Главная » Освещение » История возникновения электрической лампочки. История освещения: как появилась электрическая лампочка

История возникновения электрической лампочки. История освещения: как появилась электрическая лампочка

КАК ЛЮДИ ОБХОДИЛИСЬ

БЕЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЛАМПОЧКИ?

Сегодня зажечь свет в доме настолько просто, что, кажется, иначе и быть не может: щелкнул выключателем, и комната осветилась. Электричество стало настолько привычным, что даже удивляешься – как же обходился прежде без него человек? А между тем «борьба за свет» вписалась любопытной страницей в историю человечества.
Понятно, самый первый источник света оказался совсем простым: горел в пещере первобытного человека костер, играя неяркими отблесками пламени на стенах. Однако когда наши далекие предки обзавелись настоящими жилищами-домами, потребовалось более совершенное техническое решение. И оно было найдено. В поэмах Гомера можно встретить описания сосудов с раскаленным углем и промасленной или пропитанной жиром древесной стружкой. Огонь, горевший в них, и освещал жилища древних греков.
Недостатков у первых древних светильников было хоть отбавляй. Дымили, легко могли стать причиной пожара. Ясно, для огня требовался какой-то иной «питательный материал». И его нашли. Родиной великого изобретения, долгие века верой и правдой служившего человечеству, оказался Древний Египет. Там была изготовлена самая первая масляная лампа.
Она представляла собой метровой высоты колонну из песчаника. В выдолбленные сверху отверстия вставляли сосуды с горящим маслом. Этому светильнику пять тысяч лет!
А вот в Древнем Риме конструкции светильников были уже другие и делались на любой вкус. По сути, это были самые настоящие лампы, масло горело в закрытых бронзовых сосудах с отверстиями для «выхода» света. Форма сосудов была самой разнообразной – то звериная голова с лапами, то чаша с причудливым рельефом на поверхности. Римляне же первыми додумались вешать светильники на стены. Совсем как современные бра. И канделябр – светильник с несколькими лампами – тоже был изобретен в Риме.
И все же масло было довольно дорогим материалом. Воск оказался гораздо дешевле. На длительное время в обиход прочно вошли свечи. Их изготавливали не только из пчелиного воска, но и из других подходящих материалов – растопленного сала, парафина, стеарина. Несмотря на то, что существовали свечные заводы, во многих деревенских семьях их изготавливали сами.
Каких только светильников не было в средние века! Канделябры на десятки свечей, бра, лестничные фонари, люстры... Трудились над ними самые искусные ювелиры, чеканщики, золотых и серебряных дел мастера. А материалами служили чеканная медь с эмалью, серебро с чернью, золото, фарфор, богемское стекло, драгоценные камни. По всей Европе славились мастера Лотарингии, Реймской области, Саксонии...
Конечно, далеко не каждый мог позволить себе заиметь такой светильник. В домах победнее, подсвечники и канделябры были железными, латунными. В совсем бедных и того не было, пользовались, чем придется. В русских деревнях избы освещала лучина: тоненькая горящая щепочка заменяла свечку.
В середине ХVII века французский ученый Кардан изобрел механическое приспособление для равномерного питания фитиля маслом. Но только в XIX веке появилась, наконец, масляная лампа, конструкцию которой можно считать вполне совершенной. Автором ее тоже был француз – инженер Арган. Состояла конструкция из резервуара, двух вентиляционных трубочек и широкого фитиля, длина которого регулировалась ручкой. Сверху был стеклянный цилиндр, который для красоты закрывался еще и стеклянным шарообразным абажуром.
Оттеснив свечи, масляные лампы довольно долго были в обиходе. Существовали даже масляные люстры, масляные бра. А изобретатели предлагали все новые конструкции – керосиновые, газовые. Первооткрывателем газового освещения стал англичанин Уильям Мердок, успешно опробовавший свое изобретение в собственном доме: там он установил газовые лампы.
Но лавочники да купцы газу не доверяли и упорно пользовались маслом или керосином. Керосин же, к слову сказать, был открыт польским аптекарем Игнасием Лукасевичем и получился путем перегонки нефти. Эта горючая жидкость и стала новым источником света. В 1860 году Москва озарилась светом керосиновых фонарей. Газовые и керосиновые лампы, дополненные прозрачным стеклом, давали ровный свет, и потому послужили людям еще в XX веке.
Но неумолимо надвигался век электричества.

