Почему стоит использовать светодиодные источники света
Использование светодиодных источников света считается наиболее перспективным направлением в области искусственного освещения. По статистическим данным за 2016 год светодиодные лампы занимают около 30% рынка осветительных приборов.
Такой спрос вполне оправдан, так как современные светодиоды эффективно решают целый спектр задач: увеличивают энергоэффективность освещения, улучшают светопередачу, повышают безопасность и срок эксплуатации осветительных приборов.
Краткий экскурс в историю разработки светодиодов
Впервые свечение диодов заметил Олег Лосев в 1922 году. Проводя исследования в лаборатории радиотехники, он обнаружил едва заметное свечение кристаллических диодов, которые в то время использовались в радиоприемниках. Однако первый диод современного образца был изготовлен в 1962 году, но он испускал красное свечение.
В период с 1971 по 1993 годы появились желтые, зеленые, синие и ярко-синие светодиоды. Они могли использоваться только в декоративной подсветке.
В 1995 году удалось создать первый светодиод, который испускал белый свет. Однако уровень освещенности у новых ламп был очень низким, да и стоили они достаточно дорого. Только 10 лет спустя, удалось разработать мощный светодиод (100 люменов на ватт) и запустить их серийное производство. На российском рынке светодиодные лампы появились относительно недавно — в 2008–2010 годах.
Три «За» светодиодный источник света
Три кита, на которых держится популярность светодиодных ламп — долговечность, энергоэффективность и экологичность. Рассмотрим эти параметры в сравнении с другими источниками освещения:
Длительное время работы
Лампа с вольфрамовой спиралью по паспорту имеет рабочий ресурс в 1000 часов. На самом деле лампочка сгорает намного раньше, потому что вольфрам очень чувствителен к перепадам напряжения. Если же лампа и работает длительное время, то после 700 часов значительно снижается её светоотдача.
Люминесцентная лампа имеет ресурс в 7000–9000 часов, однако яркость светового потока снижается на треть уже после 3000 часов работы.
Теперь посмотрим характеристики светодиодного источника света: рабочий ресурс — 10000-40000 часов (10–12 лет), яркость потока незначительно снижается в течение всего периода эксплуатации, светодиод устойчив к перепадам напряжения и сразу после включения набирает полную яркость.
Энергоэффективность и высокая светоотдача
Вы помните из экскурса в историю, что до 2005 году светодиодная лампа проигрывала всем прочим источникам освещения по такому параметру как светоотдача. Например, светоотдача лампы накаливания составляет 7–20 люмен на ватт. Однако энергоэффективность источника крайне низкая, так как 80% электроэнергии идет только на нагрев вольфрамовой нити, а 20% на освещение.
Люминесцентные лампы дают световой поток 50–60 люмен на ватт и при этом тратят электроэнергии в 5–6 раз меньше, чем лампы накаливания. Люминесцентные лампы занимали лидирующие позиции по энергосбережению пока не появились светодиоды современного образца.
Светодиодные лампы выдают 50–100 люмен на ватт. На сегодня — это лучший показатель для источников искусственного освещения. Энергосбережение светодиодной лампы в 2–3 раза выше люминесцентной и в 10–15 раз — лампы накаливания.
Кроме того, светодиодные источники света имеют низкую теплоотдачу, поэтому большая часть энергии идет сразу на освещение. Вы замечали, что к светодиодным лампам можно прикоснуться даже после 10–12 часов непрерывной работы.
Экологичность светодиодных источников света
Светодиодные лампы имеют высокий уровень экологичности, так как для их производства не используются вредные химические компоненты. При эксплуатации они не излучают УФ и ИК лучи, что делает светодиодное освещение наиболее безопасным для жилых помещений.
Если во всем мире заменить все лампы накаливания и люминесцентные источники света на светодиодные лампы, то это резко снизит количество выбросов углерода в атмосферу, сократит световое загрязнение и соответственно повысит качество жизни людей и окружающей природы.
Ещё одно важное преимущество светодиодного источника света — это высокая прочность конструкции. Вам известно, что лампы накаливания нельзя трясти, а колбы в люминесцентных источниках выполняются из хрупкого стекла? При падении такие лампы разбиваются в 90% случаев из ста. Светодиодные источники света выполняются из ударопрочного пластика, поэтому при падении остаются целыми.
Можно ещё насчитать десяток плюсов светодиодных ламп в сравнении с другими источниками света, но перечисленные выше — это основные преимущества. Оценив только эти достоинства светодиодов, вы уже сможете сделать оптимальный выбор.
Источник: https://www.o-svet.ru/blog/led/
Лампочки радости. Как появилась новогодняя гирлянда и какой пришла к нам
Новогодняя гирлянда стала популярной всего лишь меньше 100 лет назад. А сегодня мы не представляем праздник без нее. Кто ее придумал и внедрил?
Электрическая елочная гирлянда — самый древний рождественский и новогодний гаджет. Многие горячо спорят, какую елку ставить: живую или искусственную. Но по поводу мигающих лампочек мнение едино. Их можно развесить по дому даже без самой елки — и праздник уже готов.
В стремительном XXI веке кажется, что гирлянды в нашей жизни были всегда. Но им всего-то ничего.
Странно было бы говорить об электрических лампочках без имени Томаса Эдисона. В 1879 году американский изобретатель первым создал удачную конструкцию электрической лампочки для практического применения. И, как в свое время деревянные телеги сначала превратились в роскошные кареты, а потом в Bentley и Maserati, так и лампа Эдисона уже спустя считанные годы превратилась в украшение.
Уже в 1880 году Эдисон соединил лампочки в цепь и повесил их снаружи своей лаборатории в Менло Парке. Получилась импровизированная вывеска. А 22 декабря 1882 года друг и бизнес-партнер изобретателя Эдвард Джонсон вручную подключил 80 красных, белых и синих лампочек и впервые обмотал их вокруг своей елки. Загорались лампочки в определенной последовательности.
Лампы были отличной альтернативой свечам, которые зажигали на рождественских деревьях — и тем самым нередко сжигали сами деревья и дома. Но до массового производства и применения было еще далеко.
Есть версия, что следующий толчок гирляндам дал сам американский президент. Узнав о праздничных лампочках Джонсона, глава США Стивен Кливленд в 1895 году распорядился установить перед Белым Домом елку, украшенную иллюминацией. В гирлянде президентской елки было больше 100 лампочек.
В американском бомонде зрелищем восхитились и начали соревноваться украшениями между собой. Затея, правда, только бомонду и была доступна. Электропроводка была очень дорогой, для соединения ламп нужно было нанимать электрика. По некоторым данным, освещение средней рождественской елки обходилось в $2000 в сегодняшних ценах. Не Китай за 50 грн, конечно.
Юный популяризатор и миллионер
В 1903 году General Electric начала предлагать предварительно собранные комплекты рождественских огней. Это были наборы из трех гирлянд по восемь лампочек, работающих от обычной розетки. Ценник для среднего американца оставался высоким, но муниципалитеты потихоньку начали украшать рождественским огнями здания и улицы. А в 1906 году были украшены несколько уличных елок в Гельсингфорсе (современные Хельсинки).
Первым, кто заработал на украшениях действительно серьезные деньги, стал Альберт Садакк. В 1917 году подросток Садакк соединил электролампочки в простую гирлянду и убедил семью наладить их производство и продажу.
Дела сначала шли слабо — в первый год Садакки продали всего 100 гирлянд. Но электричество все активнее проникало в американские дома. Также семья придумала окрашивать лампочки в яркие цвета.
К 1920-м годам Альберт и его братья организовали Национальную ассоциацию производителей одежды (NOMA), которая позже превратилась в многомиллионную NOMA Electric Company. Компания держала первое место в производстве рождественских гирлянд аж до 1965 года.
Суровая советская красота
Пока дома в США все ярче светились на праздники, в Советском Союзе эти праздники были запрещены, как буржуазный пережиток. Соответственно, и гирлянды были лишними. Только в 1935 году руководство страны решило: можно. Новый год, елку и Деда Мороза вернули, а с ними вернулась и потребность в украшениях.
Считается, что электрогирлянды в СССР начали производить в 1938 году. Название типично-советское, незамысловатое — ЁГ-1. Делались они из стандартных автомобильных лампочек, выкрашенных лаком в красный, синий, желтый и зеленый цвета. Такое суровое украшение долго сопровождало советские праздники — в войну и послевоенные годы об апгрейде просто не думали.
Позже, когда наступила оттепель, красоте стали уделять больше внимания. Лампы уже брали не из остатков автопроизводства, а делали отдельно под украшения. Появились плафончики в виде китайских фонариков, фигурок зверей, свечей, звездочек. Например, с 1967 года киевский кабельный завод Укркабель начал выпускать “космическую серию” гирлянд: на патроны с лампочками надевались фигурки планет и ракет.
Кроме Укркабеля гирлянды на территории нашей Украины выпускали Львовский завод низковольтных электроламп и Михаилийский электромеханический завод.
Во многих украинских семьях еще сохранились елочные фонарики, “капельки”, “свечечки” с газоразрядными лампами. Сейчас это уже раритет, с которым нужно обходиться очень осторожно: если вдруг в последовательной цепи отходит одна лампочка, гаснет вся гирлянда. Украшение елки превращается в процесс, подобный разминированию бомбы.
С приходом независимости производство гирлянд на наших просторах прекратилось. На освободившиеся полки массово посыпалась продукция из Поднебесной. Это сейчас мы с удовольствием покупаем очень крутые китайские смартфоны. А тогда это был “Китай” в худшем смысле слова. Стоили украшения средне, светили ярко, но недолго. Кустарные гирлянды держались на честном слове, блоки питания, цокольки и провода плавились и ломались на раз. Но альтернативы были слишком дорогими. Если вообще были.
За без малого тридцать лет украинский рынок гирлянд созрел. Крашеные лампы накаливания сменились изначально цветными экономичными светодиодами. Едут “лампочки радости” все из того же Китая, но уже совсем другого качества.
Цены теперь тоже на любой кошелек. Кто заморачиваться не хочет, может купить 3-4-метровую гирлянду с лотка меньше чем за 100 грн. А для приверженцев инноваций есть хитро сделанные гирлянды за тысячи гривень, которые управляются через мобильное приложение по Wi-Fi и Bluetooth. Или, например, включаются на сильный звук.
Если Вы заметили орфографическую ошибку, выделите её мышью и нажмите Ctrl+Enter.
Источник: https://tech.liga.net/technology/article/lampochki-radosti-kak-poyavilas-novogodnyaya-girlyanda-i-kakoy-prishla-k-nam
Лампочки светодиодные: в чем особенности и преимущества
Современный потребитель внимательно относится к соотношению цены и качества, особенно если речь идет о технических новшествах. Давайте выясним, помогут ли светодиодные лампы сэкономить и какие преимущества несет в себе использование LED-светильников.
Впервые свечение полупроводникового перехода обнаружил в 1923 году советский физик Олег Лосев. Первые светодиоды называли «Losev Light» (свет Лосева). Сначала появился красный светодиод, затем в начале 70-х годов появились желтые и зеленые светодиоды. В 1990 году японец Суджи Накамура создал дешевый и яркий синий светодиод. После этого стало возможным делать белые источники света с тремя кристаллами (RGB). Такие источники до сих пор используются в концертном и декоративном освещении.
В 1996 году появились первые белые светодиоды, использующие люминофор. В них свет синего или ультрафиолетового светодиода преобразуется в белый с помощью специального химического вещества, нанесенного поверх светоизлучающих кристаллов. В 2005 году эффективность таких светодиодов достигла 100 Лм/Вт, что позволило начать использовать люминофорные светодиоды для освещения. Сейчас самые эффективные белые светодиоды дают уже 200 Лм/Вт, серийные лампы со стандартными цоколями – до 125 Лм/Вт.
Как соотносится мощность светодиодной лампы и обычной
В светодиодных лампах могут использоваться светодиоды с разной эффективностью.
Обычно светодиодная лампа при том же световом потоке, что и стандартная, потребляет в 5-10 раз меньше электричества, поэтому лампе 60 Вт могут соответствовать светодиодные лампы с мощностями от 6 до 12 Вт.
Яркость светодиодных ламп нельзя оценивать по мощности: чем современней лампа, тем ярче она светит при той же мощности. Эффективность светодиодных ламп, имеющихся в продаже, составляет от 40 до 125 Лм/Вт, поэтому яркость лампы с одинаковой мощностью может отличаться втрое.
В чем отличие светодиодной лампочки от энергосберегающей
Светодиодные лампы несомненно являются энергосберегающими, но слово «энергосберегающие» закрепилось за компактными люминесцентными лампами (КЛЛ), а КЛЛ и светодиодные лампы – совсем разные вещи.
КЛЛ появились в широкой продаже лет десять назад и ожидалось, что они заменят лампы накаливания. У них много недостатков: в трубке лампы содержится ртуть, лампа медленно разгораются и совсем не светит на морозе, у КЛЛ плохой спектр, состоящий из пиков нескольких цветов.
Спектр светодиодной лампы гораздо ближе к естественному освещению и свету лампы накаливания.
С какой цветовой температурой лучше покупать лампы?
Лампы с цветовой температурой 2700-3000К похожи по цвету на лампы накаливания. Это желтоватый «домашний» цвет. Лампы с цветовой температурой 4000К дают такой белый свет, какой обычно бывает в офисах и торговых центрах. Лампы с цветовой температурой 6500К дают холодный белый свет и пригодны лишь для освещения хозяйственных помещений. Для использования в домах и квартирах лучше всего приобретать лампы с цветовой температурой 2700-3000К.
Какие бывают виды светодиодных лампочек
При изготовлении корпуса светодиодной лампы могут использоваться матовое и прозрачное стекло, алюминий, пластик, керамика. Выбирая между стеклянными и пластиковыми лампами, отдавайте предпочтение стеклянным – у них выше показатели пропускания света.
У светодиодных ламп цоколи бывают винтовые и штырьковые. Винтовые обозначаются буквой E и цифрами, указывающими на диаметр в миллиметрах. Штырьковые обозначаются буквой G и цифрами, указывающими на расстояние в миллиметрах между штырьками.
- E27. классический цоколь с резьбой. Подходит к люстрам и светильникам, рассчитанным на использование энергосберегающих ламп и ламп накаливания.
- E14. разновидность цоколя E27 с меньшим диаметром. Подойдет для многих современных светильников. Такой цоколь обычно бывает у ламп «миньон» и «свеча».
- GU5.3, G9. светодиодные лампы с таким цоколем могут полностью заменить галогенные.
- GU10. чаще всего такой цоколь используют для установки ламп в кухонные вытяжки и встроенные светильники для подсветки рабочей поверхности.
- G4. цоколь с двумя «проводками» на конце. Обычно используется в маленьких лампах для подсветки картин.
Сколько могут проработать светодиодные лампочки
При выборе LED-ламп многих интересует то, сколько она может проработать. Выбирая светодиодные лампы для дома, стоит помнить о том, что продукция от известных производителей может прослужить около 50 тыс. часов. Однако у современных диодов есть одна особенность – со временем у них показатели работы ухудшаются, качество свечения значительно падает.
При покупке следует уточнить момент гарантии на эту продукцию. Гарантийный срок эксплуатации составляет около 3-5 лет. Тип гарантии, который распространяется на рассматриваемую продукцию, предусматривает ее замену при выходе из строя. Важно понимать, что все сроки рассчитываются теоретически и проверить это на практике пока невозможно – лампы производятся не так давно, а 50 тыс. часов – это почти шесть лет непрерывной работы.
Всегда ли светодиодную лампу можно поставить вместо обычной
Нет, не всегда. Есть две проблемы, с которыми можно столкнуться:
Работа с выключателем, имеющим индикатор. Большое количество светодиодных ламп не могут работать с выключателями, имеющими индикатор. Они вспыхивают или слабо горят, когда выключатель выключен. Это происходит из-за того, что слабый ток постоянно течет через лампу. Выхода из этой ситуации два: или использовать лампы, корректно работающие с такими выключателями или отключать индикатор внутри выключателя.
Диммирование. Большинство светодиодных ламп не может работать с регуляторами яркости (диммерами), но существуют специальные диммируемые светодиодные лампы (как правило они гораздо дороже обычных). В отличие от ламп накаливания, при снижении яркости светодиодная лампа не меняет цвет освещения (у обычной лампы он желтеет). Многие диммируемые светодиодные лампы диммируются не до нуля, а лишь до 15-20% полной яркости.
В чем основные минусы и недостатки светодиодных лампочек
Цена. Решив заменить ваши лампы накаливания на светодиодные, будьте готовы заплатить в несколько раз больше, чем за стандартную. И это их первый и главный минус. Высокая цена компенсируется экономией электроэнергии.
Габариты. При выборе ламп не стоит забывать обращать внимание на габаритные размеры, которые у светодиодных ламп иногда бывают гораздо больше, чем у соответствующих ламп накаливания. Лампа может просто не поместиться в светильник или будет некрасиво торчать из плафона.
