Что является причиной разрыва спирали в лампах накаливания кратко

Обновлено: 30.06.2024

Электрические лампы накаливания настолько прочно вошли в нашу жизнь, что трудно себе представить, что было бы, если бы их не было. Весь мир до 80-х годов 20-го века погрузился бы в сумерки чада керосиновых ламп или ослепительный блеск дуговых свечей Яблочкова, от губительного ультрафиолета которого можно ослепнуть, а кожа получает ожоги.

Итак, устройство обыкновенной бытовой лампы накаливания достаточно просто - стеклянный баллон, наполненный смесью азота, и находящихся с ним при его получении из воздуха, инертными газами (неон, аргон, ксенон). Примерно посреди баллона вольфрамовая спираль, выводы от которой идут к цоколю. Лампы на 220 Вольт имеют еще и несколько опор для поддержки спирали, что уменьшает ее чувствительность к механическим воздействиям и тем самым продлевает срок службы. Также в лампах на 220 Вольт имеется предохранитель, предотвращающий короткое замыкание в сети в случае возникновения дуги внутри лампы. Обычно он выполняется в виде участка с уменьшенным диаметром провода на одном из выводов, соединяющих спираль и цоколь.

У ламп накаливания есть одно достоинство, отличающее их от других видов ламп - они включаются в источник соответствующего напряжения непосредственно - им не нужны дроссели, как для газоразрядных люминесцентных ламп (дневного света), или дуговых, или источники постоянного тока (электронные драйверы), как для светодиодных. Конечно, есть и недостатки.

Материал нити накала - вольфрам - самый тугоплавкий из металлов (температура плавления 3422 °C, температура кипения 5555 °C) - имеет свойство: даже при температурах, меньших, чем температура плавления, вольфрам может испаряться со своей поверхности! Это является основной причиной выхода из строя (сгорания) электрических ламп накаливания. Именно поэтому электрические лампы накаливания являются приборами с принципиально ограниченным сроком службы! Это явление является поводом для противоречия между коэффициентом полезного действия (КПД) и сроком службы - если температура спирали низкая - большая доля энергии расходуется на нагревание всего окружающего (излучение более интенсивно в невидимой инфракрасной части спектра). А если повысить температуру спирали - вольфрам будет испаряться интенсивнее, особенно в наиболее горячих местах, спираль быстрее будет становиться тоньше и быстрее сгорит. Поэтому КПД обычных ламп накаливания, как правило не превышает 15 %. Еще замечено, что в среднем, при снижении напряжения питания лампы на 20 %, а, следовательно и температуры спирали, срок службы увеличивается на 50 %, т. е. вдвое. На срок службы ламп влияет качество изготовления - чистота газовой смеси, чистота вольфрама спирали, точность намотки и расположения спирали. Именно от последнего фактора зависит, насколько равномерно будет происходить износ спирали. Если спираль изношена неравномерно - в наиболее тонких местах в первую очередь будет происходить ее разогрев в момент включения, и именно в этих зонах происходит ее перегорание. Иногда разогрев в момент включения настолько интенсивный, что мало того, что в этом месте вольфрам плавится, образуется достаточно паров для возникновения дуги между электродами. Отсюда другой вывод о долговечности ламп накаливания - чаще сгорают те лампы, которые чаще включаются. В этом случае существенно продлевают срок службы устройства плавного включения, регуляторы мощности и т. п.

Для увеличения КПД ламп накаливания не уменьшая срок службы, применяют ксеноновое наполнение баллона лампы (не путать с дуговыми ксеноновыми лампами белого свечения). Ксенон - тяжелый инертный газ, который до известной степени препятствует испарению вольфрама с поверхности спирали. Но ксенон - редкий в атмосфере и достаточно дорогой газ, к тому же жадно потребляемый промышленностью, для медицинских (наркоз) и военных целей (изготовление взрывчатки). Поэтому получило распространение дальнейшее развитие этого направления - создание галогенных ламп. Его принцип заключается в следующем: кроме ксенона в баллон добавляют еще немного галогена (обычно йод). Кроме этого, колбу делают гораздо меньших размеров и из жароустойчивого, кварцевого стекла. В такой лампе пары вольфрама, долетая до колбы при рабочей температуре колбы 300-800 °C, соединяются с йодом и на колбе не оседают. Соединение вольфрама и йода разлагается обратно при температуре спирали, выделяя таким образом чистый вольфрам опять на спираль. Таким образом, йод собирает и возвращает испарившийся вольфрам опять на спираль! Гениальное решение сродни изобретению шариковой ручки. Таким образом, в конечно итоге удается высокой температурой спирали при том же сроке службы приблизить цвет свечения лампы к более естественному белому, повысить КПД до 25-30 % и в несколько раз снизить потребление ксенона. Но эта технология имеет свои ограничения: она более чувствительна к качеству изготовления ламп и особенно к равномерности намотки и укладки спирали. Дело в том, что вольфрам быстрее испаряется с наиболее горячих участков, а обратно оседает быстрее на наружные участки спирали, которые ближе к баллону. Поэтому и спираль со временем становится бугристой и неравномерной по длине (см. рис. 3 и 4 Сравнение новой галогенной лампы накаливания фотооптической серии и проработавшей порядка 50-ти часов)

Рисунок 3 новая галогеновая фотооптическая лампа накаливания 6 Вольт 10 Ватт и ее спираль.