Общественные системы освещения теряют свет и, следовательно, энергию. По сути, мы освещаем слишком много и особенно плохо. Вот почему мы говорим, возможно, неправильно, с легким загрязнением. Из-за этой формы загрязнения астрономы были вынуждены переместить своих наблюдателей в пустынные районы мира; город теперь является «ослепленным» небом светом и звездами, которые едва заметны. В ясную звездную ночь, в открытой сельской местности или на берегу моря, человеческий глаз может отчетливо увидеть около 000 звезд.

На площади большого города, такого как площадь Пьяцца Дуомо в Милане или площадь Пьяцца дель Пополо в Риме, в ту же спокойную ночь они видят меньше пятидесяти. Естественно, просветительство - это настоятельный императив нашего времени, чтобы спасти энергию и позволить всем увидеть небо, которое является частью среды, в которой мы живем.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЛАМПОЧКА

В последние десятилетия XIX века в жизнь многих европейских городов вошло электрическое освещение. Появившись сначала на улицах и площадях, оно очень скоро проникло в каждый дом, в каждую квартиру и сде-лалось неотъемлемой частью жизни каждого цивилизо-ванного человека. Это было одно из важнейших событий в истории техники, имевшее огромные и многообразные последствия. Бурное развитие электрического освещения привело к массовой электрификации, пере-вороту в энергетике и крупным сдвигам в промышленно-сти. Однако всего этого могло и не случиться, если бы усилиями многих изобретателей не было создано такое обычное и привычное для нас устройство, как электри-ческая лампочка. В числе величайших открытий челове-ческой истории ей, несомненно, принадлежит одно из самых почетных мест.
В XIX веке получили распространение два типа электрических ламп: лампы накаливания и дуговые. Ду-говые лампочки появились немного раньше. Свечение их основано на таком интересном явлении, как вольтова дуга. Если взять две проволоки, подключить их к доста-точно сильному источнику тока, соединить, а затем раз-двинуть на расстояние нескольких миллиметров, то между концами проводников образуется нечто вроде пламени с ярким светом. Явление будет красивее и яр-че, если вместо металлических проводов взять два за-остренных угольных стержня. При достаточно большом напряжении между ними образуется свет ослепительной силы.
Впервые явление вольтовой дуги наблюдал в 1803 году русский ученый Василий Петров. В 1810 году то же открытие сделал английский физик Гемфри Дэви. Оба они получили вольтову дугу, пользуясь большой батареей элементов, между концами стерженьков из дре-весного угля. И тот, и другой писали, что вольтова дуга может использоваться в целях освещения. Но прежде надо было найти более подходящий материал для элек-тродов, поскольку стержни из древесного угля сгорали за несколько минут и были мало пригодны для практического использования. Дуговые лампы имели и другое неудобство – по мере выгорания электродов надо было постоянно подвигать их навстречу друг другу. Как только расстояние между ними превышало некий допустимый минимум, свет лампы становился неровным, она начинала мерцать и гасла.
Первую дуговую лампу с ручным регулированием длины дуги сконструировал в 1844 году французский физик Жан Бернар Леон Фуко. Древесный уголь он заменил палочками из твердого кокса. В 1848 году он впервые применил дуговую лампу для освещения одной из парижских площадей. Это был короткий и весьма дорогой опыт, так как источником электричества служила мощная батарея. Затем были придуманы различные приспособления, управляемые часовым механизмом, которые автоматически сдвигали электроды по мере их сгорания.
Понятно, что с точки зрения практического использования желательно было иметь лампу, не осложненную дополнительными механизмами. Но можно ли было обойтись без них? Оказалось, что да. Если поставить два уголька не друг против друга, а параллельно, притом так, чтобы дуга могла образовываться только между двумя их концами, то при этом устройстве расстояние между концами углей всегда сохраняется неизменным. Конструкция такой лампы кажется очень простой, однако создание ее потребовало большой изобретательности. Она была придумана в 1876 году русским электротехником Павлом Николаевичем Яблочковым, который работал в Париже в мастерской академика Бреге.
Свеча Яблочкова состояла из двух стержней, изго-товленных из плотного роторного угля, расположенных параллельно и разделенных гипсовой пластинкой. Последняя играла двоякую роль, так как служила и для скрепления углей между собой и для их изоляции, позволяя вольтовой дуге образовываться лишь между верхними концами углей. По мере того как угли сверху обгорали, гипсовая пластинка плавилась и испарялась, так что кончики углей всегда на несколько миллиметров выступали над пластинкой.
Свечи Яблочкова привлекли к себе всеобщее внимание и наделали много шуму. В 1877 году с их помо-щью было впервые устроено уличное электричество на Авеню де ла Опера в Париже. Всемирная выставка, открывшаяся в следующем году, дала возможность многим электротехникам познакомиться с этим замечательным изобретением. Под названием «русский свет» свечи Яблочкова использовались позже для уличного освещения во многих городах мира. Но наряду с достоинствами свечи Яблочкова имели свои недостатки. Главное неудобство заключалось в том, что угли в них сгорали очень быстро – свеча средней величины светила не более двух часов.
