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

Nuru ya mwanga ya incandescent

Nuru ya taa ya mwanga-volt 230-volt, yenye E27 (Edison 27 mm) msingi wa kijiko cha msingi. Filament inaonekana kama mstari wa usawa kati ya waya za usambazaji wima.
SEM picha ya filament ya tungsten ya bulb mwanga incandescent.

Incandescent mwanga bulb, incandescent taa au mwanga incandescent duniani ni mwanga umeme na waya filament joto na joto ya namna hiyo kuwa ni uwakao kwa mwanga unaoonekana ( incandescence ). Filament, moto kwa kupitisha sasa umeme kwa njia hiyo, inalindwa kutokana na oksidi na kioo au fused quartz bulb ambayo ni kujazwa na gesi ya inert au kuondolewa . Katika taa ya halojeni , uvukizi wa filament hupungua kwa mchakato wa kemikali ambao hupunguza mvuke wa chuma kwenye filament, na kueneza maisha yake. Bonde la mwanga hutolewa na umeme wa umeme kwa njia ya vituo vya kulisha au waya zilizoingia kioo. Mababu mengi hutumiwa katika tundu ambayo hutoa msaada wa mitambo na uhusiano wa umeme.

Mababu ya incandescent yanatengenezwa kwa ukubwa mbalimbali, pato la mwanga, na ratings za voltage , kutoka volts 1.5 hadi volts 300. Hawana haja ya vifaa vya udhibiti wa nje, kuwa na gharama za chini za viwanda , na kufanya kazi sawa sawa kwa mbadala ya sasa au moja kwa moja ya sasa. Matokeo yake, incandescent sana kutumika katika kaya na taa ya kibiashara, kwa ajili ya taa portable kama vile taa meza, gari mataa , na tochi , na kwa mapambo na matangazo mwanga.

Mababu ya incandescent ni duni sana kuliko aina nyingine nyingi za taa za umeme; mababu ya incandescent yanabadilisha chini ya 5% ya nishati wanayotumia katika mwanga unaoonekana, [1] na wastani wa balbu za mwanga kuhusu 2.2%. [2] Nishati iliyobaki inabadilishwa kuwa joto. Ufanisi mwangaza wa bomba la kawaida ya incandescent ni lumeni 16 kwa watt, ikilinganishwa na 60 lm / W kwa wingi wa umeme wa umeme au 150 lm / W kwa taa nyeupe za LED . [3] Baadhi ya matumizi ya bomba la incandescent (kama vile taa za joto ) hutumia kwa makusudi joto lililozalishwa na filament. Matumizi kama haya yanajumuisha incubators, masanduku ya kuku ya kuku, [4] taa za joto kwa mizinga ya reptile , [5] joto la infrared kwa ajili ya inapokanzwa viwanda na kukausha michakato, taa za lava , na toy Easy-Bake tanuri . Vibandescent bulbs kawaida wana muda mfupi wa maisha ikilinganishwa na aina nyingine za taa; karibu masaa 1,000 kwa balbu za nyumbani kwa kawaida kwa masaa 10,000 kwa fluorescent ya compact na saa 30,000 kwa LED za taa.

Vibandescent incandescent yamebadilishwa katika matumizi mengi na aina nyingine za mwanga wa umeme, kama vile taa za fluorescent , taa za umeme za umeme (CFL), taa za fluorescent za cathode za baridi (CCFL), taa za kutosha za kutosha , na taa za diode za kutosha (LED) . Mamlaka fulani, kama Umoja wa Ulaya , China , Kanada na Marekani , zinaendelea kutumiwa kwa matumizi ya balbu za mwanga mwingi wakati wengine, ikiwa ni pamoja na Colombia , [6] Mexico , Cuba , Argentina na Brazil , [7] iliwazuia tayari.

Yaliyomo

Historia

Katika kushughulikia swali la nani aliyemfanya taa ya incandescent, wahistoria Robert Friedel na Paul Israel wanaorodhesha wavumbuzi 22 wa taa za incandescent kabla ya Joseph Swan na Thomas Edison . [8] Wanahitimisha kwamba toleo la Edison lilikuwa na uwezo wa kuondokana na wengine kwa sababu ya mchanganyiko wa mambo matatu: nyenzo nzuri ya incandescent , utupu wa juu zaidi kuliko wengine waliweza kufikia (kwa matumizi ya pampu ya Sprengel ) na upinzani mkubwa uliofanywa usambazaji wa nguvu kutoka chanzo kikuu kiuchumi kinachowezekana.

Mhistoria Thomas Hughes amesema mafanikio ya Edison kwa maendeleo yake ya mfumo mzima, jumuishi wa taa za umeme.

Taa hiyo ilikuwa sehemu ndogo katika mfumo wake wa taa za umeme, na hakuna kazi muhimu zaidi kuliko jenereta ya Edison Jumbo, kuu ya Edison na feeder, na mfumo wa usambazaji wa sambamba. Wachunguzi wengine na jenereta na taa za incandescent, na kwa ujuzi na ufanisi sawa, wamekuwa wamesahau kwa sababu wabunifu wao hawakuongoza juu ya kuanzishwa kwao katika mfumo wa taa .

- Thomas P. Hughes, Katika Teknolojia kwenye Point ya Kugeuza , iliyohaririwa na WB Pickett [9] [10]

Utafiti wa awali kabla ya biashara

Nyubu ya awali ya kaboni-filament kutoka duka la Thomas Edison huko Menlo Park

Mnamo mwaka wa 1761 Ebenezer Kinnersley alionyesha kutengana waya kwa incandescence. [12]

Mnamo 1802, Humphry Davy alitumia kile alichoelezea kama " betri ya ukubwa mkubwa ", [13] yenye seli 2,000 zilizokaa chini ya Taasisi ya Royal ya Uingereza, [14] ili kujenga mwanga wa incandescent kwa kupitisha sasa kupitia strip nyembamba ya platinum , kuchaguliwa kwa sababu chuma alikuwa na kiwango cha juu sana kiwango . Haikuwa mkali wa kutosha wala haikuwepo muda mrefu wa kutosha, lakini ilikuwa ni mfano wa nyuma ya jitihada za majaribio ya majaribio zaidi ya miaka 75 ijayo. [15]

Zaidi ya robo ya kwanza ya karne ya 19 majaribio wengi walifanya kazi na mchanganyiko mbalimbali wa waya wa platinamu au ya iridium, fimbo za kaboni, na vifuniko vilivyosafirishwa au vilivyoondolewa. Wengi wa vifaa hivi vilionyeshwa na baadhi yalikuwa na hati miliki. [16]

Mwaka 1835, James Bowman Lindsay alionyesha mwanga wa umeme mara kwa mara katika mkutano wa umma huko Dundee, Scotland. Alisema kwamba angeweza "kusoma kitabu kwa umbali wa miguu moja na nusu". Hata hivyo, baada ya kukamilisha kifaa kwa kuridhika kwake, akageuka na tatizo la telegraphy isiyo na waya na hakuendeleza mwanga wa umeme zaidi. Madai yake hayakuonyeshwa vizuri, ingawa anajulikana katika Challoner et al. na kuwa mwanzilishi wa "Bulb Mwanga wa Incandescent". [17]

Mnamo mwaka 1838, mtaalamu wa wataalamu wa Ubelgiji Marcellin Jobard alinunua bomba la taa la mwangaza ambalo lilikuwa na utupu wa carbon. [18]

Mnamo mwaka wa 1840, mwanasayansi wa Uingereza Warren de la Rue alifunganya filament ya platinamu iliyopangwa kwenye tube ya utupu na kupitisha sasa umeme. Uumbaji ulikuwa msingi wa dhana kwamba kiwango cha juu cha kiwango cha platinamu kitaruhusu kufanya kazi kwa joto la juu na kwamba chumba kilichotolewa kilikuwa na molekuli ndogo ya gesi ili kukabiliana na platinamu, kuboresha maisha yake ya muda mrefu. Ijapokuwa ni mpango wa kushangaza, gharama ya platinamu ilifanya kuwa haiwezekani kwa matumizi ya kibiashara.

Mwaka wa 1841, Frederick de Moleyns wa Uingereza alipewa patent ya kwanza ya taa ya incandescent, na kubuni kwa kutumia waya za platinum zilizomo ndani ya bomba la utupu. Pia alitumia kaboni. [19] [20]

Mwaka wa 1845, Marekani John W. Starr alipewa patent kwa wigo wake wa mwanga wa incandescent unaohusu matumizi ya filaments za kaboni. [21] [22] Alikufa mara baada ya kupata patent, na uvumbuzi wake haukutolewa kwa kibiashara. Kidogo kidogo kinajulikana juu yake. [23]

Mnamo mwaka wa 1851, Jean Eugène Robert-Houdin alionyesha wazi hadharani mwanga wa balbu kwenye mali yake huko Blois, Ufaransa. Balbu zake za mwanga zinaonekana kwenye makumbusho ya Château de Blois . [24]

Mnamo mwaka 1872, Kirusi Alexander Lodygin alinunua bomba la taa la mwangaza na akapata patent ya Kirusi mwaka 1874. Alikuwa kama burner kaboni mbili za sehemu ya kupunguzwa katika kupokea kioo, iliyotiwa muhuri, na kujazwa na nitrojeni, iliyopangwa umeme ili sasa iweze kupitishwa kwa kaboni ya pili wakati wa kwanza ulipotea. [25] Baadaye aliishi Marekani, akabadilisha jina lake Alexander de Lodyguine na akaomba na kupata kibali cha taa za incandescent zilizo na chromium , iridium , rhodium , ruthenium , osmium , molybdenum na filament tungsten , [26] na bulb kutumia molybdenum filament ilionyeshwa katika haki ya dunia ya 1900 huko Paris. [27]

Heinrich Göbel mwaka wa 1893 alidai kuwa alikuwa ametengeneza kwanza bulb mwanga mwanga katika 1854, na filament nyembamba ya mianzi filament ya upinzani juu, platinum kuongoza katika waya katika kioo bahasha yote, na utupu mkubwa. Waamuzi wa mahakama nne walifufua mashaka juu ya matarajio ya Göbel, lakini hakukuwa na uamuzi katika kusikia mwisho kutokana na tarehe ya mwisho ya hati ya Edison. Kazi ya utafiti iliyochapishwa 2007 ilihitimisha kwamba hadithi ya taa za Göbel katika miaka ya 1850 ni hadithi. [28]

Mnamo tarehe 24 Julai 1874, hati miliki ya Kanada ilitumwa na Henry Woodward na Mathew Evans kwa taa iliyo na nguzo za kaboni zilizowekwa kwenye silinda ya kioo iliyojaa kujazwa na nitrojeni. Walifanikiwa kufanya biashara kwa taa zao, na kuuza haki kwa patent yao ( US Patent 0,181,613 ) kwa Thomas Edison mwaka 1879. [29] [30]

Biashara

Uongozi wa carbon filament na utupu

Taa za fila za kaboni, zinaonyesha giza la bulb
Mheshimiwa Joseph Wilson Swan

Joseph Swan (1828-1914) alikuwa mwanafizikia wa Uingereza na mkulima. Mnamo mwaka wa 1850, alianza kufanya kazi na nyaraka za karatasi za mafuta katika kioo kilichotolewa. Mnamo 1860, aliweza kuonyesha kifaa cha kufanya kazi lakini ukosefu wa utupu mzuri na usambazaji wa umeme wa kutosha ulipelekea muda mfupi wa maisha kwa bomba na chanzo cha mwanga usiofaa. Katikati ya miaka 1870 pampu bora zilipatikana, na Swan akarudi kwenye majaribio yake. [31]

Uwekaji wa kihistoria kwenye Chini ya Mlima , nyumba ya kwanza ilipangwa na taa za umeme

