретной лампы можно узнать, изучив индекс, выбитый на ее металлическом цоколе.

В индексе используются следующие цифро-буквенные обозначения:

  • Б — Биспиральная, аргоновое наполнение
  • БК — Биспиральная, криптоновое наполнение
  • В — Вакуумная
  • Г — Газополная, аргоновое наполнение
  • ДС, ДШ – Декоративные лампы
  • РН – различные назначения
  • А — Абажур
  • В — Витая форма
  • Д — Декоративная форма
  • Е — С винтовым цоколем
  • Е27 — Вариант исполнения цоколя
  • З — Зеркальная
  • ЗК — Концентрированное светораспределение зеркальной лампы
  • ЗШ — Широкое светораспределение
  • 215-230В — Шкала рекомендуемых напряжений
  • 75 Вт — Потребляемая мощность электроэнергии

Виды ламп накаливания и их функциональное назначение

  1. Лампы накаливания общего назначения
  2. По своему функциональному назначению наиболее распространенными являются лампы накаливания общего назначения (ЛОН). Все ЛОН, производимые в России должны соответствовать требованиям ГОСТ 2239-79. Их применяют для наружного и внутреннего, а также для декоративного освещения, в бытовых и промышленных сетях с напряжением 127 и 220 В и частотой 50 Гц.

    ЛОН имеют относительно недолгий срок, в среднем около 1000 часов, и невысокий КПД – они преобразуют в свет только 5% электроэнергии, а остальное выделяется в виде тепла.

    Особенностью маломощных (до 25 Вт) ЛОН является используемая в них, в качестве тела накала, угольная нить. Эта устаревшая технология использовалась еще в первых « » и сохранилась только здесь.

    Сейсмостойкие лампы, тоже входящие в группу ЛОН, конструктивно способны выдерживать сейсмический удар длительностью до 50 мс.

  3. Лампы накаливания прожекторные
  4. Прожекторные лампы накаливания отличаются значительно большей, по сравнению с остальными видами, мощностью и предназначены для направленного освещения или подачи световых сигналов на дальние расстояния. Согласно ГОСТу их разделяют на три группы: лампы кинопроекционные (ГОСТ 4019-74), для прожекторов общего назначения (ГОСТ 7874-76) и маячные лампы (ГОСТ 16301-80).

    Использование трехжильной проводки в домашней сети обеспечивает высокий уровень пожаробезопасности и уменьшает риски для жизни человека. В решении вопроса — — достаточно следовать элементарным правилам и схеме установки.

    Для оборудования электрических сетей жилых помещений средствами безопасности необходимо сделать выбор между установкой УЗО или дифавтомата. Помочь в этом сможет . Установить дифавтомат можно несколькими методами, о которых можно прочитать .

    Тело накала в прожекторных лампах длиннее и при этом расположено более компактно, для усиления габаритной яркости и последующей фокусировки светового потока. Задачу фокусировки решают специальные фокусирующие цоколи, предусмотренные в некоторых моделях, либо оптические линзы в конструкциях прожекторов и маяков.

    Максимальная мощность выпускаемых сегодня в России прожекторных ламп составляет 10 кВт.

  5. Лампы накаливания зеркальные
  6. Зеркальные лампы накаливания отличают особая конструкция колбы и светоотражающий алюминиевый слой. Светопроводящая часть колбы выполнена из матового стекла, что придает свету мягкость и сглаживает контрастные тени от предметов. Такие лампы маркируются индексами обозначающими тип светового потока: ЗК (концентрированное светораспределение), ЗС (среднее светораспределение) или ЗШ (широкое светораспределение).

    К этой же группе относят неодимовые лампы, отличие которых состоит в добавлении окиси неодима в формулу состава, из которого выдувается стеклянная колба. Благодаря этому часть желтого спектра поглощается, и цветовая температура сдвигается в область более яркого белого излучения. Это позволяет использовать неодимовые лампы в интерьерном освещении для большей яркости и сохранения оттенков в интерьере. В индекс неодимовых ламп добавлена буква «Н».

    Сфера применения зеркальных ламп огромна: витрины магазинов, сценическое освещение, оранжереи, теплицы, животноводческие хозяйства, освещение медицинских кабинетов и многое другое.

  7. Лампы накаливания галогенные
  8. Перед тем, как определить, какая именно лампа накаливания вам нужна, стоит изучить особенности и маркировку существующих типов. При всем их разнообразии, нужно точно понимать назначение выбираемой лампы и то, как и где она будет использоваться. Несоответствие характеристик лампы задачам, под которые она приобретается, может повлечь не только ненужные расходы, но и привести к аварийным ситуациям, вплоть до повреждения электросети и пожара.

    Занимательное видео, характеризирующее работу трех видов лампочек

Нередко бывает так, что используемое в быту устройство, имеющее большое значение для всего человечества, ничем не напоминает нам о его создателе. А ведь в наших домах зажглась благодаря усилиям конкретных людей. Их заслуга для человечества неоценима — наши дома наполнились светом и теплом. История представленная ниже, познакомит вас с этим великим изобретением и с именами тех, с кем оно связано.

Что касается последних, можно отметить два имени — Александра Лодыгина и Томаса Эдисона. Хотя заслуга русского ученого была очень велика, пальма первенства принадлежит именно американскому изобретателю. Поэтому мы вкратце расскажем о Лодыгине и подробно остановимся на достижениях Эдисона. Именно с их именами связывается история ламп накаливания. Говорят, что на лампочки у Эдисона ушло огромное количество времени. Ему пришлось провести около 2 тысяч опытов, прежде чем на свет появилась знакомая нам всем конструкция.

Изобретение, сделанное Александром Лодыгиным

История ламп накаливания очень похожа на истории других сделанных в России изобретений. Александр Лодыгин, русский ученый, смог заставить угольный стержень светиться в стеклянном сосуде, откуда был откачан воздух. История создания лампы накаливания начинается в 1872 году, когда ему удалось это сделать. Александр получил патент на электрическую угольную лампу накаливания в 1874 году. Немного позже он предложил заменить вольфрамовым угольный стержень. Вольфрамовая деталь и сейчас используется в лампах накаливания.

Заслуга Томаса Эдисона

Однако именно американский изобретатель, смог создать долговечную, надежную и недорогую модель в 1878 году. Кроме того, ему удалось наладить ее производство. В его первых лампах в роли нити накаливания была обугленная стружка, сделанная из японского бамбука. Вольфрамовые нити, привычные нам, появились значительно позже. Они стали использоваться по инициативе Лодыгина, упоминавшегося выше русского инженера. Не будь его, кто знает, как сложилась бы история ламп накаливания дальнейших лет.

Американский менталитет Эдисона

Существенно отличается от русского. У гражданина США Томаса Эдисона в дело шло все. Интересно, что, размышляя о том, как сделать более прочной телеграфную ленту, этот ученый изобрел вощение бумаги. Затем эта бумага использовалась в виде обертки для конфет. Семь столетий западной истории предшествовали изобретению Эдисона, и не столько развитием технической мысли, сколько постепенно формировавшимся у людей активным отношением к жизни. Многие талантливые ученые упорно шли к этому изобретению. История происхождения лампы накаливания связана, в частности, с именем Фарадея. Он создал фундаментальные труды по физике, без опоры на которые вряд ли было бы осуществимо изобретение Эдисона.

Другие изобретения, сделанные Эдисоном

Томас Эдисон появился на свет в 1847 году в Порт-Херон, небольшом американском городке. В самореализации Томаса сыграло роль то, что молодой изобретатель обладал способностью мгновенно находить инвесторов для своих идей, даже самых дерзких. И они были готовы рискнуть немалыми суммами. Например, еще будучи подростком, Эдисон решил печатать газету в поезде во время движения и затем продавать ее пассажирам. А новости для газеты следовало собирать прямо на остановках. Сразу же нашлись люди, которые ссудили деньги на покупку небольшого печатного станка, а также те, которые пустили Эдисона в багажный вагон с этим станком.

Изобретения до Томаса Эдисона делались либо учеными и были побочным продуктом осуществленных ими открытий, либо практиками, которые совершенствовали то, с чем им приходилось работать. Именно Эдисон сделал изобретательство отдельной профессией. У него было множество идей, и практически каждая из них делалась ростком для последующих, которые требовали дальнейшей разработки. Томас в течение всей своей долгой жизни не заботился о своем личном комфорте. Известно, что, когда он посетил Европу, будучи уже в зените славы, то был разочарован ленью и щеголеватостью европейских изобретателей.

Сложно было найти область, в которой Томас не совершил бы прорыв. Подсчитано, что этот ученый ежегодно делал около 40 крупных открытий. В общей сложности Эдисон получил 1092 патента.

Дух американского капитализма толкал вверх Томаса Эдисона. Ему удалось разбогатеть еще в возрасте 22 лет, когда он придумал котировочный «тиккер» для бостонской биржи. Однако самым важным изобретением Эдисона было именно создание лампы накаливания. Томасу удалось с ее помощью электрифицировать всю Америку, а затем и весь мир.

Строительство электростанции и первые потребители электроэнергии

История создания лампы начинается со строительства небольшой электростанции. Ученый соорудил ее у себя в Менло-Парке. Она должна была обслуживать нужды его лаборатории. Однако получаемой энергии оказалось больше, чем было необходимо. Тогда Эдисон начал продавать излишек соседям-фермерам. Вряд ли эти люди понимали, что стали первыми платными потребителями электроэнергии в мире. Эдисон никогда не стремился стать предпринимателем, однако когда он нуждался для своей работы в чем-либо, он открывал небольшое производство в Менло-Парке, впоследствии разраставшееся до больших размеров и шедшее своим путем развития.

История изменения устройства лампы накаливания

Электрическая лампа накаливания представляет собой источник света, где преобразование в световую энергию электрической происходит из-за накаливания тугоплавкого проводника электрическим током. Световая энергия впервые была получена таким способом при пропускании тока сквозь угольный стержень. Этот стержень был помещен в сосуд, из которого предварительно был откачан воздух. Томас Эдисон в 1879 году создал более-менее долговечную конструкцию с использованием угольной нити. Однако имеется довольно длительная история возникновения лампы накаливания в современном виде. В качестве тела накала в 1898-1908 гг. пытались применять разные металлы (тантал, вольфрам, осмий). Вольфрамовую нить, зигзагообразно расположенную, начали использовать с 1909 года. Лампы накаливания начали наполнять в 1912-13 гг. (криптоном и аргоном), а также азотом. В это же время вольфрамовую нить стали делать в виде спирали.

История развития лампы накаливания далее отмечена ее усовершенствованием путем улучшения световой отдачи. Это осуществлялось с помощью повышения температуры тела накала. Срок службы лампы при этом сохранялся. Заполнение ее инертными высокомолекулярными газами с добавлением галогена привело к уменьшению загрязнения колбы частицами вольфрама, распыляющегося внутри нее. Кроме того, это уменьшило скорость его испарения. Применение тела накала в виде биспирали и триспирали привело к сокращению теплопотерь через газ.

Такова история изобретения лампы накаливания. Наверняка вам интересно будет узнать и о том, что представляют собой различные ее разновидности.

Современные разновидности ламп накаливания

Множество разновидностей электрических ламп состоит из определенных однотипных частей. Они различаются формой и размерами. На металлическом или стеклянном штенгеле внутри колбы закреплено тело накала (то есть сделанная из вольфрама спираль) с помощью держателей, выполненных из молибденовой проволоки. К концам вводов прикреплены концы спирали. Для того чтобы создать вакуумноплотное соединение с лопаткой, выполненной из стекла, средняя часть вводов выполняется из молибдена или платинита. Колба лампы во время вакуумной обработки наполняется инертным газом. Затем штенгель заваривается и образуется носик. Лампа для крепления в патроне и защиты носика снабжается цоколем. Он прикрепляется цоколевочной мастикой к колбе.

Внешний вид ламп

Сегодня существует множество накаливания, которые можно разделить по областям применения (для автомобильных фар, общего назначения и др.), по светотехническим свойствам их колбы или по конструктивной форме (декоративные, зеркальные, с рассеивающим покрытием и др.), а также по форме, которую имеет тело накала (с биспиралью, с плоской спиралью и др.). Что касается габаритов, выделяют крупногабаритные, нормальные, малогабаритные, миниатюрные и сверхминиатюрные. Например, к последним относятся лампы, имеющие длину менее 10 мм, диаметр которых не превышает 6 мм. Что касается крупногабаритных, к ним принадлежат такие, длина которых составляет более 175 мм, а диаметр — не менее 80 мм.

Мощность ламп и срок службы

Современные лампы накаливания могут работать при напряжении от долей единицы до нескольких сотен вольт. Их мощность может составлять десятки киловатт. Если увеличить напряжение на 1 %, световой поток повысится на 4 %. Однако при этом срок службы сократится на 15 %. Если включить лампу на короткий срок на напряжение, которое превышает на 15 % номинальное, она будет выведена из строя. Именно поэтому так часто перепады напряжения вызывают перегорание лампочек. От пяти часов до тысячи и более колеблется срок их службы. Например, на короткое время рассчитаны самолетные фарные лампы, а транспортные могут работать очень долго. В последнем случае их следует устанавливать в местах, которые обеспечивают легкость замены. Сегодня световая отдача ламп зависит от напряжения, конструкции, продолжительности горения и мощности. Она составляет около 10-35 лм/Вт.

Лампы накаливания сегодня

Лампы накаливания по своей световой отдаче, безусловно, проигрывают источникам света, работающим от газа (люминесцентная лампа). Тем не менее они проще в эксплуатации. Для ламп накаливания не требуется сложной арматуры или пусковых устройств. По мощности и напряжению для них практически не существует ограничений. В мире сегодня каждый год производится около 10 млрд ламп. А число их разновидностей превышает 2 тысячи.

Светодиодные лампы

История происхождения лампы уже написана, тогда как история развития этого изобретения еще не завершена. Появляются новые разновидности, которые становятся все более популярными. Речь идет в первую очередь о светодиодных лампах (одна из них представлена на фото выше). Они известны также как энергосберегающие. Эти лампы обладают светоотдачей, превышающей более чем в 10 раз светоотдачу ламп накаливания. Однако у них имеется недостаток — источник питания должен быть низковольтным.

Эта тема довольно обширна, поэтому, хочу сразу отметить, что в данной заметке рассмотрим вопрос пожароопасности ламп, применяемых в исключительно в быту.

Пожарная опасность патронов электрических ламп

В процессе эксплуатации патроны ламп изделия могут стать причиной пожара от короткого замыкания внутри патрона, от токов перегрузки, от большого переходного сопротивления в контактных частях.

От коротких замыканий могут в патронах ламп возможно замыкание между фазой и нулем. В этом случае причиной пожара является , сопровождающая короткие замыкания, а также перегрев контактных деталей из-за термического воздействия токов короткого замыкания.

Перегрузки патронов по току возможны при подключении лампочек с мощностью, которая превышает номинальную для данного патрона. Обычно загорания при перегрузках связаны также с повышенным падением напряжения в контактах.

Рост падения напряжения в контактах усиливается при увеличении переходного сопротивления контактов и тока нагрузки. Чем больше падение напряжения в контактах, тем больше их нагрев и тем больше вероятность воспламенения пластмассы или проводов, присоединяемых к контактам.

В отдельных случаях, возможно также возгорание изоляции питающих проводов и шнуров, в результате износа токопроводящих жил и старения изоляции.

Все описанное здесь также относится и к другим электроустановочным изделиям (розеткам, выключателям). Особенно пожароопасны электроустановочные изделия имеющие некачественную сборку либо определенные конструктивные недостатки, например, отсутствие механизмов мгновенного расцепления контактов у дешевых выключателей и т. д.

Но вернемся к рассмотрению вопроса пожароопасности источников света.

Основной причиной возникновения пожаров от любых электрических ламп является загорание материалов и конструкций от теплового воздействия ламп в условиях ограниченного теплоотвода. Это может произойти из-за установки лампы непосредственно к сгораемым материалам и конструкциям, закрывания ламп сгораемыми материалами, а также из-за конструктивных недостатков светильников или неправильного положения светильника – без съема тепла, предусмотренного требованиями согласно технической документации на светильник.

Пожарная опасность ламп накаливания

В лампах накаливания электрическая энергия переходит в энергию световую и тепловую, причем тепловая составляет большую долю общей энергии, в связи с чем колбы ламп накаливания очень прилично нагреваются и оказывают значительные тепловые воздействия на окружающие лампу предметы и материалы.

Нагрев при горении лампы распределяется по ее поверхности неравномерно. Так, для газонаполненной лампы мощностью 200 Вт температура стенки колбы по ее высоте при вертикальной подвеске при проведении измерений составила: на цоколе – 82 о С, на середине высоты колбы – 165 о С, в нижней части колбы – 85 о С.

Наличие воздушного промежутка между лампой и каким-либо предметом значительно ослабляет его нагрев. Если температура колбы на ее конце равна для лампы накаливания мощностью 100 Вт – 80 о С, то температура на расстоянии 2 см. от конца колбы составила уже 35 оС, на расстоянии 10 см – 22 о С, а на расстоянии 20 см – 20 о С.

Если колба лампы накаливания соприкасается с телами, обладающими малой тепропроводностью (тканью, бумагой, деревом и др.), в зоне касания в результате ухудшения теплоотвода возможен сильный перегрев. Так, например, у меня 100-ватная лампочка накаливания, обернутая хлопчатобумажной тканью, через 1 минуту после включения в горизонтальном положении нагрелась до 79 оС, через две минуты – до 103 оС, а через 5 минут – до 340 о С, после чего начала тлеть (а это вполне может стать причиной пожара).

Измерения температуры проводились с помощью термопары.

Приведу еще несколько цифр, полученных в результате измерений. Может быть кому-нибудь они покажутся полезными.

Так температура на колбе лампы накаливания мощностью 40 Вт (одна из самых распространенных мощностей ламп в домашних светильниках) составляет через 10 минут после включения лампы 113 градусов, через 30 мин. – 147 о С.

Лампа мощностью 75 Вт через 15 минут нагрелась уже до 250 градусов. Правда в дальнейшем, температура на колбе лампы стабилизируется и практически не изменяется (через 30 минут она составляла примерно все те же 250 градусов).

Лампочка накаливания мощностью 25 Вт нагревается до 100 градусов.

Самые серьезные температуры зафиксированы на колбе фото лампы мощностью 275 Вт. Уже через 2 минуты после включения температура достигла значения 485 градусов, а через 12 минут – 550 градусов.

При использовании галогенных ламп (по принципу действия они являются близкими родственниками ламп накаливания) вопрос их пожароопасности стоит также, если не более остро.

Особенно важно учитывать способность выделять тепло в больших размерах галогенными лампами при необходимости использовании их на деревянных поверхностях, что кстати случается довольно часто. В этом случае, целесообразно использовать низковольтные галогенные лампы (12 В) малой мощности. Так, уже при галогенной лампочке мощностью 20 Вт конструкции сделанные из сосны начинают усыхать, а материалы из ДСП выделять формальдегид. Лампочки мощностью большей чем 20 Вт ещё горячее, что чревато самовозгоранием.

Особое внимание при этом нужно обратить при выборе конструкции светильников для галогенных ламп. Современные качественные светильники сами по себе неплохо изолируют от тепла окружающие светильник материалы. Главное что бы светильник мог беспрепятственно это тепло терять и конструкция светильника, в целом, не представляла из себя термос для тепла.

Если же затронуть общепринятое мнение, что галогенные лампы со специальными рефлектрорами (например, так называемые, дихроичные лампы) практически не выделяют тепла, так это явное заблуждение. Дихроичный рефлектор действует, как зеркало для видимого света, но не пропускает большую часть инфракрасного (теплового) излучения. Все тепло возвращается назад на лампу. Поэтому дихроичных лампы меньше нагревают освещаемый объект (холодный пучок света), но при этом, они нагревают намного больше сам светильник, чем обычные галогенные лампы и лампы накаливания.

Пожарная опасность люминесцентных ламп

Насчет современных люминесцентных ламп (например, Т5 и Т2) и всех люминесцентных ламп с электронными ПРА сведений об их больших тепловых воздействиях, пока у меня нет. Рассмотрим возможные причины появления больших температур на люминесцентных лампах со стандартными электромагнитными ПРА. Несмотря на то, что такие ПРА в Европе уже практически полностью под запретом, у нас они еще очень и очень распространены и до их полной замены на электронные ПРА пройдет еще довольно много времени.

С точки зрения физического процесса получения света люминесцентные лампы более значительную часть электроэнергии превращают в видимый световое излучение, нежели лампы накаливания. Однако при определенных условиях, связанных с неисправностями пускорегулирующей аппаратуры люминесцентных ламп («залипание» стартера и др.), возможен их сильный нагрев (в отдельных случаях нагрев ламп возможен до 190 – 200 градусов, а – до 120).

Такие температуры на лампах являются следствием оплавления электродов. Причем, если электроды сместятся ближе к стеклу лампы, нагрев может быть еще более значительным (температура плавления электродов, в зависимости от их материал, составляет 1450 – 3300 о С). Что же касается возможной температуры на дросселе (100 – 120 о С), то она тоже является опасной, так как температура размягчения для заливочной массы по нормам – 105 оС.

Определенную пожарную опасность представляют стартеры: внутри них находятся легкосгораемые материалы (бумажный конденсатор, картонные прокладки и др.).

Требуют, чтобы максимальный перегрев опорных поверхностей светильников не превышал 50 градусов.

В целом, затронутая сегодня тема очень интересна и довольно обширна, поэтому в будущем мы обязательно к ней еще будем возвращаться.

Много разговоров и необоснованных споров стоит вокруг этого вопроса. Кто изобрел лампу накаливания? Одни утверждают, что это Лодыгин, другие, что Эдисон. Но все куда сложнее, давайте разберемся с хронологией исторических событий.

Существует множество методов трансформации электрической энергии в световую. К ним относятся лампы дугового принципа действия, газоразрядного и те, где источником свечения является нагревательная нить. Фактически лампочку накаливания тоже можно считать искусственным источником освещения, поскольку для ее работы применяется эффект нагреваемого проводника, через который проходит ток. В качестве накаливаемого элемента чаще всего выступает металлическая спираль или угольная нить. Помимо проводника в конструкцию лампочки входит колба, токоввод, предохранитель и цоколь. Однако всё это мы знаем уже сейчас. А ведь не так давно было время, когда несколько учёных вели одновременные разработки в области искусственных источников света и боролись за звание изобретателя лампочки.

Хронология изобретения

Читая всю статью снизу, очень удобно посматривать на эту таблицу:

1802 г.Электрическая дуга Василия Петрова.
1808 г.Гемфри Дэви описал дуговой электрический разряд между двумя угольными стержнями, создав первую лампу.
1838 г. Бельгийский изобретатель Жобар, создал первую лампу накаливания с угольным сердечником.
1840 г.Уоррен де ла Рю создал первую лампочку с платиновой спиралью.
1841 г.Англичанин Фредерик де Молейн запатентовал лампу с платиновой нитью и углеродным наполнением.
1845 г.Кинг заменил платиновый элемент на угольный.
1845 г. Немец Генрих Гёбель создал прототип современной лампочки.
1860 г.Англичанин Джозеф Суон (Свон) получил патент на лампу с углеродной бумагой.
1874 г.Александр Николаевич Лодыгин запатентовал лампу с угольным стержнем.
1875 г.Василий Дидрихсон усовершенствовал лампу Лодыгина.
1876 г.Павел Николаевич Яблочков создал каолиновую лампу.
1878 г.Английский изобретатель Джозеф Уилсон Суон запатентовал лампу с угольным волокном.
1879 г. Американец Томас Эдисон запатентовал свою лампу с платиновой нитью.
1890 г. Лодыгин создает лампы с нитями накаливания из вольфрама и молибдена.
1904 г.Шандор Юст и Франьо Ханаман запатентовали лампу с вольфрамовой нитью.
1906 г. Лодыгин запустил производство ламп в США.
1910 г.Вильям Дэвид Кулидж усовершенствовал метод производства вольфрамовых нитей.


Если вы хотите действительно разобраться, то настоятельно рекомендуем прочитать статью целиком.

Первые преобразования энергии в свет

В XVIII веке произошло знаменательное открытие, положившее начало огромной череде изобретений. Был обнаружен электрический ток. На рубеже следующего столетия итальянским учёным Луиджи Гальвани был изобретен способ получения электрического тока из химических веществ – вольтов столб или гальванический элемент. Уже в 1802 году физик Василий Петров открыл электрическую дугу и предложил применять ее в качестве осветительного устройства. Через 4 года королевское общество увидело электрическую лампу Гемфри Дэви, она освещала помещение за счёт искорок между стержнями из угля. Первые дуговые лампы отличались чересчур высокой яркостью и ценой, что делало их непригодными для ежедневного использования.

Лампа накаливания: прототипы

Первые разработки осветительных ламп с накаливаемыми элементами начались в середине 19-ого века. Так, в 1838 году бельгийский изобретатель Жобар представил проект лампы накаливания с угольным сердечником. Хотя время работы этого устройства не превышало получаса, оно являло собой свидетельство технологического прогресса в данной области. В 1840 -м году, Уоррен де ла Рю, английский астроном, произвёл лампочку с платиновой спиралью, первую в истории электротехники лампу с накаливаемым элементом в виде спирали. Изобретатель пропустил электрический ток через вакуумную трубку с помещенным в нее мотком платиновой проволоки. В результате нагревания платина излучала яркое свечение, а практически полное отсутствие воздуха позволяло использовать устройство в любых температурных условиях. Из-за дороговизны платины в коммерческих целях применять такую лампу было нелогично, даже с учётом её эффективности. Однако в дальнейшем именно образец этой лампочки стали считать предком других ламп накаливания. Уоррен де ла Рю спустя несколько десятилетий (в 1860 -х) принялся активно изучать феномен газоразрядного свечения под воздействием тока.

В 1841 году англичанин Фредерик де Молейн запатентовал лампы, представлявшие собой колбы с платиновой нитью, наполненные углеродом. Однако, проведенные им в 1844 г. испытания в отношении проводников, не увенчались успехом. Это было связано с быстрым плавлением платиновой нити. В 1845 году уже другой учёный, Кинг, заменил платиновые элементы накаливания на угольные палочки и получил на свое изобретение патент. В эти же годы за океаном, в США, Джон Старр запатентовал лампочку с вакуумной сферой и углеродной горелкой.

