• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  Science >> Vetenskap >  >> Andra
    Hur elektroluminescerande (EL) tråd fungerar
    Suenos Del Agave-artister dansar medan de bär EL-trådskostymer under Burning Man-projektet 2008. AP Photo/Brad Horn

     

    Elektroluminescerande tråd , även känd som EL-tråd , har funnits sedan dess uppfinning 1936 av fransmannen Georges Destriau. Dess funktion – att skapa ett neonliknande ljus – är inte ny, ändå utvecklar människor allt mer kreativa sätt att dra nytta av dess unika egenskaper. Elektroluminescerande material finns i ark- och trådform, och båda varianterna har blivit mer lämpade för konsumentbruk sedan de uppfanns. De första EL-produkterna var gjorda av tjocka, oflexibla och ömtåliga material. Elektroluminiscerande tråd, till exempel, träffade först scenen inkapslad i glas eller keramik. Det fanns ett betydande problem med denna design. Varken glas eller keramik är formbart:du kan inte linda, linda eller sträcka det till nya och intressanta former. Detta minskar EL-trådens användbarhet avsevärt. Att kapsla in tråden i en böjlig plastbeläggning löste enkelt problemet genom att göra EL-tråden flexibel, vattentät och därför idealisk för både inomhus- och utomhusbruk.

    EL-trådens popularitet beror på dess mångsidighet och effektivitet. Det används ofta av artister och hackare för att lysa upp kläder (tänk glödande kostymer), cykelekrar och skivspelare. Det är allmänt förekommande på festivaler som Burning Man, där människor skapar höga strukturer prydda med färgglada trådar lödda ihop. Den världsberömda ljuskonstnären Marcus Tremento använder EL-tråd som ett sätt att blanda modern design och konst. EL-wire har även en dekorativ säkerhetsfunktion när det kommer till trappor, gångvägar och cykelhjälmar. Räddningspersonal har till och med använt EL-tejp för att belysa olycksområden. Oavsett om du köper den eller gör den själv, använder den för säkerhetsbelysning eller ljusa kläder, är EL-tråd ett utmärkt val för kreativa belysningsprojekt, stora som små.

    Exakt hur fungerar EL-tråd? Låt oss börja med att titta på hur det är gjort.

    Innehåll
    1. Komponenter i EL Wire
    2. Varför EL-tråd glöder
    3. EL Wire säkerhet, effektivitet och kostnad
    4. Belysning av displayer och hantverk med EL-tråd

    Komponenter i EL Wire

    Elektroluminescerande (EL) tråd har en ganska enkel struktur med bara fem komponenter. ©2010 HowStuffWorks

    Det fina med elektroluminiscerande tråd är dess relativa enkelhet. Den består av flera komponenter:

    • Kopparkärna
    • Fosforsmörjmedel
    • 2 koppartrådar
    • 2 PVC-hylsor
    • AC-strömkälla

    Tillverkningen av EL-tråd börjar med en solid kopparkärna, som fungerar som en ledare . En ledare är ett material genom vilket elektricitet - ett flöde av elektroner - lätt rör sig. Hela kopparkärnan är belagd med ett jämnt lager fosforsmörjmedel. Fosfor - som den typ i ljusa stickor och andra glöd-i-mörkret-produkter - är nyckeln till elektroluminiscerande tråd. Fosfor är ett fast material som avger ljus när det utsätts för en energikälla, som elektricitet.

    Därefter tvinnas två mycket tunna koppartrådar ihop för att göra en lång tråd. Denna tråd lindas runt den fosforbelagda kopparkärnan. Du har nu en lagerenhet. Du kan tänka på dess kärna som en sandwich -- två ledare med elektricitet som följer genom dem ger den energi som behövs för att fosforn ska lysa upp.

    EL-tråd kan gå sönder om den utsätts för fukt. Det är här de två PVC-hylsorna kommer in i bilden. Dessa hylsor skyddar EL-tråden från väder och vind - detta är särskilt viktigt när du använder EL-tråd utomhus - och ger den dess smidighet. Den första PVC-hylsan, som är ganska tunn och lätt, dras över hela den ledande enheten. Denna innerhylsa är gjord av en klar, vattentät plast. Den andra PVC-hylsan, som ofta är kemiskt färgad för att producera en stor mängd färger, läggs över hela strängen. Den ger ett extra lager av skydd och är ofta brokig för att ge en illusion av textur.

    Slutligen är ingen EL-ledning komplett utan en växelströmskälla. Tillsatsen av elektricitet till din EL-kabel börjar en reaktion på atomnivå som gör att tråden lyser.

    Nu när vi vet vad EL-tråden består av, låt oss se vad som gör att den lyser så vackert.

    Mytologi fakta

    Den forntida grekiska guden fosfor var känd som ljusbringaren. Han framkallades ofta med hänvisning till Venus när planeten var synlig före gryningen. Det latinska namnet för samma gud var "Lucifer."

    Varför EL Wire glöder

    EL-kabeln drivs av växelström (AC), inte likström (DC). När elektricitet appliceras på en elektroluminescerande tråd, slås elektroner i trådens fosforbeläggning till en högre energinivå eller orbital. När dessa elektroner flyttar tillbaka till sin ursprungliga energinivå, avger de ljuspartiklar som kallas fotoner . Först vid den punkt när elektronerna släpper sin extra energi och återgår till sitt tidigare tillstånd kommer de att frigöra fotoner, vilket får fosforn att glöda. Så varför är AC bättre än DC för elektroluminescerande tråd? Om likström (DC) applicerades på EL-tråden, skulle ljusemissionen sluta så snart strömmen slutar excitera elektronerna. Eftersom DC rör sig i endast en riktning, skulle glöden börja och sluta mycket snabbt när strömmen passerade.

    För att EL-tråden ska lysa kontinuerligt behöver den en konstant tillförsel av elektrisk ström. Med växelström (AC) rör sig den elektriska strömmen fram och tillbaka mellan kretsens positiva och negativa poler. Denna alternerande polaritet innebär att elektricitet ständigt strömmar genom kretsen, vilket ger EL-tråden en konstant strömförsörjning. Följaktligen joniseras fosforatomerna kontinuerligt , eller att deras elektroner ändrar energinivå. Eftersom dessa joner alltid får sina elektroner att hoppa från en energinivå till en annan - processen genom vilken de avger ljus - kommer de att lysa kontinuerligt. Dessutom kan AC ge högre spänningar än DC eftersom växelström kan ökas eller minskas genom att använda transformatorer. Detta är nyckeln för att avgöra hur starkt din EL-kabel kommer att lysa. Högre spänningar orsakar mer elektronexcitation, vilket i sin tur leder till ett starkare ljus [källa:PBS].

    För EL-kabelapplikationer som inte fungerar med vanliga eluttag, är batteriström vägen att gå. Eftersom batterier ger likström (DC) kräver dina batteridrivna EL-kablar en växelriktare , som omvandlar DC till den AC du behöver. När det kommer till växelriktare, kommer två faktorer att hjälpa dig att avgöra vad du behöver:projektet du har i åtanke och kraften du behöver för att få det att fungera. Din EL-kabels längd avgör hur mycket ström du behöver, och strömmen du använder avgör hur ljus din EL-kabel kommer att se ut. Att använda en växelriktare som är för liten i förhållande till kabelns längd kommer att hindra dess förmåga att producera starkt ljus. En växelriktare som har rätt storlek kommer att dramatiskt öka EL-kabelns ljusstyrka.

    Fortsätt till nästa sida för att lära dig mer om EL-trådens användningsområden och kostnader.

    EL Wire säkerhet, effektivitet och kostnad

    Elektroluminescerande tråd håller på att bli en populär dekoration eller accent på kläder - men är det säkert att ha en elektrisk källa så nära huden? Oavsett var eller hur du använder EL-kabel, vidta försiktighetsåtgärder med hög spänning och använd en säkring med din växelriktare för att förhindra kortslutning. Undvik dessutom att överböja tråden, eftersom detta är en vanlig orsak till sådana kortslutningar. Batteripaket med växelriktare är vanligtvis strömkällan för den som vill lysa på språng. Om du bär EL-tråd i kläder eller kostymer och inte vill få en liten stöt, bör du också vara säker på att området där kabeln ansluter till växelriktaren är välisolerat. Även om EL-tråden aldrig blir varm, är säkerheten alltid ett problem när elektricitet är inblandat.

    Hur står sig EL-tråden i jämförelse med annan belysning när det gäller effektivitet och kostnad? Med tanke på dess vanliga användningsområden är det en av de mest effektiva formerna av belysning på marknaden. Den förbränner väldigt lite energi, lyser svalt vid beröring och kostar relativt lite. Om du är en kunnig shoppare kan du ofta hitta bra erbjudanden på prissättning. Vissa återförsäljare säljer EL-kit - vilket kan vara ett stort värde - medan andra säljer EL-tråd vid foten. Förutom att vara prisvärd är EL-tråden också hållbar. Till skillnad från neon eller fluorescerande ljus har EL ingen glödtråd som kan gå sönder. Även om vissa konsumenter föredrar längre hållbara, skräddarsydda neonskyltar, kostar EL-tråd mindre, går sönder mindre och låter din egen kreativitet lysa. Du kan säkert böja, ögla och linda den för att skapa vilken design du vill, ungefär som du kan göra med repljus. Medan repljus kan kosta mindre än EL-tråd, genererar repljus värme. Dessutom tillåter många vanliga märken av repljus inte användare att klippa ljusslingan till önskad längd. Dessutom kostar EL-tråd upp till 500 gånger mindre att använda än neon- eller repljus, och du kan använda EL-tråd om och om igen[källa:LiveWire] .

    Även om EL-tråd har stor uthållighet, kommer dess färg så småningom att blekna från solexponering. Att hålla din EL-kabel utomhus i direkt solljus kommer att minska livslängden till ett till två år. När den förvaras inomhus eller med begränsad exponering utomhus, kommer din EL-tråds färg att hålla så länge som tre år. Spänningen som läggs på din EL-kabel påverkar också dess livslängd. Även om en kraftfullare växelriktare levererar högre spänning till din EL-kabel och gör den ljusare, gör den högre spänningen att EL-ledningen förlorar sin ljusstyrka , eller ljusstyrka, tidigare. Ungefär som vanliga glödlampor brinner ut snabbare när för hög spänning läggs på, så gör EL-tråd det också. För att få ut mesta möjliga för dina pengar bör du följa riktlinjerna från tillverkaren av din EL-ledning [källa:Solution Industries].

    Läs vidare för att lära dig några kreativa användningsområden för EL-tråd.

    EL produkter

    Många tillverkare av EL-trådar och växelriktare finns tillgängliga både online och i butiker, inklusive följande:

    • Saveoncrafts
    • Elumiglow
    • LiveWire
    • Phantom Dynamics
    • LYTEC
    • Inverterstore
    • eBay

    Belysning av displayer och hantverk med EL Wire

    Den fyrtio fot långa skulpturen av den brinnande mannen står inlindad i EL-tråd vid den tolfte årliga bränningen Man Festival i Nevada. Stephen Ferry/Liaison/Getty Images

    EL-tråd är så populärt eftersom det är ganska enkelt att skapa intressanta effekter som pulserande ljus, cirklar eller specifika mönster som matchar ett tempo. För att producera sådana effekter måste du använda en sequencer . Sekvenerare är programmerbara, vilket låter dig styra ditt ljusmönster och hastigheten med vilken den rör sig [källa:Sparkfun Electronics]. Många använder EL-tråd för semestervisningar, och en sequencer kommer att vara praktisk om du gillar att skapa ambitiös utomhusdekor. Till exempel, om du har en Halloween-visning på din trädgård med häxor och spöken insvepta i färgglada EL-trådar, kommer en sequencer att låta dig ställa in ett upprepande ljusmönster. Sequencers låter dig också programmera musik, vilket innebär att du kan lägga till kusliga ljudeffekter för att fullborda din kusliga visning.

    Förutom semesterdekorationer används EL-tråd i kostymer för att skapa intressanta, unika effekter. Solglasögon, smycken, kappor och djurhalsband är alla tillgängliga för EL-tråduppgraderingar, och EL-wire ger nu obegränsade belysningsmöjligheter för klubbar. När den används med sequencers kan EL-klubbbelysning till och med pulsera med musiken. Budgetmedvetna konsumenter har vänt sig till EL-tråd som en ny lösning för personlig hem- och bilbelysning, och EL-tråds låga kostnad gör det till ett utmärkt alternativ till skyltfönsters neonskyltar. Oavsett om du vill spara på din semesterräkning eller göra ett uttalande på dansgolvet, ger EL-trådens mångsidighet och låga kostnad dig oändliga möjligheter till uppfinningar.

    Långt ifrån dess oflexibla, spröda början, har EL-tråd gjort sitt avtryck som en hållbar, anpassningsbar produkt med otaliga användningsområden. Du kan montera den själv, och nu när den finns i många färger, tjocklekar och längder kommer EL-tråden garanterat att ge dig lite ljus.

    Nu när du vet hur EL-tråden är gjord, hur den fungerar och vad som kan göras med den, kanske du tycker att följande artiklar är belysande.

