Генеральная ассамблея ООН объявила 2015 год Международным годом света и световых технологий (стр. 2 )

  С 1878 года он проводит более 12 тыс. опытов в своей лаборатории. 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 1879 году в присутствии трех тысяч 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.

Заслуга Эдисона не в том, что «изобрел» лампочку, а в том что он дал начало промышленному производству ламп и ее составлющих: кабелей, двухфазных генераторов (изобретены Эдисоном), электросчетчиков. 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.

В бизнесе, после окончания работы над изобретениями, он оставался из принципа: обещал довести продажную цену до 40 центов. Продал свою компанию «Эдисон Дженерал Электрик компани» когда цена лампы достигла 22 цента.

Средняя долговечность лампочки Эдисона составляла 800-1000 часов непрерывного горения. Почти тридцать лет лампочки изготавливались способом который разработан Эдисоном, но будущее было за лампочками с металлической нитью.

Начало ХХ-го века – это первые попытки поставить производство лампочек с вольфрамовыми нитями накаливания «на поток», наладить их массовое производство. Увы, это стало возможным лишь в 1906-м году благодаря усилиям Александра Лодыгина и Вильяма Кулиджа, усердно трудившихся над доступными методами получения вольфрамовой нити. В 1910 г. Вильям Кулидж изобретает улучшенный метод производства вольфрамовой нити. Впоследствии вольфрамовая нить вытесняет все другие виды нитей.

  Последним этапом усовершенствования лампочки стало использование благородных инертных газов (в частности аргоном) для заполнения полости лампы. Благодаря этому нововведению, предложенному Ирвингом Ленгмюром, современные лампочки не только ярки, но и долговечны.

Конец формы

Из какого металла сделана нить в лампочке

Металл, из которого сделана нить лампы накаливания весьма неприхотлив и интересен с химической точки зрения. Он с легкостью выдерживает температуры, при которых остальные металлы попросту испаряются. На него практически не действуют кислоты и щелочи.

Этот металл называется вольфрам. Он был открыт в конце 1781 году шведским химиком Шееле, и в течение всего 19 века ученые активно исследовали его. Сегодня человечество знает достаточно, чтобы успешно использовать вольфрам и его соединения в разных отраслях промышленности.

Почему же нить в лампах накаливания делают именно из вольфрама? Все дело в его уникальных физических свойствах. Ключевую роль здесь играет температура плавления, которая составляет около 3500 градусов Цельсия. Это на порядок выше, чем у многих металлов, часто используемых в промышленности. Например, алюминий плавится при 660 градусах.

Электрический ток, проходя через нить накаливания, нагревает ее до 3000 градусов. Выделяется большое количество тепловой энергии, которая бесполезно расходуется в окружающее пространство. Из всех известных науке металлов только вольфрам способен выдержать столь высокую температуру и не расплавиться, в отличие от того же алюминия. Неприхотливость вольфрама позволяет служить лампочкам в домах довольно долго. Однако, по прошествии некоторого времени нить рвется, и лампа выходит из строя. Почему так происходит? Все дело в том, что под воздействием очень высокой температуры при прохождении тока (около 3000 градусов), вольфрам начинает испаряться. Тонкая нить лампы со временем становится еще тоньше, пока не порвется.

ЛЮМИНИСЦЕНТНЫЕ ЛАМПЫ

Развитие электрического освещения продолжалось. Используя уже накопленные знания, учёные совершенствовали лампочки для освещения. Так появились лампы дневного света. Они дают свет не нагреваясь. Сначала были цветные газосветные лампы. Для обычного освещения они не подходили, но для световых реклам оказались удобными. В стеклянную трубочку с двух сторон вставлялись металлические пластинки, электроды, а к ним подводился ток. Цвет свечения зависел от газа, которым наполнялась трубка. Например, неон давал красный цвет, а аргон — синий. В трубке мог светится не газ, а пары металла. Пары натрия давали жёлтый цвет, а ртути — фиолетовый.

Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания аналогичной мощности. Срок службы люминесцентных ламп около 5 лет при условии ограничения числа включений до 2000, то есть не больше 5 включений в день в течение гарантийного срока 2 года.

Люминесце́нтная ла́мпа — газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в парах ртути создаёт ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет с помощью люминофора.