В 1854 -м году немецкий часовщик Генрих Гёбель придумал устройство, считающееся прототипом современных лампочек. Он продемонстрировал её на электротехнической выставке в США. Она представляла собой вакуумную лампу накаливания, которая действительно годилась для применения в самых различных условиях. В качестве источника света Генрих предложил использовать бамбуковую нить, которая была обуглена. Взамен колбы учёный брал простые бутылочки от туалетной воды. Вакуум в них создавался за счёт добавления и выливания ртути из колбы. Недостатком изобретения являлась излишняя хрупкость и время работы всего на несколько часов. В годы активной исследовательской жизни Гёбель не смог встретить должного признания в обществе, но в 75 лет он был назван изобретателем первой практичной лампы накаливания на основе угольной нити. Кстати, именно Гёбель впервые воспользовался осветительными проборами в рекламных целях: он ездил по Нью-Йорку на телеге, украшенной лампочками. На издали привлекающей внимание коляске была установлена подзорная труба, через которую ученый позволял за некоторую плату взглянуть на звёздное небо.

Первые результаты

Наиболее эффективные результаты в области получения вакуумной лампочки были достигнуты известным химиком и физиком из Англии – Джозефом Суоном (Своном). В 1860 годе он получил патент на своё изобретение, хотя лампа работала не слишком долго. Это было связано с использованием углеродной бумаги — она быстро превращалась в крошки после горения.

В середине 70-х гг. 19-го века параллельно со Своном несколько изобретений запатентовал и российский учёный. Выдающийся учёный и инженер Александр Лодыгин изобрёл в 1874 году нитевую лампу, в которой для нагревания использовался угольный стержень. К опытам по изучению осветительных приборов он приступил в 1872 году, находясь в Петербурге. В результате, благодаря банкиру Козлову, было основано общество по эксплуатации лампочек с углём. За своё изобретение учёный получил премию в Академии наук. Эти лампы сразу же стали использоваться для уличного освещения и здания Адмиралтейства.

Алекса́ндр Никола́евич Лоды́гин

Лодыгин также был первым, кто придумал применять закрученные в спираль вольфрамовые или молибденовые нити. К 1890 -м гг. у Лодыгина на руках было несколько разновидностей ламп с накаливаемыми нитями из разных металлов. Он предложил откачивать воздух из лампочки, чтобы процесс окисления шёл медленнее, а значит, срок службы лампы был больше. Первая коммерческая лампа со спиралевидной нитью из вольфрама в Америке производилась в дальнейшем как раз по патенту Лодыгина. Он изобрёл даже лампочки с газом, заполненные угольной нитью и азотом.

Идея Лодыгина в 1875 году была усовершенствована другим русским механиком-изобретателем Василием Дидрихсоном. Он изготавливал угольки, обугливая древесные цилиндрики в графитовых тиглях. Именно он первым сумел осуществить откачку воздуха и установил в лампочку более одной нити, чтобы при перегорании происходила замена. Выпущена такая лампа была под руководством Кона, а освещать ею стали большой магазин белья и подводные кессоны во время строительства моста в Петербурге. В 1876 году лампу усовершенствовал Николай Павлович Булыгин. Учёный накаливал только один конец уголька, который постоянно выдвигался в процессе обгорания. Тем не менее, устройство было сложным и дорогим.

В 1875-76 гг. электротехник Павел Яблочков, создавая электрическую свечу, обнаружил, что каолин (разновидность белой глины) под воздействием высокой температуры хорошо проводит электричество. Он изобрёл каолиновую лампочку с нитью накаливания из соответствующего материала. Отличительной особенностью этой лампы является тот факт, что для её работы не требовалось помещать каолиновую нить в вакуумную колбу – она сохраняла работоспособность при контакте с воздухом. Созданию лампочки предшествовала долгая работа учёного над дуговыми лампочками в Париже. Однажды Яблочков посещал местное кафе и, наблюдая за расставлением столовых приборов официантом, пришёл к новой идее. Угольные электроды он решил располагать параллельно друг другу, а не горизонтально. Существовала, правда, опасность, что выгорать будет не только дуга, но и токопроводящие зажимы. Дилемму решили за счёт добавления изолятора, постепенно выгоравшего вслед за электродами. Этим изолятором и стала белая глина. Чтобы лампочка загоралась, между электродами разместили перемычку из угля, а неравномерное сгорание самих электродов было сведено к минимуму за счёт использования генератора переменного тока.

Своё изобретение Яблочков продемонстрировал на технологической выставке в Лондоне в 1876 году. Уже через год один из французов, Денейруз, учредил акционерное общество по исследованию осветительных технологий Яблочкова. Сам учёный слабо верил в будущее лампы накаливания, однако электрические свечи Яблочкова имели огромную популярность. Успех был обеспечен не только низкой ценой, но и продолжительностью горения в 1,5 часа. Благодаря этому изобретению появились фонари с заменой свеч, и улицы стали освещать гораздо лучше. Правда, минусом таких свечей было наличие только переменного потока света. Чуть позже физик из Германии, Вальтер Нернст, разработал лампочку такого же принципа, но нить накаливания сделал из магнезии. Лампа зажигалась только после нагревания нити, для чего использовали сначала спички, а потом электрические нагреватели.

Борьба за патенты

К концу 1870-х гг. свою исследовательскую деятельность начал выдающийся инженер и изобретатель Томас Эдисон, живший в США. В процессе создания лампы он перепробовал разные металлы для нитей накаливания. Изначально учёный полагал, что решение проблемы электрических лампочек можно за счёт автоматического их отключения при высоких температурах. Но эта идея не сработала, так как постоянное выключение холодной лампы приводило лишь к получению непостоянного мерцающего излучения. Существует версия, что в конце 70-х гг. лейтенант русского флота Хотинский привёз несколько лампочек накаливания Лодыгина и показал их Эдисону, что и повлияло на его дальнейшие разработки.

Не останавливаясь на своих достижениях в Англии, Джозеф Суон (Joseph Swan), уже известный на тот момент в научных кругах, в 1878 году запатентовал лампу с угольным волокном. Оно помещалось в разреженную атмосферу с кислородом, поэтому свет выходил очень ярким. Уже через год в Англии появилось электрическое освещение в большинстве домов.

То́мас А́льва Эдисон

Тем временем, Томас Эдисон взял на работу в свою лабораторию Френсиса Аптона. Вместе с ним материалы стали тестировать точнее, и внимание было приковано к недочётам предыдущих патентов. В 1879 г. Эдисоном была запатентована лампочка с платиновой основой, а уже через год учёный создал лампу с угольным волокном и бесперебойным действием на 40 часов. За время работы американец провёл 1,5 тысячи испытаний и смог создать также поворотный выключатель бытового типа. Никаких новых изменений в электрическую лампочку Лодыгина Томас Эдисон в принципе не внёс. Просто из его стеклянной сферы с угольной нитью выкачивалась большая доля воздуха. Важнее то, что американский учёный разработал надсистему для лампочки, изобрел винтовой цоколь, патрон и предохранители, а в последствии организовал массовое производство.

Новые источники света смогли вытеснить газовые, а само изобретение некоторое время называлось лампой «Эдисона-Суона». В 1880 году Томас установил самое верное значение вакуума, которое создавало самое устойчивое безвоздушное пространство. Из лампочки воздух откачивали с помощью ртутного насоса.

К концу 1880 года бамбуковые волокна в лампочках могли гореть около 600 часов. Этот материал из Японии был признан лучшим угольным компонентом органического типа. Поскольку бамбуковые нити стоили довольно дорого, изготавливать их Эдисон предложил из хлопковых волокон, обработанных специальных способов. Первые компании для возведения крупных электрических систем были созданы в Нью-Йорке в 1882 году. В этот период Эдисон даже подавал в суд на Суона по поводу нарушения авторских прав. Но в итоге учёные создали совместную фирму «Edison-Swan United», которая довольно быстро выросла в мирового лидера по производству электрических лампочек.

За свою жизнь Томас Эдисон смог получить 1093 патента. Среди его известных изобретений: фонограф, кинетоскоп, телефонный передатчик. Однажды его спросили, не обидно ли было ошибаться 2 тысячи раз перед созданием лампочки. Учёный ответил: «Я не ошибался, а обнаружил 1 999 способов, как не нужно делать лампочку».

Металлические нити накаливания

На исходе 1890-х гг. стали появляться новые лампочки. Так, нити накаливания Вальтер Нернст предложил делать из особого сплава, в состав которого входили окиси магния, иттрия, тория и циркония. В лампе Ауэра (Карл Ауэр фон Вельсбах, Австрийская республика) излучателем света выступала осмиевая нить, а в лампочке Больтона и Фейерлейна – танталовая. Александр Лодыгин в 1890 году запатентовал лампу накаливания, где применялась быстронакаливаемая нить из вольфрама (было использовано несколько тугоплавким металлов, но именно вольфрам по результатам исследований имел лучшие показатели). Примечательно, что спустя 16 лет он продал все права на своё революционное изобретение промышленному гиганту «General Electric», компании, основанной великим Томасом Эдисоном.

Однако в истории электротехники известно два патента на вольфрамовую лампу – в 1904 году дуэт ученых Шандора Юста и Франьо Ханамана зарегистрировали изобретение, аналогичное лодыгинскому. Спустя год в Австро –Венгрии приступили к массовому выпуску этих ламп. Позднее в «General Electric» стали производить лампочки-колбы с инертными газами. Учёному из этой организации, Ирвингу Ленгмюру, в 1909 году удалось модернизировать изобретение Лодыгина, добавив в неё аргон с целью продлить срок действия и увеличить светоотдачу.

В 1910 году Вильям Кулидж усовершенствовал процессы промышленного изготовления вольфрамовых нитей, после чего начался выпуск ламп не только с элементом накаливания в виде спирали, но и в виде зигзага, двойной и тройной спирали.

Дальнейшие изобретения

  • С момента создания первых осветительных электроприборов постоянно проводились изучения свойств газоразрядных ламп, однако вплоть до начала 20-го столетия ученые проявляли к ним слабый интерес. Примером может послужить тот факт, что первейшие примитивные прототипы ртутных ламп были сконструированы в Великобритании еще в 1860-х годах, однако лишь в 1901 году Петер Хьюит изобрёл ртутную лампу низкого давления. Через пять лет в производство вышли аналоги высокого давления. А в 1911 году Жорж Клауди, инженер-химик из Франции, показал миру неоновую лампочку, которая тут же стала центром внимания всех рекламщиков.
  • В 1920-40-е гг. были изобретены натриевые лампы, люминесцентные и ксеноновые. Часть из них стали массово производить даже для использования в быту. На сегодняшний день в известно порядка 2 тысяч разновидностей источников света.
  • В СССР разговорным названием лампы накаливания стало словосочетание «лампочка Ильича». Именно эта идиома стала родной для крестьян и колхозников во времена всеобщей электрификации. В 1920 г. Владимир Ленин посетил одну из деревень для запуска электростанции, тогда-то и появилось крылатое выражение. Впрочем, изначально данное выражение применялось для обозначения плана по электрификации сельского хозяйства, поселков и деревень. Лампочка Ильича представляла собой патрон, свободно подвешиваемый за провод к потолку и свисающий вниз без плафона. В конструкцию патрона также входил выключатель, а проводка прокладывалась открытым способом по стенам.
  • Светодиодные лампы были разработаны в 60-х гг. для промышленных целей. Они имели небольшую мощность и не могли освещать территорию как следует. Однако сегодня именно это направление считается самым перспективным.
  • В 1983 г. появились компактные люминесцентные лампочки. Их изобретение было особенно важно в условиях необходимости экономии электроэнергии. К тому же, они не требуют дополнительной пусковой аппаратуры и подходят к стандартным патронам для ламп накаливания.
  • Не так давно сразу две фирмы из Америки создали для потребителей флуоресцентные лампы с возможностью очищения воздуха и удаления неприятных запахов. Поверхность их покрыта двуокисью титана, которая, облучаясь, запускает фотокаталитическую реакцию.

Видео как делают лампы накаливания на старых заводах.

Чем галогенные лампы отличаются от ламп накаливания?

Галогенная лампа — это лампа накаливания, выполненная в виде кварцевой колбы, наполненной инертным газом с добавкой галогенов или их соединений, обеспечивающих замедленное испарение тела накаливания. Первые галогенные лампы появились в 1959 году в США и почти одновременно — в СССР.

Строение галогенных ламп идентично со строением обычных ламп накаливания. Однако, для уменьшения испарения вольфрама и осветления стенок колбы в галогенных лампах используется вольфрамово-галогенный цикл. В состав наполняющего галогенную лампу газа вводится небольшое количество галогенов (фтор, хлор, бром и йод).

Галогенные лампы, как и лампы накаливания, излучают тепло. Спираль, изготовленная из жаропрочного вольфрама, находится в колбе, заполненной инертным газом. При прохождении через спираль электрического тока она накаляется, вырабатывая тепловую и световую энергию. Накаливание приводит к испарению частичек вольфрама, которые оседают в виде черного осадка внутри колбы. При повышении давления газа этот процесс замедляется.

Размеры и низкая прочность колбы традиционной лампы накаливания не позволяют повышать давление газа далее. Чем выше температура спирали, тем больше излучается света. В тоже время ускоряется процесс испарения вольфрама, что снижает срок службы лампы накаливания. В галогенных лампах большая часть этих отрицательных явлений устранена.

Кроме этого, колба галогенной лампы выполняется из тугоплавкого кварцевого стекла, которое более устойчиво к высокой температуре и химическим воздействиям. Кварцевое стекло — жаропрочный материал, а маленькие габариты гарантируют прочность, достаточную для того, чтобы создавать более высокое давление газа. Поэтому размер колбы в галогенных лампах накаливания может быть сильно уменьшен, вследствие чего с одной стороны можно повысить давление в газе-наполнителе, и с другой стороны становится возможным применение дорогих инертных газов криптон и ксенон в качестве газов-наполнителей. Все это позволяет повысить температуру спирали, в результате чего увеличивается в 2 раза световая отдача (13-25 лм/Вт) и срок службы галогенной лампы (в 2–4 раза выше, чем у ламп накаливания). Преимущество галогенных лампочек — повышенная светоотдача.

Галогенные лампы с покрытием, отражающим инфракрасную составляющую

Галогенные лампы нового поколения с отражающим инфракрасное излучение покрытием ламповой колбы характеризуются значительным повышением световой отдачи. Это обусловлено следующим физическим процессом: часть энергии, которая в обычных галогенных лампах накаливания преобразовывается в невидимое излучение инфракрасное излучение (более 60 % производительности излучения), в лампах с покрытием частично преобразовывается снова в свете. Это становится возможным благодаря структуре покрытия, которое пропускает только видимый свет, а инфракрасное излучение по возможности полностью возвращает на спираль, где оно частично поглощается. Это вызывает повышение температуры спирали, вследствие чего подачу электроэнергии можно сократить. Световая отдача возрастает.

Преимущества и недостатки галогенных светильников

Преимущество галогенных лампочек — в повышенной светоотдаче при том же расходе электроэнергии. Недостаток — в смещении спектра в синюю область. У них свет «белее», чем у ламп накаливания, причем с некоторым количеством ультрафиолета. Если он падает на вещь, окрашенную нестойкой к свету краской, то выгорает она значительно быстрее, чем от обычных ламп, — это надо учитывать. В спектре этих источников света действительно присутствуют УФ-лучи. Галогенные лампы даже рекомендуют для восполнения недостатка естественного освещения при выращивании растительных культур. Известен случай, когда в бутике платье на манекене освещали галогенной лампой, и через два месяца образовалось «выгоревшее» пятно.

Галогенные лампы излучают приятный белый свет с цветовой температурой до 3200 К и отличной цветопередачей. Свет, который они излучают, ближе света всех иных ламп к солнечному. Их малые размеры, почти миниатюрность, позволяют создавать совершенно новые светильники, например, так называемого акцентирующего освещения, — специально сконструированная система отражателя позволяет настолько усилить поток света, что это дает дизайнерам дополнительные возможности в оформлении помещения. По сравнению с обычными лампами накаливания галогенные имеют световую отдачу 13-25 лм/Вт, высокий ресурс службы и лучшую стабильность светового потока.

Миниатюрные размеры галогенных ламп эстетически более привлекательны (у низковольтных галогенных ламп (12 В, 100 Вт): диаметр колбы в 5 раз меньше, чем у ламп накаливания той же мощности). Не случайно сегодня именно низковольтные галогенные светильники используют для подсветки стеллажей, полок, различных элементов интерьера. Все предметы выглядят нарядными, объемными, а их цвета становятся сочнее и ярче; подчеркивается блеск стекла и металла.

Кроме этого галогенные лампы на 12 В полностью электробезопасны. Ассортимент галогенных лампочек гораздо богаче обычных. Производимые сегодня галогенные лампы настолько разнообразны и многофункциональны (линейные, капсульные, рефлекторные и т. д.), что это позволяет дизайнерам-светотехникам оформлять интерьеры самым изысканным образом, находить такое световое решение, которое требуется конкретному помещению.

Подведем итоги. Основные преимущества галогенных ламп по сравнению с лампами накаливания: галогенные лампы бoлee эффeктивнo пpeoбpазуют энepгию, имeют в несколько pаз бoльший cpoк cлужбы, пpoизвoдят бoлee яpкий бeлый cвeт, более качественно передают цвета освещаемых предметов, выпускаются в более богатом ассортименте, пoзвoляют лучшe упpавлять cвeтoвым пучкoм и напpавлять eгo c бoльшeй тoчнocтью, бoлee кoмпактны, благoдаpя чeму coздаютcя нoвыe вoзмoжнocти дизайна.

Более современным и эффективным аналогом галогенных светильников сейчас считаются светодиодные прожекторы.

Отправьте нам заявку и получите проект освещения бесплатно

Мы на выгодных условиях сотрудничаем с архитекторами и дизайнерами, сетевыми магазинами, строительными и девелоперскими компаниями, проектными организациями и дилерами. Свяжитесь с нами, и мы обсудим детали сотрудничества на особых условиях



Спасибо, мы получили Ваше
обращение и перезвоним в
ближайшее время!

В рабочий день среднее время
ожидания не превышает 15 минут

Отправка заявки завершилась неудачей, пожалуйста, повторите попытку позднее


Понравилась статья? Поделитесь ей с друзьями!

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Поделиться

Запинить

Теги: Освещение магазинов, Источники света, Осветительное оборудование

Поурочный план — Химия — Первоначальная классификация химических элементов


Поурочный планХимияПервоначальная классификация химических элементов

Тема урока: Первоначальная классификация химических элементов
Цель урока:
1. Формирование логических методов научного познания: поисково – исследовательский и аналитический отбор, сравнительный анализ и логическая трансформация информации. Метод анализа продуктов деятельности: классификация, моделирование, обобщение для синтеза знаний.
2. Организация продуктивной деятельности на основе самообучения, самоанализа, самоконтроля, презентаций знаний.
3. Формирование естественно-научного мышления в интерпретации химических знаний.
Этапы урока:
1. Актуализация познавательной деятельности. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ БЛОК.
Фронтальный опрос. “Что вы знаете ….”. Что вам известно о химических элементах? Истории их открытия? Что называют химическим элементом? Веществом? Простым и сложным веществом? Каждая правильная информация оценивается в 1 балл.
2. Ввод новых знаний. Интеллектуальный тренинг “Знаете ли вы…” (Гимнастика для ума)
1. В 1860 году были известны более 60 химических элементов, на сегодняшний день открыты более 114 элементов.
2. В организме человека около 70 химических элементов в составе простых и сложных веществ, массовая доля больше всего (кислорода, углерода, азота, кальция).
3.Для изготовления одной лампочки накаливания нужно использовать 7 различных металлов. Какие металлы? ( Fe, W, Ni, Pb, Sn, Sb, Zn). Произнесите их названия.
4. Какой химический элемент называют царем “живой” природы, а какой царем “неживой природы”? (углерод и кремний).
5. Семь металлов создал свет по числу семи планет. Перечислите. Прочитайте латинское название. (Аu, Ag, Cu, Pt, Sn, Hg, Fe). Назовите оксиды этих металлов.
6. Во время 1 мировой войны применение ядовитого желто-зеленого газа привело к смерти многих людей, а благодаря посуде, из которого ели пищу офицеры армии Македонского избежали кишечные болезни. Назовите химические элементы, входящие в состав данных веществ (хлор, серебро).
7. Причиной гибели экспедиции А.Шмидта на Северном полюсе была “оловянная чума”. Что произошло с оловом, из которого были канистры, содержащие продукты питания, воду. (При низких температурах олово крошится – переходит в аморфное состояние аллотропного видоизменения).
По всех предложениях, говорилось о химических элементах или о свойствах веществ.

Дата публикации:





Теги: химия :: поурочный план :: поурочное планирование :: урок по химии :: лекция по химии :: лекция урока :: конспект по химии :: элемент :: первоначальная классификация химических элементов


Смотрите также учебники, книги и учебные материалы:

Следующие учебники и книги:

Предыдущие статьи:


Редкие элементы и их использование

    В решениях ХХИ съезда КПСС, касающихся металлургии, особо отмечаются важнейшие народнохозяйственные задачи получения металлов высокой чистоты и комплексной переработки руд и полупродуктов с целью максимального использования их составляющих — рассеянных и редких элементов. Ценность электрохимических методов заключается в том, что в процессе электролиза при точном соблюдении заданного электродного потенциала при прочих равных условиях удается выделять нужный металл, свободным от примесей других металлов. Кроме того, можно селективно получить ряд металлов сообразно потенциалам его выделения. Поэтому методы электролитического осаждения металлов широко используются в гидрометаллургии. [c.11]
    Общим недостатком всех экстракторов с механическими мешалками является затруднительность эксплуатации их при обработке сильно химически агрессивных или радиоактивных веществ. Этого недостатка лишены пульсационные (ситчатые и насадочные) экстракторы, сочетающие большую производительность с высокой интенсивностью массопередачи. Пульсационные экстракторы успешно применяются в процессах разделения и получения.редких и рассеянных элементов. Использование этих аппаратов в многотоннажных производствах сопряжено с трудностями, обусловленными необходимостью сообщения вибраций значительным массам жидкости. [c.650]

    К редким элементам (РЭ) условно относят примерно 60 элементов, промышленное получение и более или менее широкое практическое использование которых началось сравнительно недавно  [c.368]

    И в других областях науки и техники применение сплавов редких металлов сделало реальным то, что еще незадолго до этого казалось фантастикой. Один нз самых ярких примеров — использование вольфрамовых нитей в лампочках накаливания. Изготовлявшиеся до того времени графитовые нити накаливания быстро перегорали. Только применение редкого элемента — вольфрама — сделало электрические лампочки (Лодыгин, Столетов, Эдисон) самым обычным и необходимым предметом в быту и в технике. [c.251]

    Развитие техники в век НТР идет как бы по цепной реакции быстро развивающиеся области науки и промышленности взаимно обогащают друг друга, еще невозможное вчера становится явью сегодня. Это относится и к космической технике, и к ядерной индустрии, к радиоэлектронике и многим другим областям науки и техники. Но в основе прогресса все же лежит химия и металлургия (тоже одна из областей химии), расширяющие наши возможности благодаря использованию редких элементов, особенно редких металлов и их соединений. [c.252]

    Необходимость сжигания малозольных концентратов в циклонных топках была выдвинута НИИ углеобогащения в связи с Намечающимся использованием циклонных топок в технологическом процессе извлечения редких элементов из золы топлива. [c.108]

    Редкие элементы — условное название большой группы (около 50) элементов лития, бериллия, галлия, индия, германия, ванадия, титана, молибдена, вольфрама, редкоземельных элементов, инертных газов и др. Большинство Р. э.— металлы, поэтому термин редкие элементы часто заменяют термином редкие металлы . Появление термина Р. э. объясняется сравнительно поздним освоением и использованием этих элементов, что связано с их малой распространенностью, трудностями выделения в чистом виде и др. Неправильно связывать понятие Р. э. только с малой распространенностью их, так как ряд этих элементов (титан, ванадий, литий и др.) содержатся в земной коре и в больших количествах, чем давно используемые в технике такие металлы, как свинец, олово, ртуть. [c.112]


    Как правило, основные источники природного сырья кроме необходимого компонента содержат и другие ценные вещества. К примеру, в железной руде часто присутствуют медь, титан, ванадий, кобальт, цинк, фосфор, сера, свинец и другие редкие элементы. В полиметаллических рудах содержится более 50 ценных элементов, в том числе олово, медь, кобальт, вольфрам, молибден, серебро, золото, металлы платиновой группы. Часто сопутствующие элементы обладают большей ценностью, чем основные, ради которых организовано производство. В природном газе находятся азот, гелий, сера, а в составе газового конденсата — гомологи метана. В нефтях содержатся различные соединения серы и им сопутствуют попутные газы, в состав которых входят ценные углеводороды, а также пластовые воды с содержанием йода, брома и бора. Полное использование вещественного потенциала сырья выходит за рамки одной ХТС и становится возможным только при комплексной переработке сырьевых ресурсов, обеспечиваемой многими отраслями промышленности. [c.307]

    Значение использования органических проводников обусловлено по существу безграничным запасом доступных материалов, оказывающих минимальное влияние на экологию и не вызывающих большинства стратегических проблем, которые могут возникнуть при применении металлов и редких элементов. Устойчивость к коррозии, воздействию воздуха и воды, легкость получения в ввде очень тонких пленок и пригодность для введения в такие материалы, как ткани, — все это также имеет значительные преимущества по сравнению с использованием металлических эквивалентов. [c.675]

    Для осаждения металлов хлорлигнин вносят в раствор, содержащий редкие элементы в виде щелочного или содового раствора После перемешивания хлорлигнин, содержащий связанные металлы, осаждают при слабом подкислении серной кислотой [87] Осадок центрифугируют, и паста подвергается обогащению и специальной обработке для извлечения ценных металлов Условия получения хлорлигнина очень важны и определяют качество препарата Важно, чтобы действие хлора не было продолжительным, не нужен избыток хлора, в противном случае исчезают образующиеся активные группировки и реагент работает хуже Хлорлигнин может быть использован также в качестве поверх-ностно-активного реагента при бурении нефтяных и газовых скважин [88], однако соответствующие реагенты, полученные путем нитрования гидролизного лигнина разбавленной азотной кислотой, являются более активными понизителями вязкости промывочных глинистых растворов Хорошие результаты в качестве реагентов, регулирующих свойства глинистых растворов, показали хлорированные сульфитные щелока [89] [c.118]

