Izzólámpa
A Wikipédiából, a szabad lexikonból.
Az izzólámpa az egyik legrégebbi elektromos fényforrásunk. Fényét egy vákuumban, vagy inert gázban izzó volfrám szál adja.
Tartalomjegyzék |
[szerkesztés] Felépítése és működése
Az izzólámpák legyakrabban egy körtére emlékezetető üvegbúrából és egy menetes fejből állnak.
A búrában középen egy spiralizált volfrám szál van vékony volfrám vagy molibdén szálakra felfüggesztve. Az izzószál magas hőmérséklete (2000-3000 K) következtében elektromágneses energiát sugároz, főként infravörös és kisebb részben látható fény tartományban. A volfrám jól közelíti az ideális feketetest tulajdonságait, ezért sugárzása nagyon közel esik a Planck-törvényből számolhatóval. Ebből adódóan a szál hőmérséklete egyértelműen megadja mind a kapott fény spektrumát, mind az elérhető maximális fényhasznosítást. Sajnos a magas hőmérséklet egyúttal alacsony élettartamot is jelent, a megnövedett párolgás miatt. Az elpárolgott wolfrám a búrafalon lecsapódik, és rontja annak fényáteresztő képességet.
A búra anyagát tekintve leggyakrabban lágyüveg, halogén izzók esetén keményüveg vagy kvarc. A búrát kisebb lámpák esetében leszivattyúzák, miáltal a szál és búra között javul a hőszigetelés, de jelentősen romlik az élettartam. Nagyobb lámpák esetében semleges gázzal töltik. Ettől jobban melegszik a búra, de a csökkenő párolgás lehetővé teszi a szálhőmérséklet emelését. Minél rosszabb hővezető gáz alkalmazunk, annál jobb fényhasznosítás érhető el. Ez azt sugalja, hogy argon helyett kriptont, vagy még inkább xenont töltsünk a lámpába.
|
Sajnálatos módon, a drasztikus árkülönbség mellett ezen nemesgázok letörési feszültsége is ez ellen szól. Ugyanis, ha a két elektród között a feszültség meghaladja ezt, bekövetkezik az ívleégés, amikor a két elektród között ívkisülés jön létre. Ez ellen kétféle képpen védekeznek, egyfelől nitrogént kevernek a gázhoz, többszörösére növelve a letörési feszültséget. Másfelől, biztosítékot építenek a lámpába.
A búra belsejében találhatóak üveg alkatrészek, amik biztosítják, mind a fém alkatrészek mechanikai rögzítését, mind az árambevezetők tömitését.
Az ún. fejrészen találhatóak az elektromos kontaktusok. Ez leggyakrabban menetes kivitelű. Ehhez az árambevezetőket lágyforrasztással, vagy ponthegesztéssel rögzítik. Magát a fejet pedig ragasztással rögzítik a búrához.
[szerkesztés] A halogén lámpa
Az izzólámpa élettartam problémájára született megoldás. A lámpa búrájába halogén elemet (jódot vagy brómot) jutattnak, többnyire szerves formában, pl.: dibróm-metán formájában. A spirál apró vastaságegyenletlenségei helyenként magasabb ellenállást eredményeznek. Ezeken a helyeken a hőmérséklet magasabb, a volfrám jobban párolog tovább gyorsítva a szál elvékonyodását. A halogén izzólámpákban az elpárolgott volfrám, és a gáztérben jelenlévő halogén reakcióba lép és volfrám-jódidot (pontosabban volfrám-oxijódidot) alkot. A vegyület az izzószál környezetében elbomlik és a volfrám lerakódik a melegebb részeken. Ez a körfolyamat lehetővé teszi az izzószál hőmérsékletének emelését, ami kedvez a fényhasznosításnak, de növeli a kibocsájtott UV sugárzást is.
Ahhoz, hogy a halogén körfolyamat beinduljon, elengedhetetlen, hogy a búra elérjen egy bizonyos hőmérsékletet. Ezen a hőmérsékleten a lágyüvegek már képlékenyek, ezért a búrát keményüvegből, vagy kvarcból készítik.
Halogén izzólámpák különböző bevonatokkal ellátva is készülnek, ez egyrésze UV szűrő, de léteznek infravörös visszaverő bevonatok is. A bevonat visszaveri a hőt az izzószálra, ezáltal kedvezőbb fényhasznosítást biztosít. Ennek ellenéte a látható fényt visszaverő bevonat, ami által ún. infralámpát állítanak elő.
[szerkesztés] Biztonsági kérdések
A magas hőmérséklet miatt a halogén izzólámpákat zárt világítótestekben alkalmazzák. A tiszta kvarc búrájú lámpák előtét szűrő nélkül leégést okozhatnak. A búrára került szennyeződések, beleértve az ujjlenyomatokat a lámpa korai tönkremenetelét okozzák.


Based on work by