Какое давление тока используется в электрических лампах 1

Тепловое действие тока используется 1)в люминесцентной лампе 2)в электрическом двигателе 3)в электрической лампе накаливания 4)в электромагните СРОЧНО ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА?

Физика | 5 — 9 классы

Тепловое действие тока используется 1)в люминесцентной лампе 2)в электрическом двигателе 3)в электрической лампе накаливания 4)в электромагните СРОЧНО ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА.

Электрической лампе я знаю.

Общие выводы

Таким образом, рассматривая тему как распространяется электрический ток в разных средах, можно отметить: в газах упорядоченное движение начинается под воздействием электрического поля.

Электрический ток в различных средах – растворы и расплавы электролитов. Многие электролиты в обычном своем состоянии являются диэлектриками. Но после растворения их в воде, эти вещества становятся проводниками. Данный процесс получил название электролитической диссоциации. Электрический ток в разных средах раствором протекает под воздействием внешнего электрополя. При этом одни ионы движутся к катоду, а другие – к аноду.

Виды газовых разрядов

Искровой разряд – это прерывистый самостоятельный лавинообразный разряд в газе, вызванный ударной ионизацией и сопровождающийся треском и ярким свечением. Искровой разряд возникает при условии, когда мощность источника недостаточна для поддержания непрерывного разряда.

Дуговой разряд впервые был получен в 1802 году российским академиком В. В. Петровым. При соприкосновении электродов в цепи возникает сильный ток короткого замыкания, что приводит к сильному нагреванию электродов. Затем электроды постепенно раздвигаются. Ток продолжает идти через межэлектродное пространство, заполненное высокотемпературной плазмой. Концы электродов раскаляются до 3000-4000 градусов и начинают испаряться.

Дуговой разряд является самостоятельным разрядом в газе и происходит за счет энергии термоэлектронной эмиссии с катода. Является источником сильного светового и ультрафиолетового излучения.

Тлеющий разряд возникает в разряженном газе при сравнительно невысоком напряжении в виде светящегося газового столба. Тлеющий разряд вызывается ударной ионизацией и выбиванием электронов из катода положительными ионами (вторичная ионизация).

Свечение при тлеющем разряде объясняется тем, что при рекомбинации молекул газа высвобождается энергия в виде светового излучения. Свечение будет иметь разные цвета в зависимости от вида газа.

Коронный разряд возникает в сильно неоднородных электрических полях. Например, вблизи острия напряженность электрического поля настолько велика, что ионизация электронным ударом возможна даже при атмосферном давлении. В этой области возникает характерное сферическое свечение в виде короны.

Характеристики

Для сравнения с другими видами осветительного оборудования, необходимо детально изучить рабочие параметры газоразрядных ламп:

• Время готовности – согласно п.34 ГОСТ 24127-80 это временной интервал, протекающий с начала подачи напряжения до момента выхода лампы на рабочие характеристики.
• Потребляемая мощность – отображает величину нагрузки, потребляемую из сети;
• Срок службы – характеризует продолжительность активной работы лампы, может колебаться от 2000 до 20 000 часов;
• Светоотдача – определяет величину светового потока, получаемого с одного ватта потребленной электроэнергии, может колебаться в пределах от 40 до 220 Лм/Вт;
• Температура цветового свечения – определяет спектр цвета, излучаемого газоразрядной лампой, в зависимости от модели находится в пределах от 2200 до 20 000 К;

Рис. 6. Температура цветопередачи

• Индекс цветопередачи – указывает на интенсивность восприятия цветов той поверхности, на которую попадает свет;

Рис. 7. Пример влияния индекса цветопередачи

• Напряжение зажигания – в соответствии с п.35 ГОСТ 24127-80 это такая наименьшая разность потенциалов на электродах, которой будет достаточно для начала образования разряда.

Что представляет собой лампочка накаливания

Обычная лампа накаливания – это работающий от электросети источник света, основная часть которого состоит из тугоплавкого материала, выступающего в качестве тела накала. В большинстве случаев такой материал (проводник) помещается в вакуумную либо заполненную инертными газами колбу. При прохождении тока через проводник он нагревается и начинает испускать яркое свечение.

Интересно! Для того чтобы вольфрамовая нить лампочки засветилась, её необходимо нагреть до температуры около 2000 °C. Пределом температуры накаливания можно считать значение в 3410 °C.

История создания

Фактически ни один учёный никогда не изобретал что-либо полностью самостоятельно: так произошло и с «классической» лампочкой. Ещё в 1840 году британский изобретатель по имени Уоррен Де ла Рю сконструировал первую лампу накаливания, работающую на платиновом проводнике. Двумя годами ранее, в 1838, бельгийский учёный по фамилии Жобар изобрёл первый в мире источник света с угольным сердечником. Ну а ровно за сотню лет до окончания Второй мировой Генрих Гёбель создаёт первые прототипы современных лампочек.