Этот недостаток, впрочем, был присущ и многим другим дуговым лампам. Не раз у изобретателей являлась мысль заключить вольтову дугу в лишенную кислорода атмосферу. Ведь благодаря этому лампа могла бы гореть значительно дольше. Долгое время эти попытки не удавались, так как пытались выкачать воздух цели-ком из всей лампы. Американец Джандус первый при-думал помещать под купол не всю лампу, а только ее электроды. При возникновении вольтовой дуги кислород, заключенный в сосуде, быстро вступал в реакцию с раскаченным углеродом, так что вскоре внутри сосуда образовывалась нейтральная атмосфера. Хотя кислород и продолжал поступать через зазоры, влияние его сильно ослаблялось, и такая лампа могла непрерывно гореть около 200 часов.
Но даже в таком усовершенствованном виде дуговые лампы не могли получить достаточно широкого распространения. Вольтова дуга представляет собой очень сильный источник света. Яркость ее горения невозможно уменьшить ниже некоторого предела. Поэтому дуговые лампы использовались для освещения больших залов, вокзалов или площадей. Но они были совершенно непригодны для применения в маленьких жилых или рабочих помещениях.
Намного удобнее в этом смысле были лампочки накаливания. Устройство их всем известно: электрический ток, проходя через тонкую нить, раскаляет ее до высокой температуры, благодаря чему она начинает ярко светиться. Еще в 1820 году французский ученый Деларю изготовил первую такую лампу, в которой накали-ваемым телом служила платиновая проволока. После этого в течение полувека лампы накаливания почти не использовались, поскольку не могли найти подходящего материала для нити. Поначалу наиболее удобным казался уголь. В 1873 году русский электротехник Александр Николаевич Лодыгин сделал лампочку с нитью из роторного угля. Он же первый начал откачивать из бал-лона воздух. В конце концов, ему удалось создать первую лампочку накаливания, получившую некоторое практическое применение, но она оставалась еще очень несовершенной. В 1878 году американские электротехники Сойер и Ман нашли способ изготавливать маленькие угольные дуги небольшого сечения путем обугливания картона в графитовом порошке. Эти дуги заключали в стеклянные колпачки. Однако и эти лампочки были очень недолговечны.
В 1879 году за усовершенствование электрической лампочки взялся знаменитый американский изобрета-тель Томас Алва Эдисон. Он понимал: для того, чтобы лампочка светила ярко и долго и имела ровный немигающий свет, необходимо, во-первых, найти подходящий материал для нити, и, во-вторых, научиться создавать в баллоне сильно разреженное пространство. Было про-делано множество экспериментов с различными материалами, которые ставились со свойственным для Эдисона размахом. Подсчитано, что его помощники опробовали не менее 6000 различных веществ и соединений, при этом на опыты было израсходовано свыше
100 тысяч долларов. Сначала Эдисон заменил ломкий бумажный уголек более прочным, приготовленным из угля, потом стал делать опыты с различными металлами и, наконец, остановился на нити из обугленных бамбуковых волокон. В том же году в присутствии трех ты-сяч человек Эдисон публично демонстрировал свои электрические лампочки, осветив ими свой дом, лабораторию и несколько прилегающих улиц. Это была первая лампочка с продолжительным сроком службы пригодная для массового производства. Но поскольку изготовление нитей из бамбука оказалось достаточно дорогим, Эдисон разработал новый способ выделки их из специальным образом обработанных волокон хлопка. Сначала хлопок помещали в горячий хлорно-цинковый раствор, где он постепенно растворялся. Полученную жидкость сгущали с помощью насоса до тестообразного состояния и выдавливали через тонкую трубку в сосуд со спиртом. Здесь она превращалась в тонкую нить и наматывалась на барабан. Полученную нить путем нескольких промежуточных операций освобождали от хлорно-цинкового раствора, сушили, разрезали, заключали в У-образные формы и обугливали в печи без доступа воздуха. На нити напыляли тонкий слой угля. Для этого их помещали под колпак, заполненный светильным газом, и пропускали через них ток. Под действием тока газ разлагался, и на нити осаждался тонкий слой углерода. После всех этих сложных операций нить была готова для употребления.
Процесс изготовления лампочки тоже был очень сложным. Нить помещали в стеклянный колпачок между двумя платиновыми электродами, вплавленными в стекло (дорогой платиной приходилось пользоваться потому, что она имела одинаковый со стеклом коэффициент теплового расширения, что было очень важно для создания герметичности). Наконец, с помощью ртутного насоса из лампочки выкачивали воздух, так что в ней оставалось не более одной миллиардной того воздуха, который содержался в ней при нормальном давлении. Когда выкачивание заканчивалось, лампочку запаивали и насаживали на цоколь с контактами для вкручивания в патрон (и патрон, и цоколь, а также многие другие элементы электрического освещения, сохранившиеся без изменений до наших дней: выключатели, предохранители, электрические счетчики и многое другое – были также изобретены Эдисоном). Средняя долговечность лампочки Эдисона составляла 800-1000 часов непрерывного горения.
Почти тридцать лет лампочки изготавливались описанным выше способом, но будущее было за лампочками с металлической нитью. Еще в 1890 году А.Н. Лодыгин придумал заменить угольную нить металлической проволокой из тугоплавкого вольфрама, имевшей температуру накала 3385 градусов. Однако промышленное изготовление таких лампочек началось только в XX веке.

