» »

Походження лампи розжарювання. Тема: Лампа розжарювання і історія її винаходу. Вплинули на розвиток люди і фірми

У XIX столітті набули поширення два типи електричних ламп: лампи розжарювання і дугові.

дугові лампочки   з'явилися трохи раніше. Світіння їх засновано на таке цікаве явище, як вольтова дуга. Якщо взяти два дроти, підключити їх до досить сильного джерела струму, з'єднати, а потім розсунути на відстань кількох міліметрів, то між кінцями провідників стає щось на зразок полум'я з яскравим світлом. Явище буде гарніше і яскравіше, якщо замість металевих проводів взяти два загострених вугільних стержня. При досить великій напрузі між ними утворюється світло сліпучої сили.

Корніш Курт Франк Карл Дж. Браунлі Діармуід Дж. Максвіні Девід Дж. Льюїс Кевін Флінн Кімберлі Мерсьє Рональд Гіббонс Фред Оберкірхер Джон Селандер Денис Лавуа Чіп Ізраїль Даніель Салінас Пол Мерсьє Марк Руш Ширлі Койл. Конструкція лампи розжарювання. Лампочка або електричне світло або електрична лампа - це пристрій, який виробляє світло від електрики. На додаток до висвітлення темного простору, вони можуть використовуватися для відображення електронного пристрою, для прямого трафіку, для нагріву і багатьох інших цілей.

Нитка розжарювання повинна бути захищена від кисню в повітрі, тому вона знаходиться всередині колби, і повітря в колбі або віддаляється, або частіше замінюється газом, який не впливає ні на що, наприклад на неоновий або аргон. 3% енергії, яка надходить в лампу розжарювання, насправді робить світло, а решта тепло.

Набагато зручніше в цьому сенсі були лампочки розжарювання. Пристрій їх всім відомо: електричний струм, проходячи через тонку нитку, раскалівает її до високої температури, завдяки чому вона починає яскраво світитися. Ще в 1820 році французький вчений Деларю виготовив першу таку лампу, в якій розжарюються тілом служила платинова дріт.

Це була перша лампочка, яку можна було використовувати в будинках - вона не коштувала надто багато, і вона працювала добре. Вперше людям не потрібно було нічого записувати, щоб зробити світ. Це було досить яскраво, щоб люди могли легко читати ночами або працювати. Він використовувався для освітлення магазинів і вулиць, і люди могли подорожувати після настання темряви. Це призвело до загального використання електроенергії в будинках і бізнесі.

Люмінесцентні лампи ефективні і дають тільки ¼ кількість тепла лампи розжарювання. Вони також тривали довше, ніж лампи розжарювання, але до недавнього часу були набагато більше і не вписувалися в розетки для невеликих верхніх вогнів і ламп, таких як лампа розжарювання.

Після цього протягом півстоліття лампи розжарювання майже не використовувалися, оскільки не могли знайти відповідного матеріалу для нитки. Спочатку найбільш зручним здавався вугілля. У 1873 році російський електротехнік Лодигін зробив лампочку з ниткою з роторного вугілля. Він же перший почав відкачувати з балона повітря. Зрештою, йому вдалося створити першу лампочку розжарювання, що отримала деяке практичне застосування, але вона залишалася ще дуже недосконалою.

Люмінесцентна лампа - це скляна трубка, зазвичай заповнена газом аргону і трохи ртуті. Коли він включений, катод нагрівається і посилає електрони. Вони потрапили в газ аргону і ртуті. Газ аргону створює плазму, яка дозволяє електронам рухатися краще. Коли електрони потрапляють в атом ртуті, він перетворює молекулу в стан, в якому вона має багато енергії. Енергетичне стан не триває дуже довго, а коли енергія вивільняється, він випускає фотон. Фотони з ртуті не видно, як деякі інші фотони, вони ультрафіолетові.

