การออกแบบ พารามิเตอร์ทางเทคนิค และประเภทของหลอดไส้ ด้ายในหลอดไฟทำมาจากโลหะอะไร?

สวัสดีทุกคน. ดีใจที่ได้พบคุณในเว็บไซต์ของฉัน หัวข้อของบทความวันนี้: อุปกรณ์ของหลอดไส้ แต่ก่อนอื่นฉันอยากจะพูดสองสามคำเกี่ยวกับประวัติของตะเกียงนี้

หลอดไส้หลอดแรกถูกคิดค้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ Delarue เมื่อปี 1840 มันมีคอยล์แพลตตินั่ม ต่อมาในปี พ.ศ. 2397 ไฮน์ริช เกอเบลนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันได้นำเสนอโคมไฟที่มีเส้นใยไม้ไผ่ซึ่งอยู่ในกระติกน้ำสูญญากาศ ในขณะนั้นยังมีโคมไฟต่างๆ มากมายที่นำเสนอโดยนักวิทยาศาสตร์หลายคน แต่พวกเขาทั้งหมดมีอายุสั้นมากและไม่มีประสิทธิภาพ

ในปี 1890 นักวิทยาศาสตร์ A.N. Lodygin ได้นำเสนอหลอดไฟที่มีไส้หลอดทังสเตนเป็นครั้งแรกและมีรูปทรงเป็นเกลียว นักวิทยาศาสตร์คนนี้ยังพยายามอพยพอากาศออกจากขวดและเติมก๊าซด้วย สิ่งนี้ช่วยยืดอายุของหลอดไฟได้อย่างมาก

แต่การผลิตหลอดไส้แบบต่อเนื่องเริ่มขึ้นในศตวรรษที่ 20 จากนั้นก็เป็นความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างแท้จริง ในยุคของเรา ธุรกิจจำนวนมากและเพียงแค่คนทั่วไปปฏิเสธหลอดไฟเหล่านี้เนื่องจากใช้ไฟฟ้าเป็นจำนวนมาก และในบางประเทศพวกเขายังสั่งห้ามการผลิตหลอดไส้ที่มีความจุมากกว่า 60 วัตต์

อุปกรณ์หลอดไส้

หลอดไฟดังกล่าวประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ดังต่อไปนี้: ฐาน, หลอดไฟ, อิเล็กโทรด, ตะขอสำหรับยึดไส้หลอด, ไส้หลอด, ปลั๊ก, วัสดุฉนวน, พื้นผิวสัมผัส

เพื่อให้ชัดเจนยิ่งขึ้นสำหรับคุณ ตอนนี้ฉันจะเขียนเกี่ยวกับแต่ละรายละเอียดแยกกัน ดูรูปภาพและวิดีโอด้วย

กระติกน้ำ - ทำจากแก้วธรรมดาและจำเป็นในการปกป้องไส้หลอดจากสภาพแวดล้อมภายนอก เสียบปลั๊กที่มีอิเล็กโทรดและขอเกี่ยวที่ยึดด้ายไว้ สูญญากาศถูกสร้างขึ้นเป็นพิเศษในขวดหรือเติมด้วยก๊าซพิเศษ โดยปกติแล้วจะเป็นอาร์กอนเนื่องจากไม่ให้ความร้อน

ที่ด้านข้างที่มีขั้วของอิเล็กโทรด หลอดไฟจะหลอมด้วยแก้วและติดกาวที่ฐาน

จำเป็นต้องใช้ฐานเพื่อให้สามารถขันหลอดไฟเข้ากับซ็อกเก็ตได้ มักทำจากอลูมิเนียม

หลอดไส้เป็นส่วนที่เปล่งแสง ผลิตจากทังสเตนเป็นหลัก

และตอนนี้ เพื่อรวบรวมความรู้ของคุณ ฉันแนะนำให้คุณดูวิดีโอที่น่าสนใจมาก ซึ่งจะบอกและแสดงวิธีทำหลอดไส้

หลักการทำงาน

หลักการทำงานของหลอดไส้ขึ้นอยู่กับการให้ความร้อนกับวัสดุ ไม่ใช่เพื่ออะไรที่เส้นใยมีชื่อดังกล่าว หากกระแสไฟฟ้าไหลผ่านหลอดไฟ ไส้หลอดทังสเตนจะร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก และเริ่มปล่อยฟลักซ์การส่องสว่าง

ไส้หลอดไม่ละลาย เพราะทังสเตนมีจุดหลอมเหลวสูงมาก อยู่ระหว่าง 3200-3400 องศาเซลเซียส และเมื่อหลอดไฟทำงาน ไส้หลอดจะร้อนขึ้นถึง 2600-3000 องศาเซลเซียส

ข้อดีและข้อเสียของหลอดไส้

ข้อดีหลัก:

ราคาไม่สูง.

ขนาดเล็ก.

ทนต่อแรงดันไฟฟ้าตกในเครือข่ายได้อย่างง่ายดาย

เมื่อเปิดเครื่องจะสว่างขึ้นทันที

การกะพริบนั้นแทบจะมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าเมื่อใช้งานด้วยไฟ AC

คุณสามารถใช้อุปกรณ์เพื่อปรับความสว่างได้

สามารถใช้ได้ทั้งที่อุณหภูมิแวดล้อมต่ำและสูง

หลอดไฟดังกล่าวสามารถผลิตได้เกือบทุกแรงดัน

ไม่มีสารอันตรายในองค์ประกอบ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องกำจัดเป็นพิเศษ

ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์กระตุ้นในการจุดไฟ

สามารถทำงานได้กับแรงดันไฟฟ้า AC และ DC

มันเงียบมากและไม่ก่อให้เกิดการรบกวนทางวิทยุ

และนี่ไม่ใช่รายการผลประโยชน์ทั้งหมด

ข้อเสีย:

มีอายุการใช้งานสั้นมาก

ประสิทธิภาพต่ำมาก โดยปกติแล้วจะไม่เกินร้อยละ 5

ฟลักซ์ส่องสว่างและอายุการใช้งานขึ้นอยู่กับแรงดันไฟหลักโดยตรง

ตัวโคมจะร้อนมากระหว่างการทำงาน ดังนั้นโคมไฟดังกล่าวจึงถือเป็นอันตรายจากไฟไหม้

หากไส้หลอดขาด หลอดอาจระเบิดได้

เปราะบางและไวต่อการกระแทกมาก

มันพังเร็วมากภายใต้สภาวะการสั่นสะเทือน

และในตอนท้ายของบทความ ฉันต้องการเขียนเกี่ยวกับข้อเท็จจริงที่น่าอัศจรรย์อย่างหนึ่ง ในสหรัฐอเมริกา ณ แผนกดับเพลิงแห่งหนึ่งในเมืองลิเวอร์มอร์ มีโคมไฟขนาด 60 วัตต์ ที่ส่องสว่างต่อเนื่องมากว่า 100 ปี มันถูกจุดไฟในปี 1901 และในปี 1972 มันถูกบันทึกลงใน Guinness Book of Records

ความลับของการมีอายุยืนยาวคือการทำงานในส่วนลึก โดยวิธีการที่เว็บแคมบันทึกการทำงานของหลอดไฟนี้อย่างต่อเนื่อง ดังนั้นใครก็ตามที่สนใจสามารถค้นหาการถ่ายทอดสดทางอินเทอร์เน็ตได้

นั่นคือทั้งหมดสำหรับฉัน หากบทความนี้มีประโยชน์สำหรับคุณ ให้แชร์กับเพื่อนของคุณบนโซเชียลเน็ตเวิร์กและสมัครรับข้อมูลอัปเดต ลาก่อน.

ขอแสดงความนับถืออเล็กซานเดอร์!

วิเคราะห์โครงสร้างของหลอดไส้ (ภาพที่ 1, NS) เราพบว่าส่วนหลักของการออกแบบคือตัวเส้นใย 3 ซึ่งภายใต้การกระทำของกระแสไฟฟ้าจะร้อนขึ้นจนกระทั่งเกิดรังสีออปติคัล นี่เป็นพื้นฐานของหลักการทำงานของหลอดไฟ การยึดไส้หลอดภายในหลอดโดยใช้อิเล็กโทรด 6 มักจะถือปลายของมัน กระแสไฟฟ้ายังถูกจ่ายผ่านอิเล็กโทรดไปยังตัวทำความร้อน กล่าวคือ พวกมันเป็นลิงค์ภายในของขั้วต่อด้วย ในกรณีที่ตัวเรืองแสงมีความมั่นคงไม่เพียงพอ ให้ใช้ตัวยึดเพิ่มเติม 4 ... ที่ยึดบัดกรีบนแท่งแก้ว 5 เรียกว่าก้านซึ่งมีความหนาอยู่ที่ปลาย พนักงานจับคู่กับชิ้นแก้วที่ซับซ้อน - ขา ขาจะแสดงในรูปที่ 1 NS, ประกอบด้วยอิเล็กโทรด 6 ,จาน 9 และ shtengel 10 ซึ่งเป็นท่อกลวงที่อากาศถูกสูบออกจากหลอดไฟ การเชื่อมต่อทั่วไประหว่างขั้วกลาง 8 , ติด, จานและ shtengel สร้างกระดูกสะบัก 7 ... การเชื่อมต่อทำโดยการหลอมชิ้นส่วนแก้วในระหว่างที่ทำรูระบายอากาศ 14 เชื่อมต่อช่องด้านในของท่อสูบน้ำกับช่องด้านในของหลอดไฟ สำหรับการจ่ายกระแสไฟฟ้าไปยังไส้หลอดผ่านอิเล็กโทรด 6 สมัครระดับกลาง 8 และข้อสรุปภายนอก 11 เชื่อมต่อด้วยการเชื่อมด้วยไฟฟ้า

รูปที่ 1 อุปกรณ์ของหลอดไส้ไฟฟ้า ( NS) และขาของเธอ ( NS)

เพื่อแยกตัวเส้นใยรวมทั้งส่วนอื่น ๆ ของหลอดไฟออกจากสภาพแวดล้อมภายนอกจึงใช้หลอดแก้ว 1 ... อากาศจากช่องด้านในของขวดจะถูกสูบออก และแทนที่จะสูบก๊าซเฉื่อยหรือส่วนผสมของก๊าซเข้าไป 2 หลังจากนั้นปลายก้านจะถูกให้ความร้อนและปิดผนึก

ในการจ่ายกระแสไฟให้กับหลอดและยึดกับขั้วไฟฟ้า ตัวโคมจะมีฐานติดตั้งอยู่ 13 ซึ่งติดอยู่ที่คอขวด 1 ดำเนินการโดยใช้สีเหลืองอ่อนฐาน ขั้วหลอดไฟถูกบัดกรีไปยังตำแหน่งที่สอดคล้องกันของฐาน 12 .

