Az elektromos világítás

Az elektromos áram hőhatásainak gyakorlati alkalmazásai között legfontosabb az elektromos világítás.

1. Az izzólámpa. Vékony drótot elektromos árammal vakító fehér izzásig hevíthetünk, de a drót néhány pillanat alatt elég. Elégésének oka a levegő oxigénje. Ezért kezdetben az elektromos lámpák izzószálát légritka üvegburába helyezték.

Minél nagyobb a szál hőmérséklete, annál több fényt sugároz ki. Ezért izzószálnak igen magas olvadáspontú fémet alkalmaznak. Ilyen fém a volfrám. Olvadáspontja 3380°C. 1906 óta készülnek volfrámszálas izzólámpák.

Mint minden anyag, a fémek is párolognak, mégpedig annál nagyobb mértékben, minél magasabb a hőfokuk. A fémpárák az üvegbura belső falára csapódnak. Ezért feketedik meg a hosszú ideig használt izzólámpák üvegburája.

Az izzószál párolgása nagymértékben csökken, ha a burát argon-, nitrogén- vagy kriptongázzal töltik meg. Ez a gáztöltésű lámpa. A gáztöltésű lámpa izzószálát nagyobb hőfokra lehet hevíteni, mint a légritka terű lámpáét, több fényt sugároz ugyanakkora áramfogyasztáskor. A lámpa gazdaságosabb. (191 3-ban készült az első gáztöltésű lámpa.)

A gáztöltésű lámpa

Ilyen kicsiny az 1000 wattos jódlámpa. Felülete 20-szor kisebb, mint a szokásos izzólámpáé

Miért akadályozza a gáz a párolgást? Azért, mert a fémből kilépő molekulák a gázmolekulákba ütköznek, és nagy részük visszapattan a fémszálra.

Kezdetben az izzószálat egyenesen feszítették ki a burában. Az egyszálú lámpák igen sok meleget veszítenek kisugárzással. De ha az izzószálat tekercs alakúra hajtogatják, akkor a szál által kisugárzott egy része a szomszédos tekervényt melegíti - a tekercselt szálú lámpa (1926) kevesebbet fogyaszt. 1927- ben a tekercselt szálat újra tekercsbe hajlították, így jöttek létre a kétszeresen tekercselt szálú izzólámpák.

Izzólámpáink gyertyafényenként átlag 1 wattot fogyasztanak. Izzószáluk hőfoka 2500-3100°C.

Az izzólámpák élettartama kb. 1000 óra.

Miért ég ki használat közben az izzólámpa? Az izzószál vastagsága nem mindenütt teljesen azonos. A vékonyabb helyen nagyobb hőfokra izzik, jobban párolog, tovább vékonyodik - itt olvad el. - Jobban izzik, előbb elég ott is a szál, ahol a tekervények sűrűbbek.

A jódlámpa (1959 óta). A légritka terű izzólámpák burája végül annyira elhomályosodik, hogy fénye 50-60%-kal csökken. (Gáztöltésű lámpák esetén ez a veszteség csak 6-8%.) A lámpabura feketedését teljesen meg tehetett szüntetni úgy, hogy a gáztöltésű izzólámpába kis mennyiségű jódot vittek be. Ez a jód az izzólámpa burájára lecsapódott volfrámmal egyesül, és elillan a bura faláról, nem feketedik a bura.

A jódnak ez a hatása csak akkor érvényesül. ha a bura igen magas hőmérsékletre melegedik (250- 700°). Hogy a bura kibírja a melegedést, kvarcüvegből készítik, és hogy minél jobban melegedjék, olyan kicsire, hogy felülete 20-szor kisebb, mint a szokásos izzólámpáé. A jódlámpák élettartama 2 - 4-szer akkora, mint a szokásos izzólámpáké.

Az izzószál kiégését is megszünteti a legújabb volfrám-fluorid gáztöltés.
Belőle a volfrám éppen a szál megvékonyodott, tehát a legizzóbb részeire rakódik, ezáltal
megvastagodik ez a veszélyes hely.

Az ívlámpa

2. Az ívlámpa. Két szén rudat kössünk 40 V-os áramforráshoz vagy pedig (ellenállás közbeiktatásával) a világítási hálózat hoz. A szénrudakat először összeérintjük, azután 0,5 - 1 cm távolságra széthúzzuk őket. A két szénvég vakító fehér izzásba jön. A közöttük levő levegő is kékes fénnyel világít. A szénvégek hőmérséklete 3000 - 4000° (A Nap felszínéé 6000°.)

Ívfénnyel százezer gyertyafény is kelthető. Az ívfényt utcák világítására alkalmazzák, továbbá fényszórókban, vetítőgépekben, különösen pedig színes filmek vetítésére, ahol erős fényforrásra van szükség. (A korszerű vetítőgépekben xenon(ív)lámpát alkalmaznak.) Fogyasztása 0,2 - 1 watt gyertyafényenként.

Az elektromos ívfény nagy hőmérsékletét olvasztókemencékben és hegesztésre használják.

Ívhegesztéskor az összeforrasztandó fémdarab és a kézben tartott szénrúd (vagy fémpálca) között keletkezik az ívfény, amelyben megolvad és összeheged a két fém.

Az ívhegesztés

Történelmi megjegyzések. A két széndarab között keletkező ívfényt először az orosz Petrov írta le 1802-ben, az angol Davy 1808-ban kísérletezett ívfénnyel. Az utcavilágításba az orosz Jablocskov vezette be 1876-ban. Az ívhegesztést először az orosz Benardosz alkalmazta (1886).

Az izzólámpának többek előzetes próbálkozásai után az orosz Lodigin (1873) és Edison (1877) adtak gyakorlatilag alkalmazható formát. Ebben az időben szénszál izzott benne, és fogyasztása ötször akkora volt, mint a mai izzólámpáé.

A kriptongázzal töltött lámpa magyar alkotás. Feltalálása Bródy Imre kiváló magyar fizikus érdeme. Bródy a fasizmus áldozataként pusztult el 1944-ben.


Felhasznált irodalom