¿Por qué las lámparas incandescentes se queman con mayor frecuencia en el momento del encendido?
Una situación común: le das al interruptor, un destello corto y otra bombilla incandescente "te hace vivir mucho". Al recordar al fabricante con una palabra desagradable, hace un reemplazo. Muchos han escuchado que el tiempo de trabajo debe ser de al menos 1000 horas. Entonces, ¿por qué solo duró unas pocas semanas en lugar de unos pocos meses?
En general, la duración del contrato lámparas incandescentes depende de las condiciones de funcionamiento de las lámparas y de las desventajas inherentes a este tipo de fuente de luz. Antes de profundizar en un análisis detallado de los motivos que inciden en el tiempo de trabajo, señalamos un hecho muy importante: las bombillas se queman, por regla general, en el momento en que se encienden. Y para esto hay una explicación, aunque no muy simple y obvia.
El "corazón" de todas las lámparas incandescentes es la bobina de tungsteno, que los técnicos de iluminación prefieren llamar "carcasa incandescente". El cuerpo del filamento está hecho de alambre delgado de tungsteno enrollado en espiral.
La tecnología de producción es bastante compleja, requiere equipos de alta precisión y un estricto cumplimiento de la tecnología. La vida útil adicional de las lámparas depende en gran medida de la calidad de la producción de espirales. Después de todo, tiene que funcionar a una temperatura de casi 3000 grados.
A una temperatura tan alta, comienzan los procesos que finalmente "destruyen" la lámpara. En primer lugar, es la evaporación del tungsteno. El alambre se vuelve más delgado y hay poca diferencia en el diámetro del alambre. En este punto, la evaporación se acelera y la lámpara se funde.
El proceso es bastante largo y a voltaje normal la lámpara puede durar 1000 horas.La evaporación se puede ralentizar llenando el matraz con un gas inerte como el criptón. A la venta puedes encontrar lámparas similares en bombillas en forma de hongo.
El segundo proceso está relacionado con la estructura del tungsteno. En la producción de alambre, el tungsteno tiene una estructura con pequeños cristales de forma alargada. El calentamiento a altas temperaturas de funcionamiento provoca el crecimiento de cristales (engrosamiento). Este proceso se llama recristalización de tungsteno. En este caso, el área de la superficie intercristalina se reduce significativamente (cientos de veces). Las impurezas, que inevitablemente están presentes en el metal, se acumulan entre los cristales y forman un compuesto extremadamente frágil: el carburo de tungsteno.
Finalmente, considere el tercer proceso que generalmente termina la vida útil de la lámpara. Debe recordarse que la resistencia del tungsteno en estado frío es notablemente (9-12 veces) menor que a una temperatura de funcionamiento de 3000 grados. Por lo tanto, cuando se enciende por primera vez con una bombilla, de acuerdo con la ley de Ohm, flujos de corriente, que es el número correspondiente de veces del trabajador.Cuando la corriente fluye a través de un cable, se producen fuerzas electrodinámicas. En este caso, la espiral está sujeta a tensión mecánica.
Y ahora puedes rastrear la secuencia de fenómenos que son fatales para la lámpara. Después de presionar el interruptor, fluye una corriente a través de la bobina fría, un orden de magnitud mayor que la corriente de operación. Se aplica a la bobina una fuerza mecánica similar a un tirón breve. Cuando el alambre se vuelve más delgado debido a la evaporación, se producen mayores tensiones y la espiral se rompe a lo largo de la frágil costura de carburo de tungsteno. El resto es fácil de entender: en el lugar de la grieta, el tungsteno se calienta hasta fundirse y la lámpara "muere".
Todos estos procesos se aceleran muchas veces con el aumento de la tensión de alimentación de las lámparas. Un aumento del 3 % en la tensión reduce la vida útil de la lámpara en un 30 %. Si el voltaje en el apartamento es un 10% más alto que el valor nominal (220 V), las lámparas incandescentes durarán solo unos pocos días.
La vida de las lámparas depende mucho de la frecuencia de conmutación. En los stands del fabricante, las lámparas se prueban a un voltaje estable y una cierta frecuencia de conmutación por hora. Según los resultados de estas pruebas, se indica la vida útil promedio de las fuentes de luz.