    В последние годы проявляется повышенный интерес к цветным реакциям, выполненным в водной среде при участии ионов, образуемых органическими соединениями. Эти реакции протекают практически мгновенно и вполне понятны по своему химизму. Также повысился интерес к использованию в качестве реагентов на органические соединения соединений различных элементов, в том числе и так называемых редких элементов. При выполнении реакций этой категории оказывается возможным использовать большой опыт, имеющийся в неорганическом анализе по применению органических аналитических реагентов. [c.771]

    Помимо ранее известных областей использования этого метода в науке и в различных областях технологии, физико-химический анализ применяется сейчас в химии полупроводников, редких элементов, радиохимии, теории и технологии выращивания монокристаллов и др. [c.2]

    В настоящее время, благодаря усовершенствованию методов добычи, разделения и очистки, многие редкие элементы, в том числе и редкоземельные, становятся все более доступными. В ряде случаев соединения РЗЭ получаются как побочные продукты некоторых производств и используются недостаточно. В связи с этим в последнее время весьма интенсивно проводятся исследования свойств соединений этих элементов и поиски путей их применения в различных областях народного хозяйства. Уже сейчас РЗЭ используются в атомной технике, электронике и радиотехнике, черной и цветной металлургии, химической промышленности и других областях народного хозяйства. Одним из возможных путей применения этих элементов является их использование в качестве катализаторов или компонентов катализаторов. [c.223]

    Применение избирательных органических реагентов и использование избирательных схем фотометрического определения элементов (здесь мы рассматриваем в основном редкие элементы) составит серьезную конкуренцию физическим и физико-химическим методам, видимо, еще по крайней мере на протяжении 20—30 лет. Преимущества фотометрических методов, не требующих сложной аппаратуры, очевидны чувствительность методов достаточно высока (молярные коэффициенты погашения для лучших реагентов составляют 50—150 тыс.), что позволяет определять от 100 до 0,01 мкг абсолютных количеств вещества или до 10″ % элемента в объекте без отделения основы, до 10 %—применяя простые, экспрессные схемы отделения, и до 10 —10 % —с предварительным концентрированием определяемого элемента. Сложные схемы подготовки анализируемого материала, не пригодные для использования их в автоматических анализаторах, вряд ли найдут широкое применение. При содержании элемента менее 10″ % применение обычных фотометрических методов оправдывается только в редких случаях. Следует, однако, отметить, что здесь мы совершенно не рассматриваем другие химические методы анализа, которые также связаны с изменением окраски растворов (реакции, основанные на каталитических явлениях, ферментный анализ и др.), которые, возможно, существенно изменят наши представления о соотношении между собою различных видов анализа. [c.124]


    Придерживаясь точки зрения советской геохимической школы, мы будем считать, что редкость элемента есть свойство, зависящее от строения атома, и подразумевать под редким элементом мало распространенный в природе элемент, характеризующийся небольшой величиной кларка (меньше 0,001%). Под редкими металлами мы будем понимать те металлы, использование которых могло быть начато только при достаточно высоком уровне развития производительных сил и которые до настоящего времени еще производятся и применяются в относительно малых количествах. Таким образом, в понятие редкий металл вкладывается историческое содержание, учитывающее пути развития технологии редкого металла и его роль в современной технике [c.15]

    Современное развитие науки и техники немыслимо без применения многих редких элементов. За последние годы редкие элементы стали широко применяться в народном хозяйстве, в результате чего постепенно накопился большой опыт промышленного использования их в разнообразных областях техники. [c.18]

    Ртуть — весьма редкий элемент. Ее среднее содержание в земной коре 4,5-10 % (по массе). Примерно в таком же количестве она содержится в изверженных горных породах. Известно 35 рудных минералов, содержащих ртуть в таких концентрациях, при которых промышленное использование этих минералов технически возможно и экономически целесообразно. Основной рудный минерал — киноварь Н88 [c.138]

    Материал справочника расположен по так называемой технической классификации редких элементов (рассеянные, легкие, тугоплавкие, радиоактивные, редкоземельные элементы) отнюдь не потому, что авторы считают такую классификацию наиболее правильной. Возможно было бы правильнее расположить в справочнике редкие элементы по группам периодической системы Д. И. Менделеева, либо в порядке их алфавитных названий. Но использованная авторами классификация редких элементов общепринята, понятна широким кругам читателей и удобна тем. что в самом названии группы элементов кроется в краткой форме характерный признак, являющийся важнейшим именно для данной группы элементов. [c.6]

    В Иллинойском университете такое положение было частично исправлено организацией курса, посвященного приложениям физических методов к неорганической химии. Предлагаемая книга возникла на основе такого курса, и автор надеется, что она может принести пользу при изучении этих вопросов всеми хи-миками-неорганиками. Этот курс, по мнению автора, должен читаться на втором или первом году обучения в университете после того, как студенты прослушают вводный курс неорганической химии. За изучением основ физических методов должны следовать специальные курсы по химии ионов переходных металлов, теории групп, теории молекулярных орбиталей, неводным растворам, химии редких элементов и т. д. Такие специальные курсы должны читаться на более высоком уровне, и в них можно будет включать результаты исследований с использованием физических методов. [c.10]

    К- М. Ольшановой был использован принцип осадочной хроматографии в систематическом хроматографическом качественном анализе неорганических веществ [5]. Ею совместно с Н. М. Морозовой был разработан осадочно-хрома-тографический метод для обнаружения церия, индия, таллия и других редких элементов с использованием различных неорганических и органических осадителей [44]. [c.66]

    Индий является редким элементом в том смысле, что в мире пет ни одного района, который был бы особенно богат минералами индия. Известны только немногие минералы, содержащие более 0,1% этого элемента. Его общее содержание в земной коре оценивается в 0,11 частей на миллион (ч. н. м.). Чувствительность обычных спектральных методов анализа позволяет определять индий только в самых богатых образцах. Однако, применяя специальный метод с использованием олова в качестве внутреннего стандарта. Шоу установил предел чувствительности около 0,02 ч. п. м. в образцах весом 400 мг с точностью + 20%. [c.250]

    Р. называют простой или комплексной, если из нее извлекают соотв. один или неск. полезных компонентов. В комплексных Р. часто содержатся примеси редких металлов, напр. в бокситах-Ga, La и S , в железных P.-V, в титановых-V, S , Nb. Наличие примесей редких элементов (V, Ge, Ga, РЗЭ и др.) повышает ценность Р. Налр., добыча бедных титаномагнетитовых Р. целесообразна только при попутном извлечении ванадия (качканарский тип Р.). Вредные примеси затрудняют металлургич. передел руд (и их концентратов) или ухудшают качество получаемого продукта. Так, в ильменитовом концентрате, предназначенном для получения пигментного оксида титана сернокислотным способом, должно содержаться СгзОз обработка железных Р. усложняется при наличии Ti, S, Р или As, причем при содержании TiOj более 4% титаномагнетит непригоден для доменного процесса. Для правильного и наиб, полного использования Р. необходимо детальное изучение их элементного и вещественного (в частности, минерального) состава. [c.284]

    Комплексное использование сырья этих видов имеет большое народохозяА-ственное значение, так как позволяет уменьшить удельные затраты на производство продукции, снизить удельные капитальные вложения при строительстве новых и реконструкции действующих предприятий, улучшить, качество продукции, расширить сырьевую базу промышленности, а в некоторых случаях можег быть единственным источником для производства ряда редких элементов. [c.7]

    В процессе метаморфизма различают варианты изохимиче-ского и аллохимического характера. Химический состав метаморфических пород — один из важных диагностических признаков, позволяющих выяснить их первичную природу, термодинамические условия формирования, геохимическую эволюцию, перспективы рудоносности и возможность практического использования. Химический состав метаморфических пород в этом разделе выражен в оксидах соответствующих элементов, а в ряде случаев приводятся сведения о содержании редких элементов. [c.220]

    Использование редких металлов в черной и цветной металлургии при водит в некоторых случаях к значительному улучшению свойств основное металла. Следует отметить, что в настоящее время эта область технологи бурно развивается и возможности ее все более расширяются по мере совер шенствования способов выделения и очистки редких элементов. [c.12]

    За последние три десятилетия значительно расширились ра-ооты по исследованию и производству фтора и фтористого водорода. Интерес к данным веществам обусловлен главным образом использованием их в атомной промышленности, в металлургии легких и редких элементов, а также в ракетной технике кроме того, фтор играет существенную роль в физиологии человека. [c.5]

    В то же время простота аппаратуры и быстрота определений летучих соединений различных металлов методом газовой хроматографии могут оказать значительную помощь в производстве редких элементов. Так, например, метод газовой хроматографии мон ет использоваться в качестве контроля при ректификационном разделении хлоридов некоторых металлов. В то же время можно ожидать, что использование принципов газовой хроматографии сможет привести к препаративному (а для ряда элементов, возможно, и к промышленному) получению весьма чистых соединений, в частности галидов, сумма примесей в которых не будет превышать 10 —10 % после одного цикла очистки. По-видимому, применяя методы обогащения и рециклы (повторение циклов очистки), указанное количество примесей можно будет снизить на несколько порядков. Как пзвестно, получение соединений такой высокой степени чистоты само по себе представляет известный интерес. [c.238]

    X. машиностроения и металлообработки включает применение полимеров и композиций на их основе (пластмасс, лаков, красок, резин и др.) в качестве конструкц., изоляц., антифрикц., антикорроз. и др. материалов, что обеспечивает экономию дефицитных металлов, снижение массы и стоимости изделий, повышение их долговечности. За 1961— 1975 произ-во продукции этих отраслей возросло в 5,4 раза, а потребление пластмасс — в 7 раз. Для X. металлургич. пром-сти характерно использование методов хим. технологии, напр, кислородного дутья. В цветной металлургии все большую роль играют хим. методы обогащения руд и извлечения из них редких элементов. [c.643]

    Люмогаллион. Изучение азосоединений в качестве аналитических реагентов продолжает оставаться в сфере интересов большинства исследователей. Это объясняется наличием большого количества готовых азокрасителей, а также возможностью синтеза новых реагентов с использованием хорошо изученных схем получения известных азосоединений. Новые реагенты этого класса, синтезированные в течение последних нескольких лет, оказались особенно ценными для редких элементов и актинидов. Наряду со сложными молекулами изучаются относительно простые — моноазосоединения, которые, однако, по эффективности своего аналитического действия не уступают более сложно построенным соединениям. [c.127]

    Исследование методов определения того или иного элемента следует одновременно связывать с изучением поведения всех остальных элементов, входящих в вещество (распространенные и редкие элементы), что возможно лишь при использовании общих закономерЬостей, объединяющих свойства различных элементов. Такой общей, наиболее важной закономерностью является периодический закон Д. И. Менделеева. По этой причине в книге сделана попытка объединить в таблицах и схемах различные свойства (используемые в аналитической химии) элементов на основании их положения в таблице Д. И. Менделеева. Таблицы и схемы, благодаря своей наглядности, должны помочь ориентироваться в разнообразных методах определения элементов или в методах анализа сложных веществ, содержащих не только обычные, но и редкие и рассеянные элементы. Очевидно, таблицы [c.3]

    Многообразие задач делает естественным поиски типовых упрощенных приемов, позволяющих единообрзно приготовлять разные изотопные формы или избегать применения наиболее обременительных приемов обычного синтеза. Это требование вытекает из относительной дороговизны большинства изотопов. Последнее делает желательным снижение потерь и получение максимальных конечных выходов соответствующей изотопной формы и это же придает важность возмояшости регенерации метящего изотопа из побочных продуктов синтеза. Характерна относительная малость масштабов производства большей части веществ необычного изотопног о состава. Их продукция нередко составляет десятимиллионные и стомиллионные доли от промышленного производства аналогичных веществ обычного изотопного состава и тысячные и десятитысячные доли от производства этих же веществ в виде немеченых чистых реактивов. Это делает допустимым применение методов, неприемлемых в обычном синтезе из-за их дороговизны. Так, можно не бояться радиационнохимических и электроразрядных методов синтеза, так же как и использования свободных атомов и радикалов. Можио работать с дорогими реагентами, содержащими редкие элементы, применять необычные растворители и т. д. [c.414]

    Разнообразные синтезы меченых сложных эфиров, альдегидов, углеводородов, аминов и т. д. были осуществлены на основе гриньяровского метода получения карбоновых кислот. Этот метод был использован и у нас в ряде синтетических работ, проводивн1ихся н связи с изучением механизма крекинга [28]. Иснользонание смешанного алюминий-литиевого гидрида в качестве восстановителя сильно упростило путь к спиртам [29]. Это хороший пример эффективного использования реагентов, не применимых вследствие дороговизны в тяжелом органическом синтезе, в целях синтеза меченых соединений. По этой же причине перспективно применение весьма чистых и хорошо управляемых электрохимических методов, а также катализаторов па основе редких элементов. В последнее время мы начали обследование пути каталитического синтеза меченых веществ из СО, которую можно получать прямо из ВаСОд нагреванием с соответствующими восстановителями или из СО2. Так, в частности, гидрированием С О по Фишеру — Трошпу. можно получать смесь из очень большого числа углеводородов нормального строения с постоянным атомным содержанием С по всему ряду. [c.419]

    В работе В. В. Андреевой с сотрудникаМ и обобщены данные о коррози01нном и электрохимическо м поведении Н01вых сплавов на основе редких и тугоплавких элементов. В качестве примеров, иллюстрирующих возможности использования в технике сплавов на основе редких элементов, могут служить сплавы системы титан-молибден, обнаруживающие высокую стойкость в неокислительных кислотах и сплавы системы ниобий-тантал (30—50%), приближающиеся по своей стойкости в серной кислоте (120—140° С) к стойкости чистого тантала. В статье также описывается электрохимическое поведение подобных сплавов в широком диапазоне потенциалов. [c.6]

    Обычно уран считают редким элементом, хотя в действительности он достаточно широко распространен. Но месторождения с высоким содержанием урана встречаются очень редко. Нахождение урана в природе, извлечение его из руд, производство металлического урана и его соединений рассматриваются в гл. 8. Все изотопы урана, имеющие массовые числа в пределах от 227 до 240, радиоактивны. Из них лишь и имеют достаточно большие периоды полураспада, поэтому эти изотопы используются для приготовления тепловыделяющих элементов. Природный уран состоит почти полностью из и содержит еще лишь два изотопа, (0,72%) и (0,0058%). Присутствие являющегося одним из продуктов распада объясняется установившимся между этими двумя изотопами вековым равновесием. Уран, регенерируемый после использования его в атомных реакторах, содержит заметное количество образующегося при захвате изотопом нейтрона. Естественный уран разделяется методом газовой диффузии (см. разделы 13.2 и 13.3) на обогащенный уран, который содержит изотопа больше, чем природный уран, и на обедненный ураи, содержаший меньшие, по сравнению с природным ураном, коицентращги изотопа Для удовлетворения нужд различных типов реакторов требуется уран с любым содержанием игз5 от 0,72 (природный) до более чем 90% (полностью обогащенный). Уран, поступающий с газодпффузнонных заводов, несколько загрязнен изотопом поскольку [c.107]

    Многие элементы, полезные в естественных природных концентрациях, становятся токсичными при более высоких и более низких концентрациях. Интересны в этом отношении медь, селен и даже натрий. Все организмы океана приспособлены к жизни в 0,6 М растворе Na l, но при слишком высокой концентрации Na l становится токсичным и вызывает гипертонию, т. е. осмотическую дегидратацию. Живые организмы используют эти элементы и адаптируются к ним. Использование и применение редких элементов с рассеиванием их в окружающую среду может привести к серьезным экологическим проблемам, к которым человек никогда не привыкнет. [c.604]

    Характерной особенностью этих полимеров является то, что в их цепи входят остатки бис-(и-карбоксифенил)фосфиновой кислоты с неэтери-фицированной фосфо-группой в случае (I) и (II) и, надо полагать, в виде соли аммония в случае (III). Следовательно, два первых полимера являются слабыми кислотами, а последний — солью аммония. С этой особенностью строения связана растворимость полиэфиров в щелочах и одна из возможностей формирования нити. Надо полагать, что образование нити в данном случае можно осуществлять не только путем продавливания через фильеры расплава, но и щелочных растворов с последующей обра-боткой кислотами, т. е. так, как поступают в случае получения вискозных волокон. Нетрудно видеть, что рассматриваемые полиэфиры и полиамиды являются ионообменными смолами, катионитами, построенными по типу фосфатных ионообменных смол. Использование этих смол для выделения и разделения редких элементов возможно и заслуживает внимания. [c.286]

    Технологические же достоинства АнГ исключительно высоки АнГ легко и просто синтезируются, выделяясь из растворов в виде хорошо фильтрующихся кристаллических осадков, характеризуются высокими температурными коэффициентами растворимости и высокой (в среднем 10—30) кратностью очистки. Применение АнГ как промежуточных технологических продуктов полностью исключает дополнительные операции по очистке, так как нелетучие ионы в процесс не вводятся, перевод АнГ в очищенные соединения (простые галогениды) достигается термическим разложением при невысокой температуре и полной регенерации галогенов и межгалогенов. Все это и определяет выбор АнГ и эффективность их использования для получения наиболее чистых соединений рубидия и цезия. Этим же объясняется то обстоятельство, что АнГ широко применяются в лабораторной практике и твердо прокладывают себе путь в технологию. Выше можно найти немало примеров, подтверждающих высказанную мысль. Применение АнГ дает основания считать, что решение одной из труднейших задач в проблеме разделения близких по свойствам редких элементов (получение особо чистых соединений рубидия и цезия) можно считать найденным. Вместе с тем нельзя утверждать, что наиболее изученные к настоящему времени представители АнГ — единственно пригодные и лучшие для получения особо чистых соединений рубидия и цезия. Хотя, если исходить из наших сегодняшних знаний [c.152]


Название элементов электрической лампочки —

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

Виды и основные технические характеристики ламп накаливания

Первый электрический осветительный прибор, который изобрели в конце 18 века – лампа накаливания (ЛН). Этот источник света до сих пор пользуется популярностью при организации освещения жилых, производственных помещений, улиц и т. д.

Это устройство имеет простую конструкцию и принцип работы.

На рынке осветительных приборов представлены разные виды лампочек с нитью накала.

Несмотря на то, что сейчас все большую популярность приобретают энергосберегающие лампочки, приборы с нитью накаливания не спешат сдавать позиции.

Конструкция лампы накаливания

Устройство разных видов ламп накаливания незначительно отличается, однако можно выделить 3 общих элемента: тело накаливания, стеклянная колба и токовые вводы. Они отличаются конструкцией держателей (крючки) тела накала, типом цоколей, некоторые из них могут быть бесцокольными.

Чтобы избежать разрушения колбы при разрыве спирали во время работы, ЛН оснащена ферроникелевым предохранителем, который обычно располагают в ее ножке. На участке разрыва тела накала образуется электродуга, из-за которой остатки спирали расплавляются, попадают на стеклянную поверхность, тогда повышается риск нарушения ее целостности. Предохранители помогают остановить процесс плавления. Однако сейчас они используются редко, так как их эффективность низкая.

Электрическая лампа имеет такие основные элементы:

  • колба;
  • тело накаливания;
  • электроды (токовводы) по обеим сторонам спирали;
  • крючки, которые удерживают спираль;
  • ножка;
  • токовый ввод;
  • цоколя;
  • изолятор цоколя;
  • контакт на дне цоколя.

Колба из стекла защищает спираль от разрушительного действия воздуха, при ее разрушении нить накала окисляется и быстрее разрывается. Состав колбы устройства отличается, ее полость может быть заполнена вакуумом или смесью газов. Первые ЛН выпускали с безвоздушной емкостью, однако их мощность низкая. Для наполнения современной лампочки используется азотно-аргоновая смесь или только аргон. Некоторые виды устройств могут содержать криптон или ксенон. Теплоотдача прибора зависит от молярной массы вещества, которым наполнена колба.

Это интересно! В отдельную категорию входят галогеновые лампочки, колба которых заполнена специальными газами. Во время работы устройства из спирали испаряется металл, который вступает в реакцию с галогенами. Полученное в результате их взаимодействия вещество разрушается под влиянием высокой температуры, и оседает на поверхность тела накала. Как следствие, увеличивается КПД, а также срок эксплуатации устройства.

В зависимости от функционального назначения, форма спирали ЛН отличается: проволока с круглым сечением или ленточный проводник.

Накал и свечение первых устройств обеспечивали угольные стержни, современные лампы накала оснащены вольфрамовой спиралью. Проводник может быть создан из сплава металлов (осмий и вольфрам).

Боле новые модели оснащены биспиралями или триспиралями, которые получают в результате повторного закручивания. Такие устройства имеют высокий КПД и выделяют меньше тепла.

Форма и размер цоколя лампы накаливания стандартные, поэтому проблем с заменой осветительного элемента после его поломки обычно не возникает. Чаще всего применяются источники света с цоколем Е14, Е27, Е40. Буква Е в маркировке обозначает фамилию изобретателя (Эдисон), а цифра после – наружный диаметр в мм.

Принцип работы

Работает лампочка накаливания за счет нагревания вещества во время протекания тока сквозь него. Электричество проходит через тугоплавкий проводник, разогревая его. Температура нагрева зависит от того, какое напряжение подведено к лампочке. Согласно закону Планка, разогретый излучающий проводник может создавать электромагнитное излучение. Чем выше температура, тем меньше длина волн. Видимое излучение, которое способен уловить человеческий глаз, появляется, когда проводник нагревается до нескольких тысяч градусов. Если прибор разогреть до 5000 К (Кельвин), то появиться нейтральный свет, при снижении температуры в спектре преобладают излучения от желтого до красного.

Большая часть энергии приборов с нитью накала преобразуется в тепло, а незначительное количество в свет. Однако человек способен уловить свет только определенного спектрального состава. Чтобы повысить ярость освещения, нужно повышать температуру тела накала, которое имеет свой максимум (3000°С). При дальнейшем нагреве спираль начнет деформироваться и плавиться. Однако даже предельной температуры удается достигнуть не всегда, особенно, если определенные условия окружающей среды во время работы лампочки накаливания не соблюдены.

Это интересно! Когда лампа теряет герметичность, то вольфрамовая спираль при контакте с воздухом окисляется и появляется белый налет. Поэтому тело накала заключают в воздухонепроницаемую колбу, и заполняют ее инертными газами, которые замедляют скорость его разрушения. Вольфрамовая нить маломощных лампочек (до 25Вт) находится в вакуумной среде.

Разновидности

Прежде чем ознакомиться с видами ЛН, нужно изучить их характеристики:

  1. Мощность бытовых ламп колеблется от 25 до 150 Вт, а других – до 1000 Вт.
  2. Температура разогрева тела накала – до 2900 – 3000° С.
  3. Светоотдача – от 9 до 19 Лм/1 Вт. Эта характеристика имеет свой диапазон, например, лампочка на 40 Вт может излучать световой поток 415 – 460 Лм.
  4. Напряжение 220 – 230 В и 127 В.
  5. Диаметр цоколя – 14 мм для Е14, 27 мм для Е27, 40 мм для Е40.
  6. Тип цоколя – винтовой, штырьковый (с одним или двумя контактами).
  7. Срок эксплуатации – 1000 часов (если напряжение 220В) или 2500 часов (при 127В).

Основные параметры разных видов ламп накаливания отличаются.

В продаже имеются устройства разного виды, которые различают по форме, наполнению или покрытию колбы, назначению и т. д.

С учетом наполнителя и покрытия внутренней поверхности колбы выделяют такие разновидности лампочек:

  1. Вакуумные – это самые простые устройства с низкой мощностью.
  2. Аргоновые – наполненные аргоном.
  3. Криптоновые – закачан одноименный газ.
  4. Ксенон-галогенная с инфракрасным отражателем.
  5. Лампы с покрытием из люминофора, который преобразует инфракрасные лучи в видимый свет.

В зависимости от функционального излучения различают такие типы ламп:

  • общего назначения. Это самая большая группа устройств, которые применяются для общего, местного и декоративного освещения. Прибор местного назначения имеет такую же конструкцию, как общего. Отличается он тем, что рассчитан на меньше напряжение. Устанавливают местные лампочки в переносные светильники, станки и т. д.;

Это интересно! Сейчас производство ламп накаливания сокращается с целью экономии электроэнергии.

  • декоративные лампочки отличаются от обычных формой колб и размещением тела накаливания. Часто применяются для украшения дизайна в стиле ретро;
  • иллюминационные. Колбы этих устройств окрашены в разные цвета с помощью неорганического пигмента или цветных лаков. Обычно их мощность низкая – до 25 Вт;
  • зеркальные. Колба лампы накаливания имеет особую форму, изнутри она частично покрыта тонким слоем распыленного алюминия. Эти устройства излучают более направленный световой поток;
  • сигнальные. Это маломощные лампочки, которые устанавливают в светосигнальные приборы. Сейчас их заменяют светодиодами;
  • транспортные. Это большая группа ламп, которые используются для установки в автомобили, мотоциклы, самолеты, морские судна и т. д. Они прочные, имеют специальный цоколь и рассчитаны на электрическую сеть от 6 до 220 В;
  • двухспиральные. Их применяют в автомобилях (одна нить отвечает за ближний свет, а вторая за дальний), самолетах, железнодорожных светофорах.

Известно еще несколько видов специальных ламп накаливания (прожекторные, коммутаторные, фотолампа и т. д.), которые сейчас все больше замещаются экономками.

Маркировка

Все виды ламп имеют свое буквенное обозначение, но не стоит его путать с типом цоколей, например, Е27.

Маркировка лампочек с нитью накала содержит:

  1. Первые буквы (от 1 до 4) обозначают важные физические свойства или особенности конструкции: В-вакуумная, Г – газополная моноспиральная с аргоновым наполнением, Б – газополная биспиральная, К – наполненная криптоном, МТ – колба с матовым покрытием и т. д. Специальные лампы накаливания не имеют этих букв в маркировке.
  2. Вторая часть обозначения состоит из 1 – 2 букв и указывает на предназначение прибора: А – автомобильная лампа, Ж – железнодорожная, КМ – коммутаторная, ПЖ – прожекторная и т. д.
  3. Первая циферная часть указывает на номинальное напряжение и мощность, а вторая – номер разработки, если она осуществлена повторно. Например, Б235 – 245 – 60 обозначает, что лампа биспиральная, питается от напряжения 245 В, рассчитана на 60 Вт.

Если человек умеет расшифровать маркировку, то он сможет подобрать подходящую лампочку накаливания.

