Қарсылық қыздырылған жіпшелі электр шамдағы жарық

Кіріспе

Электр тогымен қыздырылатын сымды шам

Қиындықпен қыздырылатын шам, жанып тұратын шам немесе шам шары – қыздырылғанда жарық беретін электр шамы. Шамның сымы шыны шамға орналастырылады, ол вакуумдалған немесе сыртқы әсерге ұшырамас үшін инерт газбен толтырылады. Электр тогы шыныға енгізілген контактілер немесе сымдар арқылы сымға жеткізіледі. Шам ұясы механикалық тіреу және электр байланысын қамтамасыз етеді. Қиындықпен қыздырылатын шамдар әртүрлі өлшемдерде, жарық шығымында және 1,5 вольттан 300 вольтқа дейінгі кернеуде шығарылады. Оларға сыртқы реттегіш құралдар қажет емес, өндіріс құны төмен және айнымалы токта немесе тұрақты токта бірдей жақсы жұмыс істейді. Осының нәтижесінде, қиындықпен қыздырылатын шамдар тұрмыстық және коммерциялық жарықтандыруда, үстел шамдары, автомобиль фаралары және фонарьлар сияқты портативті жарықтандыруда, сондай-ақ декоративтік және жарнамалық жарықтандыруда кеңінен қолданыла бастады. Қиындықпен қыздырылатын шамдар электр жарығының басқа түрлеріне қарағанда әлдеқайда аз тиімді. Олар тұтынатын энергияның 5% -дан азы көрінетін жарыққа айналады, ал қалғаны жылу ретінде жоғалады. 120 В кернеуде жұмыс істегенде, әдеттегі қиындықпен қыздырылатын шамның жарық беру тиімділігі 16 люменге (лм/Вт) тең, ал ықшам люминесценттік шам үшін 60 лм/Вт немесе әдеттегі ақ LED шам үшін 100 лм/Вт. Сымдардың бөліп шығаратын жылуы инкубаторлардағы жылу шамдары, лава шамдары және Easy Bake Oven ойыншығы сияқты қолданыстарда пайдаланылады. Кварц қаптамалы галогенді инфрақызыл қыздырғыштар бояуды кептіру және кеңістікті жылыту сияқты өнеркәсіптік процестерде қолданылады. Қиындықпен қыздырылатын шамдардың қызмет ету мерзімі басқа жарық түрлерімен салыстырғанда қысқа болады; үй шамдары үшін шамамен 1000 сағат, ықшам люминесценттік шамдар үшін 10 000 сағат және LED шамдары үшін 20 000–30 000 сағат. Көптеген қиындықпен қыздырылатын шамдарды люминесценттік шамдармен, жоғары қарқынды разрядты шамдармен және жарықдиодты шамдармен (LED) ауыстыруға болады. Кейбір үкіметтер энергияны үнемдеу үшін қиындықпен қыздырылатын шамдарды тоқтатуға көшті.

An incandescent light bulb, incandescent lamp or incandescent light globe is an electric light with a filament that is heated until it glows. The filament is enclosed in a glass bulb that is either evacuated or filled with inert gas to protect the filament from oxidation. Electric current is supplied to the filament by terminals or wires embedded in the glass. A bulb socket provides mechanical support and electrical connections. Incandescent bulbs are manufactured in a wide range of sizes, light output, and voltage ratings, from 1.5 volts to about 300 volts. They require no external regulating equipment, have low manufacturing costs, and work equally well on either alternating current or direct current. As a result, the incandescent bulb became widely used in household and commercial lighting, for portable lighting such as table lamps, car headlamps, and flashlights, and for decorative and advertising lighting. Incandescent bulbs are much less efficient than other types of electric lighting. Less than 5% of the energy they consume is converted into visible light; the rest is lost as heat. The luminous efficacy of a typical incandescent bulb for 120 V operation is 16 lumens per watt (lm/W), compared with 60 lm/W for a compact fluorescent bulb or 100 lm/W for typical white LED lamps. The heat produced by filaments is used in some applications, such as heat lamps in incubators, lava lamps, and the Easy Bake Oven toy. Quartz envelope halogen infrared heaters are used for industrial processes such as paint curing and space heating. Incandescent bulbs typically have short lifetimes compared with other types of lighting; around 1,000 hours for home light bulbs versus typically 10,000 hours for compact fluorescents and 20,000–30,000 hours for lighting LEDs. Most incandescent bulbs can be replaced by fluorescent lamps, high intensity discharge lamps, and light emitting diode lamps (LED). Some governments have begun a phase out of incandescent light bulbs to reduce energy consumption.

