¿Qué es una bombilla, diseño y principio de funcionamiento?

¿Alguna vez te has preguntado qué es una bombilla normal? La mayoría de nosotros sabemos que el dispositivo de iluminación más simple consta de una base, una bombilla y un filamento de tungsteno, pero ¿cómo funciona, por qué se quema con el tiempo y por qué las bombillas están llenas de gases inertes?

En este artículo hablaremos sobre todas las características de las simples "bombillas Ilich" y de los modernos dispositivos fluorescentes y LED.

¿Qué es una bombilla incandescente?

Una lámpara incandescente ordinaria es una fuente de luz eléctrica, cuya parte principal consiste en un material refractario que actúa como un cuerpo de filamento. En la mayoría de los casos, dicho material (conductor) se coloca en un matraz de vacío o en un matraz lleno de gases inertes. Cuando la corriente pasa a través de un conductor, se calienta y comienza a emitir un brillo brillante.

¡Interesante! Para que el filamento de tungsteno de una bombilla se encienda, debe calentarse a una temperatura de unos 2000 °C. Se puede considerar que el límite de temperatura de la incandescencia es de 3410 °C.

Historia de la creación

De hecho, ningún científico ha inventado nunca nada enteramente por su cuenta: esto es lo que ocurrió con la bombilla “clásica”. En 1840, un inventor británico llamado Warren De la Rue diseñó la primera lámpara incandescente alimentada por un conductor de platino. Dos años antes, en 1838, un científico belga llamado Jobard inventó la primera fuente de luz con núcleo de carbono del mundo. Pues bien, exactamente cien años antes del final de la Segunda Guerra Mundial, Heinrich Goebel crea los primeros prototipos de bombillas modernas.

Es de destacar que la primera lámpara de Goebel tenía un hilo de bambú carbonizado colocado al vacío. El científico continuó trabajando en su creación durante unos 5 años más, después de lo cual la presentó al público en general.

Los científicos rusos también hicieron una contribución significativa al invento, que ahora se utiliza en todo el mundo. Así, en 1874 se registró a nombre de Alexander Nikolaevich Lodygin la primera bombilla con núcleo de carbono colocada en un ambiente sin aire. El gran problema con una fuente de luz de este tipo era que el carbono como conductor no podía durar lo suficiente y se quemaba poco después de su uso. Con el tiempo, a las mentes brillantes del planeta se les ocurrió la idea de sustituir el carbón por tungsteno.

¡Interesante! Cuando hablamos de electricidad y aparatos de iluminación, no podemos dejar de mencionar al gran Thomas Edison. Fue él quien creó y patentó por primera vez una lámpara incandescente que era barata de producir y duradera (en comparación con la mayoría de los dispositivos de esa época).

Desde su invención, la conocida fuente de luz no ha cambiado mucho, pero aún así se produjeron cambios técnicos: el conductor fue reemplazado por uno más avanzado y el espacio dentro de la bombilla comenzó a llenarse con un gas especial.

Características de diseño y principio de funcionamiento.

LN estándar consta de:

• un matraz lleno de un gas inerte (o sin aire);
• una base que sirve simultáneamente como “tapa” de la bombilla y como elemento de conexión de la lámpara a la red;
• electrodos;
• bobina de filamento ubicada sobre soportes especiales;
• contacto básico.

Se eligió tungsteno como material conductor para minimizar el consumo de corriente para calentar y reducir la sección transversal del filamento al mínimo posible.

¡Interesante! El parámetro de resistividad del tungsteno es tres veces mayor que el del cobre.

La espiral funciona con la corriente de los electrodos y el molibdeno se utiliza como material principal de los "cuernos" en los que se instala la espiral: es refractario y en realidad no se expande cuando se calienta. El uso de un gas inerte aumenta la vida útil potencial de la espiral: en un ambiente de gas es “más difícil” que se queme. En cuanto a la base, su tamaño y roscas pueden variar.