Достоинства

Лампы накаливания имеют такие преимущества:

  1. Низкая стоимость по сравнению с другими видами ламп (люминесцентные, светодиодные).
  2. Компактные размеры.
  3. Работают при незначительных перепадах напряжения.
  4. Функционируют без специального оборудования, излучают свет сразу после включения (не нужно время на разогрев).
  5. При работе на переменном токе мерцание присутствует, но человеческий глаз его не улавливает.
  6. Излучают свет, который приятен для человеческого зрения, коэффициент цветопередачи на высоком уровне.
  7. Обычная лампочка может работать при низких температурах, поэтому ее применяют для освещения улицы.
  8. Не содержит токсических веществ в колбе, поэтому ее можно выбрасывать в мусор.
  9. Работают беззвучно (нет шума, треска, гула), отсутствуют радиопомехи.
  10. Прибор не чувствителен к полярности подключения.
  11. Нить накала прибора испускает сравнительно мало УФ-лучей.

Это основные преимущества ламп накаливания.

Недостатки

Минусов у лампочки накаливания тоже достаточно:

  1. Прибор излучает много тепла и мало света.
  2. Срок службы сравнительно короткий, особенно при скачках напряжения.
  3. При низком напряжении свет становиться тусклым.
  4. Израсходует большое количество электрической энергии.
  5. Существует риск пожара, так как поверхность вокруг лампочки может повышаться до 330°С.
  6. Колба может взорваться и травмировать осколками рядом находящихся людей.
  7. Обычные лампочки хрупкие к вибрациям и очень громким звукам.

Важно! Недостатки ламп накаливания объясняют снижение их популярности в последнее время. Теперь их заменяют более прочные, долговечные и экономные светодиоды.

Основные выводы

До недавнего времени лампы с нитью накала широко применялись в разных сферах жизни, но сейчас их активно вытесняют современные источники света. Однако многие потребители до сих пор остаются верными ЛН. Если вы из их числа, то при выборе лампочки учитывайте ее важные характеристики и маркировку. Также вам следует учитывать, что приборы с телом накала отличаются формой колбы, ее покрытием, наполнением, а также функциональным назначением. К основным плюсам лампочки накаливания относят низкую цену, простоту использования, приятную цветовую температуру, а к недостаткам – короткий ресурс работы, большие траты электроэнергии, ЛН выделяет много тепла и мало света. Использовать лампочку накаливания для освещения жилого помещения или нет – выбор за вами.

Виды электрических лампочек

Сейчас широкий ассортимент есть абсолютно в любой отрасли ремонта, даже в области освещения, которое уже давно перестало быть просто элементом техники, но и несет в себе функцию украшению. Разнообразие осветительных деталей, в особенности, лампочек невероятно большое, так что расставим всё по полочкам, что и как можно использовать.

Стоит помнить, что функциональность ламп бывает разной. Тот или иной вид может подходить только под конкретное место в комнате, многое зависит от свойств типа лампочки.

При этом у всех ламп есть один общий момент – место соединения цоколя конкретно с проводкой освещения. У большинства ламп цоколь есть резьба, чтобы удобно прикрепить лампочку на патрон. Перед покупкой проверьте классификацию цоколя. Всего есть три вида цоколей – маленький, среднего размера и большой. У них есть и техническое обозначение, соответственно, Е14, Е27 и Е40. Чаще всего встречается средний размер цоколя, его используют в домашнем освещении. Для уличных фонарей подходит только большой размер.

Еще одна важная характеристика для освещения – мощность самой лампы. Ее значение можно посмотреть на цоколе, от этой характеристики строится светимость лампы.

Лампы накаливания

Это самый известный тип лампы, которые первыми вошли в наши дома. Они появились еще в середине девятнадцатого века и популярны до сих пор. Состоят стеклянного баллона и нитей накаливания, которые отвечают за подачу света. Нити раскаливаются от электрического тока и начинают светить. В России лампы накаливания известны как «лампочки Ильича», потому что период их популярности пришелся во времена Ленина.

Положительные стороны лампочек накаливания:

  • Главным плюсом можно считать стоимость подобного вида лампочек – она, несомненно, низкая. Лампы накаливания наиболее доступный вид среди всего ассортимента электрических лампочек.
  • С технической точки у ламп накаливания есть сплошной поток излучения света. Часть видимая глазу характеризуется красным и оранжевым светом. Подобная расцветка усиливает теплые оттенки цвета, а также снижает холодные расцветки дома. Поэтому лампы накаливания делают обстановку квартиры намного уютней.

Отрицательные стороны лампочек накаливания:

  • Плохо передают натуральную цвета предметов, можно сказать, что искажают их. Поэтому их нельзя использовать для освещения магазинов или мест, где нужно видеть цвета в настоящем аспекте.
  • Они никак не экономят энергию, скорее увеличивают ее расход. Хотя прогресс не стоит на месте, так что некоторые лампы накаливания оснащены специальным напылением, которое позволяет сбалансировать процесс растраты энергии, так что проблема вполне решаема.
  • А еще у ламп накаливания достаточно высокий уровень теплоотдачи, так что они могут пожароопасны. Поэтому их размещение стоит продумать, лампы накаливания должны размещаться как можно дальше от мест, которые могут легко загореться.

Галогенные лампы

Еще несколько десятилетий назад этот вид лампочек был популярен, хоть и уступал лампочкам Ильича. Но в последнее время люди стали отказываться от галогенных ламп в пользу современных вариантов. Раньше их использовали, чтобы создать встроенное освещение, но теперь есть варианты получше. Галогенные лампы встречаются крайне редко и, в основном, на люстрах или настенных бра.

Преимущества галогенных ламп:

  • Если сравнивать с лампами накаливания, то галогенные имеют более долгий срок службы, потому что их световой поток строится иначе. Он носит стабильный характер.
  • Также галогенные лампочки куда меньше в размере, но имеют куда большую термостойкость, да и прочность тоже. К
  • Еще один плюс – лампочки этого вида очень мощные, но при этом их расход энергии не такой большой, как у тех же ламп накаливания.

Недостатки галогенных ламп:

  • Их не так просто подключить, потребуется трансформатор. Конечно, в бра, которые крепятся на стену он встроен автоматически. Но если вы хотите создать подобие точечного освещения, то трансформатор придется точно приобретать и устанавливать его своим руками.
  • Так как качество у встроенных трансформаторов, мягко говоря, хромает, то весь этот процесс может вылиться в проблему с серьезной развязкой. Как минимум, если трансформатор сломается и его придется менять, то сделать это будет сложно, так как он спрятан за потолком или стенкой.

Люминесцентные лампы

Должно быть вы сталкивались с этим видом ламп, только под названием «лампы дневного освещения». Между собой их можно разделить на лампочки, где поток света больше, и где поток света меньше, но имеет качество передачи цвета намного выше. Также люминесцентные лампочки могут излучать свет самого разного цвета, поэтому их так любят использовать при освещении витрин. Это тот вид лампочек, которые более распространены в общественных местах и учреждениях, например, в школах, предприятиях и т.д.

Плюсы люминесцентных ламп

  • При одинаковой мощности, у люминесцентных ламп светоотдача в несколько раз больше, чем у ламп накаливания.
  • Если соблюдать условия пользования, то срок службы этого вида лампочек будет в десятки раз дольше, чем у той же лампочки Ильича.

Минусы люминесцентных ламп

  • Могут напрягать глаза своим морганием при включении или при работе. Многих это вывод из себя.
  • Плохо переносят перенапряжение или скачки электросети. Да и включать или отключать слишком часто их нельзя, могут не выдержать.
  • Это достаточно токсичный материал, поэтому придется позаботиться о его переработке и отвести в специальное место, когда лампочки перестанут работать.

Лампы энергосберегающие

По сути своей они были созданы на основе предыдущего вида лампочек. Но их выгодно отличает электронный блок, который контролирует процессы работы и самого включения. Кстати, именно он помог устранит моргание как у люминесцентного вида лампочки, поэтому здесь такой проблемы не наблюдается.

Выгодные стороны энергосберегающих ламп

  • Энергосберегающие лампы могут давать как теплый свет, так и холодный. Это возможно, потому что температура горения определяет тот или иной цвет.
  • Конечно, главной плюс заложен уже в названии. Эти лампы не потребуют такое количество электричества, как предыдущие варианты. Максимально возможное уменьшение достигает примерно восьмидесяти процентов.
  • Сам процесс работы лампочек тоже стал значительно безопаснее. Например, энергосберегающие лампы выделяют в разы меньше тепловой энергии, поэтому можно не думать о пожарной безопасности и использовать их почти где угодно.
  • Лучше переносят перенапряжение или скачки энергии, да и осторожно просчитывать время выключения или выключения с ними не нужно. Конечно, они тоже могут выйти из строя по этой причине, но такое случается крайне редко.

Невыгодные стороны энергосберегающих ламп

  • Из-за такой хорошей характеристики службы, растет стоимость энергосберегающих лампочек. Она значительно выше других вариантов.
  • У них не такая обычная формула изготовления, поэтому если лампочка разобьется в помещении, то нужно очень аккуратно убрать ее. Степень бережности действий можно сравнить со сломанным градусником. Даже после окончания срока годности или работы нужно быть осторожным. Энергосберегающие лампочки нельзя просто выкинуть в мусорку, их нужно правильно утилизовать.

Светодиодные лампы

Если говорить о популярности и востребованности, то светодиодные лампочки занимают почетное первое место на данный момент. Как понятно из наименования, источником света выступают светодиоды, которые начинают работать от тока, пропускаемо через проводниковые материалы. Их можно использовать в любой технике для освещения и даже больше.

Позитивные моменты светодиодных ламп

  • Сами светодиоды очень работоспособны, они могут светить около ста тысяч часов в целом. Если посчитать, то они будут функциональнее, чем лампы накаливания примерно в сто раз.
  • Светодиодные лампочки низковольтны, поэтому они в разы безопасней, а также не будут расходовать столько электроэнергии под свою работу. Неудивительно, что их стремятся выбирать сейчас.

Негативные моменты светодиодных ламп

  • Обычно к главным недостаткам относят их неспособность справляться с перенапряжением, так что если у вас есть подобная проблема, то светодиодные лампочки не подойдут.
  • Еще одна претензия заключается в неровном свете, который излучают светодиоды. Но работа над этим ведется и, вполне возможно, скоро эта проблема сойдет на нет.

Предыдущие варианты лампочек самые распространённые на рынке, но это конечно же не все. Есть еще несколько вариантов, которые используют реже, но все же они существуют.

Ртутная газоразрядная лампа

Ртутная газоразрядная лампа

У нее есть несколько разновидностей, которые объединяет один момент – рабочий процесс. Лампочки работают из-за пара ртути и электрического разряда, происходящего в газе. Наиболее известный вариант – дуговая ртутная лампа. Именно она используется, чтобы осветить склады, производства, сельскохозяйственные угодья и даже открытые пространства. Известна своей хорошей светоотдачей. Все остальные разновидности строятся на добавках газа к давлению внутри горелки. Поэтому есть несколько лампочек, которые имеют свои особенности, но они не так известны.

Неоновая лампа

С этими видами вы точно встречались, как минимум, на картинках в инстаграме. Их максимум – декоративная функция и в последние годы мода на неон стало возвращаться. И, конечно, это неотъемлемый атрибут новогодних украшений или огней большего города – неоновые вывески, фигуры, надписи и другие виды украшений.

Их главная особенность – в обилии цветовой гаммы, которая зависит от вида газа внутри трубки или чего-либо еще. Если чуть углубиться в физику, то все работает от газового разряда, который и выдает свет всевозможных оттенков. Но не стоит забывать, что неоновые лампы могут и быть обычного цвета, и они, кстати, частенько используются. Их главный плюс в сравнительной долговечности и минимальной энергии для потребления.

Ксеноновая дуговая лампа

Ксеноновая дуговая лампа

Процесс работы лампочек этого вида основном на свете, которые появляется благодаря движению электрического разряда в строго определённой среде. У ксеноновой лампы есть два электрода из вольфрама, которые размещены в колбе из стекла. В самой колбе есть газ, который уже указан в названии, ксенон. Когда напряжение доходит до электродов, то между ними получается дуга, которая и становится источником света. За счет своей хорошей передачи цвета, ксеноновые дуговые лампочки имеют постоянную работу в проекторах и сценическом освещении, а также в фарах машин.

Натриевая газоразрядная лампа

Натриевая газоразрядная лампа

Здесь свечение образуется после движения электрического разряда в парах натрия, как это и понятно из названия. Сам цвет имеет средний оттенок смешения желтого с оранжевым, сам световой поток более монохромный. Сам спектр света очень выделяется и имеет мерцание. За счет подобного отличия такие лампочки очень охотно используют для декоративного освещения, или архитектурного, или уличного.

Для освещения производственных площадок его почти не используют, но если нет отдельных требований для точной цветопередачи, то охотно внедряют.

Нет абсолютно идеального вида лампочки, как видите, у каждой есть достоинства и недостатки, на которые вам и стоит опираться при выборе. Плюс многое зависит от места освещения, следовательно, и мощности, а также самого дизайна помещения. Учитывайте все важные подробности, даже при такой мелочи, как выбор электрической лампочки. Даже если выберете самую дорогую лампочку, с широким спектром положительной характеристики, и повесите ее в неподходящее место, то толку будет мало. Осветительные способности, а также ваш будущий комфорт, напрямую зависят от правильно решений.

О цоколях электрических ламп

Без ламповых цоколей и соответствующих им патронов сегодня невозможно представить ни одного электрического осветительного прибора. Огромное количество светильников, которые изготавливались десятки лет назад, до сих пор находятся в эксплуатации. Они были рассчитаны на давно ставшие уже привычными нам лампы накаливания с обычным резьбовым цоколем. Такой цоколь позволяет быстро сменить традиционную лампу в светильнике, простой заменой.

Даже самые современные энергоэффективные светодиодные лампы и компактные малогабаритные люминесцентные лампы – КЛЛ производители вынуждено снабжают цоколями, уже нашедшими массовое применение. Такие лампы получили название лампы-ретрофиты. Они имеют более совершенное внутреннее содержание при той же внешней форме и размерах.

Что такое цоколь электрической лампы и почему появилась потребность в таком узле конструкции лампы?

Схема и фото первой лампы

Первые и еще очень недолговечные лампы электрического искусственного света появились во второй половине позапрошлого, т. е. 19 века, но не имели цоколя. Они выходили из строя через несколько часов работы. Отсутствие возможности быстро поменять лампу тормозило развитие светотехники. Выход был найден в создании цоколей. Изобретатели прониклись этой проблемой и стали появляться первые соединительные узлы конструкции. К примеру, компания Thomson-HoustonElectricCo в своих электролампах применяла резьбовую шпильку, имеющую контакт в виде плоского кольца. У предпринимателей Вестингауза и Сойер-Манна стали применять пружинный зажим, который взаимодействует с выемками на цоколе. На выемки выводилась электрическая цепь нити накаливания в виде контактов этой цепи. Один контакт был расположен в нижней части колбы лампы, а другой – в средней.

В результате изобретательской деятельности появилось множество конструкций ламп накаливания с не меньшим количеством вариантов конструкций их цоколей. Лампы стало возможным менять только в узких группах изделий одного производителя, т. к. у другого цоколи были другой конструкции.

Цоколи предназначались для быстрой замены вышедшей из строя лампы с перегоревшей нитью накаливания на исправную новую. Для этого использовали патрон с внутренней системой электродов. Цоколь вкручивался или вставлялся в патрон и удерживался в нем на трении резьбового элемента цоколя в аналогичной резьбе патрона. Иногда лампа поджималась упругостью электрических контактов. В некоторых патронах она удерживалась защелками или трением контактных штырей в щелевых подпружиненных контактах патрона.

Томас Эдисон и его разработка

Первые патенты на лампы Эдисона заявлялись автором без цоколя. Но в 1881 г. Эдисон получает патент на винтовой цоколь для лампы и патрон под него. Это произошло 27 декабря 1881 г. С этой даты можно начинать отсчет жизни резьбового цоколя Эдисона.

Этот цоколь стал наиболее массовым для производимых электрических ламп. А также рекордсменом по числу размерных модификаций и по разнообразию англоязычных названий и соответствующих им аббревиатур.

Обозначается цоколь буквой Е по первой букве фамилии изобретателя резьбового цоколя и патрона и одной или двумя цифрами – наружным диаметром его резьбы в миллиметрах. Например, Е 5, … Е 14, … Е 27, Е 40.

Сейчас выпускаются девять типоразмеров этого цоколя: Е 5, Е 10, Е 12, Е 14, Е 17, Е 26, Е 27, Е 39 и Е 40.

Размеры и диаметр популярных цоколей

Цоколи Е 12, Е 17, Е 26 и Е 39 рассчитаны на напряжение сети в 110 – 127 В с частотой 60 Гц. Используются они в США, в Канаде и в других странах с таким напряжением. С этой целью геометрические размеры цоколей немного отличаются от применяемых в странах с напряжением 220 – 230 В и частотой 50 Гц для того, чтобы было невозможно вкрутить лампу, рассчитанную на напряжение, нестандартное в этой стране.

Резьбовые цоколи Эдисона Е 27– самые максимально используемые в нашей стране и в странах СНГ, а цоколи Е 14 по популярности занимают второе место.

Штыревые цоколи Джорджа Вестингауза

В 1893 г. электротехническая компания Джорджа Вестингауза получила контракт на освещение очередной Всемирной выставки, проходившей в Чикаго. Она использовала для этого сеть переменного тока в противовес эдисоновской компании General Electric, работавшей с электрическими сетями на постоянном токе. Рассерженный Т. Эдисон не дал разрешение конкуренту применять свои уже запатентованные винтовые цоколи. Изобретательный Дж. Вестингауз до этого уже разработал первый штыревой цоколь с двумя штырьками и подал на него патентную заявку. Патент на свой цоколь он получил 23 июля 1895 г. под номером US543280 с датой подачи первой заявки 29 августа 1892 г.

Джордж Вестингауз и его разработка

Нормативный межгосударственный документ ГОСТ 15049-81 о цоколях электроламп

Одним из нормативных документов, которые достаточно полно описывают разновидности цоколей, является межгосударственный стандарт ГОСТ 15049-81. Он называется «Лампы электрические» и посвящен терминам и определениям в этой сфере светотехники, а именно по разнообразным источникам искусственного электрического света. Стандарт ГОСТ 15049-81 так определяет цоколь лампы: цоколь электролампы – это деталь ее конструкции, которая предназначена для закрепления корпуса лампы в патроне и обеспечения контактного разъемного соединения цепи ее светоизлучающего элемента с питающей электрической сетью.

О резьбовых патронах Эдисона для электроламп в деталях рассказывает ГОСТ Р МЭК 60238-99. Он называется «Патроны резьбовые для электрических ламп» и описывает патроны Эдисона типоразмера Е14, Е27 и Е40.

Этот стандарт рекомендуется применять вместе с ГОСТами 26148-84, 24286-88, 19880-74,28108-89 и ГОСТ Р 52002-2003.

Если вам понравился материал — будем рады вашей оценке

  • Текущий 3.00/5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Рейтинг: 3.0 / 5 ( 16 голос(ов) всего) 1

голоса

Рейтинг статьи

Лампа накаливания

Лампа накаливания — искусственный источник света, в котором светоизлучающее тело накала нагревается электрическим током до высокой температуры. В качестве тела накала чаще всего используется спираль из тугоплавкого металла или углерода-нить. чтобы избежать окисление тела накала при контакте с воздухом, его помещают в колбу vakuumirovannoj, либо колбу, заполненную инертными газами или парами.

1. Принцип работы. (The principle of operation)
В лампе накаливания используется эффект нагревания нити тела при протекании через него электрического тока тепловое действие тока. температура тела накаливания повышается после замыкания электрической цепи. все тела, температура которых превышает температуру абсолютного нуля излучают электромагнитное тепловое излучение в соответствии с закону планка. спектральной плотности мощности излучения планка функция имеет максимум, длина волны которого длина волны зависит от температуры. положение максимума в спектре излучения сдвигается с повышением температуры в сторону меньших длин волн, Вены смещения закон. для получения видимого излучения, необходимо, чтобы температура излучающего тела превышает 570 °C температура начала красного свечения, видимое человеческому глазу в темноте. на вид человека, оптимальный, физиологически самый удобный, спектральный состав видимого света отвечает излучению абсолютно черного тела с температурой поверхности фотосферы Солнца 5770 K (5770). однако, неизвестный твердые вещества, способные без разрушения выдержать температуру фотосферы Солнца, так рабочая температура накаливания нити в диапазоне 2000 — 2800 °C. В телах накаливания современных ламп накаливания применяется тугоплавкий и относительно недорогой вольфрам температура плавления 3410 °с, рений температура плавления примерно та же, но выше прочность при пороговых температурах, и очень редко осмий температура плавления 3045 °с. таким образом, спектр ламп накаливания смещен в красную часть спектра. только малая доля электромагнитного излучения лежит в области видимого света, основная доля приходится на инфракрасное излучение. чем меньше температура тела накаливания, тем меньшая доля энергии, подводимой к нагреваемой проволоке, преобразуется в полезное видимое излучение, и тем больше «красным» кажется излучение.
Для оценки физиологического качества светильников используется понятие цветовой температуры. при типичной температуре накаливания 2200 — 2900 K (2900) излучается желтоватый свет, отличный от дневного. Вечером «тёплый» T &ЛТ 3500 K (3500) свет более комфортный и меньше подавляет естественную выработку мелатонина, важного для регуляции суточных циклов организма, нарушение его синтеза негативно сказывается на здоровье.
В атмосферном воздухе при высоких температурах вольфрам быстро окисляется до триоксида вольфрама формируя характерный белый налет на внутренней поверхности лампы, когда потери ее целостности. по этой причине, вольфрамовое тело накала помещают в герметичную колбу, из которой, в процессе изготовления лампы откачивается воздух и заполняется инертным газом — обычно аргоном. на заре индустрии ламп изготавливаются с vakuumirovannoj колбы, в настоящее время только лампы малой мощности ламп общего назначения — до 25 Вт сделано в вакуумированной лампы. лампы более мощные лампы, наполненные инертным газом азотом, аргоном или криптоном. высокое давление в колбе газонаполненных ламп уменьшает скорость испарения вольфрамовой нити. это не только увеличивает срок службы лампы, но также позволяет повысить температуру тела накаливания. таким образом, световой КПД повышается, а спектр излучения приближается к белому. внутренняя поверхность колбы газонаполненной лампы медленнее темнеет при распылении материала тела накала в процессе, чем вакуумные лампы.
Всех чистых металлов и многих сплавов, в частности вольфрама имеют положительный температурный коэффициент сопротивления, что означает увеличение электрического удельного сопротивления с ростом температуры. эта особенность автоматически стабилизирует электрическую потребляемую мощность лампы на ограниченном уровне при подключении к источнику напряжения с низким выходным сопротивлением что позволяет подключать лампы непосредственно к электрическим распределительным сетям без использования ограничивающих ток балластных реактивных или активных двухполюсников, что экономически выгодно отличает их от газоразрядных люминесцентных ламп. ламп накаливания типично сопротивление в холодном состоянии в 10 раз меньше, чем в нагретом до рабочих температур.
Для изготовления обычной лампочки требуется, как минимум, 7 металлов.

2. Дизайн. (Design)
Конструкция лампы очень разнообразны и зависят от цели. но вы делите тело накала, колба и токовводы. В зависимости от особенностей конкретного типа лампы могут быть использованы держатели нити накала различной конструкции. крючки, удерживающие нити накаливания ламп, включая лампы накаливания общего назначения из молибдена. светильники могут быть изготовлены с бесцокольное и оснований различных типов, иметь дополнительную внешнюю ламп и других дополнительных конструктивных элементов.
Конструкция светильника обеспечивает общий предохранитель назначения — ссылке из ферроникелевого сплава, сваренные в разрыв одного из токовводов находится за пределами лампы — обычно в ногах. назначение предохранителя предотвратить разрушение колбы при обрыве нити накала в процессе. тот факт, что в зоне разрыва создается электрическая дуга, которая расплавляет остатки нити, капли расплавленного металла могут разрушить стекло колбы и послужить причиной пожара. предохранитель устроен так, что при зажигании дуги он был разрушен под воздействием тока дуги, значительно превышает номинальный ток лампы ссылке. ферроникель в полости, где давление равно атмосферному, а потому дуга легко гаснет. В настоящее время отказываются от использования взрывателей из-за их низкой эффективности.

2.1. Дизайн. Лампочки. (Light bulb)
Стеклянная колба защищает нить от воздействия атмосферных газов. размер шарика определяется скоростью осаждения материала нити.
В зависимости от типа используемой лампы различных видов стекла. для изготовления ламп накаливания и люминесцентных ламп обычно используют натрий-кальций силикатного стекла. При высокой температуре ламп используют боросиликатное стекло, в то время как в условиях высокого давления газоразрядные лампы высокого давления или кварц или керамика для дуговой лампе и боросиликатного стекла для наружного цилиндра. свинцовое стекло, содержащее 20% для 30 % свинец широко применяется для герметизации конца трубки цилиндров.
Вольфрамовая лампа. Лампа обычно изготавливается из силикатного стекла, а основание выполнено из свинцового стекла.
Вольфрам-галогеновые лампы. вместо стеклянной колбы используется кварцевое выдерживать более высокие давления. но кварцевую колбу представляет собой потенциальную опасность, поскольку кварц пропускает ультрафиолетовое излучение. несмотря на то, что вольфрамовая нить излучает сравнительно мало ультрафиолетовых лучей, при длительном воздействии на близком расстоянии может привести к покраснению и раздражению. покрытием стеклянный фильтр, свет, который значительно снижает воздействие ультрафиолетового излучения, а также обеспечивает защиту от горячего кварца в случае разрушения лампы во время ее работы.

2.2. Дизайн. Газовой среде. (Gas environment)
Лампа первая лампа пропылесосился. большинство современных ламп накаливания наполняются химически инертными газами кроме ламп малой мощности, которые по-прежнему делают вакуумными. потери тепла, возникающие за счет тепла, уменьшают путем выбора газа с большой молярной массы. смесь азота N 2 (Н 2) аргон Ar являются наиболее распространенными из-за низкой стоимости, применять чистый сухой аргон, реже Криптон Kr или ксенон Xe молярная масса: N 2 (Н 2) — 28.0134 г / мол, Ar: 39.948 (АР: 39.948) г / моль, Kr — 83.798 г / моль, Xe — 131.293 (Г 131.293) / моль.
Особой группой являются галогенные лампы. их особенностью является введение в полость колбы галогенов или их соединений. В такой лампе испаряется с поверхности тела накала металл вступает в соединение с галогенами, а затем возвращается на поверхность нити за счет температурного разложения получившегося соединения.