Коммерциялық мақсатқа жету алдындағы алғашқы зерттеулер

1761 жылы Эбенезер Киннерсли сымды қыздыру арқылы жарық шығаруды көрсетті. Дегенмен, мұндай сымдар ауада тез балқып немесе тотығатын (жанып кететін) қасиетке ие болды. 19-ғасырдың басында лаймлайт кальций оксидінің бөлігін оксисутекті отпен қыздыру арқылы сахна жарығының танымал түріне айналды. 1802 жылы Хамфри Дэви Ұлыбритания Корольдік институтының жертөлесінде орналасқан 2000 ұяшықтан тұратын, «өте үлкен батарея» деп сипатталған құрылмен жұмыс істеді. Ол арқылы жұқа платина жолағынан ток өткізіп, қыздыру арқылы жарық шығарды, себебі платинаның балқу температурасы өте жоғары. Бұл жарық жеткілікті күшті болмады және ұзаққа созылмады, бірақ келесі 75 жыл бойы жүргізілген эксперименттердің бастауы болды. Дэви сондай-ақ екі көміртек арасында жоғары ток өткізу арқылы электр дуасын көрсетті. Келесі 40 жыл ішінде көміртекті доғалы шамды жарықтандырудың практикалық құралына айналдыру үшін көптеген зерттеулер жүргізілді. Көміртек доғасының өзі күңгірт, қызғылт түсті болды және энергиясының көп бөлігін ультракүлгін сәуле түрінде шығарды. Бірақ оң электроды көміртектің балқу температурасынан сәл төмен қыздырылып, күн сәулесіне ұқсас жарқын жарық шығарды. Доғалы шамдар көміртекті таяқшаларын тез тоздырып, қауіпті көміртек монооксидін бөліп шығарды және ондаған киловатт қуатты пайдаланды. Сондықтан олар тек үлкен аумақтарды жарықтандыру үшін ғана тиімді болды, сондықтан зерттеушілер үйге қолдануға жарамды шамдарды жасаудың жолын іздестіруді жалғастырды. 19-ғасырдың алғашқы үш тоқсанында көптеген ғалымдар платина немесе иридий сымдарының, көміртек таяқшалардың және вакуумдалған немесе жартылай вакуумдалған корпус түрлерімен жұмыс істеді. Бұл құрылғылардың көптеген үлгілері көрсетілді және кейбіреулері патенттелді. 1835 жылы Джеймс Боуман Линдсей Шотландияның Данди қаласында өткен қоғамдық жиында тұрақты электр жарығын көрсетті. Ол «бір жарым фут қашықтықта кітап оқи алатынын» мәлімдеді. Бірақ ол электр жарығын одан әрі дамытқан жоқ. 1838 жылы бельгиялық литограф Марселин Жобар көміртекті талшықты пайдалана отырып, вакуумдық атмосферасы бар қыздырғыш шамды ойлап тапты. 1840 жылы британдық ғалым Уоррен Де ла Ру вакуумдық түтікшеге платинадан жасалған оралмалы жіпті салып, оның арқылы электр тогын өткізді. Бұл дизайн платинаның жоғары балқу температурасының арқасында жоғары температурада жұмыс істеуге мүмкіндік береді және вакуумдалған камерада платинамен реакцияға түсетін газ молекулаларының азаюы оның қызмет ету мерзімін ұзартуы мүмкін деген тұжырымдамаға негізделген. Платинаның жоғары құны оны коммерциялық қолдануға тиімсіз етті. 1841 жылы ағылшын Фредерик де Молейнс қыздырғыш шамға алғашқы патентті алды, ол вакуумдық шамның ішінде орналасқан платина сымдарын пайдаланды. Ол сондай-ақ көміртекті де қолданды. 1845 жылы америкалық Джон В. Старр көміртекті талшықтарды пайдалана отырып, қыздырғыш шамға патент алды. Оның өнертабысы коммерциялық өндіріске шығарылмады. 1851 жылы Жан-Эжен Роберт Гуден Францияның Блуа қаласындағы имениесінде қыздырғыш шамдарды көпшілікке көрсетті. Оның шамдары Блуа сарайының мұражайында сақталады. 1859 жылы Мозес Г. Фармер платиналық талшықты пайдалана отырып, электрлі қыздырғыш шамды жасады. Томас Эдисон кейін Бостон қаласындағы дүкенде осындай шамдардың бірін көріп, Фармерден электр жарығы бизнесі туралы кеңес сұрады. 1872 жылы орыс Александр Лодыгин қыздырғыш шамды ойлап тапты және 1874 жылы Ресей патентін алды. Ол екі көміртек таяғын герметикалық жабылып, азот газымен толтырылған шыны ыдысқа орналастырды, ал ток бірінші таяқ тозған кезде екінші таяққа берілді. Кейін ол АҚШ-қа көшіп, атын Александр де Лодигуин деп өзгертті және хромий, иридий, родий, рутений, осмий, молибден және вольфрам талшықтары бар шамдарға, сондай-ақ молибден талшығы бар шамға 1900 жылы Парижде өткен әлемдік көрмеде патент алды. 1874 жылдың 24 шілдесінде Генри Вудвард пен Мэтью Эванс азотқа толы шыны цилиндрге орнатылған көміртек таяқшалардан тұратын шамға Канада патентін тіркеді. Олар шамдарын коммерцияландыруда сәтсіз болды және 1879 жылы Томас Эдисонға патент құқығын сатты (Эдисонға параллель тізбекте қосылған шамдар туралы жаңа талаптар қажет болды). 1880 жылдың 4 наурызында, Эдисонның шамнан кейін бес ай өткен соң, Алессандро Круто өзінің алғашқы қыздырғыш шамын жасады. Круто графитті жұқа платина талшықтарына газ тәрізді этил спиртінің қатысуында электр тогын өткізу арқылы жалап берді. Платинаны жоғары температурада қыздыру нәтижесінде таза графитпен қапталған платинаның жұқа талшықтары пайда болды. 1881 жылдың қыркүйегінде ол алғашқы синтетикалық талшықты жасауға қол жеткізді. Крутоның шамдары Эдисонның алғашқы үлгісімен салыстырғанда 500 сағат бойы жанды, ал Эдисонның шамдары 40 сағатқа ғана жетті. 1882 жылы Бавариядағы Мюнхенде өткен Электр көрмесінде Крутоның шамдары Эдисонның шамдарынан тиімдірек болды және жақсы, ақ жарық шығарды. 1893 жылы Генрих Гёбель 1854 жылы жұқа карбондалған бамбук талшығынан, платина сымдарынан және толық шыны қаптамадан, сондай-ақ жоғары вакуумнан тұратын алғашқы қыздырғыш шамды өзі жасағанын мәлімдеді. Төрт сот судьялары Гёбельдің өнертабына күмән келтірді, бірақ Эдисонның патентының мерзімі біткендіктен соңғы шешім қабылданбады. 2007 жылы жарияланған зерттеу жұмысы 1850 жылдардағы Гёбель шамдары туралы әңгімелердің шындыққа жанаспайтынын көрсетті.