การกระจายแสงของหลอดไฟขึ้นอยู่กับตำแหน่งของหลอดไส้และรูปร่างของหลอดไฟ แต่สิ่งนี้ใช้ได้กับหลอดไฟที่มีหลอดไฟโปร่งใสเท่านั้น หากเราจินตนาการว่าไส้หลอดเป็นทรงกระบอกที่สว่างเท่ากัน และฉายแสงที่เล็ดลอดออกมาจากมันบนระนาบตั้งฉากกับพื้นผิวที่ใหญ่ที่สุดของไส้หลอดหรือเกลียวเรืองแสง เส้นใยนั้นจะมีความเข้มการส่องสว่างสูงสุด ดังนั้น ในการสร้างทิศทางที่จำเป็นของแรงแสง ในการออกแบบต่างๆ ของหลอดไฟ เส้นใยจึงมีรูปร่างที่แน่นอน ตัวอย่างของรูปร่างของไส้หลอดแสดงในรูปที่ 2 ไส้หลอดตรงแบบไม่มีเกลียวแทบจะไม่เคยใช้ในหลอดไส้สมัยใหม่ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของไส้หลอดเพิ่มขึ้น การสูญเสียความร้อนจากการเติมแก๊สในหลอดจะลดลง

รูปที่ 2 การสร้างตัวเส้นใย:
NS- หลอดฉายภาพไฟฟ้าแรงสูง NS- หลอดฉายภาพแรงดันต่ำ วี- ให้แผ่นดิสก์ที่มีความสว่างเท่ากัน

หลอดไส้จำนวนมากแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม กลุ่มแรกประกอบด้วยหลอดไส้ที่ใช้ในหลอดเอนกประสงค์ ซึ่งเดิมได้รับการออกแบบให้เป็นแหล่งรังสีที่มีการกระจายความเข้มของการส่องสว่างที่สม่ำเสมอ จุดมุ่งหมายของการออกแบบหลอดไฟดังกล่าวคือเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงสุด ซึ่งทำได้โดยการลดจำนวนผู้ถือในการทำให้ไส้หลอดเย็นลง กลุ่มที่สองรวมถึงหลอดไส้ที่เรียกว่าแบนซึ่งดำเนินการในรูปแบบของเกลียวคู่ขนาน (ในหลอดไฟฟ้าแรงสูงอันทรงพลัง) หรือในรูปแบบของเกลียวแบน (ในหลอดไฟฟ้าแรงต่ำพลังงานต่ำ) การออกแบบครั้งแรกทำด้วยตัวยึดโมลิบดีนัมจำนวนมากซึ่งติดกับสะพานเซรามิกพิเศษ ไส้หลอดยาววางอยู่ในรูปตะกร้า จึงมีความสว่างโดยรวมสูง ในหลอดไส้สำหรับระบบออปติคัล หลอดไส้ต้องมีขนาดกะทัดรัด ในการทำเช่นนี้หลอดไส้จะม้วนเป็นเกลียวสองหรือสามเกลียว รูปที่ 3 แสดงเส้นโค้งของความเข้มของการส่องสว่างที่สร้างขึ้นโดยหลอดไส้ของการออกแบบต่างๆ

รูปที่ 3 ความโค้งของความเข้มการส่องสว่างของหลอดไส้ที่มีตัวหลอดต่างกัน:
NS- ในระนาบตั้งฉากกับแกนของหลอดไฟ NS- ในระนาบที่ผ่านแกนของหลอดไฟ 1 - เกลียวกลม 2 - ทวิตรง; 3 - เกลียวอยู่บนพื้นผิวของกระบอกสูบ

เส้นโค้งที่ต้องการของความเข้มการส่องสว่างของหลอดไส้สามารถรับได้โดยใช้หลอดไฟพิเศษที่มีสารเคลือบสะท้อนแสงหรือแบบกระจาย การใช้สารเคลือบสะท้อนแสงบนกระเปาะที่มีรูปร่างเหมาะสมช่วยให้มีเส้นโค้งความเข้มการส่องสว่างที่หลากหลายอย่างมีนัยสำคัญ หลอดที่มีการเคลือบสะท้อนแสงเรียกว่าโคมไฟมิเรอร์ (รูปที่ 4) หากจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีการกระจายแสงที่แม่นยำเป็นพิเศษในโคมกระจก หลอดไฟที่เกิดจากการกดจะถูกใช้ โคมไฟดังกล่าวเรียกว่าไฟหน้า การออกแบบหลอดไส้บางแบบมีแผ่นสะท้อนแสงโลหะอยู่ภายในหลอดไฟ

รูปที่ 4 กระจกหลอดไส้

วัสดุที่ใช้ในหลอดไส้

โลหะ

องค์ประกอบหลักของหลอดไส้คือตัวหลอดไส้ สำหรับการผลิตไส้หลอด แนะนำให้ใช้โลหะและวัสดุอื่นๆ ที่มีการนำไฟฟ้า ในกรณีนี้ กระแสไฟฟ้า ร่างกายจะร้อนถึงอุณหภูมิที่ต้องการ วัสดุของไส้หลอดต้องเป็นไปตามข้อกำหนดหลายประการ: มีจุดหลอมเหลวสูง ความเหนียวที่ช่วยให้ดึงสายไฟที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางต่างๆ ได้ รวมทั้งเส้นที่เล็กมาก อัตราการระเหยต่ำที่อุณหภูมิการทำงาน ซึ่งนำไปสู่อายุการใช้งานที่สูง และ ชอบ. ตารางที่ 1 แสดงอุณหภูมิหลอมเหลวของโลหะทนไฟ โลหะที่ทนไฟได้มากที่สุดคือทังสเตน ซึ่งมีความเหนียวสูงและอัตราการระเหยต่ำ ทำให้มั่นใจได้ว่าจะใช้เป็นไส้หลอดสำหรับหลอดไส้ได้อย่างกว้างขวาง

ตารางที่ 1

อุณหภูมิหลอมเหลวของโลหะและสารประกอบของโลหะเหล่านั้น

โลหะ	NS, ° С	คาร์ไบด์และของผสมของของดังกล่าว	NS, ° С	ไนไตรด์	NS, ° С	บอริส	NS, ° С
ทังสเตน รีเนียม แทนทาลัม ออสเมียม โมลิบดีนัม ไนโอเบียม อิริเดียม เซอร์โคเนียม แพลตตินั่ม	3410 3180 3014 3050 2620 2470 2410 1825 1769	4TaC + + HiC 4TaC + + ZrC HfC TaC ZrC NbC TiC ห้องน้ำ W2C MoC VnC ScC SiC	3927 3887 3877 3527 3427 3127 2867 2857 2687 2557 2377 2267	แทค + + ตาน HfN TiC + + TiN ตาน ZrN ดีบุก BN	3373 3087 2977 2927 2727	HfB ZrB WB	3067 2987 2927

อัตราการระเหยของทังสเตนที่อุณหภูมิ 2870 และ 3270 ° C คือ 8.41 × 10 -10 และ 9.95 × 10 -8 กก. / (ซม.² × s)

ในบรรดาวัสดุอื่น ๆ รีเนียมถือได้ว่ามีแนวโน้มดีซึ่งมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าทังสเตนเล็กน้อย รีเนียมสามารถให้ความร้อนได้ดี ทนต่อการเกิดออกซิเดชัน และมีอัตราการระเหยต่ำกว่าทังสเตน มีสิ่งพิมพ์ต่างประเทศเกี่ยวกับการได้รับหลอดไฟที่มีไส้หลอดทังสเตนที่มีสารรีเนียมเช่นเดียวกับการหุ้มไส้หลอดด้วยชั้นรีเนียม สำหรับสารประกอบที่ไม่ใช่โลหะ แทนทาลัมคาร์ไบด์เป็นที่สนใจ ซึ่งมีอัตราการระเหยซึ่งต่ำกว่าทังสเตน 20-30% อุปสรรคต่อการใช้คาร์ไบด์โดยเฉพาะแทนทาลัมคาร์ไบด์คือความเปราะบาง

ตารางที่ 2 สรุปคุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของไส้หลอดทังสเตนในอุดมคติ

ตารางที่ 2

คุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐานของไส้ทังสเตน

อุณหภูมิ K	อัตราการระเหย kg / (m2 × s)	ความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะ 10 -6 โอห์ม × cm	ความสว่าง cd / m²	ประสิทธิภาพการส่องสว่าง lm / W	อุณหภูมิสี K
1000 1400 1800 2200 2600 3000 3400	5.32 × 10 -35 2.51 × 10 -23 8.81 × 10 -17 1.24 × 10 -12 8.41 × 10 -10 9.95 × 10 -8 3.47 × 10 -6	24,93 37,19 50,05 63,48 77,49 92,04 107,02	0,0012 1,04 51,2 640 3640 13260 36000	0,0007 0,09 1,19 5,52 14,34 27,25 43,20	1005 1418 1823 2238 2660 3092 3522

คุณสมบัติที่สำคัญของทังสเตนคือความเป็นไปได้ที่จะได้รับโลหะผสม ชิ้นส่วนที่ทำขึ้นจะคงรูปร่างไว้ได้มั่นคงที่อุณหภูมิสูง เมื่อลวดทังสเตนถูกทำให้ร้อน ในระหว่างการบำบัดความร้อนของไส้หลอดและการให้ความร้อนที่ตามมา โครงสร้างภายในจะเปลี่ยนไป เรียกว่าการตกผลึกด้วยความร้อน ฟิลาเมนต์สามารถมีความคงตัวของมิติมากขึ้นหรือน้อยลงทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของการตกผลึกใหม่ สิ่งเจือปนและสารเติมแต่งที่เติมลงในทังสเตนในระหว่างการผลิตมีผลกระทบต่อธรรมชาติของการตกผลึกใหม่

การเติมทอเรียมออกไซด์ ThO 2 ลงในทังสเตนจะทำให้กระบวนการตกผลึกซ้ำช้าลงและให้โครงสร้างผลึกละเอียด ทังสเตนดังกล่าวมีความแข็งแรงต่อแรงกระแทกทางกล แต่ลดลงมาก ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับการผลิตตัวทำความร้อนในรูปของเกลียว ทังสเตนที่มีทอเรียมออกไซด์ในปริมาณสูงใช้สำหรับการผลิตแคโทดของหลอดปล่อยก๊าซเนื่องจากมีการแผ่รังสีสูง

สำหรับการผลิตเกลียวนั้นทังสเตนจะใช้กับสารเติมแต่งของซิลิกอนออกไซด์ SiO 2 ร่วมกับโลหะอัลคาไล - โพแทสเซียมและโซเดียมเช่นเดียวกับทังสเตนที่ประกอบด้วยสารเติมแต่งของอะลูมิเนียมออกไซด์ Al 2 O 3 นอกเหนือจากที่ระบุไว้ หลังให้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดเมื่อทำบิสกิต

อิเล็กโทรดของหลอดไส้ส่วนใหญ่ทำจากนิกเกิลบริสุทธิ์ ตัวเลือกนี้เกิดจากคุณสมบัติสูญญากาศที่ดีของโลหะนี้ ซึ่งปล่อยก๊าซที่ดูดซับไว้ มีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าสูงและเชื่อมได้กับทังสเตนและวัสดุอื่นๆ ความเหนียวของนิกเกิลทำให้สามารถแทนที่การเชื่อมแบบจีบด้วยทังสเตนซึ่งให้การนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดี ในหลอดสุญญากาศหลอดไส้จะใช้ทองแดงแทนนิกเกิล

ตัวยึดมักจะทำจากลวดโมลิบดีนัมซึ่งยังคงความยืดหยุ่นที่อุณหภูมิสูง ซึ่งช่วยให้เส้นใยสามารถคงสภาพยืดออกได้แม้หลังจากที่เส้นใยขยายตัวเนื่องจากความร้อน โมลิบดีนัมมีจุดหลอมเหลว 2890 K และค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้น (TCLE) ในช่วง 300 ถึง 800 K เท่ากับ 55 × 10 -7 K -1 โมลิบดีนัมยังใช้สำหรับทำบุชชิ่งเป็นแก้วทนไฟ

ตะกั่วของหลอดไส้ทำจากลวดทองแดงซึ่งเชื่อมชนเข้ากับตะกั่ว หลอดไส้ที่ใช้พลังงานต่ำไม่มีขั้วแยก บทบาทของพวกเขาเล่นโดยบูชแบบยาวที่ทำจากแพลตตินั่ม เครื่องบัดกรีตะกั่วดีบุก POS-40 ใช้เพื่อบัดกรีตะกั่วไปยังฐาน

กระจก

เพลา แผ่น ก้าน ขวด และชิ้นส่วนแก้วอื่นๆ ที่ใช้ในหลอดไส้เดียวกัน ทำจากแก้วซิลิเกตที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิเท่ากันของการขยายตัวเชิงเส้น ซึ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าจุดเชื่อมของชิ้นส่วนเหล่านี้แน่น ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้นของแก้วโคมไฟต้องแน่ใจว่าได้ข้อต่อที่ตรงกันกับโลหะที่ใช้สำหรับการผลิตบุชชิ่ง แก้วยี่ห้อ SL96-1 ที่นิยมใช้กันมากที่สุด โดยมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ 96 × 10 -7 K -1 แก้วนี้สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิตั้งแต่ 200 ถึง 473 เค

