Historia oświetlenia elektrycznego

Historia oświetlenia elektrycznego sięga przedostatniego stulecia. Naukowcy z początku XVIII wieku odkryli, że podgrzewając różne materiały prądem elektrycznym, można wytworzyć jasne światło. Technologia była jednak na niskim poziomie, więc opracowanie trwałej i bezpiecznej żarówki zajęło prawie sto lat. W tym czasie przeprowadzono wiele eksperymentów. Obecnie również wiele się robi, aby udoskonalić lampy, a nie tak dawno pojawiły się nowe warianty, które stają się coraz bardziej popularne.

Źródła światła przed elektrycznością

Człowiek od najdawniejszych czasów starał się zapewnić światło w najciemniejszych godzinach. Na początku była to także forma ochrony przed drapieżnikami. W rozwoju źródeł światła można wyróżnić kilka różnych faz:

1. Ognisko. Pierwsza i najprostsza wersja, którą rozpalano w jaskini lub prowizorycznym schronieniu i stale podtrzymywano, ponieważ ludzie nie umieli sami rozpalać ognia.
2. Kindle. Z czasem ludzie zauważyli, że niektóre gatunki drewna żywicznego palą się znacznie jaśniej i dłużej niż inne. Zaczęto je wykorzystywać do oświetlania, rozłupując na małe drzazgi i zapalając je w trakcie spalania, co pozwalało oszczędzać materiał i zapewniało światło przez długi czas.
3. Pierwsze lampy miały prymitywną konstrukcję. Mały knot zanurzano w pojemniku z olejem, żywicą naturalną lub tłuszczem zwierzęcym i palono przez długi czas. Z czasem zaczęto stosować produkty rafinacji ropy naftowej, co jeszcze bardziej zwiększyło wydajność. Pojawiły się race i inne warianty nasączone materiałami palnymi.
4. Wosk i parafina umożliwiły produkcję świec, które pomagały oświetlać pomieszczenia przez długi czas. Najczęściej wosk był zbierany i wykorzystywany do ponownego wyrobu świec.
5. Kolejnym etapem rozwoju była ropa naftowa, a następnie lampy naftowe. Konstrukcja składała się z knota, który był nasączony w pojemniku i za pomocą specjalnego systemu wyciągany stopniowo w celu równomiernego spalania. Aby chronić płomień i zapewnić bardziej równomierne światło, na wierzchu zastosowano szkło ochronne.
   Lampy parafinowe należały do najbardziej wydajnych i bezpiecznych.
6. Lampy gazowe były powszechnie stosowane do oświetlania ulic w Wielkiej Brytanii i niektórych innych krajach. Dzięki wygodnemu sposobowi dostarczania gazu i łatwości podłączenia uzyskano źródło światła o wystarczającej mocy, które można łatwo zapalić i zgasić.

A tak przy okazji! Wszystkie źródła światłaktóre poprzedzały te elektryczne, nie były bezpieczne. Dlatego często były one przyczyną pożarów, a czasem nawet wypalania dużych części miast.

Kamienie milowe w rozwoju oświetlenia

Po wynalezieniu elektryczności dla wielu naukowców stało się jasne, że zwiększenie temperatury elementu grzejnego jest konieczne, aby poprawić wydajność oświetlenia. Najłatwiej było to zrobić za pomocą elektryczności. Prąd powoduje, że niektóre materiały rozgrzewają się do tego stopnia, że zaczynają świecić, przy czym istnieją pewne cechy wspólne dla wszystkich takich odmian:

1. Jasność świecenia jest wprost proporcjonalna do stopnia nagrzania.
2. Promieniowanie ma widmo ciągłe.
3. Maksymalna intensywność oświetlenia zależy tylko od temperatury ogrzewanego ciała.

Rosyjski uczony jako pierwszy zaproponował wykorzystanie łuków elektrycznych do oświetlania. В. Petrov w 1802 r.. W tym samym roku brytyjski badacz Г. Davy Zaproponował własną wersję źródła światła, które działało dzięki zasilaniu elektrycznością pasków platyny.

Prace kontynuowano przez dziesięciolecia, ale wszystkie warianty nie zyskały dużego poparcia ze względu na złożoność konstrukcji i wysoką cenę platyny.

Czytaj także

Historia wynalezienia żarówki

 

Włókno węglowe

Pierwszym naukowcem, który uzyskał patent na lampę z niedrogim żarnikiem węglowym, był Amerykanin Д. Starr w 1844 r.. Zaproponował konstrukcję, która umożliwiała wymianę elementu węglowego, ponieważ działał on tylko przez kilka godzin. Przez dziesięciolecia wielu badaczy udoskonalało konstrukcję, aż w końcu w w 1879 r. Thomas Edison opatentował lampęktóre wszyscy znają. Wielu uważa jednak, że w swoich badaniach wykorzystał prace rosyjskiego naukowca Łodygin ..

Włókno węglowe umożliwiło obniżenie kosztów żarówek i rozpoczęcie masowej produkcji.

Pierwsze wersje działały przez kilka godzin. Potem pojawiły się modele o czasie eksploatacji wynoszącym 40 godzin, co w tamtych czasach było fantastycznym rozwiązaniem. Edison i jego zespół naukowców kontynuowali prace nad udoskonaleniem żarówki, co pozwoliło na uzyskanie trwałości 1200 godzin.

Jeszcze większy sukces odniósł francuski naukowiec Chailléktóry pod koniec XIX wieku opracował jeszcze trwalszą i jaśniejszą lampę z żarnikiem węglowym. Firma, założona w Stanach Zjednoczonych, prosperowała przez pół dekady. Chaillé nie zdążył jednak na czas, a nowa generacja żarówek wolframowych wyparła z rynku żarówki węglowe.

