Tentang kumparan filamen

Filamen menggunakan tungsten, yang memiliki titik leleh tertinggi di antara logam. Untuk menekan kehilangan panas karena gas halogen tertutup, filamen melingkar digunakan sebagai pengganti garis lurus. Karena filamen ditempatkan dalam bola lampu yang diisi dengan gas lembam, filamen tersebut ditutupi dengan gas lembam dan mengalami kehilangan panas (penurunan suhu pada filamen). Kehilangan panas memengaruhi panjang filamen, jadi gulung dan sesuaikan panjangnya untuk mengurangi kehilangan panas. Filamen lurus akan membengkok karena pemuaian termal ketika dihidupkan, tetapi dengan membuatnya menjadi kumparan, ia akan fleksibel meskipun mengembang ketika dihidupkan, sehingga akan kembali ke bentuk kumparan setelah dimatikan dan dapat mempertahankan bentuknya.
Selanjutnya, ketika filamen digulung, rongga terbentuk di dalam kumparan, dan cahaya yang dipancarkan dari celah di antara kumparan mendekati radiasi benda hitam.
Karakteristik radiasi (emisivitas spektral) tungsten relatif tinggi di wilayah cahaya tampak, dan emisivitasnya cenderung menurun secara bertahap dengan meningkatnya panjang gelombang. Oleh karena itu, pada suhu yang sama, efisiensi cahaya jauh lebih tinggi daripada benda hitam. Inilah salah satu alasan mengapa tungsten cocok sebagai bahan filamen untuk penerangan. Bahkan pada suhu yang sama, filamen karbon dekat dengan benda hitam, sehingga efisiensi cahayanya jauh lebih rendah.
Resistivitas listrik tungsten relatif besar.

Pada suhu filamen ketika lampu menyala (2500 hingga 3200K), menunjukkan tingkat resistansi yang relatif tinggi, tetapi pada suhu kamar menjadi lebih rendah dari 1/10 resistansi. Dengan kata lain, saat lampu menyala, terjadi aliran arus serbu besar secara instan.
Arus serbu ini akan segera meningkatkan suhu filamen, dan memungkinkan lampu menyala secara instan. Namun, arus serbu ini terkait erat dengan umur pakai lampu. Ketika pemanas menyala, diperlukan peningkatan bertahap pada tegangan catu daya sebisa mungkin.

Tentang metode pembuatan kumparan filamen tunggal

Kawat tungsten dililitkan di sekitar mandrel. Dalam kebanyakan kasus, setelah melilitkan mandrel, mandrel akan muncul kembali dan mandrel dapat dilepas.
Jika diameter kawat tungsten adalah d dan diameter lilitan adalah MD, maka MD/d≒3 sesuai. Ketika MD/d<2, mudah berubah bentuk oleh ekspansi termal, dan ketika MD/d>8, kekuatannya menjadi lemah. Juga, jika pitch belitan kumparan adalah P, P/d≒1.5 sesuai. Pada P/d < 1.2, ada bahaya korslet antar nada. Jika P/d > 1,8, kehilangan panasnya besar dan tidak menguntungkan dalam hal efisiensi cahaya.
Untuk stabilitas dimensi, jika perlakuan panas diterapkan saat menempel pada mandrel, kawat inti tidak dapat ditarik keluar. Dalam hal ini, kawat inti dilarutkan dengan asam dan dihilangkan. Namun, metode ini memerlukan peralatan dan biaya untuk membuang gas dan larutan yang dihasilkan selama pembubaran.
Jika filamen koil yang dibuat dengan cara ini memiliki desain yang kuat, ia dapat dibuat menjadi lampu apa adanya, tetapi dalam banyak kasus, ia akan berubah bentuk setelah dibuat menjadi lampu kecuali distorsi dihilangkan dengan perlakuan panas. Selanjutnya, kumparan dengan kekuatan yang lebih lemah dimasukkan ke dalam lampu setelah melalui proses penyelesaian rekristalisasi sekunder.

Tentang metode pembuatan filamen koil ganda

Metode umum pembuatan filamen koil ganda adalah melilitkan kawat tungsten di sekitar kawat inti molibdenum pada jarak tertentu untuk belitan primer. Setelah itu, perlakuan panas dilakukan satu kali (dalam tungku atmosfer hidrogen pada suhu 1000°C hingga 1600°C). Ini akan mencegah springback bahkan jika Anda memotong gulungan terus menerus menjadi lebih pendek.
Selanjutnya, buat belitan kedua. Setelah melilitkannya di sekitar batang inti pada nada yang ditentukan, tarik keluar.
Selanjutnya, setelah membentuk ujung menjadi bentuk yang berubah-ubah, ujungnya diberi perlakuan panas pada 1600°C hingga 1900°C (pemanasan dalam tungku atmosfer hidrogen, pemanasan dengan arus searah, dll.). Setelah itu, kawat inti molibdenum dilarutkan dan dihilangkan dengan campuran asam (2 bagian air: 2 bagian asam nitrat: 1 bagian asam sulfat) untuk menghasilkan filamen koil ganda.
Dalam metode ini, sejumlah besar NOx, larutan asam residu, garam molibdenum, dll. Dihasilkan dalam penghilangan kawat inti molibdenum, sehingga fasilitas penghilangan dan detoksifikasi mahal. Juga, karena molibdenum digunakan untuk kawat inti belitan primer, perlakuan panas suhu yang terlalu tinggi menyebabkan molibdenum menyusup ke dalam tungsten dan berdampak buruk pada lampu halogen.
Oleh karena itu, perlakuan panas maksimum sekitar 1900°C, dan rekristalisasi sekunder tungsten tidak dapat diselesaikan sepenuhnya. Jika ini dibiarkan apa adanya, rekristalisasi sekunder akan terjadi saat lampu dinyalakan, dan filamen dapat berubah bentuk.
Sebagai metode pembuatan kumparan ganda yang tidak memiliki kelemahan rekristalisasi sekunder tungsten yang tidak mencukupi, kumparan kumparan primer (dengan kawat inti dilepas) dibentuk menjadi kumparan ganda dengan beberapa metode dan diberi perlakuan panas pada suhu 2200°C. Ada cara untuk membuat filamen melingkar ganda.
Sebagai metode pembentukan bentuk gulungan ganda ini, batang tungsten yang sedikit lebih tipis dari kawat inti primer dibentuk menjadi bentuk gulungan sekunder (mandrel berbentuk gulungan), dan gulungan satu putaran dimasukkan ke dalamnya untuk membentuk bentuk gulungan ganda. . Ini adalah metode pengerasan dengan perlakuan panas. Setelah perlakuan panas, batang inti tungsten yang digulung ditarik keluar dan digunakan kembali.
Namun, metode ini tidak serbaguna, dan sulit untuk dimekanisasi sebagai metode produksi massal, dan ada kumparan ganda yang sulit dibuat.