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Filamento di una lampadina. Come rendere il tungsteno duttile. Serie #3 engineerguy video. Con il supporto della \"Camile & Henry Dreyfus Foundation Special Grant Program in the Chemical Sciences\"
Ora , molti di noi credono che dopo che Thomas Edison - or Joseph Swan se siete inglesi- abbia inventato la lampadina negli anni 70 dell\'800, questo si diffuse come un utile oggetto di tutti i giorni e rivoluzionò l\'illuminazione moderna.
Tuttavia, il modello originale di Edison usava un filamento di bamboo carbonizzato, il quale era fragile e non bruciava così luminosamente.
Ecco qui come è realmente fatta una lampadina così come la conosciamo noi.
È un capolavoro dell\'ingegneria quello che è utilizzato nella creazione del filamento di tungsteno che vediamo nelle lampadine di oggi.
Il tungsteno è perfetto poiché il suo punto di fusione alto permette di raggiungere le alte temperature.
Maggiore è la temperatura, maggiormente visibile è il segnale luminoso emesso.
Il filamento sembra semplice, ma lasciatemi mostrarvi quanto sia sorprendente.
Se ingrandiamo un poco possiamo vedere che è una bobina, non soltanto un cavo dritto, ma se guardiamo ancora più da vicino, possiamo vedere una bobina all\'interno dell\'altra bobina.
Il filamento inizia come cavo lungo circa 51 cm e di 12 micrometri di diametro.
Il filamento è poi avvolto in una bobina con 1130 giri sino a che è poco oltre la lunghezza di 7,6 centimetri e successivamente ri-avvolto in spire di circa 2 cm che potete vedere nella lampadina.
Ecco la bobina arrotolata in una bobina che vi ho mostrato.
Ovviamente le bobine permettono più filo da illuminare ed, inoltre, la riflessione all\'interno della bobina può raddoppiare l\'intensità della luce emessa.
Come ingegnere ciò che mi stupisce è la duttilità necessaria per creare queste bobine.
Lasciatemi spiegare cosa intendo per duttile: un pezzo di rame ha un\'alta duttilità: voi potete piegarlo ed esso ritorna alla sua forma originale.
Non c\'è modo di fare questo con il tungsteno naturale: può soltanto spezzarsi.
Per rendere il tungsteno duttile è stato necessario un attento, elegante e creativo lavoro di un ingegnere alla General Electric.
William Coolidge sviluppò un processo per prendere la polvere di tungsteno e renderla un filo.
Solo per darvi un\'idea della difficoltà ecco qui una lista abbreviata dei passi necessari.
Il primo, applicare una grande pressione per trasformare la polvere di tungsteno in una fragile barretta.
Secondo, riscaldarle sino a 1300 °C e poi raffreddare con acqua.
Terzo, far passare una corrente attraverso il tungsteno mentre è scaldato a 3200 °C e infine raffreddarlo di nuovo.
Quarto, scaldare di nuovo sino a 1500 °C, ma questa volta con un flusso di idrogeno sopra.
Quinto, passarlo attraverso una serie di stampi per la lavorazione a freddo e poi martellarlo.
E infine il sesto step finale: scaldarlo e infine ridurre la temperatura graduatamente mentre si plasma in un filamento di 1 mm di diametro.
Mi rendo conto che sono molte cose da fare, ma considerate che Coolidge ha usato osservazioni empiriche, intuizioni e conoscenze pregresse - non conoscenze puramente scientifiche del tungsteno.
Un\'ultima cosa.
Durante le alte temperature sul filamento non deve esserci contatto con l\'ossigeno.
Guardate cosa succede se io accendessi il filamento senza il bulbo di vetro.
Lo adoro.
Se date un\'occhiata da vicino vedrete il tungsteno ora essere nero.
Questo è ossido di tungsteno.
Per tenere l\'ossigeno lontano dal filamento inizialmente il bulbo era tenuto sotto vuoto, oggi lo riempiamo con gas argon.
Si isola il filamento e gli si impedisce l\'evaporazione per permettere temperature maggiori.
Nonostante i giorni delle lampadine a incandescenza siano contati, con le nuove e più efficienti lampadine compatte a fluorescenza e i LED sul mercato, trovo che queste vecchie lampadine, come molte vecchie tecnologie, mostrino meravigliosamente la creatività dell\'ingegneria e la capacità di risolvere problemi.