Prečo sa žiarovky najčastejšie vypália v okamihu zapnutia

Bežná situácia: stlačíte vypínač, krátky záblesk a ďalšia žiarovka vám „prinúti žiť dlho“. Pamätáte si výrobcu nevľúdnym slovom a urobíte náhradu. Mnohí počuli, že pracovný čas by mal byť aspoň 1000 hodín. Prečo to teda trvalo len niekoľko týždňov namiesto niekoľkých mesiacov?

Vo všeobecnosti doba zamestnania žiarovky závisí od prevádzkových podmienok svietidiel a nevýhod tohto typu svetelného zdroja. Predtým, ako sa ponoríme do podrobnej analýzy dôvodov, ktoré ovplyvňujú pracovný čas, všimneme si jednu veľmi dôležitú skutočnosť: žiarovky sa spravidla vypália v okamihu, keď sú zapnuté. A na to existuje vysvetlenie, aj keď nie veľmi jednoduché a zrejmé.

„Srdcom“ všetkých žiaroviek je volfrámová cievka, ktorú osvetľovači radšej nazývajú „žiarovkové puzdro“. Vláknové telo je vyrobené z tenkého volfrámového drôtu stočeného do špirály.

Výrobná technológia je pomerne zložitá, vyžaduje si vysoko presné vybavenie a prísne dodržiavanie technológie. Ďalšia životnosť svietidiel do značnej miery závisí od kvality výroby špirál. Veď musí pracovať pri teplote takmer 3000 stupňov.

Pri takejto vysokej teplote sa začnú procesy, ktoré nakoniec „zničia“ lampu. V prvom rade je to odparovanie volfrámu. Drôt sa stáva tenším a v priemere drôtu je malý rozdiel. V tomto bode sa odparovanie zrýchli a lampa vyhorí.

Proces je pomerne dlhý a pri normálnom napätí môže lampa vydržať 1000 hodín.Vyparovanie sa dá spomaliť naplnením banky inertným plynom ako je kryptón. V predaji nájdete podobné lampy v hubovitých žiarovkách.

Druhý proces súvisí so štruktúrou volfrámu. Pri výrobe drôtu má volfrám štruktúru s malými kryštálmi s predĺženým tvarom. Zahriatie na vysoké prevádzkové teploty spôsobuje rast kryštálov (zhrubnutie). Tento proces sa nazýva rekryštalizácia volfrámu. V tomto prípade sa plocha medzikryštalického povrchu výrazne zníži (stokrát). Nečistoty, ktoré sú nevyhnutne prítomné v kove, sa zhromažďujú medzi kryštálmi a vytvárajú mimoriadne krehkú zlúčeninu - karbid volfrámu.

Nakoniec zvážte tretí proces, ktorý zvyčajne končí životnosť lampy. Malo by sa pamätať na to, že odpor volfrámu v studenom stave je výrazne (9-12 krát) menší ako pri prevádzkovej teplote 3000 stupňov. Preto pri prvom zapnutí žiarovkou v súlade s Ohmovým zákonom prúd tečie, čo je zodpovedajúci počet krát pracovníka.Keď prúd preteká drôtom, vznikajú elektrodynamické sily. V tomto prípade je špirála vystavená mechanickému napätiu.

A teraz môžete sledovať sled javov, ktoré sú pre lampu osudné. Po stlačení spínača preteká studenou cievkou prúd, rádovo väčší ako prevádzkový prúd. Na cievku pôsobí krátka mechanická sila podobná trhnutiu. Tam, kde sa drôt stal tenším v dôsledku vyparovania, dochádza k zvýšenému namáhaniu a špirála sa láme pozdĺž krehkého švu z karbidu volfrámu. Zvyšok je ľahko pochopiteľný: v mieste trhliny sa volfrám zahreje na roztavenie a lampa "zomrie".

Všetky tieto procesy sa mnohonásobne zrýchlia so zvýšeným napájacím napätím lámp 3% zvýšenie napätia znižuje životnosť svietidla o 30%. Ak je napätie v byte o 10% vyššie ako nominálna (220V) hodnota, potom žiarovky vydržia len niekoľko dní.

Životnosť svietidiel do značnej miery závisí od frekvencie spínania. V stánkoch výrobcu sa lampy testujú pri stabilnom napätí a určitej frekvencii spínania za hodinu. Na základe výsledkov týchto testov je uvedená priemerná životnosť svetelných zdrojov.