Направленный свет. Свет светодиодной лампы, как правило, имеет направленный характер. Она плохо освещает сбоку от себя и совсем плохо – сзади. Поэтому, заменив лампы накаливания на светодиодные, в первое время можно ощущать дискомфорт от другого распределения световых потоков.
Пульсация. Качественные светодиодные лампы лишены эффекта пульсации светового потока. Это неприятное явление, иногда незаметное человеческому глазу, приводит к быстрому утомлению. Проверить наличие пульсаций можно с помощью фотокамеры мобильного телефона. При наведении объектива на пульсирующую лампу изображение на экране будет мигать.
Юрий Алисиевич, Торговый портал Shop.by
Источник: https://shop.by/news/sovetyi/lampochki_svetodiodnye_v_chem_osobennosti_i_preimuschestva/
Как появились светодиодные лампы
Еще в 2010 году светодиодное освещение было диковинкой, интересной лишь для радиотехников и любителей оригинальных технических новинок. Но спустя всего несколько лет технического процесса, полноценные лампы, работающие по этой технологии стали основным конкурентом флуоресцентных трубок и практически вытеснили с рынка лампы накаливания. Как же так получилось?
Немного истории
Многие люди удивятся, узнав, что электролюминесценция полупроводникового перехода – это отечественная технология, которой скоро исполнится 100 лет. Она была изобретена советским физиком Олегом Лосевым и именно поэтому первые СИД лампы были названы научным и радиотехническим миром в честь ученого «светом Лосева».
Эпоха развития света «Лосева» разделяется на несколько важных этапов:
- самый первый светодиод, разработанный советским ученым, мог издавать только красное свечение;
- далее, во второй половине 1960-годов на основе его разработок появилась технология создания желтых, а потом и зеленых диодов;
- ученый Яков Панчечников разрабатывает дорогую и очень сложную технологию, позволяющую создавать синие светодиоды;
- в начале 1990-х годов технология синей электролюминесценции кардинально перерабатывается и улучшается японцем Суджи Накамура, который создает дешевую технологию их производства.
До открытия японцем новой технологии, научным миром считалось, что мировая микроэлектронная промышленность не в состоянии создать диод, излучающий белый свет. Но изобретение синей лампочки позволило создавать электролюминесцентные источники света сразу с тремя кристаллами по технологии смешения цветов RGB.
Появление белых ламп и их коммерческое применение
В 1996 году была налажена технология промышленного выпуска люминофорных светодиодов, которые преобразовывали излучение синего светодиода в белый свет, при помощи уникальной технологии люминофора. Но лампы были все еще достаточно слабы для применения где-либо еще, кроме микроэлектроники и светодиодного декора. Все изменил 2005 год, после которого светодиоды превратились в полноценные лампы, о которых можно узнать больше по ссылке.
В вышеуказанном году произошел переломный момент, когда эффективность излучения света в промышленных образцах белых светодиодных ламп достигла показателя 100 люменов/Ватт и превысила его. Это позволило применять технологию в качестве мощного и дешевого источника освещения бытовых, коммерческих, промышленных и сценических помещений.
Источник: http://yaransk.net/news/obsory/5146-kak-poyavilis-svetodiodnye-lampy.html
Все о типах ламп
Обычные лампочки, которые всем нам знакомы, и их главное преимущество – приятный цвет света, который они излучают. Цвета объектов, как правило, выглядят точнее под лампой этого типа. Лампочки накаливания тратят много электричества, так как производят и много тепла.
Лампы накаливания производят 8-12 люменов света на 1 Вт потребленной энергии. Чем мощнее лампа накаливания тем больше люменов света она производит на единицу потребленной мощности. Например, одна 100 Вт лампа дает практически ровно столько же света (1360 Люменов), сколько и две 60 Вт лампы (1420 люменов).
Неудобство этих ламп состоит в том, что эти лампочки неэффективны по современным стандартам и имеют относительно короткий срок службы (около 1000 часов). Лампы накаливания доступны в разнообразных формах и размерах и имеют целый ряд различных цоколей.
Матовая или прозрачная?
- Основной принцип выбора между матовымим и прозрачными лампами следующий:
- Если у светильника прозрачные плафоны, используйте прозрачные лампочки
- Если у светильника матовые плафоны, используйте матовые лампочки
- В детской комнате используйте матовые лампочки. Малыши любят смотреть на светильник, а эти лампы дают более комфортный для детского глаза свет
- В хрустальных светильниках , светильниках с большим количеством подвесок, кристаллов и других преломляющих свет деталей используйте прозрачные лампочки, так как яркая открытая спираль прозрачной лампы накаливания дает необходимую игру света
Рефлекторные лампы
Рефлекторные лампы накаливания имеют посеребренную поверхность — это их единственное отличие от обычных ламп накаливания. Отражающая поверхность направляет свет в определенном направлении. Такие лампы обычно предназначены для светильников направленного света – спотов. Самые распространенные типы этих ламп R50, R63, PAR38.
Галогенные лампочки
Галогенные лампочки — лампочки с нитью накаливания, содержащие галогенный газ. Дают, как и лампы накаливания, очень привлекательный свет, который напоминает солнечный. Но они несколько эффективнее, чем лампы накаливания, так как производят на 20% больше света на потребляемую мощность и работают дольше, около 2000 часов.
Главным преимуществом галогенной лампы является ее маленький размер. Появление этой лампы позволило дизайнерам создать новые дизайны светильников и плафонов. Галогенная лампа типа GU10, с встроенным отражателем является самой распространенной лампой для встраиваемых светильников. И используется во многих светильниках направленного света (споты).
Появление мощных линейных галогенных ламп типа R7S, мощностью 300Вт, позволило создать класс торшеров, которые дают мягкое, приятное отраженное от потолка освещение, и освещают всю комнату. Основные типы галогенных ламп: G9, G4, R7S, GU10. Каждый тип выпускается в нескольких мощностях.
Люминесцентные лампы
Они же — энергосберегающие лампочки. Cодержат газ в трубке и не имеют нити. Они повсюду используются уже в течение многих лет и лучше известны как длинные белые трубы, которые обычно встречаются на потолках общественных заведений.
Новейшие технологии уменьшили размер и улучшили эффективность лампочек. Появились Компактные люминесцентные лампы, которые сейчас и называются в широком обиходе Энергосберегающие. Сейчас доступны множество различных форм и вариантов мощности лампочек.
Термин «Энергосберегающие» нужно относить и к другим типам ламп с низким энергопотреблением, таким как светодиодным.
Преимущества компактных люминесцентных ламп – низкое энергопотребление за счет выделения малого количества тепла — потребляют 20% энергии обычной лампочки, при таком же излучаемом световом потоке. Долгий срок службы, до 8000 часов.
Компактные люминесцентные лампы производят 50-60 люменов на Вт, в пять раз больше света на единицу потребленной мощности, чем лампы накаливания. Они идеальны для использования там, где свет должен быть включен в течение долгого времени. У многих ведущих производителей ламп доступны «теплые белые» лампы, с улучшенным цветом света. Цвет, цветовое впечатление, которые создает при работе люминесцентная лампа характеризуется параметром Цветовая температура. Единица измерения Кельвин.
- Для люминесцентных ламп цветовая температура разделена на такие основные категории:
- Ниже 3300 К – белый, теплый свет
- 3300-5000 К нейтральный свет
- Свыше 5000 К «холодный» свет
Информация о цветовой температуре люминесцентных ламп размещается на их упаковке .
Источник: https://svetilnik-online.ru/lamp_types
Кто изобрел первую в мире электрическую лампочку
Современные люди уже не представляют своей жизни без яркого света, который излучают электрические лампочки.
Однако мало кто задумывается, кто изобрел лампочку, и как это происходило.
Эволюция этого электрического прибора сложная и длительная.
В работе принимали участие многие великие ученые, которые постепенно совершенствовали лампочку, чтобы сделать ее такой, какой мы видим ее сейчас.
Предшественники ламп
Еще в давние времена люди предпринимали попытки сделать приборы, которые будут давать свет ночью. Первые известные «лампочки», которые использовались для освещения, работали на жиру. Для этой цели использовали любое растительное масло или животный жир. В глиняный сосуд наливали жир, окунали туда фитиль из ткани, и поджигали его.
Позже люди начали добывать нефть, тогда на замену «свече в емкости» пришла керосиновая лампа. Потом появились первые свечи на основе пчелиного воска и свиного жира. Однако все вышеописанные источники света имели недостатки, поэтому ученые трудились над изобретением более безопасных и долговечных приборов.
