Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Mwanga wa umeme

Incandescent (kushoto) na balbu za mwanga (za kulia) za mwanga zinaendelea

Nuru ya umeme ni kifaa kinachozalisha mwanga unaoonekana kutoka sasa wa umeme . Ni aina ya kawaida ya taa za bandia na ni muhimu kwa jamii ya kisasa, [1] kutoa taa ya mambo ya ndani kwa majengo na mwanga wa nje kwa ajili ya shughuli za jioni na usiku. Katika matumizi ya kiufundi, kipengele kinachoweza kutokea kinachozalisha mwanga kutoka kwa umeme kinaitwa taa . [2] Taa za kawaida huitwa balbu za mwanga ; kwa mfano, bulb taa ya incandescent . [3] Mara nyingi taa za taa zina msingi wa kauri, chuma, kioo au plastiki, ambazo zinaweka taa ndani ya tundu la mwanga . Uunganishaji wa umeme kwenye tundu unaweza kufanywa na msingi wa kichupo, pini mbili za chuma, kofia mbili za chuma au cap ya bayonet.

Aina tatu kuu ya taa za umeme ni taa incandescent, ambayo kuzalisha mwanga na filamenti joto white-moto na sasa umeme, taa gesi-kutokwa , ambayo kuzalisha mwanga kwa njia ya safu ya umeme kwa njia ya gesi, na taa LED , ambayo kuzalisha mwanga kwa mtiririko wa elektroni kwenye pengo la bendi katika semiconductor.

Kabla ya taa ya umeme ilikuwa kawaida katika karne ya 20, watu walitumia mishumaa , taa za gesi , taa za mafuta , na moto . [4] Humphry Davy maendeleo kwanza incandescent mwanga katika 1802, na kufuatiwa na ya kwanza ya vitendo umeme safu mwanga katika 1806. By miaka ya 1870, Davy taa safu alikuwa mafanikio kibiashara, na ilitumika mwanga nafasi nyingi za umma. [5] Uendelezaji wa filament inayowaka kwao kwa ajili ya taa ya mambo ya ndani ilichukua muda mrefu, lakini kwa wavumbuzi wa karne ya ishirini na mapema walikuwa na fursa za kuendeleza mafanikio, badala ya mwanga wa arc kwa incandescents. [1] [4]

Ufanisi wa nishati ya taa za umeme umeongezeka kwa kiasi kikubwa tangu maandamano ya kwanza ya taa za arc na bomba la mwanga la incandescent la karne ya 19. Vyanzo vya kisasa vya umeme vya kisasa vinakuja kwa aina nyingi na ukubwa unaotumiwa na programu nyingi. Taa za kisasa za umeme za kisasa zinaendeshwa na nguvu za umeme zinazozalishwa kati, lakini taa inaweza pia kuwezeshwa na jenereta za umeme au za kusubiri za umeme au mifumo ya betri. Battery mwanga -powered mara nyingi akiba kwa ajili ya wakati na mahali ambapo taa stationary kushindwa, mara nyingi katika hali ya tochi , umeme taa , na katika magari.

Yaliyomo

Aina

Umeme wa muda mrefu wa umeme na kupima mwangaza

Aina za taa za umeme zinajumuisha:

  • Nuru ya taa ya bomba , filament yenye joto ndani ya bahasha ya kioo
    • Taa za Halogen ni taa za incandescent ambazo zinatumia bahasha ya quartz iliyojaa gesi ya halojeni
  • Taa ya LED , taa imara-taa ambayo inatumia diodes mwanga-emitting (LEDs) kama chanzo cha mwanga
  • Taa ya Arc
    • Taa ya Xenon ya arc
    • Taa ya Mercury-xenon
    • Taa ya Ultra-high-performance , ultra-high-shinikizo zebaki-mvuke arc taa kwa ajili ya matumizi katika projectors
    • Taa ya chuma-halide
  • Taa ya kutekelezwa kwa gesi , chanzo chanzo kinachozalisha mwanga kwa kutuma kutokwa kwa umeme kupitia gesi ionized
    • Taa ya fluorescent
      • Taa ya Fluorescent ya mgumu , taa ya fluorescent iliyoundwa na nafasi ya taa ya incandescent
    • Taa ya Neon
    • Taa ya mvuke ya mvua
    • Taa ya sodiamu-mvuke
    • Taa ya sulfuri
    • Taa isiyokuwa na umeme , taa ya kutolea gesi ambayo nguvu huhamishwa kutoka kwa nje ya bulbu ndani kupitia mashamba ya umeme