พารามิเตอร์ที่สำคัญอย่างหนึ่งของแก้วคือช่วงอุณหภูมิที่ยังคงความสามารถในการเชื่อมได้ เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถเชื่อมได้ ชิ้นส่วนบางชิ้นทำจากแก้ว SL93-1 ซึ่งแตกต่างจากแก้ว SL96-1 ในองค์ประกอบทางเคมีและช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้นซึ่งยังคงความสามารถในการเชื่อม แก้วยี่ห้อ SL93-1 โดดเด่นด้วยปริมาณตะกั่วออกไซด์สูง หากจำเป็นต้องลดขนาดของขวด ให้ใช้แก้วทนไฟมากขึ้น (เช่น เกรด SL40-1) ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิคือ 40 × 10 -7 K -1 แว่นตาเหล่านี้สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิตั้งแต่ 200 ถึง 523 K อุณหภูมิการทำงานสูงสุดคือแก้วควอทซ์ SL5-1 ซึ่งเป็นหลอดไส้ซึ่งสามารถทำงานได้ที่ 1,000 K และมากกว่านั้นเป็นเวลาหลายร้อยชั่วโมง (ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้นของแก้วควอทซ์ คือ 5.4 × 10 -7 K -1) แว่นตาของแบรนด์ที่จดทะเบียนในรายการมีความโปร่งใสสำหรับการแผ่รังสีแสงในช่วงความยาวคลื่นตั้งแต่ 300 นาโนเมตรถึง 2.5 - 3 ไมครอน การส่งผ่านของแก้วซิลิกาเริ่มต้นที่ 220 นาโนเมตร

อินพุต

บุชชิ่งทำจากวัสดุที่ต้องมีค่าสัมประสิทธิ์ทางความร้อนของการขยายตัวเชิงเส้นควบคู่ไปกับการนำไฟฟ้าที่ดี ซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าจะได้จุดต่อที่ตรงกันกับแว่นตาที่ใช้สำหรับการผลิตหลอดไส้ การจับคู่คือจุดเชื่อมต่อของวัสดุซึ่งค่าของสัมประสิทธิ์ความร้อนของการขยายตัวเชิงเส้นซึ่งในช่วงอุณหภูมิทั้งหมดนั่นคือจากอุณหภูมิต่ำสุดถึงอุณหภูมิการหลอมแก้วจะแตกต่างกันไม่เกิน 10 - 15% เมื่อบัดกรีโลหะลงในแก้ว จะดีกว่าถ้าค่าสัมประสิทธิ์ความร้อนของการขยายตัวเชิงเส้นของโลหะต่ำกว่าค่าของแก้วเล็กน้อย จากนั้นเมื่อเย็นตัวลง แก้วจะบีบอัดโลหะ ในกรณีที่ไม่มีโลหะที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความร้อนของการขยายตัวเชิงเส้นที่ต้องการ จำเป็นต้องทำการบัดกรีที่ไม่ตรงกัน ในกรณีนี้ การเชื่อมต่อระหว่างโลหะกับแก้วที่แน่นด้วยสุญญากาศตลอดช่วงอุณหภูมิทั้งหมด ตลอดจนความแข็งแรงเชิงกลของตัวบัดกรีนั้น มีให้โดยการออกแบบพิเศษ

ทางแยกที่เข้าคู่กับแก้ว SL96-1 ได้มาจากบุชชิ่งแพลตตินั่ม ค่าใช้จ่ายสูงของโลหะนี้นำไปสู่ความจำเป็นในการพัฒนาสารทดแทนที่เรียกว่า "แพลตตินัม" แพลตตินัมเป็นลวดที่ทำจากโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลที่มีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้นต่ำกว่าลวดแก้ว เมื่อชั้นทองแดงถูกนำไปใช้กับลวดดังกล่าว เป็นไปได้ที่จะได้ลวด bimetallic ที่นำไฟฟ้าได้ดีโดยมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิขนาดใหญ่ของการขยายตัวเชิงเส้น ขึ้นอยู่กับความหนาของชั้นของชั้นทองแดงที่ซ้อนทับและค่าสัมประสิทธิ์ทางความร้อนของการขยายตัวเชิงเส้น ของสายเดิม. เห็นได้ชัดว่าวิธีการจับคู่ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวเชิงเส้นช่วยให้สามารถจับคู่ได้ในแง่ของการขยายตัวแบบไดอะเมทริกเป็นหลัก ทำให้ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวตามยาวไม่ตรงกัน เพื่อให้แน่ใจว่าข้อต่อของแก้ว SL96-1 ที่มีแพลตตินั่มมีความหนาแน่นสุญญากาศมากที่สุด และเพื่อเพิ่มความสามารถในการเปียกบนชั้นทองแดงที่ออกซิไดซ์เหนือพื้นผิวเป็นคอปเปอร์ออกไซด์ ลวดจึงถูกเคลือบด้วยชั้นบอแรกซ์ (เกลือโซเดียมของกรดบอริก) มีการบัดกรีที่แข็งแรงเพียงพอเมื่อใช้ลวดแพลตตินั่มที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 0.8 มม.

ประกอบเข้ากับแก้ว SL40-1 ที่แน่นด้วยสุญญากาศโดยใช้ลวดโมลิบดีนัม คู่นี้ให้ความพอดีที่สม่ำเสมอมากกว่าแก้ว SL96-1 ที่มีแพลตตินัม การใช้งานบัดกรีนี้มีข้อจำกัดเนื่องจากวัตถุดิบมีราคาสูง

เพื่อให้ได้บุชชิ่งแบบสุญญากาศในแก้วควอทซ์ จำเป็นต้องใช้โลหะที่มีค่าสัมประสิทธิ์ทางความร้อนต่ำมากของการขยายตัวเชิงเส้น ซึ่งไม่มีอยู่จริง ดังนั้น ผมจึงได้ผลลัพธ์ตามที่ต้องการด้วยโครงสร้างอินพุต โลหะที่ใช้คือโมลิบดีนัมซึ่งมีความสามารถในการเปียกน้ำได้ดีด้วยแก้วควอทซ์ สำหรับหลอดไส้ในขวดควอทซ์จะใช้ต่อมฟอยล์อย่างง่าย

ก๊าซ

การเติมแก๊สในหลอดไส้ทำให้สามารถเพิ่มอุณหภูมิการทำงานของตัวหลอดไส้ได้โดยไม่ลดอายุการใช้งานเนื่องจากอัตราการสปัตเตอร์ของทังสเตนในตัวกลางที่เป็นก๊าซลดลงเมื่อเทียบกับการฉีดพ่นในสุญญากาศ อัตราการทำให้เป็นละอองลดลงเมื่อน้ำหนักโมเลกุลเพิ่มขึ้นและเติมแรงดันแก๊ส ความดันของก๊าซที่เติมอยู่ที่ประมาณ 8 × 104 Pa แก๊สอะไรที่จะใช้สำหรับสิ่งนี้?

การใช้แก๊สเป็นตัวกลางทำให้เกิดการสูญเสียความร้อนอันเนื่องมาจากการนำความร้อนผ่านแก๊สและการพาความร้อน เพื่อลดการสูญเสีย เป็นการดีที่จะเติมก๊าซเฉื่อยหนักหรือสารผสมของหลอดไฟดังกล่าว ก๊าซเหล่านี้รวมถึงไนโตรเจน อาร์กอน คริปทอน และซีนอนที่ได้จากอากาศ ตารางที่ 3 แสดงพารามิเตอร์หลักของก๊าซเฉื่อย ไนโตรเจนในรูปบริสุทธิ์ไม่ได้ถูกใช้เนื่องจากการสูญเสียจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการนำความร้อนที่ค่อนข้างสูง

ตารางที่ 3

พารามิเตอร์พื้นฐานของก๊าซเฉื่อย

หลอดไส้เป็นอุปกรณ์ให้แสงสว่างไฟฟ้าเครื่องแรกที่มีบทบาทสำคัญในชีวิตมนุษย์ เธอเป็นคนที่ยอมให้ผู้คนทำธุรกิจโดยไม่คำนึงถึงช่วงเวลาของวัน

เมื่อเทียบกับแหล่งกำเนิดแสงอื่นๆ อุปกรณ์ดังกล่าวมีการออกแบบที่เรียบง่าย ฟลักซ์แสงถูกปล่อยออกมาจากไส้หลอดทังสเตนซึ่งอยู่ภายในหลอดแก้ว ซึ่งโพรงซึ่งเต็มไปด้วยสุญญากาศลึก ต่อมา เพื่อเพิ่มความทนทาน แทนที่จะเป็นสุญญากาศ ก๊าซพิเศษถูกสูบเข้าไปในขวด - นี่คือลักษณะที่หลอดฮาโลเจนปรากฏขึ้น ทังสเตนเป็นวัสดุทนความร้อนที่มีจุดหลอมเหลวสูง นี่เป็นสิ่งสำคัญมากเพราะเพื่อให้คนเห็นแสงได้ ด้ายจะต้องร้อนมากเนื่องจากกระแสไหลผ่าน

ประวัติความเป็นมาของการสร้าง

ที่น่าสนใจก็คือ ตะเกียงแรกไม่ได้ใช้ทังสเตน แต่มีวัสดุอื่นๆ อีกหลายอย่าง รวมทั้งกระดาษ กราไฟต์ และไม้ไผ่ ดังนั้นแม้ว่าความจริงที่ว่าลอเรลทั้งหมดสำหรับการประดิษฐ์และปรับปรุงหลอดไส้เป็นของ Edison และ Lodygin เป็นการผิดที่จะระบุข้อดีทั้งหมดของพวกเขาเท่านั้น

เราจะไม่เขียนเกี่ยวกับความล้มเหลวของนักวิทยาศาสตร์แต่ละคน แต่เราจะบอกทิศทางหลักที่ผู้ชายในสมัยนั้นใช้ความพยายาม:

1. ค้นหาวัสดุเส้นใยที่ดีที่สุด จำเป็นต้องหาวัสดุดังกล่าวที่ทั้งทนไฟและมีความต้านทานสูง ด้ายแรกสร้างจากเส้นใยไม้ไผ่ซึ่งเคลือบด้วยกราไฟท์ที่บางที่สุด ไม้ไผ่ทำหน้าที่เป็นฉนวน ในขณะที่กราไฟต์ทำหน้าที่เป็นสื่อนำไฟฟ้า เนื่องจากชั้นมีขนาดเล็ก ความต้านทานจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก (ตามต้องการ) ทุกอย่างจะดี แต่ฐานที่เป็นไม้ของถ่านหินทำให้เกิดการจุดไฟอย่างรวดเร็ว
2. ต่อไป นักวิจัยคิดเกี่ยวกับวิธีการสร้างสภาวะสุญญากาศที่เข้มงวดที่สุด เนื่องจากออกซิเจนเป็นองค์ประกอบสำคัญสำหรับกระบวนการเผาไหม้
3. หลังจากนั้นจำเป็นต้องสร้างส่วนประกอบที่ถอดออกได้และสัมผัสของวงจรไฟฟ้า งานมีความซับซ้อนโดยการใช้ชั้นของกราไฟท์ซึ่งมีความต้านทานสูง ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงต้องใช้โลหะมีค่า - แพลตตินัมและเงิน สิ่งนี้เพิ่มการนำไฟฟ้าของกระแสไฟฟ้า แต่ต้นทุนของผลิตภัณฑ์สูงเกินไป
4. เป็นที่น่าสังเกตว่าเธรดของฐาน Edison ยังคงใช้มาจนถึงทุกวันนี้ - เครื่องหมาย E27 วิธีแรกในการสร้างหน้าสัมผัสรวมถึงการบัดกรี แต่ในสถานการณ์เช่นนี้ คงเป็นเรื่องยากที่จะพูดถึงหลอดไฟที่เปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วในปัจจุบัน และด้วยความร้อนสูง สารประกอบดังกล่าวจะสลายตัวอย่างรวดเร็ว

