Revisando la elección del tungsteno en las bombillas

Admito que las preguntas sobre por qué se usa tungsteno en las bombillas tienden a ser muy comunes, pero espero que lo que estoy preguntando aquí no sea un duplicado.

Estoy tratando de entender qué propiedades del tungsteno lo convierten en una buena opción como metal emisor de luz para usar en bombillas, más precisamente:

  • ¿Es el tungsteno una buena opción porque tiene una alta conductividad térmica, una alta capacidad calorífica o una baja conductividad eléctrica (por lo tanto, alta resistencia) o una combinación de los tres factores anteriores?
  • Formulado de otra manera, ¿qué propiedades queremos que tenga el metal para calificar como un buen emisor de luz en una bombilla?

En última instancia, me interesa cómo razonar sobre esto, es decir, dado que queremos que este objeto emita luz con un bajo consumo de energía (corrientes bajas), qué propiedades son de suma importancia. Una vez que comprenda cómo pensar en esto, espero poder, por ejemplo, aplicar esa comprensión a otros contextos comunes, a saber, ¿qué propiedad queremos que tengan las superficies de las computadoras portátiles? Algunas construcciones usan aluminio, otras usan material de tipo plástico, pero al final, lo que queremos lograr para una computadora portátil es la capacidad de disipar el calor rápidamente y no sobrecalentar el cuerpo y el hardware. Entonces, desde ese punto de vista, ¿qué propiedades son clave para el material que vamos a utilizar?

Supuse que se debía principalmente al punto de fusión inusualmente alto del tungsteno. A 2500 C, el cobre, el hierro o el aluminio serían charcos en la parte inferior de la bombilla.
Sí, creo que se eligió el tungsteno principalmente por su temperatura de fusión muy alta. No piense que la conductividad térmica o la capacidad calorífica son factores significativos. En cuanto a la conductividad eléctrica, el tungsteno en realidad tiene una conductividad eléctrica bastante alta y solo hay unos pocos metales elementales que tienen una conductividad más alta (Ag, Cu, Au, Al y Ca), aunque la conductividad eléctrica del tungsteno es mucho menor en la temperatura normal de funcionamiento del filamento de una bombilla.
Tenga en cuenta también que una temperatura de fusión alta se correlaciona fundamentalmente con una presión de vapor baja (ambas tendencias son el resultado de fuertes enlaces atómicos). Esta baja presión de vapor, junto con un gas inerte dentro de la bombilla, es lo que evita que el filamento se evapore y ennegrezca el interior de la bombilla.

Respuestas (1)

Los principales factores son

  1. Alta resistividad eléctrica en comparación con Cu, Ag y Au (de lo contrario, se necesita una diferencia de potencial alta para obtener la misma corriente, de I = V / R ).
  2. La temperatura de fusión más alta de todos los metales, lo cual es deseable por razones obvias (como lo señala M. Enns en los comentarios).
  3. La presión de vapor más baja de todos los metales, para evitar la evaporación y, por lo tanto, el ennegrecimiento del bulbo (como lo señala Chemomechanics en los comentarios).
  4. Ductilidad y alta resistencia a la tracción , lo que permite conformarlo en finos filamentos.

Véase también la página Wiki .

Creo que te refieres a baja resistividad eléctrica (o alta conductividad eléctrica ).
@MarkH No, una resistividad lo suficientemente alta. Pero una resistividad diferente se puede compensar usando una longitud y/o espesor de filamento diferente. Pero tal vez el filamento de cobre sea demasiado largo o delgado porque su resistividad es demasiado baja.
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