Izzólámpa kialakítása és jellemzői

Tartalom:

Izzólámpák tervezése
Az izzólámpák története
Az ipar úttörői
Ki találta fel az izzót?
Miért mennek ki a divatból az izzólámpák?

Az izzólámpa egy elektromos világítóeszköz, amelynek működési elve egy tűzálló fémszál magas hőmérsékletre való melegítésén alapul. Az áram hőhatása régóta ismert. Idővel annyira felmelegszik, hogy a cérna világítani kezd. És bár hazánkban az ilyen csecsebecsék Iljics nevét viselik, valójában még a haladó történészek sem tudnak egyértelmű választ adni arra, hogy ki az izzólámpa feltalálója.

Izzólámpák tervezése

Mielőtt belemerülnénk az izzólámpák létrehozásának történetébe, tanulmányozzuk az eszköz szerkezetét:

Az izzólámpa munkarésze egy wolframszál. Ennek a fémnek a fajlagos ellenállása háromszor nagyobb, mint a rézé. Ez nem túl magas mutató. De a volfrámot tűzálló tulajdonságai miatt választják fűtőtestnek, és a menet keresztmetszetét a határértékre csökkentik az elektromos ellenállás növelése érdekében. Az a hőmérséklet, amelyen a fém megolvad, meghaladja a 3000 Celsius fokot.
Az izzólámpa burája üvegből készül, és általában valamilyen inert gázt tartalmaz. Ez lehetővé teszi, hogy megvédje a spirált az égéstől anélkül, hogy vákuumot kellene létrehozni (ami negatív nyomást gyakorolna az izzóra és csökkenne a teljes szerkezet mechanikai szilárdsága).
Izzólámpa
Az izzólámpa spirálját molibdéntartók tartják, és nikkelelektródák táplálják. Az anyagokat a célnak megfelelően választják ki. A molibdén szintén nagyon tűzálló, míg a nikkel likvidusz hőmérséklete alacsonyabb, de hőtágulási együtthatója alacsony. Ennek eredményeként a helya spirállal való érintkezés nem szenved nagy mechanikai deformációt, ami pozitívan befolyásolja az izzólámpa élettartamát.
Az elektródák az alap érintkezőihez rézvezetőkkel vannak csatlakoztatva. Ritkán az izzólámpát saját biztosítékkal látják el. A lábazaton belül is van.

Az izzólámpák története

Nem mindenki tudja, hogy a spirálok nem azonnal volfrámból készültek. Előtte grafitot, papírt és még bambuszt is használtak. Általánosságban elmondható, hogy nagyon sokan mentek izzólámpa létrehozására.

Nagy sajnálatunkra nem áll módunkban felsorolni azon tudósok 22 nevét, akiket a történészek így vagy úgy tulajdonítanak a találmány fejlesztési folyamatának. És nem lenne teljesen helyes minden érdemet Edisonnak tulajdonítani. És ma, minden erőfeszítés ellenére, az izzólámpák messze nem tökéletesek. A névleges feszültség amplitúdójának csak 10%-kal történő túllépése négyszeresére csökkenti a készülékek élettartamát. Ugyanakkor ennek a paraméternek a csökkentése természetesen csökkenti a fényáram visszatérését: 40% -kal, az energiaellátó hálózat jellemzőinek azonos relatív változásával kisebb oldalra. (Lásd még: LED lámpa)

Ami az úttörőket illeti, a dolgok sokkal rosszabbak voltak. Különösen Joseph Swan (Joseph Swan) nem tudta elérni a levegő megfelelő ritkítását az izzólámpa burájában. Az akkori szivattyúk (higany) egyszerűen nem engedték meg az ilyesmit. És a cérna a belsejében megőrzött oxigén hatására égett.

Az izzólámpák lényege, hogy a spirált magas fokú melegítésre hozzuk, amikor a test izzani kezd. A nehézségeket tetézi a nagy ellenállású ötvözetek hiánya a 19. század közepén - az elektromos áram hővé alakulásának sebessége a vezető ellenállásának növekedésével erősen megnő.anyag

Így a tudósok összes erőfeszítése a következő irányokra redukálható:

A cérna anyagának kiválasztása. A nagy ellenállás és az égésállóság egyszerre szolgált kritériumként. Például a bambuszszálakat, amelyek önmagukban is szigetelők, vékony vezetőképes grafitréteggel vonták be. A szén vezetőképes rétegének nagyon kis területe miatt az ellenállás meredeken nőtt, ami a kívánt eredményekhez vezetett.