Kwa msaada wa Charles Stearn , mtaalam wa pampu za utupu, mwaka wa 1878, Swan ilianzisha njia ya usindikaji ili kuepuka bulb ya mapema ya kuacha. Hii ilipokea Patent ya Uingereza mwaka wa 1880. [32] [ wasiwasi ] Mnamo tarehe 18 Desemba 1878, taa yenye kutumia fimbo ndogo ya kaboni ilionyeshwa katika mkutano wa Newcastle Chemical Society , na Swan alionyesha maonyesho katika mkutano wao juu ya 17 Januari 1879. Pia imeonyeshwa kwa watu 700 ambao walihudhuria mkutano wa Society Literary and Philosophical wa Newcastle juu ya Tyne tarehe 3 Februari 1879. [33] Taa hizi zilizotumia fimbo ya kaboni kutoka kwenye taa ya arc badala ya filament ndogo. Kwa hiyo walikuwa na upinzani mdogo na walihitaji wasanii mkubwa sana ili waongeze sasa muhimu, kwa hiyo hawakuwa na vitendo vya kibiashara, ingawa walifanya maonyesho ya uwezekano wa taa za incandescent na utupu wa juu, mchoro wa kaboni, na waya wa platinamu . Bombo hili lilidumu saa 40. [34] Swan akageuka tahadhari yake ya kuzalisha kaboni bora ya kaboni na njia za kuunganisha mwisho wake. Alipanga njia ya kutibu pamba ili kuzalisha 'nyuzi iliyochongwa' mapema miaka ya 1880 na kupatikana British Patent 4933 mwaka huo huo. [32] Kuanzia mwaka huu alianza kufunga balbu za mwanga katika nyumba na alama katika Uingereza. Nyumba yake, Underhill, Low Fell, Gateshead , ilikuwa ya kwanza ulimwenguni kutayarishwa na bomba na pia nyumba ya kwanza ulimwenguni ili kutajwa kwa nguvu za umeme. Mnamo mwaka 1878 nyumba ya Bwana Armstrong huko Cragside pia ilikuwa kati ya nyumba za kwanza za kutawanywa na umeme. Mapema miaka ya 1880 alikuwa ameanza kampuni yake. [18] Mnamo mwaka wa 1881, Theatre ya Savoy katika Jiji la Westminster , London ilipangwa na taa za bunduki za Swan, ambayo ilikuwa uwanja wa kwanza, na jengo la kwanza la umma ulimwenguni, ili litengeke kabisa na umeme. [36] Mtaa wa kwanza ulimwenguni uliowekwa na taa ya incandescent ilikuwa Mosley Street, Newcastle juu ya Tyne , Uingereza . Ilikuwa imewekwa na taa ya Joseph Swan ya tarehe 3 Februari 1879. [37] [38]

Taa za Edison carbon filament, mapema 1880
Thomas Alva Edison

Thomas Edison alianza utafiti mkubwa katika kuendeleza taa ya incandescent ya mwaka 1878. Edison alifungua maombi yake ya kwanza ya "Uboreshaji Katika Taa za Umeme" mnamo Oktoba 14, 1878. [39] Baada ya majaribio mengi, kwanza na kaboni katika miaka ya 1880 na kisha kwa platinum na metali nyingine, mwisho Edison akarudi kwenye filament ya carbon. [40] Jaribio la kwanza la mafanikio lilikuwa mnamo 22 Oktoba 1879, [41] [42] na ilidumu saa 13.5. Edison aliendelea kuboresha muundo huu na mnamo 4 Novemba 1879, alifungua patent ya Marekani kwa taa ya umeme kwa kutumia "filament kaboni au strip coiled na kushikamana ... kwa platina mawasiliano waya." [43] Ingawa patent ilielezea njia kadhaa za kuunda filament kaboni ikiwa ni pamoja na kutumia "pamba na kitani cha kitani, vipande vya mbao, karatasi zilizopigwa kwa njia mbalimbali." [43] Edison na timu yake baadaye waligundua kuwa filament ya mianzi iliyobuniwa inaweza kudumu zaidi ya Saa 1200. [44] Katika 1880, Oregon Reli na Navigation Company stima, Columbia , akawa maombi ya kwanza kwa ajili ya taa Edison incandescent umeme (ni pia meli kwanza kutumia dynamo ). [45] [46] [47]

Albon Man , mwanasheria wa New York, alianza Kampuni ya Mwanga ya Electro-Dynamic mwaka 1878 ili kutumia vyeti vyake na wale wa William Sawyer . Wiki [48] [49] baadaye baadaye Kampuni ya Taa ya Umeme ya Marekani iliandaliwa. [48] [49] [50] Kampuni hii haikufanya taa ya kwanza ya kibiashara ya taa za incandescent mpaka kuanguka kwa 1880 katika Kampuni ya Hifadhi ya Mercantile Safe New York City, karibu na miezi sita baada ya taa za Edison za incandescent zimewekwa kwenye Columbia . Hiram S. Maxim alikuwa mhandisi mkuu katika kampuni ya umeme ya umeme nchini Marekani. [51]

Lewis Latimer , aliyeajiriwa wakati huo na Edison, alijenga njia bora ya kutibu mafuta ya carbon ambayo ilipunguza kupungua na kuruhusu kuumbwa katika maumbo ya riwaya, kama vile tabia ya "M" ya Maxim filaments. Mnamo tarehe 17 Januari 1882, Latimer alipata patent ya "Mchakato wa Kemikali za Uzalishaji", njia bora ya uzalishaji wa filament za wingu, ambayo ilinunuliwa na kampuni ya umeme ya umeme ya Marekani. [52] Latimer nyingine maboresho maboresho kama njia bora ya kuunganisha filaments kwa waya zao inasaidia. [53]

Nchini Uingereza, makampuni ya Edison na Swan yaliunganishwa katika Edison na Swan United Electric Company (ambayo baadaye inajulikana kama Ediswan, na hatimaye imeingizwa katika Thorn Lighting Ltd ). Edison alikuwa mwanzoni dhidi ya mchanganyiko huu, lakini baada ya Swan kumshtaki na kushinda, Edison hatimaye alilazimika kushirikiana, na muungano ulifanywa. Hatimaye, Edison alipata maslahi yote ya Swan katika kampuni hiyo. Swan aliuza haki yake ya hati miliki ya Marekani kwa Kampuni ya Brush Electric mwezi Juni 1882.

Patent ya Marekani 0,223,898 na Thomas Edison kwa taa ya umeme iliyoboreshwa, 27 Januari 1880

Ofisi ya Patent ya Marekani ilitoa hukumu 8 Oktoba 1883, kwamba ruhusa za Edison zilizingatia sanaa ya awali ya William Sawyer na walikuwa batili. Madai yaliendelea kwa miaka kadhaa. Hatimaye tarehe 6 Oktoba 1889, hakimu ilitawala kwamba madai ya uboreshaji wa umeme wa Edison kwa "filament ya kaboni ya upinzani juu" halali. [54]

Mnamo mwaka wa 1896 mvumbuzi wa Italia, Arturo Malignani (1865-1939), alikuwa na njia ya uokoaji wa uzalishaji mkubwa, ambayo iliruhusu kupata mabomu ya kiuchumi ya kudumu kwa saa 800. Hati miliki ilitolewa na Edison mwaka wa 1898. [31]

Mnamo mwaka wa 1897, mwanafizikia wa Ujerumani na mtaalamu wa dawa za dawa Walther Nernst alianzisha taa ya Nernst , aina ya taa ya incandescent ambayo ilitumia globar ya kauri na haikuhitaji kuingia kwenye gesi ya utupu au gesi. [55] [56] Mara mbili kwa ufanisi kama vile taa za nylon za kaboni, taa za Nernst zilijulikana kwa muda mfupi hadi zimepatikana na taa kwa kutumia filaments za chuma.

Mapinduzi ya filament ya tungsten, gesi ya inert, na coil coiled

Hanaman (kushoto) na Dr Just (kulia), wavumbuzi wa balbu ya tungsten
Matangazo ya Kihungari ya bomba la Tungsram kutoka mwaka wa 1906. Hii ilikuwa nuru ya kwanza ya mwanga iliyotumia filament iliyofanywa na tungsten badala ya kaboni. Uandishi huo husema: taa ya waya na waya inayotengenezwa - haiwezi kuharibika .

Tarehe 13 Desemba 1904, Hungarian Sándor Tu na Kroeshia Franjo Hanaman walipewa kibali cha Hungarian (No. 34541) kwa taa ya tungsten ya filament ambayo ilidumu kwa muda mrefu na ikaangaza mwanga zaidi kuliko filament kaboni. [31] Tungsten filament taa walikuwa kwanza kuuzwa kwa Hungarian kampuni Tungsram katika 1904. Aina hii mara nyingi huitwa Tungsram-balbu katika nchi nyingi za Ulaya. [57] Kujaza bomba na gesi ya inert kama vile argon au nitrojeni huzuia uhamaji wa filament ya tungsten ikilinganishwa na kuitumia kwenye utupu. Hii inaruhusu joto kubwa na hivyo ufanisi zaidi na kupunguza chini ya maisha ya filament. [58]

Mwaka wa 1906, William D. Coolidge alifanya njia ya kufanya "tungsten ya ductile" kutoka kwa tungsten iliyotiwa na rangi iliyoweza kuundwa kwa filaments wakati wa kufanya kazi kwa General Electric Company . Mnamo mwaka wa 1911 General Electric alianza kuuza balbu za taa za incandescent na waya wa ductile tungsten.

Mwaka wa 1913, Irving Langmuir aligundua kwamba kujaza taa kwa gesi ya inert badala ya utupu ulipelekea mara mbili ufanisi wa kuangaza na kupungua kwa bomba la kuponda.

Mwaka wa 1917, Burnie Lee Benbow alipewa patent kwa ajili ya kutengeneza filament coil filament. [59] Mnamo mwaka 1921, Junichi Miura aliunda bulb ya kwanza ya coil kwa kutumia filament ya coil tungsten wakati wa kufanya kazi kwa Hakunetsusha (aliyemtangulia Toshiba ). Wakati huo, mashine za kuzalisha wingi za fila za coil hazikuwepo. Hakunetsusha iliendeleza njia ya kuzalisha wingi wa coil filaments mnamo 1936. [60]

Mnamo mwaka 1924, Marvin Pipkin , kemia wa Amerika, mchakato wa hati miliki wa kuvuta ndani ya taa za taa bila kuwadhoofisha, na mwaka wa 1947, alifanya patented mchakato wa kufunika ndani ya taa na silika .

Kati ya 1924 na kuzuka kwa Vita Kuu ya Pili ya Dunia, cartel ya Phoebus ilijaribu kurekebisha bei na vyeti vya mauzo kwa wazalishaji wa bulbu nje ya Amerika Kaskazini.

Mwaka wa 1930, Hungarian Imre Bródy alijaza taa na krypton gesi badala ya argon, na alifanya mchakato wa kupata kryptoni kutoka hewa. Uzalishaji wa taa za kryptoni zilizouzwa kulingana na uvumbuzi wake ulianza saa Ajka mwaka wa 1937, katika kiwanda kilichoundwa na Polányi na mwanafizikia aliyezaliwa na Hungarian Egon Orowan . [61]

Mwaka wa 1964, maboresho ya ufanisi na uzalishaji wa taa za incandescent ilipungua gharama ya kutoa kiasi cha mwanga kwa sababu ya thelathini, ikilinganishwa na gharama ya kuanzishwa kwa mfumo wa taa ya Edison. [62]

Matumizi ya balbu ya mwanga ya incandescent ilikua kwa kasi huko Marekani. Mnamo 1885, wastani wa taa za huduma za taa za jumla za taa 300,000 zilinunuliwa, zote zilikuwa na filaments za kaboni. Wakati tungsten filaments ilianzishwa, karibu na milioni 50 soketi zilizopo nchini Marekani. Mnamo mwaka wa 1914, taa milioni 88.5 zilizotumiwa, (15% tu na filament za kaboni), na mwaka 1945, mauzo ya taa ya kila mwaka ilikuwa milioni 795 (zaidi ya taa 5 kwa kila mtu kwa mwaka). [63]

Ufanisi, ufanisi, na athari za mazingira

Taa ya halogen ya Xenon yenye msingi wa E27, ambayo inaweza kuchukua nafasi ya bulb isiyo ya halojeni

Ya nguvu zinazotumiwa na balbu za kawaida za incandescent, 95% au zaidi zinabadilishwa kuwa joto kuliko mwanga unaoonekana. [1] Vyanzo vingine vya umeme vyenye ufanisi zaidi.

