Glødelampe i vår tid. Driftsprinsipp og design av en elektrisk glødelampe

En glødelampe er en gjenstand som er kjent for alle. Elektrisitet og kunstig lys har lenge blitt en integrert del av virkeligheten for oss. Men få mennesker tenker på hvordan den aller første og kjente glødelampen dukket opp.

Vår artikkel vil fortelle deg hva en glødelampe er, hvordan den fungerer og hvordan den dukket opp i Russland og rundt om i verden.

Hva er

Glødelampe - elektrisk versjon en lyskilde, hvor hoveddelen er en ildfast leder som spiller rollen som et filamentlegeme. Lederen er plassert i en glasskolbe, som innvendig kan pumpes med en inert gass eller helt uten luft. Passerer gjennom ildfast ledertype elektrisk strøm, kan denne lampen avgi lysstrøm.

Glødelampe lyser

Driftsprinsippet er basert på det faktum at når elektrisk strøm strømmer gjennom glødetrådskroppen, begynner dette elementet å gløde, og oppvarmer wolframfilamentet. Som et resultat begynner glødetråden å sende ut stråling av elektromagnetisk-termisk type (Plancks lov). For å skape en glød må glødetrådens temperatur være et par tusen grader. Når temperaturen synker, vil luminescensspekteret bli stadig rødere.
Alle ulempene med en glødelampe ligger i glødetemperaturen. Jo bedre lysstrøm som trengs, jo høyere temperatur kreves. I dette tilfellet er wolframfilamentet preget av en filamentgrense, over hvilken denne lyskilden svikter permanent.
Vær oppmerksom! Oppvarmingstemperaturgrensen for glødelamper er 3410 °C.

Designfunksjoner

Siden glødelampen regnes som den aller første lyskilden, er det ganske naturlig at designet skal være ganske enkelt. Spesielt sammenlignet med dagens lyskilder, som gradvis skyver den ut av markedet.
I en glødelampe er de ledende elementene:

• lampe pære;
• filament kroppen;
• nåværende leder.

Vær oppmerksom! Den første slike lampen hadde akkurat denne strukturen.

Glødelampe design

Til dags dato er det utviklet flere varianter av glødelamper, men denne strukturen er typisk for de enkleste og aller første modellene.
I en standard glødepære, i tillegg til elementene beskrevet ovenfor, er det en sikring, som er en kobling. Den består av en ferronikkellegering. Den er sveiset inn i gapet til en av de to strømledningene til produktet. Koblingen er plassert i den gjeldende ledebenet. Det er nødvendig for å forhindre ødeleggelse av glasspæren under en filamentutbrudd. Dette skyldes det faktum at når wolframfilamentet bryter gjennom, dannes det en elektrisk lysbue. Det kan smelte gjenværende tråd. Og fragmentene kan skade glasskolben og føre til brann.
Sikringen bryter lysbuen. Et slikt ferronikkelledd plasseres i et hulrom hvor trykket er lik atmosfærisk trykk. I denne situasjonen går lysbuen ut.
Denne strukturen og operasjonsprinsippet sørget for at glødelampen ble mye brukt over hele verden, men på grunn av deres høyt strømforbruk og kort levetid, brukes den mye sjeldnere i dag. Dette skyldes at det har dukket opp mer moderne og effektive lyskilder.

Oppdagelseshistorie

Forskere både fra Russland og fra andre land i verden bidro til opprettelsen av glødelampen i den formen den er kjent i dag.

Alexander Lodygin

Inntil øyeblikket da oppfinneren Alexander Lodygin fra Russland begynte å jobbe med utviklingen av glødelamper, bør noen viktige hendelser noteres i historien:

• i 1809 skapte den berømte oppfinneren Delarue fra England sin første glødelampe utstyrt med en platina glødetråd;
• Nesten 30 år senere, i 1938, utviklet den belgiske oppfinneren Jobard en karbonmodell av en glødelampe;
• Oppfinneren Heinrich Gobel fra Tyskland i 1854 presenterte allerede den første versjonen av en fungerende lyskilde.

Lyspæren i tysk stil hadde en forkullet bambusglødetråd som ble plassert i et evakuert fartøy. I løpet av de neste fem årene fortsatte Heinrich Goebel arbeidet sitt og kom til slutt opp med den første eksperimentelle versjonen av en fungerende glødepære.

Den første praktiske lyspæren

Joseph Wilson Swan, en kjent fysiker og kjemiker fra England, viste verden sine første suksesser i utviklingen av en lyskilde i 1860 og ble belønnet med patent for resultatene sine. Men noen vanskeligheter som oppsto med å skape et vakuum viste at Swan-lampen ikke fungerte effektivt og ikke varte lenge.
I Russland, som nevnt ovenfor, var Alexander Lodygin engasjert i forskning innen effektive lyskilder. I Russland var han i stand til å oppnå en glød i et glasskar av en karbonstang som luften tidligere hadde blitt evakuert fra. I Russland begynte historien til oppdagelsen av glødepæren i 1872. Det var i år at Alexander Lodygina lyktes i sine eksperimenter med en karbonstang. To år senere, i Russland, mottok han et patentnummer 1619, som ble utstedt til ham for en glødetrådslampe. Han erstattet tråden med en karbonstang plassert i en vakuumkolbe.
Nøyaktig et år senere forbedret V.F. Didrikhson utseendet til glødelampen som ble opprettet i Russland av Lodygin. Forbedringen bestod i å erstatte karbonstangen med flere hår.

Vær oppmerksom! I en situasjon der en av dem brant ut, skjedde det automatisk innkobling en annen.

Joseph Wilson Swan, som fortsatte sine forsøk på å forbedre den eksisterende lyskildemodellen, fikk patent på lyspærer. Her som varmeelement karbonfiber stakk ut. Men her var den allerede plassert i en forseldet atmosfære av oksygen. Denne atmosfæren tillot veldig sterkt lys.

Thomas Edisons bidrag

På 70-tallet av forrige århundre ble en oppfinner fra Amerika, Thomas Edison, med i det oppfinnsomme løpet for å lage en fungerende modell av en glødelampe.

Thomas Edison

Han forsket på bruken av filamenter laget av ulike materialer. Edison fikk patent i 1879 for en lyspære utstyrt med en platina glødetråd. Men etter et år går han tilbake til den allerede utprøvde karbonfiberen og lager en lyskilde med en levetid på 40 timer.

