Лампа накаливания деларю: Правдивая история создания лампы накаливания в хронологическом порядке. Статьи

Лампа накаливания: технические характеристики, устройство

Обеспечить комфорт и уют в доме невозможно без организации хорошего освещения. С такой целью наиболее часто сейчас используются лампы накаливания, которые можно применять в различных условиях сети (36 Вольт, 220 и 380).

Виды и характеристики

Лампа накаливания общего назначения (ЛОН) – это современное устройство, источник искусственного видимого светового излучения с низким КПД, но ярким свечением. Свое название она получила из-за наличия в корпусе специального тела накала, которое изготавливается из тугоплавких металлов или угольной нити. В зависимости от параметров этого тела определяется срок службы светильника, цена и прочие характеристики.

Фото – модель с вольфрамовой нитью

Несмотря на разные мнения, считается, что первым изобрел лампу ученый из Англии Деларю, но его принцип накаливания был далек от современных норм. После исследованиями занимались разные физики, впоследствии, Гебель презентовал первую лампу с угольной нитью (из бамбука), а после Лодыгин запатентовал первую модель из углеродной нити в вакуумной колбе.

В зависимости от конструктивных элементов и типа газа, защищающего нить накаливания, сейчас существую такие виды ламп:

1. Аргоновые;
2. Криптовые;
3. Вакуумные;
4. Ксенон-галогенные.

Вакуумные модели являются самыми простыми и привычными. Получили свою популярность из-за низкой стоимости, но вместе с этим они имеют наименьший срок службы. Стоит отметить их простоту замены, ремонту не поддаются. Конструкция имеет следующий вид:

Фото – конструкция вакуумных ламп

Здесь 1 – это, соответственно, вакуумная колба; 2 — вакуумная или наполненная специальным газом, емкость; 3 — нить; 4, 5 — контакты; 6 — крепежи для нити накаливания; 7 — стойка лампы; 8 — предохранитель; 9 — цоколь; 10 — стеклянная защита цоколя; 11 — цокольный контакт.

Аргоновые лампы ГОСТ 2239-79 по яркости очень отличаются вакуумных, но практически полностью повторяют их конструкцию. Они имеют больший срок годности, нежели привычные. Это обязано тем, что нить из вольфрама защищена колбой с нейтральным аргоном, который противостоит высоким температурам горения. Как результат, источник света более яркий и долговечный.

Фото – аргоновый ЛОН

Криптовую модель можно распознать по очень высокой световой температуре. Она светится ярким белым светом, поэтому иногда может вызывать боль в глазах. Высокий показатель яркости обеспечен криптоном – высоко-инертным газом, у которого высокая атомная масса. Его применение позволило значительно уменьшить вакуумную колбу, но при этом не терять яркость источника света.

Галогенные светильники накаливания получили большую популярность благодаря своей экономной работе. Современная энергосберегающая лампа поможет не только сократить расходы на оплату электрической энергии, но и уменьшить траты на покупку новых моделей для освещения. Производство такой модели осуществляется на специализированных заводах, как и утилизация. Предлагаем для сравнения изучить потребляемую мощность перечисленных выше аналогов:

1. Вакуумные (обычные, без газа или с аргоном): 50 или 100 Вт;
2. Галогеновые: 45—65 Вт;
3. Ксеноновые, галогено-ксеноновые (комбинированные): 30 Вт.

Благодаря небольшому размеру, наиболее часто электрические ксеноновые и галогеновые осветители используют как автомобильные фары. У них высокое сопротивление и отличная долговечность.

Фото – ксенон

Классификация ламп производится не только исходя из наполняющего газа, а также, в зависимости от типов цоколей и назначения. Существуют такие виды:

1. G4, GU4, GY4, и прочие. Галогеновые модели накаливания отличают патроны-штекеры;
2. E5, E14, E17, E26, E40 – наиболее распространенные типы цоколей. В зависимости от номера, могут быть узкими и широкими, классифицируются по возрастанию. Первые люстры изготавливались именно под такие контактирующие части;
3. G13, G24 производители используют эти обозначения для люминесцентных осветителей.

Фото – формы ламп и типы цоколей

Достоинства и недостатки

Сравнение отдельных видов светильников накаливания позволит выбрать наиболее подходящий вариант, исходя из того, какая нужна мощность и световая отдача. Но у всех перечисленных видов светильников есть общие достоинства и недостатки:

Плюсы:

1. Доступная цена. Стоимость многих ламп находится в пределах 2 у. е.;
2. Быстрое включение и выключение. Это наиболее значимый параметр в сравнении с энергосберегающими лампами с долгим включением;
3. Маленькие размеры;
4. Простая замена;
5. Широкий выбор моделей. Сейчас есть декоративные светильники (свеча, ретро-завиток и другие), классические, матовые, зеркальные и прочие.

Минусы:

1. Высокая потребляемая мощность;
2. Негативное воздействие на глаза. В большинстве случаев от него поможет матовая или зеркальная поверхность колбы лампы накаливания;
3. Низкая защита от перепадов напряжения. Для обеспечения нужного уровня используется блок защиты для лампы накаливания, он подбирается в зависимости от типа;
4. Короткий эксплуатационный период;
5. Очень низкий коэффициент полезного действия. Большая часть электрической энергии уходит не на освещение, а на нагрев колбы.

https://www.youtube.com/watch?v=ET-u92BP968

Параметры

Технические характеристики любой модели обязательно включают в себя: световой поток лампы накаливания, цвет свечения (или цветовая температура), мощность и срок службы. Сравним перечисленные типы:

Фото – цветовая температура

Из всех перечисленных типов только галогенки можно отнести к энергосберегающим моделям. Поэтому многие хозяева стремятся заменить все источники света в своем жилище на более рациональные, к примеру, на диодные. Соответствие светодиодных ламп накаливания, сравнительная таблица:

Для лучшего объяснения энергозатрат предлагаем изучить соотношение ватт к люменам. Например, лампа дневного света, с вольфрамовой нитью накаливания 100 Вт – люмен 1200, соответственно, 500 Вт – более 8000.

При этом, часто использующаяся в производственных и бытовых условиях, люминесцентная модель, имеет похожие характеристики на ксеноновую. Благодаря таким характеристикам есть возможность обеспечить плавное включение ламп накаливания. Для этого используется специальный прибор – диммер для ламп накаливания.

Такой регулятор можно собрать своими руками, если есть схема, подходящая под Вашу лампу. Сейчас большой популярностью пользуются аналоги обычных вариантов, но с зеркальным напылением – рефлекторная модель Philips, импортные Osram и другие. Купить фирменную лампу накаливания можно в специализированных фирменных магазинах.

«История лампы накаливания» доклад — Kratkoe.com

Научные доклады

Автор J.G. На чтение 3 мин Обновлено 9 ноября, 2018

Доклад история лампы накаливания 7 класс кратко расскажет о том, когда изобрели лампу накаливания и кто является автором данного изобретения.

«История лампы накаливания» доклад

Лампа накаливания история изобретения начинается в 1809 году. В то время некий англичанин по имени Деларю создает первую в мире лампу накаливания, в основе которой была платиновая спираль. Ею пользовались вплоть до 1854 года, когда немецкий исследователь Генрих Гебель совершил подобное изобретение. Правда его лампа, в отличие от лампы Деларю, которая была далека от современного аналога, была более совершенной. В задумке Гебеля она предстала как вакуумный сосуд с обугленной бамбуковой нитью внутри. Следующие 5 лет ученый продолжает работы усовершенствованию лампы. 

В 1874 году изобретателем новой лампы стал Александр Лодыгин, который создал нитевую лампу и даже получил патент на нее. Его нитевая лампа представляла собой вакуумный сосуд, где роль накалывающей нити играл угольный стержень. 

Подобное изобретение вновь было совершено в 1878 году британским ученым Джозефом Вильсоном Сваном. Лампа британца представляла собой сосуд с угольным филаментом. Благодаря ему изобретение от других отличалось ярким освещением. В это же время американский исследователь Томас Эдисон проводил подобные исследования в этой области. В процессе он научился создавать лампы накаливания из разных материалов. В 1879 году методом проб и ошибок американец изобрел лампу с платиновой нитью накаливания внутри. Через год Томас Эдисон посчитал, что его изобретение не столь удачно и остановил свой выбор на сосуде, в основе которого угольное волокно. Это была первая лампа в мире, которая могла работать целых 40 минут не гаснув. Именно благодаря американскому ученому мы обязаны появлению ламп накаливания в том виде, в котором они сегодня освещают наши дома, а также патрону, цоколю и выключателю.