Что происходит, когда вы нажимаете выключатель света на дом? Что-то электризующее, без сомнения, но и для некоторых, по крайней мере, таинственное, поскольку в дополнение к свету лампочки вы ничего не видите. Тогда мы должны попытаться что-то понять, за исключением того факта, что мы хорошо используем это бесконечное время.

Давление переключателя в более технических терминах эквивалентно «замыканию электрической цепи». На практике: что-то происходит из-за механического изменения состояния этой пули, на самом деле переключатель Самое любопытное, вероятно, заметило бы, что в результате этого действия металлические части, находящиеся вдали от них, находятся в контакте. «Контакт» на самом деле является классикой электротехники: лампочка загорается, если батарея контактирует.

СПИЧКИ

Спички в течение многих десятилетий были одним из важнейших элементов человеческой жизни, да и сегодня играют не последнюю роль в нашем повседневном обиходе. Обычно, чиркая спичкой о коробок, мы даже не задумываемся над тем, какие химические реакции происходят в эту секунду и сколько изобретательности и сил положили люди, чтобы иметь такое удобное средство добывания огня. Обыкновенные спички, несомненно, принадлежат к числу самых удивительных изобретений человеческого ума.
Людям XXI века даже представить трудно, какой огромной проблемой было добывание огня во времена Древнего Рима. Римляне стучали камнем о камень, пытаясь высечь искру и поджечь ею лучину, покрытую серой. Таких попыток приходилось делать много, до тех пор, пока, наконец, не приходила удача.
В Средние века человечество немногим продвинулось вперед: искрой, высеченной тем же способом, поджигали сухой мох или сухие тряпки. И лишь в
XVII веке, когда был открыт фосфор, способный воспламеняться при очень низкой температуре, появилось первое подобие спичек. История сохранила имя изобретателя: в 1681 году англичанин Роберт Бойл догадался покрыть лучину раствором серы и фосфора. Такие лучины загорались от первой же искры, но столь же легко воспламенялись и от нечаянного нагрева, так что были очень опасны. Да и спичками их, в общем, назвать трудно.
В конце XVIII века появились «химические спички». Нанесенный на них состав воспламенялся, стоило капнуть на него серной кислотой. Понятно, что в быту они были не очень-то удобны. А уже в 20-е годы XIX века английский аптекарь Джон Уокер изобрел спички, похожие на современные, но много большего размера. Их голов-ки воспламенялись от трения о любую шершавую поверхность.
Почти сразу же во Франции появились спички с головкой, главным компонентом которой был белый фосфор. Они легко зажигались, стоило чиркнуть о любую поверхность, например, о подошву обуви, но могли воспламениться даже от трения друг о друга в коробке. К тому же белый фосфор ядовит.

