Lampada frontale.
I fari delle automobili sono generalmente composti da tre parti: lampadina, riflettore e specchio corrispondente (specchio antiastigmatismo).
1. lampadina
Le lampadine utilizzate nei fari delle automobili sono lampadine a incandescenza, lampadine alogene al tungsteno, nuove lampade ad arco ad alta luminosità e così via.
(1) Lampadina a incandescenza: il suo filamento è costituito da filo di tungsteno (il tungsteno ha un alto punto di fusione e una luce intensa). Durante la produzione, per aumentarne la durata, la lampadina viene riempita con un gas inerte (azoto e la sua miscela di gas inerti). Questo può ridurre l'evaporazione del filo di tungsteno, aumentare la temperatura del filamento e migliorare l'efficienza luminosa. La luce di una lampadina a incandescenza ha una sfumatura giallastra.
(2) Lampada a ioduri di tungsteno: la lampadina a ioduri di tungsteno viene inserita in un gas inerte contenente un elemento alogenuro (come iodio, cloro, fluoro, bromo, ecc.), utilizzando il principio della reazione di riciclo degli alogenuri di tungsteno, ovvero il tungsteno gassoso che evapora dal filamento reagisce con l'alogeno per produrre un alogenuro di tungsteno volatile, che si diffonde nell'area ad alta temperatura vicino al filamento e si decompone per effetto del calore, in modo che il tungsteno ritorni al filamento. L'alogeno rilasciato continua a diffondersi e a partecipare alla reazione del ciclo successivo, che continua, impedendo così l'evaporazione del tungsteno e l'annerimento della lampadina. Le dimensioni della lampadina alogena al tungsteno sono ridotte, il guscio della lampadina è realizzato in vetro di quarzo con resistenza alle alte temperature e elevata resistenza meccanica. A parità di potenza, la luminosità della lampada alogena al tungsteno è 1,5 volte superiore a quella della lampada a incandescenza e la durata è da 2 a 3 volte maggiore.
(3) Nuova lampada ad arco ad alta luminosità: questa lampada non ha un filamento tradizionale nel bulbo. Invece, due elettrodi sono posizionati all'interno di un tubo di quarzo. Il tubo è riempito con xeno e tracce di metalli (o alogenuri metallici) e, quando la tensione dell'arco sull'elettrodo è sufficiente (5000 ~ 12000 V), il gas inizia a ionizzarsi e a condurre elettricità. Gli atomi del gas sono in uno stato eccitato e iniziano a emettere luce a causa della transizione del livello energetico degli elettroni. Dopo 0,1 s, una piccola quantità di vapori di mercurio evapora tra gli elettrodi e l'alimentazione viene immediatamente trasferita alla scarica ad arco di vapori di mercurio, per poi essere trasferita alla lampada ad arco ad alogenuri non appena la temperatura aumenta. Una volta che la luce raggiunge la normale temperatura di esercizio della lampadina, la potenza per mantenere la scarica ad arco è molto bassa (circa 35 W), consentendo un risparmio del 40% dell'energia elettrica.
2. riflettore
Il ruolo del riflettore è quello di massimizzare la polimerizzazione della luce emessa dalla lampadina in un fascio potente per aumentare la distanza di irradiazione.
La superficie dello specchio è un paraboloide rotante, generalmente realizzato in lamiera d'acciaio stampata di spessore 0,6-0,8 mm o in vetro o plastica. La superficie interna è placcata in argento, alluminio o cromo e poi lucidata; il filamento si trova nel punto focale dello specchio e la maggior parte dei suoi raggi luminosi viene riflessa e proiettata in lontananza come fasci paralleli. Una lampadina senza specchio può illuminare solo una distanza di circa 6 m, mentre il fascio parallelo riflesso dallo specchio può illuminare una distanza di oltre 100 m. Dietro lo specchio, c'è una piccola quantità di luce diffusa, di cui quella verso l'alto è completamente inutile, mentre la luce laterale e inferiore contribuisce a illuminare la superficie stradale e il marciapiede per 5-10 m.
3. lente
Il pantoscopio, noto anche come lente astigmatica, è una combinazione di diversi prismi e lenti speciali, la cui forma è generalmente circolare e rettangolare. La funzione dello specchio corrispondente è quella di rifrangere il fascio di luce parallelo riflesso dallo specchio, in modo che la strada davanti all'auto riceva un'illuminazione uniforme e uniforme.