! Первая безопасная лампа, которая массово использовалась для освещения, появилась примерно во второй половине ХIX века. Как раз на этот период припадает большое количество открытий, которые тесно связаны с развитием электричества.
История изобретения
По мере широкого внедрения электричества в различные отрасли хозяйства и быт, начали появляться первые осветительные устройства. Электрическая лампочка – это великое достижение человечества. В 18 веке появились 2 типа ламп: дуговая и с нитью накала.
Первые осветительные элементы появились раньше, они работали за счет явления дугового разряда. Оно выражается в появлении электрического разряда между двумя слегка разведенными проводниками (металлические или из угля). Это явление исследовал ученый В.
Петров, а чуть позже – английский физик Деви.
Однако дуговое устройство было способно светить максимум 5 минут, именно поэтому его не использовали на практике. Лампочка была оснащена большим количеством электродов между двумя стержнями, которые приходилось часто двигать друг к другу, так как они быстро выгорали. Кроме того, изделие периодически излучало мерцание.
В 1844 году Фуко изобрел конструкцию с проводниками из твердого кокса. Такую лампочку начали применять для освещения улиц. Однако высокомощная батарея требовала больших материальных затрат, поэтому ее применение был кратковременным.
Чуть позже было создано устройство с часовым механизмом, которое автоматически приближает электроды через определенное время по мере их сгорания.
Однако и такие лампы не нашли широкого применения, в это время ученые занимались изобретением более привлекательного источника света.
Далеко не все люди знают, кто на самом деле изобрел действующую электрическую лампочку. Большинство из них присваивает звание изобретателя Томасу Эдисону, однако над созданием осветительного элемента трудилось много ученых (в том числе русских).
Изобретатели из разных стран проводили эксперименты, во время которых нити накаливания помещались в разные типы среды. Они стремились создать лампочку, которую можно было использовать для освещения жилых помещений.
Для этого исследовался эффект накаливания разных материалов, по ним пускали ток, они разогревались и давали свечение. Изобретателям важно было не позволить проводникам перегреваться, плавиться или гореть, а также найти баланс между нитью накала и средой, в которой она находиться.
Нужно было защитить проводник от разрушительного воздействия воздуха, для этого использовали емкость, то есть колбу лампы.
Как самому сделать подсветку ступеней лестницы
Одна из первых ламп накала появилась в первой половине 18 века, ее электроды были вылиты из платины. Однако такой проводник был достаточно хрупкий и дорогостоящий, поэтому не пользовался популярностью.
Конструкция с угольной нитью тоже не стала популярной, так как она быстро сгорала из-за наличия в колбе кислорода. Потом в устройстве стали использовать проводники из обугленного бамбука, а из колбы выкачали кислород. Это первая лампа современного образца, но и она еще не идеальна.
Ближе к концу 18 века ученые изобрели лампочку с молибденовой и вольфрамовой спиралью. Она способна была работать на протяжении 30 минут. Потом конструкция была дополнена несколькими угольными волосками, которые горели по очереди.
Затем за доработку уже существующих технологий взялись американские ученые.
Этапы развития
Если вас по-прежнему интересует кто придумал лампу накала, то обратите внимание на хронологию, которая представлена в таблице:
| Дата в годах | Событие, связанное с развитием лампы накала |
| 1803 | Петров из России получил вольтовую дугу, используя мощную батарею. |
| 1808 | Г. Дэви (Англия) тоже использовал дуговой разряд для освещения, но недолго. |
| 1838 | Жобар из Бельгии изобрел лампу, которая была оснащена угольными стержнями. |
| 1840 | Английский астроном Деларю представил свое изобретение в виде лампы с платиновыми проводниками. |
| 1841 | Благодаря стараниям Ф. Молейна из Англии появились устройства с платиновыми стержнями и углеродным наполнителем. |
| 1845 | Кинг заменил проводники из платины на угольные электроды. |
| 1854 | Г. Гебель изобрел прототип современной лампочки с нитью накала из обугленного бамбука. |
| 1860 | Д. Свон (Англия) представил лампочку, где в качестве проводников использовалась углеродная бумага. |
| 1874 | А. Лодыгин получил право на осветительное устройство с угольными электродами. |
| 1875 | Дидрихсон занялся оптимизацией лампочки Лодыгина. |
| 1875 – 1876 | П. Яблочков изобрел каолиновую лампочку. |
| 1878 | Д. Свон запатентовал прибор с угольной нитью. |
| 1879 | Т. Эдисон получил права на лампу с платиновыми электродами. |
| 1890 | Лодыгин запатентовал устройство с молибденовой и вольфрамовой спиралью. |
| 1904 | Ш. Юст, Ф. Ханаман закрепили за собой права на лампочку с вольфрамовой спиралью (аналогичную лампочке Лодыгина). |
| 1906 | В. Кулидж предложил выпускать лампочки с вольфрамовыми проводниками в форме зигзага, двойной или тройной спирали. |
Как видите, история развития лампы с нитью накала длинная, в ее создании участвовали изобретатели из разных стран.
Жерар Деларю и Генрих Гебель
В 1840 году астроном из Англии Ж. Деларю изобрел конструкцию, которая состояла из вакуумной трубки и платиновой спирали внутри нее. Его открытие стало первой в мире лампочкой, где нить накала представлена в форме спирали. Прибор излучал яркое свечение и мог использоваться практически при любой температуре. Однако его себестоимость была высокой, а срок службы коротким, поэтому она не была популярной.
В 1854 году Г. Гебель сконструировал первый прототип лампы накала. Это устройство с вакуумной колбой и элементом накаливания из обугленного бамбука. Вместо колбы использовались флаконы от парфюмов. Вакуумная среда создавалась за счет добавления и выливания ртути. Этот прибор был хрупким, недолговечным, но уже более практичным, чем его предшественники.
Русский ученый Михаил Лодыгин
Во второй половине 18 века известный ученый А. Лодыгин изобрел и запатентовал нитевой источник света с угольными электродами. В качестве нагревательного элемента использовали спирали из вольфрама или молибдена. Чтобы продлить срок эксплуатации лампочки, изобретатель предложил откачать из нее воздух, тогда проводники будут медленнее окислятся. Эти осветительные элементы сразу же начали использовать для освещения улиц и зданий в России.
! Первые лампочки, которые продавались в Америке, изготавливались по патенту А. Лодыгина. Кроме того, ученый изобрел угольные осветительные устройства, колба которых заполнена азотом.
Чуть позже лампочку Лодыгина усовершенствовал В. Дидрихсон, который установил в колбу несколько последовательно сгорающих нитей.
В чем измеряется сила света и что такое световой поток
Изобретатель Павел Яблочков
Во время создания электрической свечи П. Яблочков заметил, что каолин (вид белой глины) хорошо проводит ток при нагревании. Тогда он изобрел электролампочку, где нить накала была сделана из каолина. Этот прибор отличается от других тем, что может работать даже под воздействием кислорода. Перед этим открытием П. Яблочков работал над дуговыми лампами во Франции.
Идея параллельного размещения электродов возникла у изобретателя во время посещения местного кафе. Это произошло, когда П. Яблочков наблюдал, как официант размещает столовые приборы.
При параллельном размещении элементов накаливания существовал риск перегорания токопроводящих зажимов. Чтобы избежать этого Яблочков добавил в конструкцию изолятор, который постепенно выгорал вместе с проводниками. В качестве изолятора использовалась белая глина. Благодаря перемычке из угля между нитями накала источник света загорался, а генератор переменного тока использовали, чтобы неравномерность выгорания проводников снизилась.
Такие лампочки недорого стояли и светили на протяжении 1.5 часов, поэтому их широко применяли для освещения улиц вместо свеч.
Американец Томас Эдисон
Во второй половине 1870 года началась исследовательская работа Т. Эдисона. Ведущий изобретатель тестировал лампы накалывания с проводниками из разных материалов, но безуспешно.
! Ближе к концу 70-х гг. к Эдисону в руки попали лампочки Лодыгина. По одной из версии, их привез русский лейтенант Хотинский. Это помогло американцу сделать прорыв в развитии ламп накала.
Эдисон пригласил к сотрудничеству Ф. Аптона, который предложил сосредоточить внимание на недочетах предыдущих изобретений. В 1879 году ученый получил патент на устройство с платиновыми электродами. Еще спустя год он открыл угольный прибор, который работал без перерыва 40 часов. Кроме того, Эдисон стал первооткрывателем поворотного выключателя.