Примечательно, что первая лампа Гёбеля имела бамбуковую обугленную нить, помещённую в вакуум. Учёный продолжал работать над своим детищем ещё около 5 лет, после чего представил его широкой публике.

Внесли свой весомый вклад в изобретение, которым сейчас пользуется весь мир, и русские учёные. Так, в 1874 году на имя Александра Николаевича Лодыгина была зарегистрирована первая лампочка с угольным сердечником, помещённым в безвоздушную среду. Большой проблемой такого источника света было то, что уголь как проводник не мог послужить достаточно долго и вскоре после начала использования перегорал. Со временем светлые умы планеты придумали заменить уголь на вольфрам.

Интересно! Когда мы говорим об электричестве и приборах освещения, нельзя не упомянуть и великого Томаса Эдисона. Именно он впервые создал и запатентовал дешёвую в производстве и долговечную (относительно большинства устройств того времени) лампу накаливания.

С момента своего изобретения знакомый каждому источник света изменился не сильно, но технические перемены в нём всё же происходили: проводник заменили на более совершенный, а пространство внутри колбы стали заполнять специальным газом.

Конструкционные особенности и принцип действия

Стандартная ЛН состоит из:

• колбы, наполненной инертным газом (либо лишённой воздуха вовсе);
• цоколя, служащего одновременно и «крышкой» колбы, и элементом подключения лампы к сети;
• электродов;
• спирали накаливания, расположенной на специальных опорах;
• контакта цоколя.

В качестве материала проводника выбран вольфрам для того, чтобы минимизировать расход тока на нагрев и уменьшить сечение нити до минимально возможного.

Интересно! Параметр удельного сопротивления вольфрама втрое больше, чем у меди.

Спираль питается током от электродов, а в качестве основного материала «рожек», на которых устанавливается спираль, используется молибден: он тугоплавок и фактически не расширяется при нагреве. Использование инертного газа увеличивает потенциальный срок службы спирали: в газовой среде ей «труднее» перегореть. Что касается цоколя, то его размер и резьба на нём могут быть различными.

Характеристики и виды

Помимо привычных нам ЛН бытового предназначения, эксперты выделяют ещё несколько их разновидностей, среди которых:

1. Декоративные. Отличаются нестандартными формами колбы, увеличенной спиралью и слабым освещением. Такие устройства чаще всего используются дизайнерами для реализации проектов в стиле «винтаж».
2. Иллюминационные. Обладают выкрашенной изнутри колбой, имеют небольшую мощность (до 25 Вт). Быстро меняют оттенок свечения, поэтому требуют частой замены.
3. Сигнальные. Ранее широко применялись в различных светосигнальных устройствах, но сегодня в этой сфере их активно вытесняют светодиодные варианты.
4. Зеркальные. Частично колба такой ЛН покрыта слоем хорошо отражающего свет алюминия, что позволяет ей сконцентрировать освещение на определённой точке пространства помещения.
5. Транспортные. Используются в оснащении оптики автомобилей, тракторов, самолётов, различных морских судов и т. д. Обладают повышенной прочностью и устойчивы к воздействию вибраций.
6. Двухнитевые. Специальный подтип, используемый в железнодорожных светофорах, самолётах и автомобилях.

Справка. Существуют и другие типы ЛН, но сегодня большинство из них вытеснено более современными устройствами, речь о которых пойдёт чуть дальше.

Плюсы и минусы

К положительным качествам классической ЛН можно отнести низкую себестоимость, небольшие габариты, невосприимчивость к мелким перепадам напряжения в сети, приятный для человеческих органов зрения спектр освещения, широкий ассортимент выбора по мощности, отсутствие токсичных или других вредных компонентов в составе и шумов в работе. Если же говорить о недостатках, то среди них стоит упомянуть относительно небольшой срок службы, достаточно высокий расход тока и пожароопасность.

Важно! Поверхность вокруг мощных ламп накаливания может нагреваться до +330 градусов Цельсия. Будьте осторожны!

Сфера применения

Классические ЛН используются для бытового освещения помещений и придомовых территорий, коммерческой недвижимости, применяются в автомобильном, железнодорожном и авиатранспорте, устанавливаются в портативные осветительные приборы (карманные фонарики и т. д.), используются в киноискусстве, дизайне, медицине и многих других отраслях жизнедеятельности.

