علت سوختن لامپ رشته‌ای چیست؟ لامپ رشته ای فیلامنت کربنی دست‌ساز است که در شلبی، اوهایو ساخته شده است. از زمانی که در سال 1901 روشن شد تقریباً به طور مداوم در حال سوختن بوده است. یعنی 119 سال در سال 2020 و همچنین در کتاب رکوردهای جهانی گینس ثبت شده است. همان طور که این داستان مهم است، در نوع خود بی‌نظیر است. تجربه شخصی شما از سوختن لامپ ها احتمالاً داستان دیگری را برای شما بازگو خواهد کرد.
در عمل، لامپ‌های رشته‌ای معمولاً حدود 2000 ساعت عمر می‌کنند، به این معنی که با استفاده از 6 ساعت در روز، کمتر از یک سال عمر می‌کنند. لامپ‌های رشته‌ای لامپ‌هایی بسیار ناکارآمد هستند زیرا 90 درصد انرژی به عنوان گرما هدر می‌رود و تنها 10 درصد آن به روشنایی مرئی تبدیل می‌شود. علت سوختن لامپ رشته‌ای به دلیل نازک شدن نهایی رشته تنگستن است که به رنگ سفید می‌سوزد تا نور بتابد. تشدید کننده این موضوع جریان افزایش بیش از حد است که هر بار که لامپ روشن می‌شود از فیلامنت عبور می‌کند.
روش کار لامپ رشته ای
لامپ‌های رشته‌ای بیش از یک دهه قدمت دارند؛ درست است، لامپ‌های رشته‌ای برای اولین بار در سال 1879 توسط دانشمند و مخترع پرکار، توماس ادیسون اختراع شدند. پس از هزاران آزمایش برای آزمایش همه چیز از پلاتین گرفته تا فیبر نارگیل، ادیسون یک حق اختراع در ایالات متحده برای یک لامپ رشته‌ای الکتریکی که از یک رشته یا نوار کربن، سیم پیچ شده و متصل به سیم‌های تماسی پلاتینا استفاده می‌کند، را به ثبت رساند.
لامپ ادیسون از یک رشته کربن نازک تشکیل شده است که در داخل یک لامپ خلاء شیشه‌ای قرار دارد. خود رشته از یک تار مو نازک‌تر است و به شکل مارپیچی پیچیده شده هنگامی که جریان الکتریکی از آن عبور می‌کند، رشته مانند رادیاتور بدنه سیاه رنگ عمل می‌کند. اساساً الکتریسیته انرژی اضافی به اتم‌های رشته می‌دهد. اما این باعث می‌شود اتم‌ها ناپایدار شوند. از آن جایی که آن‌ها نمی‌دانند چگونه به این انرژی تازه کشف شده پاسخ دهند، اتم‌ها دوباره به انرژی پایین‌تری سقوط می‌کنند. برای انجام این کار، آن‌ها انرژی اضافی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند که به آن نور نیز می‌گویند. به عبارت ساده، الکتریسیته رشته را تا زمانی که بدرخشد و نور بتابد گرم می‌کند. جالب اینجاست که اگرچه لامپ‌های رشته‌ای تغییرات و ارتقای جزئی داشته‌اند، اما از زمان ادیسون تغییر چندانی نکرده است. ارتقاء اصلی اضافه کردن گازهای بی اثر مانند آرگون و نیتروژن به لامپ شیشه‌ای است. این کار برای به حداقل رساندن تبخیر رشته و افزایش طول عمر لامپ در نظر گرفته شده است.
گرمای تولید شده لامپ رشته‌ای چقدر است؟
اکنون که فهمیدید لامپ‌های رشته‌ای چگونه کار می‌کنند، اجازه دهید در مورد کارایی آن‌ها صحبت کنیم یا باید بگویم ناکارآمدی آن‌ها؟ برای سال‌ها، لامپ‌های رشته‌ای به دلیل ارزان‌ترین وسایل روشنایی موجود در بازار مورد توجه قرار می‌گرفتند اما این به قیمت ناکارآمدی آن‌ها تمام شد. لامپ‌های رشته‌ای در دانستن این که با انرژی الکتریکی که عرضه می‌شوند چه کنند، خیلی خوب نیستند. حدود 90٪ از منبع برق یک لامپ رشته‌ای به عنوان گرما هدر می‌رود و تقریباً 10٪ در واقع برای ایجاد نور استفاده می‌شود. این به این دلیل است که رشته تنگستن در داخل یک لامپ رشته‌ای باید تا حدود 4600 درجه فارنهایت برای تولید نور گرم شود.
