Tipurile de lămpi și istoria creării lor sunt fapte interesante

Anterior

Conţinut:

  • Becuri incandescente
  • Cine a inventat de fapt becul cu incandescență?
  • Lămpi cu descărcare în gaz

În 1801, fizicianul englez Sir Humphrey Davy a arătat că un filament de platină poate emite lumină. Adevărat, proba s-a evaporat atât de repede încât nu a fost posibil să se extragă niciun beneficiu din ea. Astăzi, tema noastră este tipurile de lămpi și istoria creării lor. Vom trece prin resurse străine pentru a înțelege ce și de unde a venit. Sperăm că recenzia despre istoria și tipurile de lămpi de iluminat va fi interesantă.

Becuri incandescente

Din punct de vedere istoric, lămpile cu incandescență au fost primele. Înainte de Thomas Alva Edison, mulți s-au angajat să încerce să obțină ceva util, pe urmele lui Sir Humphrey Davy, dar a fost dificil să numești aceste acțiuni de succes. Întreaga problemă a constat în oxidarea aproape instantanee a materialului filamentar de către oxigenul atmosferic. A fost mult mai ușor cu fermoare. În 1809, același Sir Humphrey Davy a obținut o descărcare între două tije de carbon. Acest prototip de lămpi cu descărcare a fost folosit nu cu mult timp în urmă și cu destul de mult succes. Invenția demonstrată în 1810 de Institutul Regal al Marii Britanii a fost numită lampă cu arc.

Bec clasic

Ceva similar cu un felinar electric a fost făcut de James Boehman Lindsay în 1835. Era preocupat de probleme oarecum diferite, iar despre activitățile bărbatului au rămas puține informații, dar s-au înregistrat încercări de a citi o carte de la mare distanță. El a reușit acest lucru luminând-o. Apoi, atenția luminii științei s-a repezit către telegraful fără fir, unde punctele și liniuțele erau fixate în funcție de durata strălucirii. Distanța era cu adevărat uimitoare la acea vreme, iar viteza a fost instantanee. (Vezi și: Caracteristicile tehnice ale lămpilor și lămpilor cu LED)

Doar cinci ani mai târziuavantajele electricității l-au atras pe omul de știință britanic Warren de la Roux, care a ghicit să pună un fir de platină într-un balon vidat. Invenția sa s-a bazat pe presupunerile că punctul de topire ridicat al platinei înseamnă că spirala nu doar se evaporă, ci mai degrabă arde și oxidează. Prin urmare, este necesar să-l izolați de oxigen. Ceea ce s-a făcut. Era practic un bec cu incandescență, doar că nu era nimic ca o bază filetată. Este clar că efectul comercial al utilizării platinei ca sursă de iluminare nu a promis în mod clar să fie la cer.

În 1841, designul primelor becuri cu incandescență a fost ușor modificat. În această creație a lui Frederic de Molayne, s-a văzut un fel de hibrid între invențiile lui Sir Humphrey Davy: o mică firimitură de cărbune trebuia să strălucească între doi electrozi de platină închiși într-un balon cu vid. Există încercări de a reduce cumva costul dispozitivului cu bec incandescent. Până, în cele din urmă, în 1845, genialul american John Wellington a ghicit că va face filamente în întregime din carbon (care se mai folosește și astăzi în încălzitoarele cu carbon). Invenția nu i-a adăugat ani vieții și, prin urmare, Robert Nudy a continuat munca de creare a lamelor tensionate, demonstrându-și noutățile, dintre care multe pot fi văzute și astăzi în muzeul castelului Blois.

istoria

Variante de forme de lămpi cu incandescență

Compatriotul nostru Oleksandr Mykolayovych Lodygin a inventat becul cu incandescență în 1972 și a obținut un brevet pentru acesta doi ani mai târziu. Imediat convins că tijele de fier și cărbune nu fac nimic în acest sens, inventatorul rus și-a continuat cercetările. Din fericire, Lodygin a părăsit Rusia ca urmare a persecuției guvernamentale asupra mișcării revoluționare. Din 1883, alături de multe alte domenii, a fost implicat în producția primelor lămpiIncandescenta in Franta. A lucrat la multe lucruri în domeniul construcțiilor și ingineriei. Lodygin a fost primul care a venit cu ideea de a folosi ca filamente metale refractare (wolfram, crom, titan), care sunt încă folosite de mulți astăzi.

