Tại sao bóng đèn sợi đốt thường bị cháy đúng lúc vừa bật

Mấy cái bóng đèn dây tóc này "chết" cũng có phong cách lắm, toàn lựa đúng lúc mình vừa bấm công tắc là "tạch". Thực ra, đó là khoảnh khắc nó chịu áp lực kinh khủng nhất về nhiệt chứ không phải do bạn đen đủi đâu.

Lúc đang nguội, sợi dây vôn-fram có điện trở rất thấp. Vừa bật điện, một dòng điện khổng lồ ùa vào nhanh như chớp, khiến nó nóng lên hàng nghìn độ chỉ trong tích tắc.

Sự giãn nở đột ngột này giống như bắt một người đang ngủ say phải bật dậy chạy nước rút ngay lập tức. Nếu sợi dây đã mòn mỏng sau thời gian dài chinh chiến, nó sẽ đứt phựt ngay tại điểm yếu nhất dưới cú sốc đó.

Ủa, nó nằm trong bóng kín bưng thì sao mà mòn đi được chú?

Chú nói cho nghe, dù nó nằm trong cái "lồng kính" đó thì cũng không thoát được quy luật hao mòn đâu. Ở cái nhiệt độ hơn 2000 độ C, kim loại nó không chỉ nóng đỏ mà còn bắt đầu "bay hơi" y như nước sôi vậy.

Các nguyên tử vôn-fram cứ thế bốc ra khỏi sợi dây rồi bám vào thành bóng thủy tinh. Để ý mấy cái bóng cũ hay bị đen thui một mảng là vì thế đấy, đó chính là "xác" của sợi dây bám lên đó.

Cứ mỗi lần bật là nó lại "gầy" đi một tí. Đến khi có một đoạn bị mòn vẹt, mỏng dính hơn hẳn chỗ khác thì chỉ cần một cú sốc nhiệt nhẹ là nó đứt phựt ngay tại đó.

Hút chân không cho nó hết đường bay hơi là xong chứ gì chú?

Cháu nhầm to rồi, hút chân không sạch sành sanh thì nó còn nhanh "đi" hơn đấy. Không có áp suất đè lên, mấy nguyên tử vôn-fram càng dễ "bung lụa" thoát xác nhanh gấp bội.

Thực tế người ta phải bơm khí trơ như Argon vào. Hãy tưởng tượng mấy phân tử khí này như một đám đông đứng chen chúc, cứ thấy nguyên tử kim loại định "vượt rào" là chúng nó lại húc ngược trở lại.

Nhờ cái "hàng rào" này mà sợi dây mới trụ được lâu hơn. Nhưng ở nhiệt độ đó thì sớm muộn gì nó cũng mòn rồi đứt thôi, không thoát được đâu.

Cho thêm thật nhiều khí vào cho nó khỏi thoát luôn không được hả chú?

Nhìn thì hay đấy nhưng làm thế là cháu đang tự chế một quả bom mini trong nhà rồi. Khí trơ gặp nóng nó nở ra kinh khủng lắm.

Bơm căng quá, lúc bật đèn lên nhiệt độ tăng vọt, áp suất bên trong sẽ như cái nồi áp suất bị hỏng van, nó nổ tung tóe mảnh kính ra thì khổ. Cái vỏ thủy tinh mỏng manh đó chịu sao thấu.

Chưa kể, nhiều khí quá nó lại dẫn nhiệt từ sợi dây ra ngoài nhanh hơn, làm sợi dây nhanh nguội. Kết quả là cháu tốn thêm đống tiền điện mà đèn thì cứ lờ mờ như đom đóm đực vậy.

Sao không làm cái vỏ thủy tinh dày lên cho nó khỏi nổ hả chú?

Cháu lại tính "lấy thịt đè người" rồi. Thủy tinh càng dày thì lại càng dễ nứt vỡ khi nhiệt độ thay đổi đột ngột đấy.

Khi bật đèn, mặt trong lớp kính nóng lên và nở ra rất nhanh, nhưng mặt ngoài dày quá nên chưa kịp "nở" theo. Hai lớp này cứ thế giằng xé nhau cho đến khi "rắc" một cái là xong đời cái bóng.

Cái vỏ mỏng dính đó thực ra là để nhiệt truyền qua nhanh, giúp cả cái bóng nóng đều cùng lúc. Trong kỹ thuật, không phải cứ "nồi đồng cối đá" là tốt đâu, quan trọng là phải biết co giãn đúng lúc.