С появлением лампочки Эдисона русский ученый Лодыгин несколькими годами позже изобрел несколько видов ламп, в основе которых были металлические нити накаливания. Самое яркое его изобретение – это лампа с вольфрамовой нитью. Патент на нее ученый продал известной компании «Дженерал Електрик». Однако высокая себестоимость продукта привела к тому, что его практически не выпускали.

В 1910 году Вильям Дэвид Кулидж стал автором усовершенствованной нити из вольфрама, которая вытеснила все остальные нити и заняла лидирующие позиции в сфере производства ламп.  

Последний изобретатель, внесший вклад в развитие производства ламп, это ИрвингЛенгмюр. Благодаря его усилиям лампа накаливания приобрела современный вид. За основу ученый взял вакуумную колбу, наполнил ее инертным газом и снабдил улучшенной вольфрамовой нитью. Так срок ее действия значительно увеличился и новые лампы стали доступны каждому человеку в виду надежности и дешевизны. 

Надеемся, что «История лампы накаливания» краткое сообщение помогло Вам подготовиться к занятию. А краткое сообщение на тему «История лампы накаливания» Вы можете сократить на свое усмотрение.

История лампочки накаливания

Как и все революционные изобретения, самая первая лампочка была разработана после ряда усовершенствований идей, выдвинутых более ранними изобретателями. Таким образом, лампочки в какой-то зачаточной форме существовали до того, как Томас Альва Эдисон запатентовал свою лампочку, которая напоминает лампы, используемые сегодня в коммерческих помещениях. История лампы накаливания на самом деле насчитывает более 200 лет.

История лампы накаливания: изобретение

Начало истории лампы накаливания лежит в разработке нити накаливания. В 1809 году Хамфри Дэви использовал мощную батарею для генерации электрического тока между двумя полосками древесного угля. Большое количество тепла, выделяемого током, протекающим через угольные полоски, заставляло их светиться. Это была угольная дуговая лампа.

В 1820 году Уоррен де ла Рю попытался изобрести самую первую лампу накаливания. Он вставил платиновую нить в частично вакуумированную стеклянную трубку и пропустил через нее электрический ток. Выделившееся сильное тепло заставляло металл светиться и излучать свет. Рю использовал платину, потому что высокая температура плавления металла препятствовала его распаду при высоких температурах. Он использовал частично вакуумированную трубку, чтобы свести к минимуму вероятность реакции частиц газа с нагретым металлом. Мера Ру гарантировала, что платина будет стабильной и прослужит долгое время. Иллюстрация лампы накаливания Уоррена де ла Рю показана ниже.

Его идея была функционально обоснованной, но не осуществимой с коммерческой точки зрения из-за непомерно высокой стоимости использования платины в больших масштабах.

Задача разработки экономичной лампы накаливания

На протяжении всей истории лампы накаливания существовало множество версий между первоначальным изобретением и тем, что мы видим сегодня. Уоррен де ла Рю повлиял на многих других изобретателей и ученых, чтобы они стремились создать более практичную версию своей лампы накаливания с платиновой нитью. На протяжении 1800-х годов Уильям Роберт Гроув, В.Е. Стэйт, Джон Дапер, Фредерик де Молейнс, Эдвард Г. Шеперд, Джон Т. Уэй, К. де Шаньи и Генрих Гёбель пытались разработать практическую лампочку.

Им нужно было решить одну задачу — создать экономичную нить, которая оставалась бы стабильной даже при высоких температурах и прослужила бы достаточно долго, чтобы быть коммерчески жизнеспособной. Во время процесса они экспериментировали со многими различными металлами с высокой температурой плавления, помещая их в частично или полностью вакуумированные камеры и трубки, заполненные инертными газами, не реагирующими с металлом.

В 1850 году Эдвард Шепард изобрел дуговую лампу накаливания с угольной нитью. В том же году Джозеф Уилсон Свон начал свою работу над лампами накаливания с использованием нитей из карбонизированной бумаги. В 1854 году Генрих Гёбель изготовил лампочку из карбонизированной бамбуковой нити. Но все эти лампочки не прослужили достаточно долго, пока в 1878 году Джозеф Уилсон Свон не использовал нить из углеродного волокна, сделанную из хлопка, внутри своей лампочки, которая проработала 13,5 часов. Лебедь считается первым, кто изготовил практичную и долговечную лампочку.

Лампочка Томаса Алвы Эдисона

Томас Алва Эдисон улучшил усилия Джозефа Уилсона Свона в 1879 году, изобретя лампочку, которая работала сорок часов. Он использовал углеродную нить и поместил ее в бескислородную стеклянную колбу. Он продолжал работать над своей моделью, чтобы улучшить дизайн, и в 1880 году изготовил нить из бамбука, которая могла работать до 1200 часов. Эдисон использовал эту конструкцию для лампочки в течение следующих 10 лет. Однако он продолжал работать над другими улучшениями в конструкции лампочки. Например, он разработал вакуумный насос, который мог удалить весь воздух из стеклянной колбы. Он также разработал винт Эдисона, который теперь стал общепринятым стандартом для крепления патронов к лампочкам.

Наследие лампочки Эдисона

Ученые и изобретатели поняли еще в 1800-х годах, что эффективность лампочки зависит от создания среды, в которой нить накаливания может нагреваться до высоких температур, не распадаясь и не приводя к потере тепла . У углерода очень высокая температура плавления 6 510 ^o F, но он испаряется при высоких температурах. Это сократило срок службы лампочек с углеродными нитями. Изобретатели пытались увеличить срок службы лампочек, нагревая нить накала только при низких температурах. Но это уменьшило накал лампочки. Таким образом, началась охота за нитями накала, которые можно было бы нагревать, чтобы производить яркое свечение, и при этом длиться долго.

В 1898 г. Карл Ауэр использовал осмий с температурой плавления 4,890 ^o F, а в 1903 г. Siemens использовал тантал с температурой плавления 5,425 ^o F в качестве металлов для нити. Эти металлы можно нагревать до высоких температур без испарения. Используя эти металлы, лампочки излучали более яркое свечение и также прослужили приличное количество времени.

Эпоха вольфрамовых лампочек

Разработка современной лампы накаливания с вольфрамовой нитью может быть связана с исследовательской работой, проведенной General Electric Company и Уильямом Дэвидом Кулиджем. В 1903, General Electric Company использовала гибкую вольфрамовую нить. Вольфрам имеет температуру плавления 6 170 ^o F и низкую скорость испарения при высоких температурах. Он нагревается до белых горячих температур и обеспечивает яркое свечение.

В 1910 году Кулидж разработал способ изготовления вольфрамовых нитей с меньшими затратами и, таким образом, сделал лампочки доступными. Ирвинг Ленгмюр отвечает за усовершенствование лампы накаливания с вольфрамовой нитью. В 1913 году Ленгмюр ввел азот, инертный газ, внутрь лампочки, чтобы повысить эффективность последней. Введение инертных газов уменьшило испарение металла нити и повысило стабильность нити.

Как газообразный галоген делает лампы накаливания более эффективными

Галогенная лампа — это особый тип лампы накаливания, внутри которой используется газообразный галоген (хлор). В 1882 году первая галогенная лампа получает патент США. Однако General Electric запатентовала первую галогенную лампу, в которой использовался йод, в 1959 году. Когда вольфрам испаряется, он вступает в реакцию с газообразным галогеном с образованием галогенида. Галогенид не образует темного налета на внутренней поверхности колбы и, таким образом, уменьшает почернение прибора. С другой стороны, галогенид при высоких температурах распадается на вольфрам и галоген. Вольфрам возвращается к нити накала, а галоген заполняет внутреннюю часть колбы. Этот уникальный вольфрамово-галогенный цикл обеспечивает большую стабильность и долговечность ламп накаливания.

Эпоха энергоэффективных лампочек

Лампа накаливания ни в коем случае не была энергоэффективным устройством. Он мог преобразовывать в свет только 10 процентов поступающей к нему энергии. Поэтому в поисках энергоэффективности ученые начинают экспериментировать с газоразрядной лампой. Это технология 19 ^-го -го века, изобретенная Генрихом Гейсслером и Юлиусом Плюкером, в которой электрический ток проводится через полностью вакуумированную стеклянную трубку. Разрядные лампы были предшественниками неоновых ламп, натриевых ламп низкого давления и люминесцентных ламп.

Эксперименты с флуоресцентными лампами продолжались в течение первой половины 1900-х годов, начиная с изобретения Питера Купера Хьюитта. Он провел электрический ток через пары ртути и использовал балласт для управления потоком тока. Его продукт был более энергоэффективным, чем лампы накаливания.

Светодиоды: будущее лампочек и конец истории ламп накаливания?

Ник Холоньяк-младший изобрел первый светодиод (светоизлучающий диод) в 1962 во время его работы в General Electric. Светодиодная технология использует полупроводник для преобразования электричества в свет. Исследования и разработки в области светодиодных светильников продолжаются и сегодня. Светодиодные лампы являются наиболее энергоэффективными осветительными приборами на данный момент (но имеют более высокую стоимость наклеек, чем обычные лампы накаливания). Они широко используются в коммерческих и производственных сферах, чтобы минимизировать эксплуатационные расходы.

Магазин энергоэффективных заменителей ламп накаливания

Кто изобрел лампочку? | Живая наука

Лаборатория Менло-Парка Томаса Эдисона, изобретшего лампочку, показана здесь после ее перемещения в музей Генри Форда в Гринфилд-Виллидж, Дирборн, Мичиган. Стрелка на вакуумном насосе (в центре) отмечает место, где Эдисон воссоздал зажигание лампы накаливания 21 октября 1929 года.
(Изображение предоставлено: Hulton Archive/Getty Images)

Хотя Томаса Эдисона обычно считают изобретателем лампочки, знаменитый американский изобретатель был не единственным, кто внес свой вклад в развитие этой революционной технологии.

Алессандро Вольта, Хамфри Дэви и Джозеф Свон сыграли решающую роль в разработке этой технологии.

Ранние исследования и разработки

История лампочки начинается задолго до того, как Эдисон запатентовал первую коммерчески успешную лампочку в 1879 году. В 1800 году итальянский изобретатель Алессандро Вольта разработал первый практический метод получения электричества вольтова столб. Изготовлен из чередующихся дисков из цинка и меди — с вкраплениями слоев картона, пропитанных соленой водой — свая проводила электричество, когда к обоим концам был подключен медный провод. Светящийся медный провод Вольта официально считается предшественником батареи, но также является одним из самых ранних проявлений ламп накаливания.

По словам Гарольда Х. Шоберта (« Энергия и общество: введение (открывается в новой вкладке)», CRC Press, 2014), Вольтов столб «позволил ученым экспериментировать с электрическими токами в контролируемых условиях» и способствовал эксперименты с электричеством (откроется в новой вкладке). Вскоре после того, как Вольта представил свое открытие непрерывного источника электричества Королевскому обществу в Лондоне, Дэви изготовил первую в мире электрическую лампу, соединив гальванические батареи с угольными электродами.

Изобретение Дэви 1802 года было известно как электрическая дуговая лампа, названная в честь яркой дуги света, испускаемой между ее двумя углеродными стержнями, согласно «Жизни сэра Хамфри Дэви » (HardPress Publishing, 2016)

Гравюра Хамфри, работающего над экспериментом со щелочами (Изображение предоставлено Getty / Apic) очень практичный источник света. Эта элементарная лампа быстро перегорала и была слишком яркой для использования дома или на работе. Однако в лекции 2012 года для Proceedings of the American Philosophical Society Джон Меуриг Томас написал, что другие эксперименты Дэви с освещением привели как к созданию аварийной лампы шахтеров, так и к уличному освещению в Париже «и многих других европейских странах». города». Принципы, лежащие в основе дугового освещения Дэви, использовались на протяжении 1800-х годов при разработке многих других электрических ламп и лампочек.

В 1840 году британский ученый Уоррен де ла Рю разработал эффективную лампочку, в которой вместо меди использовалась скрученная платиновая нить накала, но высокая стоимость платины помешала лампочке стать коммерчески успешной, согласно Интересной инженерии (opens in new tab ). По данным Инженерно-технологического института, в 1848 году англичанин Уильям Стэйт увеличил срок службы обычных дуговых ламп, разработав часовой механизм, который регулировал движение быстро разрушающихся углеродных стержней ламп. Но стоимость батарей, используемых для питания ламп Стейта, также ограничивала их практическое применение.

Джозеф Свон против Томаса Эдисона

В 1850 году английский химик Джозеф Свон начал попытки сделать электрическое освещение более экономичным, и к 1860 году он разработал лампочку, в которой вместо платиновых нитей использовались карбонизированные бумажные нити. BBC (откроется в новой вкладке). Свон получил патент в Великобритании в 1878 году, а в феврале 1879 года он продемонстрировал работающую лампу на лекции в Ньюкасле, Англия, согласно Смитсоновский институт (открывается в новой вкладке).

Как и в предыдущих версиях лампочки, нити Свона были помещены в вакуумную трубку, чтобы свести к минимуму воздействие кислорода и продлить срок их службы. К несчастью для Суона, вакуумные насосы тогда были не очень эффективны, и прототип не работал достаточно хорошо для повседневного использования.

Эдисон понял, что проблема с конструкцией Свона заключалась в нити накала. Тонкая нить накала с высоким электрическим сопротивлением сделает лампу практичной, поскольку для ее свечения потребуется лишь небольшой ток. Он продемонстрировал свою лампочку с платиновой нитью в стеклянной вакуумной колбе в декабре 1879 года.в Менло-Парке, штат Нью-Джерси, по данным Института Франклина . Свон внедрил усовершенствование в свои лампочки и основал компанию по производству электрического освещения в Англии.

Эдисон подал в суд за нарушение патентных прав, но патент Свона был серьезным требованием, по крайней мере, в Великобритании, согласно CIO . Два изобретателя в конце концов объединили свои усилия и сформировали компанию Edison-Swan United, которая стала одним из крупнейших в мире производителей лампочек.0091 Группа Музея науки (откроется в новой вкладке).

Иллюстрация, показывающая Томаса Эдисона с лампочкой (Изображение предоставлено Getty: Ivan-96)

(открывается в новой вкладке)

Первая практическая лампочка накаливания

В чем Эдисон превзошел своих конкурентов, так это в разработке практичной и недорогой лампочки. в ДОУ. Эдисон и его группа исследователей протестировали более 3000 конструкций лампочек в период с 1878 по 1880 год.0091 Национальный архив. В патенте перечислены несколько материалов, которые могут быть использованы для нити, включая хлопок, лен и дерево. Эдисон потратил следующий год на поиск идеальной нити накала для своей новой лампы, протестировав более 6000 растений, чтобы определить, какой материал будет гореть дольше всего.

Через несколько месяцев после получения патента 1879 года Эдисон и его команда обнаружили, что карбонизированная бамбуковая нить может гореть более 1200 часов, согласно данным 9009.1 Музей Эдисона (откроется в новой вкладке). Бамбук использовался для изготовления нитей накаливания в лампах Эдисона, пока в 1880-х — начале 1900-х годов его не начали заменять более долговечными материалами.

Связанный: Какая лампочка горит дольше всех?

В 1882 году Льюис Ховард Латимер, один из исследователей Эдисона, запатентовал более эффективный способ производства углеродных нитей, по данным Университета Рутгерса . А в 1903 году Уиллис Р. Уитни изобрел способ обработки этих нитей, который позволил им ярко гореть, не потемняя внутреннюю часть стеклянных колб, согласно Смитсоновскому институту .

Лампа Эдисона в ретро-стиле (Изображение предоставлено Getty: Александром Зубковым)

Уильям Дэвид Кулидж, американский физик из General Electric, усовершенствовал метод компании по производству вольфрамовых нитей в 1910 году. Вольфрам, который имеет самую высокую температуру плавления среди всех химический элемент, был известен Эдисону как превосходный материал для нитей накаливания лампочек, но в конце 19 века не было оборудования, необходимого для производства сверхтонкой вольфрамовой проволоки.

Вольфрам до сих пор является основным материалом, используемым в нитях накала ламп накаливания.

Рэйчел Росс и Каллум МакКелви участвовали в написании этой статьи. Эта статья была обновлена ​​2 ноября 2022 г.

Дополнительные ресурсы

Узнайте больше об изобретении Франклина в Институте Франклина .