Materiales para los filamentos de la lámpara

El filamento es una parte importante de lámpara incandescente. La vida de una lámpara incandescente, depende de su filamento. El material del filamento debe tener los siguientes méritos…

1. Alto punto de fusión.
2. Baja presión de vapor.
3. Libre de oxidación en gas inerte (es decir, argón, nitrógeno, etc.) medio a temperatura de funcionamiento.
4. Alto resistividad.
5. Bajo coeficiente de expansión térmica.
6. Coeficiente de resistencia a baja temperatura.
7. Debería tener un alto módulo de juventud y resistencia a la tensión.
8. Suficiente ductilidad para que se pueda dibujar en forma de alambre muy delgado.
9. Capacidad de ser convertido en forma de filamento.
10. Alta resistencia a la fatiga contra las tensiones fluctuantes inducidas térmicamente.

Lista de materiales utilizados para el filamento de la lámpara incandescente

Se utilizan diferentes tipos de materiales para hacer filamentos para lámparas incandescentes. Algunos de estos materiales se enumeran a continuación.

• Carbono
• Tántalo
• Tungsteno

Carbono

Propiedades del carbono

1. Resistividad a 20oC : 1000-7000 -cm
2. Coeficiente de temperatura de resistencia a 20oC: -0.0002 a -0.0008 /oC
3. Punto de fusión: 3500oC
4. Gravedad específica: 2.1gm /cm3

Usos del carbono

1. Se utiliza para fabricar resistencias sensibles a la presión que se usan en los reguladores automáticos de voltaje.
2. Se utiliza para la fabricación de las escobillas de carbono, que se utilizan en las máquinas de corriente continua. Estas escobillas de carbono mejoran la conmutación y reducen el desgaste.

Nota

1. La eficiencia comercial de la lámpara de filamento de carbono es de 4,5 lúmenes por vatio o 3,5 vatios por la potencia de la vela
2. Para evitar el ennegrecimiento del bulbo, la temperatura de trabajo se limita a 1800oC.

Tántalo

Propiedades del Tántalo

1. Resistividad a 20oC: 12.4 -cm
2. Coeficiente de resistencia de temperatura a 20oC: 0.0036/oC
3. Punto de fusión: 2900oC
4. Gravedad específica: 16.6 gm /cm3

Nota
La eficiencia comercial de la lámpara de filamento de tántalo es de 3,6 vatios por cada vela. Debido a la baja eficiencia no se utiliza mucho en estos días.

Tungsteno

El tungsteno se produce mediante procesos muy complicados a partir de minerales raros o de ácidos túngsticos. Algunos hechos sobre el tungsteno se enumeran a continuación…

1. Muy difícil
2. La resistividad es dos veces mayor que la del aluminio
3. Alta resistencia a la tracción
4. Puede ser dibujado en forma de un alambre muy delgado
5. Se oxidan muy rápidamente en presencia de oxígeno
6. Puede utilizarse hasta el año 2000oC en la atmósfera de gases inertes (Nitrógeno, Argón, etc.) sin oxidación.

Propiedades del Tungsteno

Las propiedades del tungsteno se enumeran a continuación…

1. Peso específico: 20 gm/cm3
2. Resistividad a 20oC: 5.65 -cm
3. Coeficiente de temperatura de resistencia a 20oC: 0.005 / oC
4. Punto de fusión: 3410oC
5. Punto de ebullición: 5900oC
6. Coeficiente de expansión térmica: 4.3 / K

Usos del Tungsteno

1. Se usa para hacer filamentos de lámparas incandescentes.
2. Como electrodo en los tubos de rayos X.
3. La gran dureza, los altos puntos de fusión y de ebullición lo hacen adecuado para su uso como material de contacto eléctrico en ciertas aplicaciones. Tiene una alta resistencia para las fuerzas destructivas que se producen durante el funcionamiento de los contactos eléctricos.

Nota

1. La eficiencia de la lámpara de filamento de tungsteno es de unos 12 lúmenes por vatio.
2. Temperatura de funcionamiento hasta 2500oC.
3. No tienen un efecto de ennegrecimiento en el bulbo como el que tienen los filamentos de carbono.

Debido a los méritos mencionados, el tungsteno es preferido para hacer filamentos de lámpara incandescente.

Compresión de materiales de filamento con respecto a las propiedades requeridas para el filamento de la lámpara incandescente