A fa alap azonban gyorsan kigyulladt. Ezért a teljes vákuum létrehozására tett kísérletek tekinthetők a második iránynak. Az oxigént a 18. század vége óta ismerték, és a tudósok gyorsan bebizonyították, hogy ez az elem részt vesz az égésben. 1781-ben Henry Cavendish meghatározta a levegő összetételét, és mire az izzólámpákkal kapcsolatos munka elkezdődött, világossá vált, hogy a Föld légköre káros hatással van a magas hőmérsékletre felmelegedett testekre.

Nagyon fontos volt átadni a szál minden feszültségét. Ennek megfelelően a lánc leszerelhető és érintkező részein munkálatok történtek. Nyilvánvaló, hogy egy vékony szénrétegnek nagy az ellenállása, de hogyan lehet oda áramot vinni? Ma már nehéz elhinni, de az olyan nemesfémeket, mint a platina, amelyek viszonylag nagy vezetőképességgel rendelkeznek, széles körben használták elfogadható eredmények elérésére. Csak így lehetett elkerülni a külső áramkör és az érintkezők felmelegedését, miközben a menet nagymértékben élesedett.

Külön megjegyzendő a ma is használatos Edison menetes foglalat. Ez egy nagyon jó ötlet, amely az izzók gyors cseréjének alapját képezte. Az érintkezés létrehozásának egyéb módszerei, például a forrasztás, ebben az esetben gyakorlatilag nem alkalmasak. Arról nem is beszélve, hogy egy ilyen kapcsolat megromolhat a magas hőmérséklet hatására.

Edison lámpa

Az üvegfúvók a 19. században már elértek bizonyos magasságokat, így különlegesek voltak az izzókkalnem volt gond. Még Otto von Gerike is egy statikus elektromosság generátor tervezése közben javasolta, hogy egy gömblombikot töltsenek meg kénnel. És amikor az anyag megkeményedik, az üveget el kell törni. Ez tökéletes golyót eredményezett, amely a súrlódás során a teljes szerkezet közepén áthaladó acélrúdon gyűjtött töltést.

Az ipar úttörői

Sok forrásból olvashatjuk, hogy az elektromos áram világítási célú felhasználásának ötletét először Sir Humphrey Davy valósította meg. Nem sokkal a voltikus pólus létrehozása után fémekkel kísérletezett. A platinát a magas olvadáspontja miatt választottam – minden más anyag gyorsan oxidálódik a levegőben. Vagyis egyszerűen leégtek. A fényforrás már az első közelítésben sem volt világos, de több száz további kísérlet alapját adta, pontosan megmutatva, mit kell tenni a végeredmény eléréséhez: elektromossággal megvilágítani valamit.

Ez 1802-ben történt, amikor a tudós 24 éves lett, és valamivel később, 1806-ban Humphrey Davy egy teljesen működőképes kisülési világítóeszközt mutatott be, amelynek kialakításában két szénrúd játszott vezető szerepet. Egy ilyen ragyogó fény rövid élettartamát a tudomány egén, amely a világnak képet adott a klórról, a jódról és számos alkálifémről, az állandó kísérleteknek tulajdonítható. Mit érdemes legalább kísérletezni a szén-monoxid belélegzésével vagy a nitrogén-oxiddal (erős mérgező anyag) végzett munkával? Tisztelgünk az ilyen zseniális bravúrok előtt, de ez 50 évre rövidítette le a tudós életét.

Devi világítótestek

Az pedig, hogy Humphrey felhagyott a világítóberendezések egy egész évtizedes kutatásával, örökös elfoglaltságának – nem véletlenül nevezik Davyt még mindig az elektrolízis atyjának –, valamint sürgős szükségleteinek is betudható. TragédiaAz 1812-es év a Felling Collieryben sokak szívébe mély benyomást tett. Sir Humphrey Davy egyike volt azoknak, akik biztonságos fényforrást fejlesztettek ki a bányászok számára. Nyilvánvaló, hogy az elektromos áram nem volt alkalmas ezekre a célokra azon egyszerű oknál fogva, hogy nem voltak erős és megbízható energiaforrások. A bányagáz időnkénti felrobbanásának megakadályozására pedig különféle intézkedéseket alkalmaztak, például fém diffúzorrácsot, amely megakadályozta a lángok terjedését.

Sir Humphrey Davy messze megelőzte korát. Körülbelül 70 évvel ezelőtt, és csak a 19. század végén kezdtek megjelenni egy lavina során, egymás után az új építmények, amelyek célja, hogy az elektromosság használatának köszönhetően megmentsék az emberiséget az örök sötétségtől. Davy az elsők között vette észre az anyagok ellenállásának a hőmérséklettől való függését, ami lehetővé tette, hogy Georg Ohm valamivel később származtassa híres törvényét a kör szakaszára. Fél évszázaddal később pedig ez a felfedezés szolgált alapul Carl Wilhelm Siemens első elektronikus hőmérőjének megalkotásához. (Lásd még: Energiatakarékos lámpa)

1835. október 6-án James Bowman Lindsay egy izzólámpát mutatott be, amelyet üvegkörte vett körül, hogy megvédje a légkörtől. Ahogy maga a feltaláló is kifejezte, egy ilyen forrástól másfél méteres távolságban sötétben is lehetett olvasni egy könyvet. James Bowman tehát az általánosan elfogadott források szerint a szerzője annak az ötletnek, hogy az izzószálat üvegburával védjék. De így van?

