Dlaczego żarówki najczęściej przepalają się w momencie włączenia

Częsta sytuacja: wciskasz włącznik, krótki błysk i kolejna żarówka „daje ci długie życie”. Pamiętając producenta niemiłym słowem, dokonujesz wymiany. Wielu słyszało, że czas pracy powinien wynosić co najmniej 1000 godzin. Dlaczego więc trwało to tylko kilka tygodni, a nie kilka miesięcy?

Generalnie okres zatrudnienia lampy żarowe zależy od warunków pracy lamp i wad tkwiących w tym typie źródła światła. Zanim zagłębimy się w szczegółową analizę przyczyn wpływających na czas pracy, zwróćmy uwagę na jeden bardzo ważny fakt: żarówki przepalają się z reguły w momencie włączenia. I na to jest wyjaśnienie, choć niezbyt proste i oczywiste.

„Sercem” wszystkich żarówek jest cewka wolframowa, którą technicy zajmujący się oświetleniem wolą nazywać „obudową żarówki”. Korpus żarnika wykonany jest z cienkiego drutu wolframowego nawiniętego w spiralę.

Technologia produkcji jest dość złożona, wymaga precyzyjnego sprzętu i ścisłego przestrzegania technologii. Dalsza żywotność lamp w dużej mierze zależy od jakości produkcji spirali. W końcu ma pracować w temperaturze prawie 3000 stopni.

Przy tak wysokiej temperaturze rozpoczynają się procesy, które ostatecznie „niszczą” lampę. Przede wszystkim jest to parowanie wolframu. Drut staje się cieńszy i różnica w średnicy drutu jest niewielka. W tym momencie parowanie przyspiesza i lampa się wypala.

Proces jest dość długi i przy normalnym napięciu lampa może świecić przez 1000 h. Parowanie można spowolnić, wypełniając kolbę gazem obojętnym, takim jak krypton. W sprzedaży można znaleźć podobne lampy w żarówkach w kształcie grzybków.

Drugi proces związany jest ze strukturą wolframu. W produkcji drutu wolfram ma strukturę z małymi kryształami o wydłużonym kształcie. Ogrzewanie do wysokich temperatur roboczych powoduje wzrost kryształów (zgrubienie). Proces ten nazywa się rekrystalizacją wolframu. W tym przypadku powierzchnia powierzchni międzykrystalicznej jest znacznie zmniejszona (setki razy). Zanieczyszczenia, które są nieuchronnie obecne w metalu, gromadzą się między kryształami i tworzą niezwykle delikatny związek — węglik wolframu.

Na koniec rozważ trzeci proces, który zwykle kończy żywotność lampy. Należy pamiętać, że rezystancja wolframu w stanie zimnym jest zauważalnie (9-12 razy) mniejsza niż w temperaturze roboczej 3000 stopni. Dlatego przy pierwszym włączeniu żarówką, zgodnie z prawem Ohma, przepływy prądu, która jest odpowiednią liczbą razy pracownika.Kiedy prąd przepływa przez drut, występują siły elektrodynamiczne. W tym przypadku spirala jest poddawana naprężeniom mechanicznym.

A teraz możesz prześledzić sekwencję zjawisk, które są śmiertelne dla lampy. Po naciśnięciu przełącznika przez zimną cewkę przepływa prąd o rząd wielkości większy niż prąd roboczy. Do cewki przykładana jest krótka, przypominająca szarpnięcie siła mechaniczna. Tam, gdzie drut stał się cieńszy z powodu parowania, występują zwiększone naprężenia i spirala pęka wzdłuż delikatnego szwu z węglika wolframu. Reszta jest łatwa do zrozumienia: w miejscu pęknięcia wolfram nagrzewa się do stopienia i lampa „zamiera”.

Wszystkie te procesy są wielokrotnie przyspieszane wraz ze wzrostem napięcia zasilania lamp, wzrost napięcia o 3% skraca żywotność lampy o 30%. Jeśli napięcie w mieszkaniu jest o 10% wyższe niż wartość nominalna (220 V), wówczas żarówki będą działać tylko przez kilka dni.

Żywotność lamp zależy w dużej mierze od częstotliwości przełączania. Na stanowiskach producenta lampy są testowane przy stabilnym napięciu i określonej częstotliwości przełączania na godzinę. Na podstawie wyników tych testów wskazano średnią żywotność źródeł światła.