Vær oppmerksom! Samtidig med arbeidet med å skape en effektiv lyskilde, skapte Thomas Edison en roterende type husholdningsbryter.

Til tross for at Edisons lyspærer bare varer i 40 timer, begynte de å forskyve seg aktivt gammel versjon gassbelysning.

Resultater av Alexander Lodygins arbeid

Mens Thomas Edison utførte sine eksperimenter på den andre siden av verden, fortsatte Alexander Lodygin å engasjere seg i lignende forskning i Russland. På 90-tallet av 1800-tallet oppfant han flere typer lyspærer, hvis filamenter var laget av ildfaste metaller.

Vær oppmerksom! Det var Lodygin som først bestemte seg for å bruke en wolframfilament som glødelegeme.

Lodygins lyspære

I tillegg til wolfram foreslo han også å bruke filamenter laget av molybden, og også vri dem til en spiralform. Lodygin plasserte slike tråder i kolber hvorfra all luft ble pumpet ut. Som et resultat av slike handlinger ble trådene beskyttet mot oksygenoksidasjon, noe som gjorde produktets levetid betydelig lengre.
Den første typen kommersielle lyspære produsert i Amerika inneholdt en wolframglødetråd og ble produsert i henhold til Lodygins patent.
Det er også verdt å merke seg at Lodygin utviklet gassfylte lamper som inneholder karbonfilamenter og fylt med nitrogen.
Dermed tilhører forfatterskapet til den første glødelampen som ble sendt til masseproduksjon den russiske forskeren Alexander Lodygin.

Funksjoner til Lodygin-lyspæren

Moderne glødelamper, som er direkte etterkommere av Alexander Lodygins modell, er preget av:

• utmerket lysstrøm;
• utmerket fargegjengivelse;

Fargegjengivelse av glødelampe

• lav konveksjon og varmeledning;
• filamenttemperatur - 3400 K;
• på maksimalt nivå indikator for glødetemperaturen, effektivitetskoeffisienten er 15%.

Utenom dette denne typen Lyskilden bruker mye strøm under driften sammenlignet med andre moderne lyspærer. På grunn av deres designfunksjoner kan slike lamper fungere i omtrent 1000 timer.
Men, til tross for at i henhold til mange evalueringskriterier dette produktet dårligere enn mer avanserte moderne lyskilder, på grunn av den lave kostnaden er den fortsatt relevant.

Konklusjon

Oppfinnere fra forskjellige land. Men bare den russiske forskeren Alexander Lodygin var i stand til å skape mest beste alternativet, som vi faktisk fortsetter å bruke den dag i dag.

Installasjonshemmeligheter spotlights i et undertak: hvor vanskelig er det?

Blant kunstige lyskilder er de mest utbredte glødelamper. Uansett hvor det er en elektrisk strøm, kan man finne transformasjonen av energien til lys, og glødelamper brukes nesten alltid til dette. La oss finne ut hvordan og hva som varmes opp i dem, og hvordan de er.

Funksjonene til en bestemt lampe kan bli funnet ut ved å studere indeksen stemplet på metallbasen.

Indeksen bruker følgende alfanumeriske notasjoner:

• B - Spiral, argonfylling
• BC - Spiral, kryptonfylling
• B - Vakuum
• G - Gassfylt, argonfylling
• DS, DS – Dekorative lamper
• RN - ulike formål
• A - Lampeskjerm
• B - vridd form
• D - Dekorativ form
• E - C skrubunn
• E27 - Basisversjon
• Z - Speil
• ZK - Konsentrert lysfordeling av en speillampe
• ZSh - Bred lysfordeling
• 215-230V - Anbefalt spenningsskala
• 75 W - Strømforbruk

Typer glødelamper og deres funksjonelle formål

1. Glødelamper generelt formål

Når det gjelder deres funksjonelle formål, er de vanligste glødelamper (GLP). Alle LON produsert i Russland må overholde kravene i GOST 2239-79. De brukes til ekstern og intern, så vel som for dekorativ belysning, i husholdning og industrielle nettverk med spenning 127 og 220 V og frekvens 50 Hz.

LON-er har en relativt kort levetid, i gjennomsnitt ca. 1000 timer, og lav effektivitet - de konverterer bare 5% av elektrisiteten til lys, og resten frigjøres som varme.

Et trekk ved LON-er med lav effekt (opptil 25 W) er karbonfilamentet som brukes i dem som filament. Denne utdaterte teknologien ble brukt i den første "" og ble kun bevart her.

Seismisk motstandsdyktige lamper, også en del av LON-gruppen, er strukturelt i stand til å motstå et seismisk sjokk som varer opptil 50 ms.

2. Glødelamper med flomlys

Glødelamper har betydelig større effekt sammenlignet med andre typer og er designet for retningsbelysning eller for å levere lyssignaler over lange avstander. I følge GOST er de delt inn i tre grupper: filmprojeksjonslamper (GOST 4019-74), for generelle flomlys (GOST 7874-76) og fyrlykter (GOST 16301-80).

Bruker tre-leder ledninger inn hjemmenettverk gir høyt nivå brannsikkerhet og reduserer risikoen for menneskeliv. For å løse problemet er det nok å følge de grunnleggende reglene og installasjonsdiagrammet.

For å utstyre elektriske nettverk av boliglokaler med sikkerhetsutstyr, er det nødvendig å velge mellom å installere en RCD eller en strømbryter. Kan hjelpe med dette. Du kan installere en difavtomat ved hjelp av flere metoder, som du kan lese om.

Glødetråden i spotlight-lamper er lengre og samtidig plassert mer kompakt, for å forbedre den generelle lysstyrken og påfølgende fokusering av lysstrømmen. Oppgaven med å fokusere løses av spesielle fokuseringsbaser gitt i noen modeller, eller av optiske linser i design av søkelys og beacons.

Den maksimale effekten til flomlyslamper produsert i Russland i dag er 10 kW.

3. Glødelamper i speil

Speilglødelamper utmerker seg med en spesiell pæredesign og et reflekterende aluminiumslag. Den lysledende delen av pæren er laget av frostet glass, som gir mykhet til lyset og jevner ut kontrasterende skygger fra objekter. Slike lamper er merket med indekser som indikerer typen lysstrøm: ZK (konsentrert lysfordeling), ZS (middels lysfordeling) eller ZSh (bred lysfordeling).