In 1761, Ebenezer Kinnersley demonstrated heating a wire to incandescence. However such wires tended to melt or oxidize very rapidly (burn) in the presence of air. Limelight became a popular form of stage lighting in the early 19th century, by heating a piece of calcium oxide to incandescence with an oxyhydrogen torch. In 1802, Humphry Davy used what he described as "a battery of immense size", consisting of 2,000 cells housed in the basement of the Royal Institution of Great Britain, to create an incandescent light by passing the current through a thin strip of platinum, chosen because the metal had an extremely high melting point. It was not bright enough nor did it last long enough to be practical, but it was the precedent behind the efforts of scores of experimenters over the next 75 years. Davy also demonstrated the electric arc, by passing high current between two pieces of charcoal. For the next 40 years much research was given to turning the carbon arc lamp into a practical means of lighting. The carbon arc itself was dim and violet in color, emitting most of its energy in the ultraviolet, but the positive electrode was heated to just below the melting point of carbon and glowed very brightly with incandescence very close to that of sunlight. Arc lamps burned up their carbon rods very rapidly, expelled dangerous carbon monoxide, and tended to produce outputs in the tens of kilowatts. Therefore, they were only practical for lighting large areas, so researchers continued to search for a way to make lamps suitable for home use. Over the first three quarters of the 19th century, many experimenters worked with various combinations of platinum or iridium wires, carbon rods, and evacuated or semi evacuated enclosures. Many of these devices were demonstrated and some were patented. In 1835, James Bowman Lindsay demonstrated a constant electric light at a public meeting in Dundee, Scotland. He stated that he could "read a book at a distance of one and a half feet". However he did not develop the electric light any further. In 1838, Belgian lithographer Marcellin Jobard invented an incandescent light bulb with a vacuum atmosphere using a carbon filament. In 1840, British scientist Warren De la Rue enclosed a coiled platinum filament in a vacuum tube and passed an electric current through it. The design was based on the concept that the high melting point of platinum would allow it to operate at high temperatures and that the evacuated chamber would contain fewer gas molecules to react with the platinum, improving its longevity. Although a workable design, the cost of the platinum made it impractical for commercial use. In 1841, Frederick de Moleyns of England was granted the first patent for an incandescent lamp, with a design using platinum wires contained within a vacuum bulb. He also used carbon. In 1845, American John W. Starr patented an incandescent light bulb using carbon filaments. His invention was never produced commercially. In 1851, Jean Eugène Robert Houdin publicly demonstrated incandescent light bulbs on his estate in Blois, France. His light bulbs are on display in the museum of the Château de Blois. In 1859, Moses G. Farmer built an electric incandescent light bulb using a platinum filament. Thomas Edison later saw one of these bulbs in a shop in Boston, and asked Farmer for advice on the electric light business. In 1872, Russian Alexander Lodygin invented an incandescent light bulb and obtained a Russian patent in 1874. He used as a burner two carbon rods of diminished section in a glass receiver, hermetically sealed, and filled with nitrogen, electrically arranged so that the current could be passed to the second carbon when the first had been consumed. Later he lived in the US, changed his name to Alexander de Lodyguine and applied for and obtained patents for incandescent lamps having chromium, iridium, rhodium, ruthenium, osmium, molybdenum and tungsten filaments, and a bulb using a molybdenum filament was demonstrated at the world fair of 1900 in Paris. On 24 July 1874, a Canadian patent was filed by Henry Woodward and Mathew Evans for a lamp consisting of carbon rods mounted in a nitrogen filled glass cylinder. They were unsuccessful at commercializing their lamp, and sold rights to their patent to Thomas Edison in 1879. (Edison needed ownership of the novel claim of lamps connected in a parallel circuit). On 4 March 1880, just five months after Edison's light bulb, Alessandro Cruto created his first incandescent lamp. Cruto produced a filament by deposition of graphite on thin platinum filaments, by heating it with an electric current in the presence of gaseous ethyl alcohol. Heating this platinum at high temperatures leaves behind thin filaments of platinum coated with pure graphite. By September 1881 he had achieved a successful version of this the first synthetic filament. The light bulb invented by Cruto lasted five hundred hours as opposed to the forty of Edison's original version. In 1882 Munich Electrical Exhibition in Bavaria, Germany Cruto's lamp was more efficient than the Edison's one and produced a better, white light. In 1893, Heinrich Göbel claimed he had designed the first incandescent light bulb in 1854, with a thin carbonized bamboo filament of high resistance, platinum lead in wires in an all glass envelope, and a high vacuum. Judges of four courts raised doubts about the alleged Göbel anticipation, but there was never a decision in a final hearing due to the expiration of Edison's patent. A research work published in 2007 concluded that the story of the Göbel lamps in the 1850s is fictitious.

