Por que as lâmpadas incandescentes costumam queimar no momento de ligar

Uma situação comum: você aperta o botão, um flash curto e outra lâmpada incandescente "faz você viver muito". Lembrando o fabricante com uma palavra indelicada, você faz uma substituição. Muitos ouviram que o tempo de trabalho deve ser de pelo menos 1000 horas. Então, por que durou apenas algumas semanas em vez de alguns meses?

Em geral, o prazo de trabalho Lâmpadas incandescentes depende das condições de funcionamento das lâmpadas e das desvantagens inerentes a este tipo de fonte de luz. Antes de nos aprofundarmos na análise detalhada dos motivos que afetam o horário de trabalho, destacamos um fato muito importante: as lâmpadas queimam, via de regra, no momento em que são acesas. E para isso existe uma explicação, embora não muito simples e óbvia.

O "coração" de todas as lâmpadas incandescentes é a bobina de tungstênio, que os técnicos de iluminação preferem chamar de "caixa incandescente". O corpo do filamento é feito de fio fino de tungstênio enrolado em espiral.

A tecnologia de produção é bastante complexa, requer equipamentos de alta precisão e estrita adesão à tecnologia. A vida útil adicional das lâmpadas depende muito da qualidade da produção das espirais. Afinal, ele tem que trabalhar a uma temperatura de quase 3.000 graus.

A uma temperatura tão alta, começam os processos que acabam por "destruir" a lâmpada. Primeiro de tudo, é a evaporação do tungstênio. O fio fica mais fino e há pouca diferença no diâmetro do fio. Nesse ponto, a evaporação acelera e a lâmpada queima.

O processo é bastante longo e em voltagem normal a lâmpada pode durar 1000 horas.A evaporação pode ser retardada enchendo o frasco com um gás inerte como o criptônio. À venda, você pode encontrar lâmpadas semelhantes em lâmpadas em forma de cogumelo.

O segundo processo está relacionado à estrutura do tungstênio. Na produção de arame, o tungstênio apresenta uma estrutura com pequenos cristais de formato alongado. O aquecimento a altas temperaturas operacionais causa o crescimento de cristais (aumento). Este processo é chamado de recristalização do tungstênio. Nesse caso, a área da superfície intercristalina é reduzida significativamente (centenas de vezes). As impurezas, que estão inevitavelmente presentes no metal, se acumulam entre os cristais e formam um composto extremamente frágil – carboneto de tungstênio.

Por fim, considere o terceiro processo que geralmente encerra a vida útil da lâmpada. Deve-se lembrar que a resistência do tungstênio no estado frio é visivelmente (9 a 12 vezes) menor do que a uma temperatura operacional de 3.000 graus. Portanto, quando uma lâmpada é acesa pela primeira vez, de acordo com a lei de Ohm, fluxos atuais, que é o número correspondente de vezes do trabalhador.Quando a corrente flui através de um fio, ocorrem forças eletrodinâmicas. Neste caso, a espiral é submetida a uma tensão mecânica.

E agora você pode traçar a sequência de fenômenos que são fatais para a lâmpada. Depois de pressionar o interruptor, uma corrente flui através da bobina fria, uma ordem de grandeza maior que a corrente operacional. Uma força mecânica curta semelhante a um solavanco é aplicada à bobina. Onde o fio se tornou mais fino devido à evaporação, ocorrem tensões aumentadas e a espiral se quebra ao longo da frágil costura de carboneto de tungstênio. O resto é fácil de entender: no local da rachadura, o tungstênio esquenta até derreter e a lâmpada "morre".

Todos esses processos são acelerados muitas vezes com o aumento da tensão de alimentação das lâmpadas. Um aumento de 3% na tensão reduz a vida útil da lâmpada em 30%. Se a tensão no apartamento for 10% superior ao valor nominal (220V), as lâmpadas incandescentes durarão apenas alguns dias.

A vida útil das lâmpadas depende muito da frequência de comutação. Nos estandes do fabricante, as lâmpadas são testadas com tensão estável e certa frequência de comutação por hora. Com base nos resultados desses testes, é indicada a vida útil média das fontes de luz.