ناکارآمدی لامپ‌های رشته‌ای اغلب به صورت بازده نوری بیان می‌شود؛ این معیاری است که نشان می دهد منبع نور چقدر نور مرئی تولید می کند که با تقسیم شار نوری (مقدار نور) بر شار تابشی (مقدار کلی انرژی ساطع شده) محاسبه می‌شود. اکثر لامپ‌های رشته‌ای دارای بازده نوری بین 2 تا 3 درصد هستند. برای مقایسه LEDها معمولا بین 5 تا 20 درصد هستند، بنابراین همان طور که می‌بینید، لامپ‌های رشته‌ای جای زیادی برای بهتر شدن دارند. هنگامی که یک لامپ 100 وات روشن می‌شود، 100 وات انرژی الکتریکی به 100 وات نور و گرما تبدیل می‌شود. از آن جایی که لامپ‌های رشته‌ای فوق العاده ناکارآمد هستند و بازده نوری 2-3٪ دارند، این معمولاً به 98 وات گرما و 2 وات نور ترجمه می‌شود. از این نظر لامپ‌های رشته‌ای به عنوان بخاری کارآمدتر از منابع نور هستند.
مهم ترین علل سوختن لامپ رشته ای
دلیل روشن شدن لامپ این است که جریانی از سیم فلزی نازک عبور می‌کند و آن را سفید و داغ می‌کند و به عنوان محصول جانبی این گرما، نور مرئی نیز ساطع می‌شود. در این جا فرآیند دقیقی وجود دارد که طی آن یک لامپ رشته‌ای به طور ناگهانی از کار می‌افتد یا می‌سوزد. به احتمال زیاد زمانی اتفاق می‌افتد که آن را روشن کنید؛ هنگامی که لامپ خاموش است، رشته تنگستن سرد است و بنابراین مقاومت بسیار کمی دارد. هنگامی که لامپ از یک سوئیچ روشن می‌شود، جریان شروع به رفتن به رشته سیم می‌کند. از آن جایی که مقاومت بسیار کم است یعنی در ده‌ها اهم، رشته از یک موج عظیم جریان عبور می‌کند. در چند میلی ثانیه فیلامنت فوراً گرم می‌شود و مقاومت رشته فلزی را تا محدوده صدها اهم افزایش می‌دهد؛ بنابراین جریان عبوری به آمپر معمولی کاهش می‌یابد.
حال اگر لامپ جدید باکیفیت باشد و دارای رشته‌ای ضخیم برای مقاومت در برابر چنین موج هایی باشد و تنگستن به دلیل استفاده در طول زمان ضعیف نشده باشد، لامپ به طور معمول به‌کار خود ادامه می‌دهد. با گذشت زمان اتم‌های تنگستن توسط رشته‌های رشته‌ای مصرف می‌شوند، جایی که اتم‌های تنگستن به معنای واقعی کلمه از حالت جامد به حالت بخار گازی تغییر می‌کنند. این تبخیر تدریجی رشته به وضوح آن را از این جا و آن جا ضعیف می‌کند. در حالت کلی علت سوختن لامپ رشته‌ای جریان عظیمی است که از آن عبور می‌کند که فورا رشته تنگستن ضعیف شده را می‌سوزاند و لامپ برای همیشه خاموش می‌شود.
آیا لامپ رشته‌ای سوخته منجر به آتش سوزی می‌شود؟
آیا می‌دانستید که کاغذ می‌تواند در حدود 240 درجه سانتی‌گراد (464 درجه فارنهایت) شروع به سوختن می‌کند؟ دمای داخل یک لامپ رشته‌ای می‌تواند به حدود 3000 درجه سانتی‌گراد (5400 درجه فارنهایت) برسد. به علم زیادی نیاز نیست تا بفهمیم لامپ‌های رشته‌ای که به‌درستی استفاده نمی‌شوند می‌توانند مطلقاً باعث آتش سوزی خانه شده باشند. چند اصل استفاده صحیح از لامپ‌ها شما را ایمن‌تر از خطرات نگه می‌دارد. گرم شدن بیش از حد لامپ به دلیل عدم تهویه هوا یا استفاده از لامپ بالاتر از حد توصیه شده می‌تواند باعث سوختن سوکت، ذوب شدن قطعات و در نهایتایجاد آتش سوزی شود.
➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖
💡 پارما الکتریک عرضه کننده انواع تجهیزات روشنایی با بالاترین کیفیت و بهترین قیمت آماده ارسال سفارشات شما مشتریان عزیز در سریعترین زمان ممکن است. 💡
➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖➖
علت سوختن لامپ رشته‌ای در سوکت
ممکن است یک سوکت خاص را داشته باشید؛ شاید بخشی از یک لوستر یا یک چراغ کف چند حباب باشد، اما هر بار که یک لامپ را در آن یک سوکت خاص قرار می‌دهید، خیلی سریعتر از بقیه می سوزد. جای نگرانی نیست به احتمال زیاد سیم‌کشی بد است و مشکل از آن است. چیزی که باعث می‌شود این اتفاق بیفتد این است که لامپ جریان برق جامد دریافت نمی‌کند. نقاطی در خط الکتریکی که در آن ممکن است این اتفاق بیفتد عبارت‌اند از:
🛑 سوکت: سوکت می‌تواند به مرور زمان فرسوده شود، زیرا لامپ‌ها گاهی خیلی سفت به داخل پیچ می‌شوند و لحیم کاری و عایق فلز نرم را کم کم از بین می‌برند. این بدان معنی است که لامپ به طور محکم در سوکت قرار ندارد.