Denne gruppen inkluderer også neodymlamper, hvor forskjellen er tilsetningen av neodymoksid til formelen til sammensetningen som glasspæren blåses fra. På grunn av dette absorberes en del av det gule spekteret, og fargetemperaturen skifter til området med lysere hvit stråling. Dette tillater bruk av neodymlamper i interiørbelysning for større lysstyrke og bevaring av nyanser i interiøret. Bokstaven "N" er lagt til indeksen for neodymlamper.

Anvendelsesområdet for speillamper er enormt: butikkvinduer, scenebelysning, drivhus, drivhus, husdyrgårder, belysning medisinske kontorer og mye mer.


4. Glødende halogenlamper

Før du bestemmer hvilken glødelampe du trenger, er det verdt å studere funksjonene og merkingene til eksisterende typer. Med alt deres mangfold, må du nøyaktig forstå formålet med lampen du velger og hvordan og hvor den skal brukes. Unnlatelse av å matche egenskapene til en lampe til oppgavene den er kjøpt for kan ikke bare føre til unødvendige utgifter, men også føre til nødsituasjoner, opp til skade på det elektriske nettverket og brann.

En underholdende video som beskriver driften av tre typer lyspærer

I dag er det vanskelig å forestille seg menneskers liv uten elektrisk lampe. Denne ganske enkle enheten brukes til belysning ulike rom og gater. Det finnes et stort antall typer lyspærer, forskjellige i lysstyrke og driftsprinsipp. I det siste har brukere i økende grad tatt hensyn til energisparende enheter, men den konvensjonelle glødelampen har ikke hastverk med å miste terreng.

Driftsprinsipp

Driftsprinsippet til en glødelampe er ganske enkelt, som designet til denne enheten. En elektrisk strøm går gjennom en ildfast leder og varmer den opp til høy temperatur. Det skal bemerkes at oppvarmingstemperaturen avhenger av spenningen som leveres til enheten. I følge Plancks lov er en oppvarmet leder i stand til å generere elektromagnetiske bølger.

Jo høyere temperatur, desto kortere er bølgelengden til den utsendte strålingen. Bølger av det synlige spekteret vises når lederen varmes opp til flere tusen grader på Kelvin-skalaen. Hvis spiralen til en elektrisk lyspære varmes opp til 5000 K, vil den lyse med nøytralt lys (i likhet med det Solen sender ut). Når temperaturen synker, vil fargen på gløden begynne å endre seg først til gul og deretter til rød.

I lamper blir den overveiende delen av energien omdannet til varme og bare en liten mengde omdannes til lysstrøm. Det bør også huskes at menneskelige visuelle organer er i stand til å oppfatte bare et visst utvalg av lysbølger. For å øke belysningen av rommet, må du øke temperaturen på spolen. Dette er imidlertid bare mulig opp til et visst punkt, som er begrenset av egenskapene til ledermaterialet.

Slik, maksimal temperatur lyspæren er 3410 grader på Celsius-skalaen. Ytterligere oppvarming av wolfram vil føre til deformasjon og smelting av materialet. Men selv denne temperaturen kan bare oppnås under visse miljøforhold. Hvis wolfram kommer i kontakt med oksygen, blir det til oksid. Når luften pumpes ut av kolben, vil det være mulig å lage en lampe med en maksimal effekt på 25 W. Kraftigere enheter inneholder inerte gasser i kolben.

Designfunksjoner

Selv om lampene er forskjellige i design, har de tre felles elementer - ledninger, leder og glasspære. Noen spesialenheter har kanskje ikke en base fordi de bruker en annen type holder. Noen ganger er det også en ferronickel-sikring innebygd i lyspærer. Oftest er den montert i benet, slik at pæren ikke blir ødelagt etter at lederen svikter.

Når filamentet går i stykker, oppstår det en lysbue som smelter det gjenværende materialet. Stoffet i smeltet tilstand faller ned på glassbeholderen og kan skade dens integritet. Sikringen kan forhindre at spiralen smelter. Denne teknologien har imidlertid ikke blitt utbredt på grunn av dens lave effektivitet.

Hvis vi snakker om hva en lyspære består av, er det nødvendig å merke seg hoveddesignelementene. Disse inkluderer:

• en kolbe laget av glass;
• utstrålende leder;
• elektroder;
• base;
• gass ​​miljø;
• strålelederholdere.

Kolbe og gassmiljø

Takket være glassbeholderen er filamentet beskyttet mot oksidasjonsprosessen som skjer når det emitterende ledermaterialet samhandler med oksygen. De første elektriske glødelampene ble produsert med en vakuumpære. Foreløpig produseres bare enheter som bruker denne teknologien lav effekt. For å produsere kraftigere enheter brukes oftest en nitrogen-argon-blanding eller argon alene. Pærene til noen lamper kan også inneholde xenon eller krypton. Den termiske utslippshastigheten til filamentmaterialet avhenger av gassens molare masse.

En egen gruppe er halogenlyspærer, hvis glassbeholder er fylt med halogengass. Ved oppvarming fordamper materialet til strålingslederen og reagerer med disse gassene. Stoffet som oppnås under den kjemiske prosessen brytes raskt ned under påvirkning av høy temperatur og returneres til filamentet. Som et resultat øker ikke bare effektiviteten til enheten, men også levetiden øker.

Strålende leder

Formen på filamentet kan være hvilken som helst og avhenger av enhetens spesifikasjoner. Oftest, i en vanlig lyspære, har lederen rund seksjon, men du kan også finne tape. Det bør bemerkes at Til og med kull ble brukt i de første lampene, i stand til å varme opp til en temperatur på 3559 grader Celsius. Imidlertid, i moderne enheter Hovedmaterialet i filamentet er wolfram.

Dette elementet kan også være laget av en osmium-wolfram-legering. Valget av typen spiral er ikke tilfeldig, siden dimensjonene avhenger av den. Moderne lamper kan bruke bi-spiraler og til og med tri-spiraler. De oppnås ved gjentatt vridning. Dette lar deg øke effektiviteten til enheten ved å redusere varmespredningen.

