Tag Archives: Теорія електричних джерел випромінювання

про жарівки

Будова та призначення основних частин лампи розжарювання

Різноманітність ламп розжарювання об’єднується єдиним принципом отримання світла та однотипністю основних частин, що застосовуються в їх конструкціях. Основною частиною лампи розжарювання (рис.1.а) є тіло розжарювання 3, нагрівання якого під дією електричного струму викликає появу оптичного випромінювання.

Струм до тіла розжарювання підводять через внутрішні ланки електродів – вводів 6, котрі переважно утримують кінці тіла розжарювання в необхідному положенні. Якщо стійкість тіла розжарювання при цьому є недостатньою, то застосовують допоміжні тримачі 4. Тримачі впаюють в скляний стрижень, що називається штабіком 5, котрий є частиною складної скляної деталі – ніжки. Ніжка (рис.1.б) складається окрім штабіка із тарілочки 9, вводів 6 та відкачної трубки 10, що називають штенгелем. При з`єднанні в єдине ціле штенгеля, тарілочки, штабіка та вводів 8 із-за розплавлення скла перших трьох деталей утворюється лопатка 7, в основі якої є відкачний отвір 14, що проходить у внутрішню порожнину штенгеля. Внутрішні ланки електродів 6 з’єднують електрозварюванням з середніми зовнішніми вводами 11.

 

Рис.1 Будова лампи розжарювання (а) та її ніжки (б).

read more »

про жарівки

Основні конструкційні матеріали для джерел світла

Найбільш характерними конструкційними матеріалами є:

  1. Тугоплавкі метали і сплави, що використовуються для тіл розжарювання ламп розжарювання, катодів газорозрядних ламп, тримачів тіл розжарювання, впаїв та ін;
  2. Скла різноманітних видів;
  3. Люмінофори різних марок, що перетворюють ультрафіолетове випромінювання розряду в газорозрядних лампах у видиме світло;
  4. Інертні гази, що застосовуються для наповнення ламп;
  5. Спеціальні матеріали, що формують середовище всередині лампи;
  6. Допоміжні конструкційні матеріали.

Метали і сплави read more »

про жарівки

Короткий історичний огляд розвитку джерел випромінювання

Спочатку джерела випромінювання застосовувались виключно для освітлення, тому розвиток джерел світла був тісно пов’язаний із потребами людини в штучному освітлені.

На протязі багатьох віків джерела світла (а точніше вогню) залишались практично без змін. Це можна пояснити тим, що довгий час людина не мала потреби у вдосконаленні джерел світла. Цей «застій» у розвитку джерел випромінювання був порушений бурхливим розвитком промисловості в кінці XVIII – на початку XIX віків.

В XIX ст. техніка штучного освітлення, активним елементом котрого є джерело випромінювання, зробила великий стрибок. На початку XIX ст. був винайдений парафін та стеарин, що дозволило відмовитись від свічок із сала. Раніше, в кінці XVIIIст. були застосовані лампові скла і пустотілі гніти. В середині XIX ст. в лампах було використано нове пальне – гас.

Вдосконалення конструкцій гасових ламп дозволило суттєво покращити штучне освітлення, й найбільш раціональні конструкції цих ламп застосовуються досі. Судячи по описах того періоду, найбільше враження на початку XIX ст. викликала поява газового освітлення.

В другій половині XIX ст. широке розповсюдження стало отримувати електричне освітлення, що активно витісняло всі інші види освітлення. Боротьба з лампами розжарювання супроводжувалась вдосконаленням установок газового освітлення, що призвело до створення ефективних газорозжарювальних сіток.

Після відкриття в 1800р. теплової дії електричного струму почались досліди по отриманню світла шляхом розжарювання дротини струмом.

В 1801р. Тенард і Готро (Франція) – показали принципову можливість нагріву тонкої дротини до температури видимого свічення.

В 1802р. Деві струмом від гальванічної батареї доводив до яскравого свічення тонку платинову дротину, температура плавлення якої близько 1750°С. Було встановлено, що збільшення температури тонкої дротини можна в значній мірі змінювати випромінювання, а тому почались пошуки матеріалів, котрі могли б працювати при підвищеній температурі. Так як платина не окислювалась на повітрі, то перші пошуки були пов’язані з матеріалом.

В 1840р. Граве створив лампу із платиновим спіральним тілом розжарювання, але конструкція була не досконалою і дальше лабораторії зразок не пішов.

В 1865 – 1869рр. Адамс вирішив проблему щільного впаю електродів у скло, вказана робота спільно з винаходом Шпренгеля в 1865р. ртутного насосу дозволила суттєво просунутись у розробці ефективних ламп розжарювання.

Чисельні роботи в цій області довгі роки не давали задовільних результатів. Лише 1872р. успіх супроводжував російського винахідника і конструктора А.Н.Ладиніна, котрий запропонував джерело світла, в принципі схожий з сучасною лампою розжарювання (рис1.1.а). Він помістив у скляний балон вугільний стрижень, випиляний із реторного вугілля (отриманого при сухій перегонці деревини), і пропустив через нього струм. Стрижень розігрівався й яскраво світився. Кисень всередині балону поглинався за рахунок згоряння частини вугілля (вакуумної техніки на той час не було). Частина вугілля, що залишилась відносно довго працювала, випромінюючи світло. Пізніше лампа була вдосконалена В.Ф.Дідріхсоном (рис1.1.б), котрий розмістив в балоні декілька вугільних стрижнів, що автоматично перемикались по мірі перегоряння.

*

Рис.1.1. Перші лампи розжарювання: а) – лампа А.Н. Лодигіна; б) – лампа Лодигіна-Дідріхсона

read more »

про жарівки

Джерела оптичного випромінювання

Джерелом оптичного випромінювання прийнято називати прилад, що перетворює будь-який вид енергії в енергію електромагнітного випромінювання оптичного діапазону спектру, тобто в області 10 – 106 нм. Вказаний діапазон поділяють на три області:

а) ультрафіолетову (довжина хвиль λ=10-380нм; враховуючи певну різницю в ефективності дії, вказану область іноді поділяють на ближній, середній та дальній ультрафіолет);

б) видиму з довжинами хвиль 380 – 770нм;

в) інфрачервону з довжинами хвиль 770нм – 100 мкм (піддіапазони: 770нм – 1,5мкм  1,5мкм – 5,6мкм і 5,6мкм-100мкм – відповідно ближнє, середнє та дальнє інфрачервоне випромінювання).

Генерація оптичного випромінювання пов’язана зі зміною енергетичних станів атомів (електронів та іонів). Спектральний розподіл енергії випромінювання визначається енергетичними станами, котрі можуть приймати електрони й іони в результаті поглинання енергії.

Знаходять застосування джерела оптичного випромінювання, що відрізняються механізмами випромінювання. Так як приймачі оптичного випромінювання по спектральним характеристикам, енергетичним показникам, конструктивному виконанню і умовам експлуатації доволі різноманітні, а джерела випромінювання різних типів при тому чи іншому виконанні можуть бути реалізовані в широко варійованих (по формі й матеріалу) колбах, користуються щоденним попитом джерела випромінювання потужністю від декількох ват до 100кВт (трубчаті імпульсні лампи до 105 кВт), при розмірах від рисового зерна до ламп з діаметром колб, що сягають 60 – 80см, при напрузі від декількох вольт до 500В.

Можливості джерел випромінювання суттєво розширились після розробки і освоєння промисловістю оптичних квантових генераторів (лазерів).

Сучасні джерела оптичного випромінювання забезпечують необхідні рівні освітленості, достатньо економічні, дозволяють відтворювати природні кольори. Ефективне джерело оптичного випромінювання увійшло практично у всі галузі науки і техніки, спонукаючи їх розвиток.

Джерела оптичного випромінювання поділяють на теплові та люмінесцентні. В теплових джерелах випромінювання виникає при нагріванні тіла розжарювання до високої температури, в люмінесцентних  - свічення виникає в результаті перетворення тих чи інших видів енергії безпосередньо в оптичне випромінювання незалежно від теплового стану випромінюючого тіла. Відповідно з вказаними даними оптичного випромінювання джерела світла прийнято ділити на три класи:

  • теплові, до яких відносять усі типи ламп розжарювання, у тому числі галогенні, а також вугільні дуги, електричні інфрачервоні нагрівачі;

  • люмінесцентні, до котрих відносять люмінесцентні лампи низького тиску, дугові ртутні лампи типу ДРЛ, різноманітні лампи тліючого розряду, лампи дугового, високочастотного та імпульсного розряду, у тому числі з парами металів, як з люмінофорним покриттям колб так і без нього;

  • змішаного випромінювання, в котрих одночасно присутнє теплове та люмінесцентне випромінювання, наприклад дуги високої інтенсивності.

Крім того, існують інші признаки класифікації джерел світла ( по області застосування, конструктивно – технологічними признаками та ін.).

© Yukka. Уривок дипломної роботи.