Bóng đèn là gì, cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Bạn có bao giờ thắc mắc bóng đèn thông thường là gì không? Hầu hết chúng ta đều biết rằng thiết bị chiếu sáng đơn giản nhất bao gồm đế, bóng đèn và dây tóc vonfram, nhưng nó hoạt động như thế nào, tại sao nó lại cháy theo thời gian và tại sao bóng đèn lại chứa đầy khí trơ?
Chúng ta sẽ nói về tất cả các đặc điểm của “bóng đèn Ilyich” đơn giản và các thiết bị đèn huỳnh quang và đèn LED hiện đại trong bài viết này.
Nội dung của bài viết
Bóng đèn sợi đốt là gì
Đèn sợi đốt thông thường là nguồn sáng được cấp nguồn, phần chính của nó bao gồm vật liệu chịu lửa hoạt động như thân dây tóc. Trong hầu hết các trường hợp, vật liệu (dây dẫn) đó được đặt trong bình chân không hoặc bình chứa đầy khí trơ. Khi dòng điện chạy qua dây dẫn, nó nóng lên và bắt đầu phát ra ánh sáng rực rỡ.
Hấp dẫn! Để dây tóc vonfram của bóng đèn phát sáng, nó phải được nung nóng đến nhiệt độ khoảng 2000°C. Giới hạn nhiệt độ sợi đốt có thể được coi là 3410 ° C.
Lịch sử sáng tạo
Trên thực tế, chưa có nhà khoa học nào từng tự mình phát minh ra bất cứ thứ gì: đây là điều đã xảy ra với bóng đèn “cổ điển”. Trở lại năm 1840, một nhà phát minh người Anh tên là Warren De la Rue đã thiết kế chiếc đèn sợi đốt đầu tiên chạy bằng dây dẫn bạch kim. Hai năm trước đó, vào năm 1838, một nhà khoa học người Bỉ tên là Jobard đã phát minh ra nguồn sáng lõi carbon đầu tiên trên thế giới. Chà, đúng một trăm năm trước khi Thế chiến thứ hai kết thúc, Heinrich Goebel đã tạo ra những nguyên mẫu đầu tiên của bóng đèn hiện đại.
Đáng chú ý là chiếc đèn đầu tiên của Goebel có một sợi tre cháy đen đặt trong chân không. Nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu đứa con tinh thần của mình trong khoảng 5 năm nữa, sau đó ông giới thiệu nó với công chúng.
Các nhà khoa học Nga cũng có đóng góp đáng kể cho phát minh này hiện được cả thế giới sử dụng. Do đó, vào năm 1874, bóng đèn đầu tiên có lõi carbon đặt trong môi trường không có không khí đã được đăng ký với tên Alexander Nikolaevich Lodygin. Vấn đề lớn với nguồn sáng như vậy là carbon với vai trò là chất dẫn điện không thể tồn tại đủ lâu và bị đốt cháy ngay sau khi sử dụng. Theo thời gian, những bộ óc thông minh của hành tinh đã nảy ra ý tưởng thay thế than bằng vonfram.
Hấp dẫn! Khi nói đến điện và các thiết bị chiếu sáng, chúng ta không thể không nhắc đến Thomas Edison vĩ đại. Chính ông là người đầu tiên tạo ra và cấp bằng sáng chế cho loại đèn sợi đốt rẻ tiền và bền (so với hầu hết các thiết bị thời đó).
Kể từ khi được phát minh, nguồn sáng quen thuộc không có nhiều thay đổi, nhưng những thay đổi về mặt kỹ thuật vẫn diễn ra trong đó: dây dẫn được thay thế bằng loại tiên tiến hơn và không gian bên trong bóng đèn bắt đầu được lấp đầy bằng một loại khí đặc biệt.
Đặc điểm thiết kế và nguyên lý hoạt động
LN tiêu chuẩn bao gồm:
- một bình chứa đầy khí trơ (hoặc hoàn toàn không có không khí);
- một đế đồng thời đóng vai trò vừa là “nắp” của bóng đèn vừa là bộ phận kết nối đèn với mạng;
- điện cực;
- cuộn dây tóc nằm trên các giá đỡ đặc biệt;
- liên hệ cơ sở.
Vonfram được chọn làm vật liệu dẫn điện nhằm giảm thiểu mức tiêu thụ dòng điện để sưởi ấm và giảm tiết diện của dây tóc đến mức tối thiểu có thể.
Hấp dẫn! Thông số điện trở suất của vonfram lớn hơn ba lần so với đồng.
Vòng xoắn ốc được cung cấp năng lượng bởi dòng điện từ các điện cực và molypden được sử dụng làm vật liệu chính của “sừng” mà vòng xoắn ốc được lắp đặt trên đó: nó là vật liệu chịu lửa và không thực sự giãn nở khi bị nung nóng. Việc sử dụng khí trơ làm tăng tuổi thọ sử dụng tiềm năng của đường xoắn ốc: trong môi trường khí, việc đốt cháy nó “khó khăn hơn”. Đối với phần đế, kích thước và đường ren trên đó có thể khác nhau.
Đặc điểm và chủng loại
Ngoài các loại thuốc gia dụng thông thường mà chúng ta quen dùng, các chuyên gia còn xác định thêm một số loại của chúng, bao gồm:
- Trang trí. Chúng được phân biệt bởi hình dạng bóng đèn không chuẩn, hình xoắn ốc mở rộng và ánh sáng yếu. Những thiết bị như vậy thường được các nhà thiết kế sử dụng nhiều nhất để thực hiện các dự án theo phong cách “cổ điển”.