Lampefot

Dette elementet er standardisert og har en viss form og dimensjoner. Som et resultat kan du enkelt skifte lyspæren etter at den svikter. . I dag brukes oftest enheter med E14-base., E27 og også E40. Å tyde denne markeringen er ekstremt enkel - tallene etter bokstaven E indikerer elementets ytre diameter.

Siden det nå er et stort antall typer lamper, er noen av dem forskjellige i utformingen av basen. For eksempel er det enheter som holdes i en stikkontakt på grunn av friksjon. Det skal også bemerkes at basen i en glødelampeenhet utfører følgende funksjoner:

• kobler sammen flere elementer;
• representerer en av kontaktene;
• lar deg montere enheten sikkert i stikkontakten.

Fordeler og ulemper

Alle tekniske enheter har ikke bare fordeler, men også ulemper. Glødepærer er intet unntak.

Positive egenskaper

En av hovedfordelene med disse enhetene er deres enkle design, noe som gjør kostnadene for produktet lave. I dag kan du enkelt kjøpe en enhet med ønsket kraft og dimensjoner. En like viktig fordel med klassiske lyspærer er glødespekteret til deres emitterende element. Siden det er så nært sollys som mulig, kan det ikke påvirke synsorganene negativt.

Et oppvarmet filament har termisk treghet, så lyset som sendes ut av det er praktisk talt fritt for pulsering. Dette skiller konvensjonelle glødelamper fra andre typer produkter (for eksempel fluorescerende lamper). Disse enhetene brukes ikke i produksjonen skadelige stoffer, på grunn av hvilke spesielle teknologier ikke er nødvendige for avhending.

Negative egenskaper

En av de største ulempene med enhetene kan betraktes som avhengigheten av forsyningsspenningen. Hvis den øker og overskrider tillatte grenser, slites spiralen raskt ut. Når spenningen faller, reduseres også lysstrømmen som sendes ut av enheten.

I tillegg bør det huskes at det utstrålende elementet er designet for å fungere over lang tid. Motstandsindikatoren for en kald spiral er betydelig lavere sammenlignet med driftsmodusen.

På grunn av dette, i øyeblikket av innkobling, oppstår et sterkt hopp i strømstyrke, noe som fører til fordampning av filamentmaterialet. Dermed avhenger levetiden til enheten av antall starter.

Imidlertid kan denne ulempen bekjempes ved hjelp av spesielle enheter myk start- dimmere. De kan også brukes til å justere lysstrømmen over et ganske bredt område.

Den mest alvorlige ulempen med glødelamper er deres lave effektivitet. Hoveddelen av elektrisiteten omdannes til varme, som forsvinner inn miljø. I dag brukes de i økende grad led lamper slik at du kan spare strøm.

Det er mye snakk og ubegrunnet kontrovers rundt dette problemet. Hvem oppfant glødelampen? Noen hevder at dette er Lodygin, andre at Edison. Men alt er mye mer komplisert, la oss se på kronologien til historiske hendelser.

Det finnes mange metoder for å transformere elektrisk energi til lys. Disse inkluderer lamper med lysbueprinsippet, gassutladning og de hvor kilden til luminescens er en varmeglødetråd. Faktisk kan en glødepære også betraktes som en kunstig lyskilde, siden driften bruker effekten av en oppvarmet leder som strøm passerer gjennom. Det oppvarmede elementet er oftest en metallspiral eller en karbonfilament. I tillegg til lederen inkluderer utformingen av lyspæren en pære, en strømledning, en sikring og en base. Men alt dette vet vi allerede nå. Men for ikke så lenge siden var det en tid da flere forskere gjennomførte samtidige utviklinger innen kunstige lyskilder og konkurrerte om tittelen som oppfinner av lyspæren.

Tidslinje for oppfinnelsen

Når du leser hele artikkelen nedenfor, er det veldig praktisk å se på denne tabellen:

Hvis du virkelig vil forstå, anbefaler vi på det sterkeste å lese hele artikkelen.

De første omdannelsene av energi til lys

På 1700-tallet skjedde en betydelig oppdagelse, som markerte begynnelsen på en enorm rekke oppfinnelser. En elektrisk strøm ble oppdaget. Ved begynnelsen av neste århundre oppfant den italienske forskeren Luigi Galvani en metode for å produsere elektrisk strøm fra kjemikalier- voltsøyle eller galvanisk celle. Allerede i 1802 oppdaget fysiker Vasily Petrov den elektriske lysbuen og foreslo å bruke den som en belysningsenhet. Fire år senere så Royal Society Humphry Davys elektriske lampe den opplyste rommet på grunn av gnistene mellom kullstengene. De første lysbuelampene var for lyse og dyre, noe som gjorde dem uegnet til daglig bruk.

Glødelampe: prototyper

Den første utviklingen av glødelamper begynte på midten av 1800-tallet. Så inn 1838 I 1999 presenterte den belgiske oppfinneren Jobart et prosjekt for en glødelampe med karbonkjerne. Selv om driftstiden til denne enheten ikke oversteg en halv time, var det bevis på teknologisk fremgang på dette feltet. I 1840 Samme år produserte Warren de la Rue, en engelsk astronom, en lyspære med platinaspiral, den første lampen i elektroteknikkens historie med et glødeelement i form av en spiral. Oppfinneren førte en elektrisk strøm gjennom et vakuumrør som inneholdt en spole av platinatråd. Som et resultat av oppvarming ga platina ut en lys glød, og det nesten fullstendige fraværet av luft gjorde det mulig å bruke enheten i alle miljøer. temperaturforhold. På grunn av de høye prisene på platina, var det ulogisk å bruke en slik lampe til kommersielle formål, selv med tanke på effektiviteten. Men senere var det prøven av denne lyspæren som begynte å bli betraktet som stamfaren til andre glødelamper. Warren de la Rue flere tiår senere (i 1860 -x) begynte å aktivt studere fenomenet gassutladningsglød under påvirkning av strøm.

I 1841 I 2010 patenterte engelskmannen Frederick de Moleyn lamper, som var kolber med en platinafilament fylt med karbon. Imidlertid var testene hans på konduktører i 1844 mislykkede. Dette skyldtes den raske smeltingen av platinafilamentet. I 1845 erstattet en annen vitenskapsmann, King, platinaglødende elementer med karbonpinner og fikk patent på oppfinnelsen. I løpet av de samme årene, utenlands, i USA, patenterte John Starr en lyspære med en vakuumkule og en karbonbrenner.