Көміртегі сүті мен вакуум

Джозеф Сван (1828–1914) – британдық физик және химик. 1850 жылы ол көмірленген қағаз жіпшелерін эвакуацияланған шыны шамда қолдана бастады. 1860 жылы ол жұмыс істейтін құрылғыны көрсетті, бірақ жақсы вакуумның және жеткілікті электр қуатының болмауы шамның қысқа ғұмыр сүруіне және тиімсіз жарық көзіне әкелді. 1870 жылдардың ортасына қарай жақсы сорғылар қолжетімді болды, Сван тәжірибелеріне қайта оралды. Вакуумды сорғылар саласындағы сарапшы Чарльз Стерннің көмегімен 1878 жылы Сван шамның ертедегі қараюын болдырмайтын өңдеу әдісін жасады. Бұл 1880 жылы британдық патент алды. 18 желтоқсан 1878 жылы Ньюкасл химиялық қоғамының мәжілісінде жұқа көміртек таяғын пайдаланатын шам көрсетілді, ал Сван 17 қаңтар 1879 жылы өткен мәжілісте жұмыс істейтін демонстрациясын көрсетті. Сондай-ақ, бұл шамды 3 ақпан 1879 жылы Ньюкасл-апон-Тайн әдеби және философиялық қоғамының мәжілісіне келген 700 адамға көрсетті. Бұл шамдар жұқа жіпшелер емес, доғалық шамнан алынған көміртек таяғын қолданды. Сондықтан олардың кедергісі төмен болды және қажетті токпен қамтамасыз ету үшін өте үлкен өткізгіштер қажет болды, сондықтан олар коммерциялық тұрғыдан тиімді емес еді, бірақ олар салыстырмалы түрде жоғары вакууммен, көміртек өткізгішпен және платиналық сымдармен қыздырылатын жарықтандыру мүмкіндіктерін көрсетті. Бұл шам шамамен 40 сағатқа созылды. 1881 жылы Лондонның Вестминстер қаласындағы Савой театры Сван шамдарымен жарықтандырылды, бұл әлемдегі тұңғыш театр және электрмен толығымен жарықтандырылған алғашқы қоғамдық ғимарат болды. Әлемде алғашқы шаммен жарықтандырылған көше – Мосли көшесі, Ньюкасл-апон-Тайн, Ұлыбритания. Оны 3 ақпан 1879 жылы Джозеф Сванның шамшырағы жақты. Томас Эдисон 1878 жылы практикалық қыздырылатын шамды жасау бойынша зерттеулерді бастады. Эдисон 14 қазан 1878 жылы "Электр жарығын жақсарту" бойынша алғашқы патенттік өтінішін берді. Көптеген тәжірибелерден кейін, алдымен 1880 жылдардың басында көміртекпен, содан кейін платинамен және басқа металдармен, Эдисон ақырында көміртек жіпшесіне қайта оралды. Алғашқы сәтті сынақ 22 қазан 1879 жылы жасалды және 13,5 сағатқа созылды. Эдисон бұл конструкцияны жақсартуды жалғастырды және 4 қараша 1879 жылы "оралған көміртек жіпшесі немесе жолағы және платиналық байланыс сымдарына қосылған" электр шам үшін АҚШ патентін алды. Патентте көміртек жіпшесін жасаудың бірнеше әдісі сипатталған, оның ішінде "мақта және зығыр жіптерін, ағаш тілімдерін, әр түрлі жолдармен оралған қағаздарды" пайдалану. 1880 жылы Орегон темір жолы мен кеме жүргізу компаниясының "Колумбия" кемесі Эдисонның қыздырылатын электр шамдарын алғаш рет қолданды (ол сонымен қатар динамоны қолданған алғашқы кеме болды). Нью-Йорк заңгері Альбон Ман 1878 жылы өзінің және Уильям Сойердің патенттерін пайдалану үшін "Электр динамикалық жарық компаниясын" құрды. Бірнеше аптадан кейін Америка Құрама Штаттарының электрлік жарық компаниясы құрылды. Бұл компания алғашқы коммерциялық шамдарды 1880 жылдың күзінде Нью-Йорктегі "Меркантильдік қауіпсіз сақтау" компаниясында орнатты, бұл Эдисонның шамдары "Колумбияға" орнатылғаннан кейін шамамен алты ай өткен соң болды. Хирам С. Максим Америка Құрама Штаттарының электрлік жарық компаниясының бас инженеры болды. Америка Құрама Штаттарында үлкен жетістікке ие болғаннан кейін, Эдисонның патенттеген қыздырылатын шамдары Еуропада да кеңінен таныла бастады; басқалардың арасында, Эдисонның алғашқы шамдары Скандинавия елдерінде 1882 жылдың наурыз айында Тампере, Финляндиядағы "Финляйсон" тоқыма фабрикасының тоқу залында орнатылды. Эдисонның сол кездегі қызметкері Льюис Латимер көміртек жіпшелерін жылумен өңдеудің жақсартылған әдісін жасады, бұл олардың сынуын азайтып, оларды ерекше "М" пішіні сияқты жаңа пішіндерге келтіруге мүмкіндік берді. 17 қаңтар 1882 жылы Латимер "Көміртектерді өндіру процесіне" патент алды, бұл шам жіпшелерін өндірудің жақсартылған әдісі, оны Америка Құрама Штаттарының электрлік жарық компаниясы сатып алды. Латимер жіпшелерді сым тіректеріне жақсырақ бекіту сияқты басқа да жетістіктерге патент алды. Ұлыбританияда Эдисон және Сван компаниялары бірігіп, "Эдисон және Сван Біріккен электр компаниясын" құрды (кейін Ediswan деп аталды және ақырында Thorn Lighting Ltd компаниясына қосылды). Эдисон бастапқыда бұл бірігуге қарсы болды, бірақ ақырында ынтымақтастыққа мәжбүр болды және бірігу жасалды. Ақырында Эдисон компаниядағы Сванның барлық үлесін сатып алды. Сван өзінің АҚШ патенттік құқықтарын 1882 жылдың маусымында "Brush Electric Company" компаниясына сатты. АҚШ патенттік кеңсесі 8 қазан 1883 жылы Эдисонның патенттері Уильям Сойердің бұрынғы өнеріне негізделгенін және жарамсыз екенін мәлімдеді. Сот процесі бірнеше жылға созылды. Ақырында 6 қазан 1889 жылы судья Эдисонның "жоғары кедергісі бар көміртек жіпшесіне" қатысты электр жарығын жақсарту туралы талабының жарамды екенін шешті. Лампаларды эвакуациялаудағы негізгі қиындық – шам жарылғанда бөлінетін, жіпшені шабуылдайтын ылғал болды. 1880 жылдары фосфор ангидриді қымбат сынап вакуумдық сорғыларымен бірге қолданылды. Алайда, шамамен 1893 жылы итальяндық ойлап табушы Итало Марчиони (1865–1939), мұндай сорғылары болмаған, фосфор буларының қалған су мен оттекті химиялық түрде байланыстыратынын тапты. Көміртек жіпшелі шамдардан екі есе тиімді, Нернст шамдары металл жіпшелі шамдармен басылып қалғанша қысқа ғана уақытқа танымал болды.