2.3. Дизайн. Тело накала
Форма тела тепло очень разнообразны и зависят от функционального назначения ламп. наиболее распространенным является проволока круглого поперечного сечения, однако находят применение лента нить из металлической ленты. таким образом, используя выражения «нить накала» не желательно — более правильным является термин «тело накала», входящей в состав Международного освещения словарный запас. Светильники общего назначения, тело накала фиксируют в форме половины шестигранника для равномерности светового потока на доске.
Тело накала первых ламп были сделаны из угля сублимации температура 3559 °С. В современных лампах применяются почти исключительно спирали из вольфрама, температура плавления 3422 °с, иногда осмий-вольфрамового сплава. чтобы уменьшить размер нити обычно в форме спирали, иногда спираль подвергают повторному или даже третичной спирали, получая соответственно обнаружен двойной спирали или trispiral эффективность. таких ламп выше за счет уменьшения теплопотерь из-за конвекции уменьшается толщина Ленгмюровского слоя.

2.4. Дизайн. Электрические параметры. (Electrical parameters)
Лампы изготавливают для различных рабочих напряжений. ток определяется Законом Ома I=U / R (Я=У) и мощность по формуле Р=ц I или P=У2/Р. так как металлы имеют малое удельное сопротивление, для достижения такого сопротивления необходим длинный и тонкий провод. диаметр провода в обычных лампах составляет 40 — 50 микрометров.
С тех пор, когда нити накала при комнатной температуре, ее сопротивление на порядок меньше рабочего сопротивления. так вот при включении через тело накала протекает очень большой ток в десять — четырнадцать раз больше рабочего тока. по мере нагрева нити ее сопротивление увеличивается и ток уменьшается. В отличие от современных ламп, ранние лампы накаливания с угольными нитями при включении работали по обратному пути — при нагревании их сопротивление уменьшалось, и свечение медленно нарастало.
Увеличивая сопротивление нити при увеличении тока увеличивается сопротивление позволяет использовать лампу в качестве примитивного стабилизатора тока. эта лампа включена в стабилизирующий контур последовательно, а среднее значение тока выбирается таким, чтобы лампа работала вполнакала.
В мигающих лампах последовательно с нитью накала встраивается биметаллический переключатель. за счет этого такие лампы самостоятельно работают в мерцающем режиме.

2.5. Дизайн. База. (Base)
Форма цоколя с резьбой лампы накаливания была предложена Джозефом Уилсоном Лебедь. размеры цоколей стандартизированы. Ламп бытового применения наиболее распространены цоколи Эдисона E14 миньон, E27 и E40 число обозначает наружный диаметр в мм. к сожалению, в последнее десятилетие на 2018 год произошел переход к использованию алюминия в качестве материала для основы, вместо ранее используемой оцинкованной стали. эти крышки не совместимы с достаточно стандартный боеприпас, содержащий латунный контакт лепестков. особенно в условиях повышенной влажности, но в сухих местах, происходит постепенное нарушение контакта и на последнем этапе этого процесса происходит тогда, когда дуга часто горят базы. мягкость алюминия вызывает подмятие резьбовой части и сжимать, а также врезания в контакты картриджа с алюминиевой крышкой и дальнейшее повреждение. неизвестно, как эта технология была доказана, как пригодное для использования, эффект есть повышенный риск возникновения пожара, и вызывает разрушение луковицы, и в некоторых случаях вызывает разбрызгивание капель расплавленного металла дугу. в то же время, те же энергосберегающие лампы, даже самой низкой ценовой категории, встретиться исключительно основания из оцинкованной латуни, как лампы накаливания для требовательных приложений. по меркам СССР лампы с жестяными крышками из олова-покрытием для защиты от коррозии стальной плиты металла производят редкими растениями и небольшими партиями, контакт с той же шапкой в стандартный патрон не беспокоить на очень долгое время, как частые и продолжительные включения лампы а когда большие перерывы в работе. там тоже крышки без резьбы удержание лампы в патроне за счет трения или неиспользованные мат — например, штык — британский стандарт клин база бытовой лампы обычно используют в автомобилях.
В США и Канаде используются различные базы: Е12 candelabra (Е12 канделябры), Е17 intermediate (Е17 промежуточными), Е26 standard (Е26 стандарт) или medium (средний), Е39 mogul (Е39 могул). также, как в Европе, есть крышки без резьбы.

3. Сорта. (Varieties)
Лампы накаливания делятся на расположенных в следующем порядке возрастания эффективности:
Нить с покрытием, преобразующим ИК-излучение в видимый диапазон. их разработки ламп с высокотемпературным люминофором, который при нагреве излучает видимый спектр.
Ксенон-галогенные с отражателем ИК-излучения.
Криптон. (Krypton)
Аргон азот-аргон. (Argon nitrogen-argon)
Вакуум простейших. (Vacuum simplest)

4. Пункт. (Item)
По функциональному назначению и конструкции лампы накаливания подразделяют на:
Сигнальные лампы используются в различных приборах освещения, визуального отображения информации. это лампа малой мощности, рассчитанная на длительный срок службы. сегодня заменены на светодиоды.
Иллюминационные лампы, выпускаемые в окрашенных шариков. назначение иллюминационные установки различных типов. как правило, лампы этого вида имеют малую мощность 10 — 25 Вт. окрашивание колб обычно производится за счет нанесения на внутреннюю поверхность слоя неорганического пигмента. реже используются лампы с колбами окрашенные снаружи цветным лаком.
Общего применения, в середине 1970-х лет, используется термин «нормально-осветительные лампы». самая многочисленная группа ламп накаливания, предназначенных для целей общего, местного и декоративного освещения.
Лампы местного освещения, конструктивно аналогичные лампам общего назначения, но рассчитанные на низкое, безопасное напряжение — 12, 24 или 36 42 в сферу. — рука-переносные светильники, а также светильники местного освещения в производственных помещениях.
Автомобиль лампы (car lamp) — очень широкая группа ламп, предназначенных для использования на различных транспортных средствах. особенности: Высокая механическая прочность, виброустойчивость, использование специальных колпачков, которые позволяют быстро заменять лампы в стесненных условия и, в то же время, предотвращая самопроизвольное выпадение ламп из гнезда от вибрации. питается от бортовой электрической сети транспортных средств 6 — 220 в.
Проектор лампы обычно имеют большую мощность до 10 кВт ранее выпущенные лампы до 50 кВт и высокой светоотдачей. в осветительное оборудование для различных целей освещения и освещения. спираль накала такой лампы, как правило, укладываются за счет особой конструкции и подвески в колбе более компактно для лучшей фокусировки.
Декоративные лампы, выпускаемые в фигурных колбах. самыми популярными являются социопатия шарик с диаметром около 35 мм и сферические диаметром около 45 мм.
Зеркальные лампы накаливания имеют колбу специальной формы, часть которой покрыта отражающим слоем тонкой пленкой термически распыленного алюминия. цель термализации пространственное перераспределение светового потока лампы, для наиболее эффективного использования в пределах заданного телесного угла. главное зеркало цель ЛН — локализованное местное освещение.
Лампы для оптических приборов, в том числе, например, и выпускались массово до конца XX века лампы для кинопроекционной техники, имеют компактно уложены спирали, многие помещаются в колбы специальной формы. используется в различных приборах, измерительные приборы, медицинское оборудование и тому подобное.

4.1. Пункт. Специальные лампы. (Special lamps)
Номинальное напряжение. (Nominal voltage)
Коммутаторные лампы (Switchboard lamp) — разновидность сигнальных ламп. они были использованы в качестве индикаторов на панели переключателя. представьте себе длинный узкий миниатюрные лампы с гладкими параллельными контактами, что позволяет размещать их внутри кнопки и легко заменить. выпускались варианты: км 6-50, м 12-90, м 24-35, м 24-90, м 48-50, м 60-50, где первое число означает рабочее напряжение в вольтах, вторая-силу тока в миллиамперах.
Фотолампа, лампа percaline (The PhotoLight, lamp percaline) — различные лампы, предназначенная для работы в строго нормируется форсированном режиме напряжения. по сравнению с обычным, имеет высокую светоотдачу до 30 лм / Вт, маленькая жизнь 4 — 8 часов и высокая цветовая температура 3300 — 3400 К (3400), чем с 2700 К (с 2700). В СССР было произведено лицом власти 300 и 500 Вт. как правило, имеют матовые лампы. В настоящее время XXI возраст практически вышли из употребления в связи с появлением более долговечных устройств сравнимой и более высокой эффективностью. В фотолаборатории проводят в основном в силе этих ламп в двух режимах.
Экспериментальные напряжения освещение уменьшается на 20 (Experimental voltage lighting is reduced by 20) — 30 %, используя позже. эта лампа работает с nedokura и имеет низкую цветовую температуру.
В Железнодорожном светофоре двухметровые лампы используются для повышения надежности при перегорании одной нити автоматически переворачивается на другой, обеспечивая подача сигнала.
В машине (in the car) — есть фара лампа может быть одна нить для дальнего света и одна для ближнего, или, например, в хвост свет лампы одна нить на заднем фонаре и одна для тормоза. кроме того, такие лампы могут содержать экран, который в ближний свет режим отсекает лучи, которые могут ослепить встречного водителя.
На некоторых самолетах посадка-рулежной фары колбы небольшого света, в котором лампа работает без внешнего охлаждения, а нить великого света, чтобы получить более мощный свет, но только с ограничением по времени и под выносной холод — расход воздуха, поступающего воздушного потока.
Проекционные лампы (Projection lamp) — для Диа. и проекторы имеют высокую яркость и, соответственно, повышенную температуру нити и уменьшенный срок службы, как правило, поток, размещается таким образом, что световой зоне образовался прямоугольник.
Двухметровые лампы. (Two-meter lamp)
В Московском Кремле звезды используются специально разработанные двухметровые лампы, обе нити соединены параллельно.
Фары. лампа специальная конструкция, используемая для подвижных объектов, фигура лампа, которая выполнена в виде корпуса фары отражатель. конструктивно содержит нити накаливания, отражатель, объектив, разъемы, клеммы и т. д. лампы-фары широко применяются в современной автомобильной технике и в авиации.
Лампа нагрева используется в качестве источника тепла во многих областях применения: сушильные камеры, лабораторное оборудование, электрические плиты, в блоки предохранителей лазерных принтеров и копировальных аппаратов. В оргтехнике галогенная лампа линейная форма неподвижно закреплен внутри вращающийся металлический вал с тефлоновым покрытием, которая прижимается к бумаге с нанесенным на него тонером. за счет тепла, передаваемого от вала, тонер расплавляется и впрессовывается в структуру бумаги.
Лампы специального спектра излучения. используются в различных техниках.
Быстрого реагирования ламп, лампа накаливания с тонкой нити была использована для оптической записи звука методом модуляции яркости источника и в некоторых экспериментальных моделях таких машин. благодаря малой толщине и весу пряжи подачу на лампы напряжения, модулированного сигнала в звуковом диапазоне частот примерно до 5 кГц, привели к изменению яркости в соответствии с мгновенного напряжения сигнала. С самого начала XXI века не находит применения из-за наличия гораздо более прочный твердотельных излучателей света и намного меньше инерционных излучателей других типов.

5. История изобретения. (The history of the invention)
В 1863 году Чернышевский в своем романе Что делать?» описывает «электрическое освещение» во дворцах будущего.
В 1840 году англичанина, Де Ла Рю проводит эксперименты пропускания электрического тока через платиновой проволоки, помещенной в стеклянный цилиндр, можно, создав в нем вакуум.
В 1875 (In 1875) — 1876 годах русский электротехник Павел Николаевич Яблочков, работая на «электрической свечой», показали, что каолин, который он использовал для изоляции углей свечи, электропроводен при высокой температуре. затем он создал «каолиновую лампу», где «нить накала» был сделан из глины. особенностью этого светильника был, что он не требует вакуума, и «нить накала» не продувается на открытом воздухе. в Apple посчитали, что лампы накаливания неперспективны, и не верил в возможность их применения в широком масштабе и посвятили свои исследования дуговых ламп. «Каолиновая лампа» была забыта, и позже немецкий физик Вальтер Нернста создал аналогичную лампу, где нити были сделаны из керамического материала из диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия. Нернста лампа тоже не требуется вакуум, потому что керамика устойчива к окислению на воздухе. особенности использования «каолиновой лампы» Яблочкова и лампа Нернста заключается в том, что нить должна быть предварительно нагретой до относительно высокой температуры до достаточной электропроводностью, при дальнейшем нагревании нити до белого каления вырабатывается электрический ток, протекающий через него. Первые такие светильники «нить накала» подогревали спичкой, впоследствии предварительно нагреть трубу начинают пользоваться электронагревательными приборами.
В 1844 году американец Джон Старр принял нас, и в 1845 году — британский патент на электрическую лампу накаливания с угольной нитью.
11 июля 1874 года, русский инженер Александр Николаевич Лодыгин получил патент пронумерованы 1619 на многожильный лампы. В качестве нити накала он использовал угольный стержень prokalavaemy специальным образом, без кислорода, помещали в вакуумированный герметичный сосуд. преимущество лампы перед предыдущими образцами были более длительный срок службы, за счет большей однородности углеродных стержней и отсутствие кислорода в колбе, и герметичность колбы, что позволяет использовать лампы вне лабораторных условий.
В 1854 году немец Генрих Гебель разработал прототип «современной» лампы: обугленная бамбуковая нить, помещенная в стеклянный цилиндр, в верхней части которой вакуум создается Меркурий принцип ртутный барометр, долговечность таких ламп было несколько часов. В последующем 5 лет он разработал то, что многие называют первой практичной лампой.
В 1879 году американский изобретатель Томас Эдисон запатентовал лампу с углеродного волокна и создает лампу с временем жизни 40 часов. подбирая материал для нити, Эдисон провел около 1500 испытаний различных материалов, а затем еще около 6000 эксперименты по карбонизации различных растений. одновременно с изобретений по улучшению конструкций ламп, Эдисон внес большой вклад в развитие принципов освещения и централизованного электроснабжения, что само по себе способствовало широкому внедрению электрических ламп в быту и на работе. кроме того, он изобрел технику поворотный переключатель, фуражках и т. д. несмотря на столь непродолжительное время жизни, его замены использованных ламп до газового освещения. какое-то время изобретение носили общее имя «Эдисона — Суона».
В 1841 году ирландский Фредерик де Моллен был получен патент на производство электроэнергии и ее применения для освещения и движения» англ. in 1841 he had obtained a patent for the (в 1841 году он получил патент на) производство of electricity and its (электроэнергии и ее) applications for illumination and (применения для освещения) motion (движения) что означает? и использование устройств с платиновой нити в вакууме для света.
В 1875 году В. Ф. Дидриксон улучшенная лампа Лодыгина, откачкой воздуха из нее и применив в лампе несколько волосков в случае перегорания одного из них, были включены автоматически.
В 1840 году российский ученый Александр Милашенко начинается развитие угольной нитью.
Английский изобретатель Джозеф Уилсон Суон получил в 1878 году британский патент на лампу с угольным волокном. В его лампах волокно находилось в разреженной кислородной атмосфере, что позволяло получать очень яркий свет.
В 1860 год (В год 1860) английский химик и физик Джозеф Уилсон Суон продемонстрировал первые результаты и получил патент, однако трудности в получении вакуума привели к тому, что лампа в Стрежевой, недолговечны и неэффективны.
Цитата от «Собака Баскервилей», говорит Генри Баскервиль: «Погоди, не пройдет и полугода, как я проведу сюда электричество, и вы не узнаете этих мест! У входа будут гореть фонари Эдисона и Свена в тысячу свечей.»
В 1904 году австро-венгерские эксперты Сандор просто и Франьо Хануман получил патент нет. 34541 на использование вольфрамовых ламп накаливания. Венгрия первой из таких ламп вышла на рынок через венгерскую фирму Tungsram для 1905 году.
С конца 1890-х лет лампу с нитью накаливания из окиси магния, тория, циркония и иттрия лампа Нернста или нить из металлического осмия лампа Ауэра и танталовые лампы Болтон и Feuerlein.
В 1910 году Уильям Кулидж изобрел улучшенный метод производства вольфрамовой нити. впоследствии вольфрамовая нить вытесняет все другие виды нитей.
Остающаяся проблема с быстрым испарения нити в вакууме была решена американским ученым, известным специалистом в области вакуумной техники Ирвинга Ленгмюра, который работал с 1909 года фирмы «General Electric», ввел в производство наполнение лампы инертным, а точнее, тяжелые благородные газы, такие как аргон, что значительно повысило их рабочим временем и повышенной светоотдачей.
В 1890-х лет А. Н. Лодыгин изобрел несколько типов ламп с нитями накала из тугоплавких металлов. Лодыгин первым предложил использовать лампы накаливания из вольфрама, такие применяются во всех современных лампах и молибдена и закручивать нить накаливания в форме спирали. он сделал свои первые попытки утечка воздуха из трубок, которые держали нити от окисления и увеличить срок их службы во много раз. первая американская коммерческая лампа с вольфрамовой спиралью впоследствии был сделан на патент Лодыгина. кроме того, они были изготовлены и газонаполненные лампы накаливания с угольной нитью и заполнением азотом.
В 1906 году Лодыгин продает патент на вольфрамовую нить компании General Electric (Дженерал Электрик). В же 1906 году в США он построил и запустил завод по электрохимическому получению вольфрама, хрома, титана. из-за высокой стоимости вольфрама патент находит только ограниченное применение.

6. Эффективность и долговечность. (The efficiency and durability)
Почти вся подаваемая в лампу энергия превращается в излучение. Потери за счет теплопроводности и конвекции малы. человеческий глаз, но видит только узкий диапазон длин волн этого излучения — в диапазоне видимого излучения. основная мощность потока излучения лежит в невидимом инфракрасном диапазоне и воспринимается в виде тепла. Коэффициент полезного действия КПД лампы накаливания под эффективностью здесь понимается отношение мощности видимого излучения к полной мощности потребления достигает при температуре около 3400 K (3400) своего максимального значения 15 %. при практически достижимых температурах в 2700 K обычный светильник на 60 Вт светоотдача составляет около 5  %, лампа имеет срок службы примерно 1000 часов.
При повышении температуры КПД лампы накаливания возрастает, но существенно снижает ее прочность. температура нити 3400 K продолжительность жизни всего несколько часов. как показано на рисунке, с увеличением напряжения на 20  (на 20) %, яркость возрастает в два раза. в то же время, сократить срок службы на 95  (на 95) %.
Уменьшение напряжения питания хотя и понижает КПД, но зато увеличивает долговечность. так что напряжение в два раза, например, в последовательном соединении, снижает работоспособность примерно на в 4 — 5 раз, но существенно увеличивает срок службы почти в тысячу раз. этот эффект часто используется, когда необходимо обеспечить надежное дежурное освещение без особых требований к освещению, например, в лестничных клетках жилых зданий. часто, для этого при питании переменным током лампу подключают последовательно с диодом, ток в лампе возникает только в течение половины периода. Такая интеграция снижает мощность почти в 2 раза, что соответствует уменьшению эффективного напряжения практически √2≃в 1.41 раза, а световой поток снижается более чем в 2 раза.
В США в одном из пожарных отделений города Ливермор, штат Калифорния, работает 60-ваттная лампа ручной работы, известная как «Столетняя лампа». она всегда на с 1901 года. необычно высокий ресурс светильника обеспечен в основном работа на малой мощности 4 Ватта глубоком недокале, при очень низком КПД. лампа включена в Книгу рекордов Гиннеса в 1972 году.
Так как стоимость потребленной за время жизни лампы накаливания электроэнергии в десятки раз стоимость самой лампы, существует оптимальное напряжение, при котором экономические затраты на освещение минимальны. оптимальное напряжение несколько выше номинального, поэтому способы повышения долговечности путем уменьшения напряжения питания с экономической точки зрения, невыгодно. по умолчанию параметры ламп со сроком службы порядка 1000 часов согласовали ряд крупных производителей, основанная в 1930-х лет швейцарская корпорация Феб, в то же время был произведен раздел мировых рынков, заключенных контрактах, не конкурировать и ввели отслеживание стандартов.
Службы лампы накаливания ограничено в меньшей степени испарением материала нити во время работы, и в большей степени возникающими в нити неоднородностями. неравномерное испарение материала нити приводит к истончению участков с повышенным электрическим сопротивлением, что в свою очередь приводит к дальнейшему отопление сюжета потоков и интенсивным испарением материала в таких областях, как мощность в последовательной электрической цепи пропорциональна I 2 г. Таким образом, есть нестабильность в части утончать нить. когда одно из этих сужений достаточно тонкие, что материал нити в этом месте плавится или полностью испаряется, лампа выходит из строя.
Наибольший износ нити накала происходит при резкой подаче напряжения на лампу, поэтому значительно увеличить срок ее службы, используя разного рода устройства плавного запуска.
Вольфрам при комнатной температуре имеет удельное сопротивление всего в 2 раза превышает удельное сопротивление алюминия. при включении лампы пусковой ток превышает номинальный в 10 — 15 раз, что лампы обычно сгорают при включении. для защиты питающей сети от пускового тока, что происходит в момент перегорания нити лампы при включении ламп, бытовых, поставляется с встроенный предохранитель — один из kovarovic проводников, соединяющих цоколь лампы с выводом из стеклянного баллона делают тоньше других, что легко увидеть, считать лампы, и предохранитель. так, бытовая лампа мощностью 60 Вт в момент запуска потребляет больше, чем 700 Вт, А 100-ваттная — более киловатта. по мере прогрева нити лампы ее сопротивление возрастает, а мощность падает до номинальной.
Для уменьшения пускового тока можно использовать термисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. В тот момент, когда резистор холодная и ее сопротивление велико. после прогрева его сопротивление значительно уменьшится, и лампа поставляются почти все напряжение питания.
Редко используются реактивные ограничители пускового тока. как правило, для этого используются дроссели — катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником, так называемые балластные дроссели включаются последовательно с лампой. В момент включения из-за явления самоиндукции все напряжение падает на дросселе, что ограничивает пусковой ток. когда в качестве материала сердечника в каждом полупериоде сети входит в глубокое насыщение в цепях переменного тока напряжение и почти все напряжение, подводимое к лампе. другой подход в применении балластных дросселей использует зависимость сопротивления нити от температуры. с нагревом сопротивление нити увеличивается, тем самым увеличивая напряжение на лампу, что является сигналом для шунтирования дросселя, например, контакт электромагнитного реле, обмотка которого соединена в параллельные потоки. без шунтирования балластного дросселя, индикатор питания снижается на 5 — 20 %, которые могут быть полезны для того чтобы увеличить жизнь лампы.
Также широко используется тиристорный пусковой автоматический или ручной диммеры.
Низковольтные лампы накаливания при той же мощности имеют больше ресурсов и светоотдачу благодаря большему сечению нити, что позволяет значительно сократить срок службы для повышения температуры потока. так что в mnogoshagovykh светильники, люстры, целесообразно использовать последовательное подключение ламп при пониженном напряжении является параллельное соединение ламп на напряжение. например, вместо параллельно включенных шести ламп 220 В (ламп 220) 60 Вт (60 Вт), чтобы применить шесть серий ламп 36 В (ламп 36) 60 Вт (60 Вт), т. е. заменить шесть тонких нитей толщиной в несколько серий. недостатком этого решения является снижение надежности освещения. любой из серии перегорания ламп приводит к полному отказу от освещения.
Ниже приведен примерный баланс мощности и светового потока для некоторых типов источников, напряжение 120 Вольт.
Ниже приведен примерный баланс мощности и светового потока для обычных прозрачных ламп накаливания в форме «груши», популярной в СНГ и России, цоколя E27, 220 В (220).
Перегоревшую лампу, колба которой сохранила целостность, а нить был разрушен только в одном месте, вы можете исправить это путем встряхивания и наворотили такого, что концы нитей объединяются снова. при прохождении тока нить заканчивается, можно пойти и лампа будет продолжать работать. впрочем, может не расплавить / разорвать предохранитель, который входит в состав светильника.

7.1. Преимущества и недостатки ламп накаливания. Преимущества. (Advantages)
В незаметность мерцания при работе на переменном токе, это очень важно для предприятий.
Малый размер. (Small size)
Низкая цена. (Low price)
Мгновенное зажигание и перезажигание.
Возможность использования яркости. (The possibility of using brightness)
Низкая чувствительность к неудачам в мощности и скачков напряжения.
Экономическая целесообразность установки в местах с краткосрочных эпизодических включения света. например, в кладовых и т. п.
Высокий индекс цветопередачи, Ra 100 (РА 100).
Отсутствие гудения при работе на переменном токе из-за отсутствия электронного балласта, драйвера или преобразователя.
Надежность при низкой и высокой температуре окружающей среды, устойчивы к конденсату.
Нечувствительность к полярности напряжения.
Координация в массовое производство.
Лампы накаливания создают самые низкие, по сравнению с другими источниками света, уровень ультрафиолетового излучения. Это может быть важно для музеев, коллекционеров: разрушительное ультрафиолетовое излучение приводит к пожелтению материала, растрескивание происходит.
Нечувствительность к ионизирующей радиации.
Непрерывный спектр излучения. (A continuous spectrum of radiation)
Резкие тени, как в солнце свет из-за небольшого размера излучающего тела.
При работе не создает помех.
Чисто резистивный электрическое сопротивление изоляции фактор мощности.
Устойчивость к электромагнитному импульсу.
Умение работать на любом виде тока.
Отсутствие балласты. (No ballasts)
Возможность изготавливать лампы с разным напряжением от долей вольта до сотен вольт.
Отсутствие токсичных компонентов и как следствие отсутствие инфраструктуры, необходимой для сбора и утилизации.
Приятный и привычный в быту спектр излучения лампы накаливания определяется исключительно температурой рабочего тела и не зависит ни от каких иных условий, что следует из принципа ее работы. это не зависит от используемых материалов и их чистоты, стабильности во времени и абсолютная предсказуемость и повторяемость. это важно в частности для больших установок и приспособлений от сотни ламп: часто можно видеть, когда с использованием новейших светомассы или светодиодных ламп они имеют различный цветовой оттенок в группе. это снижает эстетическое совершенство установок. если есть неисправности одной лампы часто приходится заменять всю группу, но даже при установке ламп из одной партии встречается отклонение спектра.