I 1854 I år 2010 kom den tyske urmakeren Heinrich Goebel med en enhet som regnes som prototypen til moderne lyspærer. Han demonstrerte det på en elektrisk utstilling i USA. Det var en glødende vakuumlampe, som virkelig var egnet for bruk i det meste ulike forhold. Som lyskilde foreslo Heinrich å bruke en bambustråd som var forkullet. I stedet for kolben tok forskeren enkle flasker med eau de toilette. Vakuumet i dem ble skapt ved å tilsette og helle kvikksølv fra kolben. Ulempen med oppfinnelsen var dens overdreven skjørhet og driftstid på bare noen få timer. I løpet av årene av sitt aktive forskningsliv klarte ikke Goebel å møte behørig anerkjennelse i samfunnet, men i en alder av 75 ble han kåret til oppfinneren av den første praktiske glødelampen basert på en karbonfilament. Forresten, det var Goebel som først brukte lysavskjeder til reklameformål: han kjørte rundt i New York i en vogn dekorert med lyspærer. Et teleskop ble installert på rullestolen, som vakte oppmerksomhet langveisfra, der forskeren lot ham se på stjernehimmelen mot en avgift.

Første resultater

De mest effektive resultatene i produksjonen av en vakuumpære ble oppnådd av den berømte kjemikeren og fysikeren fra England, Joseph Swan (Svanen). I 1860 år fikk han patent på oppfinnelsen sin, selv om lampen ikke virket for lenge. Dette var på grunn av bruken av karbonpapir – det ble raskt til smuler etter brent.

På midten av 70-tallet. På 1800-tallet, parallelt med Swan, tok også en russisk vitenskapsmann patent på flere oppfinnelser. Den fremragende vitenskapsmannen og ingeniøren Alexander Lodygin oppfant i 1874 år, en glødelampe der en karbonstang ble brukt til oppvarming. Til eksperimenter med å studere lysarmaturer han begynte i 1872, mens han var i St. Petersburg. Som et resultat, takket være bankmannen Kozlov, ble et selskap for drift av kulllyspærer grunnlagt. For sin oppfinnelse mottok forskeren en pris fra Vitenskapsakademiet. Disse lampene begynte umiddelbart å bli brukt til gatebelysning og admiralitetsbygninger.

Alexander Nikolaevich Lodygin

Lodygin var også den første som kom opp med ideen om å bruke wolfram- eller molybdentråder vridd til en spiral. TIL 1890 -m. Lodygin hadde flere typer lamper med glødetråder laget av forskjellige metaller. Han foreslo å pumpe ut luften fra lyspæren slik at oksidasjonsprosessen ville gå langsommere, noe som betyr at lampens levetid ville bli lengre. Den første kommersielle lampen med spiral wolframglødetråd i Amerika ble deretter produsert nøyaktig i henhold til Lodygins patent. Han oppfant til og med gasslyspærer fylt med karbonfilament og nitrogen.

Lodygins idé 1875 år ble forbedret av en annen russisk mekaniker-oppfinner Vasily Didrikhson. Han laget trekull ved å forkulle sylindre av tre i grafittdigler. Det var han som var den første som klarte å pumpe ut luft og installere mer enn én glødetråd i en lyspære slik at den kan skiftes ut når den brenner ut. En slik lampe ble produsert under ledelse av Kohn, og den ble brukt til å lyse opp en stor undertøysbutikk og undervannskasser under byggingen av en bro i St. Petersburg. I 1876 ble lampen forbedret av Nikolai Pavlovich Bulygin. Forskeren varmet bare den ene enden av kullet, som hele tiden beveget seg ut under brenningsprosessen. Enheten var imidlertid kompleks og dyr.

I 1875-76 gg. elektroingeniør Pavel Yablochkov, mens han laget et elektrisk stearinlys, oppdaget at kaolin (en type hvit leire) leder elektrisitet godt når den utsettes for høye temperaturer. Han oppfant en kaolin-lyspære med en glødetråd laget av passende materiale. Særpreget trekk Denne lampen skyldes det faktum at det for driften ikke var nødvendig å plassere en kaolinfilament i en vakuumkolbe - den forble i drift når den var i kontakt med luft. Opprettelsen av lyspæren ble innledet av langt arbeid vitenskapsmann som jobber med lysbuelys i Paris. En dag besøkte Yablochkov en lokal kafé, og da han så servitøren ordne bestikk, kom han til en ny idé. Han bestemte seg for å plassere karbonelektrodene parallelt med hverandre, og ikke horisontalt. Det var imidlertid en fare for at ikke bare lysbuen skulle brenne ut, men også de ledende klemmene. Dilemmaet ble løst ved å legge til en isolator, som gradvis brant ut etter elektrodene. Hvit leire ble denne isolatoren. For å få lyspæren til å lyse ble det plassert en karbonhopper mellom elektrodene, og ujevn forbrenning av selve elektrodene ble minimert ved å bruke en vekselstrømsgenerator.

Yablochkov demonstrerte oppfinnelsen sin på en teknologiutstilling i London i 1876 år. Et år senere etablerte en av franskmennene, Deneyrouz, et aksjeselskap for å studere Yablochkovs belysningsteknologier. Forskeren selv hadde liten tro på fremtiden til glødelamper, men Yablochkovs elektriske lys var ekstremt populære. Suksess ble sikret ikke bare av den lave prisen, men også av brennvarigheten på 1,5 timer. Takket være denne oppfinnelsen erstattet lanterner stearinlys, og gatene begynte å bli opplyst mye bedre. Riktignok var ulempen med slike stearinlys tilstedeværelsen av bare en variabel strøm av lys. Litt senere utviklet en fysiker fra Tyskland, Walter Nernst, en lyspære av samme prinsipp, men laget glødetråden av magnesia. Lampen ble tent først etter oppvarming av glødetråden, som de først brukte fyrstikker og deretter elektriske varmeovner til.