Aina tofauti za taa zina ufanisi tofauti na rangi ya mwanga . [6]

Jina Wigo wa macho Ufanisi wa majina
( lm / W )
Maisha ya muda ( MTTF )
(saa)
Joto la joto
( kelvin )
Rangi Rangi
utoaji
ripoti

Nuru ya mwanga ya incandescent Inaendelea 4-17 2-20,000 2,400-3,400 Joto nyeupe (njano) 100 Taa ya Halogen Inaendelea 16-23 3,000-6,000 3,200 Joto nyeupe (njano) 100 Taa ya fluorescent Line ya Mercury + Phosphor 52-100 (nyeupe) 8,000-20,000 2,700-5,000 * Nyeupe (rangi tofauti za rangi), pamoja na rangi zilizojaa 15-85 Taa ya chuma ya halide Kiasi-kuendelea 50-115 6,000-20,000 3,000-4,500 Baridi nyeupe 65-93 Taa ya sulfuri Inaendelea 80-110 15,000-20,000 6,000 Kijani kijani 79 High shinikizo sodiamu Broadband 55-140 10,000-40,000 1,800-2,200 * Orange ya machungwa 0-70 Chini ya shinikizo la sodiamu Mstari mwembamba 100-200 18,000-20,000 1,800 * Njano, hakuna utoaji wa rangi 0 Taa ya LED Line pamoja na fosforasi 10-110 (nyeupe) 50,000-100,000 Mbalimbali nyeupe kutoka 2,700 hadi 6,000 * Aina tofauti za rangi, pamoja na rangi zilizojaa 70-85 (nyeupe) Taa ya umeme Line ya Mercury + Phosphor 70-90 (nyeupe) 80,000-100,000 Mbalimbali nyeupe kutoka 2,700 hadi 6,000 * Aina tofauti za rangi, pamoja na rangi zilizojaa 70-85 (nyeupe)

* Michezo ya joto huelezewa kuwa joto la mwili mweusi hutoa wigo sawa; spectra hizi ni tofauti kabisa na za miili nyeusi.

Chanzo cha ufanisi zaidi cha nuru ya umeme ni taa ya sodiamu ya chini. Inazalisha, kwa madhumuni ya vitendo, mwanga wa machungwa / njano monochromatic , ambayo hutoa mtazamo sawa wa monochromatic wa eneo lolote lenye mwanga. Kwa sababu hii, kwa ujumla huhifadhiwa kwa matumizi ya umeme ya nje ya nje. Taa za sodiamu za chini hupendekezwa kwa taa za umma na wataalamu wa astronomers, kwa sababu uchafuzi wa mwanga ambao huzalisha unaweza kuchujwa kwa urahisi, kinyume na broadband au spectra inayoendelea.

Incandescent mwanga bulb

Ishara na maagizo juu ya matumizi ya balbu za mwanga
Kanisa la John John Baptist, Hagley , kibao kinakumbuka ufungaji wa mwanga wa umeme

Kisasa cha kisasa cha incandescent, kilichochomwa na tungsten, na kilichozwa kibiashara katika miaka ya 1920, kilichotengenezwa kutoka taa ya filament kaboni iliyotengenezwa mwaka wa 1880. Pamoja na balbu kwa kujaa kawaida, kuna aina mbalimbali sana, ikiwa ni pamoja na voltage ya chini, aina za nguvu mara nyingi hutumiwa kama vipengele katika vifaa, lakini sasa kwa kiasi kikubwa huhamishwa na LEDs

Kwa sasa kuna riba ya kupiga marufuku baadhi ya aina ya taa ya filament katika baadhi ya nchi, kama vile Australia, ambayo imepiga marudio ya kiwango cha kawaida cha incandescent kupitia awamu ya mwaka wa tatu ambayo ilianza mwaka 2009. Sri Lanka tayari imepiga marufuku kuagiza balbu za filament kwa sababu ya matumizi makubwa ya umeme na mwanga mdogo. Chini ya asilimia 3 ya nishati ya pembejeo inabadilishwa kuwa mwanga unaoweza kutumika. Karibu nishati zote za pembejeo zinakaribia kama joto ambalo, katika hali ya hewa ya joto, lazima liondokewe kwenye jengo kwa uingizaji hewa au hali ya hewa , mara nyingi husababisha matumizi zaidi ya nishati. Katika hali mbaya zaidi ambapo inapokanzwa na taa wakati wa baridi na baridi giza miezi ya baridi, byproduct joto ina angalau thamani fulani.

Taa ya Halogen

Taa za Halog kawaida ni ndogo sana kuliko incandescents kawaida, kwa sababu kwa ufanisi operesheni joto la bulb zaidi ya 200 ° C ni muhimu kwa ujumla. Kwa sababu hii, wengi wana bulb ya silika iliyokatwa (quartz), lakini wakati mwingine kioo cha aluminosilicate. Hii mara nyingi hutiwa muhuri ndani ya safu ya ziada ya kioo. Glasi ya nje ni tahadhari ya usalama, kupunguza uchafu wa UV na kwa sababu bulbu za halojeni zinaweza kupasuka wakati wa operesheni. Sababu moja ni kama bulb ya quartz ina mabaki ya mafuta kutoka kwenye vidole vya vidole . Hatari ya kuchoma au moto pia ni kubwa na balbu zilizo wazi, na kusababisha kikwazo chao katika sehemu fulani isipokuwa zimefungwa na mwanga.

Vile vinavyotengenezwa kwa operesheni 12 au 24 vyenye nyuzi za kuchanganya, zinafaa kwa udhibiti mzuri wa macho, pia zina ufanisi zaidi (lumens kwa watt) na maisha mazuri kuliko aina zisizo za halogen. Pato la mwanga linabaki karibu kila mara katika maisha yao.

taa ya fluorescent

Juu, taa mbili za umeme za umeme. Chini, taa za tube za fluorescent mbili. Mechi ya kushoto, kushoto, inavyoonyeshwa kwa kiwango.

Taa za fluorescent zinajumuisha tube ya kioo yenye mvuke ya zebaki au argon chini ya shinikizo la chini. Umeme unaozunguka kupitia tube husababisha gesi kutopa nishati ya ultraviolet. Ndani ya zilizopo huvaliwa na phosphors ambayo hutoa nuru inayoonekana wakati inapigwa na nishati ya ultraviolet. [7] Wana ufanisi mkubwa zaidi kuliko taa za incandescent. Kwa kiasi hicho cha mwanga kilichozalishwa, kwa kawaida hutumia karibu robo moja hadi moja ya nguvu ya incandescent. Ufanisi wa kawaida wa taa za umeme za umeme ni lumen 50-100 kwa watt, mara kadhaa ufanisi wa balbu za incandescent na pato linalofanana na mwanga. Fixtures ya taa ya fluorescent ni ya gharama kubwa zaidi kuliko taa za incandescent kwa sababu zinahitaji ballast kudhibiti sasa kwa njia ya taa, lakini gharama ya chini ya nishati kawaida hupunguza gharama ya awali ya awali. Taa za kutosha za umeme hupatikana sasa katika ukubwa wa kawaida kama vile incandescents na hutumiwa kama mbadala inayookoa nishati katika nyumba. Kwa sababu zina vyenye zebaki, taa nyingi za fluorescent zinawekwa kama taka taka . Shirika la Ulinzi la Mazingira la Umoja wa Mataifa linapendekeza kwamba taa za fluorescent zigawanywa kutokana na taka kubwa kwa ajili ya kuchakata au kusafisha salama, na baadhi ya mamlaka zinahitaji kuchakata. [8]

LED taa

Taa ya LED yenye msingi wa E27 Edison screw

LED za hali imara zimekuwa zimejulikana kama taa za kiashiria katika umeme wa umeme na teknolojia za sauti za kitaalamu tangu miaka ya 1970. Katika ufanisi wa miaka ya 2000 na pato limeongezeka kwa uhakika ambapo LEDs sasa zinatumiwa katika programu za taa kama vile vichwa vya gari na viatu vya baiskeli, kwenye taa za mwanga na baiskeli, pamoja na katika mapambo ya maombi kama vile taa za likizo. LED za kiashiria zinajulikana kwa maisha yao ya muda mrefu sana, hadi masaa 100,000, lakini LED za taa zinaendeshwa kwa kiasi kikubwa kwa ustawi, na hivyo zina maisha mafupi. Teknolojia ya LED ni muhimu kwa wabunifu wa taa kwa sababu ya matumizi yake ya chini ya nguvu, kizazi cha joto cha chini, kudhibiti mara moja / kwa mbali, na kwa upande wa LEDs moja ya rangi, kuendelea kwa rangi katika maisha ya diode na gharama ya chini ya utengenezaji. Uhai wa LED hutegemea sana joto la diode. Kutumia taa ya LED katika hali ambazo zinaongeza joto la ndani huweza kupunguza maisha ya taa.

Taa ya taa ya kaboni

Taa ya muda mfupi ya kW xenon iliyotumika katika mfumo wa makadirio ya IMAX .
Taa ya aramu ya zebaki kutoka darubini ya fluorescence .

Taa za arbon za kaboni zinajumuisha electrodes mbili za fimbo za hewa kwenye hewa ya wazi, zinazotolewa na ballast ya sasa . Arc umeme inakabiliwa na kugusa viboko kisha kuwatenganisha. Arc inayofuata inapunguza vidokezo vya kaboni kwa joto nyeupe. Taa hizi zina ufanisi zaidi kuliko taa za filament, lakini fimbo za kaboni ni za muda mfupi na zinahitaji marekebisho ya mara kwa mara katika matumizi. Taa zinazalisha pato kubwa la ultra-violet , zinahitaji uingizaji hewa wakati wa kutumika ndani ya nyumba, na kwa sababu ya ukubwa wao wanaohitaji kulinda kutoka kwa moja kwa moja.

Ilibadilishwa na Humphry Davy kote 1805, arc kaboni ilikuwa mwanga wa kwanza wa umeme. Walikuwa kutumika mwanzo wa kibiashara katika miaka ya 1870 kwa ajili ya taa kubwa na ujenzi wa taa mpaka walipokuwa wakiondolewa karne ya 20 na mwanga wa incandescent. Taa za arc za kaboni hufanya kazi kwa nguvu za juu na hutoa mwanga mwingi nyeupe. Pia ni chanzo cha mwanga. Walibakia katika matumizi katika programu ndogo ambazo zinahitajika mali hizi, kama vile watengenezaji wa filamu , taa ya taa , na tafuta za utafutaji , mpaka baada ya Vita Kuu ya 2.

Tengeneza taa ya

Taa ya kutokwa ina bahasha ya kioo au silika iliyo na electrodes mbili za chuma iliyotengwa na gesi. Gesi zinazotumiwa ni pamoja na, neon , argon , xenon , sodiamu , halide ya chuma , na zebaki . Kanuni ya msingi ya uendeshaji ni sawa na taa ya arc kaboni, lakini neno 'taa ya arc' ni kawaida kutumika kwa kutaja taa za kaboni za kaboni, na aina zaidi ya kisasa ya taa ya kutokwa kwa gesi kawaida huitwa taa za kutokwa. Pamoja na taa za kutokwa, kiwango cha juu sana kinatumika kupiga arc. Hii inahitaji mzunguko wa umeme unaoitwa igniter, ambayo ni sehemu ya mzunguko wa ballast . Baada ya kupigwa kwa arc, upinzani wa ndani wa matone ya taa hadi kiwango cha chini, na ballast inapunguza sasa kwa sasa ya uendeshaji. Bila ballast, sasa ya ziada itaingiliana, na kusababisha uharibifu wa haraka wa taa.

Aina fulani za taa zina na neon kidogo, ambayo inaruhusu kuvutia kwa kawaida ya voltage, bila ya mzunguko wa moto wa nje. Taa za sodiamu za chini hufanya kazi kwa njia hii. Ballasts rahisi ni inductor tu, na huchaguliwa ambapo gharama ni sababu ya kuamua, kama vile taa za mitaani. Ballasts ya juu zaidi ya umeme yanaweza kutengenezwa ili kudumisha pato la kawaida juu ya maisha ya taa, inaweza kuendesha taa yenye wimbi la mraba ili kudumisha pato la bure kabisa, na kuzima wakati wa tukio fulani.

Taa ya maisha ya taa

Matarajio ya kuishi kwa aina nyingi ya taa hufafanuliwa kama idadi ya saa za kazi ambapo 50% kati yao kushindwa, yaani wastani wa maisha ya taa. Uvumilivu wa uzalishaji wa chini kama 1% unaweza kuunda tofauti ya asilimia 25 katika maisha ya taa, kwa hiyo kwa ujumla taa zingine zitashindwa vizuri kabla ya kipindi cha maisha, na baadhi ya muda mrefu. Kwa ajili ya LEDs, maisha ya taa hufafanuliwa kama wakati wa operesheni ambapo asilimia 50 ya taa wamepata upungufu wa 70% katika pato la mwanga.

Aina fulani za taa pia ni nyeti kwa kubadili mizunguko. Vyumba vya kubadili mara kwa mara kama vile bafu zinaweza kutarajia maisha mafupi sana ya taa kuliko yale yaliyochapishwa kwenye sanduku. Taa za kutosha za umeme huwa nyeti sana kwa kubadili mizunguko.

Taa za umma

Jumla ya mwanga wa bandia (hasa kutoka kwenye mwanga wa mitaani ) inatosha miji iwe rahisi kuonekana usiku kutoka hewa, na kutoka kwa nafasi. Mwanga huu ni chanzo cha uchafuzi wa mwanga ambao huziba wajumbe wa astronomeri na wengine.

Taa za Jiji la Dunia na DMSP, 1994-1995 (kubwa) .jpg
Taa za kibinadamu zinaonyesha hasa maeneo yaliyotengenezwa au yenye wakazi wa uso wa Dunia, ikiwa ni pamoja na maboma ya Ulaya, mashariki mwa Marekani, India, Japan na Korea ya Kusini.

Inatumia zaidi ya kuangaza

Kioo wazi 60 W Neolux taa ya taa

Taa za umeme zinaweza kutumiwa kama vyanzo vya joto, kwa mfano katika vipuri , kama taa za joto katika migahawa ya chakula cha haraka na vidole kama vile tanuri rahisi .

Tungsten taa za filament zimekuwa kutumika kwa muda mrefu kama thermistors za kaimu za haraka katika nyaya za elektroniki. Matumizi maarufu yanajumuisha:

  • Uimarishaji wa oscillators ya sine wimbi
  • Ulinzi wa tweeters katika kuingizwa kwa msemaji (sasa ya ziada ambayo ni ya juu sana kwa tweeter inaangaza nuru badala ya kupiga tweeter).
  • Udhibiti wa sauti moja kwa moja kwenye simu

Ishara za mzunguko wa taa

Katika taa za mzunguko wa taa kawaida huonyeshwa kama ishara. Kuna aina mbili kuu za alama, hizi ni:

Msalaba katika mviringo, ambayo kwa kawaida inawakilisha taa kama kiashiria.
Dent ya semicircular katika mviringo, ambayo kwa kawaida inawakilisha taa kama chanzo cha mwanga au mwanga.
Mwingine alama ya umeme ya taa

Angalia pia

  • Tundu la taa ya taa
  • Chanzo chanzo
  • Mwanga tube
  • Orodha ya vyanzo vya mwanga

Marejeleo

  1. ^ a b Reisert, Sarah (2015). "Let there be light" . Distillations Magazine . 1 (3): 44–45 . Retrieved 5 November 2015 .
  2. ^ "Lamp" . Dictionary.com . Retrieved November 9, 2014 .
  3. ^ "Light bulb" . Merriam-Webster . Retrieved September 18, 2017 .
  4. ^ a b Freebert, Ernest (2014). The age of Edison : electric light and the invention of modern America . Penguin Books. ISBN 978-0143124443 .
  5. ^ Guarnieri, M. (2015). "Switching the Light: From Chemical to Electrical". IEEE Industrial Electronics Magazine . 9 (3): 44–47. doi : 10.1109/MIE.2015.2454038 .
  6. ^ http://www.parliament.the-stationery-office.co.uk/pa/cm200203/cmselect/cmsctech/747/747we81.htm
  7. ^ Perkowitz, Sidney; Henry, A. Joseph (23 November 1998). Empire of Light:: A History of Discovery in Science and Art . Joseph Henry Press. ISBN 978-0309065566 . Retrieved 4 November 2014 .
  8. ^ Mercury-Containing Light Bulb (Lamp) Recycling | Universal Waste | US EPA