7.2. Преимущества и недостатки ламп накаливания. Недостатки. (Disadvantages)
Световой КПД ламп накаливания, определяемый как отношение мощности лучей видимого спектра к мощности, потребляемой от сети очень мала и не превышает 4 %. включение лампы через диод, что часто применяется с целью продления ресурса на лестничных площадках, тамбурах и прочих затрудняющих замену местах, еще больше усугубляет ее недостаток: значительно уменьшается КПД, а также есть существенный проблеск света.
Лампы накаливания представляют пожарную опасность. Через 30 минут после включения ламп накаливания температура наружной поверхности достигает, в зависимости от мощности, следующих величин.
Относительно небольшая продолжительность жизни.
25 Вт (25 W) — 100 °с.
Резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения.
200 Вт (200 W) — 330 °С.
75 Вт (75 W) — 250 °с.
Низкая светоотдача. (Low light output)
40 Вт (40 W) — 145 °с.
100 Вт (100 W) — 290 °с.
При соприкосновении ламп с текстильными материалами их колба нагревается еще больше. соломы, относящиеся к поверхности лампы 60 Вт, вспыхивает примерно 67 минут
Хрупкость, чувствительность к удару и вибрации.
Нагрев деталей требует термостойкой арматуры светильников ламп.
Когда thermodore или разрыва под давлением возможного взрыва баллона.
Пусковой ток при включении примерно в десять раз.

8. Ограничения импорта, закупок и производства. (Import restrictions, procurement and production)
В связи с необходимостью экономии электроэнергии и сокращения выбросов углекислого газа в атмосферу во многих странах введен или планируется ввод запрета на производство, закупку и импорт ламп накаливания с целью вынуждения замены их на энергосберегающие лампы.
1 сентября 2009 года в Европейском Союзе в соответствии с директивой 2005 / 32 / например, вступил в силу поэтапный запрет на производство, закупку магазинами и импорт ламп накаливания, за исключением специальных ламп. С 2009 года запрещены лампы 100 Вт или более ламп с матовым лампа 75 Вт и более с 1 сентября 2010 года и другие. ожидается, что к 2012 году будет запрещен импорт и производство ламп накаливания меньшей мощности.

8.1. Ограничения импорта, закупок и производства. В России. (In Russia)
2 июля 2009 года на заседании в Архангельске президиума Государственного Совета по вопросам повышения энергоэффективности Президент Российской Федерации Д. А. Медведев предложил запретить в России продажу ламп накаливания.
23 ноября 2009 года Д. А. Медведев подписал ранее принятый Госдумой и одобренный Советом Федерации закон Об энергосбережении и повышения энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации». согласно документу, с 1 январь 2011 (Года 2011) в стране не допускаются к продаже электрические лампы накаливания мощностью 100 Вт, а также запрещается размещение заказов на поставку ламп накаливания любой мощности для государственных и муниципальных нужд, с 1 январь 2013 года может быть запрет на лампочки мощность 75 Вт и все с 1 январь 2014 года — мощность 25 Вт и многое другое.
Это решение является спорным. В подтверждение своих доводов очевидна экономия электроэнергии и стимулировать развитие современных технологий. против рассмотрения вопроса, что экономия на замене ламп накаливания полностью сводится на нет широкое устаревшего и неэффективного промышленного оборудования, линий электропередач, позволяя большие потери энергии, а также относительно высокая стоимость компактных люминесцентных и светодиодных ламп, малодоступных для беднейшей части населения. кроме того, в России отсутствует налаженная система сбора и утилизации отработанных люминесцентных ламп, которые не рассматривались при принятии закона, и в результате ртутьсодержащих люминесцентных ламп выбрасываются бесконтрольно. большинство потребителей не знают о наличии в люминесцентной лампе ртути, так как это не указано на упаковке, а вместо «люминесцентная» написано «энергосберегающая». При низких температурах «энергосберегающие» лампа не запуститься. они не применимы в условиях высоких температур, например в Печах. люминесцентные энергосберегающие лампы применяемые в прожекторах, направленного света, так как светящееся тело в них в десятки раз больше, чем нить, что не позволяет узкая направленность луча. Из-за его высокой стоимости «энергосберегающие» лампы чаще объектом кражи в людных местах, например, подъезды домов, такие кражи причиняют более значительный материальный ущерб, а в случае вандализма, повреждения люминесцентной лампы из хулиганских побуждений, существует опасность загрязнения помещения ртутью парами.
В связи с вступившим в силу запретом на продажу ламп мощностью более 100 Вт некоторые производители начали делать лампы 93-95-97 W, а некоторые переименовали свои лампы от 100 Вт к «теплоизлучатели различного назначения» и продавать его. кроме того, ряд специализированных галогенные лампы по сути лампами накаливания со стандартным цоколем с мощностью более 100 и даже 200 Вт, как на 2013 год, доступны для продажи. ввиду невозможности на данный момент полноценной альтернативы для определенных моделей ламп накаливания люминесцентные и светодиодные лампы, в связи с искаженной цветопередачей из-за ограниченного спектра, можно сказать, что определенная часть лампа накаливания запрет не повлияет, а средний потребитель будет иметь возможность приобретать и использовать лампы накаливания в быту.
По распоряжению Правительства Российской Федерации от 28.X.2013 (28.Х.2013) Н 1973-Р предполагается постепенное ограничение оборота на территории Российской Федерации ламп накаливания в соответствии с их энергетической эффективности и сферы их использования и стимулировании спроса на энергоэффективные источники света. однако, конкретные сроки запрета, документ не предусматривает.

реакцией карбида кальция с водой. Лавовая лампа Лампа Дэви Плазменная лампа Электрический источник света Лампа накаливания — электрический источник света, излучающий
Галогенная лампа — лампа накаливания в баллон которой добавлен буферный газ: пары галогенов брома или иода Буферный газ повышает срок службы лампы до 2000 — 4000
Энергоэффективная лампа — электрическая лампа обладающая существенно большей светоотдачей соотношением между световым потоком и потребляемой мощностью
газоразрядные лампы высокого давления — ГРЛВД, подробнее см — лампа ДРЛ. газоразрядные лампы низкого давления — ГРЛНД, подробнее см — люминесцентная лампа Разрядные
Рефлектор Минина лампа Минина, синяя лампа — прибор для физиотерапии, вспомогательное лечебное средство. Рефлектор состоит из лампы накаливания с колбой синего
ламп обусловлена их преимуществами над лампами накаливания значительно большая светоотдача люминесцентная лампа 20 Вт даёт освещённость как лампа
Лавовая лампа лава — лампа — декоративный светильник, представляет собой прозрачную стеклянную ёмкость обычно цилиндр с прозрачной жидкостью и полупрозрачным
люминесцентная лампа КЛЛ — люминесцентная лампа имеющая изогнутую форму колбы, что позволяет разместить лампу в светильнике меньших размеров. Такие лампы нередко
для замены индикаторных ламп ламп со специальным цоколем и т. д. Выполняются в форме заменяемой лампы Филаментная лампа Лампа ранних моделей с двухконтактными
LED filament — светоизлучающий элемент светодиодной лампы имитирующий нить накала лампы накаливания Светодиодные нити в лампочке закрепляются прямо на
Отсутствие нитей накаливания или электродов позволяет повысить долговечность лампы и её мощность. Безэлектродные безлюминофорные лампы имеют высокую стабильность

керамической колбы — до 1000 градусов. Угольная дуговая лампа Искусственное освещение Графит Лампа накаливания Искусственные источники света Электрическая дуговая
лампы У различных ламп состав этих газов может отличаться. Обладает немного лучшими эксплуатационными свойствами, нежели обычная лампа накаливания
вокруг нити накаливания второй оболочкой, как правило из плавленного кварца, способного выдержать жар нити накаливания Такие галогеновые лампы — фары появились
лампы можно разделить на следующие категории: Длительной работы с короткой дугой. Длительной работы с длинной дугой. Ксеноновая лампа — вспышка. Лампа состоит
Столетняя лампа англ. Centennial Light или Centennial Light Bulb — лампа накаливания находящаяся в пожарной части города Ливермор, Калифорния и
газонаполненные лампы накаливания с вольфрамовой спиралью 3000 К — лампа накаливания 200 Вт, галогенная лампа люминесцентная лампа тёплого белого света
у плазменных ламп может быть весьма продолжительным, поскольку это маломощное осветительное устройство, не содержащее нитей накаливания и не нагревающееся
разными людьми в разное время см. Лампа накаливания история изобретения Однако заслуги Лодыгина в создании ламп накаливания особенно велики. Лодыгин первым
Угольная дуговая лампа — первая дуговая лампа и первый источник света, работавший от электричества. В ней разряд происходил на открытом воздухе между двумя

Какие элементы в лампочках?

Люди часто приписывают изобретение лампочки знаменитому американскому изобретателю Томасу Эдисону в 1880 году, но примерно за 40 лет до этого британские изобретатели создали дуговую лампу. За прошедшие годы научные разработки привели к появлению новых элементов, заменяющих угольные стержни, используемые в дуговой лампе, и угольную нить накала в запатентованной лампе Эдисона. По сравнению с новыми типами лампочек эти ранние итерации были громоздкими, неэффективными и недолговечными. Однако появление и распространение этого изобретения открыло новую отрасль, увеличило продолжительность рабочего дня и стало важной ступенькой в ​​распространении электроэнергии по всему миру.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Лампочки начинали с элементов, сделанных из углерода, но со временем изобретатели добавили в свои инструменты новые элементы, такие как вольфрам, ртуть, хлор и европий.

Лампы накаливания — ранний прорыв

Лампы накаливания создают свет, пропуская электрический ток через тонкую металлическую нить накаливания. Эта нить накаливания нагревается до тех пор, пока не начнет светиться. Первые лампочки такого типа имели углеродные нити, хотя в конечном итоге их заменил вольфрам.Вольфрам — более гибкий элемент, чем углерод, и его можно нагревать до 4500 градусов по Фаренгейту. Эта разработка возникла в 1908 году как продукт инноваций компании General Electric. Начиная с 1913 года, нити в лампочках сворачивались в спираль, и неактивные газы, такие как аргон и азот, заполняли стеклянные колбы. В 1925 году производители начали использовать плавиковую кислоту, чтобы придать лампам морозный эффект, что помогло распространить свет на более широкую площадь. Лампы накаливания с годами совершенствовались, но все еще в значительной степени считаются неэффективными, поскольку большая часть подводимой энергии теряется на тепло.

Галогенные лампы — разновидности ламп накаливания. Их лампы сделаны из кварца, и они могут содержать инертные газы, такие как фтор, хлор, бром и йод, называемые галогенными элементами.

Флуоресцентные лампы: медленное начало работы

Подобно лампам накаливания, фундамент того, что в конечном итоге стало люминесцентным освещением, начался в 19 веке. Два немца — стеклодув Генрих Гайсслер и врач Юлиус Плюккер — создали свет, пропустив электрический ток через стеклянную трубку, помещенную между двумя электродами, из которых была удалена большая часть воздуха.Хотя Эдисон и его коллега Никола Тесла экспериментировали с этой технологией, только в начале 1900-х годов Питер Купер Хьюитт усовершенствовал эту технологию, заполнив стеклянную трубку парами ртути и подключив устройство, называемое балластом, для регулирования потока тока через трубка. Недавние разработки привели к тому, что изобретатели добавили газообразный аргон в лампы и покрыли их внутреннюю часть люминофором. Когда электрический ток проходит через газ, он испускает ультрафиолетовое излучение, которое люминофор поглощает и выделяет как видимый свет.Эти лампы служат дольше и более энергоэффективны, чем лампы накаливания.

Огни настоящего и будущего

Металлогалогенные лампы — относительно новое изобретение. Они излучают яркий свет и довольно энергоэффективны. Их часто используют при освещении уличных спортивных матчей или строительства. В их колбе находится дуговая трубка, часто сделанная из кварца или керамики. Эти трубки содержат исходный газ, ртуть или йод и соль галогенида металла. Аргон является обычным стартовым газом.

Светодиоды или светодиоды создают видимый свет посредством процесса, называемого электролюминесценцией. В светодиодах используются многие соединения на основе галлия, а также некоторые редкоземельные металлы, такие как церий, европий и тербий. Светодиоды эффективны и экономичны и нашли применение в различной электронике, поскольку люди стремятся уменьшить свое влияние на окружающую среду Земли.

Из каких металлов делают нити ламп накаливания?

Из каких металлов делают нити ламп накаливания? Лампы накаливания имеют нити накаливания, которые в основном состоят из вольфрама — металлического элемента, используемого для нити в лампах накаливания.

Из чего сделаны нити накаливания? Лампа накаливания обычно состоит из стеклянного корпуса, содержащего вольфрамовую нить. Электрический ток проходит через нить накала, нагревая ее до температуры, при которой возникает свет.

Какие из следующих материалов можно использовать для нити накаливания в лампах накаливания? Материалы, из которых могут быть изготовлены нити в лампах накаливания, — это углерод, осмий, тантал и вольфрам.

Почему лампы накаливания лучше? Лампа накаливания приятнее, но светодиоды тратят меньше энергии.Лампы накаливания выглядят так хорошо, потому что они излучают все цвета света, тогда как светодиоды и другие более эффективные источники света управляют только подмножеством всех цветов видимого света.

Из каких металлов делают нити ламп накаливания? — Связанные вопросы

Светодиодные лампы накаливания?

LED также излучает направленный свет, а не на 360 градусов, как при лампе накаливания; это экономит энергию, потому что он фокусируется на определенной степени вместо того, чтобы создавать больше энергии для всех 360 градусов.Что касается затрат на техническое обслуживание, то здесь преимущество также имеют светодиоды, хотя они (изначально) дороже.

Какой газ используется в лампах Mcq?

Аргон — широко используемый газ, используемый для наполнения ламп накаливания. Это увеличивает срок службы лампы, предотвращая слишком быстрое разрушение вольфрамовой нити.

Почему в лампе используется вольфрам?

В лампах накаливания обычно используется вольфрамовая нить из-за высокой температуры плавления вольфрама. Вольфрамовая нить внутри лампочки может достигать температуры 4500 градусов по Фаренгейту.Без этого стеклянного покрытия и вакуума, который оно помогает создать, нить накала бы перегрелась и окислилась бы в мгновение ока.

Какой газ заправлен в лампу накаливания?

Почему вольфрам используется в нити накала ламп? В электрические лампочки заправляют газ аргон или неон. Аргон — инертный газ, который не вызывает никаких химических реакций и поэтому не влияет на работу вольфрамовой нити. Эти газы замедляют испарение вольфрамовой нити.

Почему лампы накаливания запрещены?

Но министерство энергетики США заявило, что запрет на использование ламп накаливания плохо скажется на потребителях из-за более высокой стоимости более эффективных ламп.Министерство энергетики заявило, что сняло запрет, потому что это было неправильное толкование Закона об энергетической независимости и безопасности 2007 года.

Почему лампы накаливания плохие?

Лампы накаливания крайне неэффективны с точки зрения энергопотребления. Почти 90% энергии лампы накаливания преобразуется в тепло, а не в свет. Это означает, что не только много энергии тратится на процесс питания лампочки, но и сама лампочка также отводит много тепла.

Почему перестали производить лампы накаливания?

В соответствии с законом, принятым Конгрессом в 2007 году, старые знакомые лампы накаливания мощностью 40 и 60 Вт с вольфрамовой нитью больше не могут производиться в США, поскольку они не соответствуют федеральным стандартам энергоэффективности.

В чем недостаток светодиодного освещения?

Пожалуй, самым большим недостатком светодиодных ламп является то, что они излучают больше синего света, чем лампы накаливания, которые больше в красном конце спектра.Синий свет может нарушить ваш циркадный ритм, негативно повлиять на вашу способность засыпать и качество вашего сна.

Могу ли я использовать светодиод вместо лампы накаливания?

Да, во многих случаях вы можете просто заменить лампочки по отдельности, одну за другой. Замена существующих ламп накаливания или галогенных ламп на долговечные светодиодные дает множество преимуществ. Вы получаете еще лучшее освещение и получаете выгоду от очень низкого энергопотребления.

Могу ли я использовать светодиодную лампу в лампе накаливания?

Можно ли ставить светодиодные лампы в галогенные светильники и лампы накаливания? Если все подходит и правильное напряжение, да, вы можете легко заменить все галогенные лампы и лампы накаливания в своих светильниках с помощью светодиодных замен.Подгонка цоколя лампы — это первое, о чем вам нужно помнить.

Какая лампа используется во флюоресценции Mcq?

Люминесцентная лампа — Определение. Люминесцентная лампа также известна как люминесцентная лампа или ртутная лампа. Представлен в 1938 году.

Какой газ в баллоне?

Электрические лампочки

Знаете ли вы, что лампы накаливания наполнены инертным газом, например аргоном? Тепло от вольфрамовой нити генерирует свет, а аргон помогает предотвратить распад нити.

Какая лампа самая энергоэффективная?

Светодиодные лампы. Как правило, наиболее энергоэффективной осветительной техникой, которую вы можете купить для своего дома, является светоизлучающий диод (LED). Качественный светодиод дает больше всего света при минимальном количестве электроэнергии.

Почему в лампах не используется нихром?

Нихромовая проволока, сплав никеля и хрома, а часто и железа (или других элементов), подходит для изготовления нагревателей, но не ламп. При номинальном напряжении нихром будет светиться оранжево-красным, а не ярко-белым, который необходим для освещения.Если увеличить напряжение, чтобы получить более яркий цвет, нихром разгорится (расплавится).

У вольфрама низкое сопротивление?

Вольфрам — хороший проводник. Удельное сопротивление вольфрама примерно вдвое больше, чем у алюминия, а вольфрам имеет меньшее сопротивление, чем железо, сталь, платина, свинец. Обратите внимание, что подводящие провода накала обычно сделаны из железа, удельное сопротивление которого почти вдвое превышает удельное сопротивление вольфрама.

Какой газ заправлен в колбу КЛЛ?

В КЛЛ электрический ток проходит через трубку, содержащую аргон и небольшое количество паров ртути.Это генерирует невидимый ультрафиолетовый свет, который возбуждает флуоресцентное покрытие (называемое люминофором) внутри трубки, которое затем излучает видимый свет.

Какой газ заправлен в светодиодную лампу?

В качестве газа, заполняющего светодиодную лампу, была введена смесь шести инертных газов (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и азот). Оптимальный состав газовой смеси существовал для достижения максимальной естественной конвекционной теплопередачи внутри светодиодной лампы.

Почему баллон заполнен азотом?

Колба, заполненная инертным газом, например аргоном или азотом, замедляет испарение вольфрамовой нити по сравнению с работой в вакууме.Это позволяет поддерживать более высокую температуру и, следовательно, увеличивает срок службы нити.

Лампы накаливания лучше для глаз?

Ярко-белые и холодные люминесцентные лампы и лампы накаливания излучают больше всего ультрафиолетового излучения и наносят наибольший вред вашим глазам. Они также заявляют, что продолжительное пребывание на солнце, особенно в подростковом возрасте и для тех, кто не пользуется средствами защиты глаз, также может привести к повреждению глаз.

Какие лампочки самые безопасные в использовании?

Какая лампочка самая безопасная? Самым безопасным для здоровья видом лампочек являются простые лампы накаливания.Хотя они менее эффективны, чем их аналоги, светодиодные и CFL-лампы излучают гораздо меньше синего света и производят меньше грязной электроэнергии.

КАКАЯ светодиодная лампа ближе всего к лампе накаливания?

Производитель светодиодов

Cree заявил на этой неделе, что он стал первой компанией, которая соответствует стандарту, выпустив лампы с индексом цветопередачи (CRI) 93, что близко к качеству света от 60-ваттной лампы накаливания. 100 баллов по шкале CRI — это наиболее близкий к естественному свету, который может получить лампа.

Металл, используемый в нити лампы

Металл, используемый в нити лампы

Из каких металлов сделаны нити лампочек?

Лампы накаливания имеют нити, состоящие в основном из вольфрамового элемента, металлического элемента, используемого для нити в лампочках.

В этом контексте, почему металлический вольфрам используется для изготовления ламп накаливания?

Металлический вольфрам выбран для изготовления ламп накаливания, потому что вольфрам может выдерживать высокие температуры и имеет высокую температуру плавления, а также высокую прочность.

Какие материалы используются в качестве провода лампы?

Углерод, осмий, тантал и вольфрам могут использоваться в качестве материалов накаливания для ламп накаливания.

А из какого металла сделаны нити груши?

вольфрам металлический, нужен ли он для изготовления нити накаливания лампочки?

Вольфрам используется для превращения лампочки в нить накаливания.

Из чего сделана вольфрамовая нить?

Эта нить называется нитью. Нить накала — это часть лампы, которая излучает свет.Колбы ламп накаливания изготавливаются из вольфрама.

Почему светится вольфрам?

Обычная лампочка состоит из тонкой проволоки (обычно из вольфрама), называемой нитью накала, которая имеет высокое электрическое сопротивление. Этот провод сильно нагревается при прохождении через него электрического тока. Нить накала ярко светится из-за высокой температуры

Что такое вольфрамовая нить?

Вольфрамовые лампы названы в честь металлического вольфрама, серого материала с чрезвычайно высокой температурой плавления.Благодаря высокой температуре плавления и прочности в лампах накаливания наблюдается хорошее свечение. Нить накала — это металлический провод, который светится, когда через него проходит электричество.

Почему в лампочке используется длинная и тонкая вольфрамовая нить накала?

Длинный и тонкий используются для уменьшения сопротивления. а вольфрам используется из-за его высоких температур плавления и других свойств. Вольфрам — это прежде всего металл. Мы используем вольфрам в нити накаливания ламп накаливания, потому что он долговечен (свойство вытягивать металлы в тонкие проволоки), а также очень твердый и жесткий.

Почему вольфрам используется почти исключительно в нити накала электрических ламп?

Какой элемент присутствует в сфере?

Аргон

какой газ используется в лампочках?

Аргон

где находится вольфрам?

Вольфрам содержится в некоторых минералах, включая вольфрам ((Fe, Mn) WO4) и шеелит (CaWO4). Большая часть вольфрама в мире, около 75%, поступает из Китая. Другие крупные месторождения вольфрама находятся в Калифорнии, Колорадо, Южной Корее, Боливии, России и Португалии.

Что такое нить цветка?

Нить накала. Стебель цветка — часть, производящая пыльцу, — состоит из тонкого стебля, называемого нитью, и пыльников. Нить поддерживает пыльник, в котором развивается пыльца.

Как светится нить?

Что означает CFL?

Компактная люминесцентная лампа (КЛЛ), также известная как компактная люминесцентная лампа, энергосберегающая лампа и компактная люминесцентная лампа, представляет собой люминесцентную лампу, предназначенную для замены лампы накаливания.Некоторые типы подходят для светильников, предназначенных для ламп накаливания.

Какой металл используется для соединения проводов?

Медь

Почему намотана нить?

Чтобы лампа излучала больше света, нить накала обычно состоит из катушек тонкой проволоки, также известных как спиральные катушки.

Зачем заворачивают нить груши?

Чтобы лампа излучала больше света, нить накала обычно состоит из катушек тонкой проволоки, также известных как спиральные катушки.

Какие свойства у филамента?

Материалы нити накаливания лампы

для чего нужны лампочки?

Вольфрам — хороший проводник электричества?

Мы знаем, что металлы являются хорошими проводниками тепла и электричества. Вольфрам — металл и хороший проводник электричества. Он также очень твердый и имеет очень высокую температуру плавления. Он широко используется в электронных устройствах из-за его высокой термостойкости и хороших электромонтажных свойств.

Для чего используется вольфрам?

Металл, используемый в нити лампы

Как заработать деньги на переработке вольфрама из старых лампочек — переработка, переработка и продажа лома драгоценных металлов

Если вы недавно посетили проход с лампочками в домашнем супермаркете, вы знаете, что произошли большие перемены.Старые лампы накаливания, которые люди использовали на протяжении десятилетий, исчезли и были заменены множеством новых ламп, чаще всего компактными флуоресцентными лампами, называемыми КЛЛ, которые работают совсем не так, как старые лампы накаливания.

Старые лампы накаливания содержат вольфрам. Означает ли это, что вы можете заработать много денег, если соберете их и отправите на металлургические и аффинажные заводы? Давайте разберемся.

Как работают компактные люминесцентные лампы

Это маленькие спиральные версии длинных люминесцентных ламп, которые использовались в течение многих лет.В форме луковиц эти трубки свернуты в спираль и выглядят как штопоры. Некоторые лампочки так не выглядят; их спиральные трубки спрятаны внутри стеклянной колбы, что делает их похожими на знакомые старые лампы накаливания.

КЛЛ — это в основном трубки, заполненные газом, который обычно состоит из паров ртути и аргона; при прохождении электричества газ возбуждается и излучает свет. КЛЛ заменяют лампы накаливания, потому что они служат дольше и выделяют меньше тепла. Так что в целом они лучше для окружающей среды.

Как работали лампы накаливания

Эти знакомые (и ныне потухшие) лампы были прямыми потомками оригинальных лампочек, изобретенных Эдисоном. Они были самой простотой. После того, как вы ввернули одну из них в розетку и включили питание, через металлическую нить накала внутри лампы протекает ток, заставляя ее нагреваться и ярко светиться.

Почему погасли лампы накаливания? Есть множество причин. Они выделяли чрезмерное количество тепла, быстро перегорали, и их приходилось выбрасывать в больших количествах.Все очень плохо для Матери-Земли.

Но переработчикам выгодно то, что их элементы сделаны из вольфрама, который иногда можно выгодно переработать.

Сколько вольфрама, пригодного для вторичной переработки, содержится в лампах накаливания и сколько это стоит?

Да, большинство ламп накаливания содержат небольшое количество карбида вольфрама (сплав, состоящий из вольфрама и углерода), который стоит около 14 долларов за фунт. Но нужно отметить, что после того, как нить накаливания перегорела, вольфрам, который в ней содержался, по существу исчез.Поэтому, если вы заинтересованы в рентабельной переработке ламп накаливания, вам необходимо большое количество неиспользованных ламп. Хорошая новость в том, что их можно найти очень много. Их могут содержать складские помещения компаний, закрывающиеся хозяйственные магазины и другие источники.

Сколько вольфрама содержится в обычной лампе накаливания? Несмотря на то, что нить накала лампы выглядит довольно прочной (многие из них содержат до 20 дюймов намотанной вольфрамовой проволоки), большинство из них содержат менее грамма вольфрама.Это означает, что вам нужно собрать около 450 лампочек, прежде чем вы сможете получить фунт вольфрама стоимостью около 14 долларов.