Kampen om patenter

På slutten av 1870-tallet. min forskningsaktiviteter startet av den fremragende ingeniøren og oppfinneren Thomas Edison, som bodde i USA. I prosessen med å lage lampen prøvde han forskjellige metaller for filamenter. Opprinnelig trodde forskeren at løsningen på problemet med lyspærer kunne være ved å automatisk slå dem av når høye temperaturer Oh. Men denne ideen fungerte ikke, siden konstant å slå av den kalde lampen bare resulterte i periodisk flimrende stråling. Det er en versjon som på slutten av 70-tallet. Løytnant for den russiske marinen Khotinsky tok med seg flere glødelamper fra Lodygin og viste dem til Edison, noe som påvirket hans videre utvikling.

For ikke å stoppe ved sine prestasjoner i England, patenterte Joseph Swan, allerede kjent i vitenskapelige kretser på den tiden, en karbonfiberlampe i 1878. Den ble plassert i en sjeldne atmosfære med oksygen, så lyset kom ut veldig sterkt. I løpet av et år dukket det opp elektrisk belysning i de fleste hjem i England.

Thomas Alva Edison

I mellomtiden hyret Thomas Edison Francis Upton til å jobbe i laboratoriet hans. Sammen med ham begynte materialer å bli testet mer nøyaktig, og oppmerksomheten ble rettet mot manglene ved tidligere patenter. I 1879 patenterte Edison en lyspære med platinabase, og et år senere skapte forskeren en lampe med karbonfiber og uavbrutt drift i 40 timer. Under arbeidet utførte amerikaneren 1,5 tusen tester og var også i stand til å lage en dreiebryter husholdningstype. Thomas Edison gjorde i prinsippet ingen nye endringer i Lodygins lyspære. En stor del av luften ble ganske enkelt pumpet ut av glasskulen hans med en karbontråd. Enda viktigere, den amerikanske forskeren utviklet et supersystem for en lyspære, oppfant en skruebase, stikkontakt og sikringer, og organiserte deretter masseproduksjon.

Nye lyskilder var i stand til å fortrenge gass, og selve oppfinnelsen ble kalt Edison-Swan-lampen i noen tid. I 1880 etablerte Thomas den mest nøyaktige verdien av vakuum, som skapte det mest stabile luftløse rommet. Luften ble pumpet ut av lyspæren ved hjelp av en kvikksølvpumpe.

Ved slutten av 1880 bambusfibre Pærene kunne brenne i ca 600 timer. Dette materialet fra Japan har blitt anerkjent som den beste organiske karbonkomponenten. Siden bambustråder var ganske dyre, foreslo Edison å lage dem av bomullsfibre behandlet på spesielle måter. De første selskapene som konstruerte store elektriske systemer ble opprettet i New York i 1882. I løpet av denne perioden saksøkte Edison til og med Swan for brudd på opphavsretten. Men til slutt opprettet forskerne det felles selskapet Edison-Swan United, som raskt vokste til en verdensleder innen produksjon av lyspærer.

I løpet av livet var Thomas Edison i stand til å oppnå 1093 patenter. Blant hans kjente oppfinnelser: fonografen, kinetoskopet og telefonsenderen. Han ble en gang spurt om det var synd å gjøre feil 2000 ganger før han lagde en lyspære. Forskeren svarte: "Jeg tok ikke feil, men jeg oppdaget 1999 måter å ikke lage en lyspære på."

Metallfilamenter

På slutten av 1890-tallet. Nye lyspærer begynte å dukke opp. Derfor foreslo Walter Nernst å lage filamenter fra en spesiell legering, som inkluderte oksider av magnesium, yttrium, thorium og zirkonium. I Auer-lampen (Karl Auer von Welsbach, Republikken Østerrike) var lysgiveren en osmiumglødetråd, og i Bolton- og Feuerlein-lampen var det en tantalglødetråd. I 1890 patenterte Alexander Lodygin en glødelampe som brukte en raskt oppvarmet wolframfilament (det ble brukt flere ildfaste metaller, men ifølge forskningsresultater var det wolfram som hadde beste ytelse). Det er bemerkelsesverdig at han 16 år senere solgte alle rettigheter til sin revolusjonerende oppfinnelse til industrigiganten General Electric, selskapet grunnlagt av den store Thomas Edison.

I elektroteknikkens historie er det imidlertid to kjente patenter for en wolframlampe - i 1904 registrerte duoen av forskerne Sandor Just og Franjo Hanaman en oppfinnelse som ligner på Lodygins. Et år senere begynte Østerrike-Ungarn masseproduksjon av disse lampene. Senere begynte General Electric å produsere lyspærer med inerte gasser. En vitenskapsmann fra denne organisasjonen, Irving Langmuir, klarte i 1909 å modernisere Lodygins oppfinnelse ved å legge til argon for å forlenge levetiden og øke lyseffekten.

I 1910 forbedret William Coolidge prosessene for industriell produksjon av wolframfilamenter, hvoretter produksjonen av lamper begynte ikke bare med et glødeelement i form av en spiral, men også i form av en sikksakk, dobbel og trippel spiral.

Ytterligere oppfinnelser

• Siden opprettelsen av de første elektriske belysningsenhetene har egenskapene til gassutladningslamper blitt studert konstant, men frem til begynnelsen av 1900-tallet viste forskere liten interesse for dem. Et eksempel er det faktum at de første primitive prototypene av kvikksølvlamper ble konstruert i Storbritannia på 1860-tallet, men det var først i 1901 at Peter Hewitt oppfant kvikksølvlampen. lavt trykk. Fem år senere gikk analoger i produksjon høyt trykk. Og i 1911 viste Georges Claudi, en kjemiingeniør fra Frankrike, verden en neonpære, som umiddelbart ble sentrum for oppmerksomheten til alle annonsører.
• På 1920-40-tallet. Natriumlamper, lysrør og xenonlamper ble oppfunnet. Noen av dem begynte å bli masseprodusert selv for daglig bruk. I dag er rundt 2 tusen varianter av lyskilder kjent.
• I USSR ble det daglige navnet på en glødelampe uttrykket "Ilyichs lyspære." Det var dette formspråket som ble hjemmehørende i bønder og kollektive bønder under tiden med universell elektrifisering. I 1920 besøkte Vladimir Lenin en av landsbyene for å sette i gang et kraftverk, og det var da slagord. Imidlertid ble dette uttrykket opprinnelig brukt for å referere til en plan for elektrifisering jordbruk, byer og landsbyer. Iljitsjs lyspære var en stikkontakt, fritt opphengt i en ledning fra taket og hengende ned uten skjerm. Utformingen av patronen inkluderte også en bryter, og ledningene ble lagt åpent langs veggene.
• LED-lamper ble utviklet på 60-tallet. til industrielle formål. De hadde lite strøm og klarte ikke å lyse opp området skikkelig. Imidlertid anses denne retningen i dag som den mest lovende.
• I 1983 dukket det opp kompakte fluorescerende lyspærer. Oppfinnelsen deres var spesielt viktig i sammenheng med behovet for å spare energi. I tillegg krever de ikke ekstra startutstyr og passer til standard glødelampesokler.
• For ikke lenge siden skapte to amerikanske selskaper fluorescerende lamper for forbrukere med evnen til å rense luften og fjerne ubehagelige lukter. Overflaten deres er belagt med titandioksid, som, når det bestråles, utløser en fotokatalytisk reaksjon.

