Lampara halogena

Lámpara halógena: dispositivo de iluminación eléctrica, el principio de funcionamiento del dispositivo en comparación con una lámpara incandescente simple se complementa con la introducción de haluros en el matraz para aumentar la vida útil y preservar el producto en su forma original durante mucho tiempo.

La historia de la creación de lámparas halógenas

La historia está estrechamente relacionada con las lámparas incandescentes; remitimos a los lectores a la revisión correspondiente para un conocimiento detallado de la historia de la invención. Aquí solo estipulamos que el primero en descubrir el brillo de los conductores en una muestra de alambre de platino, Sir Humphry Davy. En el sótano de la Royal Institution, había una fuente de energía de dos mil células que lograron calentar el corte a temperaturas por encima de los 550 grados centígrados, donde los cuerpos comienzan a brillar en condiciones terrestres. El efecto no duró mucho, pero marcó el comienzo de una larga búsqueda épica para su uso como una medida útil para las necesidades de la humanidad.

En la práctica rusa, la historia de la creación de bombillas incandescentes comienza en 1872, cuando nuestro compatriota Lodygin creó su propia muestra. Los logros de los otros hombres de ciencia han sido cuidadosamente olvidados. Los autores tienden a leer desde 1882, cuando Edwin Scribner adivinó por primera vez introducir una atmósfera de cloro débil en una lámpara de carbón en lugar de un vacío. Esto bloqueó en gran parte el ennegrecimiento del matraz. En el texto de la patente, a la invención se le da una interpretación errónea: supuestamente el cloro forma una película transparente que elimina un defecto conocido.

En realidad, los compuestos halógenos se disocian bien, las moléculas que se evaporan de la superficie de la hélice regresan gradualmente a su lugar original, eliminando el depósito negro en el matraz. La patente US254780 A es considerada hoy como la primera ave en anunciar la llegada de lámparas halógenas. La idea durante mucho tiempo no encontró aplicación práctica. Y en la atmósfera del matraz se utilizan gases inertes, por ejemplo, nitrógeno en el espécimen de Lodygin. El mérito de un científico es reemplazar el vacío, lo que hace que la construcción sea frágil y la tecnología de fabricación difícil.

Nombre de los historiadores olvidados - George Meikl. El texto de la patente US1267888 A propone añadir yodo al medio de gas inerte de un diodo de lámpara. Se producen varios efectos positivos: las pérdidas de tensión parásita en el arco disminuyen a 11–12 V( generalmente de 16 a 20 V), el trabajo se vuelve constante. Existe el primer uso de otros halógenos, además del cloro, en la atmósfera de la lámpara. Aunque es un dispositivo rectificador. Además, la lámpara de vacío no funcionó durante más de 1000 horas, el dispositivo era difícil de fabricar. Lodygin usó nitrógeno para propósitos prácticos, usó gases nobles( argón, etc.).

El año 1923 del descubrimiento del ciclo regenerativo en la atmósfera de haluros de metales alcalinos se considera clave. Se muestra que las moléculas de tungsteno evaporadas del filamento regresan gradualmente. El texto de la patente se refiere a una cierta película transparente formada por halógeno. Es evidente que los autores se basaron en las ideas de Edwin Scribner. Este fue el punto de partida para un mayor desarrollo de la tecnología de lámparas halógenas. Johannes Antonius Maria van Limpnt participó en experimentos con cultivo de cristales. Esto es tanto más recomendable porque la tecnología de los semiconductores nació más tarde, pero al estudiar la difusión y precipitación de las impurezas de los gases, el científico descubrió las cualidades útiles de los halógenos: yodo, bromo y cloro. Con la ayuda de estos compuestos, fue posible restaurar las bobinas de tungsteno( o carbón), rociar metal con una capa delgada sobre la superficie de las piezas.

La patente de la URSS número 7415 del 13 de enero de 1929 trata sobre los métodos para crear filamentos de tungsteno duraderos. Para este propósito, se añadió de 0,1 a 3% de óxido de hafnio al polvo metálico inicial. Los científicos fueron a aumentar la vida de las lámparas incandescentes de diferentes maneras. De manera similar, Neunhoffer y Schulz obtuvieron en 1949 una patente para una lámpara incandescente llena de haluros de tungsteno o renio. Esto contribuye a la regeneración del hilo. Acerca de la patente poco se sabe, el resultado de la acción de los haluros fue de corta duración.