Ufanisi mwangaza wa chanzo cha mwanga unaweza kuelezwa kwa njia mbili. Ufanisi mwangaza wa luminous (LER) ni uwiano wa kutokea kwa mwanga ulioonekana ( flux luminous ) kwa nguvu ya jumla inayoenea juu ya vidonge vyote. Ufanisi wa mwanga wa chanzo (LES) ni uwiano wa mwanga ulioonekana unaoonekana ( flux luminous ) kwa jumla ya pembejeo ya nguvu kwenye chanzo, kama vile taa. [64] Nuru inayoonekana inahesabiwa katika lumens , kitengo kinachoelezwa kwa sehemu na uelewa tofauti wa jicho la mwanadamu kwa tofauti tofauti za mwanga. Sio nishati zote za nishati ya kuonekana za umeme zinafaa sana katika kuchochea jicho la mwanadamu; ufanisi wa mwanga wa nishati ya radi (LER) ni kipimo cha jinsi usambazaji wa nishati unavyofanana na mtazamo wa jicho. Vitengo vya ufanisi mwangaza ni "lumens kwa watt" (lpw). LER ya juu iwezekanavyo ni 683 lm / W kwa nuru ya kijani ya monochromatic katika kiwango cha 555 za nanometers, upeo wa kilele cha jicho la mwanadamu.

Ufanisi wa mwanga hufafanuliwa kama uwiano wa ufanisi wa kuangaza kwa ufanisi wa upeo wa upeo wa 683 lpw, na kwa ufanisi wa mwanga, ni wa aina mbili, ufanisi mkali wa luminous (LFR) na chanzo cha ufanisi wa mwanga (LFS). [65] [66]

Jedwali hapa chini linaweka maadili ya ufanisi wa jumla na ufanisi kwa aina kadhaa za huduma ya jumla, 120 volt, saa ya 1000 ya lifespan incandescent, na vyanzo vingi vyenye mwanga. Maadili ya balbu za incandescent ni chanzo cha ufanisi na ufanisi. Maadili kwa vyanzo bora ni ufanisi na ufanisi mkubwa. Jedwali sawa katika makala juu ya ufanisi mwangaza inafananisha vyanzo vingi vya vyanzo vya mwanga kwa kila mmoja.

Weka Ufanisi wa jumla wa kuangaza Ufanisi wa jumla wa luminous (lm / W)
40 W tungsten incandescent 1.9% 12.6 [1]
60 W tungsten incandescent 2.1% 14.5 [1]
100 W tungsten incandescent 2.6% 17.5 [1]
kioo halogen 2.3% 16
halogen ya quartz 3.5% 24
taa za picha na makadirio yenye joto la juu la filament na maisha mafupi 5.1% 35 [67]
radiator nzuri mwili mwili saa 4000 K (au darasa K nyota kama Arcturus ) 7.0% 47.5
bora radiator mwili saa 7000 K (au darasa F nyota kama Procyon ) 14% 95
Njia nzuri ya monochromatic 555 nm (kijani) 100% 683 [68]

Wigo unaotokana na radiator nyeusi kwenye joto la balbu za incandescent haifani na sifa za unyeti wa jicho la mwanadamu; mwanga umeondolewa hauonekani nyeupe , na wengi haufanyi na aina nyingi za wavelengths ambayo jicho ni nyeti zaidi. Tungsten filaments huangaza mionzi ya infrared zaidi katika joto ambako hubakia imara - chini ya 3,695 K (3,422 ° C; 6,191 ° F). Donald L. Klipstein anaelezea hivi hivi: "Radiator nzuri ya mafuta hutoa nuru inayoonekana kwa ufanisi zaidi katika joto karibu na 6,300 ° C (6,600 K; 11,400 ° F). Hata wakati huu joto la juu, mionzi mikubwa ni infrared au ultraviolet , na ufanisi wa kinadharia (LER) ni 95 lumens kwa watt. " [67] Hakuna vifaa vinavyojulikana vinaweza kutumika kama filament kwenye hali hii ya joto, ambayo ina joto kuliko uso wa jua. Ukomo wa juu wa ufanisi wa taa ya taa ya incandescent (LER) ni karibu lumens 52 kwa watt, thamani ya kinadharia iliyotolewa na tungsten katika kiwango chake cha kiwango. [62]

Ingawa balbu za mwanga zisizo na ufanisi, zina faida zaidi katika maombi ambapo uzalishaji wa rangi sahihi ni muhimu, kwa vile wigo unaoendelea wa rangi nyeusi hutolewa kutoka kwenye mchanganyiko wa rangi ya wigo wa taa ya mwanga wa karibu na rangi kamilifu, na rangi ya utoaji wa rangi ya 100 (bora zaidi) . [69] Kuwezesha nyeupe bado kunahitajika ili kuepuka rangi ya "joto" au "baridi", lakini hii ni mchakato rahisi ambao unahitaji tu joto la rangi katika kelvins kama pembejeo kwa vifaa vya kisasa, vya kujitolea vya kujitokeza vya digital kama video au bado kamera isipokuwa ni automatiska kabisa. Utendaji wa rangi ya taa za incandescent hauwezi kuendana na taa za LED au taa za fluorescent, ingawa zinaweza kutoa utendaji wa kuridhisha kwa maombi yasiyo ya muhimu kama vile taa za nyumbani. [70] [71] Ukubwa wa kusawazisha taa hiyo ni ngumu zaidi, inahitaji marekebisho ya ziada ili kupunguza kwa mfano rangi ya rangi ya kijani-magenta, na hata wakati wa rangi nyeupe-usawa, uzazi wa rangi hautakuwa kamilifu.

Picha ya joto ya bomba la incandescent. 71-347 ° F = 22-175 ° C.
Usambazaji wa nguvu ya usambazaji wa bomba la mwanga wa 25 W incandescent.

Kwa kiasi fulani cha nuru, bomba la mwanga la incandescent hutoa joto zaidi (na hivyo hutumia nguvu zaidi) kuliko taa ya fluorescent . Katika majengo ambako hewa hutumiwa, pato la taa la incandescent huongeza mzigo kwenye mfumo wa hali ya hewa. [72] Wakati joto kutoka kwa taa litapunguza haja ya kuendesha mfumo wa joto, jengo la joto huweza kutoa kiasi sawa cha joto kwa gharama ya chini kuliko taa za incandescent.

Taa za mwangaza za harujeni zina ufanisi mkubwa zaidi, ambayo itawawezesha mwanga wa halogen kutumia nguvu kidogo ili kuzalisha kiasi sawa cha nuru ikilinganishwa na mwanga usio na halojeni ya incandescent. Urefu wa maisha ya taa za halogen pia ni mrefu zaidi kulinganishwa na taa zisizo za halojeni za taa, na taa za halogen zinazalisha mwanga wa mara kwa mara zaidi kwa wakati, bila kupungua sana. [73]

Kuna vyanzo vipya vingi visivyo na incandescent, kama vile taa ya fluorescent, taa za kutosha kwa kiwango kikubwa na taa za LED , ambazo zina ufanisi mkubwa zaidi, na baadhi zimetengenezwa kufanyiwa marekebisho katika miundo ya taa za incandescent. Vifaa hivi vinatoa mwanga na luminescence . Taa hizi zinazalisha mistari tofauti ya spectral na hazina "mkia" mkubwa wa uzalishaji usioonekana wa infrared. Kwa uteuzi makini wa mabadiliko ya kiwango cha nishati ya elektroni hutumiwa, na mipako ya fluorescent ambayo hubadilisha usambazaji wa spectral, wigo hutolewa unaweza kuzingatia kuonekana kwa vyanzo vya incandescent, au rangi nyingine tofauti za mwanga wa nyeupe. Kutokana na mstari wa spectral discrete badala ya wigo wa kuendelea, mwanga sio bora kwa programu kama vile kupiga picha na sinema. [70] [71]

Gharama ya taa

Gharama ya awali ya wigo wa incandescent ni ndogo ikilinganishwa na gharama ya nishati inayotumia zaidi ya maisha yake. Mababu ya incandescent yana maisha mafupi kuliko taa nyingine nyingi, jambo muhimu ikiwa uingizwaji haukupunguki au gharama kubwa. Aina fulani za taa, ikiwa ni pamoja na incandescent na fluorescent, hutoa mwanga mdogo wakati wa umri; hii inaweza kuwa usumbufu, au inaweza kupunguza maisha ya ufanisi kutokana na uingizwaji wa taa kabla ya kushindwa kwa jumla. Ulinganisho wa gharama za uendeshaji wa taa za incandescent na vyanzo vingine vya mwanga lazima iwe pamoja na mahitaji ya kujaa, gharama ya taa na gharama za ajira kuchukua nafasi ya taa (kuzingatiwa na ufanisi wa taa ya maisha), gharama ya umeme kutumika, athari za kazi za taa kwenye mifumo ya joto na hali ya hewa . Ikiwa kutumika kwa ajili ya taa katika nyumba na majengo ya biashara, nishati iliyopotea kwa joto inaweza kuongeza kiasi kikubwa cha nishati zinazohitajika na mfumo wa hali ya hewa . Wakati wa joto la msimu wa joto huzalishwa na balbu haipotezi, [74] ingawa mara nyingi ni gharama kubwa zaidi kupata joto kutoka kwenye mfumo wa joto. Bila kujali, zaidi ya mwaka mmoja mfumo wa taa ufanisi zaidi huokoa nishati karibu na hali zote. [75]

Hatua za kupiga marufuku matumizi

Kwa kuwa balbu za mwanga zisizo za nishati hutumia nishati zaidi kuliko mbadala kama vile CFLs na taa za LED , serikali nyingi zimeanzisha hatua za kupiga marufuku matumizi yao, kwa kuweka viwango vya chini vya ufanisi zaidi kuliko inaweza kupatikana kwa taa za incandescent. Hatua za kupiga marufuku balbu za mwanga zimetumika katika Umoja wa Ulaya, Marekani, Urusi, Brazil, Argentina, Canada na Australia, miongoni mwa wengine. Katika Ulaya, EC imehesabu kuwa marufuku huchangia euro 5 hadi bilioni 10 kwa uchumi na inaleta umeme wa umeme wa kila mwaka kwa kila mwaka, na kutafsiri katika kupunguza kasi ya tani milioni 15 za uzalishaji wa CO2. [76]

Nchini Marekani, sheria ya shirikisho imepanga balbu ya kawaida ya incandescent ili kuondeshwa na 2014, ili kubadilishwa na balbu za nishati zaidi za nishati. [77] Balbu za taa za taa za kawaida za kawaida ziliwekwa katika Australia mnamo Novemba 2009. [78]

Vikwazo vya kupiga marufuku matumizi ya balbu za taa za taa ni pamoja na gharama kubwa ya awali ya njia mbadala na ubora wa chini wa taa za fluorescent. [79] Watu wengine wana wasiwasi kuhusu madhara ya afya ya taa za fluorescent. Hata hivyo, ingawa vyenye zebaki , utendaji wa mazingira wa CFL ni bora zaidi kuliko ule wa balbu za mwanga, hasa kwa sababu hutumia nishati ndogo na hivyo kupunguza nguvu ya mazingira ya uzalishaji wa nguvu. [80] Taa za LED zina ufanisi zaidi, na ni bure ya zebaki. Wanaonekana kama suluhisho bora kwa ufanisi wa gharama na ustawi. [81]

Jitihada za kuboresha ufanisi

Utafiti fulani umefanyika ili kuboresha ufanisi wa taa za biashara za incandescent. Mwaka 2007, mgawanyiko wa umeme wa General Electric ulitangaza "mradi wa taa ya umeme wa ufanisi" (HEI) ambao walidai kuwa hatimaye kuwa na ufanisi mara nne zaidi kuliko incandescents ya sasa, ingawa malengo yao ya awali ya uzalishaji ilikuwa karibu mara mbili kama ufanisi. [82] [83] Programu ya HEI ilizimishwa mwaka 2008 kutokana na maendeleo ya polepole. [84] [85]

Uchunguzi wa Idara ya Nishati ya Marekani katika Maabara ya Taifa ya Sandia ulionyesha uwezekano wa ufanisi mkubwa wa kuboresha kutoka kwenye filament ya pamba ya photonic. [82] Hata hivyo, baadaye kazi ilionyesha kuwa matokeo ya awali yalikuwa yamekosea. [86]

Iliyotokana na sheria katika nchi mbalimbali zinazoagiza ufanisi wa wingi uliotengenezwa, balbu mpya ya "hybridi" ya incandescent imeanzishwa na Philips . Ya "safu ya Nishati ya Nishati ya Halogena" inaweza kuzalisha karibu 23 lm / W; karibu asilimia 30 zaidi ya ufanisi zaidi kuliko incandescents za jadi, kwa kutumia capsule ya kutafakari kutafakari mionzi ya awali iliyoharibiwa nyuma ya filament ambayo inaweza kuidhinishwa tena kama mwanga unaoonekana. [87] Dhana hii ilipatiwa na Duro-mtihani mwaka 1980 na bidhaa za kibiashara zinazozalisha 29.8 lm / W. [88] [89] Wachunguzi wa juu zaidi kulingana na filters za kuingilia kati au fuwele za photonic zinaweza kinasababisha ufanisi mkubwa, hadi kufikia kiwango cha juu ya 270 lm / W (40% ya ufanisi wa kiwango cha juu iwezekanavyo). [90] Majaribio ya maabara ya ushahidi-wa-dhana yamezalishwa kwa kiasi cha 45 lm / W, inakaribia ufanisi wa balbu ya fluorescent ya compact. [90] [91]

Ujenzi

Bonde la taa za mwangaza hujumuisha kioo kilichofungwa kioo (bahasha, au bulbu) na waya wa waya wa tungsten ndani ya bonde, kwa njia ambayo sasa umeme hupitishwa. Mawasiliano ya waya na msingi na wachunguzi wawili (au zaidi) hutoa uhusiano wa umeme kwa filament. Mababu ya mwanga wa kawaida huwa na shina au kioo kilichowekwa kwenye msingi wa wingi ambayo inaruhusu mawasiliano ya umeme kutembea kupitia bahasha bila hewa au uvujaji wa gesi. Ndogo ndogo zimeingia kwenye shina kusaidia upande wa filament na waya zake za kuongoza.

Sasa umeme hupunguza filament kwa kawaida 2,000 hadi 3,300 K (3,140 hadi 5,480 ° F), chini ya kiwango cha kiwango cha tungsten cha 3,695 K (6,191 ° F). Filament joto hutegemea aina ya filament, sura, ukubwa, na kiasi cha sasa kinachotolewa. Filament yenye joto hutoa mwanga ambayo inakaribia wigo unaoendelea . Sehemu muhimu ya nishati iliyotokana inaonekana mwanga , lakini nishati nyingi hutolewa kama joto katika wavelengths karibu- infrared .

Njia tatu za mwanga zime na filaments mbili na mawasiliano ya tatu katika misingi yao. Filaments hushiriki ardhi ya kawaida, na inaweza kutajwa tofauti au kwa pamoja. Wattages kawaida hujumuisha 30-70-100, 50-100-150, na 100-200-300, na idadi mbili za kwanza zinazotajwa na filaments ya mtu binafsi, na ya tatu kutoa maji ya pamoja.

Wengi balbu mwanga huwa ni wazi au iliyopigwa kioo. Mababu ya kioo yaliyochomwa yana dutu nyeupe ya poda ndani inayoitwa kaolin . Kaolini, au kaolinite , ni udongo mweupe, wenye rangi ya shayiri iliyo na fomu nzuri sana ya poda, ambayo inavumiwa na kuingizwa kwa umeme kwenye mambo ya ndani ya babu. Inatofautiana na mwanga uliotokana na filament, huzalisha mwanga mwingi zaidi na usawa uliosambazwa. Wafanyabiashara wanaweza kuongeza rangi kwa kaolin ili kurekebisha sifa za mwanga wa mwisho uliotokana na wingi. Kaolin bulb diffused hutumiwa sana katika taa za mambo ya ndani kwa sababu ya nuru yao ya upole. Aina zingine za balbu za rangi hufanywa pia, ikiwa ni pamoja na rangi mbalimbali zinazotumiwa kwa "balbu za chama", taa za mti wa Krismasi na taa nyingine za mapambo. Hizi zinaundwa kwa kuchorea kioo na dopant ; ambayo mara nyingi ni chuma kama cobalt (bluu) au chromium (kijani). [92] Kioo kilicho na Neodymium wakati mwingine hutumiwa kutoa mwanga zaidi wa asili.

Bomba la mwanga la incandescent
  1. Kutoka kwa bulbu ya kioo
  2. Gesi ya inert ya chini ya shinikizo ( argon , nitrojeni , kryptoni , xenon )
  3. Tungsten filament
  4. Mawasiliano ya waya (inatoka nje ya shina)
  5. Mawasiliano ya waya (inakwenda kwenye shina)
  6. Msaada wa waya (mwisho mmoja ulioingia kwenye shina, uendeshaji hakuna sasa)
  7. Shina (kioo mlima)
  8. Mawasiliano ya waya (inatoka nje ya shina)
  9. Cap (sleeve)
  10. Insulation ( vitrite )
  11. Mawasiliano ya umeme

Mipango mingi ya mawasiliano ya umeme hutumiwa. Taa kubwa zinaweza kuwa na msingi wa visima (moja au zaidi ya mawasiliano kwenye ncha, moja kwenye kanda) au msingi wa bayonet (moja au zaidi ya mawasiliano kwenye msingi, shell kutumika kama mawasiliano au kutumika tu kama msaada wa mitambo). Baadhi ya taa za tubular zina mawasiliano ya umeme wakati wowote. Taa za miniature zinaweza kuwa na msingi wa kabari na mawasiliano ya waya, na baadhi ya taa za magari na madhumuni maalum zinatupa vituo vya kuunganisha kwa waya. Mawasiliano katika tundu la taa huwezesha umeme wa sasa kupitisha msingi kwa filament. Ukadiriaji wa nguvu kwa balbu za mwanga za incandescent hutofautiana kutoka karibu 0.1 watt hadi takriban 10,000 watts.

Bila la kioo la taa ya huduma ya jumla inaweza kufikia joto kati ya 200 na 260 ° C (392 na 500 ° F). Taa zilizopangwa kwa ajili ya operesheni ya juu ya nguvu au kutumika kwa ajili ya joto inapaswa kuwa na bahasha zilizofanywa kwa kioo ngumu au quartz fused . [62]

Gesi kujaza

Babu imejazwa na gesi ya inert , ili kupunguza uvukizi wa filament na kuzuia oxidation yake kwa shinikizo la kPa 70 (0.7 atm). [93]

Jukumu la gesi ni kuzuia evaporation ya filament, bila kuanzisha hasara kubwa ya joto. Kwa mali hizi, inertness kemikali na high atomic au uzito Masi ni kuhitajika. Uwepo wa molekuli ya gesi unakata atomi za tungsten huru kutoka kwa filament, kupunguza uhamaji wake na kuruhusu kuendeshwa kwa joto la juu bila kupunguza maisha yake (au, kwa kufanya kazi kwa joto sawa, huongeza maisha ya filament). Hata hivyo huingiza kupoteza joto (na kwa hiyo ufanisi hasara) kutoka kwa filament, kwa conduction joto na convection joto .

Taa za mapema, na baadhi ya taa za kisasa za kisasa zilizotumiwa tu ili kuzuia filament kutoka oksijeni. Hata hivyo huongeza kuhama kwa filament, ingawa hupunguza hasara ya joto.

Inajaza kawaida ni: [94]

  • Ondoa , kutumika katika taa ndogo. Inatoa insulation bora ya mafuta ya filament lakini haina kulinda dhidi ya uvukizi wake. Inatumiwa pia katika taa kubwa ambapo joto la uso la bomba la nje linafaa.
  • Argon (93%) na nitrojeni (asilimia 7), ambako argon hutumiwa kwa inertness, conductivity ya chini ya joto na gharama ndogo, na nitrojeni huongezwa ili kuongeza voltage ya kuvunjika na kuzuia arcing kati ya sehemu ya filament [93]
  • Nitrojeni, hutumiwa katika taa za nguvu za juu, kwa mfano taa za makadirio, na ambapo upana wa voltage ya juu unahitajika kwa sababu ya ukaribu wa sehemu za filament au waya za kuongoza
  • Krypton , ambayo ni faida zaidi kuliko argon kutokana na uzito wake wa juu wa atomiki na conductivity ya chini ya mafuta (ambayo pia inaruhusu matumizi ya balbu madogo), lakini matumizi yake yanazuiwa na gharama kubwa zaidi, kuifunga kwa kiasi kikubwa kwa balbu ndogo za ukubwa.
  • Kryptoni iliyochanganywa na xenon , ambapo xenon inaboresha mali ya gesi zaidi kutokana na uzito wake wa juu wa atomiki. Hata hivyo matumizi yake ni mdogo kwa gharama kubwa sana. Maboresho kwa kutumia xenon ni ya kawaida kwa kulinganisha na gharama zake.
  • Hydrojeni , katika taa maalum za kuchochea ambapo baridi ya filament haraka inahitajika; conductivity yake ya juu ya mafuta hutumiwa hapa.

Kujaza gesi lazima iwe bure ya athari za maji. Katika uwepo wa filament moto, maji hupuka na tungsten kutengeneza tungsten trioxydidi na hidrojeni ya atomiki. Amana ya oksidi juu ya uso wa ndani ya bulbu na humenyuka na hidrojeni, kuharibika kwa tungsteni ya metali na maji. Maji kisha huzunguka kwenye filament. Hii inaharakisha kasi ya bomba, kwa kulinganisha na evaporation-tu.

Safu ya gesi iliyo karibu na filament (inayoitwa safu ya Langmuir) imejaa, uhamisho wa joto hutokea tu kwa uendeshaji. Ni kwa umbali mdogo tu ambao hutolewa kwa kubeba joto kwa bahasha bahasha.

Mwelekeo wa filament huathiri ufanisi. Mtiririko wa gesi unaofanana na filament, kwa mfano wigo wa wima kwa wima (au axial), hupunguza hasara za kuhamisha.

Ufanisi wa taa huongezeka kwa kipenyo kikubwa cha filament. Vipande vidogo, vidogo vya nguvu sana hufaidika chini ya gesi ya kujaza, hivyo mara nyingi hutolewa. Katika hali maalum, wakati baridi ya haraka ya filament inahitajika (kwa mfano katika taa za flashing), kujazwa gesi ya hidrojeni hutumiwa.

Vipande vya mwanga vya kwanza na filaments za kaboni pia vilikuwa vya kutumia monoxide ya kaboni, nitrojeni, au mvuke wa zebaki. Vipande vya kaboni hata hivyo hufanya kazi kwa joto la chini kuliko yale ya tungsten, hivyo athari ya gesi ya kujaza haikuwa muhimu kama hasara ya joto ilipunguza faida yoyote.

Uzalishaji

Tantalum filament mwanga bulb, 1908, kwanza bulb filament bulb

Taa za mapema zilikuwa zimekusanywa kwa mkono. Baada ya mitambo moja kwa moja ilitengenezwa gharama ya taa ilianguka.

Katika utengenezaji wa babu ya kioo, aina ya "mashine ya Ribbon" hutumiwa. Ribbon inayoendelea ya kioo inapitishwa kwa ukanda wa conveyor, moto ndani ya tanuru, na kisha hupigwa na bomba za hewa iliyokaa kwa usahihi kupitia mashimo katika ukanda wa conveyor kwenye molds. Hivyo balbu za kioo huundwa. Baada ya kupigwa kwa balbu, na kilichopozwa, hukatwa mashine ya Ribbon; mashine ya kawaida ya aina hii inazalisha balbu 50,000 kwa saa. [95] Nguvu na vifaa vyake vimekusanyika kwenye shina la kioo, ambalo linachanganyikiwa kwa wingi. Upepo hupigwa nje ya wingi, na bomba la uokoaji kwenye vyombo vya shina linafunikwa na moto. Bombo hilo linaingizwa kwenye msingi wa taa, na mkutano wote unajaribiwa.

Filament

Vipande vya kwanza vyema vya mafanikio vyenye bomba vilitengenezwa kwa kaboni (kutoka karatasi ya kaboni au mianzi ). Vipande vya kaboni vya awali vilikuwa na mzunguko mbaya wa joto la upinzani - kama walipokua moto, upinzani wao wa umeme ulipungua. Hii ilifanya taa iwe nyepesi kwa kushuka kwa nguvu, kwa sababu ongezeko ndogo la voltage ingeweza kusababisha filament kuwa joto, kupunguza upinzani wake na kusababisha kusababisha kuteka zaidi nguvu na joto hata zaidi. Katika mchakato wa "kuchochea", nyenzo za kaboni zilikuwa zimejaa moto kwa sasa zinazopita kwao wakati wa chombo kilichotolewa kilicho na mvuke ya hidrocarbon (kawaida ya petroli). Kadi iliyowekwa kwenye filament kwa matibabu hii iliboresha uwiano na nguvu za filaments pamoja na ufanisi wao. Filament au "graphitized" filament ilikuwa ya kwanza moto katika tanuri ya juu ya joto kabla ya flashing na taa mkusanyiko. Hii ilibadilisha kaboni ndani ya grafiti ambayo iliimarisha zaidi na kufuta filament. Hii pia ilibadilisha filament kuwa na mchanganyiko mzuri wa joto, kama conductor ya metali, na kusaidiwa kuimarisha matumizi ya nguvu ya taa, joto na uzalishaji wa mwanga dhidi ya tofauti ndogo katika voltage ya usambazaji.

Mnamo 1902, kampuni ya Siemens iliunda taa ya taa ya tantalum . Taa hizi zilikuwa na ufanisi zaidi kuliko nywele za kaboni za grafiti na zinaweza kufanya kazi kwa joto la juu. Tangu chuma cha mfululizo kina resistivity ya chini kuliko kaboni, filament taa tantalum ilikuwa muda mrefu sana na inahitaji msaada nyingi ndani. Filament ya chuma ilikuwa na mali ya kufupisha hatua kwa hatua katika matumizi; filaments zimewekwa na matanzi makubwa ambayo yameimarishwa katika matumizi. Hii ilitengeneza taa kwa masaa mia kadhaa kabisa tete. [96] Nguvu za chuma zilikuwa na mali ya kuvunja na kulehemu tena, ingawa hii mara nyingi hupunguza upinzani na kupunguza maisha ya filament. General Electric alinunua haki za kutumia filaments za tantalum na kuzizalisha nchini Marekani mpaka 1913. [97]

Kuanzia 1898 hadi 1905, osmium pia ilitumiwa kama nywele za taa huko Ulaya, na chuma kilikuwa ghali sana ambacho kilichotumia taa zilizovunjika zinaweza kurejeshwa kwa mkopo wa sehemu. [98] Haikuweza kufanywa kwa VV 110 au 220 V hivyo taa nyingi ziliunganishwa katika mfululizo wa matumizi kwenye nyaya za voltage.

Jinsi filament ya tungsten inafanywa

Mwaka wa 1906, filament ya tungsten ilianzishwa. Kwanza ya chuma ya tungsteni haipatikani kwa fomu iliyoruhusiwa kuunganishwa kwenye waya nzuri. Vipuni vilivyotengenezwa kutoka kwa unga wa tungsten yaliyotengenezwa yalikuwa tete sana. Mnamo 1910, mchakato ulianzishwa na William D. Coolidge katika General Electric kwa ajili ya uzalishaji wa aina ya dungtile ya tungsten. Mchakato huo unahitajika kukuza unga wa tungsteni ndani ya baa, kisha hatua kadhaa za kukata, kupiga, kisha kuchora waya. Iligundulika kwamba tungsten safi sana iliunda filaments ambazo zilipatikana katika matumizi, na kwamba tiba ndogo sana ya "doping" na potasiamu, silicon, na oksidi za aluminium katika kiwango cha sehemu mia chache kwa milioni iliboresha sana maisha na uimara wa tungsten filaments. [99]

Vipande vya coil coiled

Ili kuboresha ufanisi wa taa, filament kawaida ina coils nyingi ya waya coiled nzuri, pia inajulikana kama coil coil. Mababu ya taa kwa kutumia filaments za coil coiled wakati mwingine hujulikana kama 'balbu mbili za coil'. Kwa taa ya 60-watt 120-volt, urefu usiofunikwa wa filament ya tungsten ni kawaida 22,2 mm (580 mm), [62] na kipenyo cha filament ni inchi 0.0018 mm. Faida ya coil coiled ni kwamba uvukizi wa filament tungsten ni kiwango cha silinda tungsten kuwa na kipenyo sawa na ile coil coiled. Filament coiled-coil hupuka polepole zaidi kuliko filament moja kwa moja ya eneo moja na nguvu ya kutosha. Kwa hiyo, filament inaweza kisha kukimbia moto, ambayo husababisha chanzo cha ufanisi zaidi, wakati kupunguza umwagaji ili filament itachukua muda mrefu zaidi kuliko filament moja kwa moja kwenye joto sawa.

Kuna maumbo tofauti ya filament kutumika katika taa, na sifa tofauti. Wafanyabiashara wanataja aina na kanuni kama vile C-6, CC-6, C-2V, CC-2V, C-8, CC-88, C-2F, CC-2F, C-Bar, C-Bar-6, C-8I, C-2R, CC-2R, na Axial.

Filament ya kondomu ya incandescent ya 200-watt ilikuzwa sana
Filament ya taa ya taa ya incandescent ya 50-watt ya kuteketezwa katika SEM katika hali ya stereoscopic, iliyotolewa kama picha ya anaglyph . 3d glasi nyekundu cyan.svg Miwani ya rangi nyekundu ya 3D inashauriwa kuona picha hii kwa usahihi.
Filament ya kondomu ya incandescent 50-watt katika SEM katika mode stereoscopic, iliyotolewa kama picha ya anaglyph . 3d glasi nyekundu cyan.svg Miwani ya rangi nyekundu ya 3D inashauriwa kuona picha hii kwa usahihi.

Vipande vya umeme hutumiwa pia katika cathode za moto za taa za umeme na vilivyopumua kama chanzo cha elektroni au zilizopo za utupu ili kutengeneza electrode ya kutosha ya elektroni.

Kupunguza uhamaji wa filament

Mojawapo ya matatizo ya kiwango cha kawaida cha umeme umeme ni notching ya filament kutokana na uvukizi wa filament. Tofauti ndogo katika resistivity pamoja na filament sababu "matangazo ya moto" kuunda katika pointi ya resistivity ya juu; [63] tofauti ya kipenyo cha 1% tu itasababisha kupunguza 25% katika maisha ya huduma. [62] Maeneo haya ya moto hupuka kasi zaidi kuliko filament yote, ambayo huongeza upinzani kwa wakati huo-hii inafanya maoni mazuri ambayo yanaisha katika pengo la kawaida la kawaida katika filament inayoonekana yenye afya. Irving Langmuir aligundua kwamba gesi ya inert, badala ya utupu, ingeweza kuzuia uingizaji hewa. Vipengele vya umeme vya kawaida vinavyotokana na mwanga wa juu ya watts 25 kwa rating sasa vimejaa mchanganyiko wa argon nyingi na baadhi ya nitrojeni , [100] au wakati mwingine krypton . [101] Taa zinaendeshwa kwa upepo wa moja kwa moja wa sasa juu ya uso wa filament ambayo inaweza kupunguza urefu wa nusu ikilinganishwa na uendeshaji wa AC; aloi tofauti za tungsten na rhenium zinaweza kutumiwa kupinga athari. [102] [103]

Tangu filament kuvunja katika gesi kujazwa gesi inaweza kuunda arc umeme , ambayo inaweza kuenea kati ya vituo na kuchora nzito sana sasa, nia nyembamba waya-risasi au vifaa zaidi ulinzi ni mara nyingi hutumiwa kama fuses kujengwa katika bomba mwanga . [104] Nitrojeni zaidi hutumiwa kwenye taa za juu-voltage ili kupunguza uwezekano wa kupigana.

Wakati gesi ya inert inapunguza uhamaji wa filament, pia hufanya joto kutoka kwa filament, na hivyo hupunguza filament na kupunguza ufanisi. Kwa shinikizo na joto la kawaida, conductivity ya mafuta ya gesi inategemea uzito wa Masi ya gesi na eneo la msalaba wa molekuli ya gesi. Masi ya juu ya uzito wa Masi ina conductivity ya chini ya mafuta, kwa sababu uzito wa Masi ni wa juu na pia eneo la msalaba ni kubwa zaidi. Gesi ya Xenon inaboresha ufanisi kwa sababu ya uzito wake wa Masi, lakini pia ni ghali zaidi, hivyo matumizi yake ni mdogo kwa taa ndogo. [105]

Wakati wa operesheni ya kawaida, tungsten ya filament huenea; Moto, zaidi ya ufanisi filaments kuenea kwa kasi. Kwa sababu hii, maisha ya taa ya filament ni biashara kati ya ufanisi na uhai. Kazi ya biashara ni kawaida kuweka kuweka maisha ya mia kadhaa hadi 2,000 masaa kwa taa kutumika kwa ajili ya kujaa jumla. Taa ya maonyesho, picha, na makadirio inaweza kuwa na maisha muhimu ya masaa machache tu, biashara ya matarajio ya maisha kwa pato la juu katika fomu ya compact. Taa za huduma za muda mrefu za muda mrefu zina ufanisi mdogo lakini hutumiwa ambapo gharama ya kubadilisha taa ni kubwa ikilinganishwa na thamani ya nishati inayotumiwa.

Ikiwa uvujaji wa bahasha ya bomba hupungua, filament ya moto ya tungsten inachukua hewa na hewa, na kutoa erosoli ya nitridi ya tungsten ya kahawia, tungsteni ya dioksidi ya kahawia, podesidi ya tungsten ya rangi ya bluu na tungsten ya trioxydi ya njano ambayo huweka kwenye nyuso za karibu au mambo ya ndani.

Bulb nyeusi

Katika taa ya kawaida, tungsten iliyopokezwa hatimaye hupunguka juu ya uso wa ndani wa bahasha ya kioo, ikaifunika. Kwa balbu zilizo na utupu, giza ni sare juu ya uso mzima wa bahasha. Wakati kujazwa kwa gesi ya inert, tungsten iliyopokezwa inafanywa katika mizunguko ya joto ya convection ya gesi, kuweka upendeleo juu ya sehemu ya juu ya bahasha na kuacha tu sehemu hiyo ya bahasha. Taa ya incandescent ambayo inatoa asilimia 93 au chini ya pato lake la kwanza la mwanga kwa 75% ya maisha yake yaliyohesabiwa inachukuliwa kuwa haikubaliki, inapimwa kulingana na Uhuru wa IEC 60064. Kupoteza kwa mwanga ni kutokana na uvuvi wa filament na bulb nyeusi. [106] Uchunguzi wa tatizo la kupotosha kwa babu linasababisha ugunduzi wa athari ya Edison, uchafu wa thermionic na uvumbuzi wa tube ya utupu .

Kiasi kidogo cha mvuke wa maji ndani ya bomba la mwanga kinaweza kuathiri sana taa ya giza. Mvuke wa maji hutenganisha katika hidrojeni na oksijeni kwenye filament ya moto. Osijeni hutana na chuma cha tungsten, na chembe za oksidi za tungsteni zimepelekea sehemu za baridi za taa. Hydrogeni kutoka kwa mvuke wa maji hupunguza oksidi, kurekebisha mvuke wa maji na kuendelea na mzunguko huu wa maji . [63] Kiasi cha kushuka kwa maji kilichosambazwa zaidi ya taa 500,000 kitaongeza giza. [62] Vidogo vidogo kama zirconium vinawekwa ndani ya taa kama gazeti la kugundua na oksijeni yoyote ambayo yanaweza kuoka ndani ya vipengele vya taa wakati wa operesheni.

Baadhi ya taa za zamani, za nguvu zinazopatikana katika ukumbi wa michezo, makadirio, tafuta, na huduma za mwanga na vitu vyenye nguvu, vilivyo na vidonge vilivyo na unga wa tungsteni huru ndani ya bahasha. Mara kwa mara, operesheni hiyo ingeondoa babu na kuitetesha, kuruhusu poda ya tungsten ili kukata tungsteni nyingi ambazo zimefunikwa kwenye mambo ya ndani ya bahasha, ikitoa nyeusi na kuangaza taa tena. [107]

Taa za Halogen

Karibu karibu na filament ya tungsten ndani ya taa ya halogen . Miundo miwili ya pete iliyo kushoto na kulia ni msaada wa filament.

Taa ya halogen hupunguza uharibifu usiofautiana wa filament na hupunguza giza ya bahasha kwa kujaza taa kwa gesi halojeni kwa shinikizo la chini, badala ya gesi ya inert. Mzunguko wa halojeni huongeza maisha ya bulbu na kuzuia giza yake kwa kupitisha tungsten kutoka ndani ya bombo kurudi kwenye filament. Taa ya halogen inaweza kutumia filament yake kwa joto la juu zaidi kuliko taa ya kawaida ya gesi iliyojaa nguvu sawa bila kupoteza maisha ya uendeshaji. Vibbu vile ni ndogo sana kuliko kawaida za kawaida za incandescent, na hutumiwa sana ambapo mwanga mkali unahitajika katika nafasi ndogo. Taa za fiber-optic kwa microscopy ya macho ni moja ya maombi ya kawaida.