Video av hvordan glødelamper lages i gamle fabrikker.

Glødelamper kan ikke inneholde luft, nitrogen eller andre gasser bortsett fra inerte gasser (argon, krypton, xenon). Faktum er at temperaturen på spiralen er mer enn 2000 grader Celsius. Ved slike temperaturer vil wolfram reagere med ALLE gasser bortsett fra inerte gasser. Men å fylle lyspærer med helium eller neon er for dyrt, så den billigste argonen brukes hovedsakelig. Krypton og xenon er dyrere, men jeg vet ikke hvilken fordel de gir, likevel brukes de også. Når vann kommer på en påslått (og derfor varm) lyspære, sprekker glasset rett og slett, men det oppstår ingen "eksplosjon" av lyspæren.

Om halogenlamper Du tar helt feil. Ja, halogener inkluderer fluor, klor, brom, jod og astatin. Angående ununseptium, du var litt forhastet. Ja, selvfølgelig, hvis det kan fås, vil det utvilsomt være et halogen. Men den er ennå ikke mottatt, og har derfor ikke eget navn, kun av serienummer(antall protoner i kjernen).

0 0

En lyspære er en liten, men veldig nyttig gjenstand. En video av skapelsen er vedlagt.

Per definisjon er en glødelampe en elektrisk lyskilde der glødetrådslegemet, som vanligvis er en ildfast leder, er plassert inne i en pære, evakuert eller fylt med en inert gass, og varmes opp til høy temperatur ved hjelp av en elektrisk strøm som er gikk gjennom den. Som et resultat sendes det ut synlig lys. En wolframbasert legering brukes til filamentet.

Generell glødelampe (230 V, 60 W, 720 lm, E27 sokkel, total høyde ca. 110 mm

Arbeidsprinsippet til en glødelampe

Vel, alt er veldig enkelt her. Elektrisk strøm går gjennom glødetråden og varmer den opp. Filamentet sender ut elektromagnetisk termisk stråling, som er i samsvar med Plancks lov. Dens funksjon har et temperaturavhengig maksimum. Hvis temperaturen stiger, skifter maksimumet mot kortere bølgelengder. Til...

0 0

Glødelampe

Utvalget av lyskilder er ganske stort, men glødelampen har blitt mest utbredt og brukt. Spørsmålet oppstår: "Hvorfor har den fått så enorm popularitet og finnes på hvert trinn?" Imidlertid ser vi også andre lamper, og siden det finnes alternativer til det, betyr det at det vil være ulemper.

For å vurdere alle fordeler og ulemper, er det nødvendig å vurdere strukturen til lyskilden.

En glødepære består av:

Variasjonen av kolbeformer er i de fleste tilfeller forklart av estetisk utseende, og noen ganger av muligheten praktisk installasjon. Pærens funksjon er å beskytte glødetrådskroppen mot nedbør.

I utgangspunktet, når elektriske kilder Da lys begynte å produseres, ble det skapt et vakuum i glasspæren til lampen. Nå brukes denne teknologien kun for lav effekt (opptil 25 W), og lyskilder med høyere effekt er fylt med inert gass (argon, nitrogen, krypton)....

0 0

Glødetråden i lamper varmes opp til høye temperaturer, som er nær smeltepunktet til wolfram (3422°C). Tungsten, samt kull, som ble brukt i de første lampene, romtemperatur ikke forskjellig i kjemisk aktivitet, men en varm wolframspiral (så vel som en karbonfilament) brenner ut i luften i løpet av noen få sekunder. Du kan enkelt bekrefte dette ved å prøve å slå på en glødelampe med pæren fjernet.

For å forhindre at wolframfilamentet (spiralen) brenner, må det isoleres fra luft. De første lampene var vakuum, dvs. luften ble pumpet ut av flaskene deres. Kjemikere vet godt at glasskar som opererer under vakuum kan skape mye trøbbel. Den minste skade på glasset el mekanisk stress inne i glass - og et slikt kar kan eksplodere.

Moderne lamper er fylt med argon eller en blanding av krypton og xenon. Dette er gunstig ikke bare fra et sikkerhetssynspunkt, men også for å forlenge lampens levetid. Hoved...

0 0

Når dukket den første glødelampen opp?

I 1809 bygde engelskmannen Delarue den første glødelampen (med platinaglødetråd). I 1838 oppfant belgieren Jobard karbonglødelampen. I 1854 utviklet tyskeren Heinrich Goebel den første «moderne» lampen – en forkullet bambustråd i et evakuert fartøy. I løpet av de neste 5 årene utviklet han det mange kaller den første praktiske lampen. I 1860 demonstrerte den engelske kjemikeren og fysikeren Joseph Wilson Swan de første resultatene og fikk patent, men vanskeligheter med å få vakuum førte til at Swans lampe ikke fungerte lenge og var ineffektiv.

Den første amerikanske kommersielle lampen med wolframglødetråd.

Den 11. juli 1874 mottok den russiske ingeniøren Alexander Nikolaevich Lodygin patentnummer 1619 for en glødelampe. Han brukte en karbonstang plassert i et evakuert fartøy som filament.

I 1875 forbedret V.F. Didrikhson Lodygins lampe ved å pumpe ut ...

0 0

Jeg anbefaler det ikke; du vil ikke kunne få det ut på egen hånd.