Он внес незначительные изменения в изобретение Лодыгина: выкачал больше воздуха из колбы, сконструировал винтовой цоколь, который более известен под названием цоколь Эдисона, патрон и предохранители. Он снизил себестоимость прибора и организовал его массовое производство. Новые осветительные элементы вытеснили старые газовые. В 1880 году он увеличил срок бесперебойной работы лампы до 1200 часов.
Основные выводы
Как видите, над изобретением первой лампы накаливания работали ученые, а также изобретатели из России, Германии, Англии, Бельгии, Франции и США. Все они повлияли на создание современной электролампы, которая сделала нашу жизнь светлее.
Однако настоящим «отцом» лампы с нитью накала считается Лодыгин, несмотря на то, что официально авторство принадлежит Эдисону. Без сомнений, это устройство придумали задолго до того, как американец получил на него права.
Однако главная заслуга Эдисона в том, что он исправил некоторые недочеты предыдущих изобретателей, и представил миру готовую к использованию лампочку вместе электрической системой.
ПредыдущаяСледующая
Источник: https://svetilnik.info/osveshhenie-v-kvartire/kto-izobrel-lampochku.html
Лампа бегущей волны: как это работает
Со времени изобретения СВЧ-усилительного прибора лампы бегущей волны (ЛБВ) прошло 75 лет. За эти годы она стала одним из самых распространенных СВЧ-приборов и легла в основу десятков новых изобретений.
У нас в стране первая лампа бегущей волны была создана в 1951 году специалистами фрязинского НПП «Исток». Сегодня в России в сфере производства ЛБВ лидирует холдинг «Росэлектроника». Входящее в его состав АО «НПП «Алмаз» совсем недавно представило свою новинку – первую российскую бортовую лампу бегущей волны с охлаждением за счет излучения в открытый космос. Эта разработка сделает спутники связи значительно легче и надежнее.
О том, как появилось на свет это изделие, на чем основаны принципы его работы, а также о сферах его применения – в нашем материале.
Техника сверхвысоких частот: от военной радиолокации до Wi-Fi
Техника сверхвысоких частот (СВЧ) – область науки и техники, связанная с изучением и использованием свойств электромагнитных колебаний и волн в диапазоне частот от 300 Мгц до 300 Ггц. Это частотный диапазон электромагнитного излучения еще называется микроволновым диапазоном, так как длины волн очень малы по сравнению с длинами волн обычного радиовещания, составляющими несколько сотен метров.
К СВЧ-излучению применима классическая теория радиоволн, и его можно использовать как средство передачи информации, основываясь на тех же принципах. Благодаря более высоким частотам появляется возможность передачи огромных информационных объемов. Например, один СВЧ-канал может нести одновременно несколько сотен телефонных разговоров.
Дециметровый и сантиметровый диапазоны являлись предметом научного интереса до начала Второй мировой войны, когда возникла необходимость в новом и эффективном электронном средстве раннего обнаружения. Начались интенсивные исследования СВЧ-радиолокации. Сходство свойств СВЧ-излучения со световыми лучами и высокая плотность переносимой информации оказались очень полезны не только для радиолокационной техники, но и позже нашли свое применение в других областях.
В СВЧ-диапазоне достаточно быстро развиваются телекоммуникации. Сегодня это всеми любимый Wi-Fi, спутниковое телевидение, спутниковая телефония. СВЧ-электроника находит все более широкое применение в связи с развитием таких направлений, как интернет вещей, интеллектуальные производства, системы связи для беспилотников и многое другое.
Излучение СВЧ-диапазона играет важную роль также в исследованиях космического пространства. Один из последних проектов в этой сфере – обсерватория «Миллиметрон» для исследования различных объектов Вселенной в миллиметровом и инфракрасном диапазонах на длинах волн от 0,02 до 17 мм.
СВЧ-усилитель для этой космической обсерватории – лампу бегущей волны (ЛБВ) – создает НПП «Алмаз» (входит в «Росэлектронику» Госкорпорации Ростех).
Уже испытаны первые экспериментальные образцы, которые позволяют усилить мощность радиосигналов в сотни тысяч раз: разместить обсерваторию планируется на расстоянии 1,5 млн км от Земли.
Развитие техники сверхвысоких частот стало возможным благодаря появлению специальных электровакуумных приборов для генерации и усиления электромагнитных волн СВЧ-диапазона. К ним относится не только вышеупомянутая лампа бегущей волны, но и другие мощные электровакуумные приборы, такие как клистроны, магнетроны.
К примеру, магнетрон можно найти практически в любом доме. Каждая микроволновая печь содержит магнетрон мощностью около 800 Вт, который преобразует электрическую энергию в сверхвысокочастотное электрическое поле частотой 2,45 ГГц. Кстати, выпуск первых в мире СВЧ-печей начался в 1947 году, всего четыре года спустя была придумана лампа бегущей волны.
ЛБВ, хоть и не применяются в микроволновых печах, стали одними из самых распространенных вакуумных СВЧ-приборов. Они широко используются в различной радиоэлектронной аппаратуре: радиолокации, связи, системах радио-противодействия.
Лампа с бегущей волной: устройство и принцип действия
С момента изобретения лампы бегущей волны прошло уже более 75 лет. С тех пор ее конструкция практически не изменилась. Но, несмотря на кажущуюся простоту, все основные части ЛБВ являются достаточно сложными устройствами, усовершенствование которых длится до сих пор. В мире всего лишь в некоторых странах разрабатывают и выпускают ЛБВ. Кроме предприятий в России, это компании из нескольких европейских стран, а также США, Японии, Индии, Китая и Южной Кореи.
Итак, начнем с определения. Лампа бегущей волны – вакуумный электронный прибор, в котором в результате длительного взаимодействия движущихся электронов с полем бегущей электромагнитной волны происходит усиление этой волны.
От полупроводниковых и газоразрядных приборов лампу отличает наличие в ней вакуума. ЛБВ представляет собой вакуумную трубку, вставленную в фокусирующую магнитную систему.
Так как лампа работает с электронами, нужен катод – электрод, из которого извлекаются электроны. Соблюдая закон сохранения заряда, извлеченные электроны нужно вернуть, для чего потребуется анод – электрод, который притягивает к себе летящие электроны, испущенные катодом. Итак, поток электронов, сфокусированный в узкий луч, движется к коллектору. Для окончательной фокусировки луча используется магнитное поле катушки.
В качестве замедляющей системы в усилительных ЛБВ чаще всего используется спираль. Электронный луч проходит вдоль оси спирали, а по самой спирали бежит волна усиливаемого сигнала. Диаметр, длина и шаг спирали, а также скорость электронов подобраны таким образом, что электроны отдают часть своей кинетической энергии бегущей волне.
Вначале это кажется нереальным: ведь волна бежит со скоростью света, а электроны движутся почти в десять раз медленнее. Но поскольку СВЧ-сигнал идет по спирали, он достаточно долго взаимодействует с электронами и усиливается, поглощая их энергию. На выходе лампы амплитуда волны намного превышает амплитуду сигнала на входе.
Этот процесс образно и весьма интересно в своей статье описал российский физик Леонид Ашкинази: «Представьте себе, что лифт движется чуть быстрее человека и из него подталкивают бегущего по винтовой лестнице человека – быстрее, быстрее! Согласно третьему закону Ньютона, на лифт будет действовать сила, направленная против движения, он будет тормозиться и отдавать свою энергию человеку, бегущему по лестнице.
В итоге их скорости уравняются. Не обвивайся лестница вокруг шахты лифта, ничего бы не получилось – человек движется по прямой лестнице быстрее лифта. А если она обвивается, длина ее увеличивается. Можно подобрать угол наклона витков спирали («лестницы») и скорость электронов («лифта») так, чтобы электромагнитная волна, бегущая по спирали, имела ту же скорость перемещения вдоль оси спирали, что и электроны».
Как появилась ЛБВ: создана архитектором, а не физиком
Синхронизировать бегущую волну с электронами в лампе со спиралью впервые смог австрийский архитектор Рудольф Компфнер в конце 1943 года в лаборатории СВЧ-приборов Бирмингемского университета. Он и считается автором лампы бегущей волны – по-английски Traveling-Wave Tube (TWT).
Невероятно, но Компфнер действительно был архитектором по образованию. Эмигрировав в Англию в конце 1930-х, он продолжил работу архитектором в Лондоне. Но в 1939 году началась Вторая мировая война, и он, как подданный Германии, оказался на острове Мэн вместе с другими выходцами из «враждебных» государств.
Компфнер еще в юности очень увлекался физикой, поэтому на острове Мэн только обрадовался возможности оказаться рядом с находившимися здесь профессорами физики. Подкрепив свои знания, в 1940 году ему удается устроиться на факультет физики Бирмингемского университета, где разрабатывались приборы для радаров.
Фото 1946 г. Слева направо: будущий теоретик ЛБВ Джорж Пирс, изобретатель Рудольф Компфнер и теоретик шумов Гарри Найквист. На доске – спираль ЛБВ и пучок электронов внутри нее. Ниже – конструкция катода, из которого выходит поток электронов. Выше катода – формула шумов Найквиста
РЛС активно совершенствовались: на фоне постоянных бомбежек немецких самолетов инженеры искали способ увеличения дальности радиолокаторов.
Изобретенная тогда конструкция многорезонаторного импульсного магнетрона для передатчиков радаров не справлялась с задачей. Спасти положение могло бы увеличение чувствительности приемной станции.
Но для этого нужен был малошумящий усилитель СВЧ, а его не было. Усилительный (прямопролетный) клистрон с входным и выходным резонатором тоже не помог.
Руди Компфнер, как архитектор, предложил полностью изменить конструкцию электровакуумного прибора. Вместо входного резонатора электромагнитная волна должна бежать по проволочной цилиндрической спирали и взаимодействовать с пучком электронов, летящих внутри длинной спирали. Считалось, что если волна будет долгое время взаимодействовать с пучком, то снизится и доля электронного шума в сигнале.
Чтобы удержать электроны внутри длинной спирали, необходимо магнитное поле соленоида. Так лампа бегущей волны обрела свой привычный вид. Интересен тот факт, что позже ученые поняли – причиной снижение коэффициента шума, которого так добивался Компфнер, была не спираль, а фокусировка магнитным полем, которое стабилизирует «метанье» электронов.
На протяжении всех последующих десятилетий ЛБВ постоянно совершенствовалась, работы в этой сфере велись непрерывно, в том числе и советскими учеными. Первые лампы бегущей волны были разработаны специалистами фрязинского НИИ-160, ныне это НПП «Исток», входящее в холдинг «Росэлектроника».
У самого «Истока»: где разработали первую отечественную ЛБВ
В конце 1940-х за рубежом и у нас в стране появились первые публикации на тему ЛБВ. Статей по теории было много, но на практике даже сами авторы не до конца понимали, как создать конструкцию реально работающей ЛБВ.
На «Истоке» была поставлена задача на правительственном уровне – разработать первый отечественный промышленный образец ЛБВ. В том же 1951 году прибор был принят госкомиссией, а с 1952 года начался серийный выпуск первой отечественной лампы бегущей волны УВ-1. По своему основному параметру – коэффициенту шума – она не имела себе равных за рубежом. Только в 1953 году появились сообщения о создании в США лампы с такими же параметрами, как УВ-1, на тот момент уже выпускаемой серийно.
Впервые усилитель УВ-1 был применен в радиолокационном комплексе Б-200, что позволило намного улучшить характеристики комплекса: повысилась дальность действия, резко возросла устойчивость приемного канала. За несколько лет УВ-1 вошла практически во все новые локационные станции. К 1965 году этот прибор использовался уже в 11 радиолокационных станциях, а выпуск его составлял 11,5 тысяч штук в год.
Началась эпоха непрерывного улучшения параметров ламп бегущей волны: расширялись полосы ее рабочих частот, снижался вес, увеличивалась надежность и долговечность.
Космические старты: ЛБВ для спутников связи и исследований Марса
Одним из основных компонентов спутника связи являются передатчики именно на лампах бегущей волны. В 1960-е годы началась разработка малошумящих ЛБВ для спутниковых систем связи. Эти ЛБВ успешно работали на первых отечественных спутниках «Молния» и «Горизонт».
Началось создание наземной системы «Орбита», которая к 1967 году позволила охватить аудиторию телезрителей до 30 миллионов человек. Разработанные на «Истоке» ЛБВ использовались и в передатчиках спутников-исследователей Венеры и Марса, а также в других направлениях освоения космоса.
Сегодня вокруг Земли вращаются спутники связи с десятками фрязинских ЛБВ.
Сверхчастотные приборы за десятилетия космической эпохи доказали свою сверхвысокую надежность. Но новые космические старты впереди – сегодня «Росэлектроника» продолжает традиции. Холдинг представил на МАКС-2019 первую российскую бортовую лампу бегущей волны с охлаждением за счет инфракрасного излучения в открытый космос.
Разработка позволяет снизить тепловую нагрузку на систему обеспечения терморегуляции космического аппарата более чем в два раза, что, в свою очередь, увеличивает стабильность работы спутника. Лампа бегущей волны УВ-А2014, разработанная «Росэлектроникой», может использоваться как в гражданских, так и в специальных спутниках связи.
Ее выходная мощность составляет до 130 Вт, а коэффициент усиления – 50 дБ.
Новинка позволит отказаться от импортных ЛБВ, в настоящее время все еще используемых в российских космических аппаратах. Оригинальные идеи наших ученых, исследователей и конструкторов, которые уже на протяжении семи десятилетий ведут непрерывную работу в этой сфере, создают конкуренцию ведущим мировым производителям.
Источник: https://rostec.ru/news/lampa-begushchey-volny-kak-eto-rabotaet/?sphrase_id=163084
История искусственных источников света: от огня до лазеров
В XIX веке широкое распространение получило газовое освещение. В 1807 году первые газовые фонари зажигаются на одной из центральных улиц Лондона — Пэлл-Мэлл. А уже к 1823 году улицы Лондона, общей протяженностью 215 миль, освещали сорок тысяч газовых фонарей (которые было принято называть рожками). Зажигались они каждый вечер вручную специальными людьми — фонарщиками. Кстати, эта должность была в некоторых странах выборной и весьма почетной.
Однако газовое освещение было не слишком эффективным. проблема заключалась в том, что газовое пламя, горящее при недостаточном притоке кислорода, дает яркий свет, но при этом сильно коптит, а чистое некоптящее пламя (при избытке кислорода) практически невидимо.
Но в 1885 году Уэлсбах предложил использовать калильную сетку, представляющую собой мешочек из ткани, пропитанный раствором неорганических веществ (различных солей). При прокаливании ткань сгорала, оставляя тонкий «скелет», ярко светящийся при нагревании под действием пламени.
В конце XIX века появились керосиновые лампы, их можно встретить и до сих пор. Многие из них оснащены калильными сетками (теперь уже металлическими или асбестовыми).
Первые шаги электричества
Первым электрическим источником света был, как это ни странно, «фонарик на батарейках». Правда, свет излучала не лампа накаливания, а электрическая дуга между угольными электродами, а батареи занимали целый стол. В 1809 году сэр Хэмфри Дэви продемонстрировал дуговой свет в Королевской академии наук в Лондоне. Генераторов в то время не было (Фарадей открыл явление электромагнитной индукции лишь в 1832 году), и батареи были единственным источником электропитания.
В 1878 году наш соотечественник Павел Яблочков усовершенствовал конструкцию, поставив электроды вертикально и разделив их слоем изолятора. Такая конструкция получила название «свеча Яблочкова» и использовалась во всем мире: например, Парижский оперный театр освещался с помощью таких «свечей».
Электрическая дуга давала яркий и достаточно сбалансированный по спектру свет, что позволяло использовать его очень широко. К 1884 году крупные американские города освещали более 90 тыс. дуговых ламп.
Горячие нити
Большинство людей связывают изобретение ламп накаливания с именем Эдисона. Однако, несмотря на все его заслуги в этой области, изобретателем лампы был все же не он.
Первая лампа накаливания больше напоминала ювелирное изделие или произведение искусства как по трудоемкости, так и по стоимости. Задолго до Эдисона, в 1820 году, Уоррен Де ла Рю поместил платиновую проволочку в стеклянный сосуд, из которого был откачан воздух, и пропустил по ней ток. Лампа получилась удачной, но платиновой! Она была настолько дорогой, что о широком ее использовании не могло быть и речи.
Множество изобретателей экспериментировали с различными материалами, но лишь в 1879 году Джозеф Свен и Томас Эдисон независимо друг от друга разработали лампу накаливания с угольной нитью.
Для своего изобретения Эдисон устроил массовую грандиозную презентацию: в канун нового, 1880 года он использовал 100 своих ламп, чтобы осветить улицы, лабораторию и станцию городка Менло-Парк (Нью-Джерси). Поезда ломились от желающих посмотреть на это чудо, и Пенсильванской железной дороге даже пришлось пустить дополнительные составы.
Лампы Эдисона работали около ста часов, потребляли 100 Вт и давали световой поток в 16 кандел (для сравнения — современная 100-ваттная лампа накаливания дает свет силой порядка 100−140 кандел).
Дальнейшее совершенствование ламп происходило по двум направлениям: угольная нить была заменена в 1907 году на вольфрамовую, а с 1913 года лампы стали газонаполненными (сначала их заполняли азотом, потом перешли на аргон и криптон). Оба усовершенствования были сделаны в лабораториях компании General Electric, основанной Томасом Эдисоном.
Хорошо знакомая читателям нашего журнала современная лампа накаливания дешева, широко используется в быту, однако нельзя сказать, что свет ее идеален: он смещен в сторону красной и ИК-областей спектра. Эффективность также оставляет желать лучшего: ее КПД составляет всего 1−4%. В этом смысле лампа накаливания — скорее отопительный, а не осветительный прибор.
Лампы с начинкой
У обычных ламп накаливания, кроме низкого КПД, есть еще один серьезный недостаток. Вольфрам при работе постепенно испаряется с раскаленной поверхности нити и оседает на стенках колбы. Колба приобретает «тонированный» вид, что ухудшает светоотдачу. А за счет испарения вольфрама с поверхности нити жизнь лампы сокращается.
А вот если в газ, наполняющий колбу, добавить пары, например, йода, картина меняется.
Атомы испаренного вольфрама соединяются с атомами йода, образуя йодид вольфрама, который не оседает на стенках колбы, а разлагается на раскаленной поверхности нити накаливания, возвращая вольфрам в нить, а пары йода — обратно в колбу.
Но есть одно условие: температура стенок колбы тоже должна быть достаточно высокой — около 250 °C. Именно поэтому колбы галогенных ламп такие компактные и, естественно, горячие!
Галогенные лампы, за счет высокой температуры нити, дают более белый свет и имеют более длительное время жизни по сравнению с обычными лампами накаливания.
Холодный свет
Эти лампы — прямые потомки электрической дуги. Только разряд в них происходит между двумя электродами в емкости, заполненной различными газами. В зависимости от давления (низкого —
Источник: https://www.popmech.ru/technologies/8057-istoriya-iskusstvennyh-istochnikov-sveta-ot-ognya-do-lazerov/
Кто изобрел лампочку первым: электрическую, лампочку накаливания, в каком году
Попытки побороть темноту, прогнать ее принимались людьми с давних времен. Для этого использовали самые разные источники освещения: налитое в глиняный сосуд масло и горящий фитиль, факелы, лучины, свечи из воска и сала. Но все такие светильники «работали» от источника открытого огня и были пожароопасны. Новой эпохой в истории освещения стало изобретение электричества и первой лампы в конце XIX века.
Изобретатель первой лампочки
Первые попытки создать постоянный источник света, который работал бы от электрической сети. Примечательно, что тех, кто придумал лампу накаливания, оказалось аж трое.
Российский ученый Лодыгин Михаил Николаевич — изобретатель, создавший лампу накаливания. В ней применялся прокаливаемый без кислорода угольный стержень, помещенный в герметично запаянный сосуд. Вакуум внутри не позволял нитям накаливания быстро окисляться, что продляло их срок службы. Впоследствии Лодыгин предложил использовать вольфрамовые нити или скрученные в спирали молибденовые.
Лодыгин — первый, кто изобрел лампочку и получил патент
Англичанин Джозеф Уилсон Суон получил патент в 1878 году. Это был усовершенствованный вариант лампы Лодыгина: внутри колбы находилась разреженная кислородная атмосфера, что повышало срок ее службы.
Когда же Томас Эдисон впервые продемонстрировал электрическую лампочку? Его патент датируется 1879 году. Изобретатель предложил использовать платиновую нить, но уже через год он вернулся к угольному волокну.
Благодаря упорной работе и тысячам опытов Эдисону удалось получить лампу, которая работала более 1,2 тысяч часов.
Также изобретатель активно продвигал свое изобретение, участвовал в создании централизованного электроснабжения и освещения, организовал первую компанию по производству ламп.
Эдисона называют «отцом» электрических ламп
Не стоит считать, что ученые «украли» идею друг у друга. Кто же тогда изобрел первую электрическую лампочку, напоминавшую современную? Схожие опыты проводились в разных странах независимо друг от друга, получить практически одинаковый результат не составило труда.
Ее внешний вид
Самая первая — опытная — электролампочка представляла собой вытянутую трубку, внутри которой размещались платиновые полоски, на которые подавался ток. Конструкция не сильно изменилась впоследствии: нити закрутились в спирали, трубка приобрела форму груши.
Вам это будет интересно Особенности ламп ДРВ
Для сравнения: лампа Лодыгина была выполнена в виде тонкой угольной палочки, которую зажали медные стержни. Все это было помещено в круглый шар из стекла.
Лампа Лодыгина была непохожа на современные
Лампа Эдисона же представляла собой колбу, из который был выкачан воздух. Горел тонкий угольный стержень. Однако изобретатель не остановился на одной лампочке: благодаря его улучшениям (изобретению винтового цоколя, патрона, предохранителей, выключателей и т.д.) увеличилось время работы ламп.
Характеристики, достоинства и недостатки
В XXI веке многие постепенно переходят на энергосберегающие и светодиодные лампы, но у ламп накаливания есть и свои преимущества:
- Мгновенное возгорание и отсутствие перебоев в работе;
- Они могут работать как от постоянного, так и от переменного тока;
- Широкий ассортимент: можно выбрать лампочку с подходящей температурой, напряжением, яркостью;
- Небольшие размеры;
- Экологичность;
- Невысокая цена.
Лампы могут выглядеть по-разному
К недостаткам устройств относятся:
- Невысокий КПД;
- Хрупкость;
- Низкий срок службы;
- Пожароопасность.
Несмотря на недостатки, лампы накаливания были крайне популярны несколько десятков лет и быстро заменили привычные источники освещения.
Кто изобрел лампочку? Роль Эдисона в создании электрической лампы
Американскому изобретателю Томасу Эдисону приписывают разработку первой практичной лампочки в 1879 году. Однако история ламп накаливания не так проста, так как в ней приняли участие множество ученых, каждый из которых внес свой вклад, который в конечном итоге привел к этому достижению — доступной, долговечной и безопасной лампе накаливания, генерирующей свет в течение долгого времени.
История электрического освещения
Чтобы выяснить происхождение лампочки, нам нужно отправиться более чем на 200 лет назад в лабораторию Гемфри Дэви, выдающегося английского химика и изобретателя. В 1800 году Дэви прикрепил два провода с угольными палочками к батарее, что позволило продемонстрировать яркую дугу света между угольными электродами.
Это привело к появлению электрической дуговой лампы — первого широко используемого типа электрического света и первой коммерчески успешной формы электрической лампы.
Конечно, различные изобретатели улучшили дизайн Дэви, добавив пружинные системы, а также соли редкоземельных металлов в электроды, что позволило увеличить яркость дуги.
Лампы электрической дуги были популярны на протяжении десятилетий благодаря их высокой яркости, способной освещать огромные фабричные интерьеры или целые улицы. В течение большей части XIX века это был единственный тип электрического освещения для больших площадей, и он был самым дешевым вариантом освещения улиц по сравнению с газовыми или масляными лампами.
Однако углеродные стержни приходилось заменять так часто, что это превращалось в работу на полный рабочий день. Более того, лампы излучали опасное ультрафиолетовое излучение, создавали шум и мерцание при горении света и представляли серьезную опасность пожара. Многие здания, такие как театры, сгорели в результате чрезмерного нагрева и искр, создаваемых электрическими дуговыми лампами.
И хотя эти лампы подходили для улиц и огромных залов, они были совершенно непрактичны для освещения домов и небольших помещений.
Мир нуждался в более совершенной технологии освещения, и многие изобретатели усердно трудились, чтобы найти идеальное решение. Слава и богатство наверняка были обещаны тем, кто добьется успеха. Но путь оказался пронизан многими проблемами.
Вакуум
В 1840 году британский физик Уоррен де ла Рю предложил новую конструкцию лампочки, которая предусматривала запуск платиновой катушки внутри вакуумной трубки, чтобы минимизировать воздействие кислорода. Однако высокая стоимость платины помешала этой конструкции получить коммерческий успех. В 1841 году Фредерик де Молейенс представил первый патент на вакуумную лампу накаливая.
Затем, в 1850 году, сэр Джозеф Уилсон Свон начал работать над лампочкой, используя нити из карбонизированной бумаги вместо платины в вакуумной стеклянной колбе. К 1860 году британский изобретатель получил патент на частичную вакуумную лампу накаливания с угольной нитью. Проблема с этим устройством заключалась в том, что ему не хватало вакуума и соответствующего электрического источника, что делало его неэффективным, лампа перегорала слишком быстро.
Позже Джозеф Свон внес некоторые улучшения. Сначала он работал с нитью из копировальной бумаги, но обнаружил, что они быстро сгорают. Наконец, в 1878 году Свон продемонстрировал новую электрическую лампу в Ньюкасле, Англия, в которой использовалась углеродная нить, полученная из хлопка. Электрическая лампочка Свона могла работать 13,5 часов, и его дом стал первым домом в мире, освещенным электрическим светом. В ноябре 1880 года Свон получил патент Великобритании 4933 на свое изобретение.
Американский изобретатель и бизнесмен Томас Эдисон внимательно следил за развитием событий. Он понял, что главной проблемой первоначального дизайна Свона было использование толстой углеродной нити. Эдисон считал, что она должна быть тонкой и иметь высокое электрическое сопротивление.
Он адаптировал образцы из патента 1875 года, который он приобрел у изобретателей Генри Вудворда и Мэтью Эванса, продемонстрировав свою лампу накаливания в декабре 1879 года, которая могла работать 40 часов. Использование Эдисоном более тонких нитей и лучшего вакуума дало ему преимущество в гонке.
Затем он подал в суд на Свона за нарушение патента.
К 1880 году луковицы Эдисона работали 1200 часов и были достаточно надежными. Тем не менее, этот прорыв потребовал тщательного тестирования более 3000 образцов ламп накаливания между 1878 и 1880 годами. Более того, инженеры Эдисона в Менло-Парк протестировали более 6000 растений, чтобы определить, какой тип углерода будет гореть дольше, и, наконец, остановились на карбонизированной бамбуковой нити. В большинстве современных ламп накаливания используются вольфрамовые нити.
Позже, исследователи Эдисона постепенно улучшали дизайн и производство нитей. В начале 20-го века команда Эдисона представила средства для улучшения нитей, которые остановили потемнение внутренних поверхностей стеклянных колб.
К сожалению для Эдисона, патент Свона оказался сильной претензией — по крайней мере, в Соединенном Королевстве. В конце концов, они объединили свои усилия и создали компанию Edison-Swan United, которая впоследствии стала крупнейшим в мире производителем лампочек.
В 1880 году Эдисон также основал компанию Edison Electric Illuminating в Нью-Йорке, которую финансировала JP Morgan. Эта компания построила первые электростанции, которые питали новые запатентованные лампочки. Позднее Edison Electric объединится с компаниями двух других изобретателей, Уильяма Сойера и Албона Мэна, и создала General Electric, которая и по сей день является одной из крупнейших корпораций в мире.
Итог: Эдисон был не первым изобретателем, который работал над лампочками. Фактически, к тому времени, когда он начал работать над своими первыми проектами, лампочка уже существовала, и около 20 различных изобретателей по всему миру готовили свои патенты. В тоже самое время много русских изобретателей работали над своими устройствами (Лодыгин, Кон, Козлов и Булыгин). Дизайн Эдисона был просто наиболее практичным, что объясняет его всемирный успех.
Источник: https://www.gymnasium-nur.ru/science-news/kto-izobrel-lampochku-rol-edisona-v-sozdanii-elektricheskoj-lampy/
В каком году появилась лампочка
Первая лампа накаливания, наряду с кинематографом, телефоном и радио была изобретена в 19-м веке. В данном случае, нельзя точно сказать, кто изобрел первую лампу накаливания, поскольку этот процесс шел сразу несколькими путями в течение длительного времени.
Кто первым изобрел лампочку
Работа над первым и лампами накаливания проходила независимо, в разных странах и в разное время. Первые опыты были проведены англичанином Деларю в 1809 году, когда ему удалось сконструировать самый первый прибор, оснащенный платиновой нитью.
Вслед за ним появилась угольная лампа, созданная бельгийцем Жобаром в 1838 году, а в 1854 году немцем Генрихом Гебелем был впервые использован сосуд, внутри которого был вакуум.
Окончательно вакуумный сосуд был запатентован 1860 году англичанином Джозефом Уилсоном Суоном. Однако, при получении вакуума были технические сложности, поэтому, его лампочка отличалась низким эффе кто м и недолговечностью.
В 1874-1875 годах русские инженеры Лодыгин и Дидрихсон получили лампу с нитью накаливания из угольного стержня, помещенного в сосуд с вакуумом. В одной из конструкций было применено несколько нитей, дублирующих друг друга при перегорании.
Параллельно, такие же опыты с лампочками накаливания в конце 70-х годов 19-го века проводил Томас Эдисон. Ему удалось создать осветительный прибор со сроком службы до 40 часов. Эти лампы пришли на смену газовому освещению.
Усовершенствованные лампы Лодыгина стали содержать в своей конструкции вольфрамовые или молибденовые нити накаливания, закрученные в форме спирали.
Производилась более качественная откачка воздуха из стеклянных колб, тем самым предохраняя нити от преждевременного окисления и выхода из строя.
К началу 20-го века лампочка накаливания приняла окончательные формы, которые используются до сих пор. Несмотря на огромное разнообразие моделей, основные конструктивные элементы в них совершенно одинаковы.
Элементы лампы накаливания
Несмотря на то, что вопрос, кто придумал лампочку остается открытым, этот прибор, в конечном итоге, приобрел те черты, которые мы привыкли видеть до сих пор.
Основным элементом лампы является стеклянная колба, защищающая спираль накаливания от внешних воздействий. Размеры колбы зависят от скорости, с которой материал спирали осаждается на стекле. Внутренняя часть колбы большинства ламп заполнена инертными газами. Вакуум находится в колбах лампочек с небольшой мощностью.
Нить накаливания выполнена в виде спирали из круглой или ленточной проволоки. Цоколь имеет резьбу, отличающуюся конструктивно, в зависимости от назначения той или иной лампы.
Споры о том, кто был истинным изобретателем лампы накаливания, ведутся по сей день. В основном, фигурируют два имени – Томас Эдисон и Михаил Лодыгин. На самом же деле, великое открытие состоялось благодаря упорной работе многих ученых.
Кто первым в мире и когда придумал и изобрел?
С древних времен люди искали способы освещения в ночное время. Например, в Древнем Египте и Средиземноморье использовались аналоги керосиновой лампы. Для этого в особые глиняные сосуды вставлялся фитиль из хлопчатобумажной ткани и наливалось оливковое масло.
Жители побережья Каспийского моря использовали похожее устройство, только вместо масла в сосуд наливали нефть. В Средние века глиняные светильники сменили свечи из пчелиного воска и сала.
Но во все времена ученые и изобретатели искали возможность создать долговечный и безопасный осветительный прибор.
После того как человечество узнало об электричестве, исследования вышли на качественно новый уровень.
За изобретение первых электрических ламп, подходящих для коммерческого использования, мы должны благодарить трех ученых из разных стран. Независимо друг от друга они проводили свои эксперименты и в итоге добились результата, перевернувшего мир.
ВАЖНО! В 70-е годы XIX века было получено три патента на новейшие устройства – угольные лампы накаливания в вакуумных колбах.
В 1874 г. выдающийся ученый Михаил Николаевич Лодыгин запатентовал свою лампу накаливания в России.
В 1878 г. Джозеф Уилсон Суон подал заявку на британский патент.
В 1879 г. американский патент получил изобретатель Томас Эдисон.
Именно Эдисон создал первую промышленную компанию по производству ламп накаливания. Большой заслугой стало то, что он сумел добиться длительной продолжительности работы – более 1200 часов – благодаря использованию карбонизированного бамбукового волокна.
В начале 80-х годов XIX века Эдисон и Суон организовали в Британии совместную компанию. Она так и называлась «Эдисон и Суон». В то время она стала самым крупным производителем электрических ламп.
В 90-е годы Михаил Лодыгин переехал в Америку, где и предложил использовать вольфрамовую или молибденовую спираль. Это был очередной технологический прорыв. Лодыгин продал свой патент компании General Electric, которая начала производить электрические лампы с вольфрамовой нитью.
А уже в 1920 году один из работников компании Уильям Дэвид Кулидж рассказал миру, как можно производить вольфрамовую нить в промышленных масштабах. В том же году другой ученый из General Electric по имени Ирвинг Ленгмюр предложил наполнять колбу лампочки инертным газом.
Источник: https://vi-pole.ru/v-kakom-godu-pojavilas-lampochka.html
