გადამრთველის გადართვა - და ბნელი ოთახი მყისიერად შეიცვალა, ინტერიერის უმცირესი ელემენტების დეტალები გამოჩნდა. ასე ვრცელდება პატარა მოწყობილობის ენერგია მყისიერად, ირგვლივ ყველაფერს შუქით ავსებს. რა გაიძულებთ შექმნათ ასეთი ძლიერი გამოსხივება? პასუხი იმალება განათების მოწყობილობის სახელში, რომელსაც ინკანდესენტური ნათურა ჰქვია.
პირველი განათების ელემენტების შექმნის ისტორია
პირველი ინკანდესენტური ნათურების წარმოშობა თარიღდება მე-19 საუკუნის დასაწყისით. უფრო სწორად, ნათურა ცოტა მოგვიანებით გამოჩნდა, მაგრამ პლატინის და ნახშირბადის ღეროების ბზინვარების ეფექტი ელექტრული ენერგიის მოქმედებით უკვე შეინიშნება. მეცნიერთა წინაშე ორი რთული კითხვა წამოიჭრა:
- იპოვება მაღალი წინააღმდეგობის მასალები, რომლებსაც შეუძლიათ გაცხელება დენის გავლენის ქვეშ სინათლის გამოსხივების მდგომარეობამდე;
- მასალის სწრაფი წვის პრევენცია ჰაერში.
კვლევა დარუსი მეცნიერის ალექსანდრე ნიკოლაევიჩ ლოდიგინის და ამერიკელი თომას ედისონის გამოგონებები.
Lodygin-მა შემოგვთავაზა ნახშირბადის ღეროების გამოყენება ინკანდესენტურ ელემენტად, რომლებიც დალუქულ კოლბაში იყო. დიზაინის მინუსი იყო ჰაერის ამოტუმბვის სირთულე, რომლის ნარჩენები ხელს უწყობდა ღეროების სწრაფ წვას. მაგრამ მაინც, მისი ნათურები იწვა რამდენიმე საათის განმავლობაში და განვითარება და პატენტები გახდა საფუძველი უფრო გამძლე მოწყობილობების შესაქმნელად.
ამერიკელმა მეცნიერმა თომას ედისონმა, გაეცნო ლოდიგინის ნამუშევრებს, შექმნა ეფექტური ვაკუუმური კოლბა, რომელშიც ჩადო ბამბუკის ბოჭკოსგან დამზადებული ნახშირბადის ძაფი. ედისონმა ასევე უზრუნველყო ნათურის საფუძველს თანამედროვე ნათურებისთვის დამახასიათებელი ხრახნიანი კავშირი და გამოიგონა მრავალი ელექტრო ელემენტი, როგორიცაა: შტეფსელი, დაუკრავი, მბრუნავი გადამრთველი და მრავალი სხვა. ედისონის ინკანდესენტური ნათურის ეფექტურობა მცირე იყო, თუმცა მას შეეძლო 1000 საათამდე მუშაობა და პრაქტიკული გამოყენება.
შემდგომში, ნახშირბადის ელემენტების ნაცვლად, შემოთავაზებული იქნა ცეცხლგამძლე ლითონების გამოყენება. თანამედროვე ინკანდესენტურ ნათურებში გამოყენებული ვოლფრამის ძაფი ასევე დაპატენტებულია Lodygin-ის მიერ.
მოწყობილობა და ნათურის მუშაობის პრინციპი
ინკანდესენტური ნათურის დიზაინი ძირეულად არ შეცვლილა ას წელზე მეტი ხნის განმავლობაში. მასში შედის:
- ჰერმეტულად დალუქული კოლბა, რომელიც ზღუდავს სამუშაო ადგილს და ივსება ინერტული გაზით.
- პლინტი რომ აქვსსპირალური ფორმა. ის ემსახურება ნათურის დამაგრებას ბუდეში და ელექტრონულად აკავშირებს მას დენის მატარებელ ნაწილებთან.
- გამტარები, რომლებიც ატარებენ დენს ფუძიდან სპირალამდე და აკავებენ მას.
