По спирали
«Эка сложная вещь - лампочка накаливания», - скажут некоторые. И ошибутся. Ученые Берлинского университета и специалисты «Фольксвагена» и «Филипса», исследовав «внутреннюю жизнь» нити накаливания в галогенной лампе Н7, выявили немало неожиданного и интересного.
Нить накаливания (спираль) изготавливают из вольфрама с температурой плавления 3410°С - самого тугоплавкого из известных металлов. В чистом виде он очень трудно поддается обработке, поэтому спиралька сделана из сплава с добавлением калия. Это придает необходимую пластичность при комнатной температуре и прочность при работе лампы. Колба галогенной лампы заполнена смесью азота, аргона, криптона и ксенона, состав которой подбирают так, чтобы максимально снизить испарение вольфрама. К ней добавляют немного брома или йода: вступая в реакцию с испарившимся металлом, они обеспечивают прозрачность колбы и осаждение вольфрама обратно на спираль.
Тем не менее рано или поздно любая лампочка перегорает и дело тут, как выяснилось, вовсе не в банальном испарении металла. Электронный микроскоп выявил его хитрую кристаллическую структуру, которая при высокой температуре самопроизвольно изменяется, стремясь к состоянию с минимальной поверхностной энергией. Так гладкая нить превращается в уродливое с нашей точки зрения образование, которое к тому же работает как радиатор, охлаждая спираль и уменьшая световой поток. Это - стадия износа лампы, за которой следует ее отказ. Из-за потери прочности рыхлая спиралька разрушается, и в месте разрыва образуется дуговой разряд: он расплавляет вольфрам и сваривает соседние витки. Лампа скачком начинает светить ярче и потреблять повышенную мощность. Таких скачков до полного перегорания бывает обычно 3-4.
Вопреки расхожим суждениям оказалось, что на срок службы «галогенки» мало влияют вибрации, гораздо опаснее превышение напряжения в бортсети. Причем в формуле показатель степени достигает 12-14! Так, если повысить напряжение на 10% или в 1,1 раза, это приведет к сокращению срока службы лампы в 1,1 13=3,45 раза. Но самый интересный сюрприз принесло исследование того, как влияют на долговечность лампы ее медленное включение и выключение популярными нынче диммерами. До сих пор считалось, что плавный разогрев и остывание спирали продлевают ей жизнь - ничуть не бывало! Напротив, резкое остывание как бы «закаливает» нить, а медленное - ведет к ее пластической деформации и преждевременному замыканию витков, пятикратно (!) сокращая срок службы.
Что ж, пока на смену «га-логенкам» окончательно не пришли «ксенон» и светодио-ды, результаты работы ученых будут представлять не только академический интерес.
23089