Существуют различные явления, о которых следует помнить. Прежде всего, замыкание схемы или переключателя вызывает соединение «провода» между генератором чего-то и пользователем этой вещи. Более конкретно: связь между источником энергии и так называемой нагрузкой, то есть энергия, которая питается, например, лампочка или источник питания нашего сотового телефона, фен, телевизор и так далее.

Давайте остановимся на классике, переключателе и лампочке. Как упоминалось выше, есть доступная энергия и конечный пользователь. Среди этих двух есть соединение: нить, как написано выше, строго металлическая. Почему нет пластиковой нитки? Начнем с того, что выясним, что свет дает энергию. Более конкретно, когда накаливание лампы накаливания старой лампы накаливания, но для большинства современных флуоресцентных ламп и светоизлучающих диодов это одно и то же, потому что Атомы, которые составляют эти материалы, поглощают энергию и переизлучают ее.

Ну а самые удачные спички изобрел, наконец, в 1855 году шведский химик Йохан Лундстрем. Долгое время их так и называли – «шведские спички». Лундстрем использовал неядовитый красный фосфор, причем он входил не только в состав головки, но и был нанесен на полоску наждачной бумаги на коробке, о которую и чиркали спичку. Подобные спички, почти не из-менившись, дошли и до наших дней.

Механизм может быть очень сложным, но общая идея не слишком сложна: атомы имеют нерегулируемую жизнь, они питаются энергетическими обменами, как правило, электромагнитной природы, или на основе обмена известными «фотонами», квантовые носители, которые поглощаются или уступаются в соответствии с жестким бюджетом с точки зрения доходов и выпуска.

Атом «подпитывается» поглощением фотона или проходит без протеста против механического удара от другого атома или его части или вибрации и, рано или поздно, «обесточивается», высвобождая другой фотон. Очевидно, электрический провод, электрический провод коротким. И как вы путешествуете по этой теме? Кто убеждает ее передать энергетические следы атомам ламп? Стек, электростанция, фотогальваника, ядерная энергия, ветер, велосипеды, без сомнения, без хотя бы одного из этих объектов, наша маленькая лампочка тоже не загорится. общий атом: даже нить не может быть сделана из атомов, поэтому, каков бы ни был таинственный механизм, который регулирует перенос «энергетических ударов», это может быть только атомной природы.

Со времен изобретения первой угольной лампы накаливания прошло около 180 лет. Революция в мире освещения того времени уже давно осталась позади и мало кто задумывается, как все начиналось. Со временем технологии менялись: лампу с угольной спиралью сменила лампа накаливания с платиновой спиралью, затем лампа с обугленной бамбуковой нитью в вакуумированном сосуде и великое множество других модификаций ламп. Каких только материалов не было испробовано для создания более эффективной лампы накаливания, однако это не принесло существенных результатов. В современных лампах накаливания используется спираль из вольфрама, но и этот редкий материал позволяет добиться, что всего 5% энергии преобразуется в свет. Глобальный переворот пришелся лишь на эпоху энергосберегающих и светодиодных ламп. Основанные на совершенно ином принципе свечения, данные лампы позволили человечеству в разы улучшить качество освещения и сократить на него расходы.

В этот момент необходимо уточнить, что такое этот механизм или как атом может накапливать и затем переносить энергию, то особое условие, которое в конце подсчета позволяет воспламенять атомы нити накала. История длинная и захватывающая, но по понятным причинам здесь вы вынуждены ее вызывать решительно. В то время как греки наблюдали и крестили явление электричества перед лицом сильных сил, способных перетаскивать протертый материал в другой тряпочный материал. В более ясных терминах, вопрос о котором все было сделано - мы, скалы, планеты, крылья бабочки и водопроводной воды - состоят из атомов, которые, несмотря на термин «неделимый», являются существенными частями свойства, которое мы называем электрическим зарядом, и которое существует двумя разными способами. «Позитивные» и «отрицательные» части, первые притягивающие второе и отвергающие себя, а также отрицательные части, привлекающие первое и все еще отвергающие себя.

Давайте же попробуем отследить всю историю источников света и существующие в наше время типы ламп.

В наши дни все лампы можно поделить на три основные группы: накаливания, газоразрядные и светодиодные. Люди «старой закалки» наотрез отвергают последние два вида, что напрасно. Но пойдем по порядку.

Лампы накаливания

Лампа накаливания представляет собой электрический источник света, светящимся телом которого служит проводник, нагреваемый протеканием электрического тока до высокой температуры. Все лампы накаливания можно разделить на пять видов:

В этих частях нет ничего по-настоящему положительного или отрицательного. Общеизвестно, что общий язык не всегда является лучшим для описания поведения природы, которое не имеет в себе ничего хорошего или плохого. природы, и этого достаточно. Остается фактом, что атомы состоят из отрицательных частей и положительных частей.

Затем: атомы, которые прорывают трение, положительные части, которые притягиваются к отрицательным, и наоборот. На практике: большой потенциал, который можно было бы притащить с одной стороны, а другой, если мы оставим его матерной природе, по крайней мере, после хорошей чистки. И именно это ученые из «романтической» физики выясняют в девятнадцатом веке, когда например, наш Алессандро Вольта умудряется заключить в тюрьму и в то же время высвобождать энергию, то есть доступность для работы, быть активным - из стека элементов из разных атомов, находящихся в контакте.

К преимуществам ламп накаливания можно отнести их низкую стоимость, небольшие размеры, мгновенность включения, отсутствие токсичных компонентов, работа при низкой температуре окружающей среды. Но их недостатки, все же, не сопоставимы с современными требованиями к источникам света. К ним относятся: низкая эффективность (КПД не более 5%), короткий срок службы, резкая зависимость световой отдачи и срока службы от напряжения, цветовая температура в пределах от 2300 до 2900 К, высокая пожароопасность.

Эта куча - это двигатель, который позволяет вам использовать внутреннюю разницу между позитивными и негативными вещами или, лучше сказать, другого рода. Перемещение материи путем ее расширения: это ключ к нашей проблеме. «Потенциал», предоставляемый кучей, - это то, что требуется для питания электрических зарядов, т.е. противоположные части греческого хода были выделены. Высокий потенциал подразумевает большое ускорение, и наоборот. Но это не меняет сути вещи. На практике существует «разница в потенциале» в головах «розетки», то есть возможность ускорить заряд зарядов в противоположных направлениях.

Лампы накаливания постепенно остаются в прошлом, но отдадим должное истории, проложившей тропу от истоков к современным источникам освещения:

1838-1854 гг. — первые лампы, работающие от электрического тока. Изобретатели: бельгиец Жобар, англичанин Деларю, немец Генрих Гебель.

Все внутри проводника имеются относительно относительно отрицательные подвижные части, которые натянуты в направлении противоположного знакового потенциала. Таким образом, они остаются свободными от мест, которые поэтому рассматриваются как «положительные» части, которые движутся в направлении «отрицательного» потенциала. Действительно, электроны ускоряются потенциалом, создаваемым батареей, но они не находятся в свободном шланге для течения. Они имеют металлический провод, который, безусловно, является «проводником», но не в смысле гидравлики.

11 июля 1874 года российский инженер Александр Николаевич Лодыгин получил патент на нитевую лампу. В качестве нити накала он использовал угольный стержень, помещённый в вакуумированный сосуд.

В 1876 году российский изобретатель и предприниматель Павел Николаевич Яблочков разработал электрическую свечу и получил на неё французский патент. Свеча Яблочкова оказалась проще, удобнее и дешевле в эксплуатации, чем угольная лампа Лодыгина. Изобретение Яблочкова можно отнести также к разрядным лампам.

Электроны, в отличие от воды в трубке, сталкиваются с огромным количеством препятствий, с которыми они сталкиваются с очень высокой скоростью: эти неизбежные препятствия - это атомы, из которых формируется лидер. Конечным результатом является то, что эти электроны могут делать только очень короткие куски проволоки в проводе до того, как они будут остановлены в своем прогоне и, следовательно, действуют в среднем очень медленно: скорости менее одного миллиметра в секунду!

Электричество - это поток энергии, переносимый быстрыми последовательными столкновениями, не является материальным потоком, чем-то. На самом деле, как часто в физике, все сложнее: электроны не являются шарами материи, их нужно интерпретировать в соответствии с законами квантовой физики в терминах самых «исчезающих» вероятностей вероятности. Но это другая история, которая не меняет сущность «классического»разговора, сказанного просто.

В 1879 году американский изобретатель Томас Эдисон патентует лампу с платиновой нитью. В 1880 году он возвращается к угольному волокну и создаёт лампу с временем жизни 40 часов. Одновременно Эдисон изобрёл патрон, цоколь и выключатель. Несмотря на столь непродолжительное время жизни его лампы вытесняют использовавшееся до тех пор газовое освещение.