ปัจจุบันความนิยมของโคมไฟดังกล่าวลดลงอย่างมาก ในปี 2546 ในรัสเซียแอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 5% จนถึงปัจจุบันพารามิเตอร์นี้มีอยู่แล้ว 10% ส่งผลให้อายุการใช้งานของหลอดไส้ลดลง 4 เท่า ในทางกลับกัน หากคุณคืนแรงดันไฟให้เท่ากับค่าที่ลดลง เอาต์พุตของฟลักซ์การส่องสว่างจะลดลงอย่างมาก - มากถึง 40%

จำหลักสูตรการฝึกอบรม - ย้อนกลับไปในโรงเรียน ครูฟิสิกส์ทำการทดลอง แสดงให้เห็นว่าการเรืองแสงของหลอดไฟเพิ่มขึ้นอย่างไรเมื่อกระแสไฟที่จ่ายให้กับไส้หลอดทังสเตน ยิ่งกระแสไฟสูงเท่าใด การแผ่รังสีก็จะยิ่งแข็งแกร่งและความร้อนมากขึ้น

หลักการทำงาน

หลักการทำงานของหลอดไฟขึ้นอยู่กับความร้อนสูงของไส้หลอดเนื่องจากกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน เพื่อให้วัสดุที่เป็นของแข็งเริ่มเปล่งแสงสีแดง อุณหภูมิของมันจะต้องสูงถึง 570 องศา เซลเซียส. การแผ่รังสีจะทำให้สายตามนุษย์พอใจก็ต่อเมื่อพารามิเตอร์นี้เพิ่มขึ้น 3-4 เท่า

วัสดุบางชนิดมีลักษณะการหักเหของแสงดังกล่าว เนื่องจากนโยบายการกำหนดราคาที่ไม่แพง จึงมีการเลือกใช้ทังสเตนซึ่งมีจุดหลอมเหลวอยู่ที่ 3400 องศา เซลเซียส. เพื่อเพิ่มพื้นที่การเปล่งแสง ไส้หลอดทังสเตนจะบิดเป็นเกลียว ระหว่างการใช้งานสามารถให้ความร้อนได้ถึง 2800 องศา เซลเซียส. อุณหภูมิสีของรังสีดังกล่าวคือ 2,000–3,000 K ซึ่งให้สเปกตรัมสีเหลือง - เทียบไม่ได้กับเวลากลางวัน แต่ในขณะเดียวกันก็ไม่มีผลเสียต่ออวัยวะที่มองเห็น

เมื่ออยู่ในอากาศ ทังสเตนจะเกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์และแตกตัวอย่างรวดเร็ว ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น แทนที่จะเป็นสุญญากาศ หลอดแก้วสามารถเติมก๊าซได้ เหล่านี้คือไนโตรเจนเฉื่อย อาร์กอนหรือคริปทอน สิ่งนี้ทำให้ไม่เพียงแต่เพิ่มความทนทานเท่านั้น แต่ยังเพิ่มพลังการเรืองแสงอีกด้วย อายุการใช้งานได้รับอิทธิพลจากข้อเท็จจริงที่ว่าแรงดันแก๊สป้องกันการระเหยของไส้หลอดทังสเตนเนื่องจากอุณหภูมิการเรืองแสงสูง

โครงสร้าง

หลอดไฟทั่วไปประกอบด้วยองค์ประกอบโครงสร้างดังต่อไปนี้:

• กระติกน้ำ;
• ปั๊มสุญญากาศหรือก๊าซเฉื่อย
• เส้นใย;
• อิเล็กโทรด - ตัวนำกระแส;
• ตะขอที่จำเป็นเพื่อยึดไส้หลอด
• ขา;
• ฟิวส์;
• ฐานประกอบด้วยตัวเรือน ฉนวน และหน้าสัมผัสที่ด้านล่าง

นอกจากตัวนำไฟฟ้า ภาชนะแก้ว และสายวัดรุ่นมาตรฐานแล้ว ยังมีหลอดไฟสำหรับวัตถุประสงค์พิเศษอีกด้วย แทนที่จะใช้ฐาน พวกเขาใช้ที่ยึดอื่นหรือเพิ่มหลอดไฟเพิ่มเติม

ฟิวส์มักจะทำจากโลหะผสมของเฟอร์ไรท์และนิกเกิล และวางไว้ในช่องว่างที่ขั้วใดขั้วหนึ่งในปัจจุบัน มักจะอยู่ที่ขา วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อป้องกันหลอดไฟจากการถูกทำลายในกรณีที่ด้ายขาด นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าในกรณีที่เกิดการแตกหักจะเกิดอาร์คไฟฟ้าขึ้นซึ่งนำไปสู่การละลายของเศษตัวนำซึ่งตกลงบนขวดแก้ว เนื่องจากอุณหภูมิสูง อาจระเบิดและทำให้เกิดไฟไหม้ได้ อย่างไรก็ตาม เป็นเวลาหลายปีที่ฟิวส์ได้รับการพิสูจน์ว่ามีประสิทธิภาพต่ำ ดังนั้นจึงมีการใช้งานน้อยลง

กระติกน้ำ

ภาชนะแก้วใช้ปกป้องไส้จากการเกิดออกซิเดชันและการเสื่อมสภาพ ขนาดโดยรวมของขวดจะถูกเลือกขึ้นอยู่กับอัตราการสะสมของวัสดุที่ใช้ทำตัวนำ

สภาพแวดล้อมของก๊าซ

หากก่อนหน้านี้หลอดไส้ทั้งหมดถูกเติมด้วยสุญญากาศโดยไม่มีข้อยกเว้น วันนี้วิธีนี้ใช้สำหรับแหล่งกำเนิดแสงพลังงานต่ำเท่านั้น อุปกรณ์ที่ทรงพลังกว่านั้นเต็มไปด้วยก๊าซเฉื่อย มวลโมลาร์ของก๊าซมีอิทธิพลต่อการปล่อยความร้อนจากเส้นใย

ฮาโลเจนถูกสูบเข้าไปในหลอดฮาโลเจน สารที่ปกคลุมไส้หลอดจะเริ่มระเหยและทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนที่อยู่ภายในภาชนะ อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทำให้เกิดสารประกอบซึ่งสลายตัวอีกครั้งและสารจะกลับสู่พื้นผิวของเส้นด้าย ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะเพิ่มอุณหภูมิของตัวนำ เพิ่มประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้ วิธีการนี้ทำให้ขวดมีขนาดกะทัดรัดขึ้นได้ ข้อบกพร่องในการออกแบบเกี่ยวข้องกับความต้านทานต่ำในขั้นต้นของตัวนำเมื่อใช้กระแสไฟฟ้า

เส้นใย

รูปร่างของไส้หลอดอาจแตกต่างกันได้ - การเลือกแบบใดแบบหนึ่งมีความเกี่ยวข้องกับลักษณะเฉพาะของหลอดไฟ บ่อยครั้งที่พวกเขาใช้ด้ายที่มีหน้าตัดกลมบิดเป็นเกลียวบ่อยครั้งมาก - ตัวนำเทป

หลอดไส้ที่ทันสมัยใช้พลังงานจากไส้หลอดโลหะผสมทังสเตนหรือออสเมียม แทนที่จะบิดเกลียวธรรมดา เกลียวคู่และทริสไปรัลสามารถบิดได้ ซึ่งเกิดขึ้นได้เนื่องจากการบิดซ้ำๆ หลังนำไปสู่การแผ่รังสีความร้อนลดลงและเพิ่มประสิทธิภาพ

ข้อมูลจำเพาะ

เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะสังเกตการพึ่งพาพลังงานแสงและพลังงานหลอดไฟ การเปลี่ยนแปลงไม่เป็นเชิงเส้น - สูงถึง 75 W ประสิทธิภาพการส่องสว่างจะเพิ่มขึ้นหากเกินก็จะลดลง

ข้อดีอย่างหนึ่งของแหล่งกำเนิดแสงดังกล่าวคือการให้แสงที่สม่ำเสมอ เนื่องจากแสงที่ปล่อยออกมาในเกือบทุกทิศทางจะมีความเข้มเท่ากัน

ข้อดีอีกประการหนึ่งเกี่ยวข้องกับการสั่นของแสง ซึ่งในบางค่า จะทำให้ดวงตาเมื่อยล้าอย่างมาก ค่าปกติถือเป็นค่าสัมประสิทธิ์การกระเพื่อมไม่เกิน 10% สำหรับหลอดไส้ พารามิเตอร์จะสูงถึง 4% ตัวบ่งชี้ที่แย่ที่สุดคือผลิตภัณฑ์ที่มีกำลังไฟ 40 วัตต์

หลอดไส้จะร้อนขึ้นในอุปกรณ์ไฟฟ้าแสงสว่างที่มีอยู่ทั้งหมด กระแสไฟฟ้าส่วนใหญ่จะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน ดังนั้นเครื่องจึงดูเหมือนเครื่องทำความร้อนมากกว่าแหล่งกำเนิดแสง ประสิทธิภาพการส่องสว่างมีตั้งแต่ 5 ถึง 15% ด้วยเหตุนี้จึงมีการกำหนดบรรทัดฐานบางประการในกฎหมายที่ห้ามเช่นการใช้หลอดไส้มากกว่า 100 วัตต์

โดยปกติหลอดไฟ 60 วัตต์จะเพียงพอที่จะส่องสว่างห้องหนึ่งซึ่งมีความร้อนเล็กน้อย

เมื่อพิจารณาสเปกตรัมของรังสีและเปรียบเทียบกับแสงธรรมชาติ สามารถสร้างจุดสำคัญสองจุด: ฟลักซ์การส่องสว่างของหลอดดังกล่าวมีแสงสีน้ำเงินน้อยกว่าและแสงสีแดงมากกว่า อย่างไรก็ตาม ผลที่ได้ถือว่ายอมรับได้และไม่ทำให้เกิดความเหนื่อยล้าเช่นเดียวกับแหล่งกำเนิดแสงกลางวัน

พารามิเตอร์ประสิทธิภาพ

เมื่อใช้หลอดไส้สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงสภาพการใช้งานด้วย สามารถใช้ได้ทั้งในร่มและกลางแจ้งที่อุณหภูมิไม่ต่ำกว่า –60 และไม่เกิน +50 องศา เซลเซียส. ในขณะเดียวกันความชื้นในอากาศไม่ควรเกิน 98% (+20 องศาเซลเซียส) อุปกรณ์นี้สามารถทำงานในวงจรเดียวกันได้โดยใช้สวิตช์หรี่ไฟที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมแสงที่ส่งออกโดยการเปลี่ยนความเข้มของแสง เหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์ราคาถูกที่สามารถเปลี่ยนได้อย่างอิสระแม้โดยบุคคลที่ไม่มีทักษะ

มุมมอง

มีเกณฑ์หลายประการสำหรับการจำแนกประเภทหลอดไส้ซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง

ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพแสง หลอดไส้ (จากแย่ที่สุดไปหาดีที่สุด):

• เครื่องดูดฝุ่น;
• อาร์กอนหรือไนโตรเจนอาร์กอน;
• คริปทอน;
• ซีนอนหรือฮาโลเจนที่ติดตั้งแผ่นสะท้อนแสงอินฟราเรดภายในหลอดไฟซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ
• ด้วยการเคลือบที่ออกแบบมาเพื่อแปลงรังสีอินฟราเรดเป็นสเปกตรัมที่มองเห็นได้

มีหลอดไส้อีกมากมายที่เกี่ยวข้องกับวัตถุประสงค์การใช้งานและคุณสมบัติการออกแบบ:

