5.2 Қыздыру шамдарьіның құрылысы және жұмысы

Қыздыру шамдарының құрастырылымы олардың қолдану мақсатына байланысты келеді. Шыны колбаның іші газбен (аргон, азот немесе криптон) толтырылады. Колбаның диаметрі шамның қуатына байланысты болады. Колба шамның, цоколіне арнайы мастиканың көмегімен бекітіледі. Цоколь бұрандалы, штифті және фокустелінетін болып дайындалады. Колбаның ішіне штабиктен, күрекшеден және штенгельден тұратын шамның шыныдан жасалынған аяғы орнатылады. Штабиктің жоғарғы жағына молибден ілмектер дәнекерленеді. Ілмектерге шамның қызу денесі (қылсым) бекітіледі. Қызу денесі екі никель электродтардың жоғарғы ұшына балқытып біріктіріледі. Электродтардың екінші ұштары күрекшенің ішіне балқытып орнатылған екі платинит сымдардың жоғары ұштарына дәнекерленеді, ал платинит сымдардың төменгі ұштары шамның цоколіне қосылған мыс сымдарға дәнекерленеді.

Шамның колбасы әр түрлі пішінді дайындалады. Жарықтандыруға арналған қыздыру шамдарының колбалары мөлдір, сондай-ақ күңгірт, жалтыр түсті немесе "сүт түсті" шыныдан дайындалады. Шамның жарық ағыны бір жаққа бағытталынуы керек болғанда, колбаның ішкі бетінің жоғарғы жағы күмістен немесе алюминийден жасалынған айналы қабыршақпен капталады. Осы шағылыстырғыштардың пішінін өзгертумен шамнын жарық ағынының бағытын реттеуте болады.

Қыздыру шамдарының жұмысы оның негізгі элементі – кызу денесінің жұмысымен анықталады. Сондықтан кызу денесінің жұмысына тоқтаймыз. Негізгі жылулық сәулелену заңдары бойынша қыздыру шамдарының маңызды көрсеткіштері (сәулеленуінің спекірлік қүрамы, ағынының мәні, П.Ә.К-і және тағы басқалары) қызу денесінің температурасына байланысты келеді. Бірақ тек қызу денесінің температурасын жоғарылатумен қыздыру шамдарының тиімділігін арттыру өте қиын. Өйткені температура жоғарылаған сайын қызу денесі материалының булану жылдамдығы, яғни оның бөлшектерінің қоршап тұрған ортаға ұшуы, көбейеді де шамның қызмет ету мерзімі азаяды. Шамдардың кызу денесі 2400...2800 К дейін қыздырылады. Температура – осы шектен 1 процентке жоғарылағанда қызу денесі материалының булану жылдамдығы екі рет көбейеді.

Қызу денесінің материалы көптеген талаптарға сәйкес болуы керек. Материалдың өткізгіштігі жеткілікті, балқу температурасы жоғары, әр түрлі диаметрлі сымдарды дайындауға мүмкіншілік беретін қажетті созымдылығы, ұзақ қызмет ету мерзімін камтамасыз үшін жұмыс температурасындағы булану жылдамдығы төмен болуы кажет. Осы талаптарға вольфрам үйлесімді келеді, сондықтан оны қызу денесін дайындауға пайдаланады.

Қазіргі уақытта негізінде қызу денесі вольфрам сымынан дайындалған, колбасы газбен толтырылған қыздыру шамдары пайдаланылады. Толтыратын газ ретінде аргон мен азот қоспасы (86% Ar + 14%N₂) немесе азот қосылған криптон және ксенон қолданылады. Азот газдық орта арқылы қысқа тұйыкталу болмас үшін қосылады. Газ толтырылған шамдарда вакуум шамдарға қарағанда қызу денесі материалының булану жылдамдығы баяу келеді. Осы себептен қызмет ету мерзімін қысқартпай, қызу денесінің температурасын жоғарылатуға болады.

Газ толтырылған қуатты қыздыру шамдарының қызу денесінің температурасы 3000 К-ге дейін болады.

Газда жылу шығынын және кызу денесі материалының булану жылдамдығын азайту үшін қазіргі жалпы мақсатқа арналған шамдарда қызу денесі спираль (шыйыршық) түрінде дайындалады. Қос спираль түрінде жасалынған қызу денелерін пайдалану қыздыру шамдарының тиімділігін одан әрі жоғарылатуға мүмкіншілік берді.

Қыздыру шамдарының құрастырылымдық ерекшеліктері олардың типін анықтайтын шартты белгіде көрсетіледі. Шамдардың типі әріппен және цифрлармен белгіленеді. Әріп шамның түрін көрсетеді: В – вакуумдық, Г – газ толтырылған, Б – қос спиральді, БК – қос спиральді криптонмен толтырылған. Бірінші цифрлар шамның кернеу диапазонын, ал екінші цифрлар шамның қуатын көрсетеді.