Итак, стоит ли собирать неиспользованные лампы накаливания и сдавать их на переработку? Это зависит от того, сколько вы сможете собрать. Если вам посчастливится найти коробки и коробки со старыми лампочками, у вас может быть что-то, что принесет вам прибыль.

Хотите узнать больше?

Если вы хотите узнать больше о переработке вольфрама или любого другого драгоценного металла, позвоните нам по телефону (800) 426-2344 , чтобы поговорить с одним из наших консультантов по переработке драгоценных металлов.Если цифры работают, переработка старых лампочек может оказаться очень яркой идеей.

Похожие сообщения

Будьте в поисках драгоценных металлов при отключении систем кондиционирования воздуха
Краткая история печатных плат и содержащегося в них золота
Как получить деньги, спрятанные в бывшем в употреблении оборудовании, содержащем провода термопар
Центры переработки : Эти часто упускаемые из виду предметы могут принести большой доход вашему городу
Посмотрите, как много золота, которое можно переработать из печатных плат, смотрите в этих видеороликах

Свойства и области применения вольфрамовой проволоки

Содержание

Как делают уникальные свойства вольфрамовой проволоки Достижимая производительность приложений

Введение: уникальные свойства вольфрама

В наши дни, когда наиболее привычное применение вольфрама — проволочная нить накаливания — продолжает исчезать, почему мы до сих пор говорим об этом серо-белом металлическом элементе? Это потому, что он обладает уникальным набором свойств, которые делают вольфрамовую проволоку незаменимой (или почти незаменимой) в ряде важных продуктов и промышленных применений.

Полезные характеристики вольфрама

Вольфрам — один из так называемых тугоплавких металлов, наряду с молибденом, ниобием, рением и танталом. Эти материалы известны прежде всего своей высокой температурой плавления.

Фактически, вольфрам имеет наивысшую температуру плавления из всех известных металлов, при 6192 ° F (3422 ° C), а также ряд других очень полезных характеристик, в том числе:

  • Устойчивость к окислению и ползучести
  • Чрезвычайная твердость
  • Высокое электрическое сопротивление
  • Самое низкое давление пара среди всех металлов
  • Высокая прочность на растяжение

Вольфрам долгое время служил промышленности благодаря своим уникальным свойствам — иногда только благодаря одному уникальному свойство, иногда основанное на комбинации.

Например, с его высокой температурой плавления и способностью сохранять свои характеристики при повышенных температурах — поддерживая низкое давление паров и предел прочности на разрыв выше 3000 ° F (1650 ° C) — вольфрам часто является предпочтительным материалом для очень высоких температур. температурные приложения.

(Узнайте больше о температуре плавления вольфрама в нашем блоге «5 интересных фактов о вольфраме».)

Термостойкость

В то время как нити накаливания в основном были заменены, «большая наука» не нашла замены уникальной температуре плавления вольфрама в вакуумных электронных устройствах (ВЭД), таких как лампы бегущей волны (ЛБВ), магнетроны и клистроны.

Эти устройства обеспечивают высокую плотность мощности на высоких частотах, чего просто не может достичь твердотельная электроника на основе кремния и даже галлия. Например, усилители на ЛБВ незаменимы для современных радиочастотных (РЧ) приложений при передаче сигналов большой мощности на значительные расстояния — и они не могут работать без вольфрама.

Вольфрам жизненно важен для функционирования — от спутников вещания и управления воздушным движением до систем оружия космического базирования. И любая надежда использовать нагрев плазмы для развития ядерного синтеза, достижений в области ускорения частиц и будущих терагерцовых технологий — все это зависит от наличия вольфрама.

Низкое давление пара

Вольфрам также незаменим для печей для литья металлов под давлением (MIM), в которых используются огнеупорные нагревательные элементы вместо графитовых, которые вводят потенциально опасный химически активный углерод.

В этих печах MIM с водородной атмосферой неокисляющая среда использует низкое давление паров вольфрама. Это позволяет печи достигать очень высоких температур без выделения кислорода, углерода, влаги или других загрязняющих веществ.

Сохранение формы

Поскольку вольфрам сохраняет свою форму при высоких температурах, он часто используется в качестве материала для сварочных электродов .

Кроме того, сверхвысокотемпературное алмазное покрытие было бы невозможно без вольфрама. Эти печи для нанесения покрытий из паровой фазы заполнены алмазами, которые подвергаются воздействию чрезвычайно высокого тепла, равномерно передаваемого через массив подвешенных вольфрамовых проволок.

Высокая плотность

Особо высокая плотность вольфрама имеет множество применений, включая спасательную радиационную защиту, коллиматоры и распыляющий материал мишени, и даже военные системы инерционного оружия.Более безопасный, чем свинец, и более дешевый, чем золото, вольфрам обладает преимуществом своего компактного веса для таких применений, как аэрокосмический балласт и компоненты баланса для гашения вибрации.

Хотя уникальная температура плавления вольфрама дает ему ограниченный выбор сплавов, те, которые работают, работают очень хорошо.

Например, многие из перечисленных выше продуктов, зависящих от плотности, часто обрабатываются с использованием тяжелого сплава — спеченного продукта, в котором вольфрам сочетается с никелем, а также медью или железом.В результате получается обрабатываемая форма вольфрама, из которой можно прессовать и спекать в формы, превосходящие масштабы изделий из чистого вольфрама.

Таким и другим образом вольфрам как элемент и во многих его формах продолжает оставаться незаменимым в современном мире промышленности и высоких технологий.

Работа с вольфрамом

Обработка

Металлический вольфрам серовато-белого цвета не встречается в природе «отдельно». Вместо этого, как и многие другие руды, он должен пройти процесс извлечения, чтобы его можно было использовать для производства.

Но, в отличие от некоторых руд, вольфрам нельзя извлечь и очистить с помощью традиционных процессов плавки. Из-за высокой температуры плавления и непрактичности наличия контейнера, способного выдерживать такую ​​высокую температуру без плавления, вольфрам просто не может быть произведен в жидком состоянии.

Скорее, его обычно производят с использованием порошковой металлургии, и ряда химических реакций.

Чаще всего вольфрам извлекается из руды вольфрамита или шеелита , которая дробится, очищается и перерабатывается для получения паравольфрамата аммония (APT). APT можно обрабатывать щелочами с образованием нескольких стадий оксидов, известных как триоксид вольфрама (WO3), , который затем можно нагреть в атмосфере водорода и восстановить с получением порошка металлического вольфрама.

Используя порошки металлического вольфрама, изделия изготавливаются путем прессования и спекания в форме, близкой к конечной, или, в случае изделий из вольфрамовой проволоки и прутков, полученные из вольфрамовой проволоки и прутка, после прессования и спекания материал подвергается дополнительному процессу обжатия, повторного волочения и отжига.

Именно этот сложный, многоступенчатый процесс дает характерную микроструктуру с удлиненным зерном, которая переносится в готовые изделия, такие как очень тонкие проволоки и большие стержни. (Подробнее об этом позже.)

Порошки и оксиды вольфрама также можно смешивать с другими металлами и материалами для создания продуктов с уникальными свойствами. Например, карбид вольфрама является наиболее распространенным твердым сплавом для изготовления высокоскоростных режущих инструментов.

Порошок вольфрама, добавленный к железу, платине и даже полимерам, дает уникальные продукты в таких различных областях, как электроника, метрология и медицина.Даже при освещении оксиды вольфрама будут оставаться полезными для флуоресценции еще долго после того, как нити отпадут.

Вызовы

Какими бы полезными ни были свойства вольфрама, при работе с ним могут возникнуть некоторые проблемы. Например, чистый вольфрам трудно (хотя и возможно) обрабатывать.

Алмазные инструменты, которые используются для обработки карбида вольфрама, неэффективны для чистого вольфрама, который уплотняется в промежутках между алмазами — состояние, известное как нагрузка, из-за которой (дорогой) режущий инструмент не может резать.Чистый вольфрам также нельзя протягивать через оправку или выдавливать в трубу.

Металлургическая причина того, что производство из чистого вольфрама является общеизвестным, заключается в том, что это один из нескольких металлов, который пластичен только выше определенной температуры, известной как температура перехода из пластичного в хрупкое состояние (DBTT) .

Температура перехода вольфрама обычно выше комнатной, что снижает пластичность материала и делает его очень хрупким при низких температурах.Исключение составляет вольфрамовая проволока, где добавление тепла фактически обеспечивает преимущества при формовании.

Вольфрам также может стать хрупким, и с ним трудно работать, если он загрязнен или загрязнен другими материалами. Он окисляется на воздухе при повышенных температурах, поэтому для сварки с вольфрамом требуется атмосфера защитного газа или восстановительная атмосфера, чтобы предотвратить разрушение материала.

Тем не менее, вольфрам ценится за свои уникальные свойства и используется во многих областях.Несмотря на то, что компактные люминесцентные лампы (CFL) и светоизлучающие диоды (LED) обещают навсегда изменить индустрию освещения, вольфрам по-прежнему используется в производстве люминесцентных ламп и нити для традиционных ламп накаливания.

Свойства вольфрама как проволоки

Для перехода от порошка к проволоке вольфрам подвергают прессованию , спеканию , обжатию , вытяжке и отжигу при повышенных температурах в атмосфере водорода.Таким образом, можно подумать, что в ходе этого процесса свойства металла претерпевают значительные изменения.

Однако проволока в конечном итоге сохраняет многие ценные характеристики вольфрама, такие как:

  • Высокая температура плавления
  • Низкий коэффициент теплового расширения
  • Низкое давление пара

Кроме того, вольфрамовая проволока демонстрирует полезную электрическую и теплопроводность, что объясняет, почему она широко используется для освещения, а также в электронных устройствах и термопарах.

Большая часть вольфрамовой проволоки сегодня — это легированная проволока , что означает, что она прошла дополнительную обработку, которая придает проволоке свойства без провисания . Проволока из легированного вольфрама может оставаться пластичной при комнатной температуре, а также при очень высоких рабочих температурах

В то время как легирование изначально было разработано для улучшения использования вольфрамовой проволоки в нити накаливания ламп накаливания, она продолжается и сегодня в производстве вольфрамовой проволоки и является преимуществом для других высокотемпературных применений, таких как промышленные печи и вакуумная металлизация .(Важность легирующих добавок в вольфрамовой проволоке обсуждается более подробно ниже.)

Кроме того, некоторые компании, в том числе Metal Cutting Corporation, предлагают нелегированную вольфрамовую проволоку для применений, где требуется высочайшая чистота. В настоящее время самая чистая из имеющихся вольфрамовых проволок имеет чистоту 99,99%, изготовлена ​​из порошка чистотой 99,999% и предлагается Metal Cutting.

В отличие от проволоки из черных металлов, отожженной до широкого диапазона значений прочности на разрыв, прочность на разрыв проволоки из чистого вольфрама зависит только от диаметра.Прочность не может быть существенно отрегулирована с помощью индивидуальных графиков отжига.

Однако у разных производителей вольфрамовая проволока одного диаметра будет иметь несколько разные значения прочности на разрыв. Это связано с различиями в соответствующих процессах производства вольфрамовой проволоки, таких как размер прессованного стержня, оборудование для обжима и графики вытяжки, обжатия и отжига.

В следующем разделе мы более подробно рассмотрим историю вольфрама и способы изготовления вольфрамовой проволоки.

Основа из вольфрамовой проволоки

Краткая история вольфрама

Когда был открыт вольфрам?

Хотя первые сообщения о вольфраме относятся к середине 1500-х годов, он не был идентифицирован как элемент до 1781 года.

Именно тогда шведский химик Карл Вильгельм Шееле обнаружил, что новую кислоту, которую он назвал , вольфрамовая кислота , можно получить из минерала, ныне известного как шеелит. Шееле и шведский профессор Торберн Бергман позже разработали идею использования угольного восстановления вольфрамовой кислоты для получения металла (вольфрама).

Как впервые был произведен металлический вольфрам?

Затем в 1783 году испанские химики (и братья) Хуан Хосе Эльхуяр и Фаусто де Эльхуяр обнаружили вольфрамовую кислоту в образцах минерала под названием вольфрамит (из которого мы получили символ вольфрама, W). Братьям удалось выделить вещество как металл, используя процесс, предложенный Шееле и Бергманом.

В ближайшие десятилетия ученые экспериментировали с различными применениями этого «нового» металла и его соединений.Тем не менее, высокая стоимость вольфрама делала его непрактичным для промышленного использования.

К 1847 году британский химик Роберт Оксланд расшифровал и запатентовал процессы производства вольфрама в различных металлических формах, включая триоксид вольфрама, вольфрамат натрия и вольфрамовую кислоту. Эти процессы сделали производство металлического вольфрама более рентабельным, открыв двери для его использования в промышленности.

Например, вольфрам благодаря своей твердости и прочности при высоких температурах широко использовался при производстве быстрорежущей стали.Более поздняя разработка прочных карбидов вольфрама стимулировала рост в инструментальной, буровой и строительной отраслях.

Сегодня вольфрам является наиболее широко используемым тугоплавким металлом и до сих пор извлекается с использованием той же базовой методологии, которую предложили Шееле, Бергман и братья Эльхуяр.

(Хотите знать, как вольфрам используется в повседневной жизни сегодня? Прочтите наш блог «Использование вольфрама тогда и сейчас».)

Вольфрам и эволюция лампочки

Томас Эдисон широко известен как изобретатель лампы накаливания, он подал патент на свою лампу с углеродной нитью в 1879 году.Однако он лишь один из многих ученых, которые занимались созданием и улучшением нити накаливания на протяжении большей части девятнадцатого века и вплоть до двадцатого.

Это было особенно верно с учетом недостатков ламп накаливания с углеродной нитью, которые были неэффективны и давали слабый свет. Несмотря на высокую температуру плавления углерода, высокая рабочая температура лампы привела к испарению углерода из нити накала и покрытию внутренней части колбы, еще больше затемняя колбу и быстро ее выгорая полностью.

Итак, ученые всего мира работали над поиском металлической нити накала, которая могла бы работать при более высоких температурах и производить более яркую и эффективную лампочку. Результаты оказались неоднозначными:

  • Осмиевая нить накаливания австрийца Карла Ауэра ван Вельсбаха 1898 года была более эффективной, чем угольная, но лампы были трудными и дорогими в производстве.
  • В начале 1900-х годов немцы Вернер фон Болтон и Отто Фейерлиен изобрели танталовую лампу накаливания, которая была менее эффективной, но давала более яркий свет, чем осмий.
  • В Соединенных Штатах химик General Electric Уиллис Уитни использовал электрическую печь сопротивления для обжига углеродных нитей при очень высоких температурах для получения свойств металла.

Хотя лампы Уитни «GE Metallized» (GEM) были усовершенствованием, они не могли сравниться с лампами, разработанными в Австро-Венгерской империи. Там Шандор Жюст и Франьо Ханаманн работали над новой вольфрамовой лампой, которая, как оказалось, прослужит дольше и будет давать более яркий свет, чем лампа с угольной нитью.

А в 1904 году дуэт запатентовал дедушку в области применения вольфрамовой проволоки — , первую лампу накаливания с вольфрамовой нитью . Вскоре он вытеснил менее эффективную углеродную нить и произвел революцию в искусственном освещении.

По сей день нити накаливания для ламп накаливания продолжают изготавливаться из вольфрама, что делает его важным элементом в развитии индустрии освещения.

Как изготавливается вольфрамовая проволока

Вольфрамовую проволоку можно протянуть до любого диаметра, даже до 0.00025 ”(0,006 мм) с обработкой поверхности после вытяжки, электрополировкой и гальваникой. Помимо нескольких сплавов, обычно доступна вольфрамовая проволока чистая (или нелегированная ) или легированная (или без провисания ) для удовлетворения различных потребностей в продуктах и ​​областях применения.

Основные этапы производства вольфрамовой проволоки

Как мы упоминали ранее, порошковая металлургия чаще всего является отправной точкой для изделий из вольфрама, включая вольфрамовую проволоку. Порошковая металлургия позволяет лучше производить и дешевле, чем такие методы, как литье под вакуумом или электронно-лучевая плавка.

Обычно процесс изготовления проволоки из вольфрамового порошка выглядит следующим образом:

  • Сначала идет прессование , это именно то, на что это похоже — и это этап, на котором энергия вольфрама начинает принимать форму стержня, из которого в конечном итоге будет производиться проволока.
    Здесь измельченный, просеянный, смешанный и взвешенный вольфрамовый порошок помещается в отрывную форму из инструментальной стали и загружается в гидравлический пресс, где прессуется в стержень, удерживаемый воском и давлением.Однородность стержня и его размер являются основой качества получаемой проволоки.
  • При предварительном спекании стержень, который все еще остается довольно хрупким, помещают в высокотемпературную печь в атмосфере водорода, где материал начинает уплотняться, пока не достигнет 60-70% теоретической плотности. Это гарантирует, что пруток будет достаточно прочным, чтобы его можно было зажать и спечь.
  • При спекании стержень обрабатывают электрическим током в атмосфере водорода.При этом выделяется тепло, и плотность стержня увеличивается до 93%; при этом стержень сжимается и начинают формироваться кристаллы вольфрама. На этом этапе спеченный пруток стал очень прочным, но хрупким при комнатной температуре.
  • В обжимке пруток многократно нагревают для придания ему пластичности, смазывают и пропускают через обжимной молоток — в основном, вращающиеся ударно-ударные молотки — для постепенного уменьшения диаметра стержня с каждым проходом. На этом этапе кристаллы удлиняются и создается волокнистая структура, которая обеспечивает пластичность и прочность конечному продукту.
  • Теперь вольфрам готов к вытяжке. В процессе волочения волокна проволоки также удлиняются и увеличивается ее прочность на разрыв.

Подробная информация о волочении вольфрамовой проволоки

Спеченный вольфрамовый стержень перед волочением обычно обжимают до проволоки диаметром около 0,10 дюйма (2,54 мм).Хотя точный калибр обжатой проволоки в начале волочения может варьироваться, стержень должен быть обработан путем обжатия не менее 97%, чтобы материал был достаточно пластичным для волочения.

Параметры, которые необходимо точно контролировать на этапе волочения: температура проволоки , скорость волочения , смазка , фильеры и передаточное число .

Кроме того, поскольку во время волочения металл упрочняется, проволоку обычно отжигают между проходами, чтобы вернуть ее в пластичное состояние для дальнейшего волочения.Это включает пропускание электричества через участки провода в атмосфере водорода с последующим его охлаждением.

Как правило, волочение не используется для производства вольфрамовой проволоки диаметром менее 25–75 микрон, в зависимости от различных различий между производителями. Более тонкие проволоки могут быть получены такими методами, как травление в щелочном феррицианиде калия, электролитическое травление или катодное утонение в разряде аргона.

Точное количество проходов волочения и коэффициенты обжатия между ними — это тщательно охраняемые промышленные секреты каждого производителя.Однако обычно считается, что необходимо по меньшей мере десять проходов волочения для получения удовлетворительной поверхности и однородного диаметра в конечном продукте из вытянутой проволоки.

Очистка вольфрамовой проволоки

После вытяжки вольфрамовой проволоки она может быть отправлена ​​покупателям в «вытянутом» состоянии. В тех случаях, когда высокоабразивная вольфрамовая проволока проходит через оправки или на другой инструмент в процессе производства заказчика, смазка для волочения может служить полезным слоем для продления срока службы инструмента

Изделие, изготовленное из проволоки, может быть впоследствии очищено по мере необходимости.Однако результаты будут не такими хорошими, как пропускание катушки с проволокой на катушку через ванну для электрохимической очистки и полировки.

Для применений, в которых проволока не должна иметь каких-либо поверхностных примесей, производитель вольфрамовой проволоки предложит электрохимическую очистку и полировку для удаления слоя покрытия графита, избыточных оксидов и загрязнений.

В этом процессе используются различные комбинации переменного и постоянного тока в химической ванне, оснащенной набором анодов и катодов, стратегически расположенных для полной очистки проволоки при ее прохождении через ванну.

Изготовление проволоки из чистого и легированного вольфрама

Легированная вольфрамовая проволока обычно изготавливается диаметром от 0,040 дюйма (1 мм) до минимально возможного диаметра, обычно 0,00025 дюйма (0,006 мм), для использования в проволочных волокнах, а также для вакуумной металлизации, алмазного напыления и др. традиционные высокотемпературные приложения.

Большая разница между изготовлением нелегированной вольфрамовой проволоки и изготовлением проволоки без провисания заключается в добавлении легирующих добавок в вольфрамовый порошок.Обычно процесс включает восстановление APT до оксида вольфрама с последующим его восстановлением водным раствором соединений алюминия (хлорид алюминия или нитрат алюминия) и силиката калия.

Легированный оксид вольфрама восстанавливается до металлического порошка быстрее, чем нелегированный. После смешивания, сушки, восстановления водородом, выщелачивания, промывки и др. Сушки этот процесс приводит к порошку легированного металлического вольфрама.

После этого легированный вольфрам подвергается почти такому же процессу прессования, спекания, обжатия и волочения, чтобы в конечном итоге получить вольфрамовую проволоку без провисания.Однако это очень упрощенное описание, и в процессе есть некоторые другие отличия.

Например, на стадии спекания прессованный брусок из легированного вольфрама обычно делается меньше, чем сопоставимый брусок из чистого вольфрама, и за более короткое время. Это потому, что легированный вольфрам легче достигает плотности, чем чистый вольфрам.

Обжимка и вытяжка аналогичны, за исключением того, что легированный вольфрам требует дополнительного отжига в процессе, поскольку он имеет более высокую скорость деформационного упрочнения, чем чистый вольфрам.Температура отжига также выше, чтобы гарантировать правильную структуру и отсутствие провисания.

Наконец, качество готовой проволоки без провисания проверяется по пяти критическим параметрам: диаметр проволоки , вариация диаметра , степень расщепления (обнаружение трещин) , прочность на разрыв и поведение перекристаллизации .

В следующем разделе мы более подробно рассмотрим, почему так важны легирующие добавки и вольфрамовая проволока без провисания, а также некоторые другие интересные формы и функции вольфрама.

Уникальные сведения о вольфраме

Значение легированной (не провисающей) вольфрамовой проволоки

Как вы можете догадаться, разработка легированной вольфрамовой проволоки неразрывно связана с историей ламп накаливания — и, в частности, с эволюцией спиральной вольфрамовой нити.

Эволюция вольфрамовых проволочных нитей

В запатентованных Джастом и Ханаманом лампах накаливания начала 1900-х годов использовались прямые вольфрамовые нити.Они были сделаны путем смешивания соединений вольфрама с безуглеродным связующим, экструдирования смеси в трубку и нагревания ее в водороде для получения металлической нити.

Хотя у этих ранних вольфрамовых нитей была обратная сторона — хрупкость, они все же сделали углеродные нити устаревшими из-за их улучшенной светоотдачи и большей эффективности (люмен на ватт).

В течение нескольких лет эксперименты в лаборатории GE привели к разработке более пластичных нитей из вытянутой вольфрамовой проволоки, что привело к повышению прочности материала.Однако нити по-прежнему становились хрупкими и быстро выходили из строя в условиях высокой температуры вольфрамовой лампы.

Теория заключалась в том, что хрупкость и смещение (скольжение) границы зерен проволоки являются результатом ослабления кристаллической структуры проволоки, что делает нить нестабильной. Именно здесь заговорили о важности температур перекристаллизации , .

Следующим большим усовершенствованием стало открытие, что срок службы лампочки зависит от испарения вольфрама с нити накала.Ученые обнаружили, что заполнение колбы инертным газом замедляет испарение, снижает почернение колбы и увеличивает срок службы продукта.

Они также обнаружили, что нить большего диаметра испаряется медленнее из-за наличия большего количества инертного газа, окружающего поверхность нити.

Это привело к практике скручивания вольфрамовой нити в катушку, чтобы, по сути, увеличить общий диаметр нити, что, в свою очередь, привело к спиральной конструкции, в которой дюйм нити фактически состоял из метра спиральной проволоки.

Хотя спиральные вольфрамовые нити были ярче и длились дольше, проблема все еще оставалась: под действием силы тяжести свернутые в спирали нити имели тенденцию терять свою форму при высоких температурах, что приводило к провисанию, дуге и разрушению нитей.

Разработка нити из вольфрамовой проволоки без провисания

В связи с проблемой деформации спиральных вольфрамовых нитей, внимание было обращено на создание метода легирования, который позволил бы производить нити из вольфрамовой проволоки, не допускающие провисания.

Эксперименты с легированием около 1913 года показали, что оно вызывает рекристаллизацию вольфрамовых нитей с образованием очень мелких кристаллов. Затем, в 1917 году, Аладар Пач разработал процесс с использованием вольфрамовой кислоты, легированной калием, натрием и кремнием, а затем превращенной в металлический порошок, спрессованного и спеченного.

Во время спекания легирующая добавка улетучивалась при температуре, при которой начинался быстрый рост зерна. И что удивительно, спеченный брусок показал непрерывный рост зерна при последующих циклах нагрева.В результате были получены вольфрамовые нити без прогиба с крупнозернистой микроструктурой и крупными кристаллами, которые сопротивлялись ползучести.

Тем временем около Лондона компания Battersea непреднамеренно продемонстрировала, что способ производства оксида вольфрама влияет на качество металлического порошка и конечных продуктов из него. Это связано с тем, что производители обнаружили, что оксид вольфрама, обработанный в глиняных тиглях, особенно изготовленных Battersea, дает вольфрамовые нити, которые были более стабильными при температурах накаливания.

Более поздний анализ показал присутствие соединений алюминия, калия и кремния во время обработки порошка, и только следовые количества калия остались после спекания. В конце концов, вольфрамовые заводы начали сознательно добавлять эти «загрязнители».

Это преднамеренное использование легирования оксида алюминия-калия-силиката (AKS) было важным шагом в порошковой металлургии и решающим достижением в области производства вольфрамовой проволоки без провисания. Точная химия допинга продолжала развиваться и улучшаться в течение первой половины двадцатого века.

Сегодня легированная вольфрамовая проволока продолжает использоваться в спиральных нитях накаливания для ламп накаливания. Он также нашел применение в других сферах, потому что его свойства отсутствия провисания важны для критических применений, таких как металлические печи и осаждение алмазов.