Joseph Swan (1828–1914) was a British physicist and chemist. In 1850, he began working with carbonized paper filaments in an evacuated glass bulb. By 1860, he was able to demonstrate a working device but the lack of a good vacuum and an adequate supply of electricity resulted in a short lifetime for the bulb and an inefficient source of light. By the mid 1870s better pumps had become available, and Swan returned to his experiments. With the help of Charles Stearn, an expert on vacuum pumps, in 1878, Swan developed a method of processing that avoided the early bulb blackening. This received a British Patent in 1880. On 18 December 1878, a lamp using a slender carbon rod was shown at a meeting of the Newcastle Chemical Society, and Swan gave a working demonstration at their meeting on 17 January 1879. It was also shown to 700 who attended a meeting of the Literary and Philosophical Society of Newcastle upon Tyne on 3 February 1879. These lamps used a carbon rod from an arc lamp rather than a slender filament. Thus they had low resistance and required very large conductors to supply the necessary current, so they were not commercially practical, although they did furnish a demonstration of the possibilities of incandescent lighting with relatively high vacuum, a carbon conductor, and platinum lead in wires. This bulb lasted about 40 hours. In 1881, the Savoy Theatre in the City of Westminster, London was lit by Swan incandescent lightbulbs, which was the first theatre, and the first public building in the world, to be lit entirely by electricity. The first street in the world to be lit by an incandescent lightbulb was Mosley Street, Newcastle upon Tyne, United Kingdom. It was lit by Joseph Swan's incandescent lamp on 3 February 1879. Thomas Edison began serious research into developing a practical incandescent lamp in 1878. Edison filed his first patent application for "Improvement in Electric Lights" on 14 October 1878. After many experiments, first with carbon in the early 1880s and then with platinum and other metals, in the end Edison returned to a carbon filament. The first successful test was on 22 October 1879, and lasted 13.5 hours. Edison continued to improve this design and by 4 November 1879, filed for a US patent for an electric lamp using "a carbon filament or strip coiled and connected to platina contact wires." Although the patent described several ways of creating the carbon filament including using "cotton and linen thread, wood splints, papers coiled in various ways," In 1880, the Oregon Railroad and Navigation Company steamer, Columbia, became the first application for Edison's incandescent electric lamps (it was also the first ship to use a dynamo). Albon Man, a New York lawyer, started Electro Dynamic Light Company in 1878 to exploit his patents and those of William Sawyer. Weeks later the United States Electric Lighting Company was organized. This company did not make their first commercial installation of incandescent lamps until the fall of 1880, at the Mercantile Safe Deposit Company in New York City, about six months after the Edison incandescent lamps had been installed on the Columbia. Hiram S. Maxim was the chief engineer at the United States Electric Lighting Company. After the great success in the United States, the incandescent light bulb patented by Edison also began to gain widespread popularity in Europe as well; among other places, the first Edison light bulbs in the Nordic countries were installed at the weaving hall of the Finlayson's textile factory in Tampere, Finland in March 1882. Lewis Latimer, employed at the time by Edison, developed an improved method of heat treating carbon filaments which reduced breakage and allowed them to be molded into novel shapes, such as the characteristic "M" shape of Maxim filaments. On 17 January 1882, Latimer received a patent for the "Process of Manufacturing Carbons", an improved method for the production of light bulb filaments, which was purchased by the United States Electric Light Company. Latimer patented other improvements such as a better way of attaching filaments to their wire supports. In Britain, the Edison and Swan companies merged into the Edison and Swan United Electric Company (later known as Ediswan, and ultimately incorporated into Thorn Lighting Ltd). Edison was initially against this combination, but Edison was eventually forced to cooperate and the merger was made. Eventually, Edison acquired all of Swan's interest in the company. Swan sold his US patent rights to the Brush Electric Company in June 1882. The United States Patent Office gave a ruling 8 October 1883, that Edison's patents were based on the prior art of William Sawyer and were invalid. Litigation continued for a number of years. Eventually on 6 October 1889, a judge ruled that Edison's electric light improvement claim for "a filament of carbon of high resistance" was valid. The main difficulty with evacuating the lamps was moisture inside the bulb, which split when the lamp was lit, with resulting oxygen attacking the filament. In the 1880s, phosphoric anhydride was used in combination with expensive mercury vacuum pumps. However, about 1893, Italian inventor it (1865–1939), who lacked these pumps, discovered that phosphorus vapours did the job of chemically binding the remaining amounts of water and oxygen. Twice as efficient as carbon filament lamps, Nernst lamps were briefly popular until overtaken by lamps using metal filaments.

Металл сүзі, инерттік газ

US575002А патенты 1897 жылдың 1 желтоқсанында Александр Лодыгинге (Лодыгин, Ресей) тиесілі болды және ол сирек металдардан жасалған, олардың ішінде вольфрам да бар, жіптерді сипаттайды. Лодыгин вольфрам сияқты сирек металдарды химиялық өңдеу және оларды электрмен қыздырылған жіпке (платина, көміртек, алтын) – уақытша негіз немесе қаңқа ретінде буландырып жағу процесін ойлап тапты. (АҚШ патенты 575,002). Кейін Лодыгин патенттік құқықтарды GE компаниясына сатты. 1902 жылы Siemens танталдан жасалған шам жібін жасады, ол тіпті графиттелген көміртек жіптерінен де тиімді болды, себебі оны жоғары температурада пайдалануға болады. Тантал металлының кедергісі көміртекке қарағанда төмен болғандықтан, тантал шам жібі өте ұзын болды және бірнеше ішкі тіреулерді қажет етті. Металл жіп пайдалану кезінде біртіндеп қысқарады, сондықтан жіптер үлкен бос иілмелермен орнатылды. Бірнеше жүз сағат бойы қолданылған шамдар өте нәзік болып кетті. Металл жіптер сынды да, қайта біріктіріледі, бірақ бұл әдетте кедергісін азайтады және жіптің қызмет ету мерзімін қысқартады. General Electric тантал жіптерін пайдалану құқығын сатып алып, 1913 жылға дейін АҚШ-та өндірді. 1898 жылдан 1905 жылға дейін осмий Карл Ауер фон Велсбах жасаған шамдарда жіп ретінде де қолданылды. Металл өте қымбат болғандықтан, пайдаланылған шамдарды жартылай төлем ретінде қайтаруға болады. Оны 110 В немесе 220 В үшін жасау мүмкін болмағандықтан, бірнеше шам стандартты кернеу тізбектерінде пайдалану үшін тізбектей жалғастырылды. Бұл өнімдер негізінен Еуропаға сатылды.

Вольфрам сүті

1904 жылдың 13 желтоқсанында мажар ғалымы Сандор Юст және хорват Франьо Ханаманға көміртекті қыздырғыштан гөрі ұзақ қызмет ететін және жарық беретін вольфрам қыздырғышына (No. 34541) мажар патенті берілді. Лампочканы аргон немесе азот сияқты инерт газбен толтыру, вакуумда жұмыс істеуге қарағанда вольфрамның булануын баяулатады. Бұл жоғары температураға және, демек, қыздырғыш өмірін аз қысқартқанда, тиімділікті арттыруға мүмкіндік береді. 1906 жылы Уильям Д. Кулидж General Electric компаниясында жұмыс істеген кезде, ұнтақталған вольфрамнан "икемді вольфрам" жасау әдісін әзірледі, одан қыздырғыштар жасауға болады. 1911 жылы General Electric икемді вольфрам сымынан жасалған шамдарды сатуға бастады. 1913 жылы Ирвинг Лангмюр шамды инерт газбен толтырудың, вакуумға қарағанда екі есе жарық беру тиімділігін арттыратынын және шамның қараюын азайтатынын анықтады. 1917 жылы Берни Ли Бенбоуға спиральді қыздырғышқа патент берілді, онда спиральді қыздырғыш мандрелді пайдалану арқылы спиральға оралады. 1921 жылы Джуничи Миура Хакунетсуша (Toshiba компаниясының алдыңғысы) компаниясында жұмыс істеген кезде спиральді вольфрамды пайдаланып алғашқы қос спиральді шамды жасады. Ол кезде спиральді қыздырғыштарды жаппай өндіруге қажетті жабдықтар болмады. Хакунетсуша 1936 жылы спиральді қыздырғыштарды жаппай өндіру әдісін әзірледі. 1924 жылдан бастап Екінші дүниежүзілік соғысқа дейін Phoebus картелі Солтүстік Америкадан тыс шам өндірушілер үшін бағалар мен сату квоталарын бекітуге тырысты. 1925 жылы америкалық химик Марвин Пипкин шамдардың ішін сыртқы қабығын бұзбай матовым ету процесіне патент алды. 1947 жылы ол шамдардың ішін кремниймен қаптау процесіне патент алды. 1930 жылы мажар ғалымы Имре Броди шамдарды аргонның орнына криптон газымен толтырды және ауадан криптон алу процесін жасады. Оның өнертабысына негізделген криптонмен толтырылған шамдардың өндірісі 1937 жылы Аякада, Полани және венгрлік физик Эгон Орован бірлесіп жобалаған зауытта басталды. 1964 жылға қарай шамдардың тиімділігі мен өндірісі артып, Эдисонның жарық жүйесі енгізілген кездегіге қарағанда, белгілі бір мөлшерде жарық беру құны отыз есеге төмендеді. АҚШ-та қыздырғыш шамдардың тұтынуы жылдам өсті. 1885 жылы шамамен 300 000 жалпы жарықтандыру шамдары сатылды, олардың барлығы көміртекті қыздырғыштармен жабдықталған. Вольфрам қыздырғыштары енгізілген кезде АҚШ-та шамамен 50 миллион шам ұясы болды. 1914 жылы 88,5 миллион шам пайдаланылды (олардың 15% ғана көміртекті қыздырғыштармен), ал 1945 жылға қарай шамдардың жылдық сатылымы 795 миллионға жетті (бір адамға жылына 5 шамнан астам).