- ინკანდესენტური სპირალი, რომლის გათბობა ქმნის სინათლის ენერგიის გამოყოფას.
როდესაც ელექტრული დენი გადის ხვეულში, ის მყისიერად თბება უმაღლეს ტემპერატურამდე 2700 გრადუსამდე. ეს გამოწვეულია იმით, რომ სპირალს აქვს დიდი დენის წინააღმდეგობა და ამ წინააღმდეგობის დასაძლევად დიდი ენერგია იხარჯება, რომელიც სითბოს სახით გამოიყოფა. სითბო ათბობს ლითონს (ვოლფრამი) და ის იწყებს სინათლის ფოტონების გამოყოფას. იმის გამო, რომ კოლბა არ შეიცავს ჟანგბადს, ვოლფრამი გაცხელების დროს არ იჟანგება და არ იწვება. ინერტული გაზი ხელს უშლის ცხელი ლითონის ნაწილაკების აორთქლებას.
რა არის ინკანდესენტური ნათურის ეფექტურობა
ეფექტურობა გვიჩვენებს დახარჯული ენერგიის რამდენი პროცენტი გარდაიქმნება სასარგებლო სამუშაოდ და რა არა. ინკანდესენტური ნათურის შემთხვევაში, ეფექტურობა დაბალია, რადგან ენერგიის მხოლოდ 5-10% მიდის სინათლეზე, დანარჩენი გამოიყოფა სითბოს სახით.
პირველი ინკანდესენტური ნათურების ეფექტურობა, სადაც ნახშირბადის ღერო ასრულებდა ძაფის როლს, კიდევ უფრო დაბალი იყო თანამედროვე მოწყობილობებთან შედარებით. ეს გამოწვეულია კონვექციის გამო დამატებითი დანაკარგებით. სპირალურ ძაფებს აქვთ ამ დანაკარგების უფრო დაბალი პროცენტი.
ინკანდესენტური ნათურის ეფექტურობა პირდაპირ დამოკიდებულია სპირალის გათბობის ტემპერატურაზე. სტანდარტულად, 60 ვტ ნათურის კოჭა თბება 2700 ºС-მდე,ეს ეფექტურობა მხოლოდ 5%-ია. შესაძლებელია გათბობის მნიშვნელობის გაზრდა 3400 ºС-მდე ძაბვის გაზრდით, მაგრამ ეს შეამცირებს მოწყობილობის ხანგრძლივობას 90% -ზე მეტით, თუმცა ნათურა უფრო კაშკაშა ანათებს და ეფექტურობა გაიზრდება 15%..
მცდარია მოსაზრება, რომ ნათურის სიმძლავრის გაზრდა (100, 200, 300 W) იწვევს ეფექტურობის ზრდას მხოლოდ იმიტომ, რომ გაიზარდა მოწყობილობის სიკაშკაშე. ნათურა დაიწყო უფრო კაშკაშა ნათება თავად სპირალის უფრო დიდი სიმძლავრის გამო და უფრო დიდი სინათლის გამომუშავების შედეგად. მაგრამ ენერგიის ხარჯებიც გაიზარდა. მაშასადამე, 100 ვტ ინკანდესენტური ნათურის ეფექტურობა ასევე იქნება 5-7%-ის ფარგლებში.
ინკანდესენტური ნათურების ჯიშები
ინკანდესენტური ნათურები მოდის სხვადასხვა დიზაინითა და ფუნქციონალური მიზნებით. ისინი იყოფა განათების მოწყობილობებად:
- ზოგადი გამოყენება. ეს მოიცავს სხვადასხვა სიმძლავრის საყოფაცხოვრებო მოხმარების ნათურებს, რომლებიც განკუთვნილია ქსელის ძაბვისთვის 220 ვ.
- დეკორატიული დიზაინი. აქვთ არასტანდარტული ტიპის კოლბები სანთლების, სფეროს და სხვა ფორმების სახით.
- განათების ტიპი. დაბალი სიმძლავრის ფერადი ნათურები ფერადი განათებისთვის.