Рисунок 4 галогеновая фотооптическая лампа накаливания 6 Вольт 10 Ватт, проработавшая порядка 50 часов. На спирали отчетливо видны структурные изменения. Вольфрамовая спираль деградирует.

Рисунок 5 фото еще одной спирали фотооптической лампы накаливания 6 Вольт 10 Ватт, проработавшей порядка 50 часов. Спираль также подверглась деградации. Увеличение - 60 крат.

Этот фактор оказался настолько значимым, что галогенные лампы на 220 вольт приемлемой долговечности выпускаются только в виде трубок (так легче обеспечить равномерность спирали) и с мощностью от 150 Ватт. Точность изготовления спирали затруднена из-за того, что вольфрам - металл, тяжело поддающийся обработке: твердый и хрупкий, а из него необходимо вытянуть тонкую проволоку, да еще и смотать в спираль. Поэтому все галогенные лампы на 220 Вольт с рефлектором и без, рассчитаные на мощности ниже 150 Ватт, имеют очень малый срок службы! Если необходима мощность меньше 150 Ватт, то гораздо экономически эффективнее соответствующую по мощности лампу на 12 Вольт включить через понижающий трансформатор (независимо, классический или электронный).

Люминесцентные газоразрядные лампы обладают, конечно, более высоким КПД, доходящим до 70 %, могут изготавливаться разного оттенка, но также имеют ограниченный срок службы. Кроме того им для работы обязательно требуются дросселя. Главными причинами выхода из строя являются перегорание спиралей поджига и изменение газового состава внутри лампы. В какой-то мере эти проблемы решаются применением электронных дросселей, многие из которых способны зажечь лампы с обеими сгоревшими спиралями поджига, но сами являются иногда источниками выхода из строя. Страсти под видом борьбы за экономию электричества, подогреваемые некоторыми крупными компаниями, заключающиеся в переходе на "долговечные" люминесцентные лампы, вкручивающиеся в обычный патрон Е27, уже утихли. Лампы оказались дорогими и не такими уж долговечными, как о них заявляли, а те же представители экологических организаций готовы ополчиться уже против производства этих ламп за ртуть, которую содержит каждая такая лампа. Да и насколько известно, на данный момент производство люминесцентных газоразрядных ламп в мире стремительно падает, а предприятия переоснащаются для производства светодиодных полупроводниковых систем освещения

В заключении хотелось бы отметить, что при современных темпах развития светодиодных систем освещения, они скоро вытеснят как лампы накаливания, так и люминесцентные газоразрядные. Так, например, такая консервативная в плане конструкторских решений медицинская отрасль также интенсивно переходит на светодиоды (подсветка кольпоскопов, микроскопов, биохимические анализаторы, хирургические осветители и т. д.)

Бывают случаи, что исправно работающая лампа вдруг выходит из строя во время включения. При этом она перестает светить с шумом взрыва. Эти явления довольно часто встречаются в практике эксплуатации осветительных приборов. Давайте разбираться, какие причины и факторы возникновения взрывающихся ламп.

Основные причины взрыва ламп:

Скачек напряжения в сети .
Бросок тока при включении освещения.
Перегрев лампы в светильнике.
Проблемы со светильником.
Брак лампы.

Мало какой электрический прибор сможет пережить повышение напряжения, без последствия для себя . Лампы освещения не исключение из правил. Повышенное напряжение в лампах накаливания, перегревает спираль из вольфрама. И лампа выделяет мощность больше, чем рассчитана лампа. От избытка тепла, колба перегревается и лопается. В лампах экономках и светодиодных лампах, установлены драйвера, в них для сглаживания пульсации сети используются электролитические конденсаторы. При превышении питающего напряжения конденсаторы закипают и натурально взрываются при этом.

Лампы накаливания и галогеновые лампы часто выходят из строя именно в момент подачи питания на светильник . Из-за совпадения нескольких факторов в сети, происходит разрушение спирали лампы. Конечно же вы знаете, что в электрической сети переменное напряжение 50 Гц. И оно меняет свое значение 50 раз в секунду от 0 до 220 вольт. При этом отлично, если включение лампы произойдет в момент 0 или небольшого значения напряжения. Холодная спираль лампы имеет маленькое внутреннее сопротивление, и при подаче полного напряжения она перегорает, от большого броска тока.