Сучасні лампи розжарювання

Таким чином, на стінці лампи розжарюється люмінофорне покриття, Коли фотон потрапляє в молекулу фосфору, він, в свою чергу, перетворює цю молекулу в збуджений стан. Коли цей фосфор вивільняє енергію, він випускає фотон, який ми можемо бачити, і робиться світло. Зміна типу люмінофора може змінити колір, який ми бачимо, але зазвичай флуоресцентні лампочки біліше, ніж лампи розжарювання, які злегка жовтіє.

У 1879 році за удосконалення електричної лампочки взявся знаменитий американський винахідник Едісон. Процес виготовлення лампочки Едісона був дуже складним. Нитка поміщали в скляну ковпачок між двома платиновими електродами, вплавленними в скло (дорогий платиною доводилося користуватися тому, що вона мала однаковий зі склом коефіцієнт теплового розширення, що було дуже важливо для створення герметичності). За допомогою ртутного насоса з лампочки викачували повітря, так що в ній залишалося не більше однієї мільярдної того повітря, який містився в ній при нормальному тиску. Коли викачування закінчувалося, лампочку запаювали і насаджували на цоколь з контактами для вкручування в патрон (і патрон, і цоколь, а також інші елементи електричного освітлення, що збереглися без змін до наших днів - вимикачі, запобіжники, електричні лічильники і багато іншого - були також винайдені Едісоном). Середня довговічність лампочки Едісона становила 800-1000 годин безперервного горіння.

Вплинули на розвиток люди і фірми

Більшість лампочок вставляється в розетку. Якщо розетка включена, там є електрика, навіть якщо лампа вимкнена, тому існує небезпека. Але його лампочка була не зовсім оригінальною ідеєю. Однак одна з проблем з такими речами полягала в тому, що було важко запечатати скло навколо проводів, які подають електрику на нитку.

Недоліки ламп розжарювання

Пошук хорошого матеріалу для нитки і підтримку виходу повітря були серйозними проблемами, які Едісон в кінцевому підсумку подолав. Платинова лампа де ла Рю працювала, але платина була занадто дорогою для використання в комерційних лампочках. Томас Едісон, дослідивши багато різних ниткоподібних матеріалів, оселився на вуглецевої нитки в В приблизно в той же час, англійський винахідник на ім'я Джозеф Суон придумав майже ту ж ідею, що призвело до твердження, що саме він дійсно винайшов лампочку.

Майже тридцять років лампочки виготовлялися описаним вище способом, але майбутнє було за лампочками з металевою ниткою. Ще в 1890 році Лодигін придумав замінити вугільну нитку металевим дротом з тугоплавкого вольфраму, який мав температуру розжарення 3385 градусів. Однак промислове виготовлення таких лампочок почалося тільки в XX столітті.

Ясно, що ні один винахідник не заслуговує єдиного визнання за лампочку. Що було унікальним в роботі Едісона, так це те, що він відніс ідею від лабораторії до комерціалізації, беручи до уваги не тільки технічні проблеми, але і такі питання, як економіка і виробництво лампочок.

Бенжамін Франклін. громовідвід

Едісон почав свою роботу над системою електричного освітлення вже на ранньому етапі. Зусилля Едісона були забезпечені всім, що він міг конкурувати з газовим і масляним освітленням. Едісон почав з вирішення проблеми створення довговічної лампи розжарювання, яка може використовуватися в першу чергу для використання в приміщенні - цибулини, які мають світяться нитки, які можуть горіти всередині вакууму.

Лампа розжарювання   - електричний джерело світла, в якому тіло розжарення (тугоплавкий провідник), поміщене в прозорий вакуумований або заповнений інертним газом посудину, нагрівається до високої температури за рахунок протікання через нього електричного струму, в результаті чого випромінює в широкому спектральному діапазоні, в тому числі видиме світло . Як тіла розжарення в даний час використовується в основному спіраль зі сплавів на основі вольфраму.

Вуглецеві дугові лампи вже були комерційно доступні, особливо у Франції та в Європі, але в основному використовувалися в вуличному освітленні на вулиці і були потрібні на поточному обслуговуванні, що вимагало зазвичай ручної праці, використовуваного досить часто протягом дня, для перезавантаження вуглецеві стрижні, які харчувалися складними механізмами, керованими годинами, коли лампи були активовані і виробляють світло. Дугові лампи також не вимагали роботи в вакуумі, як і лампи розжарювання. Хоча дугові лампи зазвичай використовували захисний скляний глобус для рівномірного випромінювання світла.

