Cu toate acestea, această metodă de obținere a luminii există o limită așa cum este descris în legea Plank pentru radiator corpuluinegru sau complet, conform căreia distribuția spectrală a energiei radiate crește cu creșterea temperaturii. La o temperatură de aproximativ 3600 K, se observă o creștere vizibilă a radiației vizibile, iar lungimea de undă a puterii maxime intră în domeniul vizibil. Această temperatură este aproape de punctul de topire al tungstenului. din care filamentul este fabricat, astfel încât temperatura maximă practică să fie de aproximativ 2700 K, peste care evaporarea filamentului devine deja excesivă. Unul dintre rezultatele unei astfel de tranziții spectrale este că majoritatea radiațiilor emise nu sunt emise ca lumină, ci ca și căldură în regiunea infraroșie. Astfel, lămpile cu incandescență pot fi dispozitive eficiente de încălzire utilizate pentru uscarea fotografiilor fotografice, gătitul produselor alimentare și animalelor. [32]
Principiul de funcționare a lămpilor incandescente se bazează pe conversia energiei electrice furnizată firului său în energia radiațiilor vizibile, care afectează organele umane și-l face un sentiment de lumină aproape albă. Procesul de conversie are loc în tub în timpul încălzirii filamentul de tungsten de până la 2600 - 2700 C. Burnout lampă cu filament întrucât temperatura tungsten topire (3200 - 3400 C) firele din filamente de temperatură considerabil mai mare, și pentru că lampa este scoasă din aer balon sau balonul este umplut cu gaze inerte (un amestec de azot, argon, xenon), în care metalul nu este oxidat. [33]
Acesta este modul în care se obține tungsten de metal, dar nu compact, ci sub formă de pulbere, care este apoi comprimată într-un curent de hidrogen la o temperatură ridicată. La prima etapă de presare (cu încălzire până la 1100 - 1300 C) se formează un lingou poros fragil. Apăsarea continuă la o temperatură chiar mai mare, care ajunge aproape la sfârșitul punctului de topire al tungstenului. În aceste condiții, metalul devine treptat continuu, dobândește o structură fibroasă, și cu ea - ductilitate și maleabilitate. [34]
Alte metode de creștere a temperaturii corpului luminos al lămpilor sunt indicate în direcția găsirii unor substanțe refractare și cu evaporare scăzută. Astfel, un amestec de carburi tantal și hafniu are un punct de topire de 4215 K. Carbidul de tantal face posibilă aducerea temperaturii la 3660 K; în timp ce este pulverizat cu 30% mai puțin tungsten, iar selectivitatea acestuia mărește luminozitatea cu o treime în comparație cu tungstenul. La temperatura de topire a tungstenului, filamentul carbid-tantal supraviețuiește 8 ore de ardere continuă. [35]
Transformarea energiei electrice în energie luminoasă se datorează încălzirii filamentului de tungsten al lămpii cu curent electric. Firul lămpii, încălzit la o temperatură de 2600-2700 C, emite lumină. Nu este topit, deoarece punctul de topire de tungsten depășește 3200 C, iar arsura pe termen lung, deoarece aerul este evacuat din balon și înlocuit cu un gaz inert. [36]
In povestea razelor ultraviolete a fost menționat faptul că mai înroșit solid, cu atât emite lumină în regiunea ultraviolet a spectrului și în spectrul vizibil. Spiralele din lămpi sunt, prin urmare, făcute din tungsten, că acesta este cel mai refractar din toate metalele. Când lampa este cu totul nou, spirala sale, chiar și la o mărire de mare pare, ei doar dungi longitudinale vizibile destul de netede urme cu filament de tungsten de prelucrare. Dar aici tocmai a cumpărat o lampă înșurubată în cartuș, a făcut clic pe comutator și spirala a devenit imediat albă. Grosimea și lungimea spiralei sunt calculate astfel încât temperatura să fie mult mai mică decât punctul de topire al tungstenului (3420 C), altfel filamentul ar arde foarte repede. La aceste presiuni, vaporii se evaporă destul de repede. Amestecul de tungsten este foarte subțire și este absolut necesar să se încetinească evaporarea. [38]
Sursele de lumină termică folosesc proprietățile corpurilor pentru a radia energia radiantă atunci când sunt încălzite. La o temperatură suficient de ridicată, această radiație trece în regiunea vizibilă - corpul începe să strălucească. Radiația luminoasă crește odată cu creșterea temperaturii corpului. Aceasta modifică compoziția de culoare a radiației. Acest lucru este clar vizibil atunci când oțelul este încălzit. În primele modele de lămpi cu incandescență a fost folosit un filament de carbon, iar în lămpile moderne este folosit un fir de tungsten. Punctul de topire al tungstenului (aproximativ 3400 ° C) face posibilă încălzirea filamentului la 2500 - 2700 ° C, cu condiția ca acesta să fie protejat de ardere. Protecția împotriva arderii poate fi rezolvată fie prin îndepărtarea completă a aerului din bulbul de sticlă în care este plasat filamentul incandescent, fie prin umplerea acestuia cu un gaz inert. În ambele cazuri, în legătură cu lipsa de oxigen, nu se produce arderea filamentului. Cu toate acestea, la o temperatură de încălzire a filamentului aproape de punctul de topire, fenomenul de evaporare a tungstenului crește brusc. Vaporii de tungsten se așează pe suprafața interioară a paharului balonului și îl fac mai puțin transparent. Această întunecare este vizibilă clar pe lămpile arse. Din evaporarea tungstenului, firele devin mai subțiri și ard. [39]
Pagini: 1 2 3