Обеспечение качества легирования вольфрамовой проволоки

Сегодня производство нити из вольфрамовой проволоки без провисания начинается с выбора вольфрамовой кислоты высокой чистоты или APT. Чистота важна, потому что примеси могут отрицательно повлиять на обрабатываемость вольфрама, а их высокое давление пара может ухудшить работу проволоки при высоких температурах.

Затем оксид вольфрама должен быть приготовлен из вольфрамовой кислоты или APT, чтобы он захватил легирующую добавку (AKS). Существуют разные «низшие оксиды» — например, синий, фиолетовый, коричневый и серый — и не все из них подходят для легирования.

Этот процесс преобразования оксида вольфрама в правильный низший оксид требует точного контроля таких факторов, как температура, скорость и атмосфера, используемые при восстановлении материала. Процесс осуществляется водородом и вращающимися печами или трубчатыми печами; в то время как первые оптимизируют наиболее сухой водород, вращающиеся печи часто предпочтительны из-за их более высокой производительности.

За этим следует надлежащее смешивание оксида и легирующей добавки и строго контролируемое диспергирование легирующей добавки во время дальнейшего восстановления оксида водородом. Эта однородная смесь помогает обеспечить правильный размер зерна и распределение на более поздних этапах изготовления проволоки.

Для контроля качества мощность вольфрама измеряется для характеристик, которые влияют на способность вольфрамового порошка сжиматься и уплотняться, в том числе:

  • Средний размер частиц
  • Кажущаяся плотность
  • Плотность утряски
  • Зеленая плотность
  • Распределение частиц по размерам
  • Идентификация примесей, таких как кислород, железо и калий

Эти факторы также влияют на то, как частицы вольфрама сцепляются и растут. в конечном итоге формируются ряды пузырьков правильного размера, плотности и длины.

Избыточная легирующая добавка удаляется из металлического порошка кислотной промывкой перед прессованием и предварительным спеканием. Дальнейшее испарение легирующей примеси при спекании удаляет большую часть алюминия и кремния, в то время как калий остается позади из-за высокого давления пара, вызывая образование пустот и рядов пузырьков в структуре вольфрамового материала.

После этого легированный вольфрам подвергается обжатию, отжигу и вытяжке, как описано выше. Забота о том, чтобы не было перерывов на любом этапе процесса — от подготовки порошка до волочения — имеет решающее значение для предотвращения проблем, связанных с расщеплением, хрупкостью, кавитацией и провисанием готовой проволочной продукции.

Преимущества удлиненной зернистой структуры

Следы калия, которые остаются после измельчения порошка и дальнейшего улетучивания во время спекания, являются еще одним важным фактором эффективности и качества легированной вольфрамовой проволоки.

Было показано, что концентрация калия повышает температуру рекристаллизации вольфрамовой проволоки. Это увеличивает плотность рядов пузырьков и позволяет легче формировать крупные удлиненные рекристаллизованные зерна.

По мере обработки проволоки рост зерен перпендикулярно оси проволоки сдерживается рядами пузырьков в областях рекристаллизации. При этом ряды пузырьков продолжают формироваться и расширяться вдоль оси.

Правильное расположение рядов пузырьков предотвращает скольжение по границам зерен, придает легированной проволоке ее отсутствие провисания (сопротивление деформации) и повышает ее жаропрочность. Удлиненная многослойная структура из легированной вольфрамовой проволоки также обеспечивает такие свойства, как:

  • Пластичность при комнатной температуре
  • Повышенная прочность на разрыв при комнатной температуре
  • Хорошее сопротивление ползучести
  • Стабильность размеров
  • Немного более легкая обработка, чем чистая (нелегированная) проволока

Ниша для вольфрамовой ленты

Еще одним уникальным продуктом из вольфрама, занимающим несколько небольшую нишу, является вольфрамовая лента, которая обычно бывает двух видов:

  • Изготовлена ​​и произведена очень крупносерийная лента для механических применений
  • Прецизионная прокатка для применений, требующих ленты для уплотнения стекла по металлу в вакуумных узлах

Вольфрамовая лента большого объема имеет соотношение поперечного сечения от 2: 1 до 10: 1 для таких применений, как стержни катетеров и бороскопы.Продукт оптимален там, где необходимо сочетание круглой проволоки и плоской ленты, а также уникальные свойства вольфрама при больших объемах и более низких ценах.

Например, если сегодня стержни плетеных катетеров часто изготавливаются из комбинации стальной проволоки и стальной ленты, а иногда и из вольфрамовой проволоки, вместо этого они могут быть сделаны из вольфрамовой ленты большого объема.

Скатанная вольфрамовая лента используется в таких областях, как лампы бегущей волны и радары, рентгеновские, микроволновые и вакуумные лампы.Этот метод позволяет получить ленту высочайшего качества без разрывов с геометрией углов, которая поддерживает однородные края и предлагает очень широкие соотношения сторон.

Новая волна: хирургическая робототехника

Вольфрамовая проволока уже много лет используется в производстве медицинского оборудования, в основном для прижигания. Но примерно с 1992 года ультратонкая вольфрамовая проволока играет новую и растущую роль, а именно в миниатюрных роботизированных кабелях, которые являются основой роботизированной хирургии.

Другие роботы «работают» в самых разных средах, от заводов автомобилей до морских глубин и дальних уголков космоса.Но в хирургии робот не работает (буквально) дистанционно или в одиночку — он используется для передачи движения хирурга от рабочей станции к дистальному концу устройства, к месту операции у пациента.

Когда впервые разрабатывалась хирургическая робототехника, большим преимуществом было устранение тремора, будь то от усталости во время длительной процедуры или от небольших естественных движений, которые возможны даже с самой устойчивой рукой. Сегодня не менее важно точное местоположение.

Для роботизированных хирургических систем вольфрамовая проволока необходима для роботизированных кабелей, где точность позиционирования имеет первостепенное значение. Фактически, роботизированный кабель — это самая большая область применения вольфрамовой проволоки прямо сейчас — и это то, чему нет реальной замены.

Поскольку вольфрамовая проволока не имеет упругого возврата, во многих медицинских областях она не подходит. Однако, поскольку вольфрамовая проволока имеет практически нулевое удлинение, она идеально подходит для кабелей, используемых в роботизированной хирургии, что исключает риск растяжения кабеля и помогает хирургу выполнять точные процедуры с идеальной точностью позиционирования.

Роботизированные кабели с оплеткой из вольфрамовой проволоки представляют собой сложный комплексный кабельный кабель. Один вольфрамовый кабель диаметром 0,02 дюйма (0,50 мм) может состоять из сотен крошечных отдельных проводов диаметром 0,001 дюйма (0,025 мм) (примерно треть размера человеческого волоса) или даже такой крошечной, как 0,0005 дюйма (0,0127). мм).

Несмотря на то, что вольфрамовая проволока несколько дороже проволоки из нержавеющей стали, обычного металлического проволочного кабеля, из-за уникальных свойств вольфрама к удлинению, в хирургических кабелях для роботов ей нет замены.

Существуют и другие приложения и продукты, для которых вольфрамовая проволока является лучшим вариантом — некоторые из них мы обсудим в следующем разделе.

Дополнительные приложения для вольфрамовой проволоки

Помимо того, что вольфрамовая проволока важна для производства спиральных нитей ламп и кабелей для хирургических роботов, она используется в широком спектре других продуктов, где ее свойства высоко ценятся.

Общая промышленность

Благодаря уникальному сочетанию свойств, которые трудно найти в любом другом материале, вольфрамовая проволока используется во множестве общих промышленных применений, особенно там, где прочность и устойчивость к деформации при повышенных температурах являются преимуществом.

Коронационный разряд

Коронационный разряд часто выполняется и лучше всего выполняется с помощью вольфрамовой проволоки. Для фильтрации воздуха, принтеров, копировальных аппаратов и других применений только вольфрамовая проволока производит необходимую ионизацию и модификацию поверхности.

Используемые вольфрамовые проволоки могут быть электрополированы, иметь специальные оксидные слои или позолочены для создания контролируемых электрических разрядов, используемых в лазерной печати, фильтрации воздуха и других процессах коронного разряда.(Подробнее читайте в нашем блоге «Лучшие приложения для позолоченной вольфрамовой проволоки».)

Печи

Помимо использования вольфрама в нагревательных элементах для высокотемпературных печей MIM, вольфрамовая проволока широко используется для обеспечения опорного или тянущего действия в промышленных печах. Это связано с тем, что вольфрамовая проволока не прогибается, а также ее термостойкость.

Так, например, из вольфрамовой проволоки часто вплетают маты , используемые для позиционирования и удержания объектов на месте в специально спроектированной горячей зоне промышленных печей, печей и даже обжиговых печей.

Это также жизненно важно для производства электронных устройств, таких как интегральные схемы, где он скручивается в кабель и жилу для вытягивания полупроводникового кремния — процесс изготовления були (слитка), из которого нарезаются кремниевые чипы.

Проволока из легированного вольфрама используется для изготовления спиральных пружин для устройств, которые обжигаются при высоких температурах во время производства или подвергаются воздействию высоких температур при их конечном использовании. Подвески для приборов, клапаны и лампы относятся к устройствам с пружинами, которые обладают высоким модулем упругости, высоким пределом текучести и высокой термостойкостью вольфрамовой проволоки.

Зонды

Кроме того, жесткость вольфрамовой проволоки даже при очень малых диаметрах является решающим фактором при ее использовании в различных типах зондов, включая консольных полупроводниковых испытательных зонда , используемых для испытания кремниевых пластин в производстве полупроводников. Жесткость также является преимуществом вольфрамовой проволоки для нейронных зондов , используемых в медицинской диагностике и лечении.

Узнайте больше в нашем блоге. Подробнее об использовании вольфрамовой проволоки для датчиков.

Электроды

Сплав, такой как медно-вольфрамовый или серебряно-вольфрамовый, часто выбирают в качестве электрода, используемого при электроэрозионной обработке (EDM) . Однако вольфрамовая проволока является единственным подходящим материалом для узкоспециализированной проволоки для электроэрозионной резки с пропилами 50 микрон или меньше на твердых проводящих металлах со сложной геометрией окончательной формы

Это приложение для электроэрозионной обработки, требующее проволоки с соответствующей устойчивостью к излому, высокой теплопроводностью и электропроводностью, низкой температурой парообразования и твердостью.

Кроме того, обладая самым высоким пределом прочности на разрыв по сравнению с другими материалами, обычно используемыми для электроэрозионных проволок, вольфрамовая проволока может обеспечить резку очень тонких деталей и деталей с плоскими стенками. Он также используется для электроэрозионных станков, на поверхности которых не должно быть остатков меди или цинка.

Вольфрам и некоторые сплавы — лантан, церий, цирконий и иттрий — также используются для изготовления электродов для сварки . При сварке TIG (вольфрам в инертном газе) эти электроды создают более стабильную дугу и сохраняют свою форму для точных и стабильных сварных швов.

В то время как торированная вольфрамовая проволока использовалась для сварки электродов в течение многих лет, сейчас она вышла из употребления из-за радиоактивности тория и опасений для здоровья сварщиков и окружающей среды. Это привело к разработке альтернативных нерадиоактивных материалов, таких как упомянутые выше сплавы.

Применения для осаждения

Ранее мы упоминали, что вольфрамовая проволока используется в печах для нанесения покрытий из паровой фазы. Одно из самых больших применений вольфрамовой проволоки — это вакуумная металлизация , процесс покрытия подложки (например, пластмассы) металлическим слоем.

Здесь проволока используется в качестве катушек для вакуумной металлизации , которые рассеивают испаренный металл, чтобы покрыть поверхность широкого диапазона продуктов. Прочтите Использование вольфрамовой проволоки в приложениях для общей промышленности, чтобы узнать больше о вакуумной металлизации и других важных применениях вольфрамовой проволоки, в том числе:

  • Автомобильные указатели поворота
  • Термопары
  • Бороскопы
  • Электронно-излучающие устройства

Освещение

С тех пор, как в Австро-Венгрии в 1904 году были проданы первые вольфрамовые лампы накаливания, освещение играет жизненно важную роль в современной жизни.От дома до машины и улицы, от работы до спектакля и сцены — подумайте обо всех вещах, которые были бы очень разными, если бы не эволюция лампочки.

Совершенствование вольфрамовых проволочных нитей и производственных процессов продолжалось десятилетия после того, как лампочка стала популярным и практичным предметом. Однако большинство улучшений снизили затраты, но мало повлияли на эффективность ламп. Примерно к 1950 году технология ламп накаливания, казалось, зашла так далеко, как только могла, и инновации застопорились.

Улучшения освещения лампами накаливания

В новом веке Закон об энергетической независимости и безопасности (EISA), вступивший в силу в 2007 году, вводит новые стандарты, направленные на повышение энергоэффективности ламп с течением времени, в том числе:

  • В период с 2012 по 2014 год требуется, чтобы все лампочки потребляли на 25-30% меньше энергии, чем традиционные лампы накаливания.
  • В 2020 году требуется, чтобы повседневные лампы накаливания (или лампы общего назначения, GSL) потребляли на 65% меньше энергии, чем традиционные лампы накаливания. при этом доставляя такое же количество света

Хотя U.S. Министерство энергетики (DOE) позже исключило некоторые типы ламп из стандартов и отменило требования и срок до 2020 года, производители все же приняли вызов. Сегодня лампочки всех типов более энергоэффективны, и большинство из них, особенно КЛЛ и светодиоды, превышают минимальные требования к энергии.

Даже лампы накаливания (в том числе галогенные) в среднем в два раза эффективнее, чем в 2007 году. Сегодняшние лампы накаливания, доступные для покупки, имеют такой же световой поток (люмен), что и раньше, но их мощность снижена примерно на 30%. процентов.

Продолжение домашнего и коммерческого использования — но как долго?

По мере того, как движение к энергоэффективности продолжается, хотя и идет урывками, лампы накаливания с вольфрамовой нитью, кажется, будут вытеснены на рынке, если не появятся дальнейшие инновации. Например, галогенные лампы, которые составляют значительную долю оставшегося рынка ламп накаливания, по-прежнему потребляют в четыре раза больше мощности, чем светодиоды.

Хотя лампы накаливания с вольфрамовой нитью накаливания продолжают использоваться во многих США.S. домашних хозяйств и предприятий законодательное прекращение производства уже началось в других местах по всему миру, включая страны Европейского Союза.

Есть ли приложения, в которых уже применяются другие альтернативы освещения? Давайте взглянем.

  • Автомобильное освещение — Возможно, вам придется искать повсюду, чтобы найти несколько ламп накаливания в типичном продуктовом или хозяйственном магазине, или даже в большом центре домашнего улучшения. Но одно место, где вы все еще найдете множество ламп накаливания, — это магазин автозапчастей.Подробнее читайте в нашем блоге. Вольфрамовая проволока не умирает в автомобильном освещении.
  • Сценическое освещение — Сценическое освещение используется в телевизионных студиях и на звуковых сценах, а также в местах, где проходят театральные постановки, концерты и другие живые мероприятия. И хотя в сценическом освещении по-прежнему используется технология лампы накаливания, обычно это патентованные высокоэффективные вольфрамово-галогенные лампы (или кварцево-галогенные) марки с тщательно откалиброванными значениями цветовой температуры для управления воспроизведением сцены в целом.

В этих лампах вместо инертного газа используется галоген и компактная нить накала, которая концентрирует свет, обеспечивая более контролируемое отражение и большую энергоэффективность. Флуоресцентные лампы также можно использовать в рабочих зонах за кулисами или за кулисами, но свет, который вы видите «во время выступления», будет накаленным.

  • Наружное освещение — Использование энергоэффективного светодиодного освещения (часто «питаемого» солнечными батареями) расширяется на дорогах и автомагистралях по всей стране.На парковках старые металлогалогенные или ртутные лампы заменяются светодиодными продуктами, которые обеспечивают больший радиус освещения и силу освещения.

Хотя лампы накаливания или галогенные лампы иногда используются для вывесок и рекламных щитов, солнечное или светодиодное освещение становится все более популярным для этих приложений.

Кроме того, цифровые рекламные щиты на основе светодиодов — еще одна тенденция, хотя у них есть «пределы яркости», основанные на расстоянии от рекламного щита до зрителя и количестве света, которое можно безопасно излучать, не отвлекая и не ухудшая зрения проезжающих автомобилистов.

  • Освещение стадионов и арен — Почти все верхнее освещение на открытых спортивных стадионах и закрытых аренах использует разрядные лампы высокой интенсивности (HID) . Они обеспечивают более высокую мощность, в которой нуждаются эти помещения, по сравнению с другими системами наружного освещения, такими как рекламные щиты, дороги и парковки.

Согласно исследованию Министерства энергетики США, 17% потребляемой энергии освещения в США используется на открытом воздухе, а 83% потребления наружного освещения приходится на HID.Из-за своей высокой мощности лампы HID также используются в некоторых складских и промышленных помещениях.

Хотя лампы HID очень эффективны, им требуется много времени, чтобы прогреться и достичь полной яркости. В качестве примера можно привести Суперкубок XLVII в Новом Орлеане еще в 2013 году, когда перебои в подаче электроэнергии и последующий повторный прогрев HID-фонарей Superdome вызвали 34-минутную задержку в игре.

Компоненты медицинского оборудования

В то время как ультратонкий вольфрамовый кабель, используемый в роботизированных хирургических системах, стал основным применением в последние годы, вольфрамовая проволока имеет долгую историю успешного использования в медицинских устройствах, в которых используются его уникальные свойства, в том числе:

  • Плотность равна плотности золота
  • Сравнительно высокая прочность на разрыв и минеральная твердость
  • Низкое давление пара при высоких температурах
  • Самая высокая точка плавления любого металла

Например, сочетание твердости и прочности на разрыв вольфрамовой проволоки позволяет ей: могут использоваться для изготовления жестких, но управляемых компонентов, таких как наконечники катушек, стержни катетеров, направляющие провода, электроды и зонды.

Плотность и рентгеноконтрастность материала также позволяют использовать вольфрамовую проволоку для таких применений, как рентгеноскопия и радиология. Благодаря своей температуре плавления и стабильности при повышенных температурах вольфрамовая проволока используется в электрокаутеризации и электрохирургии.

Вы можете узнать больше об этих и других применениях в нашем блоге «Использование вольфрама в медицинских устройствах». Кроме того, золотое покрытие вольфрамовой проволоки позволяет ей заменять золото или другие более дорогие драгоценные металлы в приложениях, требующих биоматериала.

Заключение

Будущее производства вольфрамовой проволоки

Есть те, кто говорит, что изменения неизбежны и что в конечном итоге все будет заменено техническими инновациями. И это правда, что лампа накаливания, вольфрамовая проволока, основная область применения — и ее ранее использовавшаяся наибольшая объемная нагрузка, — заменяется более эффективными технологиями.

Однако верно также и то, что благодаря своим элементарным свойствам в некоторых областях применения нет заменителя вольфрамовой проволоки.Независимо от того, какой из уникальных свойств элемента необходим — его высокая температура плавления, низкое тепловое расширение, низкое давление пара, плотность и / или электрическая и теплопроводность — часто нет другого способа добиться производительности, кроме как иметь вольфрамовую проволоку, доступную для эти приложения.

Дополнительная литература

Чтобы узнать больше об основах вольфрамовой проволоки, ее истории, свойствах и применении, загрузите наше бесплатное руководство Вольфрамовая проволока 101: Обзор уникального полезного материала .

Кроме того, если вы хотите углубиться в предмет изучения, мы рекомендуем следующие ресурсы:

  • С. Агте и Дж. Вацек, Вольфрам и молибден . Вашингтон: Перевод НАСА, 1963.
  • Эрик Ласснер и Вольф-Дитер Шуберт, Вольфрам: свойства, химия, технология элемента, сплавов и химических соединений . Нью-Йорк: Kluwer Academic / Plenum Press, 1999.
  • Эрвин Пинк и Ласоло Барта, редакторы, Металлургия легированного / непросадочного вольфрама .Нью-Йорк: Elsevier Science Publishing Co., 1989.
  • Colin J. Smithells, Tungsten . Лондон: Chapman & Hall, 1952.
  • Stephen W.H. Йих и Чун Т. Ван, Вольфрам: источники, металлургия, свойства и применение . Нью-Йорк: Plenum Press, 1979.

Вольфрам | Элементы | RSC Education

Предметы, предназначенные для ударов по вещам, такие как кончики шариковых ручек, дротики и даже носы ядерных ракет подводных лодок Polaris, сделаны из вольфрамовых сплавов.

Таинственный минерал

Существует несколько минералов вольфрама, таких как ферберит (FeWO 4 ), шеелит (CaWO 4 ) и вольфрамит ([Fe, Mn] WO 4 ). Мировое производство вольфрама составляет около 74 000 тонн в год, при этом Китай производит почти 90%. Металл также перерабатывается, что обеспечивает 30% потребности.

Вольфрам был почти открыт несколько раз. В 1761 году немецкий химик Иоганн Готтлоб Леманн проанализировал минерал, называемый вольфрамом (по-шведски «тяжелый камень»), но не обнаружил, что он содержит новый металл.Ирландский химик Питер Вулф исследовал его в 1779 году и понял, что он действительно содержит новый металл, но дальше этого не продвинулся. В 1781 году шведскому химику Вильгельму Шееле удалось выделить из руды кислый белый оксид.

Два испанских брата, Хуан Хосе Эльхуяр и Фаусто Эльхуяр, окончательно восстановили новый оксид до самого металла в 1783 году, нагревая его углем. Фаусто хотел назвать новый элемент вольфрамом, который до сих пор носит его название в Швеции, в то время как Хуан предпочитал вольфрам, который стал предпочтительным названием в Англии и Франции.В Германии, Испании и Италии его называют вольфрамом.

Вольфрам обычно получают в виде тускло-серого порошка, который трудно расплавить. Как чистый металл, он легко обрабатывается, режется ножовкой и очень пластичен (из грамма металла можно протянуть проволоку длиной 400 м).

Прочный и гибкий

Вольфрам играет ключевую роль в оружии. К концу Первой мировой войны спрос вырос до 35 000 тонн в год. В последнее время в пулях вместо свинца используют вольфрам — у армии США есть странное название «Программа зеленых боеприпасов».

В 1864 году англичанин Роберт Форестер Мушет обнаружил, что добавление около 5% вольфрама к стали дает металл, который становится более твердым, прочным и может выдерживать красный нагрев без деформации. Вскоре он нашел применение в станках, что позволило резцам по металлу работать намного быстрее и дольше.

Вольфрам используется для изготовления электрических контактов, электродов для дуговой сварки и нагревательных элементов в высокотемпературных печах. Быстрорежущие стали содержат около 7% вольфрама, и они используются для изготовления пильных полотен, пуансонов, штампов и других устройств с высокой ударной нагрузкой.Однако на смену им приходят так называемые твердосплавные инструменты.

Карбид вольфрама

Кермет или твердый металл (твердый сплав) является наиболее важным применением вольфрама, а его основным компонентом является карбид вольфрама (WC). Его получают путем смешивания порошка вольфрама с порошком чистого углерода и нагревания до 2200 ° C. Он был изобретен в 1923 году Карлом Шретером.

Твердосплавный сплав обладает прочностью при резке чугуна и является отличным режущим инструментом для обработки стали. Когда он был представлен в 1930-х годах, он произвел революцию в производительности во многих отраслях промышленности и включал сверхвысокоскоростные стоматологические сверла с вольфрамовым наконечником.На цементированный карбид в настоящее время приходится 40% мирового производства вольфрама.

Легкие и тяжелые

Чистый металлический вольфрам использовался для нити накаливания старых ламп накаливания. В 1903 году В. Д. Кулидж восстановил оксид вольфрама до металла, а затем сформировал из него тонкие стержни, которые он смог вытягивать в тонкую проволоку, идеальный материал для нитей. Кроме того, давление паров вольфрама самое низкое из всех металлов. Это означает, что нить накала не испарялась и не осаждалась на более холодных частях лампочки.

Поскольку вольфрам является тяжелым металлом, он используется в качестве балласта для килей яхт, хвостов самолетов и гоночных автомобилей F1. Рыболовные грузы теперь изготавливаются из вольфрама вместо использовавшихся свинцовых грузил. Они были ответственны за гибель птиц, питающихся донным кормом, которые подняли гири и в конце концов умерли медленной смертью от отравления свинцом.

Файл данных

Атомный номер 74; атомная масса 183,84; точка плавления 3414 ° C; температура кипения 5555 ° C; плотность 19.3 г см -3 . Его наиболее распространенная степень окисления составляет +6, как в WO 3 , WCl 6 и WO 4 2-.

Что такое вольфрам? — Определение, свойства и использование

Вольфрам находится в шестой колонке периодической таблицы элементов.

Свойства вольфрама

Вольфрам является твердым веществом при комнатной температуре и обладает наивысшей известной точкой плавления и самым низким давлением пара среди любых металлов.Он также имеет самую высокую известную прочность на разрыв. Кроме того, благодаря превосходной коррозионной стойкости вольфрам очень устойчив к воздействию кислот.

Элемент приобретает вид от сероватого до белого, и, как и все другие металлы, вольфрам податлив. Он довольно пластичен и легко превращается в проволоку. Однако его намного легче прессовать, чем большинство других металлов. Благодаря своим высококлассным свойствам вольфрам может использоваться во множестве реальных приложений.

Использование вольфрама

Вольфрам, как правило, не нарицательный, поэтому немногие люди могут понять, что существует множество приложений для этого полезного элемента.Например, из-за его чрезвычайно высокой температуры плавления и пластичности вольфрам очень легко используется в нити накаливания и люминесцентных ламп. Итак, в следующий раз, когда вы войдете в комнату и включите свет, знайте, что вольфрам играет роль в освещении комнаты.

Вольфрам используется в нити накаливания ламп накаливания.

Кроме того, вольфрам также используется в качестве основного элемента в телевизионных трубках.Чрезвычайно высокотемпературные свойства вольфрама также делают его полезным для производства рентгеновских лучей и в качестве нагревательных элементов в печах, поскольку он способен выдерживать высокие температуры. Проще говоря, когда вы думаете о высокой температуре, подумайте о вольфраме, и велика вероятность, что он там присутствует!

Использование карбида вольфрама

Вольфрам часто используется в производстве твердых сплавов, таких как карбид вольфрама, который имеет химическое сокращение WC. Фактически, карбид вольфрама — один из самых твердых материалов, известных человеку.По этой причине его часто используют для изготовления сверл, пильных полотен и другого тяжелого оборудования.

Еще одно уникальное применение этого вольфрамового сплава — его использование в обручальных кольцах, а также в других типах украшений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *