Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

 
 

Сайт электрика

Интересные факты, Секреты электрика, Спорные вопросы

Почему не возможно существование вечной лампочки

Почему не возможно существование вечной лампочкиВ городе Ливерморе (штат Калифорния, США) есть уникальная лампочка, которая была вкручена в 1901 г. и с тех пор горит без перерыва. Это абсолютный рекорд, который вошел в книгу рекордов Гиннесса. Перед уникальной лампочкой на станции №6 пожарной службы установлена веб-камера, поэтому лампочку можно увидеть в Интернете. Как такое оказалось возможным?

Известно, что основной личиной перегорания лампочек является постепенный износ вольфрамовой нити. Эта нить нагрета почти до температуры плавления вольфрама (3300°С), иначе не получить интенсивный световой поток. При такой температуре атомы вольфрама в кристаллической решетке интенсивно колеблются и некоторые из них отрываются и уходят в пространство, оседая на стенках колбы. Постепенно нить истончается, и в самом тонком месте температура переходит рубеж плавления, нить перегорает.

Очевидно, что для повышения срока службы лампочки необходимо устанавливать более толстую нить. Но при этом для сохранения сопротивления нити нужно увеличивать ее длину. Увеличение диаметра нити в два раза приводит к увеличению массы вольфрама в 8 раз. А вольфрам - дорогой металл, поэтому нынешние производители лампочек стараются его экономить.


Но есть еще одна причина износа ламп, о которой почти никто не знает. Дело в том, что тонкое стекло колбы в нагретом состоянии пропускает газ. Имеются таблицы для различных стекол и различных газов при различных температурах. Например, 1 см2 поверхности стекла толщиной 1 мм за 1 с и при разности давлений в 1 мм рт.ст. пропускает при температуре 600°С 6,5*10 в (-12) степени см3 азота (основной части воздуха).

Рассчитаем температуру колбы стандартней 40-ватной лампочки, у которой площадь поверхности колбы 200 см2, а площадь поверхности вольфрамовой нити (ориентировочно) 0,3 см2, т.е. разница в 660 раз.

Используя методику расчетов по закону Стфана-Больцмана и учитывая, что все инфракрасное излучение нити греет колбу (видимый свет составляет не более 3%), получаем температуру колбы порядка 400°С (в том, что это так, каждый может убедиться, прикоснувшись к колбе светящейся лампочки). Далее, приняв толщину стекла колбы колбы 0,5 мм, разность давлений 760 мм рт.ст. и время 1 год, получим проникновение газа в лампу порядка 4-5 см.

За несколько лет, если не перегорит нить накала, то лампа заполнится газом, возникнет газовый разряд, а вместе с ним ионная бомбардировка нити накала. Тогда эта нить будет истончаться быстрее. Таким образом, чтобы создать лампу накаливания с большим сроком службы необходимо: установить толстую вольфрамовую нить, увеличить площадь поверхности колбы лампы (при этом температура колбы станет ниже и просачивание газа уменьшается), увеличить толщину стекла колбы лампы.

Очевидно, эти условия и были выполнены в лампе-долгожительнице. А нынешние производители эти условия выполнять не хотят, во-первых, из соображений экономии (вольфрама и стекла), во-вторых, производителям просто не интересно выпускать "вечные" лампочки (иначе они "прогорят").


Сейчас самое время поделиться статьей и добавить ее в закладки!


