ЧОМУ ЛАМПИ РОЗЖАРЮВАННЯ НАЙЧАСТІШЕ ПЕРЕГОРАЮТЬ У МОМЕНТ ВКЛЮЧЕННЯ

Звичайна ситуація: натискаєте вимикач, короткий спалах, і чергова лампочка розжарювання "наказала довго жити". Пом'янувши недобрим словом виробника, робите заміну. Багато хто чув, що час роботи має бути не менше 1000 годин. Так чому ж вона прослужила всього пару тижнів замість декількох місяців?


В основному, термін роботи ламп розжарювання залежить від умов експлуатації ламп та притаманним цьому типу джерел світла недоліками. Перш ніж заглибитися в докладний аналіз причин, що впливають на час роботи, відзначимо дуже важливий факт: лампочки перегорають, як правило, в момент їх включення. І тому є пояснення, правда, не дуже просте і очевидне.

"Серцем" всіх ламп розжарювання є вольфрамова спіраль, яку світлотехніки воліють називати "тілом розжарення". Тіло розжарення виготовляють з тонкого вольфрамового дроту, зробленого у формі спіралі.

Технологія виготовлення досить складна, вимагає високоточного устаткування і жорсткого дотримання технології. Від якості виготовлення спіралі залежить подальший час служби ламп. Адже їй належить працювати при температурі майже 3000 градусів.

При такій високій температурі починаються процеси, які, в кінцевому рахунку, "гублять" лампу. Насамперед, це випаровування вольфраму. Дріт стає тоншим і з'являється невеликий перепад діаметра дроту. У цьому місці випаровування прискорюється і лампа перегорає.

Процес досить тривалий і, при нормальній напрузі, лампа цілком може відслужити 1000 годин. Уповільнити випаровування можна наповненням колби інертним газом, наприклад, криптоном. У продажу можна знайти подібні лампи по грибообразній формі колб.

Другий процес пов'язаний зі структурою вольфраму. При виготовленні дроту вольфрам має структуру з дрібними кристалами витягнутої форми. Розігрів до високих робочих температур викликає зростання (укрупнення) кристалів. Такий процес називається рекристалізацією вольфраму. Площа міжкристалічної поверхні при цьому значно (в сотні разів) зменшується. Домішки, які неминуче присутні в металі, збираються між кристалами і утворюють надзвичайно крихке з'єднання - карбід вольфраму.

І, нарешті, розглянемо третій процес, який зазвичай ставить крапку в житті лампи. Потрібно пам'ятати, що опір вольфраму в холодному стані помітно (у 9-12 разів) менше, ніж при робочій температурі в 3000 градусів. Тому при першому включенні через лампочку, відповідно до закону Ома, проходить струм, який перевищує робочий в декілька разів. При проходженні струму через провідник виникають електродинамічні сили. При цьому спіраль піддається механічній дії.

А тепер можна простежити послідовність явищ фатального для лампи включення. Після натискання вимикача через холодну спіраль проходить струм, який на порядок перевищує робочий. До спіралі прикладається короткочасне механічне зусилля, який подібний до ривка. У місці, де дріт став тоншим за рахунок випаровування, виникають підвищені навантаження і спіраль ламається по крихкому шву карбіду вольфраму. Подальше зрозуміти дуже просто: у місці тріщини вольфрам розігрівається до плавлення і лампа "гине".

Всі ці процеси багаторазово прискорюються при підвищеній напрузі живлення ламп. Збільшення напруги на 3% зменшує час служби лампи на 30%. Якщо в квартирі напруга вище номінальної (220В) значення на 10%, то лампи розжарювання будуть служити всього декілька діб.

Дуже сильно тривалість життя ламп залежить від частоти включення. У виробника на стендах лампи випробовуються при стабільній напрузі і певній частоті включень на годину. За результатами подібних випробувань і вказується середній період служби джерел світла.

Джерело
На платформі Blogger.