Până la urmă, brevetele au fost cumpărate de corporația americană General Electric. Iar inventatorul becului cu incandescență s-a întors în Rusia cu o grămadă întreagă de desene și invenții. A fost profesor, dar după revoluție a emigrat în SUA, unde a murit. Între timp, lumea nu a stat pe loc. Să nu credeți că primul bec electric s-a născut prin eforturile unui om de știință. Destul de mulți oameni au lucrat în această direcție. De exemplu, din 1854, Heinrich Goebel a lucrat la fire de bambus carbonizate. O sticlă din care se pompa aerul era folosită ca bec pentru o lampă cu incandescență. Această persoană este considerată cea care a inventat prima versiune acceptabilă a lămpii.

Cine a inventat de fapt becul cu incandescență?

Cu toate acestea, mulți istorici cred că avantajele și dezavantajele lămpilor cu incandescență pot fi luate în considerare serios, începând cu lucrările lui Joseph Wilson Swan. Acest fizician englez originar din Anglia în 1850 a început să lucreze la (!) filamente de hârtie acoperite cu praf de cărbune. Până în 1860, primul dispozitiv de afaceri s-a maturizat, deficiențele sale includ:

  • Cerințe ridicate pentru calitatea creării unui vid în becul unei lămpi cu incandescență.
  • Durată de viață scurtă a dispozitivului.
  • Consum ineficient de energie.

    • Lumină de la o lampă incandescentă

    Vă rugăm să rețineți că printre dezavantajele lămpilor cu incandescență nu mai există un preț ridicat. Din fericire, la mijlocul anilor '70 au apărut pompe de vid noi și îmbunătățite, permițându-i lui Swans să-și continue munca. În 1878, își demonstrează munca la prelegeri la Newcastle, dar ia un brevet pentru un noudispozitivul becurilor cu incandescență abia doi ani mai târziu - în 1880. Principala inovație a fost eliminarea completă a oxigenului din bec, deoarece filamentul se putea încălzi complet fără a se arde. Cu toate acestea, bobina avea o rezistență destul de scăzută, ceea ce necesita fire de cupru foarte groase pentru alimentarea dispozitivului. (Vezi și: Caracteristicile tehnice ale lămpilor și lămpilor fluorescente)

    De fapt, Swann a rezolvat problema amenajării iluminatului folosind lămpi cu incandescență. În cele din urmă, el a sugerat să folosești bumbac (în loc de hârtie) ca bază pentru fir. Casa lui Swan din Low Fell a fost prima din lume care a fost iluminată cu electricitate. Istoricii îl notează, de asemenea, pe Iosif, deoarece el a început producția comercială de becuri sub presiune, ceea ce a condus la un interes sporit pentru acest subiect din partea cercurilor academice și a unor secțiuni largi ale societății. Teatrul Savoy al Creativității din Westminster a devenit prima instituție publică în care a fost folosit un generator electric (88 kW) pentru a ilumina sala. Pentru aceasta s-au folosit 1.200 de becuri incandescente, realizate dupa designul propus de Swan.

    După cum au remarcat martorii oculari, avantajul noii tehnici a fost absența necesității de a arde gaze. Ca urmare, oxigenul a încetat să fie consumat și s-a eliberat mult mai puțină căldură. În plus, mulți au observat siguranța relativă la incendiu a dispozitivelor. Pentru a demonstra această calitate, unul dintre becurile incandescente a fost spart (direct în candelabru) în timpul prezentării, iar la 29 decembrie 1881 The Times a remarcat această metodă de iluminare ca fiind mai promițătoare decât claxoanele cu gaz. Becurile incandescente au câștigat foarte repede popularitate în marina și în mine, unde din motive evidente nu era foarte profitabilă utilizarea arderii. Istoricii notează independența completă a cercetării lui Swann față de ceea ce făcea Edison.

    Edison cu invenția sa

    În paralel, un brevet canadian pentru becuri cu incandescență a fost luat de Henry Woodward. Produsele sale se distingeau printr-o formă specială de bulb și erau umplute cu azot inert. Acest lucru a redus semnificativ cerințele pentru rezistența părții de sticlă a becului incandescent. Utilizarea comercială a invenției lui Henry Woodward nu a fost inclusă. Cu toate acestea, au fost observați de Edison, care a cumpărat brevetul canadian pentru 5.000 de dolari. Pentru a găsi bani, a luat o mie, spunând presei că a inventat deja becuri noi, iar acum doar căuta fonduri pentru a produce produse.