Лампы накаливания малой мощности не так подвержены ударному разрушению спирали, этим объясняется их долгожительство по сравнению с мощными лампами.

Для увеличения времени работы галогеновых ламп было разработано устройство плавного пуска. В момент включения светильника прибор плавно поднимал напряжение не лампе, тем самым исключая возможность броска тока через холодную спираль лампы.

Во время своей работы лампы выделяют тепло . Не только лампа накаливания греется, нагреваются лампы экономки и даже светодиодные лампы выделяют тепло. Для долгой и бесперебойной работы ламп, необходимо чтобы соблюдался определенный тепловой режим, и температура не превышала расчетные параметры.

Маленький или закрытый плафон светильника не обеспечивает хорошую циркуляцию воздуха и происходит местный перегрев элементов лампы. Лампа накаливания в таком светильнике отклеится от цоколя. А электронные компоненты драйверов перегреются, и наверняка выйдут из строя раньше времени. Для продолжительной работы светильников, необходимо ответственно подойти к выбору ламп, не превышать мощность и тип устанавливаемых ламп, рекомендованных производителем.

Бывают светильники или люстры, в которых постоянно в одном и том же месте перегорают лампы . Такое случается из-за плохого контакта цоколя лампы с патроном светильника. Не исключены проблемы с выключателем или плохой контакт в клеммах. Плохой контакт подвержен нагреву и искрению. Перегрев и броски тока, вызванные искрением, пагубно влияют на состояние ламп.

Заводской брак . Иногда можно столкнутся банально с заводским браком, когда внешне благонадежная лампа сама по себе вышла из строя. Крупные производители всегда дают гарантию на свои лампы, и в течении гарантийного срока можно без проблем обменять на целую.

Производители безымянных ламп часто экономят на комплектующих, что бы заинтересовать покупателя низкой ценой. Срок работы изготовленных ламп соизмерим с ценой на них.

Несмотря на то, что с каждым годом различные энергосберегающие лампочки становятся всё более популярными у потребителей, в большинстве осветительных приборов в нашей стране по-прежнему используются обычные лампочки накаливания. Помимо количества потребляемой ими электрической энергии к главным их недостаткам можно отнести тот факт, что они быстро, а порой даже очень быстро выходят из строя. Попробуем коротко разобраться с вопросом о том, почему происходит неожиданно быстрое перегорание ламп накаливания.
Для начала выясним отчего происходит сам процесс перегорания ламп накаливания. Основной причиной этого неприятного события можно назвать износ нити из вольфрама. В процессе эксплуатации эта нить нагревается практически до той температуры, при которой происходит процесс плавления этого металла. Ведь только нагрев вольфрамовую нить до подобной температура можно получить световой поток необходимой интенсивности. При такой температуры происходит отделение атомов вольфрама от его кристаллической решётки, что приводит к постепенному истончению и обрыву нити накаливания электрической лампочки.
Теперь рассмотрим те факторы, которые приводят электрическую лампу накаливания к чересчур быстрому выходу из строя. Во-первых, главной причиной этого неприятного события можно назвать повышение напряжения в электрической сети. При таком явлении происходит чересчур быстрый разогрев нити накаливания лампочки, что приводит к интенсивному испарению атомов вольфрама и, соответственно, утончению и обрыву нити.
Что бы хоть как-то бороться с подобной ситуацией необходимо приобретать лампы накаливания рассчитанные для эксплуатации в электрических сетях имеющих напряжение 230-240 В, такие имеются в продаже. Об этом можно узнать внимательно изучив маркировку на лампочке, именно там и указываются подобные параметры.
Для того, чтобы эффективно бороться с постоянным повышением напряжения в электрической сети, можно приобрести и использовать стабилизатор напряжения. Его установку обычно производят во время ремонта квартиры.
Ещё одной причиной, которая приводит к достаточно быстрому выходу из строя электрических ламп накаливания является некачественный и плохой контакт внутри их патронов. Очень часто в осветительных приборах устанавливают пластиковые электрические патроны имеющие низкое качество, которые должны использоваться только для работы ламп мощностью до 40 Вт.
В такие патроны, совершенно не задумываясь о каких-либо негативных последствиях, с успехом вкручивают электрические лампочки гораздо большей мощности. Это приводит к тому, что пластиковый патрон начинает растрескиваться и постепенно выгорать. Все контакты в этих патронах медленно, но верно окисляются и подгорают. Как следствие, это становится причиной дополнительного и совершенно ненужного нагревания электрических лампочек и быстрого их перегорания.
В том случае, если в осветительном приборе, например, люстре, постоянно происходит быстрое перегорание электрических лампочек и от неё исходит специфическое потрескивание, которое сопровождает моргание лампы, то причина постоянного выхода её из строя кроется именно в патроне люстры. Для того, чтобы избавиться от подобной проблемы, необходимо заменить некачественный патрон на новый, который должен полностью соответствовать устанавливаемым в него лампочкам накаливания.
Также причиной достаточно быстрого перегорания ламп накаливания в осветительных приборах могут быть плохие выключатели, у которых имеются подгоревшие контакты. Для того, чтобы убедиться в этом достаточно просто разобрать выключатель и очень внимательно его рассмотреть. Если на контактах выключателя, в местах их соединений с электрическими проводами, наблюдаются почернения, а сами провода искрят, то такое устройство следует незамедлительно заменить на новое. Помимо причины быстрого вывода из строя электрических лампочек, подобный выключатель может спровоцировать возгорание.
Ещё одними из причин быстрого перегорания лампочек в квартире могут быть плохое соединение проводов осветительных приборов, слабые контакты в щитке или распределительной коробке. Здесь можно сказать лишь то, что все контакты обязаны быть очень надёжными и качественными. Периодически их нужно проверять, а если это потребуется, то подтягивать. Кстати, в квартире, в которой имеется проводка выполненная из алюминиевых проводов, ослабление их контактов наблюдается гораздо чаще, чем в случае использования медной электрической проводки.

