КПД тепловых источников излучения (ламп накаливания)
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ская прочность, вибростойкость, использование специальных цоколей, позволяющих быстро заменять лампы в стеснённых условия и, в то же время, предотвращающих самопроизвольное выпадение ламп из патронов. Рассчитаны на питание от бортовой электрической сети транспортных средств (6-220 В);
прожекторные ЛН обычно имеют большую мощность (до 10 кВт, ранее выпускались лампы до 50 кВт) и высокую световую отдачу. Используются в световых приборах различного назначения (осветительных и светосигнальных). ТН таких ламп, как правило, выполняется компактным (близким к точечному или прямоугольным), что обеспечивается как особой его конструкцией, так и специальной подвеской в колбе;
ЛН для оптических приборов, к числу которых относятся и выпускавшиеся массово до конца XX в. лампы для кинопроекционной техники, имеют компактные тела накаливания, многие из них помещаются в колбы специальной формы. Используются в различных приборах (измерительные приборы, медицинская техника и т. п.);
Коммутаторная лампа накаливания (24В 35мА)
Коммутаторные ЛН служили индикаторами на коммутаторных панелях. Представляют собой узкие длинные миниатюрные лампы с гладкими параллельными контактами, что позволяет легко их заменять. Выпускались варианты: КМ 6-50, КМ 12-90, КМ 24-35, КМ 24-90, КМ 48-50, КМ 60-50, где первая цифра означает рабочее напряжение в вольтах, вторая - силу тока в миллиамперах. В настоящее время в качестве индикаторов чаще применяют светодиоды.
Особой группой ЛН являются галогенные лампы накаливания или их соединений, за счёт чего удаётся существенно повысить рабочую температуру ТН, избегая, в то же время, его быстрого распыления.
История изобретения
Электрические источники света - детище XIX и главным образом XX века. Наиболее быстрое развитие они получили в последние 50 - 60 лет. Назовем в хронологическом порядке важнейшие события на пути совершенствования электрических источников света, позволяющие проследить развитие научной и конструкторской мысли.
В 1802 г. русский физик В. В. Петров открыл явление электрической дуги между угольными электродами и отметил ее световые свойства, подсказав тем самым возможность использования этого явления для целей освещения. Вскоре после открытия в 1800 г, теплового действия электрического тока начались опыты по получению света путем накаливания проводников током. Многочисленные работы в этой области многие годы не давали удовлетворительных результатов. Лишь в 1872 г. успех сопутствовал русскому изобретателю и конструктору А. Н. Лодыгину, который предложил источник света, в принципе схожий с современной лампой накаливания (рис. 1).
Он заключил в стеклянный баллон угольный стерженек, выпиленный из реторного угля (полученного при сухой перегонке дерева), и пропустил через него ток. Уголек разогревался и ярко светился. Кислород внутри баллона поглощался за счет сгорания части угля (вакуумной техники тогда не было). Оставшаяся часть угля относительно долго работала, излучая свет. Позже лампа была Усовершенствована В. Ф. Дидрихсоном (рис. 2), который разместил в баллоне несколько угольных стерженьков, автоматически переключавшихся по мере перегорания.
В 1876 г. русский изобретатель П. Н. Яблочков использовал для получения света электрическую дугу. В лампе Яблочкова, которая вошла в историю под названием свеча Яблочкова и представляла собой открытую угольную дугу, в качестве электродов были применены два угольных стержня, расположенных параллельно и разделенных промежутком из смеси каолина с магнезией.
В 1879 г. американский изобретатель Т.А. Эдисон усовершенствовал лампу А. Н. Лодыгина, применив для тела накала угольный волосок, полученный обугливанием длинных и тонких бамбуковых волокон, и откачав из баллона воздух (рис. В.2,а). Конструкция лампы оказалась достаточно технологичной, что позволило организовать промышленное производство ламп с угольной нитью (рис. В. 2,б). Лампы накаливания начинают широко внедряться в практику электрического освещения во многих странах, в том числе в России.
В 1890 г. А. Н. Лодыгин демонстрировал лампу с телом накала в виде нити из тугоплавкого металла - молибдена. Эта идея оказалась очень плодотворной. Для изготовления тела накала пытались применять платину, осмий, цирконий, тантал и, наконец, вольфрам, который вытеснил впоследствии все другие металлы. Первые образцы ламп с применением вольфрама появились в 1903 г., в 1906 г. начался промышленный выпуск вакуумных ламп с прямой вольфрамовой тянутой нитью (рис. 3).
В 1913 г. американский ученый И. Ленгмюр предложил наполнять лампу накаливания нейтральным газом и применять спирализованное тело накала вместо нитевидного. Эти меры позволили уменьшить температурное распыление вольфрамовой проволоки и за счет этого увеличить продолжительность горения (срок службы) лампы. И. Ленгмюру принадлежит теоретическая и практическая разработка спиральных вакуумных и газополных ламп (рис. 4,а, б).
В 1914 г. были изобретены газополные лампы накаливания с биспиральным (дважды спирализованным) телом накала. Но они долго не получали практического применения из-за сильного провиса