Historia żarówek. Kto wynalazł żarówkę? Zalety i wady żarówek

Historia lamp żarowych sięga dziewiętnastego wieku. Rozważcie główne punkty związane z tym unikalnym wynalazkiem ludzkości.

Funkcje specjalne

Lampa żarowa Jest to temat znany wielu osobom. W chwili obecnej trudno jest wyobrazić sobie życie ludzkości bez użycia sztucznego i elektrycznego światła. W tym przypadku rzadko ktoś myśli o tym, jak wyglądała pierwsza lampa, w jakim okresie historycznym została stworzona.

Aby rozpocząć, należy rozważyć urządzenie z lampą żarową. To źródło światła elektrycznego jest przewodnikiem o wysokiej temperaturze topnienia, który znajduje się w kolbie. Powietrze jest wypompowywane z niego, zamiast tego kolba jest wypełniona gazem obojętnym. Przechodząc przez lampę, prąd elektryczny emituje strumień światła.

Istota funkcjonowania

Jaka jest zasada żarówki? Polega ona na tym, że podczas przepływu prądu elektrycznego przez ciało ciepła, element nagrzewa się, podczas gdy samo włókno wolframowe jest ogrzewane. Zgodnie z prawem Plancka emituje promieniowanie o typie termicznym i elektromagnetycznym. Aby stworzyć pełnoprawny blask, musisz rozgrzać włókno wolframowe do kilkuset stopni. Wraz ze spadkiem temperatury widmo staje się czerwone.

Pierwsze żarówki miały wiele wad. Na przykład trudno było regulować temperaturę, w wyniku czego lampy szybko zawodziły.

Funkcje techniczne

Jaki jest projekt nowoczesnej żarówki? Ponieważ stała się pierwszym źródłem światła, ma dość prosty design. Uwzględniono główne elementy lampy:

• ciepło ciała;
• kolba;
• wejścia prądowe.

W chwili obecnej opracowano różne modyfikacje, wprowadzono bezpiecznik w lampie, który jest łącznikiem. Do produkcji tego przedmiotu za pomocą stopu niklowo-żelaznego. Łącznik jest przyspawany do nogi prądu wejściowego, aby zapobiec zniszczeniu szklanej bańki, gdy żarnik wolframu jest żarowy.

Biorąc pod uwagę główne zalety i wady żarówek, zauważamy, że od samego początku lampy zostały znacznie ulepszone. Na przykład z powodu użycia bezpiecznika zmniejszyło się prawdopodobieństwo szybkiego zniszczenia lampy.

Główną wadą takich elementów oświetleniowych jest ich wysokie zużycie energii. Dlatego obecnie są stosowane znacznie rzadziej.

Jak pojawiły się sztuczne źródła światła

Historia żarówek jest związana z wieloma wynalazcami. Do czasu, gdy rosyjski fizyk Alexander Lodygin rozpoczął prace nad jego powstaniem, pierwsze modele lamp żarowych zostały już opracowane. W 1809 roku angielski wynalazca Delarue opracował model, który był wyposażony w cewkę platynową. Historia żarówek związana jest z wynalazcą Heinrichem Goebelem. W próbce stworzonej przez Niemca, zwęglona bambusowa nić została umieszczona w naczyniu, z którego wcześniej wypompowano powietrze. Goebel był zaangażowany w modernizację swojego modelu lamp żarowych na piętnaście lat. Udało mu się uzyskać działającą wersję żarówki żarowej. Lodygin osiągnął wysokiej jakości blask pręta węglowego, umieszczonego w szklanym naczyniu, z którego usunięto powietrze.

Opcjonalny model praktyczny

Pierwsze żarówki, które można było produkować w dużych ilościach, pojawiły się w Anglii pod koniec XIX wieku. Joseph Wilson Swan zdołał nawet uzyskać patent na swój własny projekt.

Mówiąc o tych, którzy wymyślili lampę żarową, konieczne jest również rozwodzenie się nad eksperymentami przeprowadzonymi przez Thomasa Edisona.

Próbował użyć różnych materiałów jako włókien. To właśnie ten naukowiec zasugerował włókno platynowe jako żarzące się włókno.

Ten wynalazek żarówek stał się nowym etapem w dziedzinie elektryczności. Początkowo lampy Edisona działały tylko przez czterdzieści godzin, ale mimo to raczej szybko wyparły oświetlenie gazowe.

W okresie, kiedy Edison zajmował się swoimi badaniami, w Rosji Aleksander Lodygin zdołał stworzyć jednocześnie kilka różnych rodzajów lamp, w których wysokotopliwe metale pełniły rolę nici.

Historia lamp żarowych wskazuje, że to rosyjski wynalazca pierwszy zaczął stosować ogniotrwałe metale w formie rozżarzonego ciała.

Oprócz wolframu Lodygin przeprowadził również eksperymenty z molibdenem, skręcając je w formie spirali.

Specyfika lampy Lodygin

Nowoczesne analogi charakteryzują się pięknym strumień światła jak również wysokiej jakości odwzorowanie kolorów. Ich sprawność wynosi 15% przy najwyższej wartości temperatury żarnika. Takie źródła światła do swojej pracy zużywają znaczną ilość energii elektrycznej, więc ich działanie odbywa się nie więcej niż 1000 godzin. Jest to więcej niż warte tanich lamp, więc pomimo różnorodności sztucznych źródeł światła na współczesnym rynku, wciąż są one uważane za popularne i pożądane wśród kupujących.

Interesujące fakty z historii żarówek

Pod koniec dziewiętnastego wieku Didrichson zdołał dokonać znaczących zmian w modelu zaproponowanym przez rosyjskiego wynalazcę Lodygina. Przeprowadził kompletne wypompowanie powietrza, od razu użył kilku włosów w lampie.

Taka poprawa umożliwiła użycie lampy, nawet jeśli jeden z włosków został zdmuchnięty.

Angielski inżynier Joseph Wilson Swan posiadał patent potwierdzający stworzenie lampy z włóknem węglowym.

Włókno znajdowało się w tlenie rozładowana atmosfera w rezultacie światło było jaśniejsze i bardziej jednolite.

W drugiej połowie XIX wieku, oprócz samej lampy, Edison wynalazł obrotowy przełącznik domowy.

Występowanie na dużą skalę lamp na rynku

Od końca XIX wieku zaczęły pojawiać się lampy, w których jako włókno stosowano tlenki itru, cyrkonu, toru i magnezu.

Na początku ubiegłego wieku węgierscy naukowcy Sandor Yust i Franjo Hanaman uzyskali patent na użycie żarnika wolframowego w lampach żarowych. To w tym kraju powstały pierwsze egzemplarze takich lamp, które weszły na rynek wielkoformatowy.

W Stanach Zjednoczonych w tym samym okresie zostały zbudowane i działające zakłady zajmujące się otrzymywaniem tytanu, wolframu, chromu, poprzez redukcję elektrochemiczną.

Wysoki koszt wolframu dostosował się do tempa, w jakim żarówki są wprowadzane do codziennego życia.

W 1910 r. Firma Coolidge opracowała nową technologię produkcji cienkich włókien wolframowych, która przyczyniła się do tańszej produkcji sztucznych żarówek.

Problem szybkiego odparowania rozwiązał amerykański naukowiec Irving Langmuir. To on wprowadził do produkcji przemysłowej napełnianie szklanych kolb gazem obojętnym, co wydłużyło żywotność lampy i ją zneutralizowało.

Współczynnik wydajności

Praktycznie cała energia wytwarzana w lampie stopniowo zamienia się w promieniowanie cieplne. Sprawność osiąga 15 procent przy wskaźniku temperatury 15 procent.

Wraz ze wzrostem temperatury zwiększa się wydajność, ale powoduje to znaczne skrócenie żywotności lampy.

W temperaturze 2700 K żywotność pełnowartościowego zastosowania sztucznego źródła światła wynosi 1000 godzin, a przy 3400 K - kilka godzin.

Aby zwiększyć trwałość żarówki, programiści proponują obniżenie wartości napięcia zasilania. Oczywiście wydajność spadnie również o około 4-5 razy. Inżynierowie używają tego efektu, gdy wymagane jest niezawodne pokrycie minimalnej jasności. Na przykład jest to ważne przy wieczornym i nocnym oświetlaniu placów budowy, klatek schodowych.

W tym celu należy wykonać szeregowe połączenie lampy prądu przemiennego z diodą, która zapewnia dopływ prądu do lampy przez połowę całego okresu zasilania prądem.

Biorąc pod uwagę, że cena zwykłego żarówki jest znacznie niższa niż jego przeciętny okres użytkowania, nabycie takich źródeł oświetlenia można uznać za dość opłacalny środek.

Wniosek

Historia pojawienia się modelu lampy elektrycznej, do której jesteśmy przyzwyczajeni, wiąże się z nazwiskami wielu rosyjskich i zagranicznych naukowców i wynalazców. Przez dwa stulecia to sztuczne źródło światła ulegało przemianom, ulepszeniom, których celem było zwiększenie żywotności urządzenia, obniżenie jego kosztów.

Największe zużycie żarnika obserwuje się w przypadku ostrego napięcia zasilania lampy. Aby rozwiązać ten problem, wynalazcy zaczęli dostarczać lampy z różnymi urządzeniami, które gwarantują ich płynny start.

Posiada żarnik z zimnego wolframu rezystywność który jest tylko dwa razy większy od aluminium. Aby uniknąć szczytowej mocy, programiści używają termistorów, których rezystancja zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury.

W lampach niskiego napięcia o równej mocy zasoby eksploatacji i strumienia świetlnego są znacznie wyższe, ponieważ mają większy przekrój żarowego ciała. W oprawach zaprojektowanych dla wielu lamp, efektywnie połączenie szeregowe kilka lamp o niższym napięciu. Na przykład zamiast sześciu lamp o mocy 60 W połączonych równolegle można użyć tylko trzech.

Oczywiście w dzisiejszych czasach pojawiły się różne modele lamp elektrycznych, które mają o wiele bardziej produktywne właściwości niż zwykłe żarówki wymyślone podczas Lodygin i Edison.