Características y tipos

Además de los medicamentos domésticos habituales a los que estamos acostumbrados, los expertos identifican varias variedades más, entre ellas:

1. Decorativo. Se distinguen por formas de bombillas no estándar, una espiral agrandada y una iluminación tenue. Los diseñadores utilizan con mayor frecuencia estos dispositivos para implementar proyectos en el estilo "vintage".
2. Iluminación. Tienen una bombilla pintada por dentro y tienen baja potencia (hasta 25 W). Cambian rápidamente el tono del brillo, por lo que requieren un reemplazo frecuente.
3. Señal. Anteriormente, se usaban ampliamente en varios dispositivos de iluminación, pero hoy en esta área están siendo reemplazados activamente por opciones LED.
4. Reflejado.La bombilla de esta lámpara está parcialmente cubierta con una capa de aluminio que refleja bien la luz, lo que le permite concentrar la iluminación en un punto determinado del espacio de la habitación.
5. Transporte. Se utilizan para equipar ópticas de automóviles, tractores, aviones, diversas embarcaciones marinas, etc. Tienen mayor resistencia y son resistentes a las vibraciones.
6. Doble cadena. Un subtipo especial utilizado en semáforos de ferrocarriles, aviones y automóviles.

Referencia. Existen otros tipos de LN, pero hoy la mayoría de ellos han sido reemplazados por dispositivos más modernos, de los que hablaremos un poco más a fondo.

Ventajas y desventajas

Las cualidades positivas del LP clásico incluyen bajo costo, pequeñas dimensiones, inmunidad a pequeñas caídas de voltaje en la red, un espectro de iluminación agradable para la visión humana, una amplia gama de opciones de energía, la ausencia de componentes tóxicos u otros componentes dañinos en la composición y ruido en funcionamiento. Si hablamos de desventajas, entre ellas vale la pena mencionar una vida útil relativamente corta, un consumo de corriente bastante alto y riesgo de incendio.

¡Importante! La superficie alrededor de potentes lámparas incandescentes puede calentarse hasta +330 grados centígrados. ¡Ten cuidado!

Ámbito de aplicación

Los LN clásicos se utilizan para la iluminación doméstica de locales y locales, bienes inmuebles comerciales, se utilizan en el transporte automovilístico, ferroviario y aéreo, se instalan en dispositivos de iluminación portátiles (linternas de bolsillo, etc.), se utilizan en cine, diseño, medicina y muchos otros sectores. de vida.

Diseño y principio de funcionamiento de tipos modernos de lámparas.

Los dispositivos de iluminación modernos incluyen dispositivos halógenos, fluorescentes, de bajo consumo y LED. Consideremos cada tipo individualmente.

Halógeno

Estos dispositivos son una versión modernizada de los LN clásicos. El matraz de dicho dispositivo está lleno de halógeno, que reacciona con el tungsteno, que se evapora al calentarse. Esto le permite extender la vida útil del dispositivo. Además, el cuarzo se utiliza en lámparas halógenas. Los dispositivos de iluminación halógenos suelen tener características de rendimiento más altas que las lámparas convencionales.

Luminiscente

Estos dispositivos también se denominan lámparas fluorescentes. Tienen una alta calidad de reproducción cromática, lo que permite su uso en la iluminación de escaparates y estanterías. En comparación con LN, un dispositivo luminiscente consume entre 4 y 5 veces menos energía y tiene una vida útil más larga. También tienen sus inconvenientes: bajo rendimiento a bajas temperaturas y contenido de sustancias nocivas (incluido el mercurio) en algunos modelos.

El ahorro de energía

La característica principal de los dispositivos de iluminación de bajo consumo es la unidad electrónica, que garantiza tanto el encendido como el funcionamiento de la lámpara. Este dispositivo se caracteriza por un funcionamiento más estable, menor consumo de energía, mayor vida útil y una amplia gama de colores disponibles.

¡Importante! En la producción de lámparas de bajo consumo se utilizan sustancias peligrosas para la naturaleza y el ser humano, por lo que su eliminación debe realizarse exclusivamente a través de puntos de recogida especiales.

CONDUJO

El diseño de estas lámparas utiliza cristales semiconductores: crean un brillo cuando la corriente eléctrica los atraviesa.En comparación con los mismos dispositivos halógenos, los dispositivos LED son aproximadamente entre 4 y 7 veces más eficientes y, en términos de vida útil, un dispositivo de este tipo puede durar hasta 50.000 horas. Se considera que el único inconveniente de las lámparas LED es su elevado coste, sin embargo, teniendo en cuenta el ahorro en mantenimiento y consumo, a largo plazo es mucho más rentable adquirirlas.

Entonces descubrimos qué es una bombilla y analizamos la mayoría de los tipos de opciones modernas y no tan modernas. Esperamos que ahora tengas una idea general de las características de su funcionamiento.