Сијалица

Класична електрична сијалица је вештачки извор свјетлости која настане када електрична струја пролазећи кроз танку(волфрамову) нит загрије нит до усијања, која затим почне да емитује свјетлост. Емисија свјетлости проузрокована је заправо топлотом. Стаклени балон спријечава да би метална нит дошла у додир са кисеоником из околног ваздуха, те на тај начин, била брзо уништена.

Класична сијалица се производи различитих напона и величина, од 1,5 волта (V) до око 300 волти (V). Једноставне су конструкције и зато имају врло ниску производну цијену. Раде врло добро и на наизмјеничну и једносмјерну струју.

Електрична сијалица

Електрична сијалица Halogen Xenon 70 W (EU < 2009 conforme)

Сијалица је нашла широку примјену, како у кућној тако и индустријској, комерциалној употреби. Због тога што прозводи и приличну количину топлоте, употребљава се у разноразне сврхе гдје је поред свјетлости потребна и мања количина топлоте, нпр. инкубатори, код младе перади, процеси сушења итд. Данас се увелико јавља тенденција замјене ових сијалица са тзв. компактним флуоресцентиим свјетиљкама, углавном због мање потрошње електричне енергије. Неке државе иду толико далеко, да планирају потпуну забрану употребе класичних сијалица, због потребе да се уштеди на потрошњи електричне енергије.

Историја класичне сијалице

Оригинална сијалица Томаса Едисона (Thomas Edison)(енг: carbon-filament bulb)

Често се каже да је Томас Едисон (Thomas Edison) изумио класичну сијалицу. Али прије Едисона наводе се наиме имена 22 друга проналазача сијалице са жарном нити. Едисон је наиме, унаприједио тада већ постојећи производ. Он је употријебио учинковитији материјал, постигао је већи вакуум у балону, те коначно, већу електричну отпорност сијалице. Изумитељи прије Едисона су заборављени из простог разлога, јер нису свој изум (проналазак) даље у пракси пласирали за ширу употребу, као што је то Едисон урадио помоћу свог дистрибуцијског система једносмјерне струје. Први систем напајања једносмјерном струјом, омогућио је Едисону, да направи и цијели систем освјетљења.

Још 1802. године Хамфри Дејви (Humphry Davy) имао је најмоћнију електричну батерију на свијету. Исте године добио је прво свјетло од усијаног тијела, пуштајући електричну струју кроз танки комад платине, који се усијао. Платину је изабрао због високе тачке таљења. Добијено свјетло није било довољно јако, нити је трајало довољно дуго, тако да није нашло неку практичну примјену. Али, то је била претходница за многе серије експеримената током сљедећих 75 година; док Томас Едисон није направио сијалицу, која је добила своје мјесто у пракси и почела се комерцијално употребљавати 1879. године по први пут. Хамфри Дејви је такође, 1809. године, направио прву лучну свјетиљку, повезујући двије угљене палице на батерију. Ово је демонстрирао на Енглеском краљевском институту 1810. године. Током 19. вијека, експерименти су се редали једаи за другим. Употребљавали су се разни материјали, попут: платине, иридијума, угљених палица итд.

Тек 1835. године Џејмс Линдсеј (James Lindsay) демонстрирао је константну електричну свјетлост у Дандију (Dundee), Шкотска. Наравно то је била веома слаба свјетлост, јер како је сам Линсеј рекао, могао је да чита књигу на удаљености од свјетиљке до неких 45 cm. Са даљим усавршавањем свог изума није наставио, јер се наводно заинтересовао за бежичну телеграфију.

1841. године први патент за сијалицу са ужареном нити додијељен је Фредерику де Молејнсу (Frederick de Moleyns) из Енглеске. Он је употријебио жицу од платине коју је затворио у вакуумски балон. Американац Џон Стар (John W. Starr) добио је патент за своју сијалицу са ужареном угљеном нити.