Taa za arc za incandescent

Tofauti ya taa ya incandescent haikutumia filament ya waya ya moto, lakini badala yake ilitumia arc iliyopigwa kwenye electrode ya nyuzi ya shanga ili kuzalisha joto. Electrode kisha ikawa incandescent, na arc inayochangia kidogo mwanga. Taa hizo zilitumiwa kwa ajili ya kupima au kuangaza kwa vyombo vya kisayansi kama vile microscopes . Taa hizi za arc zilikimbia kwenye voltage za chini na kuingizwa filaments za tungsten ili kuanza ionization ndani ya bahasha. Walipa mwanga mkali wa kujilimbikizia taa ya arc lakini walikuwa rahisi kufanya kazi. Iliyoundwa karibu 1915, taa hizi zilihamishwa na taa za zebaki na taa za xenon . [108] [109] [110]

Tabia za umeme

Kulinganisha ufanisi kwa nguvu
Taa za volt 120 [111] Taa za volt 230 [112]
Nguvu (W) Pato ( lm ) Ufanisi (lm / W) Pato ( lm ) Ufanisi (lm / W)
5 25 5
15 110 7.3
25 200 8.0 230 9.2
40 500 12.5 430 10.8
60 850 14.2 730 12.2
75 1,200 16.0
100 1,700 17.0 1,380 13.8
150 2,850 19.0 2,220 14.8
200 3,900 19.5 3,150 15.8
300 6,200 20.7 5,000 16.7
500 8,400 16.8

Nguvu

Taa za incandescent ni karibu mizigo safi ya usambazaji yenye nguvu ya 1. Hii inamaanisha nguvu halisi inayotumiwa (katika watts) na nguvu inayoonekana (katika volt-amperes ) ni sawa. Mababu ya mwanga wa kawaida hupigwa kwa mujibu wa umeme uliotumiwa. Hii inapimwa kwa watts na inategemea hasa juu ya upinzani wa filament, ambayo inategemea hasa juu ya urefu wa filament, unene, na nyenzo. Kwa balbu mbili za voltage hiyo, aina, rangi, na uwazi, bomba la juu linatoa mwanga zaidi.

Jedwali linaonyesha pato la kawaida karibu, katika lumens , ya balbu ya kawaida ya incandescent kwa nguvu mbalimbali. Pato la mwanga wa toleo 230 V kawaida ni kidogo kidogo kuliko ile ya VV 120. Ya chini ya sasa (filament ya juu) filament ni nyembamba na inatakiwa kuendeshwa kwa joto kidogo chini kwa ajili ya maisha sawa ya maisha, na hiyo inapunguza ufanisi wa nishati. [113] Maadili ya lumen kwa balbu "nyeupe nyeupe" kwa ujumla yana chini kidogo kuliko ya balbu wazi kwa nguvu sawa.

Sasa na upinzani

Upinzani halisi wa filament ni tegemezi ya joto. Upinzani wa baridi wa taa za tungsten-filament ni juu ya 1/15 upinzani wa moto-filament wakati taa inafanya kazi. Kwa mfano, taa 100-watt, 120-volt ina upinzani wa 144 ohms wakati lit, lakini upinzani wa baridi ni chini sana (kuhusu 9.5 ohms). [62] [114] Kwa kuwa taa incandescent ni resistive mizigo, rahisi awamu ya kudhibiti triac dimmers inaweza kutumika kudhibiti mwangaza. Mawasiliano ya umeme inaweza kubeba alama ya "T" alama inayoonyesha kuwa imeundwa ili kudhibiti circuits na tabia ya juu ya sasa ya taa za tungsten. Kwa taa ya 100-watt, 120-volt ya jumla ya huduma, sasa inabakia katika sekunde 0.10, na taa inakaribia 90% ya mwangaza wake kamili baada ya sekunde 0.13. [115]

Babu za fila za kaboni zina tabia tofauti. Upinzani wa filament ya kaboni ni ya juu wakati ni baridi kuliko wakati unapoendesha. Katika kesi ya volt 240, 60 Watt kaboni filament bulb, upinzani wa filament wakati wa joto la joto ni 960 Ohms, lakini huongezeka hadi 1500 Ohms wakati baridi. [ citation inahitajika ]

Tabia ya kimwili

Maumbo ya bomba

Bonde la nuru za incandescent huja katika maumbo na ukubwa mbalimbali.

Bonde la nuru za incandescent huja katika maumbo na ukubwa mbalimbali. Majina ya maumbo hutofautiana kutoka eneo hadi mikoa. Maumbo mengi haya yana jina linalojumuisha barua moja au zaidi ikifuatiwa na idadi moja au zaidi, kwa mfano A55 au PAR38. Barua zinawakilisha sura ya bulb. Nambari zinawakilisha kipenyo cha juu, ama 1/8 ya inchi, au katika milimita, kulingana na sura na eneo. Kwa mfano, wachunguzi wa 63 mm wamechaguliwa R63, lakini huko Marekani, wanajulikana kuwa R20 (2.5 in). [116] Hata hivyo, katika mikoa yote, kutafakari PAR38 inajulikana kama PAR38 [ kinachohitajika ] . ANSI C79.1-2002, IS 14897: 2000 [117] na JIS C 7710: 1988 [118] hufunika neno la kawaida kwa maumbo ya wingi.

Mifano

maelezo metric mfalme maelezo
"kiwango" cha mwanga A60 E26 A19 E26 Ø60 mm (~ φ2.375)) Bonde la mfululizo , Ø26 mm Edison alipiga screw [a]
taa ya taa ya taa CA35 E12 CA11 E12 Sura ya taa ya taa ya ⑥25 mm (~ ♯1.375), Ø12mm Edison screw [a]
mwanga wa mafuriko BR95 E26 BR30 E26 №95 mm (~ ➡3.75) mwanga wa mafuriko, Ø26 mm Edison alipiga screw [a]
halogen-mwanga-mwanga bulbu MR50 GU5.3 MR16 GU5.3 ⌀50 mm (~ ⌀2 ") multifaceted reflector , 5.33 mm-spaced 12 V mbili kwa siri kontakt

Maumbo ya kawaida:

Utumishi Mkuu
Nuru imetolewa (karibu) kila mwelekeo. Inapatikana ama wazi au frosted.
Aina: Jumla (A), Uyoga, elliptical (E), ishara (S), tubular (T)
Vita 120 V: A17, 19 na 21
Ukubwa wa V 230: A55 na 60 [b]
Utumishi Mkuu wa Wattage
Taa kubwa kuliko watts 200.
Aina: Aina ya Pear (PS)
Mapambo
taa zinazotumiwa katika chandeliers, nk.
Aina: mshumaa (B), mishumaa iliyopotoka, mshumaa wa biti (CA & BA), moto (F), globe (G), chimney taa (H), duru ya dhana (P)
Vita 230 V: P45, G95
Reflector (R)
Mipako ya kutafakari ndani ya bomba inaongoza mbele. Aina za mafuriko (FL) zinaenea nuru. Aina za doa (SP) zinazingatia mwanga. Bomba la kutafakari (R) linaweka takriban mara mbili ya mwanga (mishumaa ya miguu) kwenye eneo la mbele la kati kama Huduma ya Jumla (A) ya maji sawa.
Aina: Kiashiria cha kawaida (R), kielelezo cha elliptical (ER), kilichopigwa taji
Vita 120 V: R16, 20, 25 na 30
Ukubwa wa V 230: R50, 63, 80 na 95 [b]
Kielelezo kinachotafakari alumini (PAR)
Vipengee vya kutafakari (PAR) vilivyoelezea vyema vyema kudhibiti vizuri zaidi. Wao huzalisha mara nne kuongezeka kwa kiwango cha mwanga wa huduma ya jumla (A), na hutumiwa katika kuzima na kufuatilia taa. Hifadhi ya hewa hupatikana kwa doa za nje na mafuriko ya mafuriko.
Vita 120 V: PAR 16, 20, 30, 38, 56 na 64
Vita 230 V: PAR 16, 20, 30, 38, 56 na 64
Inapatikana katika daraja nyingi na boriti ya mafuriko inenea. Kama vile balbu zote za mwanga, namba inawakilisha kipenyo cha bulbu 1/8 ya inchi. Kwa hiyo, PAR 16 ni 2 katika kipenyo, PAR 20 ni 2.5 katika kipenyo, PAR 30 ni 3.75 na PAR 38 ni 4.75 katika kipenyo.
Mfuko wa balbu nne za mwanga wa 60 watt
Reflecta nyingi (MR)
Kushoto kwenda kulia: MR16 na msingi wa GU10, MR16 na msingi wa GU5.3, MR11 na msingi wa GU4 au GZ4
HIR
"HIR" ni jina la GE la taa yenye mipako ya kutafakari ya infrared. Kwa kuwa chini ya joto inakimbia, filament huwaka moto zaidi na kwa ufanisi zaidi. [119] Jina la Osram kwa mipako hiyo ni "IRC". [120]

Taa imara

Bonde la mwanga la 40-watt na kiwango cha E10, E14 na E27 Edison screw msingi
Kamba ya bayonet ya kuwasiliana mara mbili kwenye wingi wa incandescent

Taa ndogo sana zinaweza kuwa na waya za msaada wa filament kupanuliwa kupitia msingi wa taa, na zinaweza kuuzwa moja kwa moja kwenye bodi ya mzunguko iliyochapishwa kwa uhusiano. Baadhi ya taa za taa za kutafakari zinajumuisha vituo vya visima vya kuunganisha waya. Taa nyingi zina besi za chuma ambazo zinafaa katika tundu ili kuunga mkono taa na kufanya sasa kwa waya za filament. Katika mwishoni mwa karne ya 19, wazalishaji walianzisha umati wa besi zisizofanana. General Electric ilianzisha ukubwa wa msingi wa taa za taa za tungsten chini ya alama ya biashara ya Mazda mwaka wa 1909. Kiwango hiki kilitumiwa kote nchini Marekani, na jina la Mazda lilitumiwa na wazalishaji wengi chini ya leseni kupitia 1945. Leo taa nyingi za incandescent kwa huduma ya taa ya jumla hutumia Edison alipiga visima vya candelabra, kati, au ukubwa wa kawaida au mogul, au msingi wa kuwasiliana na bayonet mara mbili. Viwango vya kiufundi kwa besi za taa ni pamoja na ANSI kiwango cha C81.67 na IEC kiwango 60061-1 kwa ukubwa kawaida taa ya biashara, ili kuhakikisha interchangeablitity kati ya bidhaa mbalimbali mtengenezaji. Taa ya msingi ya Bayonet hutumiwa mara kwa mara katika taa za magari ili kupinga kufuta kutokana na vibration. Msingi wa bipin mara nyingi hutumiwa kwa taa halogen au taa za kutafakari. [121]

Vipande vya taa vinaweza kutumiwa kwa wingi na saruji, au kwa kupiga mitambo kwa mitambo inayoingizwa kwenye bulbu ya kioo.

Taa za miniature zinazotumiwa kwa taa za magari au taa za mapambo zina msingi wa plastiki au hata msingi wa kioo. Katika kesi hiyo, waya zinakuzunguka nje ya wingi, ambapo zinakabiliana na mawasiliano katika tundu. Bonde la Krismasi ndogo hutumia msingi wa kabari ya plastiki pia.

Taa zinazotumiwa kutumika katika mifumo ya macho kama vile vijidudu vya filamu, mwanga wa microscope, au vifaa vya taa za msingi zina msingi kwa vipengele vya kuunganisha ili filament imewekwa kwa usahihi ndani ya mfumo wa macho. Taa ya msingi ya taa inaweza kuwa na mwelekeo wa random wakati wa taa imewekwa kwenye tundu.

Pato la mwanga na maisha

Taa za incandescent ni nyeti sana kwa mabadiliko katika voltage ya ugavi. Tabia hizi ni za umuhimu mkubwa wa kiuchumi na kiuchumi.

Kwa voltage ya usambazaji V karibu na voltage lilipimwa la taa:

  • Pato la mwanga ni takribani sawa na V 3.4
  • Matumizi ya nguvu ni takribani sawa na V 1.6
  • Uzima wa karibu ni sawa na V -16
  • Joto la joto ni takribani sawa na V 0.42 [122]

Hii ina maana kuwa kupunguza 5% ya voltage ya uendeshaji itakuwa zaidi ya mara mbili maisha ya balbu, kwa gharama ya kupunguza pato la mwanga kwa asilimia 16%. Hii inaweza kuwa biashara iliyokubalika sana kwa bomba la mwanga ambalo iko katika eneo vigumu-kufikia (kwa mfano, taa za trafiki au rasilimali zilizopigwa kutoka kwenye dari kubwa). Mababu ya muda mrefu hutumia faida hii ya biashara. Tangu thamani ya nguvu za umeme wanazotumia ni zaidi ya thamani ya taa, taa za huduma za jumla zinasisitiza ufanisi zaidi ya maisha ya muda mrefu. Lengo ni kupunguza gharama ya mwanga, si gharama ya taa. [62] Mababu ya mapema yalikuwa na maisha hadi saa 2500, lakini mwaka wa 1924 cartel ilikubali kupunguza maisha kwa masaa 1000. [123] Wakati hili lilipo wazi mwaka wa 1953, General Electric na wazalishaji wengine wa kuongoza wa Amerika walizuia kuzuia maisha. [124]

Uhusiano hapo juu ni halali kwa asilimia chache tu ya mabadiliko ya voltage karibu na hali zilizopimwa, lakini zinaonyesha kwamba taa inayoendeshwa kwa kiasi kidogo kuliko voltage iliyopimwa inaweza kudumu kwa mamia ya nyakati kwa muda mrefu kuliko kwa hali zilizopimwa, ingawa imepungua pato la mwanga. " Mwanga wa Miaka Elfu " ni bulb ya mwanga ambayo inakubaliwa na Kitabu cha Guinness cha World Records kama kilichokuwa kinakawaka karibu na kituo cha moto huko Livermore, California , tangu mwaka wa 1901. Hata hivyo, babu hutoa mwanga sawa wa bonde la nne la watt . Hadithi kama hiyo inaweza kuambiwa juu ya bonde la 40 Watt huko Texas ambalo linawahi kuanzia Septemba 21, 1908. Mara moja limeishi katika nyumba ya opera ambapo washereheji maarufu waliacha kusimama, na kuhamishiwa kwenye makumbusho ya eneo hilo mwaka wa 1977. [125]

Katika taa za mafuriko kutumika kwa taa za picha, tradeoff inafanywa kwa upande mwingine. Ikilinganishwa na balbu za huduma za kawaida, kwa nguvu sawa, balbu hizi zinazalisha zaidi mwanga, na (kwa muhimu zaidi) mwanga kwenye joto la juu, kwa gharama ya maisha yenye kupunguzwa sana (ambayo inaweza kuwa ya muda mfupi kama masaa mawili kwa aina P1 taa). Ukomo wa juu wa joto kwa filament ni kiwango cha kiwango cha metali. Tungsten ni chuma yenye kiwango cha juu cha kiwango, 3,695 K (6,191 ° F). Kwa mfano, bomba ya makadirio ya saa 50, kwa mfano, imeundwa kufanya kazi tu 50 ° C (122 ° F) chini ya hatua hiyo ya kuyeyuka. Taa hiyo inaweza kufikia lumens 22 kwa watt, ikilinganishwa na 17.5 kwa taa ya huduma ya jumla ya saa 750. [62]

Taa zinazotengenezwa kwa voltages tofauti zina ufanisi tofauti wa kuangaza. Kwa mfano, taa 100-watt, 120-volt itazalisha karibu 17.1 lumens kwa watt. Taa yenye uwiano sawa wa maisha lakini iliyoundwa kwa 230 V ingezalisha tu karibu 12,8 kwa kila watt, na taa hiyo hiyo iliyoundwa kwa volts 30 (treni taa) itazalisha kiasi cha luman 19.8 kwa watt. [62] Taa za chini za voltage zina filament kubwa, kwa kiwango sawa cha nguvu. Wanaweza kukimbia moto kwa uhai huo huo kabla ya filament kuenea.

Wiring kutumika kwa filament kufanya hivyo mechanically nguvu, lakini kuondoa joto, na kujenga tradeoff mwingine kati ya ufanisi na maisha ya muda mrefu. Taa nyingi za huduma za jumla 120-volt hazitumii waya za ziada, lakini taa zilizowekwa kwa ajili ya " huduma mbaya " au "huduma ya vibration" zinaweza kuwa na tano. Taa za chini za voltage zina filaments zilizofanywa na waya nzito na hauhitaji waya za ziada.

Vidonge vya chini sana havifanyi vizuri tangu waya za kuongoza zingefanya joto kali sana mbali na filament, hivyo kikomo cha chini cha vitambaa cha incandescent ni 1.5 volts. Vipande vya muda mrefu sana kwa viwango vya juu ni tete, na besi za taa zinakuwa vigumu sana kuingiza, hivyo taa za kuangaza hazipatikani kwa voltages zilizopimwa zaidi ya volts 300. [60] Vipengee vingine vya kupokanzwa kwa infrared vinatengenezwa kwa viwango vya juu, lakini hutumia mababu ya tubulari na vitu vilivyotengwa sana.

Angalia pia

  • Kiwango (kupiga picha)
  • Lampshade
  • Mwanga tube
  • Utani wa mbumbusho
  • Orodha ya vyanzo vya mwanga
  • Mababu ya muda mrefu ya kudumu
  • Kuangaza zaidi
  • Photometri (optics)
  • Spectrometer

Marejeleo

  1. ^ a b c d e Keefe, T.J. (2007). "The Nature of Light" . Archived from the original on 2012-04-23 . Retrieved 2007-11-05 .
  2. ^ Nicola Armaroli , Vincenzo Balzani , Towards an electricity-powered world . In: Energy and Environmental Science 4, (2011), 3193-3222, doi : 10.1039/c1ee01249e .
  3. ^ Vincenzo Balzani , Giacomo Bergamini, Paola Ceroni, Light: A Very Peculiar Reactant and Product . In: Angewandte Chemie International Edition 54, Issue 39, (2015), 11320–11337, doi : 10.1002/anie.201502325 .
  4. ^ "Storey's guide to raising chickens" Damerow, Gail. Storey Publishing, LLC; 2nd edition (12 January 1995), ISBN 978-1-58017-325-4 . page 221. Retrieved 10 November 2009.
  5. ^ "277 Secrets Your Snake and Lizard Wants you to Know Unusual and useful Information for Snake Owners & Snake Lovers" Cooper,Paulette. Ten Speed Press (1 March 2004), ISBN 978-1-58008-035-4 . Page 161. Retrieved 10 November 2009.
  6. ^ "El peligro de los bombillos ahorradores" . El Espectador . Retrieved 22 October 2014 .
  7. ^ "Informe técnico preliminar - Estándar mínimo de eficiencia energética" (PDF) . Ministry of Energy - Chile . Retrieved 22 October 2014 .
  8. ^ Friedel, Robert, and Paul Israel. 1986. Edison's electric light: biography of an invention . New Brunswick, New Jersey: Rutgers University Press. pages 115–117
  9. ^ Hughes, Thomas P. (1977). "Edison's method". In Pickett, W. B. Technology at the Turning Point. San Francisco: San Francisco Press. pp. 5–22.
  10. ^ Hughes, Thomas P. (2004). American Genesis: A Century of Invention and Technological Enthusiasm (2nd ed.). Chicago: University of Chicago Press. ISBN 978-0-22635-927-4 .
  11. ^ Josephson, Matthew (1959). Edison: a biography . McGraw Hill. ISBN 0-471-54806-5 .
  12. ^ Blake-Coleman, B. C. (Barrie Charles) (1992). Copper Wire and Electrical Conductors – The Shaping of a Technology . Harwood Academic Publishers. p. 127. ISBN 3-7186-5200-5 .
  13. ^ Jones, Bence (2011). The Royal Institution: Its Founder and Its First Professors . Cambridge University Press. p. 278. ISBN 1108037704 .
  14. ^ "Popular Science Monthly (Mar-Apr 1879)" . Wiki Source . Retrieved 1 November 2015 .
  15. ^ Davis, L.J. "Fleet Fire." Arcade Publishing, New York, 2003. ISBN 1-55970-655-4
  16. ^ Houston and Kennely 1896, chapter 2
  17. ^ Challoner, Jack; et al. (2009). 1001 Inventions That Changed The World . Hauppauge NY: Barrons Educational Series. p. 305. ASIN 1844036111 .
  18. ^ Friedel, Robert, and Paul Israel. 1986. Edison's electric light: biography of an invention . New Brunswick, New Jersey: Rutgers University Press. page 91
  19. ^ Houston and Kennely 1896, page 24
  20. ^ Friedel, Robert; Israel, Paul (2010). Edison's Electric Light: The Art of Invention (Revised ed.). The Johns Hopkins University Press. p. 7. ISBN 978-0-8018-9482-4 .
  21. ^ Charles D. Wrege J.W. Starr: Cincinnati's Forgotten Genius , Cincinnati Historical Society Bulletin 34 (Summer 1976): 102–120. Retrieved 2010 February 16.
  22. ^ Derry, T.K.; Williams, Trevor (1960). A Short History of Technology . Oxford University Press. ISBN 0-486-27472-1 .
  23. ^ "John Wellington Starr" . Retrieved 2010 February 16.
  24. ^ Many of the above lamps are illustrated and described in Edwin J. Houston and A. E. Kennely "Electric Incandescent Lighting", The W. J. Johnston Company, New York, 1896 pages 18–42. Available from the Internet Archive .
  25. ^ Edison Electric Light Co. vs. United States Electric Lighting Co. , Federal Reporter, F1, Vol. 47, 1891, p. 457.
  26. ^ U.S. Patent 575,002 Illuminant for Incandescent Lamps by A. de Lodyguine. Application on 4 January 1893
  27. ^ "Alexander de Lodyguine - Google keresés" . google.com .
  28. ^ Hans-Christian Rohde: Die Göbel-Legende – Der Kampf um die Erfindung der Glühlampe. Zu Klampen, Springe 2007, ISBN 978-3-86674-006-8 (german, dissertation)
  29. ^ "Patent no. 3738. Filing year 1874: Electric Light" . Library and Archives Canada . Retrieved 17 June 2013 .
  30. ^ "Henry Woodward and Mathew Evans Lamp retrieved 2010 February 16" . frognet.net . [ permanent dead link ]
  31. ^ a b c Guarnieri, M. (2015). "Switching the Light: From Chemical to Electrical". IEEE Industrial Electronics Magazine . 9 (3): 44–47. doi : 10.1109/MIE.2015.2454038 .
  32. ^ a b Swan K R Sir Joseph Swan and the Invention of the Incandescent Electric Lamp. 1946 Longmans, Green and Co. Pp 21–25.
  33. ^ "Dec. 18, 1878: Let There Be Light — Electric Light" . WIRED . 18 December 2009.
  34. ^ https://www.wired.com/2009/12/1218joseph-swan-electric-bulb/
  35. ^ R.C. Chirnside. Sir Joseph Wilson Swan FRS – The Literary and Philosophical Society of Newcastle upon Tyne 1979.
  36. ^ "The Savoy Theatre", The Times , 3 October 1881
  37. ^ "Electric lighting" . Newcastle University Library. 23 October 2013. Archived from the original on 6 June 2014 . Retrieved 30 December 2016 .
  38. ^ Blue plaque at the Literary and Philosophical Society of Newcastle, 23 Westgate Road, Newcastle upon Tyne [1] Quote: "Nearby Mosley Street was the first street in the world to be lit by such electric bulbs."
  39. ^ U.S. Patent 0,214,636 .
  40. ^ Burns, Elmer Ellsworth (1910). The story of great inventions . Harper & Brothers . Retrieved 12 September 2013 .
  41. ^ Paul Israel, Edison: a Life of Invention , Wiley (1998), page 186.
  42. ^ "Thomas Edison: Original Letters and Primary Sources" . Shapell Manuscript Foundation.
  43. ^ a b U.S. Patent 0,223,898 granted 27 January 1880
  44. ^ Levy, Joel (2003). Really useful: the origins of everyday things . New York: Firefly Books. p. 124. ISBN 9781552976227 .
  45. ^ Belyk, Robert C. Great Shipwrecks of the Pacific Coast . New York: Wiley, 2001. ISBN 0-471-38420-8
  46. ^ Jehl, Francis Menlo Park reminiscences : written in Edison's restored Menlo Park laboratory , Henry Ford Museum and Greenfield Village, Whitefish, Mass, Kessinger Publishing, 1 July 2002, page 564
  47. ^ Dalton, Anthony A long, dangerous coastline : shipwreck tales from Alaska to California Heritage House Publishing Company, 1 Feb 2011 - 128 pages
  48. ^ a b EE1890 (July 16, 1890). Electrical Engineer, Volume 10 . Electrical Engineer. The Consolidated Company was the successor of the Electro-Dynamic Light Company of New York, the first company organized in the United States for the manufacture and sale of electric incandescent lamps, and the owner of a large number of patents of date prior to those upon which rival companies were depending. ... The United States Electric Lighting Company was organized in 1878, a few weeks after the Electro-Dynamic Company, p. 72
  49. ^ a b ER1890 (July 19, 1890). Electrical Review, Volume 16 . Delano. The United States Electric Lighting Company was organized in 1878, a few weeks after the Electro-Dynamic Light Company, p. 9
  50. ^ WE1890 (July 19, 1890). Western Electrician . Electrician Publishing Company. The United States Electric Lighting Company was organized in 1878 a few weeks after the Electro-Dynamic company, and was the successor of the oldest company in the United States for the manufacture of electric power apparatus, p. 36
  51. ^ The National Cyclopedia of American Biography, Vol VI 1896, p. 34
  52. ^ U.S. Patent 252, 386 Process OF Manufacturing Carbons. by Lewis H. Latimer. Application on 19 February 1881
  53. ^ Fouché, Rayvon, Black Inventors in the Age of Segregation: Granville T. Woods, Lewis H. Latimer, and Shelby J. Davidson. ) (Johns Hopkins University Press, Baltimore & London, 2003, pp. 115–116. ISBN 0-8018-7319-3
  54. ^ Consol. Elec. Light Co v. McKeesport Light Co, 40 F. 21 (C.C.W.D. Pa. 1889) aff'd, 159 U.S. 465, 16 S. Ct. 75, 40 L. Ed. 221 (1895).
  55. ^ Mills, Allan (June 2013). "The Nernst Lamp. Electrical Conductivity in Non-Metallic Materials" . ERittenhouse . 24 (1).
  56. ^ "Walther Nernst Chronology" . nernst.de . Retrieved 18 Jan 2015 .
  57. ^ "The History of Tungsram" (PDF) . Archived from the original (PDF) on 30 May 2005.
  58. ^ Giridharan, M. K. (2010). Electrical Systems Design . New Delhi: I. K. International. p. 25. ISBN 9789380578057 . Retrieved 7 June 2015 .
  59. ^ "Burnie Lee Benbow" . frognet . Retrieved 19 February 2017 .
  60. ^ "Trial Production of the World's First Double-Coil Bulb" . Toshiba . TOSHIBA CORP . Retrieved 19 February 2017 .
  61. ^ "Ganz and Tungsram - the 20th century" . Archived from the original on 30 March 2009.
  62. ^ a b c d e f g h i j k Incandescent Lamps, Publication Number TP-110 , General Electric Company, Nela Park, Cleveland, OH (1964) pg. 3
  63. ^ a b c Raymond Kane, Heinz Sell Revolution in lamps: a chronicle of 50 years of progress (2nd ed.) , The Fairmont Press, Inc. 2001 ISBN 0-88173-378-4 page 37, table 2-1
  64. ^ IEEE Std. 100 definition of "luminous efficacy" pg. 647
  65. ^ "End of Incandescent Light Bulb" . yuvaengineers.com. 2012-06-23 . Retrieved 2017-03-07 .
  66. ^ "The Energy Efficiency of Light Bulbs Today Compared to the Past" . kse-lights.co.uk. 2017-02-13 . Retrieved 2017-03-07 .
  67. ^ a b Klipstein, Donald L. (1996). "The Great Internet Light Bulb Book, Part I" . Archived from the original on 2 May 2006 . Retrieved 16 April 2006 .
  68. ^ See luminosity function .
  69. ^ "WebCite query result" . webcitation.org . Archived from the original on 28 January 2013.
  70. ^ a b "WebCite query result" . webcitation.org . Archived from the original on 28 January 2013.
  71. ^ a b "WebCite query result" . webcitation.org . Archived from the original on 28 January 2013.
  72. ^ Prof. Peter Lund, Helsinki University of Technology, on p. C5 in Helsingin Sanomat 23 Oct. 2007.
  73. ^ "WebCite query result" . webcitation.org . Archived from the original on 28 January 2013.
  74. ^ "Efficient lighting equals higher heat bills: study" . CBC News . 4 March 2009.
  75. ^ http://www.cmhc.ca/odpub/pdf/65830.pdf
  76. ^ Nicholas A. A.Howarth, Jan Rosenow: Banning the bulb: Institutional evolution and the phased ban of incandescent lighting in Germany . In: Energy Policy 67, (2014), 737–746, doi : 10.1016/j.enpol.2013.11.060 .
  77. ^ "It's lights out for traditional light bulbs" . USA Today . 16 December 2007.
  78. ^ Department of Climate Change and Energy Efficiency (2 February 2011). "Lighting – Think Change" . Retrieved 15 May 2011 .
  79. ^ "Incandescent Bulbs Return to the Cutting Edge" . The New York Times . 6 July 2009.
  80. ^ Welz et al, Environmental impacts of lighting technologies — Life cycle assessment and sensitivity analysis . In: Environmental Impact Assessment Review 31, (2011), 334–343, doi : 10.1016/j.eiar.2010.08.004 .
  81. ^ Calderon et al, LED bulbs technical specification and testing procedure for solar home systems . In: Renewable and Sustainable Energy Reviews 41, (2015), 506–520, doi : 10.1016/j.rser.2014.08.057 .
  82. ^ a b Daley, Dan (February 2008). "Incandescent's Not-So-Dim Future" . Projection, Lights & Staging News . 09 (1). Timeless Communications Corp. p. 46 . Retrieved 17 June 2013 .
  83. ^ "GE Announces Advancement in Incandescent Technology; New High-Efficiency Lamps Targeted for Market by 2010" . Business Wire . 23 February 2007 . Retrieved 18 June 2013 .
  84. ^ Hamilton, Tyler (22 April 2009). "Why the brightest idea needs tinkering" . Toronto Star . Retrieved 18 June 2013 .
  85. ^ Rahim, Saqib (28 June 2010). "The Incandescent Bulb Heads Offstage After Century-Long Performance" . The New York Times . Retrieved 18 June 2013 .
  86. ^ "Revolutionary tungsten photonic crystal could provide more power for electrical devices" . Sandia National Laboratories . 7 July 2003 . Retrieved 18 June 2013 .
  87. ^ Broydo Vestel, Leora (6 July 2009). "Incandescent Bulbs Return to the Cutting Edge" . The New York Times . Retrieved 6 July 2009 .
  88. ^ "Prototype Heat-Mirror Tungsten Lamp" . Smithsonian Museum of American History .
  89. ^ "Energy Efficient Incandescent Lamp: Final Report". Lawrence Berkeley National Laboratory. April 1982.
  90. ^ a b Ilic, Ognjen (2016). "Tailoring high-temperature radiation and the resurrection of the incandescent source". Nature Nanotechnology . 11 (4): 320–4. Bibcode : 2016NatNa..11..320I . doi : 10.1038/nnano.2015.309 . PMID 26751172 .
  91. ^ New development could lead to more effective lightbulbs , BBC News, 12 January 2016, Matt McGrath
  92. ^ "Lamp Material Information Sheet – Incandescent Lamp" (PDF) . Retrieved 20 May 2013 .
  93. ^ a b uigi.com – Argon (Ar) Properties, Uses, Applications Argon Gas and Liquid Argon , 2007
  94. ^ Ropp, Richard C. The Chemistry of Artificial Lighting Devices . Elsevier Science. ISBN 0080933157 .
  95. ^ "Light Bulb: How Products are Made" . Archived from the original on September 14, 2010.
  96. ^ I. C. S. Reference Library Volume 4B, Scranton, International Textbook Company , 1908, no ISBN
  97. ^ "GE Tantalum Filament 25W of American Design" . Museum of Electric Lamp Technology . Retrieved 17 June 2013 .
  98. ^ "The Osmium Filament Lamp" . frognet.net .
  99. ^ Chapter 2 The Potassium Secret Behind Tungsten Wire Production
  100. ^ John Kaufman (ed.), IES Lighting Handbook 1981 Reference Volume , Illuminating Engineering Society of North America, New York, 1981 ISBN 0-87995-007-2 page 8-6
  101. ^ Burgin. Lighting Research and Technology 1984 16.2 61–72
  102. ^ Toshiba Lighting Products Miniature Lamp Characteristics . Retrieved 23 March 2008. Archived 13 October 2007 at the Wayback Machine .
  103. ^ John Kaufman (ed.), IES Lighting Handbook 1981 Reference Volume , Illuminating Engineering Society of North America, New York, 1981 ISBN 0-87995-007-2 page 8-9
  104. ^ Hunt, Robert (2001–2006). "Glass Blowing for Vacuum Devices – Lamp Autopsy" . Teralab . Retrieved 2 May 2007 .
  105. ^ Lipstein, Don. "Premium Fill Gasses" . Retrieved 13 October 2011 .
  106. ^ IEC 60064 Tungsten filament lamps for domestic and similar general lighting purposes.
  107. ^ John Kaufman (ed.), IES Lighting Handbook 1981 Reference Volume , Illuminating Engineering Society of North America, New York, 1981 ISBN 0-87995-007-2 page 8-10
  108. ^ "Incandescent Arc Lamps" . Museum of Electric Lamp Technology. 2004 . Retrieved 17 June 2013 .
  109. ^ G. Arncliffe Percival, The Electric Lamp Industry , Sir Isaac Pitman and Sons, Ltd. London, 1920 pp. 73–74, available from the Internet Archive
  110. ^ S. G. Starling, An Introduction to Technical Electricity , McMillan and Co., Ltd., London 1920, pp. 97–98, available at the Internet Archive , good schematic diagram of the Pointolite lamp
  111. ^ Wells, Quentin (2012), Smart Grid Home , p. 163, ISBN 1111318514 , retrieved 8 November 2012
  112. ^ Häberle, Häberle, Jöckel, Krall, Schiemann, Schmitt, Tkotz (2013) (in German), Tabellenbuch Elektrotechnik (25. ed.), Haan-Gruiten: Verlag Europa-Lehrmittel, p. 190, ISBN 3-8085-3227-0
  113. ^ "Light and Lighting Fun Facts" . donklipstein.com .
  114. ^ Edison's research team was aware of the large negative temperature coefficient of resistance of possible lamp filament materials and worked extensively during the period 1878–1879 on devising an automatic regulator or ballast to stabilize current. It wasn't until 1879 that it was realized a self-limiting lamp could be built. See Friedel and Israel Edison's Electric Light pages 29–31
  115. ^ page 23, 24
  116. ^ "Identification Guide" . KO Lighting . Retrieved 18 June 2013 .
  117. ^ "IS 14897 (2000): Glass Bulb Designation System for Lamps - Guide" (PDF) . Retrieved 21 March 2017 . A bulb shape having a spherical and [ sic ; end?] section that is joined to the neck by a radius [...] A60: An “A” shape bulb with a nominal major diameter of 60 mm.
  118. ^ "JIS C 7710:1988 電球類ガラス管球の形式の表し方" (in Japanese) . Retrieved 2017-03-21 .
  119. ^ "Lighting Resources" . GE Lighting North America . Archived from the original on 3 July 2007.
  120. ^ Osram IRC Saver calculator Archived 23 December 2008 at the Wayback Machine .
  121. ^ "Single-Ended Halogen Bases" . Bulbster.com . Retrieved 17 June 2013 .
  122. ^ Donald G. Fink and H. Wayne Beaty, Standard Handbook for Electrical Engineers, Eleventh Edition , McGraw-Hill, New York, 1978, ISBN 0-07-020974-X , pg 22–8
  123. ^ Krajewski, Markus (24 Sep 2014). "The Great Lightbulb Conspiracy" . IEEE Spectrum . IEEE . Retrieved 10 Nov 2014 .
  124. ^ "Tests shine light on the secret of the Livermore light bulb" . 6 February 2011.
  125. ^ "Watts Up? – A parting look at lighting" . Archived from the original on 7 February 2009.

Notes

  1. ^ a b c Instead of a 26 mm E26 screw used for 110V, European 230V light bulbs use a 27 mm (E27) screw. Likewise, European candle-flame bulbs use E14 instead of E12. See also Edison screw#Types .
  2. ^ a b Size counted in millimeters. See also A-series light bulb .

Viungo vya nje