Почемучка: почему лампочка нагревается?

Те лампочки, которые установлены в наших настольных лампах или люстрах принято называть лампами накаливания. Сейчас они считаются самыми старыми, даже устаревшими разновидностями лампочек, но всё равно широко используются в нашей повседневной жизни.

Когда мы случайно дотрагиваемся до лампочки в торшере или хотим выкрутить перегоревшую, то ощущаем, что стекло очень горячее. Иногда мы можем даже обжечься, а иногда тепло лампочек способно расплавить лёд и даже поджечь бумагу или ткань! Почему же так происходит? Почему нагреваются лампочки?!?

Почему лампочка горячая
Прежде чем ответить на вопрос, почему же нагревается лампочка, необходимо разобраться, как устроен этот источник света. Ведь нагревание происходит как раз из-за особенностей её строения.

Если внимательно посмотреть на лампочку накаливания (ещё в нашей стране её называют «лампочкой Ильича»), то можно увидеть прозрачный стеклянный желобок прямо посредине. С двух сторон от желобка (стеклянной колбы) располагаются два тонких металлических усика. Наверху между собой они соединены пружинкой, которая называется спиралью накаливания. 

Кстати, воздуха внутри лампочки нет! Оттуда специально откачивают воздух, а иногда пространство заполняют нейтральным газом (аргоном или ксеноном) для того, чтобы прибор работал лучше и дольше.

Так почему же лампочка горячая? Ответ прост: потому что свет — горит! Именно поэтому летом, когда солнце светит, нам жарко. 

В лампочке нагревание происходит как раз из-за пружинки, которая изготовлена из специального металла — вольфрама. 

Как это происходит? Электрический ток по маленьким тонким усикам проходит по вольфрамовой спиральке, из-за чего она сильно раскаляется, ведь ток течёт очень-очень быстро. Вспомните: когда вы бегаете, вам тоже жарко, потому что кровь быстро-быстро начинает течь по нашим сосудам. 

По тому же принципу работает и ток. Из-за своей скорости он раскаляет спираль из вольфрама, которая становится горячей. Если бы внутри лампочки был воздух, спиралька обязательно бы испортилась и вышла из строя. Но так как воздуха внутри лампы накаливания нет, а нейтральный газ никогда ни с кем не вступает в контакт или химическую реакцию, спираль просто становится очень горячей и нагревает стекло лампочки, которое пропускает через себя и жар, и свет. По этой причине хвататься за горящую лампочку накаливания очень опасно: можно прилично обжечь пальцы.

Вольфрамовая нить в лампе накаливания
Секрет того, почему лампочка горячая, как было сказано, кроется в вольфрамовой нити-пружинке. Оказывается, именно она отдаёт лампочкам столько тепла. Если бы спираль изготавливалась из других материалов, скорее всего, наши приборы либо не светили вообще, либо светили бы очень блеклым светом. А все потому, что вольфрам — уникальный материал!

Когда люди получили этот металл, они даже не знали, для чего его можно использовать. Ведь он был очень тяжёлым и плохо плавился. Обычное железо плавится при температуре 1538 градусов Цельсия, а для того, чтобы расплавить вольфрам, нужно было 3410 градусов! Получается, даже при очень высоких температурах этот материал остаётся прочным и твёрдым.

В конце концов изобретатели нашли вольфраму применение. Этот материал отлично подошёл для производства лампочек! Получилось здорово: в домах людей начал появляться свет. А всё благодаря тому, что ток переходил по вольфрамовым пружинкам и не плавил их, создавая и освещение, и тепло.

Даже самая тоненькая пружинка из вольфрама способна выдержать сильный нагрев. Поэтому из 1 кг вольфрама изготавливают примерно 2 тысячи лампочек накаливания.

Что происходит, когда лампочка перегревается
Несмотря на прочность вольфрамовой пружинки, иногда случается так, что и она перегревается. В этом случае дотронуться до лампочки почти невозможно — она просто пылает жаром. 

Кстати, именно так и определяется момент, когда лампочка выходит из строя. Как правило, лампочка накаливания, которая работает правильно, может быть тёплой или горячей, но не обжигающей. 

Когда ток по вольфрамовой пружинке течёт так стремительно, что температура внутри неё критически повышается, спиралька лопается — и свет гаснет. Именно так перестаёт работать лампочка. И если присмотреться к погасшему прибору, можно заметить, что пружинка прикреплена уже только к одному металлическому усику, а не к двум, как раньше.

Сейчас лампы накаливания считаются очень старым типом освещения. Люди переходят на более современные лампы (светодиодные, люминесцентные). Они дольше служат, светят ярче, а ещё не нагреваются, поскольку снабжены не обычным стеклом, а специальным, поглощающим тепло.