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Il sistema ottico del faro è una combinazione di lampadina, riflettore e specchio corrispondente. A seconda della diversa struttura del sistema ottico del faro, il faro può essere suddiviso in tre tipologie: semichiuso, chiuso e proiettivo.
1. Faro semi-chiuso
Lo specchio retrovisore e lo specchio retrovisore sono uniti e non possono essere smontati; la lampadina può essere inserita nella parte posteriore dello specchio; il vantaggio del faro semichiuso è che, una volta bruciato il filamento, è sufficiente sostituire la lampadina; lo svantaggio è la scarsa tenuta. Il faro combinato integra l'indicatore di direzione anteriore, la luce di posizione anteriore, gli abbaglianti e gli anabbaglianti in un unico elemento, mentre il riflettore e il pantoscopio sono realizzati in un unico elemento con materiali organici e la lampadina può essere inserita facilmente nella parte posteriore. Con i fari combinati, le case automobilistiche possono produrre qualsiasi tipo di lente per fari su richiesta, al fine di migliorare le caratteristiche aerodinamiche, il risparmio di carburante e l'estetica del veicolo.
2. Fari anteriori chiusi
I fari chiusi si dividono anche in fari chiusi standard e fari chiusi alogeni.
Il sistema ottico del faro standard con attacco a baionetta prevede la fusione e la saldatura del riflettore e dello specchio corrispondente in un unico pezzo per formare l'alloggiamento della lampadina, mentre il filamento è saldato alla base del riflettore. La superficie del riflettore è alluminata sotto vuoto e la lampada è riempita con gas inerte e alogeno. I vantaggi di questa struttura sono: buone prestazioni di tenuta, la protezione dello specchio dall'inquinamento atmosferico, un'elevata efficienza di riflessione e una lunga durata. Tuttavia, una volta bruciato il filamento, è necessario sostituire l'intero gruppo ottico, con un conseguente aumento dei costi.
3. Faro proiettivo
Il sistema ottico del faro proiettivo è composto principalmente da lampadina, riflettore, specchio di protezione e specchio convesso di corrispondenza. Utilizza uno specchio convesso non inciso molto spesso, di forma ovale. Pertanto, il suo diametro esterno è molto piccolo. I fari proiettivi hanno due punti focali: il primo fuoco è la lampadina e il secondo fuoco è formato dalla luce. La luce viene focalizzata attraverso lo specchio convesso e proiettata in lontananza. Il suo vantaggio è l'ottima messa a fuoco e il percorso di proiezione dei raggi:
(1) La luce emessa nella parte superiore della lampadina passa attraverso il riflettore fino al secondo fuoco e viene focalizzata sulla distanza attraverso lo specchio convesso corrispondente.
(2) Allo stesso tempo, la luce emessa nella parte inferiore della lampadina viene riflessa dallo specchio di mascheramento, riflessa indietro sul riflettore e quindi proiettata sul secondo fuoco e focalizzata sulla distanza attraverso lo specchio convesso corrispondente.
Nell'uso delle automobili, i requisiti per i fari sono: sia avere una buona illuminazione, ma anche evitare di abbagliare il conducente dell'auto in arrivo, quindi nell'uso dei fari bisogna prestare attenzione ai seguenti punti:
(1) Mantenere pulito il pantoscopio del faro, soprattutto quando si guida sotto la pioggia e la neve, lo sporco e la polvere ridurranno le prestazioni di illuminazione del faro del 50%. Alcuni modelli sono dotati di tergicristalli e spruzzi d'acqua.
(2) Quando due auto si incontrano di notte, entrambe le auto devono spegnere gli abbaglianti dei fari e passare alla luce abbagliante per garantire la sicurezza di guida.
(3) Per garantire le prestazioni del faro, il fascio luminoso del faro deve essere controllato e regolato dopo la sostituzione del faro o dopo aver percorso 10.000 km.
(4) Controllare regolarmente la lampadina, il portalampada e il ferro di base per verificare la presenza di ossidazione e allentamento, per garantire che il contatto del connettore sia efficiente e che il ferro di base sia affidabile. Se il contatto è allentato, all'accensione del faro si produrrà una scossa elettrica dovuta all'accensione e allo spegnimento del circuito, bruciando il filamento. Se il contatto è ossidato, la luminosità della lampada diminuirà a causa dell'aumento della caduta di pressione del contatto.
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