Kodėl egzistuoja amžina lemputė, neįmanoma

Livermore mieste (Kalifornija, JAV) yra unikali lemputė, kuri buvo įsukama 1901 m. Ir nuo to laiko veikia be trikdžių. Tai yra absoliutus įrašas pateko į Gineso rekordų knygą. Priešgaisrinėje stotyje Nr. 6 priešais unikalią lemputę yra įrengta internetinė kamera, todėl lemputę galima pamatyti internete. Kaip tai buvo įmanoma?

Yra žinoma, kad pagrindinis elektros lemputės perdegimo veidas yra laipsniškas volframo siūlelio susidėvėjimas. Šis siūlas kaitinamas beveik iki volframo lydymosi temperatūros (3300 ° C), kitaip jūs negausite intensyvaus šviesos srauto. Esant tokiai temperatūrai, volframo atomai kristalų tinklelyje intensyviai vibruoja, o kai kurie iš jų išeina ir išeina į kosmosą, nusėsdami ant kolbos sienelių. Palaipsniui siūlas tampa plonesnis, o ploniausioje vietoje temperatūra viršija lydymosi tašką, siūlas išdega.

Akivaizdu, kad norint padidinti lemputės tarnavimo laiką, būtina įdiegti storesnį siūlą. Bet tuo pačiu metu, norint išlaikyti sriegio atsparumą, būtina padidinti jo ilgį. Dvigubas siūlelio skersmens padidėjimas lemia volframo masės padidėjimą 8 kartus. O volframas yra brangus metalas, todėl dabartiniai elektros lempučių gamintojai bando jį išsaugoti.

Tačiau yra ir kita lempų dėvėjimo priežastis, apie kurią beveik niekas nežino. Faktas yra tas, kad plona kolbos stiklinė įkaitintoje būsenoje praleidžia dujas. Yra lentelės skirtingiems stiklams ir skirtingoms dujoms esant skirtingai temperatūrai. Pavyzdžiui, 1 cm2 stiklinio paviršiaus, kurio storis 1 mm 1 s ir kurio slėgio skirtumas yra 1 mm Hg. praleidžia 6,5 ​​* 10 (–12) cm3 azoto, esant 600 ° C temperatūrai (pagrindinė oro dalis).

Apskaičiuokime standartinės 40 vatų lemputės, kurios lemputės paviršiaus plotas yra 200 cm2, o volframo kaitinimo siūlelio paviršiaus plotas yra (maždaug) 0,3 cm2, lemputės temperatūrą, t. skirtumas yra 660 kartų.

Naudodami skaičiavimo metodą pagal Stfano-Boltzmano įstatymą ir atsižvelgdami į tai, kad visa sriegio infraraudonoji spinduliuotė kaitina kolbą (matoma šviesa yra ne didesnė kaip 3%), gauname kolbos temperatūrą apie 400 ° C (kiekvienas gali įsitikinti, kad tai padaryta palietus kolbą). šviečianti lemputė). Be to, atsižvelgiant į kolbos stiklinės storį 0,5 mm, slėgio skirtumas yra 760 mm, RT. ir laikas yra 1 metai, mes gauname dujų įsiskverbimą į lempą apie 4-5 cm.

Keletą metų, jei siūlas neišdegs, lemputė prisipildys dujų, įvyks dujų išlydis, o kartu su juo - kaitinamasis siūlas. Tuomet šis siūlas išsilydys greičiau. Taigi, norint sukurti ilgą tarnavimo laiką kaitinančią lempą, būtina: sumontuoti storą volframo siūlelį, padidinti lempos lemputės paviršiaus plotą (tokiu atveju lemputės temperatūra taps žemesnė, o dujų nuotėkis sumažės), padidinti lemputės stiklo storį.

Akivaizdu, kad šios sąlygos buvo įvykdytos ilgai veikiančioje lempoje. Tačiau dabartiniai gamintojai nenori įvykdyti šių sąlygų, pirma, dėl taupumo (volframo ir stiklo), ir, antra, gamintojai tiesiog nėra suinteresuoti išleisti „amžinas“ lemputes (kitaip jos „sudegs“).

Comments

[#1 Sergejus]

Kaip pažymėta, kaitinamosios lempos tarnavimo laikas nustatomas iškaitintos kaitrinės gumos medžiagos išgarinimo metu. Nuolat deganti lemputė (pavyzdžiui, nusileidus aukštybiniame pastate) sudegs anksčiau. Todėl paprasčiausias būdas padidinti jo tarnavimo laiką yra sumažinti degimo laiką, t.Įjunkite jį tik tada, kai reikia, būtent kai kažkas yra kambaryje. Tai galima padaryti naudojant grandinės pertraukiklius su judesio davikliais (bet tik tuo atveju, jei jungiklis elektros srovės tiekimą lempos grandinei teikia be šokų, o tai nėra būdinga visiems modeliams). Šie vaizdeliai yra nebrangūs, jie veikia ilgą laiką, ir atsižvelgiant į tai, kad ne tik lemputė tarnauja ilgiau, bet ir taupoma energija (pirmiausia ant tų pačių laiptų), man atrodo, kad turėtumėte rimtai apsvarstyti galimybę jas naudoti (ar net šioje srityje). mes esame už visos planetos).

[#2 tu]

Antitūrinis nesąmonė. Autorius praleido mokyklos fizikos kursą.

[#3 andy78]

tu Bet gal galėtumėte pateikti daugiau informacijos, kodėl taip gavote? Pageidautina su savo argumentais. Ir tada visi mokykloje kažkada mokė fizikos ir tiesiog nurodyti, kad kažkas ten neišmoko neišgrynindami faktų, kažkaip nėra labai gražu. Apskritai, mes laukiame normalaus komentaro.

[#4]

Jei lempa tiekiama su žema įtampa, jos tarnavimo laikas gali padidėti šimtus kartų.

[#5]

Aš atsakau į klausimą. Šis straipsnis neturi jokių jungčių:

1) Straipsnyje sakoma, kad ... Akivaizdu, kad norint padidinti lemputės tarnavimo laiką, būtina įdiegti storesnį sriegį. Bet tuo pačiu metu, norint išlaikyti sriegio atsparumą, būtina padidinti jo ilgį.

Tačiau tokiu atveju spiralės plotas padidės ir pagal šiame straipsnyje minėtą Stefano-Boltzmanno įstatymą temperatūra, taigi ir efektyvumas, sumažės.

2) aš neišmatuojau lempos temperatūros, tačiau, mano manymu, nebuvo atsižvelgta į tai, kad ne visi infraraudonieji spinduliai šildo lemputę (kai kurios praeis).

[#6 MIKADO]

Yra geras filmas apie lemputes, ir apie kaproną, ir apie biotechnologijas ... jame pasakojama apie specialiai sukurtą LAUKO TEORIJĄ. Lemputė, televizorius, telefonas, mikrobangų krosnelė veikia tiksliai garantinio laikotarpio metu.

[#7]

Aš, kaip elektrofizikas ir vintažinių lempų kolekcionierius, atkreipiu dėmesį.
PRIEŠ VISĄ - šioje „Shelby Mazda“ lemputėje sriegis yra ne volframas, bet net anglis ir gana riebus. Šios lempos paprastai yra tvirtos.

1. Senų lempučių lemputės yra beveik tris kartus storesnės nei šiuolaikinių, kai kurių klientų storis siekia 1,2 mm. Tiksliau, šis („Shelby Mazda-Edison“) turi 0,8–0,86 mm.
2. Senų lempučių lemputės skersmuo yra daug didesnis, nesvarbu, ar tai „Mazda-Edison“, ar „Westinghouse“.
3. Spiralė dėl spalvų temperatūros įkaista daug mažiau nei šiuolaikinės lempos ir labai, labai silpnai šildo lemputę. Tai galite asmeniškai patikrinti nuėję į Maskvos žiburių muziejų ir palietę lempą rankomis. Net 60 vatų lempos temperatūra lemputės paviršiuje yra 70–80 laipsnių, kai pilna apkrova, jokiu būdu ne 400.
4. PIRMA PASTABA - įtampa iki 1956 m. JAV nebuvo labai gerai normalizuota ir patikrinta ir, kaip taisyklė, buvo žemesnė nei 125 voltai, kuriai ši lempa buvo skirta.
5. ANTROJI maža paslaptis - lempos lemputė buvo grūdinta ir kurį laiką laikoma tirpale, po kurios lempos paviršius įgavo metalo atspalvį - galbūt tai taip pat paveikė.

Ir ... paskutinė maža paslaptis - aš tikiu, kad lempa jau buvo pakeista, tačiau nėra įprasta apie tai kalbėti. Įsigyti identišką NAUJĄ (nenaudotą) lempą JAV nėra problema, tačiau net skurdus muziejus gali sau tai leisti. Bet kokiu atveju, šis muziejus aukcionuose konkuruoja būtent dėl ​​šių lempų ... o, aš manau, kad ne veltui jie turi rezervą ir ne vieną.
Kam įdomu ilgaamžė lempa - rašyk :)

[#8]

Neįmanoma rašoma kartu. Autorius, kampanija, ne tik praleido fiziką.

[#9 andy78]

Aleksejus, jūs taip pat parašėte neteisingai parašytą žodį, teisinga rašyti „parašyti“. Ar išėjai su autore?

[#10 Maksimas]

Aš nesuprantu, kaip autorius apskaičiavo ...

"...Dvigubas siūlelio skersmens padidėjimas lemia 8 kartus padidintą volframo masę ... "

sriegis iš esmės yra cilindras, kurio tūris bus V = PiD ^ 2 * L / 4 (D yra skersmuo, L yra ilgis, Pi yra 3,14159 ...). Siūlo masė yra m = V * p (V yra tūris, p yra tankis). Taigi, jei dvigubai padidinsite skersmenį, tada masė padidės tik 4 kartus. Autorius praleido ne tik fiziką, bet ir matematiką.

[#11]

Padidinus skersmenį, sriegio pasipriešinimas sumažėjo, reikėjo grąžinti ankstesnį pasipriešinimą, jie tai pasiekė padidindami ilgį per pusę. 4 * 2 = 8

[#12]

Nuo 2013 m. Lapkričio mėn. Tiksliai ta pati lemputė (iš tos pačios partijos) buvo eksponuojama muziejaus „Maskvos žiburiai“ ekspozicijoje „Istorinės ir neįprastos lemputės“ yra 4-oji salė, vitrinos numeris 2. Galite paprašyti vadovo įjungti šviesas.

[#13]

Atidžiai perskaičiau straipsnį, nusprendžiau parašyti jūsų komentarus čia. Nėra nieko amžino! Net mūsų saulė rytoj išeis, sudeginus visą H2 kurą (vandenilį). Viskas keičiasi ir miršta kosmose ir gamtoje. Išvada: neįmanoma sukurti nuolatinio judesio mašinos, remiantis fizikos įstatymu „dėl energijos taupymo“, neįmanoma sukurti amžinos lemputės. Aš sutinku su vienu, kad galite pratęsti lemputės tarnavimo laiką iki 5000 valandų, tačiau tokios lemputės kaina didėja eksponentiškai. Todėl ši lempa nėra naudinga gamintojui, o brangi lempa vartotojui. Beje: vakar pažiūrėjau „YouTube“ vaizdo įrašą pavadinimu „Elektros lemputės efektas“ ir jame paminėjau šią amžiną šviesą, kuri nuo 1901 metų dega gaisrinėje. Yra vaizdo kamera, nukreipta į šią lemputę. PS: Dėkojame šio straipsnio autoriui už patarimus, kaip šiandien pasirinkti parduotuvėje kokybišką kaitrinę lemputę. Man patiko.

[#14 Vladimiras Kornienko]

Ankstesniame amžiuje (kaip ir Lodyginas) jis rodė lempą su anglies siūlais, kuri nuolat veikė 15 metų. Tačiau šiuolaikinėse lempose ilgą laiką nėra vakuumo, vietoj jo - ksenonas, kriptonas, kartais helis ar vandenilis.