Лампа накаливания с идеальной вольфрамовой нитью могла бы работать бесконечно долго, поскольку равномерное распределение температуры по поверхности такой нити приводит к одинаковому испарению материала по всей длине, вызывающему уменьшение диаметра и соответствующее повышение электрического сопротивления нити, и как результат — к снижению тока.
Реальные лампы перегорают за ограниченное время. Основной причиной отказа является местное разрушение тела накала, вызванное дефектом диаметра или удельного электрического сопротивления. В дефектном месте температура будет выше, чем на остальной части нити накала. Местное превышение температуры будет вызывать усиленное испарение материала нити—вольфрама, что приведет к еще большей неравномерности по диаметру и температуре. В результате данная точка будет являться опасным сечением в смысле возможности механических повреждений.
К моменту перегорания основная часть материала нити накала сохраняется, происходит лишь частичное ее массы. Очевидно, что чем выше качество вольфрамовой проволоки, чем лучше изготовлено тело накала, чем меньше новых дефектов прибавилось к первоначальным Дефектам проволоки в процессе изготовления тела накала наконец, чем качественнее смонтировано тело накала в лампе, тем большая потеря в массе нити наступит к моменту. Отношение уменьшения массы нити, при происходит перегорание, к начальной массе.потерей массы.
Эта же величина, выраженная в процентах, называется критическим процентах потери массы где G0 и GT — массы нити накала новой лампы и лампы кг, проработавшей в течение времени, равного сроку службы. В современных фирмах ценят время, поэтому
курьерская служба, это очень важный атрибут современного бизнеса.
Срок службы лампы т определяется скоростью испарения тела накала, которая резко зависит от его температуры, конструкции и качества технологии изготовления лампы и тела накала, характеризуемых критическим процентом потери массы: где постоянная, зависящая от диаметра нити, критический процент потери массы; скорость испарения. Если предположить, что зависит только от дефекта диаметра использованной в лампе вольфрамовой нити, то можно установить зависимость между критическим процентом потери массы и дефектом диаметра где отношение диаметра нити в дефектном месте к среднему диаметру нити; обобщенный показатель температуры.
Значения показателя степени температуры для энергии излучения были приведены выше. Распыление тела накала зависит от многих факторов, но в любом случае срок службы нити накала будет тем больше, чем меньше скорость испарения материала. Поэтому при конструировании ламп накаливания всегда стремятся создать условия для работы нити накала с возможно меньшей скоростью распыления. Один из способов — это выбор материала нити, что уже отмечалось выше. Другим способом является создание вокруг нити накала такой газовой среды, которая бы снижала скорость испарения материала. Этот способ нашел реализацию в газополных лампах. Молекулы инертного газа затрудняют процесс распыления металла нити и возвращают часть его обратно на тело накала.
Статья изменена 13 февраля 2010г.