з достоїнств ламп розжарювання можна виділити наступне:

· Відносно невисока вартість;

· Миттєве запалення при включенні;

· Невеликі габаритні розміри;

· Широкий діапазон потужностей.

Один з недоліків   ламп розжарювання - велика яскравість самої лампи, що негативно впливає на зір при погляді на лампу. Але цей недолік можна швидко усунути - досить застосувати розсіювач.

За цим послідувало дві ранні спроби скромних форм ламп розжарювання винахідниками Генрі Вудвордом і Метью Евансом. Треті прагнули розробити більш просунуті форми ламп розжарювання, але більшість з них виявилися вкрай непрактичними. Деякі з цих ранніх цибулин були зіпсовані тим, що вони мали надзвичайно короткий термін служби, були занадто дорогими для виробництва, і підтримали високий рівень навантаження на електричний струм. Всі ці фактори сприяли тому, що ці винахідники «або виробники» цибулини важко застосовувати у великих масштабах комерційно.

Істотний недолік - невеликий термін служби лампи - до 1000 годин. Виходячи з досвіду використання ламп, можна відзначити, що в більшості випадків лампа розжарювання виходить з ладу, не прослужив і декількох сотень годин.

Основним же недоліком ламп розжарювання є низький коефіцієнт корисної дії.   Тільки лише десята частина споживаної лампою електричної енергії перетвориться у видиме світловий потік; більшість електричної енергії перетворюється в теплову енергію.

Едісон швидко зрозумів, що йому потрібно утримати товщину мідного дроту, необхідну для підключення серії електричних ламп до економічно керованого розміру, і для цього йому потрібно було розробити лампу, яка буде споживати відносно невелика кількість струму. Це означало, що лампа повинна була б мати високий опір і працювати при низькій напрузі. Едісон прийшов до висновку, що лампа потужністю 110 вольт буде найбільш ефективною.

Едісон провів велику батарею експериментів і тестів. Едісон послав агентів по всьому світу, шукаючи різні форми матеріалів, які ці агенти відправили б або повернули в лабораторію Менді-Парк Едісона для його тестування. Після багатьох експериментів більшість з них зазнали невдачі в тестах, Едісон оселився на вуглеці нитку. Едісон дійсно випускав ряд експериментальних ламп розжарювання з платиновим покриттям, але одна із задніх сторін з платиновими лампами полягала в тому, що вони виявилися занадто дорогими для виробництва.

Час необмежених і дешевих енергоресурсів закінчується і не можна дозволити і далі використовувати лампи розжарювання з таким низьким світловим ккд. На зміну приходять інші джерела світла - галогенні лампи розжарювання, компактні люмінісцентні лампи   (КЛЛ), металогалогенні лампи і світлодіоди.

галогенні лампи - лампа розжарювання, в балон якої доданий буферний газ: пари галогенів (брому або йоду). Це підвищує час життя лампи до 2000-4000 годин, і дозволяє підвищити температуру спіралі. При цьому робоча температура спіралі становить приблизно 3000 К. Ефективна світловіддача більшості масово вироблених галогенних ламп вище, ніж ламп розжарювання.

Інші металеві нитки також намагалися вирішити їх різні проблеми. За іронією долі почалися перші випробування ниток Едісона з вуглецевої ниткою. Саме тут Едісон розробив свій тазіметр, апарат для вимірювання інфрачервоного випромінювання. Морган і члени сім'ї Вандербільд. Таким чином, у Едісона була істотна фінансова підтримка, як тільки він зміг створити досконалу комерційно життєздатну лампу.