1. วัตถุประสงค์ทั่วไป - ในยุค 70 ของศตวรรษที่ผ่านมาพวกเขาถูกเรียกว่า "โคมไฟแสงปกติ" หมวดหมู่ที่แพร่หลายและหลากหลายที่สุดคือผลิตภัณฑ์ที่ใช้สำหรับไฟทั่วไปและไฟตกแต่ง ตั้งแต่ปี 2551 การผลิตแหล่งกำเนิดแสงดังกล่าวลดลงอย่างมาก ซึ่งเกี่ยวข้องกับการนำกฎหมายหลายฉบับมาใช้
2. วัตถุประสงค์ในการตกแต่ง ขวดของผลิตภัณฑ์ดังกล่าวทำขึ้นในรูปแบบของตัวเลขที่สง่างาม โดยทั่วไปคือภาชนะแก้วรูปเทียนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 35 มม. และทรงกลม (45 มม.)
3. นัดท้องถิ่น. โดยการออกแบบจะเหมือนกับประเภทแรก แต่ใช้พลังงานจากแรงดันไฟฟ้าที่ลดลง - 12/24/36/48 V. มักใช้ในโคมไฟแบบพกพาและอุปกรณ์ที่ให้แสงสว่างบนโต๊ะทำงาน, เครื่องจักร ฯลฯ
4. ส่องสว่างด้วยขวดสี บ่อยครั้งที่พลังของผลิตภัณฑ์ไม่เกิน 25 W และสำหรับการระบายสีโพรงภายในนั้นถูกปกคลุมด้วยชั้นของเม็ดสีอนินทรีย์ บ่อยครั้งที่คุณสามารถหาแหล่งกำเนิดแสงได้ซึ่งส่วนนอกซึ่งทาสีด้วยสารเคลือบเงาสี ในกรณีนี้ เม็ดสีจะจางและหลุดออกอย่างรวดเร็ว

1. มิเรอร์ กระติกน้ำทำขึ้นในรูปทรงพิเศษซึ่งหุ้มด้วยชั้นสะท้อนแสง (เช่น โดยการพ่นอะลูมิเนียม) ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ใช้เพื่อแจกจ่ายฟลักซ์การส่องสว่างและปรับปรุงประสิทธิภาพแสง
2. สัญญาณ. มีการติดตั้งในผลิตภัณฑ์สัญญาณไฟที่ออกแบบมาเพื่อแสดงข้อมูลใดๆ มีลักษณะเฉพาะด้วยพลังงานต่ำและได้รับการออกแบบสำหรับการทำงานอย่างต่อเนื่อง แทบจะไร้ประโยชน์ในวันนี้เนื่องจากการมีอยู่ของไฟ LED
3. ขนส่ง. หลอดไฟประเภทกว้างๆ อีกประเภทหนึ่งที่ใช้ในรถยนต์ มีความแข็งแรงและทนต่อแรงสั่นสะเทือนสูง พวกเขาใช้ฐานพิเศษซึ่งรับประกันการยึดที่แข็งแรงและสามารถเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วในสภาพที่คับแคบ จ่ายไฟได้ตั้งแต่ 6 V.
4. ไฟฉาย. แหล่งกำเนิดแสงกำลังสูงถึง 10 กิโลวัตต์ โดดเด่นด้วยประสิทธิภาพการส่องสว่างสูง ขดลวดมีขนาดกระทัดรัดเพื่อการโฟกัสที่ดีขึ้น
5. หลอดไฟที่ใช้ในอุปกรณ์ออปติคัล - ตัวอย่างเช่น การฉายภาพยนตร์หรือเทคโนโลยีทางการแพทย์

โคมไฟพิเศษ

นอกจากนี้ยังมีหลอดไส้ประเภทเฉพาะเพิ่มเติม:

1. แผงสวิตช์ - หมวดหมู่ย่อยของไฟสัญญาณที่ใช้ในแผงสวิตช์และทำหน้าที่ของตัวบ่งชี้ เหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์ที่แคบยาวและมีขนาดเล็กที่มีหน้าสัมผัสแบบขนานแบบเรียบ ด้วยเหตุนี้จึงสามารถวางไว้ในปุ่มต่างๆ ทำเครื่องหมายเป็น "กม. 6-50" ตัวเลขแรกระบุแรงดันไฟฟ้า ตัวเลขที่สองระบุแอมแปร์ (mA)
2. Perekalnaya หรือ photolamp ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ใช้ในอุปกรณ์ถ่ายภาพสำหรับโหมดบังคับปกติ โดดเด่นด้วยประสิทธิภาพการส่องสว่างสูงและอุณหภูมิสี แต่อายุการใช้งานสั้น พลังของหลอดโซเวียตสูงถึง 500 วัตต์ ในกรณีส่วนใหญ่ กระติกน้ำจะเคลือบด้าน พวกเขาไม่ได้ใช้จริงในวันนี้
3. การฉายภาพ ใช้ในเครื่องฉายภาพเหนือศีรษะ ความสว่างสูง

โคมไฟสองเส้นมีหลายแบบ:

1. สำหรับรถยนต์ ด้ายหนึ่งใช้สำหรับไฟต่ำและอีกอันสำหรับไฟสูง หากเราพิจารณาหลอดไฟสำหรับไฟท้าย ก็สามารถใช้เกลียวสำหรับไฟเบรกและไฟด้านข้างได้ตามลำดับ หน้าจอเพิ่มเติมสามารถตัดรังสีที่ในหลอดไฟต่ำสามารถทำให้ผู้ขับขี่รถยนต์ที่วิ่งมาตาบอดได้
2. สำหรับเครื่องบิน ในแสงลงจอด ไส้หลอดหนึ่งสามารถใช้สำหรับแสงน้อย อีกหลอดหนึ่งสำหรับแสงขนาดใหญ่ แต่ต้องการการระบายความร้อนจากภายนอกและการทำงานในระยะสั้น
3. สำหรับสัญญาณไฟจราจรทางรถไฟ จำเป็นต้องใช้เส้นใยสองเส้นเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือ - ถ้าไส้หนึ่งหมด อีกเส้นจะเรืองแสง

ลองพิจารณาหลอดไส้พิเศษต่อไป:

1. ไฟหน้าคือการออกแบบที่ซับซ้อนสำหรับวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่ ใช้ในเทคโนโลยียานยนต์และการบิน
2. ความเฉื่อยต่ำ มีเส้นใยละเอียด ใช้ในระบบบันทึกเสียงแบบออปติคัลและโฟโตเทเลกราฟบางประเภท ปัจจุบันมีการใช้งานน้อยมากเนื่องจากมีแหล่งกำเนิดแสงที่ทันสมัยและปรับปรุงมากขึ้น
3. เครื่องทำความร้อน ใช้เป็นแหล่งความร้อนในเครื่องพิมพ์เลเซอร์และเครื่องถ่ายเอกสาร หลอดไฟมีรูปทรงกระบอกได้รับการแก้ไขในแกนโลหะหมุนซึ่งใช้กระดาษที่มีผงหมึก แกนถ่ายเทความร้อนซึ่งทำให้ผงหมึกตก

ประสิทธิภาพ

กระแสไฟฟ้าในหลอดไส้ไม่ได้เปลี่ยนเป็นแสงที่ตามองเห็นเท่านั้น ส่วนหนึ่งไปสู่การแผ่รังสี อีกส่วนหนึ่งเปลี่ยนเป็นความร้อน ส่วนที่สามเป็นแสงอินฟราเรด ซึ่งอวัยวะที่มองเห็นไม่ได้รับการแก้ไข หากอุณหภูมิตัวนำเท่ากับ 3350 K ประสิทธิภาพของหลอดไส้จะอยู่ที่ 15% หลอดไฟ 60 W ธรรมดาที่มีอุณหภูมิ 2700 K มีประสิทธิภาพขั้นต่ำ 5%

ประสิทธิภาพได้รับการปรับปรุงโดยความร้อนของตัวนำ แต่ยิ่งความร้อนของเกลียวมากเท่าไหร่ อายุการใช้งานก็จะสั้นลงเท่านั้น ตัวอย่างเช่นที่อุณหภูมิ 2700 K หลอดไฟจะส่องสว่าง 1,000 ชั่วโมง 3400 K - น้อยกว่าหลายเท่า หากคุณเพิ่มแรงดันไฟฟ้า 20% การเรืองแสงจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า สิ่งนี้ไม่สมเหตุสมผลเนื่องจากอายุการใช้งานจะลดลง 95%

ข้อดีข้อเสีย

ในอีกด้านหนึ่งหลอดไส้เป็นแหล่งกำเนิดแสงที่มีราคาไม่แพงที่สุดในทางกลับกันมีข้อเสียมากมาย

ข้อดี:

• ราคาถูก;
• ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติม
• สะดวกในการใช้;
• อุณหภูมิสีที่สะดวกสบาย
• ทนต่อความชื้นสูง

ข้อเสีย:

• ความเปราะบาง - 700-1,000 ชั่วโมงขึ้นอยู่กับกฎและคำแนะนำทั้งหมดสำหรับการใช้งาน
• ประสิทธิภาพการส่องสว่างที่อ่อนแอ - ประสิทธิภาพตั้งแต่ 5 ถึง 15%;
• ขวดแก้วที่บอบบาง
• ความเป็นไปได้ของการระเบิดเมื่อร้อนจัด
• อันตรายจากไฟไหม้สูง
• แรงดันไฟฟ้าลดลงอย่างมากทำให้อายุการใช้งานลดลง

วิธีเพิ่มอายุการใช้งาน

มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้อายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ลดลง:

• แรงดันไฟตก;
• การสั่นสะเทือนทางกล
• อุณหภูมิแวดล้อมสูง
• การเชื่อมต่อขาดในสายไฟ

1. เลือกผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสมกับช่วงแรงดันไฟหลัก
2. ย้ายอย่างเคร่งครัดในสถานะปิด เนื่องจากผลิตภัณฑ์จะล้มเหลวเนื่องจากการสั่นสะเทือนเพียงเล็กน้อย
3. หากหลอดไฟยังคงไหม้ในซ็อกเก็ตเดิม จะต้องเปลี่ยนหรือซ่อมแซม
4. เมื่อทำงานบนบันได ให้เพิ่มไดโอดเข้ากับวงจรไฟฟ้าหรือต่อหลอดไฟสองดวงที่มีกำลังวัตต์เท่ากันขนานกัน
5. สามารถเพิ่มอุปกรณ์ซอฟต์สตาร์ทเข้ากับตัวตัดวงจรไฟฟ้าได้

เทคโนโลยีไม่หยุดนิ่ง พวกเขากำลังพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นในปัจจุบันนี้หลอดไส้แบบดั้งเดิมจึงถูกแทนที่ด้วยแหล่งกำเนิดแสง LED ฟลูออเรสเซนต์และหลอดประหยัดไฟที่ประหยัดและทนทานมากขึ้น สาเหตุหลักของการผลิตหลอดไส้ยังคงมีอยู่ในประเทศที่พัฒนาน้อยกว่าจากมุมมองทางเทคโนโลยีตลอดจนการผลิตที่เป็นที่ยอมรับ

วันนี้คุณสามารถซื้อผลิตภัณฑ์ดังกล่าวได้ในหลายกรณี - เข้ากันได้ดีกับการออกแบบบ้านหรืออพาร์ตเมนต์หรือคุณชอบคลื่นความถี่ที่นุ่มนวลและสบาย ในทางเทคโนโลยี ผลิตภัณฑ์เหล่านี้เป็นผลิตภัณฑ์ที่ล้าสมัย

หลอดไฟสองหลอดจากพวงมาลัยปีใหม่รวมอยู่ในซีรีย์

วันนี้เมื่อผู้คนกำลังเตรียมฉลองปีใหม่บนบล็อก SamElektrik.ru เรากำลังคิดถึงฤดูร้อนอยู่แล้ว แม่นยำยิ่งขึ้นเกี่ยวกับฤดูร้อนบทความแรกที่เผยแพร่ในวันนี้!

บทความถือได้ว่าเป็นวิทยาศาสตร์และทฤษฎี แต่ค่อนข้างเป็นวิศวกรรมและการปฏิบัติ
ไม่ต้องสงสัยเลยว่าบทความนี้อาจกลายเป็นบทความที่น่าสนใจสำหรับวิศวกรและช่างเทคนิคที่มีกิจกรรมที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของอุปกรณ์ที่เรียบง่ายและคุ้นเคยสำหรับพวกเราทุกคนในฐานะหลอดไส้ และสำหรับทุกคนที่สนใจฟิสิกส์

ฉันเตือนคุณว่าในบล็อกของฉันมีความพยายามที่จะตรวจสอบปัญหานี้แล้ว - ในบทความของฉัน““

แม้ว่าหลอดไฟจะมีลักษณะทั่วไป แม้ว่า "ชีวิตประจำวัน" ของหลอดไฟจะมีลักษณะการทำงานที่เรียกกันทั่วไปว่า "จุดสีขาว"

ในขณะนี้ พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของหลอดไส้ไม่สามารถคำนวณได้หากโหมดการทำงานแตกต่างจากพาสปอร์ตหนึ่ง (จากโหมดที่ออกแบบหลอดไฟ) ผู้เขียนเสนอแบบจำลองทางกายภาพ ภายใต้กรอบการทำงานซึ่งเป็นไปได้ที่จะได้รับสูตรต่างๆ ที่เหมาะสมสำหรับการแก้ปัญหาทางวิศวกรรมในทางปฏิบัติที่หลากหลาย

ฉันแสดงความขอบคุณต่อเจ้าของแหล่งข้อมูลสำหรับโอกาสในการเผยแพร่บันทึกนี้

NS.

หลอดไฟฟ้า

บทความนี้เสนอให้เข้าใจว่าเป็นการตีความเพิ่มเติม (หรือคำอธิบาย) ของบทความ "กฎของเคปเลอร์สำหรับหลอดไส้" - https://www.proza.ru/2016/09/19/1858

บทความนี้มีสูตรที่ช่วยให้คำนวณค่าพารามิเตอร์ของหลอดไส้ในโหมดใดก็ได้ รวมถึงโหมดที่แตกต่างจากหลอดในหนังสือเดินทาง

สูตรการพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าและกำลังของหลอดไฟ

นี่คือสูตรหลักของบทความซึ่งผลลัพธ์จะได้รับด้านล่าง สูตรมีลักษณะดังนี้:

สำหรับหลอดไส้ มีพารามิเตอร์ที่เสถียรในโหมดไฟฟ้าที่หลากหลาย พารามิเตอร์นี้คืออัตราส่วนของแรงดันลูกบาศก์ต่อกำลังกำลังสอง

เทคนิคการใช้สูตรนั้นง่าย

เรานำหลอดไฟอ่านค่าพารามิเตอร์ที่ออกแบบบนหลอดไฟหรือบนฐาน - แรงดันและพลังงานคำนวณค่าคงที่จากนั้นใส่แรงดันไฟฟ้าตามอำเภอใจลงในสูตรและคำนวณกำลังที่จะปล่อยออกมาบนหลอดไฟ .

รู้กำลังจึงง่ายต่อการคำนวณกระแส

เมื่อทราบกระแสแล้วจะง่ายต่อการคำนวณความต้านทานของไส้หลอด

ดังนั้นเราจะพิจารณาประเด็นที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินการที่ถูกต้องของสูตร เช่นเดียวกับข้อจำกัดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้เนื่องจากไม่มีสูตร "สัมบูรณ์" เพียงอย่างเดียว

อย่างไรก็ตามก่อนอื่น "ทฤษฎี" เล็กน้อย ...

และมีอะไรใหม่ในกลุ่ม VK SamElektrik.ru ?

สมัครสมาชิกและอ่านบทความเพิ่มเติม:

สถานที่ "ตามทฤษฎี" ขั้นพื้นฐาน

ได้สูตรมาจากสมมติฐานที่ว่าในโลหะ (ซึ่งประกอบด้วยเส้นใย) กระแสและความต้านทานมีสาระสำคัญทางกายภาพเดียว

ในรูปแบบที่เรียบง่ายสามารถโต้แย้งได้เช่นนี้

ตามทัศนะที่ทันสมัย ​​กระแสคือการเคลื่อนไหวของผู้ให้บริการชาร์จ สำหรับโลหะ พวกนี้จะเป็นอิเล็กตรอน

มีการแนะนำว่าความต้านทานไฟฟ้าของโลหะถูกกำหนดโดยการเคลื่อนที่แบบ CHAOTIC ของอิเล็กตรอนตัวเดียวกัน

เมื่ออุณหภูมิของไส้หลอดเพิ่มขึ้น การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่วุ่นวายก็จะเพิ่มขึ้น ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะนำไปสู่การเพิ่มความต้านทานไฟฟ้า

อีกครั้ง. กระแสและความต้านทานในไส้หลอดเป็นสิ่งเดียวกัน ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือกระแสคือการเคลื่อนที่แบบมีลำดับภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า และความต้านทานคือการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่วุ่นวาย

บิตของ "นักวิชาการเกี่ยวกับพีชคณิต"

ตอนนี้ "ทฤษฎี" จบลงแล้ว (ยิ้ม) ฉันจะให้การคำนวณเกี่ยวกับพีชคณิตเพื่อหาที่มาของสูตร "หลัก"

บันทึกบัญญัติของกฎของโอห์มดูเหมือนว่า:

ฉัน * R = คุณ

เพื่อให้ค่าเชิงปริมาณเป็นไปตามความสอดคล้อง จำเป็นต้องป้อนค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนที่สอดคล้องกันสำหรับส่วนประกอบปัจจุบัน - Кт และสำหรับองค์ประกอบต้านทาน - KR:

ข้อพิจารณาทั่วไปส่วนใหญ่นำไปสู่แนวคิดที่ว่าสัมประสิทธิ์เหล่านี้ควรเป็นค่าซึ่งกันและกัน ซึ่งหมายความว่า:

ในกรณีนี้ การคูณด้านขวาและด้านซ้ายเป็นคู่ (ในระบบสมการ) เรากลับไปที่สัญกรณ์เดิมของกฎของโอห์ม:

ฉัน * R = คุณ

ที่มาสุดท้ายของสูตร

ลองพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบสมการ:

ลองยกกำลังสองสมการแรกแล้วคูณเป็นคู่กัน

ทางด้านซ้าย เราเห็นนิพจน์ของกำลัง และจำไว้ว่าผลคูณของสัมประสิทธิ์เท่ากับหนึ่ง ในที่สุดเราจะเขียนใหม่:

จากที่นี่เราได้รับนิพจน์สำหรับสัมประสิทธิ์ปัจจุบัน:

และสำหรับค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทาน (ซึ่งกันและกัน): โดยที่ Pnom และ Unom เป็นกำลังไฟและแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดที่ฐานหรือบนหลอดไฟของหลอดไฟ

มันยังคงแทนที่ค่าสัมประสิทธิ์เหล่านี้ในสูตร "แยก" ของกฎของโอห์มและเราจะได้รับนิพจน์สุดท้ายสำหรับกระแสและความต้านทาน

คูณอัตราส่วนสุดท้ายด้วย Ux เราจะได้:

เพื่อไม่ให้รบกวนตัวเองกับสี่เหลี่ยม ลูกบาศก์ และรากเหล่านี้ เพียงพอที่จะจดจำความสัมพันธ์ง่ายๆ ที่ตามมาจากความสัมพันธ์ครั้งก่อน เมื่อยกกำลังสองอัตราส่วนสุดท้าย เราจะได้สูตรที่ชัดเจนและเข้าใจได้:

สำหรับหลอดไฟที่มีไส้หลอดทังสเตน อัตราส่วนของแรงดันไฟลูกบาศก์ต่อกำลังสองเป็นค่าคงที่

อัตราส่วนที่ได้รับแสดงให้เห็นข้อตกลงที่ยอดเยี่ยมกับผลลัพธ์ในทางปฏิบัติ (การวัด) ในพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าที่หลากหลายและสำหรับหลอดไส้ประเภทต่างๆ ตั้งแต่ในร่ม รถยนต์ และปิดท้ายด้วยหลอดไฟสำหรับไฟฉาย ...

ข้อควรพิจารณาทั่วไปบางประการเกี่ยวกับความต้านทานของหลอดไส้

แน่นอน สำหรับค่าแรงดันไฟต่ำ (เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้แตกต่างจากแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดอย่างเห็นได้ชัด) สูตรของเราจะ "บิดเบี้ยว"

ตัวอย่างเช่น เมื่อคำนวณความต้านทานของหลอดไส้ในห้อง 95W, 230V ต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟ 1 โวลต์ สูตร

ให้ค่าความต้านทานเส้นใย 36.7171 โอห์ม

หากเราคิดว่าเราใช้แรงดันไฟฟ้า 0.1 โวลต์กับหลอดไฟ ความต้านทานที่คำนวณได้ของไส้หลอดจะเท่ากับ 11.611 โอห์ม ...

สัญชาตญาณชี้ให้เห็นว่านี่ไม่ใช่กรณีเลย แต่ก็ไม่เลย ...

ในพื้นที่ของแรงดันไฟฟ้าต่ำ สูตรจะ "ลด" ค่าความต้านทานการออกแบบให้คงที่เมื่อเปรียบเทียบกับค่าจริง และประเด็นคือสิ่งนี้ ...

ในแนวคิดที่อยู่ระหว่างการพิจารณา สันนิษฐานโดยปริยายว่าการเคลื่อนที่แบบโกลาหลของอิเล็กตรอนจะ "ปล่อย" ในกรณีที่ไม่มีแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ภายนอก อย่างไรก็ตาม เห็นได้ชัดว่าการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนไม่ "หยุด" แม้ในกรณีที่ไม่มีแรงดันไฟฟ้าภายนอกที่ใช้อยู่ (หากหลอดไฟวางอยู่บนโต๊ะและไม่ได้เปิดไว้ที่ใดก็ได้)

การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่วุ่นวายนั้นมีลักษณะทางความร้อนและเกิดจากอุณหภูมิธรรมชาติของเส้นใย

ช่วงเวลานี้ไม่ได้นำมาพิจารณาในสูตร และการวัดความต้านทานของเกลียวโดยตรงโดยอุปกรณ์จะแสดงให้เห็นความแตกต่างระหว่างค่าความต้านทานที่วัดได้กับค่าที่คำนวณอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

การแผ่รังสีและประสิทธิภาพของหลอดไส้

ก่อนที่จะจัดการกับคำถามของการบังคับใช้สูตรสำหรับการคำนวณโหมด "แรงดันต่ำ" เราควรเน้นที่จุดหนึ่ง

หลอดไฟเป็นเครื่องแปลงพลังงานไฟฟ้าที่เกือบสมบูรณ์แบบเป็นพลังงานแผ่รังสี

ความจริงที่ว่าผู้พัฒนาหลอดไฟกำลังต่อสู้อย่างหนักเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของหลอดไฟไม่ได้ส่งผลกระทบต่อคำกล่าวนี้แต่อย่างใด หลอดไส้เป็นเครื่องแปลงพลังงานไฟฟ้าในอุดมคติให้เป็นรังสี

ความจริงก็คือนักพัฒนาพยายามที่จะเพิ่มเอาต์พุตของพลังงาน LIGHT และในแง่นี้ก็คือการคำนวณประสิทธิภาพ นักพัฒนาพยายามที่จะเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นรังสี LIGHT เป็นรังสีในช่วงที่มองเห็นได้

ประสิทธิภาพของหลอดไฟนี้มีขนาดเล็กจริงๆ อย่างไรก็ตาม หลอดไฟเปล่งแสงได้ดีเยี่ยมในสเปกตรัม ALL และจำนวนมากในช่วงอินฟราเรด ซึ่งดวงตาของเรามองไม่เห็น

สำหรับการคำนวณค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าล้วนๆ ไม่สำคัญสำหรับเราว่าหลอดไฟจะปล่อยออกมาในช่วงใด เป็นสิ่งสำคัญสำหรับเราเท่านั้นที่ต้องจำไว้ว่าหลอดไฟ RADIES เสมอ หากใช้แรงดันไฟฟ้าเพียงบางส่วน (แม้จะเล็กที่สุด) และที่สำคัญต้องจำไว้ ว่าพลังงานที่จ่ายไปจะกระจายไปในรูปของรังสีอย่างแม่นยำ

ปริมาณไฟฟ้าที่จ่ายให้กับหลอดไฟคือพลังงานที่จะกระจายออกไป ในรูปของรังสี.

กฎการอนุรักษ์พลังงานไม่ได้ถูกยกเลิก และกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ก็ไม่ถูกยกเลิกเช่นกัน ดังนั้นกำไรเท่าไหร่ - ควรลดลงมาก และจะลดลงอย่างแม่นยำในรูปของรังสีเพราะไม่มีที่ไหนเลยที่จะให้พลังงานมากขึ้น - เฉพาะในรังสีเท่านั้น นี่เป็นสถานการณ์ที่สำคัญมาก

โครงสร้าง ไส้หลอดเป็นลวดทังสเตนเส้นเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 50 ไมครอนและยาวประมาณครึ่งเมตร ขดเป็นเกลียวที่มีโครงที่ซับซ้อน

สูญญากาศในขวดไม่รวมความเป็นไปได้ของการแลกเปลี่ยนความร้อนหมุนเวียน - ผ่านการแผ่รังสีเท่านั้น

แน่นอนว่าความร้อนบางส่วนออกไปทางเสาอากาศของหลอดไฟที่เกลียวติดอยู่ แต่นี่เป็นเรื่องเล็กน้อย

หากต้องการเห็นภาพความเล็กนี้ คุณสามารถเปรียบเทียบได้

ฉันขอย้ำว่า เกลียวทังสเตนนั้นมีขนาดเท่ากับผมเปียของนักเรียนประถม ยาว 50 ซม. และมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 50 ไมครอนพอดี

หากคุณเห็นผมนี้ขยายใหญ่ขึ้น ... ราวกับว่าเรามีสายไฟที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 มม. และยาว 10 เมตร! สามัญสำนึกกำหนดว่าการระบายความร้อนของสายนี้ไม่ได้เกิดจากการถ่ายเทความร้อนที่ขอบ ใช่ บางสิ่งจะหายไปในที่ที่สัมผัสกัน แต่กำลังหลักจะกระจายไปตามความยาวทั้งหมดของสายไฟ

สำหรับกรณีของเกลียวที่อยู่ในสุญญากาศ กำลังทั้งหมดจะไปที่ RADIATION ไม่ว่าสเปกตรัมจะอยู่ในช่วงใด ...

การทดลองที่สำคัญกับการวัดความต้านทานด้วยโอห์มมิเตอร์

แม้แต่กระแสไฟที่เล็กที่สุดก็จะมีผลต่อความร้อนในสายไฟทำให้ร้อนขึ้น ...

โดยการวัดความต้านทานของหลอดไฟด้วยเครื่องทดสอบ เรา ... ผ่านกระแสไฟผ่านเข้าไป กระแสจากเครื่องทดสอบมีขนาดเล็ก แต่ก็เป็น ดังนั้น โดยการวัดความต้านทานของเกลียว เราจึงทำการอุ่นเกลียว และด้วยเหตุนี้ เราจึงเปลี่ยนค่าของพารามิเตอร์ตามความเป็นจริงของการวัด

ผู้ทดสอบก็โกหกเช่นกัน ผู้ทดสอบแสดงค่าความต้านทานคอยล์ไม่ใช่ TRUE

เพื่อให้มั่นใจถึงสถานการณ์นี้ คุณสามารถทำการทดลองง่ายๆ ใครๆ ก็ทำได้

คุณสามารถใช้ตัวทดสอบ SAME เพื่อเลือกหลอดไฟสองหลอดที่มีค่าความต้านทาน "เย็น" ของไส้หลอดเท่ากัน (ปิด) และวัดความต้านทานของหลอดไฟ 2 หลอด โดยแยกแต่ละหลอดก่อน จากนั้นจึงต่อเป็นชุด

การวัดซ้ำๆ แสดงว่าผลรวมของความต้านทานที่วัดแยกกันไม่สอดคล้องกับความต้านทานรวมของการเชื่อมต่อแบบอนุกรม ...

เราวัดความต้านทานของหลอดไฟแยกกัน

จากนั้นเราวัดความต้านทานของการเชื่อมต่อแบบอนุกรม

และเราสังเกตอย่างมั่นคงว่าผลรวมของความต้านทานที่วัดได้ "ทีละตัว" นั้นมากกว่าความต้านทานรวมของหลอดไฟที่ต่อแบบอนุกรม

อุปกรณ์เหมือนกัน ไม่ได้เปลี่ยนช่วงการวัด ดังนั้นจึงยกเว้นข้อผิดพลาดในการวัดตามระเบียบ

และทุกอย่างจะชัดเจน

ความต้านทานแบบอนุกรมของขดลวดทั้งสองช่วยลดกระแสจากเครื่องทดสอบและเส้นใยร้อนขึ้นน้อยลง

และเมื่อเราวัดหลอดไฟแยกจากกัน กระแสการวัดก็จะมากขึ้น ด้วยเหตุนี้ การอ่านค่าของอุปกรณ์จึงเพิ่มขึ้นเนื่องจากแม้เพียงเล็กน้อย แต่อุณหภูมิของเส้นใยเพิ่มขึ้นเนื่องจากความร้อนระหว่างการวัด ...

ก่อนหน้านี้ (หนึ่งในสี่ของศตวรรษที่ผ่านมา เมื่อผู้ทดสอบระบบดิจิทัลยังแปลกใหม่) เป็นไปไม่ได้ที่จะมีตัวบ่งชี้ลูกศรเพื่อจับความแตกต่างนี้ ตอนนี้ในบ้านทุกหลังมีผู้ทดสอบดิจิทัลของจีนและทุกคนสามารถทำการทดลองง่ายๆ นี้ได้

ความแตกต่างในการต่อต้านมีขนาดเล็ก แต่ความแตกต่างนั้นชัดเจน ซึ่งไม่รวมแม้แต่คำใบ้ของประสบการณ์ที่ไม่ถูกต้องที่อาจเกิดขึ้น

ฉันเชื่อมต่อหลอดไฟ เชื่อมต่อเครื่องทดสอบ และถ่ายภาพผลการทดลองดังกล่าว ภาพถ่ายแสดงให้เห็นชัดเจนว่าผู้ทดสอบแสดงความต้านทานที่ลดลงของหลอดไฟที่ต่อเป็นอนุกรม

ในรูปถ่ายสำหรับหลอดไฟในครัวเรือน 60 W 220 โวลต์ ผลรวมของความต้านทานที่วัดแยกกัน: 72.0 + 65.2 = 137.2 โอห์ม

อย่างไรก็ตาม ด้วยการวัดความต้านทานแบบอนุกรม อุปกรณ์ "ลด" ​​การอ่านเป็น 136.8 โอห์ม!

มีภาพที่คล้ายกันสำหรับหลอดไฟพวงมาลัย:

เอาท์พุต สูตรการคำนวณแสดงค่าความต้านทานของขดลวด "เย็น" ที่ลดลง

การวัดด้วยเครื่องทดสอบจะแสดงความต้านทานเกินของคอยล์ "เย็น"

ความคิดที่เป็นธรรมชาติเกิดขึ้น - น่ากลัวแค่ไหนที่จะมีชีวิตอยู่ !!! จะเชื่อใครดี?

ลองทำความเข้าใจปัญหานี้ ...

พลังงานรังสีที่สัมพันธ์กับพื้นหลังโดยรอบ

ให้เราประมาณการพลังงานรังสีของหลอดไฟที่สอดคล้องกับอุณหภูมิพื้นหลังโดยรอบ

เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าค่าคงที่ Stefan-Boltzmann σ = 5.670373 · 10 -8 จากนั้นให้กำลังแผ่รังสีต่อตารางเมตร

P = σ ST 4

ตามค่าประมาณการโดยพลการ เราจะใช้เส้นผ่านศูนย์กลางเกลียว 40 ไมครอนและความยาว 50 ซม. อุณหภูมิของสภาวะปกติคือ 293K (20C) การแทนที่ข้อมูลเหล่านี้ลงในสูตรของ Stefan-Boltzmann เราจะได้พลังงานรังสีที่อุณหภูมิ 0.026258 วัตต์

เพื่อความสนใจ เรามาคำนวณกำลังที่อุณหภูมิแวดล้อมต่างๆ กัน:

ลบ 40 (233K) 0.0105 วัตต์

ลบ 20 (253K) 0.0146 วัตต์

ศูนย์ (273K) 0.0198 วัตต์

Plus 20 (293K) 0.026258 W (สภาวะปกติ)

พลัส 40 (313K) 0.0342 วัตต์

เพื่อความอยากรู้ คุณสามารถคำนวณการแผ่รังสีของหลอดไฟเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมอยู่ที่ 2300K:

P = 99.7 วัตต์

โดยทั่วไปแล้วเป็นข้อตกลงที่ดีกับสถานการณ์จริง - หลอดไฟที่ออกแบบมาสำหรับ 100 วัตต์ให้ความร้อนสูงถึง 2300K

เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจอย่างสูงว่ารูปทรงเกลียวนี้สอดคล้องกับหลอดไฟ "ร้อยวัตต์" ที่ออกแบบมาสำหรับไฟ 220 โวลต์

และตอนนี้เรามาคำนวณค่าพลังเหล่านี้เป็นแรงดัน "ลด" กัน ราวกับว่าอุณหภูมิแวดล้อมเป็นศูนย์สัมบูรณ์ และแรงดันไฟฟ้าบางส่วนถูกนำไปใช้กับหลอดไฟ ทำให้ขดลวดร้อน

สำหรับการคำนวณใหม่ เราใช้อัตราส่วนที่ได้รับซึ่งแรงดันและกำลังสอดคล้องกับองศา "สาม" และ "สอง"

อุบาทว์, K	แรงดันไฟฟ้า V
233	0,489665457
253	0,609918399
273	0,747109176
293	0,902119352
313	1,075809178

ตารางแสดงให้เห็นว่ากำลัง "กระแส" ของหลอดไฟที่แรงดันไฟฟ้า 0.902 ... โวลต์ทำให้ขดลวดร้อนที่อุณหภูมิ 293K ในทำนองเดียวกัน กำลัง "กระแส" ที่ 1.0758 โวลต์จะทำให้ขดลวดร้อนถึง 313K (สูงกว่า 20 องศา)

ย้ำอีกครั้งว่า อุณหภูมิแวดล้อมเท่ากับ Absolute Zero

เอาท์พุต... การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยมีผลอย่างมากต่ออุณหภูมิของไส้หลอด แรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไปประมาณสิบเจ็ดในร้อยของโวลต์ (1.0758 - 0.902 = 0.1738) และอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 20 องศา

การคำนวณเหล่านี้มีกฎเกณฑ์โดยพลการมาก แต่สามารถใช้เป็นค่าประมาณการได้

การประมาณการนั้นหยาบมากโดยธรรมชาติ เนื่องจากกฎของสเตฟาน-โบลต์ซมันน์อธิบายการแผ่รังสีของตัวปล่อย "ในอุดมคติ" ซึ่งเป็นวัตถุสีดำสนิท (BBB) ​​และเกลียวนั้นแตกต่างจาก BBT อย่างมาก แต่ถึงกระนั้น เราก็มีความน่าเชื่อถือมาก "รูป" ...