- Chiếu sáng. Chúng có bóng đèn được sơn bên trong và có công suất thấp (lên tới 25 W). Chúng nhanh chóng thay đổi sắc thái của ánh sáng nên cần phải thay thế thường xuyên.
- Tín hiệu. Trước đây, chúng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị chiếu sáng khác nhau, nhưng ngày nay trong lĩnh vực này, chúng đang được thay thế tích cực bằng các tùy chọn đèn LED.
- Được nhân đôi.Bóng đèn như vậy được phủ một phần bằng một lớp nhôm phản chiếu ánh sáng tốt, giúp nó tập trung ánh sáng vào một điểm nhất định trong không gian của căn phòng.
- Chuyên chở. Chúng được sử dụng để trang bị hệ thống quang học của ô tô, máy kéo, máy bay, các loại tàu biển khác nhau, v.v. Chúng có độ bền cao hơn và có khả năng chống rung.
- Sợi đôi. Một loại phụ đặc biệt được sử dụng trong đèn giao thông đường sắt, máy bay và ô tô.
Thẩm quyền giải quyết. Có nhiều loại LN khác, nhưng ngày nay hầu hết chúng đã được thay thế bằng các thiết bị hiện đại hơn, điều này sẽ được thảo luận thêm một chút.
Ưu điểm và nhược điểm
Những phẩm chất tích cực của LP cổ điển bao gồm chi phí thấp, kích thước nhỏ, khả năng chống lại sự sụt giảm điện áp nhỏ trong mạng, phổ chiếu sáng dễ chịu cho tầm nhìn của con người, nhiều tùy chọn năng lượng, không có thành phần độc hại hoặc có hại khác trong chế phẩm và tiếng ồn khi hoạt động. Nếu chúng ta nói về những nhược điểm, thì trong số đó phải kể đến tuổi thọ sử dụng tương đối ngắn, mức tiêu thụ dòng điện khá cao và nguy cơ hỏa hoạn.
Quan trọng! Bề mặt xung quanh đèn sợi đốt mạnh mẽ có thể nóng lên tới +330 độ C. Hãy cẩn thận!
Phạm vi ứng dụng
LN cổ điển được sử dụng để chiếu sáng gia đình tại các cơ sở và khu vực địa phương, bất động sản thương mại, được sử dụng trong ô tô, vận tải đường sắt và hàng không, lắp đặt trong các thiết bị chiếu sáng cầm tay (đèn pin bỏ túi, v.v.), được sử dụng trong điện ảnh, thiết kế, y học và nhiều lĩnh vực khác của cuộc sống.
Thiết kế và nguyên lý hoạt động của các loại đèn hiện đại
Các thiết bị chiếu sáng hiện đại bao gồm các thiết bị halogen, huỳnh quang, tiết kiệm năng lượng và đèn LED. Chúng ta hãy xem xét từng loại riêng lẻ.
halogen
Những thiết bị như vậy là phiên bản hiện đại hóa của LN cổ điển. Bình của một thiết bị như vậy chứa đầy halogen, phản ứng với vonfram bay hơi khi nó nóng lên. Điều này cho phép bạn kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Ngoài ra, thạch anh còn được sử dụng trong đèn halogen. Thiết bị chiếu sáng halogen thường có đặc tính hiệu suất cao hơn đèn thông thường.
phát quang
Những thiết bị này còn được gọi là đèn huỳnh quang. Chúng có chất lượng hiển thị màu cao, cho phép sử dụng chúng để chiếu sáng cửa sổ và kệ của cửa hàng. So với LN, thiết bị phát quang tiêu thụ năng lượng ít hơn 4–5 lần và có tuổi thọ cao hơn. Chúng cũng có những nhược điểm - hiệu suất kém ở nhiệt độ thấp và hàm lượng các chất có hại (bao gồm cả thủy ngân) trong một số kiểu máy.
Tiết kiệm năng lượng
Tính năng chính của thiết bị chiếu sáng tiết kiệm năng lượng là bộ phận điện tử, đảm bảo cả quá trình đánh lửa và vận hành của đèn. Một thiết bị như vậy được đặc trưng bởi hoạt động ổn định hơn, tiêu thụ điện năng thấp hơn, tuổi thọ dài hơn và nhiều màu sắc có sẵn.
Quan trọng! Trong quá trình sản xuất đèn tiết kiệm năng lượng, các chất nguy hiểm cho thiên nhiên và con người được sử dụng nên việc xử lý chúng phải được thực hiện độc quyền thông qua các điểm thu gom đặc biệt.
DẪN ĐẾN
Thiết kế của những loại đèn như vậy sử dụng tinh thể bán dẫn: chúng tạo ra ánh sáng khi dòng điện đi qua chúng.So với các thiết bị halogen tương tự, thiết bị LED có hiệu suất cao hơn khoảng 4–7 lần và về tuổi thọ sử dụng, một thiết bị như vậy có thể kéo dài tới 50.000 giờ. Hạn chế duy nhất của đèn LED được coi là giá thành cao, tuy nhiên, xét đến việc tiết kiệm chi phí bảo trì và tiêu dùng, về lâu dài sẽ có lợi hơn nhiều khi mua chúng.
Vì vậy, chúng tôi đã tìm ra bóng đèn là gì, xem xét hầu hết các loại tùy chọn hiện đại và không quá hiện đại. Chúng tôi hy vọng rằng bây giờ bạn đã có ý tưởng chung về các tính năng hoạt động của chúng.