Багато винахідників працювали над тим, щоб поліпшити лампу розжарювання та інші винаходи в той час, тому плідний Едісон особливо мав бути надзвичайно обережним від того, щоб бути витісненим якимось іншим винахідником. Вуглецева нитка Едісона дала його систему освітлення комерційно недорогий цибулиною, а також вуглецева нитка добре працювала приблизно на 110 вольт, як він вважав, і це Едісон вважав економічним і безпечним напругою для розподілу електрики. У вихідних лампах Едісона і Лебедя, нитка була виготовлена ​​шляхом спалювання бавовняної нитки, поки все, що залишилося не було чорного вуглецю.

Електричний струм, проходячи через тіло розжарення (зазвичай - вольфрамову спіраль), нагріває його до високої температури. Нагріваючись, тіло розжарення починає світитися. Однак через високу робочої температури атоми вольфраму випаровуються з поверхні тіла розжарення (вольфрамової спіралі) і осідають (конденсуються) на менш гарячих поверхнях колби, обмежуючи термін служби лампи.

Однак отримана нитка була тендітною, тому Едісон пізніше замінив обгорілу «карбонизовані» бамбукову нитку. Ідея, яка була випробувана раніше, дала набагато ефективніші результати вдруге, коли використовувалося використання поліпшеного вакуумного насоса для очищення більшої кількості повітря від лампочок.

Звичайно, деякі вчені також є винахідниками. Людина, що діє з наукової точки зору, намагається зрозуміти світ природи, незалежно від того, чи є це розуміння економічно корисним. Винахідник намагається створити щось нове, яке буде мати практичне застосування. В обох випадках є почуття складності в переслідуванні і сенсі досягнення в результаті.

У галогенці оточує тіло розжарення йод (спільно із залишковим киснем) вступає в хімічну сполуку з випарується атомами вольфраму, перешкоджаючи осіданню останніх на колбі. Цей процес є оборотним - при високих температурах   поблизу тіла розжарення з'єднання розпадається на складові речовини. Атоми вольфраму вивільняються або на самій спіралі, або поблизу неї. В результаті атоми вольфраму повертаються на тіло розжарення, що дозволяє підвищити робочу температуру спіралі (для отримання більш яскравого світла), продовжити термін служби лампи, а також зменшити габарити в порівнянні зі звичайними лампами розжарювання тієї ж потужності.

Він отримав невелику формальну освіту, але проявив інтерес до хімії і почав експериментувати, щоб більше навчитися цього предмету. У віці 12 років він відправився на роботу, продаючи газети і чайники на поїзді між Порт-Гуроном і Детройтом. Це дало йому гроші на покупку експериментальних матеріалів, а також надало проникливого читача доступ до Детройтской публічній бібліотеці.

Натхненний новою технологією, Едісон зайнявся життям мандрівного «Лицаря Ключа». Але він продовжував експериментувати з хімією і почав займатися електричними приладами. Едісонская лабораторія в Менло-Парку, штат Нью-Джерсі, виявилася критичною для успіху винахідника. Двоповерхова будівля з рамкою містило стільки хімікатів і інструментів, скільки він міг собі дозволити, а також талановитих партнерів. У міру того, як виникла необхідність, було додано кілька інших будівель. У жодного з його сучасників не було такого чудового інструменту.

галогенні лампи   однаково добре працюють на змінному та постійному струмі. При застосуванні плавного включення термін служби може бути підвищений до 8000-12 000 годин.

Новим напрямком розвитку ламп є т. Н.   IRC-галогенні лампи (Скорочення IRC позначає «інфрачервоне покриття»). На колби таких ламп наноситься спеціальне покриття, яке пропускає видиме світло, але затримує інфрачервоне (теплове) випромінювання і відображає його назад, до спіралі. За рахунок цього зменшуються втрати тепла і, як наслідок, збільшується ефективність лампи.

Едісон побудував будинок для своєї родини прямо по провулку з лабораторії. Інші співробітники також побудували будинки неподалік. Більшість холостяків залишилися в пансіонаті, керованому місіс Сара Джордан, далеким родичем Едісона. Ця близькість наближалася до Едісона, який часто приносив свій обід і нічого не думав про роботу зі своїми людьми до пізньої ночі. На одному кінці великої кімнати на другому поверсі був встановлений трубний орган, який Едісон іноді грав на відпочинок.

