Ampullerin Yapısı Ve Çalışma Şekli

Ampullerin Yapısı Ve Çalışma Şekli

ışık sistemlerinin icadından önce, güneş battıktan sonraki ışık ihtiyacıinsanlar için büyük bir sorun olsa gerekti. Tabi ki mumlar, meşaleler,gaz lambaları gibi ilkel ışık sistemleri kullanılıyordu. Ama sizi oyıllara götürseler herhalde ampulsüz bir dünyaya pek desabredemezdiniz. Ampulün icat edilmesinden bugüne ışık sistemleri çokdeğişti. Desem ki size ampuller pek değişmedi. Çokta yalan söylemişolmam galiba.
Bu yazımda en basit ışık sistemi olan ampulleri anlatmaya çalışacağım.Fakat benim anlatacağım, hepimizin evinde bulunan klasik akkor telliampuller. Ampullere çok daha yakından bakmak isterseniz devam edin.

NASIL ÇALIŞIR?

Aslında ampullerin çok basit bir ışık sistemi yapısıvardır. Hepimiz biliriz ki üzerinden elektrik akımı geçen bir metaldirenç gösterir. Bu direnç karşısında ısınır. Bunu en yakın elektriksobalarında ve elektrik ocaklarında görebilirsiniz. İşte ampulde buprensibe göre çalışır. Ampulün içinde bulunan çok ince filamandediğimiz (çoğunlukla tungsten metalinden yapılmış) bir tel bulunur. Butelden geçen elektrik akımı sonucunda tel aşırı derecede ısınarak(yaklaşık 3000 C) ışık yaymaya başlar.
Ampulün yapısına bakacak olursak, içi argon gazıyla dolu armut şeklindebir camdan yapıldığını görürüz. İçinde elektrik akımının geçtiği kalıniki tane tel vardır. Bu tellerin ucunda iki tel arasında ise filamanbulunur. Filamanı tutan ayrıca iki veya daha fazla destek tellerivardır. Akım ve destek telleri cam bir kaideye tutturulmuştur.

Akım tellerinin birisi ampulün altındaki noktaya,diğeri ise vidalı kısmın yan tarafına bağlıdır. Elektrik bu noktalardantemin edilir.

Filamanlar tungsten metalinden yapılırlar. 60 Watt 'lık bir ampuldebulunan filamanın boyu yaklaşık iki metredir. Çift sarmallı olarakyapıldıkları için boyu size kısa gelebilir. Bunu aşağıdaki filamanınbüyültülmüş resminden daha iyi anlayabilirsiniz.
NEDEN TUNGSTEN METAL?
Ampulün içindeki filamanın yüksek sıcaklığa ulaşarakışık yaydığını artık biliyoruz. Bir filamanın bu denli yüksek birsıcaklıkta erimemesi lazımdır.

İlk ampullerde kullanılan karbon filamanlar 2100 Cüzerindeki sıcaklıklarda buharlaşarak inceliyor ve kopuyordu. Dahadüşük bir sıcaklık loş bir ışık; daha yüksek bir sıcaklık ise filamanınerimesi demekti.

Tungsten filamanlar ise yüksek erime derecesiyle(3410 C) ampullerde kullanılabilecek en iyi metaldir. Yüksek ısıderecesinde parlak ışık verebilmektedir. Bununla beraber tungstenfilaman da bir gün incelecek ve kopacaktır.

NEDEN ARGON GAZI?

Yanmanın gerçekleşebilmesi için ısınan bir cisim veoksijen gazı gereklidir. Oksijen gazı yoksa yanma gerçekleşmez. Buyüzden ilk ampullerde, ampulün içindeki hava vakum ediliyor ve nerdeyseoksijen gazı olmuyordu. Böylece içerdeki filaman yanıp kül olmuyordu.

Tungsten filamanlı ampullerde şu problem ortayaçıktı: Tungsten filaman yüksek sıcaklıkta buharlaşmaya başlıyordu. Bubuhar vakumsuz, havasız bir ortamdan dolayı ampulün iç yüzeyinde bir istabakası oluşturuyordu. Bu da zamanla ampulüm kararması ve ışığıhapsetmesi demekti.

Bu yüzden kullandığımız modern ampullerin içerisineargon gazı doldurulmaktadır. Argon gazı ampulün zamanla kararmasınıönlemektedir.

AMPULÜN HİKAYESİ

Burada uzun uzadıya tarihçe anlatmayacağım size.Ampulle ilgili olarak pek çok kişi tarihte çalışmalar yapmıştır. Fakatyapılan ampuller çok kısa ömürlü olmuşlardır. Size iki kişidenbahsedeceğim. Birisi İngiliz Joseph Swan ve diğeri ise (sanırımhepinizin en çok duyduğu isim) Amerikalı Thomas Edison. Şaşırtıcı birşekilde her ikiside birbirinden habersiz, 1878-1879 yıllarında, o zamangöre uzun dayanan (yaklaşık 12-13 saat) ampulleri yapmışlardı.Ampullerinde kullandıkları tel ise kömürleşmiş pamuk lifiydi. Yanikarbon elementiydi. Daha sonra 1880 yılında Edison kömürleşmiş bambulifinden 40 saate kadar dayanan ampulünü yaptı.

Edison'un ampullerindeki sorun filaman telininömrünün kısa olmasıydı. Kullandığı karbon lifleri 2675 C 'de ışıksaçıyordu. Bu karbon lifleri kısa sürede buharlaşarak inceliyor vekopuyordu. Çözüm düşük sıcaklıktı, fakat buda az ve loş ışık demekti.

Diğer mucitlerde çalışmalarını sürdürdüler. 1898 'deKarl Auer filaman olarak erime derecesi 2700 C olan osmiyumu kullandı.1903 'de Siemens ve Halske tantalumu kullandı. Erime noktası 2996 Cidi. Fakat hiçbirisi bugün kullandığımız ampul değildi.

Nihayet 1906-10 yıllarında General Electric Firmasıve William Coolidge bugünkü modern ampullerde kullanılan tungstenfilamanlı ampulü geliştirdiler. İşte o gün bu gündür bu ampullerikullanıyoruz.

AMPUL AVANTAJLI MI, DEĞİL Mİ?

Birazda akkor telli ampullerin avantajlarına ve dezavantajlarına değinelim:

Avantajları:

- Yaygın kullanım alanı ve düşük maliyet

- Kolaylıkla elektrik sistemlerine bağlanabilmesi

- Ufak araçlara uyumluluğu

- Düşük voltajlarda, örneğin pillerle bile çalışabilmesi

- Çok değişik şekillerde ve boyutlarda olabilmesi

Dezavantajları:

- Tek dezavantaj olarak, elektrik enerjisinin sadece%10 kadarını ışığa çevirdiğini, geri kalanını ise ısı enerjisineçevirdiğini söyleyebilirim.

Başka bir dezavantajı varsa bile pek de haksızlık etmemek lazım ampullere