Действительно, время, когда лампа использовалась только для функционального использования, далека: сегодня, с развитием техники и технологическими инновациями, мы имеем. Луковицы являются незаменимым элементом в любом доме: они являются наиболее используемым источником искусственного света и стали частью нашей повседневной жизни. Сегодня лампочки присутствуют в ряде внутренних районов, и в некоторых случаях они стали настоящей мебелью, дополняющими друг друга, способными изменить лицо на окружающую среду с их простым присутствием.

Фактически, время, когда лампа использовалась только для функционального использования, далека: сегодня, благодаря эволюции технологии и технологическим новшествам, лампочки приобрели заметное место среди украшений домашнего декора, становясь протагонистами с их экстравагантными и особыми формами.

В 1904 году венгры Д-р Шандор Юст и Франьо Ханаман получили патент на использование в лампах вольфрамовой нити. В Венгрии же были произведены первые такие лампы, вышедшие на рынок через венгерскую фирму Tungsram в 1905 году.

Функциональность и эстетика объединились в единый элемент, став таким образом эмблемой поиска наших времен, в которой все должно быть умным, но в то же время приятным эстетическим обликом считаться ценным элементом для наших домов. Как свидетельствует история, первая луковица, заслуживающая того, чтобы ее называли таковой, родилась в руках Томаса Альвы Эдисона.

Это была первая структура такого рода в мире, рожденная с единственной целью создания инноваций: на самом деле он руководил работой своих сотрудников, хотя во многих случаях он был жаждой определить и конкретизировать идею кратковременно абстрактная. Действительно, на самом деле, первые прототипы пули уже были разработаны другими изобретателями в предыдущие годы, но Эдисон с его отличительной деловой остротой и коммерческими возможностями имел готовность купить два из самых интересных патентов для нас, чтобы работать в абсолютной свободе чтобы сделать что-то еще более инновационное.

В 1906 году Лодыгин продаёт патент на вольфрамовую нить компании General Electric. Из-за высокой стоимости вольфрама патент находит только ограниченное применение.

В 1910 году Вильям Дэвид Кулидж изобретает улучшенный метод производства вольфрамовой нити. Впоследствии вольфрамовая нить вытесняет все другие виды нитей.

Остающаяся проблема с быстрым испарением нити в вакууме была решена американским учёным Ирвингом Ленгмюром, который, работая с 1909 года в фирме General Electric, придумал наполнять колбы ламп инертным газом, что существенно увеличило время жизни ламп.

Работа была не простой, потребовалось несколько лет исследований и экспериментов, прежде чем она могла придумать лампочку, которую можно было бы коммерциализировать, и, следовательно, она была оценена потребителями. Так что же придумал Эдисон? В принципе, можно сказать, что он не изобретал ничего нового в своих лабораториях, но, хотя ученые, работавшие в промышленности до него, смогли производить электрический ток в лабораториях, для чистого научного использования, его интуиции предпринимательство позволило ему принести электрический ток и освещение за пределами лабораторий, чтобы сделать его доступным для широкой общественности, заложив основы для реализации системы распределения электроэнергии в домах или офисах.

Газоразрядные лампы

Опыты по созданию свечения в заполненных газом трубках начались в 1856 году. Свечение большей частью было в невидимом диапазоне спектра. И лишь в 1926 году Эдмунд Джермер предложил увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой, в однородный белый свет. В результате, началась эпоха газоразрядных ламп.

В настоящее время Э.Джермер признан как изобретатель лампы дневного света. General Electric позже купила патент Джермера, и к 1938 году довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования.

1927-1933 гг. - венгерский физик Дэнис Габор, работая в компании Siemens&Halske AG (сегодня компания Siemens), разработал ртутную лампу высокого давления, которая сегодня повсеместно используется в уличном освещении.

Серьезный вклад в совершенствование флуоресцентного порошка, позже названного люминофором, сделал в 30-х годах прошлого века советский физик Сергей Иванович Вавилов.

1961 год - создание первых натриевых ламп высокого давления. В конце 70-х годов прошлого века компания General Electric первой выпустила на рынок натриевые лампы, а немного позже и металлогалогенные.

В начале 80-х годов появились первые компактные люминесцентные лампы (КЛЛ).

В 1985 году компания OSRAM первой представила лампу со встроенным электронным ПРА.

Все многообразие газоразрядных ламп можно представить следующей схемой:

Самые популярные из этой группы, пожалуй, компактные люминесцентные лампы. Они позволяют экономить электроэнергию до 5 раз по сравнению с лампами накаливания, при этом срок их службы составляет около 8 лет. Корпус данной лампы нагревается в незначительной степени, что позволяет использовать их повсеместно. Кроме того, люминесцентные лампы могут иметь различные цветовые температуры и различные варианты внешнего вида.

Но, к сожалению, КЛЛ обладают несколькими недостатками, к которым относятся:

Значительное снижение срока службы при работе в сетях с перепадами напряжения, а также при частых включениях и выключениях.
Спектр такой лампы - линейчатый. Это приводит не только к неправильной цветопередаче, но и к повышенной усталости глаз.
Компактные люминесцентные лампы содержат 3-5 мг ртути.
Использование выключателей с подсветкой приводит к периодическому, раз в несколько секунд, кратковременному зажиганию ламп (в качественных лампах невидимому для глаз), что приводит к скорому выходу из строя лампы.
Обычные компактные люминесцентные лампы несовместимы с диммерами. Стоимость диммируемых ламп примерно в 2 раза выше.

По этим причинам вопрос о новых технологиях при изготовлении источников света оставался открытым. В свет широко шагнули светодиодные лампы.

Светодиодные лампы

Светодиодные источники света основаны на эффекте свечения полупроводников (диодов) при пропускании через них электрического тока. Малые размеры, экономичность и долговечность позволяют изготавливать на основе светодиодов любые световые приборы. В наши дни светодиоды занимают значительную долю рынка источников света и используются повсеместно.

Первое сообщение об излучении света твёрдотельным диодом было сделано в 1907 году британским экспериментатором Генри Раундом из Marconi Company. Примечательно, что эта компания впоследствии стала частью General Electric и существует по сей день.

В 1923 году Олег Владимирович Лосев в Нижегородской радиолаборатории показал, что свечение диода возникает вблизи p-n-перехода. Полученные им два авторских свидетельства на «Световое реле» (первое заявлено в феврале 1927 г.) формально закрепили за Россией приоритет в области светодиодов, утраченный в 1960-гг. в пользу США после изобретения современных светодиодов, пригодных к практическому применению.

В 1961 году Роберт Байард и Гари Питтман из компании Texas Instruments открыли и запатентовали технологию инфракрасного светодиода.

В 1962 году Ник Холоньяк в компании General Electric разработал первый в мире практически применимый светодиод, работающий в световом (красном) диапазоне.

В 1972 году Джордж Крафорд (студент Ника Холоньяка), изобрёл первый в мире жёлтый светодиод и улучшил яркость красных и красно-оранжевых светодиодов в 10 раз.

В 1976 году Т. Пирсол создал первый в мире высокоэффективный светодиод высокой яркости для телекоммуникационных применений, изобретя полупроводниковые материалы, специально адаптированные к передачам через оптические волокна.

Светодиоды оставались чрезвычайно дорогими вплоть до 1968 года (около $200 за штуку). Компания Monsanto была первой, организовавшей массовое производство светодиодов, работающих в диапазоне видимого света и применимых в индикаторах.

Компании Hewlett-Packard удалось использовать светодиоды в своих ранних массовых карманных калькуляторах.

К преимуществам светодиодных ламп можно отнести:

Основные недостатки светодиодов в первую очередь связаны с их высокой стоимостью. Так, например, отношение цена/люмен у сверхъярких светодиодов в 50-100 раз больше, чем у обычной лампы накаливания. Помимо этого можно выделить еще два момента:

Светодиоду необходим постоянный номинальный рабочий ток. Из-за этого появляются дополнительные электронные узлы, повышающие себестоимость системы освещения в целом.
Относительно низкая предельная температура: мощные осветительные светодиоды требуют внешнего радиатора для охлаждения, потому что имеют конструкционно неблагоприятное соотношение своих размеров к выделяемой тепловой мощности (они слишком маленькие) и не могут рассеять столько тепла, сколько выделяют (несмотря даже на более высокий КПД, чем у ламп прочих видов).

На сегодняшний день специалисты сходятся во мнении, что за светодиодами ближайшее будущее в освещении. Более эффективной и практичной технологии в настоящее время не существует.

Учитывая возрастающую потребность человечества в искусственном освещении можно предположить, что появятся и новые, более эффективные технологии. Но придут они уже на замену светодиодов, которые в ближайшие годы станут такой же обыденностью как когда лампы-то накаливания.