Durante las fabricaciones teóricas, se asumió que los compuestos interactúan de manera desconocida con el tungsteno y otros metales contenidos dentro del matraz. Y cuando la industria espacial de los EE. UU. Necesitaba una poderosa fuente de radiación que imitara al Sol, los científicos tuvieron que recordar el ciclo de tungsteno regenerativo y los desarrollos anteriores. Las lámparas de carbón de hoy son famosas por calentar no el aire, sino los objetos. La razón es clara: la energía se transfiere predominantemente por radiación. Para crear densidades de alta potencia, la bobina de tungsteno se retuerce con un hilo delgado. Diseños conocidos con doble hilo.

Quartz Lamps: First Steps

El 3 de marzo de 1958, los ingenieros de General Electric, Friedrich Elmer y Wiley Emmett, presentaron una patente para una lámpara de calefacción donde la bobina estaba protegida por un medio de haluro. El texto indicó que, con una operación prolongada, el matraz de los modelos típicos se cubrió gradualmente con una flor oscura. Para minimizar el efecto, el tamaño de la parte esférica buscó aumentar. La placa se distribuye en un área más grande y es menos notable. Ha habido otros intentos para resolver el problema:

1. . El uso de vapores pesados ​​de criptón, xenón, mercurio. En este último caso, se aplicó una presión adicional por encima de la presión atmosférica.
2. . Uso de gases neutros: argón y nitrógeno. Las medidas

no corrigieron la situación completamente. Los científicos proponen utilizar para la regeneración del hilo( y limpiar el matraz) un par de yodo. Como resultado, el producto para la industria espacial, ennegrecido en 10 minutos, ya ha servido 2,000 horas. La idea no es nueva, el texto de la patente establece que las soluciones propuestas anteriormente no tuvieron éxito comercial. Tal tipo de lógica.

Sintiendo su propia posición precaria, los investigadores continúan el razonamiento, diciendo que una lámpara con un diámetro de 0.08 a 0.5 pulgadas puede usarse para calefacción y iluminación. En ese momento, no existía el concepto de un reflector en los electrodomésticos, la distancia estimada a la pared se especificaba cuidadosamente para evitar incendios. Según los datos experimentales, el yodo continúa desempeñando una función regenerativa a temperaturas de hasta 250 grados centígrados, el trabajo se interrumpe a 1200. Es mejor hacer un matraz de cuarzo. Se propone un material Vycor que contiene hasta un 96% de sílice( sílice).

La concentración de yodo no es inferior a 0,01 µmol por centímetro cúbico. El límite superior determina la transparencia de la atmósfera del matraz. Experimentalmente, la presión parcial máxima posible del vapor de yodo fue de 5 mm Hg( correspondiente a 1 µmol / cc).Con la operación vertical de un matraz largo, es posible la estratificación del medio, pero, por regla general, la concentración de sustancias es suficiente. Algún valor proporcionó comentarios sobre la inadmisibilidad del uso de otros gases: el cloro

• destruye los soportes de los hilos y causa picos de tungsteno en áreas extremas.
• El bromo es menos destructivo que el cloro, el flúor no es adecuado en absoluto.
• El uso de vapor de mercurio o nitrógeno contribuye al ennegrecimiento del matraz.

Se recomienda mantener una presión parcial de gas inerte en la región de 600 mm Hg para una sedimentación uniforme de tungsteno en un filamento. Como resultado, los científicos obtuvieron un dispositivo con una potencia de radiación de 100 W / pulgada a una densidad de potencia de 24 W por centímetro cuadrado de la bombilla. Los parámetros pueden ser variados dentro de amplios límites. A una temperatura de filamento de 2500 grados Celsius, la eficiencia del dispositivo es 30% más alta que la de las lámparas estándar de 500 W con una vida útil similar de 1000 horas.

En la producción de filamentos, se utiliza un proceso de recocido en un mandril de acero. Durante el procesamiento, se requiere cuidadosamente controlar el nivel de difusión de hierro en la hélice manteniendo una temperatura adecuada en el horno. Durante la operación adicional, los átomos de impureza son relativamente fáciles de evaporar y unirse al halógeno. Además, una incursión indestructible en las paredes del matraz.

A lo largo del camino, se observa que es deseable minimizar el número de calibradores. En los lugares de fijación la temperatura es ligeramente más baja, el tungsteno se asienta peor. En las modernas lámparas de cuarzo a veces prescindir de pinzas. El propietario del horno de convección se asegurará de que se moleste en levantar la tapa y mirar debajo.

Mientras tanto, los productos mostraron una serie de deficiencias: alta temperatura, la ausencia de un reflector. Los calibradores metálicos deben ser resistentes al yodo, lo que significa que el cobre es fundamentalmente inadecuado para los fines requeridos: se necesita tungsteno, molibdeno o platino. Lo mismo se aplica a los cables adyacentes. Se calientan a una temperatura elevada. En las lámparas modernas, el vidrio en los extremos se sujeta completamente, solo el tungsteno está en contacto con el medio. En la patente, los inventores pudieron recopilar las propiedades del dispositivo de calefacción e iluminación. La inteligencia soviética no estaba dormida, y en la próxima 1960, las lámparas halógenas KI 220-1000 aparecieron en la URSS.

Lámparas halógenas de diseño

En los dispositivos de calefacción, una bobina de tungsteno a menudo toca el vidrio, en lugares. No está curvado alrededor, sino con un triángulo, cada bobina de su propio tamaño, y solo unos pocos tocan la bombilla, y en un número relativamente pequeño de puntos. Esto ayuda a evitar el calentamiento excesivo del vidrio. En el horno de convección, el matraz es soplado constantemente por un ventilador, lo que evita que se caliente por encima de los 600-700 grados. La hélice funciona con modos más duros. Con una red cristalina cúbica de tungsteno refractario. La temperatura del líquido está en el punto de 3653 K. El modo de operación no excede el 90% del valor especificado.

Se han alcanzado temperaturas tan altas mediante el uso de halógenos. En el vacío, la evaporación de la superficie de la hélice sería demasiado fuerte. El vidrio de cuarzo se selecciona para la fabricación del matraz por sus propiedades físicas. El material tiene una amplia ventana para transmitir radiación, por lo tanto, la superficie se calienta relativamente mal. El cuarzo tiene un bajo coeficiente de expansión térmica y mantiene una excelente resistencia al choque térmico.

A pesar de que el óxido de silicio se considera el mineral más abundante en el planeta( el silicio en peso es el 26% de la corteza terrestre), casi no se presenta en su forma pura, sino que forma parte del ágata, rauchtopaz, citrina, amatista, jaspe, cristal de roca.arena de río y una serie de otras formaciones naturales: granito, gracia, pizarra, varios silicatos. Y no es de extrañar que en la patente se mencionara sílice. La dificultad radica en extraer el componente requerido de la roca. Hay varias modificaciones estables del cuarzo:

1. Profesionales comunes llevan el nombre de la letra griega Beta y representan grandes cristales transparentes. Se cree que en condiciones normales es estable por debajo de la temperatura de 573 grados centígrados.
2. Habiendo superado el umbral de temperatura especificado, el cuarzo se convierte en modificación alfa. Y permanece aquí a 870 grados centígrados.
3. Con un aumento adicional de la temperatura, se forma tridimita( cristales ternarios).Y así a 1470 grados centígrados.
4. La siguiente modificación estable a una temperatura de 1710 grados centígrados es la cristobalita.
5. La sílice de mayor escala está presente en forma de fundido.

Posible proceso tecnológico de enfriamiento de cuarzo sin la formación de cristales. La forma amorfa se utiliza para crear vidrio. La configuración de los cristales depende de:

• Tasa de cristalización.
• Viscosidad de la fase líquida.
• La presencia de impurezas.
• Ubicación espacial del objeto.