Οι σύγχρονες συσκευές ηλεκτροκενού οφείλουν την εμφάνισή τους στον Αμερικανό εφευρέτη Thomas Edison. Ήταν αυτός που ανέπτυξε τον πρώτο επιτυχημένο τρόπο φωτισμού, χρησιμοποιώντας έναν ηλεκτρικό λαμπτήρα για αυτό.
Η ιστορία της λάμπας
Προς το παρόν, είναι δύσκολο να πιστέψει κανείς ότι η ηλεκτρική ενέργεια δεν υπήρχε σε όλες τις ιστορικές περιόδους. Οι πρώτοι λαμπτήρες πυρακτώσεως εμφανίστηκαν μόλις στα τέλη του δέκατου ένατου αιώνα. Ο Έντισον κατάφερε να αναπτύξει ένα μοντέλο λαμπτήρα, στον οποίο βρίσκονταν νημάτια άνθρακα, πλατίνας και μπαμπού. Είναι αυτός ο επιστήμονας που δικαίως αποκαλείται ο «πατέρας» της σύγχρονης ηλεκτρικής λάμπας. Απλοποίησε το κύκλωμα του λαμπτήρα, μείωσε σημαντικά το κόστος παραγωγής. Ως αποτέλεσμα, δεν εμφανίστηκε φωτισμός αερίου, αλλά ηλεκτρικός φωτισμός στους δρόμους και οι νέες συσκευές φωτισμού άρχισαν να ονομάζονται λαμπτήρες Edison. Ο Thomas εργάστηκε για να βελτιώσει την εφεύρεσή του για μεγάλο χρονικό διάστημα, ως αποτέλεσμα, η χρήση κεριών έγινε ένα ασύμφορο μέτρο.
Αρχή λειτουργίας
Τι συσκευή διαθέτουν οι λαμπτήρες πυρακτώσεως Edison; Κάθε συσκευή έχει ένα σώμανήμα, γυάλινη λάμπα, κύρια επαφή, ηλεκτρόδια, βάση. Κάθε ένα από αυτά έχει τον δικό του λειτουργικό σκοπό.
Η ουσία αυτής της συσκευής είναι η εξής. Όταν το θερμαντικό σώμα θερμαίνεται έντονα από ένα ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων, η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε ελαφριά μορφή.
Για να γίνει αντιληπτή η ακτινοβολία από το ανθρώπινο μάτι, είναι απαραίτητο να φτάσει σε θερμοκρασία τουλάχιστον 580 βαθμών.
Μεταξύ των μετάλλων, το βολφράμιο έχει το υψηλότερο σημείο τήξης, επομένως από αυτό κατασκευάζεται το θερμαντικό σώμα. Για να μειωθεί η ένταση, το σύρμα άρχισε να τοποθετείται σε μορφή σπιράλ.
Παρά την υψηλή χημική αντοχή του βολφραμίου, για τη μέγιστη προστασία του από τη διαδικασία διάβρωσης, το σώμα του νήματος τοποθετείται σε ένα σφραγισμένο γυάλινο δοχείο, από το οποίο έχει προηγουμένως αντληθεί αέρας. Αντίθετα, ένα αδρανές αέριο αντλείται στη φιάλη, το οποίο εμποδίζει το σύρμα βολφραμίου να εισέλθει σε αντιδράσεις οξείδωσης. Το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο αδρανές αέριο είναι το αργό, μερικές φορές χρησιμοποιείται άζωτο ή κρυπτό.
Η ουσία της εφεύρεσης του Έντισον είναι ότι η εξάτμιση που συμβαίνει κατά την παρατεταμένη θέρμανση του μετάλλου αποτρέπεται από την πίεση που δημιουργείται από ένα αδρανές αέριο.
Χαρακτηριστικά λαμπτήρων
Υπάρχουν αρκετές διαφορετικές λάμπες που έχουν σχεδιαστεί για να φωτίζουν μια μεγάλη περιοχή. Ένα χαρακτηριστικό της εφεύρεσης του Edison είναι η δυνατότητα ρύθμισης της ισχύος αυτής της συσκευής, λαμβάνοντας υπόψη τη φωτισμένη περιοχή.
Οι κατασκευαστές προσφέρουν διαφορετικούς τύπους λαμπτήρων, που διαφέρουν ως προς τη διάρκεια ζωής, το μέγεθος, την ισχύ. Ας σταθούμε σε ορισμένους τύπους αυτών των ηλεκτρικών συσκευών.
Οι πιο συνηθισμένοι σωλήνες κενού είναι οι LON. Είναι πλήρως υγιεινά και έχουν μέση διάρκεια ζωής 1000 ώρες.
Μεταξύ των ελλείψεων των λαμπτήρων γενικής χρήσης, επισημαίνουμε τη χαμηλή απόδοση. Περίπου το 5 τοις εκατό της ηλεκτρικής ενέργειας μετατρέπεται σε φως, το υπόλοιπο απελευθερώνεται ως θερμότητα.
Spotlights
Έχουν αρκετά υψηλή ισχύ, σχεδιασμένα να φωτίζουν μεγάλες περιοχές. Οι συσκευές ηλεκτρικής υποπίεσης χωρίζονται σε τρεις ομάδες:
- προβολή ταινιών;
- φάροι;
- γενικός σκοπός.
Η πηγή φωτός του προβολέα διαφέρει ως προς το μήκος του σώματος του νήματος, έχει πιο συμπαγές μέγεθος, που σας επιτρέπει να αυξήσετε τη συνολική φωτεινότητα, να βελτιώσετε την εστίαση της ροής φωτός.
Οι συσκευές ηλεκτρικής κενού καθρέφτη έχουν ανακλαστική στρώση αλουμινίου, διαφορετικό σχέδιο λαμπτήρων.
Αυτό το τμήμα του, που έχει σχεδιαστεί για να μεταφέρει το φως, είναι κατασκευασμένο από παγωμένο γυαλί. Αυτό σας επιτρέπει να κάνετε το φως απαλό, μειώνοντας τις σκιές σε αντίθεση από διάφορα αντικείμενα. Τέτοιες συσκευές ηλεκτροκενού χρησιμοποιούνται για εσωτερικό φωτισμό.
Μέσα στη φιάλη αλογόνου υπάρχουν ενώσεις βρωμίου ή ιωδίου. Λόγω της ικανότητάς τους να αντέχουν θερμοκρασίες έως 3000 K, η διάρκεια ζωής των λαμπτήρων είναι περίπου 2000 ώρες. Αλλά αυτή η πηγή λευκού φωτός έχει επίσης τα μειονεκτήματά της, για παράδειγμα,λαμπτήρας αλογόνου, έχει χαμηλή ηλεκτρική αντίσταση όταν ψύχεται.
Κύριες παράμετροι
Σε έναν λαμπτήρα πυρακτώσεως Edison, το νήμα βολφραμίου είναι διατεταγμένο σε διαφορετικά σχήματα. Για σταθερή λειτουργία μιας τέτοιας συσκευής, απαιτείται τάση 220 V. Κατά μέσο όρο, η διάρκεια ζωής της είναι από 3000 έως 3500 ώρες. Λαμβάνοντας υπόψη ότι η θερμοκρασία χρώματος είναι 2700 K, η λάμπα παρέχει ένα ζεστό λευκό ή κίτρινο φάσμα. Επί του παρόντος, προσφέρονται λαμπτήρες με διαφορετικά μεγέθη ποδιών (E14, E27). Εάν θέλετε, μπορείτε να σηκώσετε μια λάμπα σε μορφή φουρκέτας, ψαροκόκαλου, σπείρας σε πολυέλαιο οροφής ή φωτιστικό τοίχου.
Η εφεύρεση του Έντισον χωρίζεται σε ξεχωριστές κατηγορίες ανάλογα με τον αριθμό των νημάτων βολφραμίου. Το κόστος του φωτιστικού, η ισχύς του και η διάρκεια ζωής του εξαρτώνται άμεσα από αυτόν τον δείκτη.
Αρχή λειτουργίας EVL
Η θερμιονική εκπομπή συνίσταται στην εκπομπή ηλεκτρονίων από ένα θερμαινόμενο σώμα πυρακτώσεως σε κενό ή σε αδρανές μέσο που δημιουργείται μέσα στον λαμπτήρα. Για τον έλεγχο της ροής των ηλεκτρονίων, χρησιμοποιείται μαγνητικό ή ηλεκτρικό πεδίο.
Η θερμιονική εκπομπή σάς επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε πρακτικά τις θετικές ιδιότητες της ροής ηλεκτρονίων - για να δημιουργήσετε, να ενισχύσετε ηλεκτρικές δονήσεις διαφόρων συχνοτήτων.
Χαρακτηριστικά των ραδιοσωλήνων
Η δίοδος ηλεκτροκενού είναι η βάση της ραδιομηχανικής. Ο σχεδιασμός του λαμπτήρα έχει δύο ηλεκτρόδια (κάθοδος και άνοδος), ένα πλέγμα. Η κάθοδος παρέχει εκπομπή, για αυτό το στρώμα βολφραμίου καλύπτεται με βάριο ή θόριο. Η άνοδος είναι κατασκευασμένη με τη μορφή πλάκας νικελίου, μολυβδαινίου, γραφίτη. Καθαράείναι ο διαχωριστής μεταξύ των ηλεκτροδίων. Όταν το ρευστό εργασίας θερμαίνεται, δημιουργείται ένα ισχυρό ηλεκτρικό ρεύμα από κινούμενα σωματίδια στο κενό. Οι συσκευές ηλεκτροκενού αυτού του τύπου αποτελούν τη βάση της ραδιομηχανικής. Στο δεύτερο μισό του περασμένου αιώνα, οι σωλήνες κενού χρησιμοποιήθηκαν σε διάφορους τομείς της τεχνικής, ραδιοηλεκτρονικής βιομηχανίας.
Χωρίς αυτά ήταν αδύνατο να κατασκευαστούν ραδιόφωνα, τηλεοράσεις, ειδικός εξοπλισμός, υπολογιστές.