Тематические разделы: Интересные факты, Секреты электрика, Спорные вопросы

Другие статьи:

  • Электрическая лампа загоралась от спички
  • Как выбрать лампочку для встраиваемых точечных светильников
  • Как выбрать качественную лампу накаливания
  • Освещение на 12 вольт в доме - в чем достоинства и недостатки?
  • Почему так часто перегорают лампы накаливания?
  • Как изменяется сопротивление при нагреве металлов

  •  
      Комментарии:

    #1 написал: Сергей | [цитировать]

     
     

    Как было отмечено, срок службы лампы накаливания определяется испарением материала нагретой нити. Непрерывно горящая лампа (например, на лестничной площадке в многоэтажке) перегорит раньше. Поэтому самый простой способ увеличить срок ее службы - сократить время горения, т.е. включать ее только тогда, когда нужно, а именно, когда в помещении кто-то есть. Это можно сделать с помощью автоматических выключателей с датчиками движения (но только если выключатель обеспечивает безударную подачу тока в цепь лампы, что характерно далеко не для всех моделей). Эти штуковины стоят недорого, работают долго, а если учесть, что при этом не только лампа служит дольше, но и электроэнергия экономится (прежде всего, на тех же лестницах), мне кажется, стоит серьезно подумать об их использовании (а то в этой области мы позади планеты всей).

      Комментарии:

    #2 написал: you | [цитировать]

     
     

    Антинаучный бред сивой кобылы. Автор прогулял школьный курс физики.

      Комментарии:

    #3 написал: andy78 | [цитировать]

     
     

    you, а можно поподробнее с чего вы это взяли? Желательно с вашими доводами. А то физику все в школе когда-то учили и просто ссылаться на то что кто там чего-то недоучил без конкретизации фактов как-то не очень красиво. В общем, ждем нормального комментария.

      Комментарии:

    #4 написал: Goven | [цитировать]

     
     

    Если на лампу подать заниженное напряжение, её срок службы может возрасти в сотни раз.

      Комментарии:

    #5 написал: Константин | [цитировать]

     
     

    Отвечаю на вопрос. В данной статье имеются не стыковки:

    1) В статье написано, что ... Очевидно, что для повышения срока службы лампочки необходимо устанавливать более толстую нить. Но при этом для сохранения сопротивления нити нужно увеличивать ее длину.

    Однако, при этом увеличиться площадь спирали, а по, упомянутому в этой статье закону Стефана-Больцмана уменьшиться температура, а значит и КПД.

    2) Я температуру лампы не мерил, но по-моему не учтено, что не весь инфракрасный свет нагреет колбу (часть пройдёт).

      Комментарии:

    #6 написал: MIKADO | [цитировать]

     
     

    Есть хороший фильм и о лампочках, и о капроне, и о біттехнике... там рассказано о специально разработанной ТЕОРИИ УСТАРЕВАНИЯ. Лампочка, телевизор, телефон, СВЧ-печь работают ровно период гарантийного срока.

      Комментарии:

    #7 написал: Алексей | [цитировать]

     
     

    Как электрофизик и коллекционер старинных ламп замечу.
    ПРЕЖДЕ ВСЕГО - в этой лампе Shelby  Mazda нить не вольфрамовая , а вовсе даже карбоновая  и весьма толстая. Эти лампы вообще живучие.

    1. Колбы старых ламп почти втрое толще современных, толщина некоторых абазчиков достигает 1,2 мм. Конкретно у этой (Shelby Mazda-Edison) он 0,8 - 0,86 мм. 
    2. Диаметр колбы у старых ламп будь то Мазда-Эдисон Или Вестингауз значительно больше.
    3. Спираль нагревается гораздо меньше это видно визуально по цветовой температуре , чем у современных ламп и нагревает колбу очень и очень слабо, Вы можете в этом лично убедится зайдя в Музей "Огни Москвы" и пощупав лампу руками. Тепература даже 60 ватной лампы на поверхности колбы 70-80 градусов при полной нагрузке, ну никак не 400.
    4. ПЕРВЫЙ  Маленький секрет - напряжение до 1956 года в США не сильно хорошо нормировалось и проверялось и, как правило было ниже 125 вольт, на которые ЭТА лампа рассчитана.  
    5. ВТОРОЙ малленький секрет - колбы ламп одно время закаливались и выдерживались в каком-то  растворе после чего поверхность лампы получала металлический оттенок - быть может и это повлияло. 

