Лампа накаливания

Введение, регистрация.

Мы рады приветствовать вас на странице дистанционного занятия, посвящённого физике! Физика – это не просто наука, это целый мир, позволяющий понять суть происходящих вокруг нас процессов и явлений. Сомневаетесь? Хотите проверить? Тогда это занятие для вас!

Прежде, чем пройти регистрацию, ответьте на следующие (стратегия «Думать-Объединяться-Делиться») вопросы. Пройдите регистрацию, заполнив анкету.

Откройте электронную тетрадь по физике

Тема урока. Лампа накаливания. Электрические нагревательные приборы

Цели урока

Теория

Нагревание проводников электрическим током. Закон Джоуля - Ленца Загрузить...

Лампа накаливания — электрический источник света, в котором нить накала (спираль) нагревается до высокой температуры за счёт протекания через нее электрического тока, в результате чего излучает видимый свет. В качестве нити накала в настоящее время используется в основном спираль из вольфрама и сплавов на его основе.

Прохождение электрического тока через лампу накаливания

Во время работы лампы температура нити накаливания достигает 3000С0. Спираль находится в стеклянном баллоне (колбе), из которой выкачивают воздух. Однако, это приводит и испарению вольфрама с поверхности спирали и перегоранию спирали. Во избежание этого баллон лампы заполняют азотом или инертными газами – криптоном или аргоном, которые предотвращают разрушение нити накала.

Устройство лампы накаливания можно рассмотреть на рисунке, на нем также указаны некоторые составные части лампы.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЛАМПА Устройство, исторические сведения, анимация. Смотреть>>

Изобрел первую электрическую лампу в 1872—1873 годах российский инженер-изобретатель Лодыгин Александр Николаевич (1847–1923).

На улицах Петербурга первые две лампы Лодыгина загорелись в августе 1873 года. На рисунке мы видим лампу Лодыгина 1874 года.

Электрическую лампу удобную для промышленного изготовления создал американский изобретатель Томас Эдисон.

В лампочке накаливания только 5% потребленной энергии превращается в свет, а остальная энергия преобразуется в тепло. К тому же эти лампочки имеют малый срок службы и низкую световую отдачу. Более экономичными являются энергосберегающие (люминесцентные) лампы, которые более 70 % энергии преобразуют в свет, и светодиодные лампы.

Энергосберегающая (люминесцентная) лампа состоит из колбы, которая наполнена парами ртути и аргона, и пускового устройства – стартера. Внутренняя поверхность колбы покрыта специальным веществом – люминофором. При воздействии ультрафиолетового излучения на люминофор начинает излучаться видимый свет. Люминофор может создавать различные цвета светового потока, так как сам может иметь разнообразные оттенки. Компактная люминесцентная лампа представлена на рисунке.

Она состоит из колбы с люминофорным покрытием, в которой содержатся пары ртути и впаяны нити накала – 1, электронной пускорегулирующей аппаратуры – 2, пластмассового корпуса – 3 и цоколя – 4.

При одинаковой светоотдаче потребление электроэнергии лампами накаливания приблизительно в пять раз больше, чем у люминесцентных ламп. Именно во столько раз различаются их мощности.

В светодиодных лампах электрический ток пропускают через миниатюрное электронное устройство - чип, нанесенное на полупроводниковый кристалл. При прохождении электрического тока светодиод испускает свет.

Устройство светодиодной лампы показано на рисунке.

Светодиоды используют как индикаторы включения на панелях приборов, табло, подсветке мобильных телефонов, мониторов и др.

Тепловое действие электрического тока впервые наблюдалось в 1801 году, когда током удалось расплавить различные металлы. Первое промышленное применение этого явления относится к 1808 году, когда был предложен электрозапал для пороха.

Тепловое действие тока используется в различных электронагревательных приборах и установках. Дома мы используем электрические плитки, утюги, чайники, обогреватели, водонагреватели и т.д.. В промышленности тепловое действие тока используют для выплавки специальных сортов стали и многих других металлов, для электросварки. В сельском хозяйстве с помощью электрического тока обогревают теплицы, инкубаторы, сушат зерно.

Основная часть любого нагревательного электроприбора - нагревательный элемент. Нагревательный элемент представляет собой проводник с большим удельным сопротивлением, способный выдерживать нагревание до высокой температуры.

Рассматривая таблицу удельных сопротивлений веществ, без труда можем найти такое вещество.

Наибольшее удельное сопротивление из веществ данной таблицы имеет нихром. Нихром — это сплав никеля, железа, хрома и марганца.

В нагревательном элементе проводник в виде проволоки или ленты наматывается на пластинку из жароустойчивого материала: слюды, керамики. Так, например, нагревательным элементом в электрическом утюге служит нихромовая лента, от которой нагревается нижняя часть утюга.