- ადგილობრივი დანიშნულება. უსაფრთხო ძაბვის მოწყობილობები 40 ვ-მდე. ისინი გამოიყენება საწარმოო მაგიდებზე, ჩარხების სამუშაო ადგილების გასანათებლად.
- სარკე დაფარული. ნათურები, რომლებიც ქმნიან მიმართულ სინათლეს.
- სიგნალის ტიპი. გამოიყენება სხვადასხვა მოწყობილობების დაფებზე სამუშაოდ.
- ტრანსპორტისთვის. გაზრდილი აცვიათ წინააღმდეგობის და საიმედოობის ნათურების ფართო სპექტრი. აქვს მოსახერხებელი დიზაინი სწრაფი ჩანაცვლებისთვის.
- პროჟექტორებისთვის. გაზრდილი სიმძლავრის ნათურები, აღწევს 10000 ვტ-მდე.
- ოპტიკური მოწყობილობებისთვის. ნათურები კინოპროექტორებისთვის და მსგავსი მოწყობილობებისთვის.
- კომუტატორი. გამოიყენება როგორც საზომი ინსტრუმენტების ციფრული ჩვენების სეგმენტები.
ძაფიანი ნათურების დადებითი და უარყოფითი მხარეები
ინკანდესენტური ტიპის განათების მოწყობილობებს აქვთ საკუთარი მახასიათებლები. დადებითი მოიცავს:
- სპირალის მყისიერი აალება;
- ეკოლოგიური უსაფრთხოება;
- მცირე ზომა;
- სამართლიანი ფასი;
- უნარი შექმნას სხვადასხვა სიმძლავრის და მოქმედი ძაბვის მოწყობილობები როგორც AC, ისე DC;
- აპლიკაციის მრავალფეროვნება.
უარყოფით:
- დაბალი ეფექტურობის ინკანდესენტური ნათურა;
- მგრძნობელობა სიცოცხლის გადამრჩენი ენერგიის მატების მიმართ;
- მოკლე სამუშაო საათები არაუმეტეს 1000;
- ნათურების ხანძრის საშიშროება ნათურის ძლიერი გაცხელების გამო;
- მყიფე დიზაინი.
სხვა ტიპის განათების მოწყობილობები
არსებობს განათების ნათურები, რომელთა პრინციპი ძირეულად განსხვავდება ინკანდესენტური ნათურების მუშაობისგან. მათ შორისაა გაზის გამონადენი და LED ნათურები.
არსებობს ბევრი რკალის ან გაზის გამომშვები ნათურები, მაგრამ ისინი ყველა ეფუძნება გაზის სიკაშკაშეს, როდესაც რკალი ჩნდება ელექტროდებს შორის. ბზინვარება ხდება ულტრაიისფერ სპექტრში, რომელიც შემდეგ გარდაიქმნება ადამიანის თვალისთვის ხილვად.ფოსფორის საფარის გავლით.
პროცესი, რომელიც ხდება გაზის გამონადენის ნათურაში, მოიცავს მუშაობის ორ ეტაპს: რკალის გამონადენის შექმნას და ნათურაში გაზის იონიზაციისა და ბზინვარების შენარჩუნებას. აქედან გამომდინარე, ყველა სახის ასეთი განათების მოწყობილობას აქვს მიმდინარე კონტროლის სისტემა. ფლუორესცენტურ მოწყობილობებს აქვთ უფრო მაღალი ეფექტურობა, ვიდრე ინკანდესენტური ნათურები, მაგრამ არაუსაფრთხოა, რადგან ისინი შეიცავს ვერცხლისწყლის ორთქლს.
LED განათების მოწყობილობები ყველაზე თანამედროვე სისტემებია. ინკანდესენტური ნათურის და LED ნათურის ეფექტურობა შეუდარებელია. ამ უკანასკნელში ის 90%-ს აღწევს. LED-ის მუშაობის პრინციპი ემყარება გარკვეული ტიპის ნახევარგამტარის ნათებას ძაბვის გავლენის ქვეშ.
რა არ მოსწონს ინკანდესენტურ ნათურას
ჩვეულებრივი ინკანდესენტური ნათურის სიცოცხლე შემცირდება, თუ:
- ძაბვა ქსელში მუდმივად გადაჭარბებულია ნომინალურიდან, რისთვისაც შექმნილია განათების მოწყობილობა. ეს გამოწვეულია გათბობის სხეულის ოპერაციული ტემპერატურის ზრდით და, შედეგად, ლითონის შენადნობის გაზრდილი აორთქლებით, რაც იწვევს მის უკმარისობას. თუმცა ინკანდესენტური ნათურის ეფექტურობა უფრო დიდი იქნება.
- მკვეთრად შეანჯღრიეთ ნათურა მუშაობის დროს. როდესაც ლითონი თბება დნობასთან ახლოს არსებულ მდგომარეობამდე და ნივთიერების გაფართოების გამო მცირდება სპირალის მოხვევებს შორის მანძილი, ნებისმიერმა მექანიკურმა, მკვეთრმა მოძრაობამ შეიძლება გამოიწვიოს თვალისთვის შეუმჩნევლად შემობრუნების წრე. ეს ამცირებს კოჭის საერთო წინააღმდეგობას დენის მიმართ, ხელს უწყობს მის უფრო დიდ და სწრაფ გათბობასდამწვრობა.
- გახურებულ კოლბაზე წყალი მოხვდება. ტემპერატურის სხვაობა ხდება დარტყმის ადგილზე, რაც იწვევს შუშის მსხვრევას.
- შეეხეთ თითებს ჰალოგენური ნათურის ნათურას. ჰალოგენური ნათურა არის ინკანდესენტური ნათურის ტიპი, მაგრამ აქვს მნიშვნელოვნად მაღალი სინათლე და სითბო. შეხებისას კოლბაზე თითიდან უხილავი ცხიმიანი ლაქა რჩება. ტემპერატურის გავლენის ქვეშ, ცხიმი იწვის, წარმოიქმნება ნახშირბადის დეპოზიტები, რომლებიც ხელს უშლიან სითბოს გადაცემას. შედეგად, შეხების ადგილას, მინა იწყებს დნობას და შეიძლება ასკდეს ან ადიდდეს, არღვევს გაზის რეჟიმს შიგნით, რაც იწვევს სპირალის დამწვრობას. ჰალოგენურ ინკანდესენტურ ნათურებს უფრო მაღალი ეფექტურობა აქვთ, ვიდრე ჩვეულებრივი.
როგორ შევცვალოთ ნათურა
თუ ნათურა დამწვარია, მაგრამ ნათურა არ ჩამოინგრა, მაშინ შეგიძლიათ შეცვალოთ იგი მთლიანად გაგრილების შემდეგ. ამ შემთხვევაში გამორთეთ დენი. ნათურის ხრახნისას თვალების მიმართულება არ არის საჭირო, მით უმეტეს, თუ ელექტროენერგიის გამორთვა შეუძლებელია.
როცა ნათურა გასკდა, მაგრამ ფორმა შეინარჩუნა, მიზანშეწონილია აიღოთ ბამბის ქსოვილი, გადაკეცოთ რამდენიმე ფენად და ნათურის გარშემო შემოახვიოთ, სცადოთ შუშის ამოღება. შემდეგი, იზოლირებული სახელურებით pliers-ის გამოყენებით, ფრთხილად გახსენით ძირი და ჩაყარეთ ახალი ნათურა. ყველა ოპერაცია უნდა შესრულდეს გამორთული გამორთვით.
დასკვნა
მიუხედავად იმისა, რომ ინკანდესენტური ნათურის ეფექტურობა მცირე პროცენტია და მას სულ უფრო მეტი კონკურენტი ჰყავს, ის აქტუალურია ცხოვრების ბევრ სფეროში. აქ არის უძველესი ნათურაც კი, რომელიც განუწყვეტლივ მუშაობს ას წელზე მეტი ხნის განმავლობაში.განა ეს არ არის სამყაროს შეცვლის მცდელობის გენიალურობის დადასტურება და განმტკიცება?