Przy okazji! W Straży Pożarnej w Livermore w Kalifornii (USA) "wieczna" żarówka z włóknem węglowym pali się przez 113 lat.

Ta lampa pali się codziennie od ponad stu lat.

Lampa żarowa

Pod koniec XIX wieku rosyjski badacz Łodygin zaczął eksperymentować z wykorzystaniem metali ogniotrwałych - molibdenu i wolframu. To właśnie on postanowił skręcić żarnik w spiralę, gdyż zwiększało to odporność materiału, zwiększało jasność świecenia i przedłużało żywotność. Ostatecznie sprzedał patent na żarnik wolframowy firmie General Electric Thomasa Edisona, która udoskonaliła tę technologię.

Pracownik amerykańskiej firmy. Irving Langmuir Sugeruje się wypełnienie żarówki gazem obojętnym, aby przedłużyć żywotność żarnika wolframowego i poprawić jego luminescencję. Zapewniało to długą żywotność i umożliwiało wytwarzanie niedrogich produktów o wysokiej jakości, które przetrwały w praktycznie niezmienionej formie do dnia dzisiejszego.

Żarówka stała się na wiele lat podstawowym źródłem światła na naszej planecie.

Lampy halogenowe - unowocześniona wersja, w której wykorzystuje się pary metali szlachetnych. Poprawia to jasność świecenia i znacznie wydłuża okres eksploatacji.

Lampy fluorescencyjne

Rozwój oświetlenia elektrycznego sprawił, że badacze poszukują innych wariantów, które zapewniają dobrą jasność przy zwiększonej wydajności. W końcu w lampy żarowe Większość energii idzie na ogrzanie wężownicy i jest uwalniana w postaci ciepła.

Pierwszym amerykańskim naukowcem, który zaproponował wykorzystanie wzoru w jego nowoczesnej formie, był Э. Germer w 1926 r.. Patent został później przejęty przez firmę General Electric, która rozwinęła niektóre elementy urządzenia i wprowadziła ten typ lampy na rynek w 1938 roku.

Lampy fluorescencyjne zapewniają doskonałą jakość światła.

Zasada działania różni się od wersji standardowych, ponieważ żarzenie jest wytwarzane przez wyładowanie łukowe pomiędzy dwiema elektrodami umieszczonymi na przeciwległych końcach żarówki. Wnętrze jest wypełnione mieszaniną gazu obojętnego i oparów rtęci, która wytwarza światło ultrafioletowe. Aby przekształcić je w światło widzialne, wewnętrzne ścianki żarówki są pokryte luminoforem. Zmieniając skład powłoki, można uzyskać różne właściwości światła.

Zasada ta zapewnia takie samo natężenie światła jak żarówka, ale zużywa 5 razy mniej energii. Światło jest rozproszone, dzięki czemu zapewnia większy komfort dla oczu i lepsze rozproszenie światła w pomieszczeniu. Przy prawidłowym montażu i użytkowaniu mają kilkakrotnie dłuższą żywotność niż produkty klasyczne.

Ta opcja ma jednak również pewne wady, co najważniejsze, obecność oparów rtęci wewnątrzktóre stwarzają ryzyko uszkodzenia i wymagają oddzielnej utylizacji utylizacja lampy. Nie tolerują one ciągłego włączania i wyłączania, dlatego najlepiej sprawdzają się w miejscach, gdzie oświetlenie jest stale włączane i wyłączane.

Świetlówki kompaktowe ze standardowymi rurkami mają wszystkie zalety standardowych modeli rurkowych. Można je stosować jako alternatywę dla żarówek bez konieczności modyfikacji systemu.

Źródła światła LED

Źródła światła LED są różnorodne.

Ta opcja jest stosunkowo nowa, ale w tempie wyprzedzającym inne odmiany i z roku na rok rozprzestrzenia się coraz bardziej. Źródłami światła są Diody LED biały, gdy opracowano wersje superjasne, trend ten stał się obiecujący zarówno dla pomieszczeń, jak i oświetlenie uliczne.

Rozwiązanie to ma wiele zalet, co zapewnia mu popularność:

1. Najniższe zużycie energii. W porównaniu z żarówką różnica wynosi prawie 90%. Instalując oświetlenie LED, można zaoszczędzić energię elektryczną.
2. Sprawność jest znacznie wyższa, ponieważ energia nie jest marnowana na nagrzewanie cewki ani na wyładowania łukowe.
3. Żywotność w normalnych warunkach pracy może przekroczyć 50 000 godzin. Trwa to znacznie dłużej niż w przypadku innych rodzajów.
4. Diody LED mogą emitować światło o różnych temperaturach barwowych, dzięki czemu można znaleźć rozwiązanie odpowiednie do każdego celu. Prawie nie występuje migotanie, co zmniejsza obciążenie wzroku.
5. Zarówno reflektory punktowe, jak i żarówki można zakupić w wersji standardowej. gniazdo.

Istnieją pewne wady diod LED. Przede wszystkim wymagana jest jakość radiatora. Jeśli nie radzi sobie z odprowadzaniem nadmiaru ciepła, wydajność diod LED ulega zakłóceniu, a ich żywotność znacznie się skraca. Na rynku dostępnych jest wiele produktów niskiej jakości z diodami, które nie zapewniają odpowiedniej jakości światła.

Film przedstawia historię i ewolucję oświetlenia.

Oświetlenie elektryczne przeszło w swoim rozwoju kilka etapów. Należy zauważyć, że wszystkie warianty żarówek z wyjątkiem odmiany z włóknem węglowym są używane do dziś. Pomimo postępu technologicznego i pojawienia się źródeł światła typu LED, żarówki żarowe nadal wiodą prym, a ich roczna produkcja przekracza wszystkie inne źródła światła razem wzięte.