Husker du historien om hvordan en drosjesjåfør tok en mann til sykehuset som på en tur satte en lyspære i munnen, men ikke fikk den ut igjen? Taxisjåføren ble fascinert og bestemte seg for å teste denne historien selv, og sa: "hvordan kan det være, hvis du kommer inn, så må du ut." Og... jeg gikk også til legen. Hva er i veien?..
UNDERSØKELSE. For å gjennomføre eksperimentet kjøpte vi en standard 60 W lyspære. Slobodskaya-korrespondent Dmitry Buzin meldte seg frivillig til å teste vitsen "om lyspæren" på seg selv: han kunne ikke tro at det var umulig å få lyspæren ut av munnen. Men ... Dmitry kunne fortsatt ikke få det! Ifølge legene kan dette ikke gjøres på grunn av spasmer i kjevemusklene. Du kan åpne munnen til maksimal bredde bare hvis munnen først er lukket. Hvis munnen allerede er åpen (for eksempel to tredjedeler åpen når lyspæren er i munnen), er musklene for spente til å la munnen åpne seg ytterligere. Bare leger kan fjerne lyspæren - enten ved hjelp av en spesiell...

0 0

Moderne lysteknologi er umulig uten inerte gasser. Deres tilstedeværelse oppdages i de fleste typer og design av forskjellige lyskilder. I noen lamper skaper edelgasser et inert beskyttende miljø. I andre, under påvirkning av elektriske utladninger, produserer de en vakker farget glød.

Når elektriske utladninger føres gjennom lag av forskjellige edelgasser, vises en glød av forskjellige farger. Skyggen av gløden avhenger av egenskapene til selve gassen og av tilleggsforholdene som brukes på den.

Argon.
Den brukes hovedsakelig i blanding med andre gasser. I dag er argon etterspurt innen lysteknologi. Moderne økonomisk, energisparende eller, som de også kalles, kompakte fluorescerende lamper fylt med en blanding av argon og kvikksølv. Produksjonen av slike lamper får fart. På grunn av økonomien deres blir de mer etterspurt blant befolkningen. Så nå er det nok de fleste industrielt produsert argon brukes...

0 0

Den mest kjente belysningsenheten for oss er vanlig lyspære glødelampe Det er en lyskilde som består av en glasspære, et glødelegeme, elektroder, en base og en isolator.

De er enkle, pålitelige og kan kjøpes til en svært lav pris. Til tross for populariteten til glødelamper, har de en rekke ulemper. Effektiviteten til en slik enhet er ca. 2 %, lav lyseffekt innenfor 20 Lm/W og en kort levetid på ca. 1000 timer.

Driftsprinsipp

Når koblet til elektrisk nettverk En glødelampe konverterer elektrisk energi til lys ved å varme opp glødetråden. Laget av ildfast wolfram eller dets legeringer, er glødetråden plassert i en glasskolbe fylt med en inert gass eller vakuum (for laveffektlamper opp til 25 W).

Hvordan Ilyich-lyspæren fungerer

Kolben tjener til å beskytte mot eksponering eksterne faktorer, og inert gass (krypton, nitrogen, xenon, argon og deres blandinger) tillater ikke wolfram...

0 0

Definisjon
En glødelampe er en lyskilde som konverterer energien til elektrisk strøm som går gjennom spiralen til lampen til varme og lys. Basert på deres fysiske natur er det to typer stråling: termisk og selvlysende.
Termisk stråling er lyset som sendes ut av
ved oppvarming av kroppen. Gløden til elektriske glødelamper er basert på bruk av termisk stråling.

Fordeler og ulemper

Fordeler med glødelamper:
når de er slått på, lyser de nesten umiddelbart;
ha små størrelser;
kostnadene deres er lave.

De viktigste ulempene med glødelamper:
lampene har en blendende lysstyrke som påvirker menneskets syn negativt, og krever derfor bruk av passende armaturer som begrenser gjenskinn;
ha en kort levetid (ca. 1000 timer);
levetid...

0 0

10

Halogenlamper, avhengig av nivået av nettspenning, er delt inn i to typer: nettspenning 220-230 V og lavspenning - 12 V eller 24 V.

Den første gruppen inkluderer et stort antall typer, forskjellig i kraft, størrelse, base og formål. De brukes oftest i industri og utendørs belysning. Men blant dem er det lamper for "hjemme" bruk med en konvensjonell E27 eller E14 skruebase med en effekt på opptil 250 W. De erstatter konvensjonelle glødelamper perfekt. De har fordelen av å nesten doble levetiden og lysstrømmen. Hovedforskjellen fra konvensjonelle glødelamper er at halogenlamper har høyere driftstemperaturer, så du bør følge regelen: hvis patronen er konstruert for 150 W, så er effekten på. halogenlampen bør ikke overstige 100 W.

Det finnes også mange typer i lavspentgruppen, men de har en ting til felles - for å koble til nettverket krever de en nedtrappingstransformator, vanligvis 12 V. V...

0 0

11

Blant kunstige lyskilder er de mest utbredte glødelamper. Uansett hvor det er en elektrisk strøm, kan man finne transformasjonen av energien til lys, og glødelamper brukes nesten alltid til dette. La oss finne ut hvordan og hva som varmes opp i dem, og hvordan de er.

Driftsprinsipp og designfunksjoner

Generelt prinsipp Virkningen til en glødelampe består av sterk oppvarming av glødetrådslegemet med en strøm av ladede partikler. For å sende ut et spektrum som er synlig for det menneskelige øyet, må temperaturen til et lysende objekt nå 570...

0 0

12

Moderne utsikt lamper som brukes til å belyse bolig-, kontor- og husholdningslokaler i dag er imponerende i sitt mangfold. De skiller seg fra hverandre, ikke bare i lysstyrken, men også i prinsippet om drift, som et resultat - i forskjellige nyanser av lys, holdbarhet og forbrukt mengde strøm.

Følgelig er det typer belysningslamper som forbruker liten mengde elektrisitet og samtidig avgir sterkt lys og et minimum av varme - disse lampene er klassifisert som energisparende lamper, deres typer er også varierte i design.

Ny generasjons typer elektriske lamper er de som er motstandsdyktige mot spenningsstøt i nettverket og har flere timers drift og av/på-sykluser, som, kombinert med lavt energiforbruk, skiller dem betydelig fra tradisjonelle glødelamper.

Moderne belysningslamper er imidlertid ikke begrenset til dette, de har ikke bare...

0 0