Ранній проект з удосконалення недавно створеного телефону Белла привів до появи вуглецевого передавача і чогось несподіваного - фонографа. Цей винахід зробив його репутацію «Чарівника Менло-парку». Люди були вражені машиною, яка могла говорити, і це дало інвесторам і потенційним клієнтам впевненість в Едісона.

Компактна люмінесцентна лампа   (КЛЛ) - люмінесцентна лампа, що має вигнуту форму колби, що дозволяє розмістити лампу в світильнику менших розмірів. Такі лампи нерідко мають вбудований електронний дросель. Компактні люмінесцентні лампи розроблені для застосування в конкретних специфічних типах світильників, або для заміни ламп розжарювання в звичайних. Ці лампи рекомендовані для застосування в лікарнях, навчальних закладах, на промислових та виробничих підприємствах.

Крім ламп з відтінками білого, призначених для загального освітлення, випускаються також:

· Лампи з кольоровим люмінофором (червоним, жовтим, зеленим, блакитним, синім, фіолетовим) - для світлового дизайну, художнього підсвічування будівель, вивісок, вітрин.

· Так звані «м'ясні» лампи з рожевим люмінофором - для підсвічування вітрин з м'ясними продуктами, що збільшує їх зовнішню привабливість.

· Ультрафіолетові лампи - для нічного підсвічування і дезінфекції в медичних установах, казармах і т. Д., А також в якості «чорного світла» для світлового дизайну в нічних клубах, на дискотеках і т. П.

1. «Яскрава ідея».

Томас Едісон був не єдиним винахідником лампи розжарювання. Але саме лампочка, запатентована Едісоном в 1880 році, стала популярною на ринку, принесла світло в будинку і озолотило Едісона, якому на той момент було 33 роки.


2. «Світла робота».

В кінці 19 століття Едісон об'єднався з Томпсон-Х'юстон Електрик Компані в результаті чого з'явилася компанія Дженерал Електрик. Спочатку ламповий завод, розташований в Харіссона, штат Нью-Джерсі, був побудований для виробництва лампочок, винайдених Едісоном, але в 1930 році був реконструйований в завод з виробництва радіоприймачів для філії Дженерал Електрик. У 1976 році завод закрили і в даний час на цьому місці розташований торговий центр.


3. «Золота пора».

У 1928 році у фільмі «Наші танцюючі дочки» Джоан Кроуфорд і Джонні Макк Браун танцювали вже під вольфрамовими лампами. Вольфрамові нитки розжарювання, винайдені в 1903 році, зробили лампи яскравіше і довговічніше, що ідеально підходило для освітлення новоспечених голлівудських зірок.


4. Яскраве світло і великий крах.

1929 рік був ознаменований 50 річним ювілеєм лампочки Едісона. З цього приводу було заплановано всенародне святкування. З травня по жовтень проводилися заходи, присвячені річниці. Найвищою точкою святкування «Золотого ювілею» став ретельно спланований банкет для 500 видатних вчених та інтелектуалів Америки. Вечір, організований президентом Гувером, пройшов з блискучим успіхом. По суті, ювілей став прощальним тостом золотого віку американських винаходів, так як через дев'ять днів.


5. Висвітлюючи шлях.

У 30-х роках електричне світло набув широкого поширення в побуті, включаючи найперші фари. Чи не елегантно - так, але не гірше дадаїстського моди.


7. Розкіш.

Повоєнний американський бум не зупинився виключно на вдосконаленні лампочок. Багато виробників витратили десятиліття, щоб покращити спалах фотокамер. І в 1955 році Дженерал Електрик довела, що не існує кращого способу   реклами нового винаходу, ніж продемонструвати його в вухах красивої дівчини.


8. У 50-х, 60-х роках Лайн клаб, розташований в Майамі, оголосив одну місцеву дівчину, яка стала представником щорічної благодійної компанії «світло щоб бачити» «Міс-світло». У 1954 році короною Міс Світло була нагороджена студентка Університету Майамі, яка передала естафетну паличку Сенді верчу. У 1955 верчу дійшла до фіналу в чемпіонаті Міс Америка.