Категории


 

Тепловые источники света

«Сердцем» всех ламп служит тело накала 1. Тело накала — это тонкая проволока из самого тугоплавкого металла, известного в настоящее время, — вольфрама. При прохождении по такой проволоке электрического тока расчетной величины она нагревается до температуры 2000 - 3200 К (примерно 1700 - 2900 °С) и начинает светиться. При таких высоких температурах на воздухе вольфрам соединяется с кислородом (как известно, в составе воздуха содержится 21 % кислорода), и если бы нить работала на воздухе, она мгновенно бы окислилась и разрушилась. Поэтому тело накала помещается в герметично запаянную стеклянную или кварцевую колбу 2, из которой воздух удален полностью. Пространство без воздуха называется вакуумом (в переводе на русский — пустота). Однако в вакууме вольфрам при высоких температурах начинает испаряться, а испаряющиеся с нити атомы вольфрама оседают на стенках колбы, вызывая ее потемнение. Поэтому вакуумными делают лампы только небольшой мощности — до 25 Вт, у которых тело накала работает при сравнительно низких температурах (не выше 2500 К).

Для уменьшения испарения вольфрама колбы более мощных ламп после тщательной откачки наполняют инертным газом 3. Такое наполнение значительно снижает скорость испарения вольфрама, причем этот эффект проявляется тем сильнее, чем тяжелее наполняющий газ. Лампы с колбой, наполненной инертным газом, называются газополными.

Из шести инертных газов (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон) для наполнения колб ламп накаливания используются три — аргон, криптон и ксенон. Добывают их из воздуха, в котором содержится 0,94 % аргона, 0,0011 % криптона и 0,000008 % ксенона.

Очевидно, чем меньше содержится газа в воздухе, тем труднее его добывать и тем выше его стоимость. Поэтому более 95 % всех газополных ламп наполняется аргоном, а точнее — техническим аргоном (86 % аргона и 14 % азота), до давления 600 - 650 мм ртутного столба. Менее 5 % ламп делается с криптоновым наполнением и только некоторые кварцевые галогенные лампы наполняют ксеноном.

Наполнение колб инертным газом уменьшает скорость испарения вольфрама, но увеличивает тепловые потери от тела накала и поэтому требует подвода к лампе дополнительной мощности для того, чтобы нагреть тело накала до такой же температуры, которая была бы при отсутствии таких потерь. Количество тепла, отводимого через газ, прямо пропорционально длине тела накала. Для сокращения длины тела накала вольфрамовую нить свивают в спираль, а в некоторых типах ламп (особенно с криптоновым наполнением) делают еще «спираль из спирали», то есть двойную спираль или биспираль .


<< В начало < Предыдущая 1  2  3  4  5  6  7  8  Следующая > В конец >>