🛑 سوئیچ: داخل سوئیچ یک دسته کامل سیم کشی مخصوص به خود وجود دارد. یک کلید ضعیف یا یک کلید قدیمی ممکن است در داخل آن مشکلی داشته باشد که به یک سوکت معیوب و در نتیجه یک لامپ معیوب تبدیل شود.
🛑 سیم‌کشی: سیم‌کشی متصل به سوئیچ از هر طرف ممکن است شل باشد، و اتصالات شل می‌تواند برای لامپ‌ها واقعاً بد باشد، زیرا باعث نوسانات مداوم برق می‌شوند، فیلامنت ظریف را دائماً لرزانده و باعث ضعیف شدن سریع آن می‌شود.
گرم شدن اتاق با لامپ رشته‌ای
همان طور که قبلاً گفتم دمای تولیدی لامپ رشته‌ای بسیار بالا است. این مقدار زیاد گرما می‌تواند جو اطراف را مانند رادیاتور گرم کند. به همین دلیل است که لامپ‌های رشته‌ای اغلب در مواردی مانند انکوباتور و زیستگاه خزندگان مورد استفاده قرار می‌گیرد. گفتنی است که بله یک لامپ رشته‌ای می‌تواند یک اتاق را گرم کند. اما این که آیا باید از لامپ‌های رشته‌ای به عنوان منبع گرما استفاده کنید یا خیر؟ سوال دیگری است. در هر صورت، افزایش دمای تولید شده توسط یک لامپ رشته‌ای نسبتاً جزئی خواهد بود. ممکن است به کاهش اندکی گرمایش کمک کند، اما راه‌های بسیار بهتری برای گرم نگهداشتن خود وجود دارد. علاوه بر این، توانایی لامپ‌های رشته‌ای برای افزایش دمای اتاق تحت تأثیر چندین متغیر است:
✴️ وات لامپ، دمای بیرون
✴️ اندازه اتاق؛ لامپ‌های رشته‌ای اتاق‌های کوچک را بهتر از اتاق‌های بزرگ گرم می‌کنند.
✴️ تهویه اتاق؛ اتاق‌هایی با تهویه خوب گرمایش سخت تر خواهد بود.
✴️ مکان اتاق؛ گرما افزایش می‌یابد، بنابراین اتاق‌های زیر شیروانی بیشتر مستعد خواهند بود.
✴️ تعداد، اندازه و ضخامت هر پنجره، رنگ دیوارها.
مدت زمان گرم شدن اتاق توسط لامپ رشته‌ای
یک لامپ رشته‌ای 90 درصد انرژی خود را به عنوان گرما و 10 درصد به صورت نور ساطع می‌کند. بنابراین یک لامپ 60 وات، 54 وات گرما و 6 وات نور ساطع می‌کند. اما وات نشان دهنده مصرف برق لامپ است انرژی حرارتی (گرما) با ژول (J) بهتر است؛ یک وات برابر با یک ژول در ثانیه است. بنابراین یک لامپ 60 واتی 60 ژول انرژی در ثانیه مصرف می‌کند. بنابراین استفاده از یک لامپ 60 وات به مدت 60 ثانیه 3600 ژول انرژی گرمایی تولید می‌کند.
فرض کنید اتاق شما معادل 3000 فوت مکعب یا 84.95 متر مکعب است، حجم هوای اتاق 84.95 متر مکعب در 1.2 کیلوگرم بر متر مکعب (چگالی هوا) است. این معادل 101.94 کیلوژول است. برای افزایش دمای یک ماده، باید گرمای مخصوص آن را بدانید. گرمای ویژه هوا تقریباً 1 کیلوژول بر کیلو*کیلوگرم است. بنابراین تقریباً 101.94 کیلوژول انرژی برای گرم کردن اتاق به اندازه 1 درجه لازم است. لامپ رشته ای 60 واتی 3600 ژول در دقیقه انرژی تولید می کند. بنابراین، 28 دقیقه (102000 کیلوژول / 3600 ژول) طول می کشد تا دمای اتاق یک درجه افزایش یابد.
بهترین روش ایمنی برخورد با لامپ‌های سوخته
زمانی که لامپ سوخته باشد هنگام دور ریختن آن بایستی مطمئن شوید که به خود و دیگران آسیب نمی‌زنید. همچنین ممکن است لامپ در حین برداشتن ترک خورده و بشکند و قسمت‌های شیشه‌ای و فلزی کاملا داغ خواهند بود. اگر می‌توانید، چند ثانیه سریع به آن فرصت دهید تا خنک شود. سوئیچ را خاموش کنید و اگر چراغ رومیزی یا زمینی است، سیم را از دیوار جدا کنید تا بیشتر مراقب باشید. با استفاده از دستکش اجاق گاز، لامپ را بردارید و قبل از انداختن آن در کیسه زباله، آن را با خیال راحت در یک کیسه پلاستیکی قرار دهید تا از آسیب رساندن به ضایعات جلوگیری شود.
سخن پایانی
در این مقاله از پارما سعی کردیم علت سوختن لامپ رشته‌ای را بیان کنیم و تمام موضوعات مربوط به آن را به خوبی پوشش دهیم، امیدوارم از خواندن آن به اطلاعات کافی رسیده باشید.