On 13 December 1904, Hungarian Sándor Just and Croatian Franjo Hanaman were granted a Hungarian patent (No. 34541) for a tungsten filament lamp that lasted longer and gave brighter light than the carbon filament. Filling a bulb with an inert gas such as argon or nitrogen slows down the evaporation of the tungsten filament compared to operating it in a vacuum. This allows for greater temperatures and therefore greater efficacy with less reduction in filament life. In 1906, William D. Coolidge developed a method of making "ductile tungsten" from sintered tungsten which could be made into filaments while working for General Electric Company. By 1911 General Electric had begun selling incandescent light bulbs with ductile tungsten wire. In 1913, Irving Langmuir found that filling a lamp with inert gas instead of a vacuum resulted in twice the luminous efficacy and reduced bulb blackening. In 1917, Burnie Lee Benbow was granted a patent for the coiled coil filament, in which a coiled filament is then itself wrapped into a coil by use of a mandrel. In 1921, Junichi Miura created the first double coil bulb using a coiled coil tungsten filament while working for Hakunetsusha (a predecessor of Toshiba). At the time, machinery to mass produce coiled coil filaments did not exist. Hakunetsusha developed a method to mass produce coiled coil filaments by 1936. Between 1924 and the outbreak of the Second World War, the Phoebus cartel attempted to fix prices and sales quotas for bulb manufacturers outside of North America. In 1925, Marvin Pipkin, an American chemist, patented a process for frosting the inside of lamp bulbs without weakening them. In 1947, he patented a process for coating the inside of lamps with silica. In 1930, Hungarian Imre Bródy filled lamps with krypton gas rather than argon, and designed a process to obtain krypton from air. Production of krypton filled lamps based on his invention started at Ajka in 1937, in a factory co designed by Polányi and Hungarian born physicist Egon Orowan. By 1964, improvements in efficiency and production of incandescent lamps had reduced the cost of providing a given quantity of light by a factor of thirty, compared with the cost at introduction of Edison's lighting system. Consumption of incandescent light bulbs grew rapidly in the US. In 1885, an estimated 300,000 general lighting service lamps were sold, all with carbon filaments. When tungsten filaments were introduced, about 50 million lamp sockets existed in the US. In 1914, 88.5 million lamps were used, (only 15% with carbon filaments), and by 1945, annual sales of lamps were 795 million (more than 5 lamps per person per year).

Жарықтандырудың құны

Жарықтандыру шамдарының бастапқы құны, олардың өмір бойы қолданылатын энергия құнымен салыстырғанда шамалы. Көптеген басқа жарықтандыру түрлеріне қарағанда, жарықтандыру шамдарының қызмет ету мерзімі қысқа, егер шамды ауыстыру қиын немесе қымбат болса, бұл маңызды фактор болып табылады. Жарықтандыру шамдары мен люминесценттік шамдар сияқты кейбір шамдар, ескірген сайын азайған жарық береді; бұл қолайсыздық тудыруы мүмкін, немесе шам толығымен істен шығар алдында ауыстырылуына байланысты тиімді қызмет ету мерзімін қысқартуы мүмкін. Жарықтандыру шамдарын пайдалану шығындарын басқа жарық көздерімен салыстыру кезінде жарықтандыру талаптары, шамның құны және шамдарды ауыстыруға жұмсалатын еңбекақы (шамның тиімді қызмет ету мерзімін ескере отырып), қолданылған электр энергиясының құны, шамның жұмысының жылыту және кондиционерлеу жүйелеріне тигізетін әсері ескерілуі керек. Тұрғын үйлер мен коммерциялық ғимараттарды жарықтандыру үшін қолданылғанда, жылуға кеткен энергия ғимараттың кондиционерлеу жүйесіне қажетті энергияны айтарлықтай арттыруы мүмкін. Жылыту маусымында шамдардың шығаратын жылуы ысырап болмайды, бірақ көп жағдайда жылу жүйесінен жылу алу тиімдірек. Дегенмен, жыл бойы энергияны үнемдеу үшін тиімді жарықтандыру жүйесі барлық климаттық аймақтарда пайдалы.

Пайдалануға тыйым салу шаралары

Көбінесе, шамдар КФЛ және LED шамдары сияқты баламаларына қарағанда көбірек энергия жұмсайды. Сондықтан көптеген үкіметтер оларды қолдануға тыйым салу шараларын енгізді, олар үшін ең төменгі тиімділік стандарттарын шамдардың мүмкіндігінен асыра қойды. Шамдарға тыйым салу шаралары Еуропалық Одақта, АҚШ-та, Ресейде, Бразилияда, Аргентинада, Канадада және Австралияда, сондай-ақ басқа да елдерде жүзеге асырылды. Еуропалық комиссия бұл тыйымның экономикаға 5-10 миллиард еуроға дейін пайда әкелетінін және жыл сайын 40 ТВт/сағ электр энергиясын үнемдейтінін есептеді, бұл 15 миллион тоннаға дейін көмірқышқыл газы шығарылымын азайтуға мүмкіндік береді. Шамдарды қолдануға тыйым салуға қарсылар баламалардың бастапқы құнының жоғары екенін және флуоресцентті шамдардың жарығының сапасының төмен екенін айтады. Кейбір адамдар флуоресцентті шамдардың денсаулыққа тигізетін әсеріне қатысты алаңдайды.