Περιοχές εφαρμογής
Με την ανάπτυξη οργάνων ακριβείας, ραδιοηλεκτρονικών, αυτοί οι λαμπτήρες έχουν χάσει τη σημασία τους, έπαψαν να χρησιμοποιούνται σε μεγάλη κλίμακα.
Αλλά ακόμα και τώρα υπάρχουν τέτοιες βιομηχανικές περιοχές που απαιτούν EVL, επειδή μόνο μια λάμπα κενού μπορεί να εξασφαλίσει την απόδοση των συσκευών σύμφωνα με τις καθορισμένες παραμέτρους, σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον.
Οι EVL παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για το στρατιωτικό-βιομηχανικό συγκρότημα, καθώς είναι οι σωλήνες κενού που διακρίνονται από την αυξημένη αντίσταση στους ηλεκτρομαγνητικούς παλμούς.
Μία στρατιωτική συσκευή μπορεί να περιέχει έως και εκατό EVL. Τα περισσότερα από τα υλικά ημιαγωγών, το REC δεν μπορεί να λειτουργήσει με αυξημένη ακτινοβολία, καθώς και σε συνθήκες φυσικού κενού (στο διάστημα).
Το EVL συμβάλλει στη βελτίωση της αξιοπιστίας και της ανθεκτικότητας των δορυφόρων και των διαστημικών πυραύλων.
Συμπέρασμα
Σε συσκευές ηλεκτροκενού που επιτρέπουν τη δημιουργία, την ενίσχυση, τη μετατροπή της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, ο χώρος εργασίας απελευθερώνεται πλήρως από τον αέρα,προστατεύεται από την ατμόσφαιρα από ένα αδιαπέραστο κέλυφος.
Η ανακάλυψη της θερμιονικής εκπομπής συνέβαλε στη δημιουργία ενός απλού λαμπτήρα δύο ηλεκτροδίων που ονομάζεται δίοδος κενού.
Όταν συνδέεται σε ηλεκτρικό κύκλωμα, εμφανίζεται ένα ρεύμα μέσα στη συσκευή. Όταν η πολικότητα της τάσης αλλάζει, εξαφανίζεται, και όσο ζεστή κι αν είναι η κάθοδος. Διατηρώντας μια σταθερή τιμή της θερμοκρασίας της θερμαινόμενης καθόδου, ήταν δυνατό να δημιουργηθεί μια άμεση σχέση μεταξύ της τάσης της ανόδου και της ισχύος του ρεύματος. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν χρησιμοποιήθηκαν στην ανάπτυξη ηλεκτρονικών συσκευών κενού.
Για παράδειγμα, μια τρίοδος είναι ένας σωλήνας κενού με τρία ηλεκτρόδια: μια άνοδο, μια θερμιονική κάθοδο, ένα πλέγμα ελέγχου.
Ήταν οι τρίοδοι που έγιναν οι πρώτες συσκευές που χρησιμοποιήθηκαν για την ενίσχυση ηλεκτρικών σημάτων στις αρχές του περασμένου αιώνα. Προς το παρόν, οι τρίοδοι έχουν αντικατασταθεί από τρανζίστορ ημιαγωγών. Οι τρίοδοι κενού χρησιμοποιούνται μόνο σε εκείνες τις περιοχές όπου είναι απαραίτητο να μετατραπούν ισχυρά σήματα με μικρό αριθμό ενεργών στοιχείων και το βάρος και οι διαστάσεις μπορούν να παραμεληθούν.
Οι ισχυροί ραδιοσωλήνες είναι συγκρίσιμοι με τα τρανζίστορ όσον αφορά την απόδοση, την αξιοπιστία, αλλά η διάρκεια ζωής τους είναι πολύ μικρότερη. Σε τρίοδους χαμηλής ισχύος, το μεγαλύτερο μέρος της θερμότητας πηγαίνει στην κατανεμημένη ισχύ καταρράκτη, μερικές φορές η τιμή της φτάνει το 50%.
Τα Τετρόδες είναι ένας ηλεκτρονικός λαμπτήρας δύο δικτύων, ο οποίος έχει σχεδιαστεί για να αυξάνει την ισχύ και την τάση του ηλεκτρικούσήματα. Αυτές οι συσκευές έχουν υψηλότερο κέρδος σε σύγκριση με την τρίοδο. Τέτοια σχεδιαστικά χαρακτηριστικά καθιστούν δυνατή τη χρήση τετρωδών για την ενίσχυση χαμηλών συχνοτήτων σε τηλεοράσεις, δέκτες και άλλο ραδιοφωνικό εξοπλισμό.
Οι καταναλωτές χρησιμοποιούν ενεργά λαμπτήρες πυρακτώσεως, στους οποίους το σώμα του νήματος είναι νήμα ή σύρμα βολφραμίου. Αυτές οι συσκευές έχουν ισχύ από 25 έως 100 W, η διάρκεια ζωής τους είναι 2500-3000 ώρες. Οι κατασκευαστές προσφέρουν λαμπτήρες με διαφορετικές βάσεις, σχήματα, μεγέθη, ώστε να μπορείτε να επιλέξετε την επιλογή λαμπτήρα, λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά της συσκευής φωτισμού, την περιοχή του δωματίου.