James Bowman Lindsay

Hajlamosak vagyunk vitatkozni amellett, hogy a világtörténelem itt egy kicsit összezavarodott. Valójában egy ilyen eszköz első vázlata 1820-ból származik. De valamiért Warren de la Rue-nak tulajdonították. Aki akkor... 5 éves volt. Valaki észrevette ezt a hülyeséget, és megváltoztatta a dátumot...1840-re. Hát egy óvónő nem tudhogy ilyen nagyszerű találmányt készítsek. Ráadásul valahogy sietve megfeledkezett James Bowman demonstrációiról. És az egész az, hogy sok történelmi könyv (ha nem tévedünk, az egyik 1961-es Lewis) így értelmezte, már nem tudni, honnan jött a kép. Nyilvánvalóan a szerző tévedett, mert egy másik forrás, az 1986-ban született Joseph Stoer ezt a találmányt August Arthur de la Rivának (született 1801-ben) tulajdonítja. Ami sokkal jobban korrelál James Bowman tizenöt évvel későbbi valóságával és demonstrációjával.

A cirill tartományban ezt nem vették észre, de az angol forrásokban a problémát a következőképpen értelmezik: a de la Roux és a de la Rive név egyértelműen összekeveredett, és legalább négy személyre utalhat. Warren de la Rue és August Arthur de la Rive fizikusokról már szó esett, az első 1820-ban még óvodás volt, képletesen szólva. Emellett az említett férfiak atyái is megjelenhetnek a történelemben, nevezetesen: Thomas de la Rue (1793-1866) és Charles Gaspard de la Rive (1770-1834). Egy ismeretlen úr (vagy hölgy) egy egész tanulmányt végzett a honlapján, ahol meggyőzően bebizonyította, hogy a de la Roux vezetéknévre való hivatkozás tarthatatlan, és egy egész hegy tudományos irodalomra hivatkozott a 20. elejétől és a végétől. a 19. század.

Végül ugyanaz az ismeretlen személy megpróbálta átnézni Warren de la Rue összes szabadalmát, és összesen kilenc volt belőlük. És egyikük sem kapcsolódott a leírt kialakítású izzólámpákhoz. Ám August Arthur de la Rive, aki 1822-ben kezdett tudományos munkákat publikálni, aligha gyanítható az üvegbura feltalálásával. Bár járt Angliában is - az izzólámpa szülőhelyén -, és többek között elektromosságot is tanult. Az angol nyelvű honlapon található cikk szerzőjének mindenki írhat [email protected]. Mint ő maga írja, szívesen fogad minden információt ebben a kérdésben.

Ki találta fel az izzót?

Megbízhatóan ismert, hogy 1879-ben Edison szabadalmaztatta (US 223898 számú szabadalom) első izzólámpáját. Mi, leszármazottak pedig biztosan tudunk erről az eseményről. Ami a korábbi publikációkat illeti, a szerzőségük éppen ellenkezőleg, kétséges. Még mindig nem tudjuk, ki adta a világnak a gyűjtőmotort, és Sir Humphrey Davy megtagadta, hogy szabadalmat vegyen fel biztonsági bányalámpására, így nyilvánosságra hozta találmányát. De néha az ilyen igényesség, amint látjuk, jelentős zavart kelt. Azt pedig most sem tudjuk biztosan megmondani, hogy kinek jutott eszébe először egy izzószálat üvegburába helyezni, ezzel biztosítva a teljes szerkezet hatékonyságát, amit a mai napig mindenhol használnak. A kollektoros motorért egyébként senki nem kap levonást az egyes termelési egységekből.

Miért mennek ki a divatból az izzólámpák?

Az izzólámpák a fénytermelés másodlagos elvét alkalmazzák. Először is, a szálat magas hőmérsékletre melegítik. Az ilyen eszközök hatásfoka meglehetősen alacsony, ami azt jelenti, hogy az energia nagy része elpazarolt. A modern normák azt diktálják, hogy az ország energiát takarítson meg. Ezért divat most a kisülési és LED izzók. De ez nem jelenti azt, hogy Sir Humphrey Davy, de la Rue, de la Reeve, Edison és sok-sok más, akiknek volt keze abban, hogy kihozza az emberiséget a sötétségből, szintén feledésbe merül.