Λαμπτήρες πυρακτώσεως

Ο πρώτος λαμπτήρας πυρακτώσεως κατασκευάστηκε τη δεκαετία του 1870 από τον Thomas Edison (Τόμας Έντισον). O λαμπτήρας πυρακτώσεως αποτελείται από τα εξής μέρη: • το γυάλινο περίβλημα, • τη μεταλλική βάση, • τα ηλεκτρόδια, • το νήμα βολφραμίου, • τα στηρίγματα του νήματος και • το γυάλινο στήριγμα των ηλεκτροδίων (σχήμα 4-3).

Το γυάλινο περίβλημα προστατεύει το νήμα από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Αυτό πετυχαίνεται με την αφαίρεση του αέρα από το εσωτερικό του και την πλήρωσή του με αδρανές αέριο (άζωτο, αργό ή κρυπτό) υπό πίεση λίγο μικρότερη της ατμοσφαιρικής. Με την αντικατάσταση του ατμοσφαιρικού αέρα από αδρανές αέριο αποφεύγεται η οξείδωση του νήματος βολφραμίου. Επίσης η παρουσία του αερίου περιορίζει την εξάχνωση του νήματος κατά τη διάρκεια λειτουργίας. Αν επικρατούσε κενό, η εξάχνωση θα ήταν εντονότερη και το νήμα θα καταστρεφόταν πολύ γρήγορα.

Η μεταλλική βάση (βιδωτή ή μπαγιονέτ) σχεδιάστηκε από τον Thomas Edison στην προσπάθειά του να καταστήσει τη διαδικασία τοποθέτησης ή αφαίρεσης του λαμπτήρα σχετικά εύκολη και ακίνδυνη. Τα ηλεκτρόδια είναι φτιαγμένα από νικέλιο και συνδέουν την πηγή τροφοδοσίας με το νήμα μέσω της μεταλλικής βάσης.

Το νήμα βολφραμίου είναι το σώμα που φωτοβολεί, όταν πυρακτωθεί με τη διέλευση ηλεκτρικού ρεύματος. Είναι διαμορφωμένο σε πολύ πυκνές σπείρες, ώστε να πετυχαίνουμε: i. την τοποθέτηση νήματος μεγάλου μήκους (που φτάνει το ένα μέτρο) στον περιορισμένο όγκο του λαμπτήρα και ii. την ελαχιστοποίηση απαγωγής θερμότητας, κατά τη λειτουργία του λαμπτήρα, στο εσωτερικό των σπειρών, με αποτέλεσμα το νήμα να διατηρείται θερμότερο και να εκπέμπει περισσότερο φως.

Γιατί όμως προτιμήθηκε το βολφράμιο για την κατασκευή του νήματος των λαμπτήρων πυρακτώσεως; Είναι γνωστό ότι όσο πιο θερμό είναι ένα σώμα τόσο πιο έντονα ακτινοβολεί. Έπρεπε λοιπόν το υλικό κατασκευής του νήματος να έχει υψηλό σημείο τήξης. Το βολφράμιο, με σημείο τήξης τους 3380οC, πληροί αυτή την προϋπόθεση. Τα στηρίγματα του νήματος κρατούν το νήμα στη θέση του και το προστατεύουν από σπάσιμο, όταν βρίσκεται σε υψηλή θερμοκρασία. Το γυάλινο στήριγμα έχει παγιδευμένα τα ηλεκτρόδια και τα στηρίγματα του νήματος.

4-2 Ο πρώτος λαμπτήρας πυρακτώσεως, που κατασκευάστηκε από τον Thomas Edison.

4-3 Ο λαμπτήρας πυρακτώσεως και τα τμήματα από τα οποία αποτελείται.

Αδρανές αέριο Νήμα βολφραμίου Γυάλινο περίβλημα Ηλεκτρόδια Στηρίγματα νήματος Γυάλινο στήριγμα Μεταλλική βάση Βιδωτή Μπαγιονέτ