    Prima încercare a lui Edison la un filament de carbon a durat 13,5 ore. Cu toate acestea, până în 1880, el a obținut un brevet pentru un bec incandescent și un filament de bambus care ar putea funcționa de aproximativ 100 de ori mai mult. Edison a fost cel care a ajuns la concluzia că filamentul ar trebui să fie realizat din metale refractare cu rezistență mare pentru a reduce curentul de alimentare. În plus, tensiunea de funcționare de 110 V recomandată de Edison este folosită și astăzi în Statele Unite. Deși brevetul SUA nr. 223.898 a descris mai multe forme de filetare, în cele din urmă a fost folosit bambus acoperit cu rumeguș. Iată câteva dintre opțiunile posibile conform prezentării lui Edison:

    • Bumbac.
    • Lenjerie.
    • Hârtie.
    • Atele de lemn.

    Mulți se întreabă probabil de ce astfel de materiale exotice pentru noi au fost folosite ca filamente. Mai mult, electrozi de platină au fost folosiți pentru a furniza energie electrică. În vremurile de astăzi, un astfel de bec incandescent ar costa o avere. Și adevărul este că rezistența firului era deja mică, iar metalele cu rezistență mare nu erau folosite în acel moment. Și, în general, următorul brevet (din 1883), din care au apărut probleme în timpul coordonării, a folosit aceeași spirală ca șicarbon. Până la urmă, pentru a evita conflictele cu Swann, Edison i-a sugerat acestuia din urmă să creeze compania Edisonswan pentru a vinde produse în Marea Britanie.

    Prima spirală metalică pentru lămpi cu incandescență din osmiu a fost brevetată de omul de știință austriac Karl Auer von Welsbach. Versiunea de lucru a dispozitivului a fost lansată până în 1898. În 1897, chimistul german Walter Nernst a prezentat o lampă cu glob ceramic. De două ori mai eficient decât carbonul, a fost în continuare stors de pe rafturi, urmat de becuri cu incandescență cu filament metalic. În cursul unor eforturi scurte, au fost emise rețete una după alta pentru a acoperi filamentele de carbon cu un strat conductor, apoi a apărut wolfram, care este încă folosit până în zilele noastre. Trebuie remarcat faptul că cercetările lui Edison au stat la baza creării lămpilor electronice, datorită cărora toată tehnologia intensivă în știință continuă să se dezvolte și astăzi.

    Lămpi cu descărcare în gaz

    La un moment dat, lămpile incandescente erau umplute cu compuși de brom sau iod pentru a preveni arderea spiralei. Dar descarcatoarele de gaze se bazeaza pe legi fundamental diferite ale fizicii. Este interesant că efectul strălucitor al barometrului cu mercur a fost observat încă din 1675 de astronomul francez Jean Picard. 30 de ani mai târziu, prima versiune a lămpii cu descărcare în gaz a fost demonstrată de Francis Hoxby. Ideea a fost de a alimenta o cantitate mică de mercur într-o sferă de sticlă încărcată cu electricitate statică după aspirare. Era suficientă lumină pentru citit.

    Și în timp ce compatriotul nostru Vasyl Petrov a descris fenomenul arcului electric, Sir Humphrey Davy a demonstrat Institutului Regal baghete de cărbune în 1802. Cercetări ulterioare în domeniul lămpilor cu descărcare în gaz de joasă presiune au fost efectuate de Heinrich Geisler, care în 1857 a creat surse de lumină artistică de diversenuanțe pe bază de umplutură cu gaz. A fost necesar un vid pentru a facilita procesul de ionizare. Argonul, neonul, vaporii de mercur și chiar aerul obișnuit au fost folosiți ca mediu de descărcare.

    Unul dintre cei mai strălucitori descendenți ai lămpilor Heisler sunt diodele electronice, triodele etc. În cursul experimentelor cu lămpile cu descărcare în gaze ale lui Johann Gittorf s-a observat că mișcarea purtătorilor poate fi formată într-un vid complet. Așa a apărut pe lume cunoștințele despre razele catodice, formate din electroni. Astfel de surse au fost dezvoltate în continuare în lămpi fluorescente cu lumină naturală, unde vaporii de mercur emite în domeniul infraroșu, iar spectrul vizibil este obținut datorită pompării energiei fosforului.

    Istoria acestor tipuri de lămpi electrice datează de sute de ani. Multă vreme, oamenii au observat că unele pietre strălucesc din anumite motive. Dar fenomenul a fost descris pentru prima dată de Sir George Stoke pe exemplul fluoritului. Aceste tipuri de becuri au dobândit polaritate, având caracteristici tehnice excelente, în special, consum redus de energie. Iar dezavantajele erau evidente până de curând: dimensiuni mari, necesitatea unui driver (sursă de alimentare).

    Credem că cititorii pot compara acum lămpile înșiși și vom vorbi despre LED (cele mai moderne) cândva.

    Următorul

    Citește și: