ประเภท: ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ, ความลับของช่างไฟฟ้า, ประเด็นที่ถกเถียง
จำนวนการดู: 65613
ความคิดเห็นที่บทความ: 14
ทำไมการมีอยู่ของหลอดไฟนิรันดร์จึงเป็นไปไม่ได้
ในเมืองลิเวอร์มอร์ (แคลิฟอร์เนีย, สหรัฐอเมริกา) มีหลอดไฟที่ไม่เหมือนใครซึ่งถูกสกรูในปี 1901 และนับ แต่นั้นมาโดยไม่หยุดชะงัก นี่เป็นบันทึกที่แน่นอน เข้าสู่ Guinness Book of Records. ติดตั้งเว็บแคมหน้าหลอดไฟที่เป็นเอกลักษณ์ที่ Fire Station หมายเลข 6 ดังนั้นจึงสามารถมองเห็นหลอดไฟได้ทางอินเทอร์เน็ต สิ่งนี้เป็นไปได้อย่างไร
เป็นที่ทราบกันดีว่าหน้าหลักของความเหนื่อยหน่ายของหลอดไฟคือการสึกหรออย่างค่อยเป็นค่อยไปของไส้หลอดทังสเตน ไส้หลอดนี้ถูกทำให้ร้อนจนเกือบถึงจุดหลอมเหลวของทังสเตน (3300 ° C) ไม่เช่นนั้นคุณจะไม่ได้รับฟลักซ์แสงที่รุนแรง ที่อุณหภูมินี้อะตอมของทังสเตนในตาข่ายคริสตัลสั่นสะเทือนอย่างแรงและบางส่วนก็หลุดออกมาและไปสู่อวกาศนั่งบนผนังของขวด ด้ายจะค่อยๆทยอยและในที่ที่บางที่สุดอุณหภูมิจะสูงกว่าจุดหลอมเหลวด้ายจะไหม้
เห็นได้ชัดว่าการเพิ่มอายุการใช้งานของหลอดไฟนั้นจำเป็นต้องติดตั้งเกลียวที่หนาขึ้น แต่ในเวลาเดียวกันเพื่อรักษาความต้านทานของด้ายมีความจำเป็นต้องเพิ่มความยาว การเพิ่มขึ้นของเส้นผ่านศูนย์กลางของเกลียวสองเท่าจะนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของมวลของทังสเตน 8 เท่า และทังสเตนเป็นโลหะที่มีราคาแพงดังนั้นผู้ผลิตหลอดไฟในปัจจุบันจึงพยายามประหยัด
แต่มีอีกสาเหตุหนึ่งที่ทำให้โคมไฟสึกหรอซึ่งแทบไม่มีใครรู้ ความจริงก็คือขวดแก้วบาง ๆ ในสถานะที่ร้อนผ่านก๊าซ มีตารางสำหรับแว่นตาที่แตกต่างกันและก๊าซต่าง ๆ ที่อุณหภูมิแตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นพื้นผิวแก้ว 1 cm2 ที่มีความหนา 1 มม. เป็นเวลา 1 วินาทีและมีความแตกต่างของความดัน 1 มม. ปรอท ผ่าน 6.5 * 10 ใน (-12) องศา cm3 ของไนโตรเจนที่อุณหภูมิ 600 ° C (ส่วนหลักของอากาศ)
ให้เราคำนวณอุณหภูมิของหลอดไฟของหลอดไฟ 40 วัตต์แบบมาตรฐานที่มีพื้นที่ผิวหลอดไฟ 200 ซม. 2 และพื้นที่ผิวหลอดไส้ทังสเตน (ประมาณ) 0.3 ซม. 2, เช่น ความแตกต่างคือ 660 ครั้ง
การใช้วิธีการคำนวณตามกฎหมาย Stfan-Boltzmann และคำนึงถึงการแผ่รังสีอินฟราเรดทั้งหมดของด้ายทำให้กระติกน้ำร้อน (แสงที่มองเห็นไม่เกิน 3%) เราได้รับอุณหภูมิของขวดประมาณ 400 ° C (ทุกคนสามารถตรวจสอบให้แน่ใจว่า หลอดไฟเรืองแสง) นอกจากนี้นำความหนาของขวดแก้วขวด 0.5 มม. ความแตกต่างของความดัน 760 มม. RT.article และเวลาคือ 1 ปีเราได้ก๊าซที่เจาะเข้าไปในหลอดประมาณ 4-5 ซม.
เป็นเวลาหลายปีถ้าไส้หลอดไม่ไหม้หลอดไฟก็จะเติมแก๊สแก๊สจะเกิดขึ้นและด้วยการทิ้งไอออนของไส้หลอด จากนั้นเธรดนี้จะบางลงเร็วขึ้น ดังนั้นในการสร้างหลอดไส้ด้วยอายุการใช้งานที่ยาวนานจึงจำเป็นต้องติดตั้งไส้หลอดทังสเตนหนาเพิ่มพื้นที่ผิวของหลอดไฟ (ในกรณีนี้อุณหภูมิของหลอดไฟจะลดลงและการรั่วไหลของก๊าซจะลดลง) เพิ่มความหนาของหลอดแก้ว
เห็นได้ชัดว่าเงื่อนไขเหล่านี้เกิดขึ้นจริงในหลอดไฟที่มีอายุยาวนาน แต่ผู้ผลิตในปัจจุบันไม่ต้องการที่จะปฏิบัติตามเงื่อนไขเหล่านี้ประการแรกเหตุผลทางเศรษฐกิจ (ทังสเตนและแก้ว) และประการที่สองผู้ผลิตไม่สนใจที่จะปล่อยหลอดไฟ "นิรันดร์" (มิฉะนั้นพวกเขาจะ "ไหม้")
ดูได้ที่ e.imadeself.com
: