primityvūs žmonės, kaip ir gyvūnai, bijojo ugnies. Tačiau evoliucijos procesas lėmė, kad jie suprato: prie laužo gera pasišildyti ir ant jos kepta mėsa skanesnė. Laužo ugnis suteikia šviesą, kuri gaunama deginant kurą (malką).
Pamažu žmonės išrado mobilią ugnį – fakelą. Mes Rusijoje pradėjome naudoti fakelą. Taip pat nuo šalčio šildydavosi deglu. Pasirodo, pirmoji anglies lemputė yra fakelas.
Pažanga tęsėsi, o žibintai buvo pakeisti alyvinėmis lempomis. Šiuose išradimuose ugnis buvo sukurta deginant aliejų. Aliejui išgabenti į išorę buvo įkištas dagtis, kuris buvo padegtas iš viršaus. Egiptiečiai apšvietimui naudojo molinius indus, pripildytus alyvuogių aliejaus. Kaspijos jūros gyventojai šiems tikslams naudojo naftą. Rusijoje IX-X amžiuje Kijevo ir Novgorodo miestuose iš molio buvo gaminami dubenys, į kuriuos pilamas augalinės ar gyvulinės kilmės aliejus ir dedama dagtis. Tuo pačiu metu buvo išrasta vaško žvakė.
Toliau buvo tobulinamos žvakės ir vaško lemputės. Žvakėms montuoti buvo išrasti įvairūs gaminiai: žvakidės, sietynai.
XVIII amžiaus pabaigoje buvo išrastos vandenilinės lempos su elektriniu uždegimu. Bet jie sprogo ir greitai dingo užmarštyje.
Devynioliktojo amžiaus pradžioje, kai išmoko atskirti žibalą nuo aliejaus, buvo išrastos žibalinės lempos. Mokslininkas I. Lukaševičius šiam gaminiui išrado suapvalintą dagtį. Kartu jie išmoko gaminti parafinines žvakes.
1885 m. Auer von Welsbach apšvietimui pradėjo naudoti kaitrinę tinklelį. Tai buvo medžiaginis maišelis, suvilgytas organinėmis druskomis. Audinys sudegė, o ten buvo dagtis, kuri skleidė ryškią liepsną. Šie gaminiai buvo vadinami auer dangteliais.
Elektros generatorių srovei generuoti XVIII amžiaus pradžioje išrado M. Faradėjus. Vėliau jis buvo patobulintas.
Pačią elektros lemputę Rusijoje išrado keli mokslininkai: P.N. Jabločkovas, A.N. Ladyginas ir T. Edisonas. Mūsų šalyje Elektrinė šviesa pradėjo plačiai naudoti po Spalio revoliucija. Leninas numatė, kad ji įeis į visus namus.
Šiuo metu nebeįsivaizduojame savo gyvenimo be elektros. Tačiau, nors dingus elektrai, vis tiek naudojame žvakes ir žibalines lempas.
Jau yra fluorescencinės ir halogeninės lempos, LED lemputės. Šviesos evoliucija tęsiasi ir tęsiasi. Tebevyksta organinių LED lempų tyrimai. Juose yra organinių cheminių medžiagų, kurios įjungtos švyti įvairiomis spalvomis: žalia, raudona.
Keletas įdomių rašinių
- Lyginamoji Puškino ir Lermontovo Pranašo eilėraščių analizė
Rusų literatūroje buvo egzistencijos, didžiausi plunksnos ir linijos meistrai. Tarp jų, be abejo, yra A.S. Puškinas ir M. Yu. Lermontovas. Šie poetai ne tik gyveno, nors ir trumpą, bet vertą gyvenimą
- Kompozicijos aprašymas ant Čaikovo skulptūros - Futbolininkai
Žiūriu į šią skulptūrą... ir tiesiog netikiu savo akimis. Taip puiku! Ji atrodo kaip sūkurinė vonia.
Nuo pirmosios anglies kaitrinės lempos išradimo praėjo apie 180 metų. To meto apšvietimo pasaulio revoliucija jau seniai užmiršta ir mažai kas susimąsto, kaip viskas prasidėjo. Bėgant laikui technologijos keitėsi: lempa su anglies siūlu buvo pakeista kaitinamąja lempa su platinos siūlu, tada lempa su apanglėjusiu bambuko siūlu evakuuotame inde ir labai daug kitų lempos modifikacijų. Kad ir kokios medžiagos būtų bandytos sukurti efektyvesnę kaitinamąją lempą, tačiau tai nedavė reikšmingų rezultatų. Šiuolaikinėse kaitrinėse lempose naudojamas volframo siūlas, tačiau net ir ši reta medžiaga leidžia pasiekti, kad tik 5% energijos būtų paverčiama šviesa. Pasaulinė revoliucija įvyko tik energiją taupančių ir LED lempų eroje. Remiantis visiškai kitokiu liuminescencijos principu, šios lempos leido žmonijai kartais pagerinti apšvietimo kokybę ir sumažinti jo išlaidas.
Pabandykime atsekti visą šviesos šaltinių istoriją ir mūsų laikais egzistuojančių lempų tipus.
Šiandien visas lempas galima suskirstyti į tris pagrindines grupes: kaitrines, dujų išlydžio ir LED. „Senosios mokyklos“ žmonės kategoriškai atmeta paskutinius du tipus, o tai veltui. Bet eikime eilės tvarka.
Kaitinamosios lempos
Kaitrinė lempa yra elektros šaltinisšviesa, kurios šviečiantis kūnas yra laidininkas, įkaitintas tekant elektros srovei iki aukštos temperatūros. Visas kaitrines lempas galima suskirstyti į penkis tipus:
Kaitinamųjų lempų pranašumai yra jų maža kaina, mažas dydis, momentinis įjungimas, toksiškų komponentų nebuvimas ir veikimas žemoje aplinkos temperatūroje. Tačiau jų trūkumai nepalyginami su šiuolaikiniais šviesos šaltinių reikalavimais. Tai apima: žemą efektyvumą (efektyvumas ne daugiau kaip 5%), trumpą tarnavimo laiką, ryškią šviesos srauto ir eksploatavimo trukmės priklausomybę nuo įtampos, spalvos temperatūrą nuo 2300 iki 2900 K, didelį gaisro pavojų.
Kaitinamosios lempos pamažu tampa praeitimi, tačiau pagerbkime istoriją, kuri nutiesė kelią nuo ištakų iki šiuolaikinių apšvietimo šaltinių:
1838-1854 m- pirmosios lempos, maitinamos elektros srove. Išradėjai: belgas Jobaras, anglas Delarue, vokietis Heinrichas Goebelis.
1874 metų liepos 11 d Rusijos inžinierius Aleksandras Nikolajevičius Lodyginas gavo kaitinamosios lempos patentą. Kaip siūlą jis panaudojo anglies strypą, įdėtą į evakuotą indą.
1876 metais Rusijos išradėjas ir verslininkas Pavelas Nikolajevičius Yablochkovas sukūrė elektrinę žvakę ir gavo jai Prancūzijos patentą. Jabločkovo žvakė pasirodė paprastesnė, patogesnė ir pigesnė nei Lodygino anglies lempa. Yablochkovo išradimas taip pat gali būti priskiriamas išlydžio lempoms.
1879 metais Amerikiečių išradėjas Thomas Edisonas užpatentavo platinos kaitrinę lempą. 1880 m. jis grįžo prie anglies pluošto ir sukūrė lempą, kurios tarnavimo laikas yra 40 valandų. Tuo pačiu metu Edisonas išrado kasetę, pagrindą ir jungiklį. Nepaisant tokio trumpo tarnavimo laiko, jo lempos pakeičia iki tol naudotą dujinį apšvietimą.
1904 metais Vengrai daktarai Sandoras Justas ir Franjo Hanamanas gavo patentą dėl volframo gijų naudojimo lempose. Vengrijoje buvo pagamintos pirmosios tokios lempos, kurios į rinką pateko per Vengrijos įmonę Tungsram 1905 m.
1906 metais Lodyginas parduoda volframo gijos patentą bendrovei „General Electric“. Dėl didelės volframo kainos patentas taikomas tik ribotai.
1910 metais William David Coolidge išrado patobulintą volframo gijų gamybos metodą. Vėliau volframo siūlas išstumia visų kitų tipų siūlus.
Likusią problemą, susijusią su greitu kaitinimo siūlelio išgaravimu vakuume, išsprendė amerikiečių mokslininkas Irvingas Langmuiras, kuris nuo 1909 m. dirbdamas „General Electric“ sugalvojo lempų lemputes užpildyti inertinėmis dujomis, kurios žymiai padidino. lempos tarnavimo laikas.
Išlydžio lempos
Eksperimentai, skirti sukurti švytėjimą vamzdeliuose, užpildytuose dujomis, prasidėjo 1856 m. švytėjimas didžiąja dalimi buvo nematomame spektro diapazone. Tik 1926 m. Edmundas Germeris pasiūlė padidinti darbinį slėgį kolboje ir padengti kolbas fluorescenciniais milteliais, kurie paverčia sužadintos plazmos skleidžiamą ultravioletinę šviesą į vienodą baltą šviesą. Dėl to era išlydžio lempos.
Šiuo metu E. Germeris yra pripažintas liuminescencinės lempos išradėju. Vėliau „General Electric“ nusipirko Germerio patentą ir iki 1938 m. pradėjo plačiai naudoti fluorescencines lempas.
1927-1933 m- Vengrų fizikas Denisas Gaboras, dirbdamas Siemens & Halske AG (šiandien Siemens), sukūrė gyvsidabrio lempą aukštas spaudimas, kuris dabar plačiai naudojamas gatvių apšvietime.
Rimtą indėlį į fluorescencinių miltelių, vėliau vadinamų fosforu, tobulinimą praėjusio amžiaus 30-aisiais padarė sovietų fizikas Sergejus Ivanovičius Vavilovas.
1961 m- Pirmųjų aukšto slėgio natrio lempų sukūrimas. Praėjusio amžiaus 70-ųjų pabaigoje „General Electric“ pirmoji pradėjo prekiauti natrio lempomis, o kiek vėliau – metalo halogenidinėmis lempomis.
80-ųjų pradžia Pasirodė pirmosios kompaktinės fluorescencinės lempos (CFL).
1985 metais OSRAM pirmoji pristatė lempą su integruotu elektroniniu valdymo įtaisu.
Visa dujų išlydžio lempų įvairovė gali būti pavaizduota pagal šią schemą:
Bene populiariausios iš šios grupės yra kompaktinės liuminescencinės lempos. Jie leidžia sutaupyti energijos iki 5 kartų, palyginti su kaitrinėmis lempomis, o jų tarnavimo laikas yra apie 8 metus. Šios lempos korpusas šiek tiek įkaista, todėl jas galima naudoti visur. Be to, fluorescencinės lempos gali turėti skirtingą spalvų temperatūrą ir įvairių variantų išvaizda.
Tačiau, deja, CFL turi keletą trūkumų, įskaitant:
- Ženkliai sutrumpėja tarnavimo laikas dirbant tinkluose su įtampos kritimais, taip pat dažnai įjungiant ir išjungiant.
- Tokios lempos spektras yra linija. Tai lemia ne tik neteisingą spalvų atkūrimą, bet ir padidėjusį akių nuovargį.
- Kompaktinėse liuminescencinėse lempose yra 3-5 mg gyvsidabrio.
- Naudojant apšviestus jungiklius, periodiškai, kartą per kelias sekundes, trumpai užsidega lempos (aukštos kokybės lempose, nematomos akiai), todėl lempa greitai sugenda.
- Įprastos kompaktinės fluorescencinės lempos nėra suderinamos su reguliatoriais. Pritemdomų lempų kaina yra apie 2 kartus didesnė.
Dėl šių priežasčių naujų technologijų šviesos šaltinių gamyboje klausimas liko atviras. Plačiai žengė į šviesą LED lempa.
LED lempa
LED šviesos šaltiniai yra pagrįsti puslaidininkių (diodų) švytėjimo efektu, kai per juos teka elektros srovė. Mažas dydis, ekonomiškumas ir ilgaamžiškumas leidžia gaminti bet kokius šviesos diodų pagrindu pagamintus apšvietimo įrenginius. Šiandien šviesos diodai užima didelę šviesos šaltinių rinkos dalį ir yra naudojami visur.
Pirmąją ataskaitą apie kietojo kūno diodo spinduliuojamą šviesą 1907 m. pateikė britų eksperimentatorius Henry Round iš Marconi Company. Pastebėtina, kad ši įmonė vėliau tapo „General Electric“ dalimi ir egzistuoja iki šiol.
1923 metais Olegas Vladimirovičius Losevas Nižnij Novgorodo radijo laboratorijoje parodė, kad diodo švytėjimas atsiranda šalia p-n sankryžos. Du autorių teisių sertifikatai, kuriuos jis gavo už „Šviesos estafetę“ (pirmasis buvo paskelbtas 1927 m. vasario mėn.), Rusijai formaliai suteikė pirmenybę šviesos diodų srityje, kuri buvo prarasta septintajame dešimtmetyje. JAV naudai po to, kai buvo išradę šiuolaikiniai šviesos diodai, tinkami naudoti praktiškai.
1961 metais Robertas Byardas ir Gary Pittmanas iš Texas Instruments atrado ir užpatentavo infraraudonųjų spindulių LED technologiją.
1962 metais Nickas Holonyak iš General Electric sukūrė pirmąjį pasaulyje praktinį šviesos diodą, veikiantį šviesos (raudonos) diapazone.
1972 metais George'as Crafordas (Niko Holonyako mokinys) išrado pirmąjį pasaulyje geltoną šviesos diodą ir 10 kartų pagerino raudonų ir raudonai oranžinių šviesos diodų ryškumą.
1976 metais T. Peirsolis sukūrė pirmąjį pasaulyje didelio efektyvumo, didelio ryškumo LED, skirtą telekomunikacijų reikmėms, išradęs puslaidininkines medžiagas, specialiai pritaikytas perdavimui per optines skaidulas.
Šviesos diodai išliko itin brangūs iki 1968 m. (apie 200 USD už vienetą). „Monsanto“ buvo pirmoji įmonė, masiškai pagaminusi šviesos diodus, veikiančius matomos šviesos diapazone ir pritaikytus indikatoriams.
„Hewlett-Packard“ pavyko panaudoti šviesos diodus savo ankstyvuosiuose kišeniniuose skaičiuotuvuose.
LED lempų pranašumai yra šie:
Pagrindiniai šviesos diodų trūkumai pirmiausia yra susiję su jų didele kaina. Taigi, pavyzdžiui, ypač ryškių šviesos diodų sąnaudų ir liumenų santykis yra 50–100 kartų didesnis nei įprastų kaitrinių lempų. Be to, yra dar du punktai:
- Šviesos diodui reikalinga pastovi vardinė darbinė srovė. Dėl šios priežasties atsiranda papildomų elektroninių komponentų, kurie padidina visos apšvietimo sistemos kainą.
- Santykinai žema temperatūros riba: didelio galingumo šviesos diodams aušinimui reikalingas išorinis radiatorius, nes jų struktūriškai nepalankus dydžio ir šilumos perdavimo santykis (jie yra per maži) ir negali išsklaidyti tiek šilumos, kiek sukuria (nepaisant netgi didesnio efektyvumo nei kitų tipų lempos). lempos).
Iki šiol ekspertai sutaria, kad šviesos diodai yra artimiausia apšvietimo ateitis. Efektyvesnės ir praktiškesnės technologijos šiuo metu nėra.
Atsižvelgiant į augantį žmonijos poreikį dirbtiniam apšvietimui, galima daryti prielaidą, kad atsiras naujų, efektyvesnių technologijų. Tačiau jie ateis jau pakeisti šviesos diodų, o tai ateinančiais metais taps tokia pat įprasta, kaip ir kaitinamosios lempos.
Šviesa yra pagrindinė žmogaus egzistencijos kategorija. Neatsitiktinai biblinė pasaulio sukūrimo istorija prasideda nuo šviesos sukūrimo. Priešingai tamsai, šviesa yra giliai simbolinė, etiška. Tuo pačiu metu tiek natūrali, tiek dirbtinė šviesa yra fizinio pasaulio reiškinys ir, žinoma, paklūsta griežtai fizikinių ir cheminių dėsnių logikai, todėl apšvietimo prietaisų kūrimas ėjo koja kojon su šios logikos suvokimu.
Dirbtinės šviesos istorija siekia apie 12 000 metų, o atgalinis skaičiavimas prasideda maždaug nuo 10 000 m. pr. Kr., kai dervos fakelai ir fakelai tapo gana įprasti žmonių gyvenime. Prireikė dar 9000 metų, kol buvo sukurtos aliejinės lempos ir pirmosios žvakės, kurios apšvietė senovės Graikijos ir Romos skliautus. Tuo pačiu metu, beje, pasirodė ir pirmieji apšvietimo įrangos gamintojai – prasidėjo masinė molinių lempų su alyva gamyba.
Apšvietimo prietaisų istorija žinojo ir spartaus vystymosi, ir tamsius, kaip dabar sakytų, sustingimo laikus. Be to, praktiniai apšvietimo inžinerijos tobulinimai ir eksperimentai reikalavo suprasti šviesą apskritai ir ypač regėjimą. Pirmuoju šios srities mokslininku galima laikyti Empedoklį Agrigentą (492–432 m. pr. Kr.), prieš 2500 metų paskelbusį savo naivią „iškvėpimo teoriją“. Empedoklio estafetę, kiekvienas savo laiku, perėmė Aristotelis, Euklidas, Klaudijus Ptolemėjus ir m. modernūs laikai Rogeris Baconas, Salvino Armati ir Johannesas Kepleris. Izaokas Niutonas, M.V. Lomonosovas, Tomas Jungas ir kiti žymūs XVII–XIX a.
Dabar pasaulyje bendras spinduliuotės šaltinių tipų skaičius siekia apie 2000. Nuolatiniai bandymai juos tobulinti visada buvo siejami, pirma, su padidintu saugumu, kitaip tariant, su principų, kurie leistų atsisakyti naudojimo, paieška. atviros ugnies. Kita vertus, šviesos niekada nėra ir nebuvo daug, todėl apšvietimo prietaisų evoliucija nuolat ėjo jų šviesos srauto didinimo kryptimi.
1780 metais pasirodė pirmosios elektra uždegamos vandenilio lempos. Praėjus ketvirčiui amžiaus, mokslininkams pavyko pasiekti iš platinos ar aukso pagamintos kaitrinės vielos švytėjimą. Tada mūsų tautietis V.V. Petrovas sukūrė lanką, švytintį tarp dviejų anglies strypų.
1811 metais pasaulyje pasirodė pirmosios dujinės lempos, o po trisdešimties metų vokiečių fizikas Grovas kaitinimo siūlui pradėjo naudoti elektros srovę. Prasidėjo elektros era, o žodžiai „šviesa“ ir „ugnis“ pradėjo reikšti toli gražu ne tą patį. 1845 m. Londone Kingas gavo patentą „Kaitrinių metalų ir anglies laidininkų naudojimas apšvietimui“. Toje pačioje vietoje Anglijoje 1860 metais atsirado gyvsidabrio išleidimo vamzdeliai.
1872 m. gimė pirmoji kaitrinė lempa, kuri apibendrino tūkstančius metų trukusius tyrimus ir pakeitė apšvietimo technologiją. Tai atsitiko Rusijos žemėje, ir pirmasis, kuris spėjo išsiurbti orą iš stiklinės kolbos įdėdamas ten anglies strypą, kuris buvo šildomas veikiant srovei, buvo puikus rusas. mokslininkas Aleksandras Nikolajevičius Lodyginas. 1873 metų gegužės 20 dieną Sankt Peterburgo Odesos gatvėje su jo naujos konstrukcijos lempomis sužibo aštuoni žibintai.
Deja, Rusijoje jie visada mokėjo kurti, bet retai mokėjo patentuoti: Lodygino laurus nuskynė Thomas Alva Edison, kuris po septynerių metų įsigijo atitinkamą patentą. Iki Edisono miesto gatvės jau buvo apšviestos lankinėmis lempomis, o namuose buvo naudojami dujų purkštukai. Edisonas tiesiog prijungė Lodygino lemputę, elektros generatorių, lizdą ir kištuką į vieną grandinę!
Kiti 70–80 metų praėjo kaitinamųjų lempų tobulinimo, ypač anglies strypo pakeitimo volframo ritė, ženklu. Taip pat buvo tęsiamas eksperimentinis tokių šviesos šaltinių kaip gyvsidabrio, halogeninės, natrio ir ksenono lempos kūrimas. Visi šie eksperimentai buvo susiję su kaitinamųjų lempų trūkumais. Būdami geriausi savo laiku, jie vis dėlto turėjo daug akivaizdžių trūkumų ir, svarbiausia, mažą šviesos srautą. Visų pirma, pirmosios kaitinamosios lempos turėjo tik 1,5 liumeno šviesos srautą.
Dabar jis padidintas 10 kartų ir yra 10-15 lm/W. Praėjusio šimtmečio viduryje tapo aišku, kad veiksmingiausias kaitinamųjų lempų pakaitalas yra liuminescencinės lempos, kurių kūrimas ir gamyba siejama su puikaus Rusijos mokslininko S.I. Vavilovas. Būtent jam vadovaujant buvo sukurtas fosforas, kuris ultravioletinę spinduliuotę paverčia matoma. 1951 m. Sergejus Vavilovas kartu su daugeliu kitų mokslininkų buvo apdovanotas SSRS valstybine premija už liuminescencinių lempų kūrimą.
Visos liuminescencinės lempos savo darbe naudoja antrinės spinduliuotės principą. Elektra sukelia gyvsidabrio garų iškrovą stiklinėje lemputėje. Iškrovos rezultatas yra ultravioletinė spinduliuotė. Kolbos sienelės yra padengtos fosforo sluoksniu, kuris UV spinduliuotę paverčia matoma šviesa. Norėdami paleisti ir apriboti iškrovos srovę, naudojami balastai.
Lempos, parduotos iki devintojo dešimtmečio, neturėjo įmontuoto paleidimo įrenginio ir buvo struktūriškai ilgas stiklinis vamzdis su elektrodais galuose.
Pirmoji kompaktinė fluorescencinė lempa buvo sukurta 1980 m. Kompaktiškų lempų kolbos vis dar yra tas pats vamzdis, tačiau kelis kartus sulankstytas arba susuktas į spiralę, kad būtų sumažintas dydis. Dekoratyviniais tikslais vamzdis gali būti paslėptas baltoje išorinėje lemputėje, kurios forma primena įprastą kaitrinę lempą. Cokolyje įmontuotas miniatiūrinis valdymo blokas. Įdiegus kompaktines liuminescencines lempas su standartine E serijos baze už prieinamą kainą, galima palaipsniui atsisakyti brangių kaitrinių lempų.
Ilgą laiką buvo manoma, kad fluorescencinių lempų naudojimas neigiamai veikia žmogaus regėjimą. Iš tiesų, naudojant droselio balastus, pasireiškė stroboskopinis efektas (mirksėjimas) 50 hercų dažniu. Norėdami jį pašalinti, buvo naudojamos specialios suporuotos grandinės lempoms įjungti priešfazėje. Elektroninių prietaisų atsiradimas leido visiškai atsikratyti efekto.
Neabejotini liuminescencinių lempų pranašumai yra mažas suvartojimas elektros energija ir ilgas tarnavimo laikas. Tradiciškai manoma, kad jos sunaudoja penkis kartus mažiau elektros energijos nei kaitrinės lempos, vienodai apšviesdamos kambarį.
Tiesą sakant, dėl to, kad žmogaus akis skirtingai suvokia skirtingų spalvų spinduliuotę, santykis priklauso nuo lempos spalvinės temperatūros ir jos konstrukcijos. Kaitinamosios lempos skleidžia vadinamąją šiltai baltą šviesą, kurios spalvos temperatūra yra apie 2700 Kelvino laipsnių. Liuminescencinių lempų spalvinė temperatūra gali skirtis, paprastai nuo 2700K iki 5000K. Subjektyviai aukšta temperatūra suvokiama kaip „šaltesnė“ ir ryškesnė šviesa.
Dabar naudojamos fluorescencinės lempos, o visų pirma jų kruopščiai modernizuotas tipas - kompaktinės fluorescencinės lempos. geriausias sprendimas apšvietimo užduotys.
21-ojo amžiaus apšvietimo inžinerija savo viltis sieja su šviesos diodų ir šviesolaidžių naudojimu apšvietimui. Šviesos diodų privalumai yra jų mažas dydis, ilgas tarnavimo laikas ir galinga jėgašviesa esant žemai reikalingai maitinimo įtampai. Kol kas dar anksti kalbėti apie masinį šių šviesos šaltinių įdiegimą, tačiau, be jokios abejonės, tai vienas perspektyviausių apšvietimo technologijų plėtros būdų. Beje, pirmoje eilėje taip pat yra rusų mokslininkų, ypač Nobelio premijos laureato Zhoreso Alferovo, pavardės.
10000 m.pr.Kr. Pirmųjų fakelų pasirodymas
2500 m.pr.Kr Serijinė molinių lempų su alyva gamyba
500 m. pr. Kr Pirmosios žvakės Graikijoje ir senovės Romoje
1780 m. Vandenilio lempų su elektriniu uždegimu kūrimas
1802 m. Eksperimentai, kuriuos atliko V.V. Petrovas su švytėjimo iškrovos švytėjimu
1811 m. Pirmųjų dujų lempų išvaizda
1816 m Pirmųjų stearino žvakių pristatymas
1830 m Parafino žvakių atsiradimas
1840 m Grove'o eksperimentai kaitinant kaitinimo siūlą elektros srove
1844 m Amerikiečiai bando sukurti lempą su anglies siūlu
1845 m Anglų mokslininko Kingo patento gavimas „Kaitrinių metalų ir anglies laidininkų pritaikymas apšvietimui“
1854 m Heinrichas Gobelis sukuria pirmąją anglies kaitinimo lempą Amerikoje ir ja apšviečia savo vitriną 1860 m. Anglijoje pasirodė pirmieji gyvsidabrio išleidimo vamzdžiai
1873 m Sankt Peterburgo Odesos gatvės apšvietimas Lodygino lemputėmis
1874 mĮrenginio P.N. Yablochkov, pirmasis pasaulyje elektrinio prožektorio, skirto geležinkelio bėgiui apšviesti, instaliacija ant garvežio
1880 m Thomas Edisonas gavo anglies kaitinamosios lempos patentą
1901 m Cooperis Hewittas išrado žemo slėgio gyvsidabrio lempą
1905 m Lempos su volframo siūlu naudojimo pradžia
1906 m Aukšto slėgio gyvsidabrio lankinės lempos išradimas
1910 m Halogeno ciklo atradimas
1931 m Pirani sukuria žemo slėgio natrio lempą
1946 m Schultzo ksenono lempos išradimas
1946 m Vystymasis ir išvaizda Rusijoje gyvsidabrio lempa aukštas slėgis su fosforu
1958 m Pirmųjų halogeninių kaitrinių lempų sukūrimas
1961 m Pirmųjų aukšto slėgio natrio lempų sukūrimas
1983 m Kompaktinių liuminescencinių lempų gimimas
Įprasta kaitinamoji lempa – JAV įsigaliojusio draudimo gaminti ir importuoti 40 ir 60 vatų lemputes garbei. Nekrologe buvo cituojamas Edisono proanūkis Davidas, kuris savo prosenelį pavadino „futuristu ir „žaliuoju“ ir pažymėjo, kad jam patiktų pasaulinis perėjimas prie naujų, modernesnių ir aplinkai nekenksmingų šviesos šaltinių.
Nepriklausomai nuo to, ar Thomas Edisonas buvo „žalias“, ar ne, elektros lemputė, kuriai jis suteikė ilgą komercinį, daugiau nei šimtmetį, eksploatavimo laiką, dabar aplinkosaugininkų nemėgsta. Ir atrodo, kad jei mūsų vaikai paskutiniai pamatys „gyvai“ veikiančią kaitrinę lemputę, niekas ypač nenusimins.
Tebūnie šviesa (elektra)
Edisonas patento numeris 223 898– vienas iš daugiau nei tūkstančio jo JAV patentų. Išradėjas ją gavo po to, kai 1879 metais sukūrė nebrangią kaitrinę lemputę, kuri degė 14,5 valandos – geras to meto rodiklis. Iš šio laimėjimo Edisonas padarė tikrą šou. „New York Herald“ rašė, kad šimtai žmonių atėjo stebėti viešo neįprastų lempų pasirodymo, nepaisant prasto oro.
Thomaso Edisono patentas elektros lempai. Vaizdas: Wikimedia Commons
Atrodo, kad 1880 m. visi domėjosi lemputėmis: kai kovo mėnesį inžinierius Aleksandras Siemensas (Siemens AG įkūrėjo Wernerio von Siemenso pusbrolis) viešai pranešė apie apšvietimo naujoves, vietoje įprastų žiūrovų buvo sumontuotos naujoviškos lankinės elektros lempos. dujų lemputė.
Griežtai kalbant, istorija prasideda nuo lankinių lempų elektros apšvietimas. Juose šviečia elektros lankas, atsirandantis tarp dviejų elektrodų. Šios labai ryškios lempos buvo pigesnės nei dujinės ir puikiai tiko lauko ir pramoninis apšvietimas, tačiau jie turėjo ir trūkumų: pavyzdžiui, anglies lanko lempų strypai pamažu išdegė ir turėjo būti reguliariai keičiami. Be to, mažoms patalpoms jie buvo per šviesūs ir netgi pavojingi ugniai.
Rusas Vasilijus Petrovas laikomas elektros lanko atradėju ir pirmąja tokia eksperimentine lempa pradžios XIX amžiuje Britų karališkajai draugijai padovanojo seras Humphry Davy. Tiesą sakant, gana sunku iš karto nustatyti apšvietimo įrenginį tokiame įrenginyje.
Lanko lempa. Nuotrauka: Matty Greene/ US DOE
Tačiau bene garsiausia anglies lanko lempa buvo vadinamoji „Jabločkovo žvakė“, kurią 1875 metais išrado rusų elektros inžinierius ir inžinierius Pavelas Jabločkovas. Šios lankinės „žvakės“ 1878 metais užkariavo Pasaulinę parodą Paryžiuje, o po jos – Londono ir kitų sostinių gatves.
Klausimas, kas laikomas pirmuoju kaitrinės lemputės išradėju, nėra lengvas ir ne tik todėl, kad skirtingos salys mėgsta užsitraukti antklodę ginče dėl pirmenybės. Pavyzdžiui, škotas Jamesas Bowmanas Lindsey 1835 m. parodė visuomenei tik tokią lemputę ir net perskaitė knygą jos šviesoje, bet tada, atrodo, perėjo prie kitų pomėgių ir nieko ypatingo nepadarė, kad užbaigtų išradimą. arba saugok jį.jis teisus.
Rusijos inžinierius Aleksandras Lodyginas gavo Rusijoje ir keliose Europos šalys 1874 m. liepos 11 d. kaitinamosios lempos patentas. Būtent jis, kaip manoma, bent jau Rusijoje, pirmasis sugalvojo iš stiklinės lemputės išpumpuoti orą, kad anglies siūlas lempoje perdegtų lėčiau. Vėliau Lodyginas taip pat eksperimentavo su metalinėmis gijomis, tačiau šie pokyčiai dar nesulaukė komercinės sėkmės.
Tais pačiais 1874 metais Kanados patentą kaitinamajai lempai gavo Henry Woodward ir Matthew Evans. Tačiau pora draugų neturėjo pinigų tęsti savo išradimą ir pardavė patentą Edisonui. Tarp britų Džozefas Swanas laikomas kaitrinės lempos išradėju: Swan savo darbinę lempą, labai panašią į Edisono, pademonstravo 1879 m. vasarį (ir 1880 m. gavo patentą). Net pačiose valstijose Edisonas turėjo konkurentų: 1877 metų vasarą jų patentą pavyko gauti inžinieriams Williamui Sawyeriui ir Albonui Maine'ui, kurie net įkūrė pirmąją šalyje pramoninę elektros lempučių gamybos įmonę.
Thomaso Edisono elektros lemputės kopija. Nuotrauka: NPS
1881 m. Paryžiuje buvo surengta Elektros paroda, kurioje kiekvienas jas gaminęs pristatė savo lemputes – nuo Edisono ir Svano iki brito Hiramo Maksimo (kulkosvaidį išradusio). Matyt, buvo sunku išsirinkti, nes visos lemputės jau buvo gana panašios viena į kitą.
Jo šiuolaikiška išvaizda – dvigubos spyruoklės formos volframo siūlelis, lygi kolba be XIX amžiui būdingų „sutenerių“ viršuje, standartinis pagrindas – lemputė, rasta po 1920-ųjų. Iki to laiko jie sugalvojo ekonomišką būdą pagaminti ploną volframo vielą ir nusprendė, kad geriau iš kolbos išpumpuoti orą priešinga pusė. O Edisonas sukūrė standartinę srieginę jungtį elektros lemputėms dar 1909 m.
Šviečia ir šildo
Jei griežtai ir nuobodžiai priartėsite prie įprastos kaitrinės lempos, tai ne apšvietimo, o šildymo prietaisas: lempa išskiria tik 5% sunaudojamos energijos šviesos pavidalu, likusi dalis patenka į šilumą. O patalpą „šildyti“ lemputėmis, jei tai ne akvariumas su vėžliuku, gana brangu.
Energijos taupymas ant lempučių naudingas ne tik piniginei, bet ir Žemės klimatui, kuris. Štai kodėl didžiausi elektros lempučių gamintojai kartu su ekologiniais aktyvistais ir net šalių vyriausybėmis susivienijo į Global Lighting Challenge – pasaulinę kampaniją, skirtą 10 milijardų lempučių pakeisti LED lemputėmis. Kol kas pakeista „tik“ 187,5 mln., o jei norite, įėjime per aikštelę galite „užregistruoti“ savo sietynus ar šviestuvus.
Be to, kaitinamosios lemputės yra trumpalaikės: dabar jų standartinis tarnavimo laikas yra apie 1000 valandų, palyginti su keliomis dešimtimis tūkstančių valandų konkurentų – fluorescencinių ir LED lempų. Šia tema yra ištisa istorija apie Phoebus kartelį, kuris XX amžiaus trečiajame ir trečiajame dešimtmetyje suvienijo didžiausius pasaulio elektros lempučių gamintojus: manoma, kad būtent ten jie pirmą kartą sugalvojo sąmoningai gaminti savo lemputes. produktai yra trumpalaikiai, kad būtų užtikrinta nuolatinė jų paklausa.
Pasaulinė kampanija prieš kaitinamąsias lemputes prasidėjo jau šiame amžiuje ir per 17 metų apėmė visą Šiaurės Ameriką ir beveik visą Pietų Ameriką, Europą, Kiniją, Indiją, Australiją ir Pietų Afriką. Mūsų šalis savo ryžtu vis dar kiek atsilieka nuo kitų, tačiau juda ta pačia kryptimi. Rusijos ministerija energetikos pramonė 2016 metų vasarą pasiūlė uždrausti šalyje cirkuliuoti 60 ir 75 vatų elektros lemputes (priminsime, 100 vatų lempučių draudimas Rusijoje galioja nuo 2011 m.). Energetikos ministerijos duomenimis, 2014 metais rusai įsigijo apie 168 milijonus šių lempučių – prieš 110 milijonų modernių LED lempų. Prie šios idėjos ministerija žada grįžti šių metų vasario-kovo mėnesiais.
Kol Rusijos energetikos ministerija svarsto, ar laikas sugriežtinti žiedą aplink neefektyvias lempas, JAV elgiasi ryžtingiau. Energetikos ministerija pernai gegužę pasiūlė po 2020 metų pereiti tik prie LED apšvietimo, atsisakant ne tik senų kaitrinių lempų, bet ir liuminescencinių „spiralių“. Pastarieji taip neįtiko paprastų Amerikos vartotojų, kad „General Electric“ net uždaro gamybą valstijose.
Kompaktiškos fluorescencinės lempos. Nuotrauka: Afrikos studija / Photohouse / Shutterstock
Draudimai, žinoma, apeinami visose šalyse: lemputės nuo 100 vatų tarsi burtų keliu virsta 99 vatų, galingiausios iš jų „perklasifikuojamos“ iš apšvietimo prietaisų į šildomuosius, o JAV. , pavyzdžiui, iš pradžių niekas negalvojo uždrausti vadinamųjų pritemdomų trijų pakopų kaitrinių lempučių, ypač populiarių viešbučiuose. Tačiau kaip bus nušviesta šviesi ateitis, dar aišku.
Naujos senos lemputes
2010 m. Tarptautinė energetikos agentūra apskaičiavo, kad visame pasaulyje vis dar parduodama 12,5 mlrd. kaitinamųjų lempučių per metus. Tačiau rinkos galia nenumaldoma: sparčiai pigėjančios alternatyvos, pirmiausia LED, užgesina pasenusius konkurentus. Manoma, kad iki 2020 metų LED lempos galės pasivyti mažmeninę kainą ne tik su fluorescencinėmis, bet ir paskutinėmis tuo metu „gyvomis“ kaitrinėmis lempomis, o tada jų progresui niekas nesutrukdys, džiaugiasi ekspertai.
O gal vis dar ne? Prieš metus MIT darbuotojai paskelbė žurnale Gamtos nanotechnologijos straipsnis apie tai, kaip jiems pavyko padidinti kaitrinės lempos šviesos efektyvumą – kaip gerai šviesos šaltinis sukuria žmogaus akiai matomą šviesą. Tam dalis šilumos, kuri lempos veikimo metu buvo prarasta išorinei aplinkai, buvo nukreipta jai šildyti – fotoninių kristalų pagalba. Teoriškai tokiu būdu galite padidinti lempos šviesos efektyvumą iki precedento neturinčių 40% – nuo dabartinių 2%!
Nuotrauka: O. Ilic, P. Bermel, G. Chen, J. D. Joannopoulos, I. Celanovic ir M. Soljačić / MIT
Kol kas mokslininkų sukurtas prototipas yra „tik“ tris kartus efektyvesnis už įprastas lemputes, kurios, tiesa, jau prilygsta kai kuriems energiją taupantiems konkurentams. Tačiau mokslininkai pabrėžia, kad nebandė pagaminti naują lemputę, o eksperimentavo su technologijomis, o jų darbas dar labai toli nuo praktikos, o juo labiau – nuo parduotuvių lentynų.
Visai šiai pažangai ir net šiek tiek priešingai, Kalifornijos Livermoro miesto gaisrinėje vis dar dega lemputė, kuri pirmą kartą buvo įsukta 1901 m., kai Edisonas dar buvo gyvas. „Šimtmečio lempa“, kaip ji vadinama, kelis kartus pajudėjo per daugiau nei milijoną valandų degimo ir išgyveno visus, kurie ją įsuko, 20 JAV prezidentų ir trys internetinės kameros, sumontuotos, kad visi galėtų stebėti jos būklę (paskutinė kol kas darbai). Galbūt tai vienintelė veikianti kaitrinė lempa, galinti pretenduoti į „Iljičiaus lemputės“ titulą: galų gale, kai ji buvo pagaminta rankomis, Leninui buvo vos 30 metų.
Vargu ar toks rekordas pasikartos namuose: tam, matyt, reikia „sunkios“ lemputės iš inžinieriaus Adolphe'o Shaye įkurtos „Shelby Electric“ kompanijos. Dauguma tokių lempučių tyrinėtojų yra linkę manyti, kad Kalifornijos „šimtmečio lempos“ ilgaamžiškumo paslaptis slypi storesniame anglies siūlelyje. Be to, ši lemputė buvo retai išjungiama, o tai irgi „naudinga sveikatai“: aktyvus įjungimas ir išjungimas sutrumpina kaitrinių lempų tarnavimo laiką.
Galbūt tikrų nekrologų apie kaitinamąją lempą prireiks, kai ši „deganti“ lemputė pagaliau perdegs. Tiesa, neoficialus lemputės atstovas (ir svetainės administratorius) Steve'as Bunnas „Atic“ sakė, kad lemputė, pasak ją saugančių, veiks dar porą šimtmečių. Tik tuo atveju ugniagesiai turi kitą tokio pat amžiaus kaip Shelby lemputę, bet ar ji bus įsukta, jei ką, ar pakeista į LED – „ateities kartų reikalas“.