전구, 디자인 및 작동 원리는 무엇입니까

일반 전구가 무엇인지 궁금한 적이 있습니까? 우리 대부분은 가장 간단한 조명 장치가 베이스, 전구 및 텅스텐 필라멘트로 구성되어 있다는 것을 알고 있습니다. 하지만 그것이 어떻게 작동하고, 시간이 지나면 왜 소진되며, 램프 전구는 왜 불활성 가스로 채워져 있습니까?

이 기사에서는 단순한 "일리치 전구"와 최신 형광등 및 LED 장치의 모든 특성에 대해 설명합니다.

기사의 내용

백열전구란 무엇인가
현대식 램프의 설계 및 작동 원리

백열전구란 무엇인가

일반 백열등은 전원이 공급되는 광원으로, 그 주요 부분은 필라멘트 몸체 역할을 하는 내화물로 구성됩니다. 대부분의 경우 이러한 물질(도체)은 진공 플라스크 또는 불활성 가스로 채워진 플라스크에 배치됩니다. 전류가 도체를 통과하면 가열되어 밝은 빛을 내기 시작합니다. 일반 백열등입니다.

흥미로운! 전구의 텅스텐 필라멘트에 불이 들어오려면 약 2000°C의 온도로 가열되어야 합니다. 백열등 온도 한계는 3410°C로 간주될 수 있습니다.

창조의 역사

사실, 어떤 과학자도 스스로 무언가를 완전히 발명한 적이 없습니다. 이것이 바로 "고전적인" 전구에서 일어난 일입니다. 1840년에 Warren De la Rue라는 영국 발명가가 백금 도체로 구동되는 최초의 백열등을 디자인했습니다. 2년 전인 1838년에 조바드라는 벨기에 과학자가 세계 최초의 탄소 코어 광원을 발명했습니다. 제2차 세계 대전이 끝나기 정확히 100년 전에 하인리히 괴벨(Heinrich Goebel)은 현대 전구의 최초 프로토타입을 만들었습니다.

괴벨의 첫 번째 램프에는 진공 상태에서 탄 대나무 실이 놓여 있었다는 점은 주목할 만합니다. 과학자는 약 5년 동안 자신의 아이디어를 계속 연구한 후 일반 대중에게 발표했습니다.

러시아 과학자들은 또한 현재 전 세계에서 사용되는 발명에 상당한 공헌을 했습니다. 따라서 1874년에 공기가 없는 환경에 탄소 코어를 배치한 최초의 전구가 Alexander Nikolaevich Lodygin이라는 이름으로 등록되었습니다. 이러한 광원의 가장 큰 문제점은 전도체로서의 탄소가 오래 지속되지 못하고 사용 후 곧 소진된다는 점이었습니다. 시간이 지남에 따라 지구의 밝은 마음은 석탄을 텅스텐으로 대체한다는 아이디어를 내놓았습니다.

흥미로운! 전기와 조명 장치에 관해 이야기할 때, 위대한 토마스 에디슨을 빼놓을 수 없습니다. 생산 비용이 저렴하고 (당시 대부분의 장치에 비해) 내구성이 뛰어난 백열 램프를 처음으로 만들고 특허를 낸 사람은 바로 그 사람이었습니다.

발명 이후 친숙한 광원은 크게 변하지 않았지만 기술적인 변화가 여전히 발생했습니다. 도체가 더 발전된 것으로 교체되고 전구 내부 공간이 특수 가스로 채워지기 시작했습니다.

디자인 특징 및 작동 원리

표준 LN은 다음으로 구성됩니다.

불활성 가스로 채워진(또는 공기가 전혀 없는) 플라스크;
전구의 "뚜껑" 역할과 램프를 네트워크에 연결하는 요소 역할을 동시에 수행하는 베이스;
전극;
특수 지지대에 위치한 필라멘트 코일;
기본 연락처.

가열을 위한 전류 소모를 최소화하고 필라멘트의 단면적을 가능한 최소로 줄이기 위해 도체 재료로 텅스텐을 선택했습니다.

전구 디자인.

흥미로운! 텅스텐의 저항률 매개변수는 구리의 저항률 매개변수보다 3배 더 큽니다.

나선형은 전극의 전류에 의해 구동되며 몰리브덴은 나선형이 설치된 "뿔"의 주요 재료로 사용됩니다. 내화물이며 가열해도 실제로 팽창하지 않습니다. 불활성 가스를 사용하면 나선형의 잠재적인 사용 수명이 늘어납니다. 가스 환경에서는 나선형이 소진되기가 "더 어렵습니다". 베이스의 경우 크기와 나사산이 다를 수 있습니다.

특성 및 유형

우리가 익숙한 일반적인 가정용 약품 외에도 전문가들은 다음을 포함하여 몇 가지 종류를 더 식별합니다.

장식적. 비표준 전구 모양, 확대된 나선형 및 낮은 조명으로 구별됩니다. 이러한 장치는 디자이너가 "빈티지" 스타일로 프로젝트를 구현하는 데 가장 자주 사용됩니다.
조명. 내부에 전구가 그려져 있고 전력이 낮습니다(최대 25W). 빛의 색조가 빠르게 바뀌기 때문에 자주 교체해야 합니다.
신호. 이전에는 다양한 조명 장치에 널리 사용되었지만 현재는 이 분야에서 LED 옵션으로 적극적으로 대체되고 있습니다.
미러링되었습니다.이러한 램프의 전구는 빛을 잘 반사하는 알루미늄 층으로 부분적으로 덮여있어 실내 공간의 특정 지점에 조명을 집중시킬 수 있습니다.
수송. 자동차, 트랙터, 비행기, 다양한 해양 선박 등의 광학 장치를 장착하는 데 사용됩니다. 강도가 증가하고 진동에 강합니다.
이중 가닥. 철도 신호등, 비행기 및 자동차에 사용되는 특수 하위 유형입니다.

참조. 다른 유형의 LN이 있지만 오늘날 대부분은 보다 현대적인 장치로 대체되었으며 이에 대해서는 조금 더 자세히 설명하겠습니다.

장점과 단점

클래식 LP의 긍정적인 특성에는 저렴한 비용, 작은 크기, 네트워크의 작은 전압 강하에 대한 내성, 인간의 시력을 위한 쾌적한 조명 스펙트럼, 광범위한 전원 옵션, 구성에 독성 또는 기타 유해한 구성 요소가 없음 및 작동 중 소음. 단점에 대해 이야기하면 그중에서도 상대적으로 짧은 서비스 수명, 상당히 높은 전류 소비 및 화재 위험을 언급할 가치가 있습니다.

중요한! 강력한 백열등 주변의 표면은 섭씨 +330도까지 가열될 수 있습니다. 조심하세요!

적용 범위

클래식 LN은 건물 및 지역의 가정용 조명, 상업용 부동산, 자동차, 철도 및 항공 운송에 사용되며 휴대용 조명 장치(포켓 손전등 등)에 설치되고 영화, 디자인, 의학 및 기타 여러 분야에 사용됩니다. 인생의.

현대식 램프의 설계 및 작동 원리

현대 조명 장치에는 할로겐, 형광등, 에너지 절약형 및 LED 장치가 포함됩니다. 각 유형을 개별적으로 고려해 보겠습니다.

할로겐

이러한 장치는 기존 LN의 현대화된 버전입니다. 이러한 장치의 플라스크는 할로겐으로 채워져 있으며, 이는 가열될 때 증발하는 텅스텐과 반응합니다. 이를 통해 장치의 수명을 연장할 수 있습니다. 또한 할로겐 램프에는 석영이 사용됩니다. 할로겐 조명 장치는 일반적으로 기존 램프보다 성능 특성이 더 높습니다.

할로겐.

발광성

이러한 장치를 형광등이라고도 합니다. 연색성이 뛰어나 상점 창문 및 선반 조명에 사용할 수 있습니다. LN에 비해 발광 장치는 에너지 소비가 4~5배 적고 수명이 더 깁니다. 또한 일부 모델에서는 저온에서 성능이 저하되고 유해 물질(수은 포함)이 함유되어 있다는 단점도 있습니다. 발광.

에너지 절약

에너지 절약형 조명 장치의 주요 특징은 램프의 점화와 작동을 모두 보장하는 전자 장치입니다. 이러한 장치는 보다 안정적인 작동, 낮은 전력 소비, 더 긴 서비스 수명 및 다양한 사용 가능한 색상이 특징입니다.

에너지 절약.

중요한! 에너지 절약 램프 생산에는 자연과 인체에 유해한 물질이 사용되므로 해당 물질의 폐기는 반드시 특별 수거 장소를 통해서만 이루어져야 합니다.

주도의

이러한 램프의 디자인은 반도체 결정을 사용합니다. 전류가 통과할 때 빛을 발합니다.동일한 할로겐 장치에 비해 LED 장치는 약 4~7배 더 효율적이며 서비스 수명 측면에서 이러한 장치는 최대 50,000시간까지 지속될 수 있습니다. LED 램프의 유일한 단점은 높은 비용으로 간주되지만 유지 관리 및 소비 비용 절감을 고려하면 장기적으로 구매하는 것이 훨씬 더 수익성이 높습니다. 주도의.