Люминофор. Советский учёный в своей лаборатории изобрёл светящийся порошок. Этим порошком полупрозрачной, тонкой плёнкой изнутри покрываются стенки стеклянной трубки с электродами. Плёнка начинает светится под воздействием тока. В этом свете намного больше ультрафиолетовых лучей, чем у лампочек накаливания, хотя желтых лучей меньше. Поэтому её свет считается ближе к дневному. И ещё, лампы дневного света имеют преимущество, они потребляют меньше тока, а это значит, что освещение стоит дешевле. Их КПД от 60% и выше. Эти лампы в 4-5 раз экономичнее обычных ламп накаливания. Заслуживает внимания, что люминесцентная компактная лампа мощностью 12 Вт соответствует 60-ваттной лампе накаливания. Напряжение их питания 220 В, а выпускаются лампы начиная с мощности 5 Вт. Срок службы достигает 20000 часов.

Цветовая температура указывается на корпусе лампы или на упаковке: 2700 К – белый теплый свет, 4200 К – нейтрально-белый яркий свет, 6400 К – белый холодный свет (дневной).

Эти лампы относительно дорогие, но при этом очень экономичные с высоким показателем светоотдачи и встроенным пускорегулирующим электронным аппаратом. Трубки достаточно хрупкие, поэтому при ввертывании лампы ее нужно держать за пластмассовую часть.

Особенностью таких ламп является то, что срок их службы зависит от количества циклов включения-выключения - всякий раз, когда вы включаете лампу, срок ее службы сокращается. Такие лампы нежелательно использовать в «проходных» местах дома – коридоре, ванной, туалете и т. п.

Первым предком лампы дневного света были газоразрядные лампы. Впервые свечение газов под воздействием электрического тока наблюдал Михаил Ломоносов, пропуская ток через заполненный водородом стеклянный шар.

Считается, что первая газоразрядная лампа изобретена в 1856 году. Генрих Гейслер получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида. В 1886 г Никола Тесла запатентовал газоразрядную аргоновую лампу. Аргоновые лампы используются и в настоящее время.

В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон показал люминесцентное свечение.

В 1951 году за разработку в СССР люминесцентных ламп В. А. Фабрикант был удостоен звания лауреата Сталинской премии второй степени совместно с С. И. Вавиловым Люминесцентные лампы нашли широкое применение в освещении общественных зданий: школ, больниц, офисов и т. д. С появлением компактных люминесцентных ламп с электронными балластами, которые можно включать в патроны E27 и E14 вместо ламп накаливания, люминесцентные лампы завоёвывают популярность и в быту.

Люминесцентные лампы наиболее целесообразно применять для общего освещения, прежде всего помещений большой, позволяющими улучшить условия освещения и при этом снизить потребление энергии на 50-83 % и увеличить срок службы ламп. Люминесцентные лампы широко применяются также и в местном освещении рабочих мест, в световой рекламе, подсветке фасадов.

Светодиодные лампы
КПД близок к величине 100%, а экономия электроэнергии, по сравнению с лампами накаливания, достигает 90%. Лампы выпускаются с напряжением питания 220 В и 12 В. Последние, используются для точечных светильников, но при этом они намного более экономичные и безопасные.
Мощность светодиодных ламп варьируется от 0,7 до 12 Вт, при этом лампа мощностью 12 Вт соответствует по своей светоотдаче 100-ваттной лампе накаливания. Поражает срок работы светодиодных ламп – от 25000 часов и практически до бесконечности.

Параметры цветовой температуры аналогичны параметрам люминесцентных ламп. Оттенки цвета с течением времени могут меняться.

Светодиодные лампы, безусловно, дорогие, но при этом чрезвычайно эффективные. Приобретая несколько ламп, желательно выбрать их из одной партии одного производителя – тогда они гарантированно будут совпадать по цветовому оттенку.

Поскольку лампы в процессе их эксплуатации практически не нагреваются, то они абсолютно безопасны.

Светодиодные лампы являются «долгожителями» - их срок службы может достигать 10 лет. Лампы этого типа также безопасны: для их работы не требуется высокой мощности и они не содержат ядовитые компоненты.
Термин "энергосберегающие лампы" в обиходе прочно приклеился к малогабаритным люминесцентным лампам с электронным пускорегулирующим устройством, хотя обычные люминесцентные трубки и светодиодные светильники тоже в принципе являются энергосберегающими.

Теперь некоторые минусы энергосберегающего освещения. Результаты исследований показали, что в отличие от привычных ламп накаливания энергосберегающие лампы любой мощности являются источником электромагнитного радиочастотного излучения. Предельно допустимые нормы нарушаются в радиусе около 15 см от цоколя лампы.