Тиімділікті арттыру бойынша шаралар

Саудадағы қыздырғыш шамдардың тиімділігін арттыру мақсатында бірқатар зерттеулер жүргізілді. 2007 жылы General Electric компаниясы жоғары тиімділіктегі қыздырғыш (HEI) шам жобасын жариялады, олардың пікірінше, бұл шамдар ағымдағы қыздырғыш шамдарға қарағанда ең көп төрт есе тиімді болуы мүмкін, бірақ бастапқы өндіріс мақсаты шамамен екі есе тиімділікке қол жеткізу еді. 2008 жылы HEI бағдарламасы баяу ілгерілеуге байланысты тоқтатылды. АҚШ Энергетика министрлігінің Sandia Ұлттық зертханаларында жүргізген зерттеулері фотондық торлы жіптің тиімділігін күрт арттыру мүмкіндігін көрсетті. Әртүрлі елдерде шамдардың тиімділігін арттыруды талап ететін заңнамаларға байланысты, Philips компаниясы гибридті қыздырғыш шамдарды ұсынды. Halogena Energy Saver қыздырғыш шамдары шамамен 23 лм/Вт өнім береді; бұл дәстүрлі қыздырғыш шамдарға қарағанда шамамен 30 пайызға тиімдірек, себебі бұрын ысырап болатын инфрақызыл сәулеленуді шамға қайта бағыттайтын рефлективті капсула қолданылады, одан бір бөлігі көрінетін жарық ретінде қайта шығарылады. Интерференциялық сүзгілерге немесе фотондық кристалдарға негізделген жетілдірілген рефлекторлар теориялық тұрғыдан жоғары тиімділікке, шамамен 270 лм/Вт (мүмкін болатын ең жоғары тиімділіктің 40%) дейін әкелуі мүмкін. Зертханалық эксперименттерде 45 лм/Вт-қа дейін нәтижелер алынды, бұл шағын люминесцентті шамдардың тиімділігіне жақындады.

Құрылыс

Жарық шамдары ауа өткізбейтін шыны корпустан (қаптамадан немесе шамнан) тұрады, оның ішінде вольфрам жіпшесі бар, одан электр тогы өтеді. Контактілік сымдар және екі (немесе одан көп) өткізгіштерден тұратын негіздер жіпшеге электрлік байланыс жасауды қамтамасыз етеді. Жарық шамдары көбінесе шамның негізіне бекітілген сабақ немесе шыны ұстағыштан тұрады, бұл электр контактілерінің ауа немесе газ шығуынсыз қаптамадан өтуіне мүмкіндік береді. Сабаққа енгізілген кішкентай сымдар жіпшені және оның қосымша сымдарын ұстап тұрады. Электр тогы жіпшені әдетте, вольфрамның балқу температурасынан едәуір төмен температураға дейін қыздырады. Жіпшенің температурасы жіпшенің түріне, пішініне, мөлшеріне және өтетін ток күшіне байланысты. Қыздырылған жіпше үздісіз спектрге жақын жарық шығарады. Шығарылатын энергияның пайдалы бөлігі – көрінетін жарық, бірақ энергияның көп бөлігі жақын инфрақызыл толқындар түрінде жылу ретінде бөлінеді.

Қиындықтарды азайту

Қалыпты жұмыс кезінде, шамның вольфрамы буланады; қызған, тиімді шамдар тезірек буланады. Кейде криптон да қолданылады. Инерт газ шамның вольфрамын буланудан сақтайды, бірақ сонымен бірге шамнан жылуды сыртқа шығарып, оны салқындатып, тиімділігін төмендетеді. Тұрақты қысым мен температурада газдың жылу өткізгіштігі газдың молекулалық салмағына және газ молекулаларының көлденең қимасының ауданына байланысты. Молекулалық салмағы жоғары газдардың жылу өткізгіштігі төмен, себебі олардың молекулалық салмағы мен көлденең қимасы үлкен. Ксенон газы жоғары молекулалық салмағының арқасында тиімділікті арттырады, бірақ ол қымбатқа соққандықтан, көбінесе кішкентай шамдарда ғана қолданылады. Шамның жіңішкеленіп кетуі (filament notching) вольфрамның теңсіз булануына байланысты. Шамдағы кедергінің шамалы өзгеруі жоғары кедергілі жерлерде "қызыл нүктелердің" пайда болуына себеп болады; газ толтырылған шамдағы шамның жыртылуы электр доғасын тудыруы мүмкін, ол терминалдар арасында таралып, өте күшті токқа әкелуі мүмкін. Сондықтан шамға салынған сақтандырғыш ретінде қасақана жұқа қорғасын сымдар немесе одан да күрделі қорғаныс құрылғылары жиі қолданылады. Жоғары кернеулі шамдарда доғаның пайда болу мүмкіндігін азайту үшін көбірек азот қолданылады. Шамдардың қараю мәселесін зерттеу термоиондық эмиссияны (Эдисон эффектісін) ашуға, вакуумдық түтіктерді ойлап табуға және айналар мен басқа оптикалық жабындар жасау үшін қолданылатын буланумен шөгу әдісіне (evaporation deposition) әкелді. Шамның ішіндегі өте аз мөлшердегі су буы шамның қараюын едәуір күшейте алады. Су буы қызған шамда сутек пен оттегіге ыдырайды. Оттегі вольфрам металлына шабуыл жасайды, ал нәтижесінде пайда болған вольфрам оксидтері шамның салқын бөліктеріне жетеді. Су буындағы сутек оксидті азайтып, қайтадан су буын құрайды, осылайша су айналымын жалғастырады.

Галогендік шамдар

Галогендік шам төмен қысымдағы галоген газымен және инертті газбен толтырылу арқылы жіпшенің теңсіз булануын азайтады және шам қаптамасының қараюын болдырмайды. Галогендік цикл шамның қызмет ету мерзімін ұзартады және шам ішінен вольфрамды жіпшеге қайта орналастыру арқылы қараюдың алдын алады. Галогендік шам, ұқсас қуатты стандартты газбен толтырылған шамға қарағанда, жіпшені жоғары температурада жұмыс істеуге мүмкіндік береді, бұл оның қызмет ету мерзімін қысқартпайды. Мұндай шамдар әдеттегі шамдарға қарағанда әлдеқайда кішкентай болып келеді және шектеулі кеңістікте күшті жарық қажет болатын жерлерде кеңінен қолданылады. Оптикалық микроскопияға арналған талшықты-оптикалық шамдар – бұл бірнеше қолданыстардың бірі.

Жарықпен жарық беретін доғалы шамдар

Жанып тұрған шамның бір түрі ыстық сымды жіпше қолданбай, қыздыру үшін шар тәрізді электродқа соққан доғаны пайдаланды. Электрод содан кейін қызып, жарық шығарды, ал доға жарық беруге аз үлес қосты. Мұндай шамдар проекциялау немесе микроскоптар сияқты ғылыми құралдарды жарықтандыру үшін қолданылды. Бұл доғалы шамдар салыстырмалы түрде төмен кернеумен жұмыс істеді және шамның ішінде иондануды бастау үшін вольфрам жіпшелерін қамтыды. Олар доғалы шамның қарқынды, шоғырланған жарығын берді, бірақ оларды қолдану оңайырақ болды. 1915 жылдары жасалған бұл шамдар сынап және ксенон доғалы шамдарымен ығыстырылды.

Электрлік сипаттамалары

+ Қуат бойынша тиімділікті салыстыру 120 вольт шамдар 230 вольт шамдарҚуат (W) Шығыс (лм) Тиімділік (лм/W) Шығыс (лм) Тиімділік (лм/W) 5 25 5 15 1107.3 25 2008.0 2309.240 500 12.5 430 10.860 850 14.2 730 12.275 1200 16.0 100 1700 17.0 1380 13.8 150 2850 19.0 220 14.8 200 3900 19.5 3150 15.8 300 6200 20.7 5000 16.7 500 8400 16.8

Қуат

Жарықтандырғыш шамдар 1 қуат коэффициентіне ие таза резистивті жүктемелер болып табылады. Газразрядты немесе LED шамдардан өзгеше, тұтынылатын қуат тізбектегі көрінетін қуатқа тең. Жарық шамдары көбінесе тұтынылатын электр қуатына сәйкес сатылады. Бұл, негізінен, шамның спиралінің жұмыс кедергісіне байланысты. Егер екі шамның кернеуі мен түрі бірдей болса, қуаты жоғары шам көбірек жарық береді. Кестеде стандартты 120 вольтты шамдардың әртүрлі қуаттағы шамамен шығысы люмендермен көрсетілген. 230 В шамдардың жарық шығаруы аздап төмен болуы мүмкін. Төмен ток (жоғары кернеу) спиралі жұқарақ болады және бірдей қызмет ету мерзімі үшін аздап төмен температурада жұмыс істеуі керек, бұл энергия тиімділігін азайтады. Бірдей қуаттағы «жылы ақ» шамдардың люмендік көрсеткіштері, әдетте, мөлдір шамдарға қарағанда сәл төмен болады.

Ағым және кедергі

Қарсылық температураға тәуелді. Вольфрамды қыздыру шамдарының салқын күйдегі қарсылығы, жұмыс істеген кездегі қарсылықтың шамамен 1/15 бөлігін құрайды. Мысалы, 100 ваттты, 120 вольтты шам жарық күйінде 144 ом қарсылыққа ие, бірақ салқын күйдегі қарсылығы әлдеқайда төмен (шамамен 9,5 ом). Ал JIS C 7710:1988 шам пішіндері үшін жалпы терминологияны қамтиды. + Мысалдар Сипаттама SI Инч Толықтырулар "Стандартты" шам A60 E26 A19 E26 ⌀60 мм (~⌀19/8 дюйм) А сериялы шам, ⌀26 мм Эдисон бұрандасы Шам жалыны пішіндес шам CA35 E12 CA11 E12 ⌀35 мм (~⌀11/8 дюйм) Шам жалыны пішіні, ⌀12 мм Эдисон бұрандасы Топан жарығы BR95 E26 BR30 E26 ⌀95 мм (~⌀30/8 дюйм) Топан жарығы, ⌀26 мм Эдисон бұрандасы Галогенді трек шамдары MR50 GU5.3 MR16 GU5.3 ⌀50 мм (~⌀16/8 дюйм) көп қырлы рефлектор, 5,33 мм аралас 12 В екі тіректі қосылыс.

Жарық тұғырлары

Үлкен шамдар бұрандалы немесе штык негізге ие болуы мүмкін, олардың негізінде бір немесе бірнеше контактілер болады. Қабықша электрлік контакті ретінде немесе тек механикалық тіреу ретінде қызмет ете алады. Штык негізді шамдар көбінесе автомобиль шамдарында дірілден босап қалмау үшін қолданылады. Кейбір түтікшелі шамдардың екі ұшында да электрлік контактілер болады. Миниатюралық шамдар кенелі негізге және сымдық контактілерге ие болуы мүмкін, ал кейбір автомобильдік және арнайы мақсаттағы шамдар сымдарға қосылу үшін бұрандалы клеммалары бар. Өте кішкентай шамдардың иінтірегіш сымдары қосылу үшін шамның негізі арқылы созылуы мүмкін. Бипиндік негіз көбінесе галогендік немесе рефлекторлық шамдар үшін қолданылады. 19 ғасырдың соңында өндірушілер көптеген үйлеспейтін шам негіздерін енгізді. General Electric компаниясының "Mazda" стандартты өлшемдері көп ұзамай АҚШ-та қабылданды. Шамның негізі шамға цемент арқылы немесе шыны шамға қалыптастырылған ойыстарға механикалық қысым арқылы бекітілуі мүмкін. Оптикалық жүйелерде қолдануға арналған шамдар, иінтірегішті оптикалық жүйеде дәл орналастыруға мүмкіндік беретін сәйкестендіру элементтерімен жабдықталған негіздерге ие. Бұрандалы негізді шамды ұяға орнатқанда иінтірегіштің бағыты кездейсоқ болуы мүмкін. Шамның ұясындағы контактілер электр тогының негізден иінтірегішке өтуіне мүмкіндік береді. Ұя электрлік қосылымдарды және механикалық тіреуді қамтамасыз етеді, сондай-ақ шам жанып кеткенде оны ауыстыруға мүмкіндік береді.