    И ... последний маленький секрет - уверен, что лампу уже меняли но, об этом не принято говорить. Добыть идентичную НОВУЮ (не пользованную) лампу в США не весть какая проблема, а у ж пользованную по карману даже бедному музею. Во вском случае этот музей конкурирует со мной на аукционах именно за эти лампы... ой думаю не зря, есть у них запаска и не одна.
    Кому любопытна лампа долгожитель - пишите :)

      Комментарии:

    #8 написал: Alexey | [цитировать]

     
     

    "Невозможно" пишится слитно. Автор, походу, не только физику прогуливал.

      Комментарии:

    #9 написал: andy78 | [цитировать]

     
     

    Alexey, у Вы тоже написали слово с ошибкой, правильно писать "пишется". Вместе с автором прогуливали?

      Комментарии:

    #10 написал: Максим | [цитировать]

     
     

    Не понимаю как автор посчитал ...

    "...Увеличение диаметра нити в два раза приводит к увеличению массы вольфрама в 8 раз..."

    нить по сути цилиндр, объем которго будет V=ПиD^2*L/4 (D - диаметр, L- длина, Пи - 3,14159...). Масса нити m=V*p (V- объем, р - плотность). Так если увеличить диаметр в два раза, то масса увеличится только в 4 раза. Автор прогуливал не только физику, но и математику.

      Комментарии:

    #11 написал: Юрий | [цитировать]

     
     

    После увеличения диаметра уменьшилось сопротивление нити, нужно было вернуть прежнее сопротивление, они этого добились увеличением длинны в два раза. 4*2=8

      Комментарии:

    #12 написал: Алексей | [цитировать]

     
     

    С ноября 2013 года точно такая же лампочка (из той же партии) выставлена в экспозиции "Исторические и необычные лампочки" музея "Огни Москвы" это 4 зал, витрина №2. Можно попросить экскурсовода лампочки включить.

      Комментарии:

    #13 написал: Олег1966 | [цитировать]

     
     

    Я внимательно прочитал статью, ваши комментарии тут и решил написать. Вечного ничего нет! Даже наше Солнце завтра погаснет, после сгорания всего топлива Н2(водорода). Всё меняется и умирает в Космосе, и природе. Вывод: не возможно создать вечный двигатель, на основании закона физики "о сохранении энергии", не возможно создать и вечную лампочку. С одним соглашусь можно продлить срок горения лампочки до 5000часов, но цена такой лампочки увеличивается в геометрической прогрессии. Поэтому эту лампу делать не выгодно для производителя, и дорогая лампа для потребителя. Кстати: я вчера смотрел на ЮТюб-Видео называется "Эффект лампочки" и там упоминалась эта вечная лампочка, которая горит с 1901 года на Пожарной части. Там есть видеокамера, направленная на эту лампочку. PS: Спасибо автору этой статьи за советы по выбору качественной лампочки накаливания при покупке в магазине сегодня. Мне это понравилось.

    Добавление комментария
    Имя:*
    E-Mail:
    Комментарий:
    Введите код: *

    Электрика дома  | Электрообзоры  | Энергосбережение
    Секреты электрика | Источники света | Делимся опытом
    Домашняя автоматика | Электрика для начинающих
    Электромастерская | Электротехнические новинки

    Электрик Инфо - электротехника и электроника, домашняя автоматизация, статьи про устройство и ремонт домашней электропроводки, розетки и выключатели, провода и кабели, источники света, обзоры электротехнических новинок, интересные факты и многое другое для электриков и домашних мастеров.
    Copyright © 2008-2016 electrik.info
    Е-mail: electroby@mail.ru Сайт в Google+
    Вся информация на сайте Электрик Инфо предоставлена в ознакомительных и познавательных целях. За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет. Сайт может содержать материалы 12+
    Перепечатка материалов сайта запрещена.

    Полезное

    Светодиодные лампы и светильники IEK