จากเพลท Excel จะเห็นได้ว่าด้วยแรงดันไฟฟ้า 1 โวลต์บนหลอดไฟแล้ว อุณหภูมิของเกลียวจะอยู่ที่ 40 องศาเซลเซียส ถ้าเราสมัครเยอะก็จะมากขึ้น

ข้อสรุปตามธรรมชาติแนะนำตัวเองว่าที่แรงดันไฟฟ้า 10-15 โวลต์ เกลียวจะค่อนข้างร้อนแม้ว่าจะมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าก็ตาม

สายตาจะปรากฎเป็น "BLACK" (เย็น) จนถึงอุณหภูมิ 600 องศา (จุดเริ่มต้นของการแผ่รังสีในช่วงที่มองเห็นได้)

ผู้ที่ต้องการ "ขับตัวเลข" สามารถทำได้ด้วยตนเองโดยใช้สูตร Stefan-Boltzmann

ผลลัพธ์จะมีเงื่อนไขโดยพิจารณาจากข้อเท็จจริงที่ว่า (ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น) เกลียวมีอัลเบโดบางส่วนและไม่สอดคล้องกับตัวปล่อยสีดำ แต่ (!) การประมาณการอุณหภูมิจะค่อนข้างน่าเชื่อถือ ...

ฉันขอย้ำ - มันคือการประเมิน ด้ายเริ่มเรืองแสงที่ประมาณ 20 โวลต์

นอกจากนี้ ฉันยังต้องการดึงความสนใจของคุณไปที่การแพร่กระจายของพารามิเตอร์ของหลอดไฟ

ในภาพร่วมกับผู้ทดสอบ ฉันเลือกหลอดไฟขนาดเล็ก (โซ่เดซี่) และปรับเทียบอย่างระมัดระวัง เพื่อวัตถุประสงค์ในการวัดและการทดลองต่างๆ นั่นคือเหตุผลที่พวกเขาแสดงการต่อต้านแบบเดียวกันซึ่งเรียกว่า "กระสุนต่อกระสุน"

นิพจน์สำหรับกระแสจะเท่ากัน การแปลงพีชคณิตขนาดเล็ก และได้สมการกำลังสองสุดท้ายสำหรับค่าที่ไม่รู้จักเรา

จากรูปจะเห็นได้ชัดเจนว่า Us คือแรงดันไฟฟ้าที่พาดผ่านหลอดไฟ

จากผู้ดูแลบล็อก

บทความนี้มีส่วนร่วมในการประกวดบทความฤดูร้อน 2018 สรุป (ไม่แน่นอน) - ในเดือนมิถุนายน 2018 สมัครสมาชิกเพื่อรับบทความใหม่และเข้าร่วมกลุ่ม VK มีข่าวมากกว่าบล็อกเสมอ!

แม้จะมีความก้าวหน้าอย่างแข็งขันของหลอดประหยัดไฟ แต่หลอดไส้ยังคงเป็นแหล่งกำเนิดแสงที่พบบ่อยที่สุด การออกแบบพื้นฐานของหลอดไส้ไฟฟ้าไม่มีการเปลี่ยนแปลงมานานกว่า 100 ปีและประกอบด้วยฐาน ตัวนำหน้าสัมผัส และหลอดแก้วที่ปกป้องเกลียวไส้หลอดบาง ๆ จากอิทธิพลของสิ่งแวดล้อม หลักการทำงานของหลอดไส้ขึ้นอยู่กับการแผ่รังสีแสงที่ได้รับจากตัวนำที่ถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิสูงในสภาพแวดล้อมเฉื่อย

ประวัติศาสตร์

แหล่งกำเนิดแสงไฟฟ้าแห่งแรก - อาร์คไฟฟ้าถูกจุดขึ้นในปี 1802 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย V.V. เปตรอฟ ในฐานะแหล่งพลังงาน เขาใช้แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟขนาดใหญ่ที่มีเซลล์ทองแดงสังกะสี 2,100 เซลล์ ซึ่งตั้งชื่อตาม "โวลตาอิก" หนึ่งในผู้สร้างไฟฟ้าของโวลตา เปตรอฟใช้แท่งคาร์บอนคู่หนึ่งเชื่อมต่อกับขั้วต่างๆ ของแบตเตอรี่กัลวานิก เมื่อปลายของแท่งเหล็กเข้าใกล้ในระยะใกล้ กระแสไฟฟ้าได้ทำลายช่องว่างอากาศ ปลายของแท่งกลายเป็นสีขาวร้อน และส่วนโค้งที่ลุกเป็นไฟปรากฏขึ้นระหว่างพวกเขา เป็นการยากที่จะใช้หลอดไฟเช่นนี้ - แท่งคาร์บอนเผาไหม้อย่างรวดเร็วและไม่สม่ำเสมอและส่วนโค้งก็ให้แสงที่ร้อนและสว่างเกินไป

Alexander Nikolaevich Lodygin ยื่นคำร้องในปี พ.ศ. 2415 และได้รับสิทธิบัตร (หมายเลข 1619 ลงวันที่ 11 กรกฎาคม พ.ศ. 2417) สำหรับอุปกรณ์ - หลอดไส้และวิธีการให้แสงสว่างไฟฟ้าราคาถูก เขาจดสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์นี้เป็นครั้งแรกในรัสเซีย และจากนั้นก็ในออสเตรีย บริเตนใหญ่ ฝรั่งเศส และเบลเยียมด้วย ในตะเกียง Lodygin ตัวไฟเป็นแท่งบาง ๆ ที่ทำจากถ่านหินตอบโต้ซึ่งวางไว้ใต้โดมแก้ว ในปี 1875 ตะเกียงของ Lodygin ส่องสว่างร้าน Florent บนถนน Bolshaya Morskaya ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก ซึ่งได้รับเกียรติให้เป็นร้านแรกของโลกที่มีไฟส่องสว่าง การติดตั้งระบบไฟส่องสว่างกลางแจ้งพร้อมโคมไฟอาร์คครั้งแรกในรัสเซียได้เริ่มดำเนินการเมื่อวันที่ 10 พฤษภาคม พ.ศ. 2423 ที่สะพาน Liteiny ในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก หลอดไฟของ Lodygin ใช้งานได้ประมาณสองเดือนจนกระทั่งถ่านหมด (มีถ่านสี่ก้อนดังกล่าวในตะเกียงใหม่ของ Lodygin - เมื่อถ่านหินตัวหนึ่งหมด

นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Pavel Nikolayevich Yablochkov จัดแท่งถ่านหินขนานกันโดยแบ่งชั้นของดินเหนียวซึ่งค่อยๆระเหยออกไป "เทียน" ของ Yablochkov ถูกเผาด้วยสีชมพูและสีม่วงที่สวยงาม ในปี พ.ศ. 2420 พวกเขาได้ส่องสว่างถนนสายหลักสายหนึ่งในกรุงปารีส และไฟไฟฟ้าเริ่มถูกเรียกว่า "la lumiere russe" - "แสงรัสเซีย"

อย่างไรก็ตาม Thomas Edison ถูกเรียกว่าเป็นผู้ประดิษฐ์หลอดไฟสมัยใหม่ เมื่อวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2423 มีการสาธิตการใช้ไฟฟ้าแสงสว่างสำหรับบ้านเรือนและถนนซึ่งเสนอโดยโธมัส เอดิสัน จัดขึ้นที่ Menlo Park (สหรัฐอเมริกา) ซึ่งมีผู้เข้าร่วมกว่าสามพันคน เอดิสันแนะนำการปรับปรุงที่สำคัญที่สุดในการออกแบบหลอดไส้ของ Lodygin: เขากำจัดอากาศออกจากหลอดไฟอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากไส้หลอดเรืองแสงโดยไม่เกิดการเผาไหม้

เอดิสันออกแบบฐานโคมไฟที่ทันสมัยซึ่งตั้งชื่อตามชื่อของเขา ปัจจุบันมีเพียงตัวอักษรตัวแรก "E" ในการกำหนดเท่านั้นที่รอดชีวิตจากชื่อเต็ม นอกจากนี้ Edison ยังเสนอระบบการผลิตและจำหน่ายไฟฟ้าเพื่อให้แสงสว่าง

การปรับปรุงหลอดไส้ยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ แทนที่จะใช้ถ่านหิน เส้นใยนั้นทำมาจากโลหะทนความร้อน เริ่มจากออสเมียมและแทนทาลัม และจากนั้นก็ทำจากทังสเตน เพื่อลดการระเหยและเพิ่มความแข็งแรง โดยเริ่มต้นในปี 1910 พวกเขาเรียนรู้ที่จะบิดเกลียวโลหะให้เป็นเกลียวเดี่ยวและวนซ้ำ เพื่อป้องกันไม่ให้ไอโลหะตกตะกอนบนกระจก ขวดจึงถูกเติมด้วยไนโตรเจนหรือก๊าซเฉื่อย

ทั้งหมดนี้ทำให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการส่องสว่างของหลอดไส้จากเริ่มต้น 4-6 เป็น 10-15 lm / W และอายุการใช้งานจาก 50-100 เป็นค่าปกติ 1,000 ชั่วโมง การพัฒนาหลักการระบายความร้อน ของการรับแสงพบว่ามีการประยุกต์ใช้ในหลอดฮาโลเจน

บันทึก. ทำไมโลหะร้อนถึงเรืองแสง? ตามทฤษฎีควอนตัม หากให้พลังงานเพียงพอกับอิเล็กตรอนไม่ว่าจะด้วยวิธีใดก็ตาม อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่ไปยังระดับพลังงานที่สูงขึ้น และหลังจาก 10 –13 วินาที อิเล็กตรอนจะกลับสู่สถานะพื้นเดิมโดยปล่อยโฟตอน ข้อเท็จจริงนี้ไม่ได้เกิดจากการเรืองแสงของโลหะร้อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเรืองแสง "เย็น" ของหิ่งห้อยซึ่งอิเล็กตรอนรู้สึกตื่นเต้นจากพลังงานของการแยก ATP รวมถึงการเรืองแสงของสารเรืองแสงที่อยู่ในดวงอาทิตย์ , เปล่งแสงสีเขียวในที่มืด

ข้อมูลทางเทคนิค

แสงสว่างจากหลอดไส้ค่อนข้างต่ำ เป็นโคมไฟที่ต่ำที่สุดในบรรดาหลอดไฟฟ้าสมัยใหม่และอยู่ในช่วงตั้งแต่ 4 ถึง 15 lm / W ความสว่างสูงของไส้หลอดเมื่อรวมกับขนาดที่เล็ก ทำให้สามารถใช้หลอดไส้ในระบบออปติคัลและสปอตไลท์ได้ หลอดไส้มีแรงดันไฟฟ้าและกำลังไฟที่หลากหลาย หลอดไฟประเภทนี้สามารถทำงานได้ในอุณหภูมิแวดล้อมที่หลากหลาย ซึ่งจำกัดเฉพาะความต้านทานความร้อนของวัสดุที่ใช้ในการผลิตเท่านั้น (-100 ... +300 ° C) ฟลักซ์การส่องสว่างของหลอดไส้ถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าในการทำงาน ซึ่งสามารถทำได้ด้วยเครื่องหรี่ (หรี่) ของการออกแบบใดๆ

ในขณะเดียวกัน ข้อเสียคือ อุณหภูมิในการทำงานสูงและปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงาน หลอดไส้มีความไวต่อน้ำ เนื่องจากการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วของส่วนหนึ่งของหลอดแก้ว หลอดแก้วจะแตกและอาจเป็นอันตรายจากไฟไหม้เนื่องจากอุณหภูมิการทำงานที่สูง

วันนี้ในโลกมีแนวโน้มคงที่ต่อการลดลงของส่วนแบ่งของหลอดไส้ในปริมาณรวมของโคมไฟ ในตลาดอุปกรณ์ให้แสงสว่างระดับมืออาชีพในประเทศที่พัฒนาแล้ว ส่วนแบ่งนี้ไม่เกิน 10% โดยถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ให้แสงสว่างแบบฮาโลเจนและ LED ที่ประหยัดกว่า