Расшифровка обозначений и виды ламп накаливания

Лампа накаливания — электрический источник света, в котором тело накала (тугоплавкий проводник), помещённое в прозрачный вакуумированный или заполненный инертным газом сосуд, нагревается до высокой температуры за счёт протекания через него электрического тока, в результате чего излучает в широком спектральном диапазоне, в том числе видимый свет. В качестве тела накала в настоящее время используется в основном спираль из сплавов на основе вольфрама.

Расшифровка обозначений ламп накаливания

• В — вакуумная
• Б — биспиральная с аргоновым наполнением
• Г — моноспиральная с аргоновым наполнением
• БО — биспиральная с аргоновым наполнением в опаловой колбе
• БК — с криптоновым наполнением и биспиральным телом накала
• РН — лампы накаливания различного назначения
• МО — для местного освещения
• Д — декоративная
• ЗК — зеркальная с концентрированной КСС
• ЗШ — зеркальная с широкой КСС
• М — в колбе из молочного стекла
• О — в колбе из опалового стекла
• С — в свечевидной колбе;
• Ш — шаровидной колбе
• 220–230 (или иной) — диапазон напряжения сети, В, в котором рекомендуется эксплуатировать лампу
• 100 (или иное) — мощность лампы, Вт
• Е27 — тип цоколя: Е — винтовой цоколь диаметром 27 мм

Расшифровка обозначений некоторых типов источников света

• ДРЛ — дуговая ртутная лампа высокого давления с люминофором
• ДРИ — металлогалогенная лампа
• ДРИЗ — металлогалогенная лампа с внутренним зеркальным отражателем
• ДРИШ — металлогалогенная лампа короткодуговая,шаровая
• ДнаТ — натриевая лампа высокого давления
• ДнаЗ — натриевая лампа высокого давления с зеркальным отражателем
• КГ — галогенная лампа накаливания с кварцевой колбой

Световая отдача

Относительная световая отдача %

Световая отдача (Люмен/Ватт)

Лампа накаливания 40 Вт

Лампа накаливания 60 Вт

Лампа накаливания 100 Вт

Галогенные лампы (с кварцевым стеклом)

Высокотемпературная лампа накаливания

Абсолютно чёрное тело при 4000 K

Абсолютно чёрное тело при 7000 K

Идеально белый источник света

Источник монохроматического зелёного света с длиной волны 555 нм

Ниже представлено приблизительное соотношение мощности и светового потока для обычных прозрачных ламп накаливания в форме «груши», популярных в России, цоколь E27, 220 В.

Мощность (Вт)

Световой поток (лм)

Световая отдача (лм/Вт)

Разновидности ламп накаливания

Лампы накаливания делятся на (расположены по порядку возрастания эффективности):

• Вакуумные (самые простые)
• Аргоновые (азот-аргоновые)
• Криптоновые (примерно +10 % яркости от аргоновых)
• Ксеноновые (в 2 раза ярче аргоновых)
• Галогенные (наполнитель I или Br, в 2,5 раза ярче аргоновых, большой срок службы, не любят недокала, так как не работает галогенный цикл)
• Галогенные с двумя колбами (более эффективный галогенный цикл за счёт лучшего нагрева внутренней колбы)
• Ксенон-галогенные (наполнитель Xe + I или Br, наиболее эффективный наполнитель, до 3х раз ярче аргоновых)
• Ксенон-галогенные с отражателем ИК излучения (так как большая часть излучения лампы приходится на ИК диапазон, то отражение ИК излучения внутрь лампы заметно повышает КПД, производятся для охотничьих фонарей)
• Накаливания с покрытием, преобразующим ИК излучение в видимый диапазон. Ведутся разработки ламп с высокотемпературным люминофором, который при нагреве излучает видимый спектр.

Коэффициент полезного действия

Потребляемый лампой электрический ток только частично преобразуется в видимое человеческим глазом световое излучение. Часть энергии уходит на тепловые потери и рассеивается в окружающую среду колбой и цоколем, а часть – затрачивается на формирование инфракрасного потока, который не фиксируется пользователями. КПД лампы зависит от потребляемой мощности, материала нити накала и температуры нагрева.

Коэффициент полезного действия для бытовых источников света составляет до 2,6%, высокотемпературные промышленные изделия имеют КПД до 5,1%.

Рост КПД ограничивается температурой 3400°С, дальнейший разогрев нити невозможен из-за начала плавления вольфрамового сплава. Проведенные исследования показали, что приближение температуры рабочего тела до максимально возможного значения позволяет увеличить яркость в 2 раза, при этом срок эксплуатации уменьшается на 90-95%. Понижение напряжения положительно сказывается на ресурсе изделия, методика применяется при формировании цепей дежурного освещения (при отсутствии требований по яркости).