    EL Lakan

    Elektroluminiscerande teknik är inte reserverad för EL-tråd. EL-ark, även känd som EL-papper, har blivit ett populärt designverktyg. Där EL-trådar har koppartrådsledare i mitten, har EL-skivor ledande ITO-filmer (indiumtennoxid) som fyller samma roll [källa:Electro Luminescence Inc.]. De arbetar under samma princip som EL-tråd, förutom att EL-skivor är platta och tunna. Så enkla verktyg som en sax, en X-Acto-kniv eller en brukskniv kan användas för att skära dem i olika former eller för att skapa stenciler. Folk väljer dem ofta för att lysa upp utomhusannonser, bilder eller lysande tapeter.

    Vanliga besvarade frågor

    Är EL-kabeln ljusare än LED?
    EL-tråden är inte lika ljusstark som en LED.

    Mycket mer information

    Relaterade HowStuffWorks-artiklar

    • Hur atomer fungerar
    • Så fungerar DC/AC Power Inverters
    • Hur förändrade Nikola Tesla sättet vi använder energi på?
    • Hur fungerar Glow-in-the-Dark-grejer?
    • Hur elektricitet fungerar
    • Så fungerar tygskärmar
    • Så fungerar lysrör
    • Så fungerar lysdioder
    • Hur ljus fungerar
    • Så fungerar OLED
    • Fosfor
    • Vad är skillnaden mellan ett fluorescerande ljus och ett neonljus?

    Fler bra länkar

    • Cool jakt:Marcus Tremonto:Lightworks
    • PBS:Edisons mirakel av ljus
    • Photonics.com:EL Yarn Makes Garments Glow

    Källor

    • Beswick, Vernon L. "Wire Terminal Electroluminescent Device and Manufacture" USA-patent (15 mars 2010) http://www.google.com/patents?hl=sv&lr=&vid=USPAT3430088&id=5YZkAAAAEBAJ&dqi=how +elektroluminescerande+tråd+görs+&printsec=abstract#v=onepage&q=how%20electroluminescent%20wire%20is%20made&f=false
    • Electro Luminescence Incorporated. "Vad är elektroluminescens?" (19 juli 2010)http://electroluminescence-inc.com/whatisEL.htm
    • Encyclopedia Britannica. "Elektroluminescens." (16 mars 2010) http://www.britannica.com/EBchecked/topic/183108/electroluminescence
    • Encyclopedia Britannica. "Fosfor." (16 mars 2010)http://www.britannica.com/EBchecked/topic/457505/phosphor
    • Kuphaldt, Tony R. "Vad är växelström?" Allt om kretsar. (15 juli 2010)http://www.allaboutcircuits.com/vol_2/chpt_1/1.html
    • Live Wire:The Original EL Wire. "Vad är 'Live Wire/EL Wire'?" (20 juli 2010)http://www.elbestbuy.com/whatislivewire.html
    • PBS. "AC-DC:Inuti batteriet." Edisons mirakel av ljus. (23 mars 2010)http://www.pbs.org/wgbh/amex/edison/sfeature/acdc_insidebattery.html
    • PBS. "AC-DC:Inside the Wire." Edisons mirakel av ljus. (15 juli 2010)http://www.pbs.org/wgbh/amex/edison/sfeature/acdc_insidewire.html
    • PBS. "AC-DC:Inuti AC Generator." Edisons mirakel av ljus. (15 juli 2010)http://www.pbs.org/wgbh/amex/edison/sfeature/acdc_insideacgenerator.html
    • Rubin, Josh. "Marcus Tremonto:Lightworks." Cool jakt. 11 december 2007. (16 juli 2010)http://www.coolhunting.com/culture/marcus-tremonto.php
    • Lösningsindustrin. "FAQ:Fakta om EL Wire -- Tonar EL Wire?" (16 juli 2010)http://www.thatscoolwire.com/applications/faq/qa.asp?topicID=14&faqID=27
    • Sparkfun Electronics. "EL Sequencer." (19 juli 2010)http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9203
    • Pratande elektronik. "Electroluminescence Theory:How EL Works." (19 juli 2010)http://talkingelectronics.com/projects/Electroluminescence/LitELine02.html
    • Voskoboinik, Moses. "Elektroluminescerande ljuskällor." USA-patent. 6 december 1993. (15 mars 2010) http://www.google.com/patents?hl=sv&lr=&vid=USPAT5485355&id=EqkgAAAAEBAJ&oi=fnd&dq=how+electroluminescent+wire+is+made&q#v=seconeabpage =how%20electroluminescent%20wire%20is%20made&f=false



    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com