1872. године, Александар Николајевич Логидин изумио је сијалицу са жарном нити за коју је добио патент 1874. године.

Сијалица са угљеном нити (Carbon filament lamp) (E27 навој, 220 волти, око 30 вати, лијева страна: рад на 100 волти)

.

Почетак комерцијализације

Енглески физичар и хемичар Јозеф Вилсон Свон (Joseph Wilson Swan) (1828–1914) 1880. године, добио је патент за своју сијалицу. Од 1880. године Свон је почео да инсталише своје сијалице по Енглеској, да би ускоро основао и своје предузеће. У Сјеверној Америци 1874. године, Хенри Вудвард и Метју Еванс су патентирали своју сијалицу која је имала угљене палице између електрода у стакленом цилиндру напуњеним азотом. Покушали су свој изум да комерцијализирају али нису у томе били успјешни. На крају су се одлучили, те продали свој патент Томасу Едисону 1879. године. Томас Едисон (1847-1931) затим долази на ред. Након великог броја екперимената са разним металима за жарну нит, Едисон се враћа угљеној нити. Први успјешан тест који је трајао 13,5 сати, изводи октобра 1879. године.. Едисон наставља са побољшањем дизајна и добија патент јануара 1880. године за сијалицу са угљеном нити.

1881. године, Савој позориште (Savoy Theatre) је постала прва јавна зграда на свијету која је била потпуно освијетљена свјетлом електричних сијалица.

САД патент 0223898 Томаса Едисона за употпуњену електричну сијалицу, 27. јануара 1880

Прву комерцијалну електричну сијалицу са металном жарном нити (нит из осмијум а), патентирао је 1898. године, аустријски проналазач Карл Ауер фон Велсбах (Carl Auer von Welsbach)

Прва сијалица са волфрамовом (tungsten) жарном нити појављује се на тржишту у Мађарској 1905. године, од мађарског предузећа Тунгсрам (Tungsram).

Конструкција

Класична електрична сијалица састављена је из стакленог балона са волфрамовом жарном нити кроз коју протиче електрична струја. Контактне жице које пролазе кроз стаклено постоље повезане су са жарном нити. Потпорне жице усађене у стаклену основу држе волфрамову нит. Стаклени балон је напуњен са инертним гасом као што су аргон, с циљем да се смањи испаравање жарне нити. Електрична струја загрије волфрамову нит до око 2.000 K to 3.300 K, доста ниже од волфрамове тачке таљења, 3.695 K. Температура нити зависи од облика и величине нити те јачине струје која протиче кроз нит. Ужарена нит емитује свјетло приближно сталног спектра. Најчешће снаге сијалица које су на тржишту су: 25, 40, 60, 75, 100 вати (W). Наравно, распон снаге сијалица које се производе је доста већи, 0,1 до 10.000 (W).

Стаклени балон Инертни гас под ниским притиском (аргон, неон, азот) Волфрамова нит Контактна жица (излази из основе) Контактна жица (иде у основу) Потпорне жице Основа (стаклено постоље) Контактна жица (излази из основе) Навојна капица Изолација Електрични контакт

Метална капица на ужем дијелу стакленог балона појављује се у облику навоја или тзв. бајонет основе. Мале цјевасте сијалице могу имати контакт на оба краја. Контакти у сијаличном грлу омогућују да електрична струја дође преко сијаличне металне основе даље преко два жичана контакта до жарне нити. Да би се повећала корисност тј. постигао већи степен искоришћења, жарна нит је у облику танке спирале. Развучена спирала 60 ватне сијалице од 120 волти, дугачка је 58 cm. Са оваквим дизајном смањено је испаравање волфрама.

Литература

• A. Zukauskas, M.S. Shur and R. Caska, Introduction to solid-state ligthing, John Willey & Sons, 2002

Спољашње везе

Викимедијина остава има још мултимедијалних датотека везаних за: Сијалица

• ((en)) Story-of-The-Lamp