Tại sao đèn sợi đốt thường bị cháy nhất khi bật

Một tình huống phổ biến: bạn nhấn công tắc, một đèn flash ngắn và một bóng đèn sợi đốt khác "giúp bạn sống lâu". Ghi nhớ nhà sản xuất bằng một từ không tử tế, bạn thực hiện một sự thay thế. Nhiều người đã nghe nói rằng thời gian làm việc ít nhất phải là 1000 giờ. Vậy tại sao nó chỉ kéo dài vài tuần thay vì vài tháng?

Nhìn chung, thời hạn làm việc đèn sợi đốt phụ thuộc vào điều kiện hoạt động của đèn và những nhược điểm vốn có của loại nguồn sáng này. Trước khi đi sâu vào phân tích chi tiết các nguyên nhân ảnh hưởng đến thời gian làm việc, chúng tôi lưu ý một thực tế rất quan trọng: theo quy luật, bóng đèn bị cháy ngay khi chúng được bật. Và có một lời giải thích cho điều này, mặc dù không đơn giản và rõ ràng lắm.

"Trái tim" của tất cả các đèn sợi đốt là cuộn dây vonfram, mà các kỹ thuật viên chiếu sáng thích gọi là "vỏ sợi đốt". Thân dây tóc được làm bằng dây vonfram mỏng quấn theo hình xoắn ốc.

Công nghệ sản xuất khá phức tạp, đòi hỏi thiết bị có độ chính xác cao và tuân thủ nghiêm ngặt công nghệ. Tuổi thọ tiếp theo của đèn phần lớn phụ thuộc vào chất lượng sản xuất các hình xoắn ốc. Rốt cuộc, nó phải hoạt động ở nhiệt độ gần 3000 độ.

Ở nhiệt độ cao như vậy, các quá trình bắt đầu, cuối cùng sẽ "phá hủy" đèn. Trước hết, đó là sự bay hơi của vonfram. Dây trở nên mỏng hơn và ít có sự khác biệt về đường kính của dây. Tại thời điểm này, quá trình bay hơi tăng tốc và đèn bị cháy.

Quá trình này khá lâu và ở điện áp bình thường, đèn có thể tồn tại trong 1000 giờ.Có thể làm chậm quá trình bay hơi bằng cách đổ đầy bình bằng khí trơ như krypton. Khi bán, bạn có thể tìm thấy những chiếc đèn tương tự trong bóng đèn hình nấm.

Quá trình thứ hai liên quan đến cấu trúc của vonfram. Trong sản xuất dây điện, vonfram có cấu trúc với các tinh thể nhỏ hình thuôn dài. Làm nóng đến nhiệt độ vận hành cao gây ra sự phát triển của tinh thể (làm thô). Quá trình này được gọi là kết tinh lại vonfram. Trong trường hợp này, diện tích của bề mặt liên tinh thể giảm đáng kể (hàng trăm lần). Các tạp chất chắc chắn có mặt trong kim loại, tập trung giữa các tinh thể và tạo thành một hợp chất cực kỳ dễ vỡ - cacbua vonfram.

Cuối cùng, hãy xem xét quy trình thứ ba thường kết thúc tuổi thọ của đèn. Cần nhớ rằng điện trở của vonfram ở trạng thái lạnh thấp hơn đáng kể (9-12 lần) so với ở nhiệt độ hoạt động 3000 độ. Vì vậy, khi một bóng đèn bật sáng lần đầu, theo định luật Ôm, dòng điện, là số lần tương ứng của công nhân.Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn thì xuất hiện lực điện động. Trong trường hợp này, xoắn ốc chịu lực căng cơ học.

Và bây giờ bạn có thể theo dõi chuỗi các hiện tượng gây tử vong cho đèn. Sau khi nhấn công tắc, một dòng điện chạy qua cuộn dây lạnh, có cường độ lớn hơn dòng điện hoạt động. Một lực cơ học giống như giật ngắn được áp dụng cho cuộn dây. Khi dây trở nên mỏng hơn do bay hơi, sẽ xảy ra ứng suất gia tăng và xoắn ốc đứt dọc theo đường nối cacbua vonfram mỏng manh. Phần còn lại rất dễ hiểu: tại vị trí của vết nứt, vonfram nóng lên đến nóng chảy và đèn "chết".

Tất cả các quá trình này được tăng tốc nhiều lần khi tăng điện áp cung cấp cho đèn.Tăng 3% điện áp sẽ làm giảm 30% tuổi thọ của đèn. Nếu điện áp trong căn hộ cao hơn 10% so với giá trị danh định (220V), thì đèn sợi đốt sẽ chỉ tồn tại trong vài ngày.

Tuổi thọ của đèn phụ thuộc rất nhiều vào tần số chuyển mạch. Tại gian hàng của nhà sản xuất, đèn được kiểm tra ở điện áp ổn định và tần số chuyển mạch nhất định mỗi giờ. Dựa trên kết quả của các thử nghiệm này, tuổi thọ trung bình của các nguồn sáng được chỉ định.