Таким образом, имея представление о том, что является причиной достаточно быстрого выхода из строя электрических лампочек накаливания в осветительных приборах, можно достаточно быстро её обнаружить и легко устранить.

Что является причиной разрыва спирали в лампах накаливания.

Напряжение или перегорания.

Срочнооооо?

Напишите реферат на минуты 3.

Тема : история лампы накаливания!

Что является причиной порчи продуктов?

Из чего состойт лампа?

Срочнооооо?

Напишите реферат на минут 5.

Тема : история лампы накаливания!

Какие 2 газа может содержать в себе газоразрдная лампа?

Какие 2 газа может содержать в себе газоразрдная лампа.

Что является причиной разрыва спирали в лампах накаливания?

Что является причиной разрыва спирали в лампах накаливания.

Что является основной причиной возникновегия химического выветривания?

Что является основной причиной возникновегия химического выветривания.

В одной ветви включено 10 ламп сопротивлением 200 Ом каждая , а в другой 5 ламп сопротивлением 210 Ом каждая Определить общее сопротивление напряжение на лампах и ток в каждой лампе если сила тока в м?

В одной ветви включено 10 ламп сопротивлением 200 Ом каждая , а в другой 5 ламп сопротивлением 210 Ом каждая Определить общее сопротивление напряжение на лампах и ток в каждой лампе если сила тока в магистрале равна 10А.

Какой информацией надо обладать чтобы купить лампочку для настольной лампы?

Какой информацией надо обладать чтобы купить лампочку для настольной лампы.

Почему с люминесцентной лампой следует обращаться с большой осторожностью?

Б) Вдохновение Г) Перенос На бумагу Е) Духовное обогощение Только это не точно Я предположил.

Дизайнер интерьера в идеале должен обладатьобразованием – существует множество колледжей, училищ и даже ВУЗов, где обучают дизайнеров. Однако этот критерий не самый главный – дизайнер без образования может быть очень хорошим, а с образованием – сове..

2 планшет 3 циркуль 4дворник 9 математика 10 ткань 11 авто.

Аспидистра у меня есть такой вазон я знаю как он називаеться.

К натуральной группе.

Профессия фотограф. Фотограф — это человек, который с помощью фотоаппарата запечатлевает те или иные события, людей и объекты. Несмотря на некоторые различия в деятельности работодателей, должностные обязанности фотографа отличаются не очень сильно..

Чугу́н — сплав железа с углеродом (и другими элементами). Содержание углерода в чугуне не менее 2, 14 % (точка предельной растворимости углерода в аустените на диаграмме состояний), сплавы с содержанием углерода менее 2, 14 % называются сталью. Угл..

Попробуй сделать дворик ограждённой соломой (заборчик из соломы) и из разных природных материалов каких - нибудь животных, или даже из пластилина. Соломенный бычок, корова и т. Д.

1) Микроорганизмы — собирательное название группы живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооружённым глазом (их характерный размер — менее 0, 1 мм). На пищевые продукты ничего хорошего они не оказывают, а только наобо..

В одном случае это появление совершенно новых девайсов, а второй это эвалюция в производстве! Вот и всё.

© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.

Читайте также: