Perché le lampade a incandescenza si bruciano più spesso al momento dell'accensione
Una situazione comune: premi l'interruttore, un breve lampo e un'altra lampadina a incandescenza "ti fa vivere a lungo". Ricordando il produttore con una parola scortese, fai una sostituzione. Molti hanno sentito che l'orario di lavoro dovrebbe essere di almeno 1000 ore. Allora perché è durato solo poche settimane invece di pochi mesi?
In generale, la durata del rapporto di lavoro lampade ad incandescenza dipende dalle condizioni operative delle lampade e dagli svantaggi inerenti a questo tipo di sorgente luminosa. Prima di approfondire un'analisi dettagliata dei motivi che influenzano l'orario di lavoro, notiamo un fatto molto importante: le lampadine si bruciano, di regola, nel momento in cui vengono accese. E per questo c'è una spiegazione, anche se non molto semplice e scontata.
Il "cuore" di tutte le lampade a incandescenza è la bobina di tungsteno, che i tecnici delle luci preferiscono chiamare "alloggiamento a incandescenza". Il corpo del filamento è costituito da un sottile filo di tungsteno avvolto a spirale.
La tecnologia di produzione è piuttosto complessa, richiede apparecchiature di alta precisione e una stretta aderenza alla tecnologia. L'ulteriore durata delle lampade dipende in gran parte dalla qualità della produzione delle spirali. Dopotutto, deve funzionare a una temperatura di quasi 3000 gradi.
A una temperatura così elevata, iniziano i processi che alla fine "distruggono" la lampada. Prima di tutto, è l'evaporazione del tungsteno. Il filo diventa più sottile e c'è poca differenza nel diametro del filo. A questo punto l'evaporazione accelera e la lampada si spegne.
Il processo è piuttosto lungo ea tensione normale la lampada può durare per 1000 ore.L'evaporazione può essere rallentata riempiendo il pallone con un gas inerte come il cripton. In vendita puoi trovare lampade simili in lampadine a forma di fungo.
Il secondo processo è legato alla struttura del tungsteno. Nella produzione del filo, il tungsteno ha una struttura con piccoli cristalli dalla forma allungata. Il riscaldamento a temperature di esercizio elevate provoca la crescita dei cristalli (ingrossamento). Questo processo è chiamato ricristallizzazione del tungsteno. In questo caso, l'area della superficie intercristallina si riduce notevolmente (centinaia di volte). Le impurità, che sono inevitabilmente presenti nel metallo, si raccolgono tra i cristalli e formano un composto estremamente fragile: il carburo di tungsteno.
Infine, considera il terzo processo che di solito pone fine alla vita della lampada. Va ricordato che la resistenza del tungsteno allo stato freddo è notevolmente (9-12 volte) inferiore rispetto a una temperatura operativa di 3000 gradi. Pertanto, quando viene acceso per la prima volta da una lampadina, secondo la legge di Ohm, flussi di corrente, che è il numero corrispondente di volte del lavoratore.Quando la corrente scorre attraverso un filo, si verificano forze elettrodinamiche. In questo caso la spirale è sottoposta a tensione meccanica.
E ora puoi tracciare la sequenza dei fenomeni fatali per la lampada. Dopo aver premuto l'interruttore, una corrente scorre attraverso la bobina fredda, un ordine di grandezza maggiore della corrente operativa. Alla bobina viene applicata una breve forza meccanica simile a uno strappo. Dove il filo è diventato più sottile a causa dell'evaporazione, si verificano maggiori sollecitazioni e la spirale si rompe lungo la fragile giunzione in carburo di tungsteno. Il resto è facile da capire: nel punto della crepa, il tungsteno si riscalda fino a sciogliersi e la lampada "muore".
Tutti questi processi vengono accelerati molte volte con l'aumento della tensione di alimentazione delle lampade.Un aumento del 3% della tensione riduce la durata della lampada del 30%. Se la tensione nell'appartamento è superiore del 10% al valore nominale (220 V), le lampade a incandescenza dureranno solo pochi giorni.
La vita delle lampade dipende molto dalla frequenza di commutazione. Presso gli stand del produttore, le lampade vengono testate con una tensione stabile e una certa frequenza di commutazione all'ora. Sulla base dei risultati di questi test, viene indicata la durata media delle sorgenti luminose.