هزینه نوشتن مقاله شما چقدر است؟

انتخاب نوع کار پایان نامه (کارشناسی/تخصصی) بخشی از پایان نامه فوق دیپلم کار درسی با عمل تئوری درس چکیده انشا تست کنیداهداف کار صدور گواهینامه (VAR/VKR) طرح کسب و کار سوالات آزمون پایان نامه دیپلم MBA (کالج/دانشکده فنی) موارد دیگر کار آزمایشگاهی, RGR راهنمای آنلاین گزارش تمرین جستجوی اطلاعات ارائه پاورپوینت چکیده برای مقطع تحصیلات تکمیلی مواد همراه برای دیپلم مقاله نقشه های آزمون بیشتر »

ممنون، ایمیلی برای شما ارسال شد. ایمیل خود را بررسی کنید.

آیا یک کد تبلیغاتی برای تخفیف 15 درصدی می خواهید؟

پیامک دریافت کنید
با کد تبلیغاتی

با موفقیت!

?در حین گفتگو با مدیر، کد تبلیغاتی را ارائه دهید.
کد تبلیغاتی می تواند یک بار در اولین سفارش شما اعمال شود.
نوع کد تبلیغاتی - " پایان نامه".

تاریخچه توسعه روشنایی الکتریکی

چکیده های مشابه:

انرژی علم قوانین فرآیندهایی است که به طور مستقیم یا غیرمستقیم با تولید، تبدیل، انتقال، توزیع و استفاده مرتبط است. انواع مختلفانرژی تاریخچه کشف الکتریسیته. الکتروفرمینگ، روشنایی و الکتروترمی.

انواع منابع تابش، اصول طبقه بندی آنها. منابع تشعشعی متقارن و نامتقارن، تخلیه گازی، حرارتی، با توزیع انرژی طیفی متفاوت، بر اساس پدیده لومینسانس هستند. ژنراتورهای کوانتومی نوری (لیزر).

برقی شدن اجسام. ساختار اتم. افسانه کشف الکتریسیته. آزمایش های آبرام آیوف و دانشمند آمریکایی رابرت میلیکان. الکترومتر ریچمن قوانین جریان الکتریکی آزمایشات گالوانی باتری الکتریکی و سلول ولتاییک.

هدف عملکردیو انواع نور مصنوعی. انواع لامپ های رشته ای، طراحی آنها، مزایا و معایب اصلی. لامپ های تخلیه گاز: لامپ های سدیم، فلورسنت، جیوه، مناطق سنتی کاربرد و اصل کار آنها.

بیشترین مطالعه را دارد روش های سادهصرفه جویی در انرژی مزایا و اصول عملکرد لامپ های فلورسنت، مشکل دفع آنها. تفاوت بین لامپ های رشته ای و فلورسنت ارزیابی اثربخشی استفاده عملی از این لامپ ها.

وظیفه محاسبه تعیین توان مورد نیاز یک تاسیسات روشنایی الکتریکی برای ایجاد روشنایی مشخص شده در اتاق تولید است. طراحی و محاسبه انواع سیستم های روشنایی مصنوعی. روش شار نور.

طبقه بندی و پارامترهای اساسی منابع نور الکتریکی لامپ های رشته ای. لامپ های فلورسنت فشار پایین و بالا. مدارهای منبع تغذیه برای لامپ های فلورسنت. مقادیر فنی روشنایی اولیه اقدامات احتیاطی ایمنی

نور به عنوان یکی از مهمترین پارامترهامیکرو اقلیم اصول انتخاب مدار منبع تغذیه و ولتاژ تاسیسات روشنایی. ویژگی های بررسی نفوذپذیری لومن لامپ ها. روش‌هایی برای ارزیابی کارایی اقتصادی یک تاسیسات روشنایی

شکل دیگری از خود تخلیه در گازها وجود دارد - به اصطلاح تخلیه درخشان. برای به دست آوردن این نوع تخلیه، استفاده از یک لوله شیشه ای به طول حدود نیم متر، حاوی دو الکترود فلزی راحت است (شکل 1).

s یک عنصر ضروری از هر مدار الکترونیکی، از ساده تا پیچیده ترین است. تصور مدار الکترونیکی که از خازن استفاده نمی کند دشوار است. آنها در طول دو قرن و نیم زندگی خود ظاهر خود را کاملاً تغییر داده اند و امروز به همه چیز پاسخ می دهند ...

اهمیت روشنایی در صنعت، طراحی دستگاه روشنایی. تعیین ارتفاع تخمینی نصب روشنایی، تعداد کل لامپ ها در پست، روشنایی مشروط در نقطه کنترل. محاسبه شار نوری منبع.

منابع گرما و انرژی ماهیت شیمیایی، ناکارآمدی آنها. اختراع شمع مومی و توسعه منابع نور الکتریکی. ایجاد اولین لامپ قوس. انواع لامپ های رشته ای و کاربرد وسیع آنها، ویژگی های ال ای دی.

تاریخچه پیدایش و طراحی لامپ های رشته ای و فلورسنت: اصل کار، دستگاه، نمادهاو انواع تعیین عمر مفید لامپ و دلایل خرابی آن. مقایسه بالاست الکترونیکی و الکترومغناطیسی.

روش محاسبه روشنایی در رابطه با اماکن صنعتی. تعیین ارتفاع تخمینی لامپ بالای سطح کار، تعداد لامپ ها در طول اتاق و روش انتخاب محل آنها، قدرت نصب روشنایی.

حدود 180 سال از اختراع اولین لامپ رشته ای کربنی می گذرد. انقلاب در دنیای روشنایی آن زمان مدتهاست که پشت سر گذاشته شده است و کمتر کسی به این فکر می کند که همه چیز چگونه آغاز شد. با گذشت زمان، فناوری ها تغییر کردند: یک لامپ با یک مارپیچ کربنی با یک لامپ رشته ای با یک مارپیچ پلاتین جایگزین شد، سپس یک لامپ با یک نخ بامبو سوخته در یک ظرف تخلیه شده و بسیاری از تغییرات دیگر لامپ ها. انواع مواد برای ایجاد لامپ رشته ای کارآمدتر تلاش شده است، اما نتایج قابل توجهی به همراه نداشته است. در لامپ های مدرنرشته‌های رشته‌ای از یک مارپیچ تنگستن استفاده می‌کنند، اما این ماده کمیاب این امکان را فراهم می‌کند که تنها ۵ درصد از انرژی به نور تبدیل شود. انقلاب جهانی فقط در دوران صرفه جویی در انرژی و لامپ های LED رخ داد. این لامپ ها بر اساس یک اصل کاملا متفاوت از درخشش، به بشریت اجازه داده اند تا کیفیت روشنایی را به میزان قابل توجهی بهبود بخشند و هزینه ها را کاهش دهند.

بیایید سعی کنیم کل تاریخچه منابع نور و انواع لامپ های موجود در زمان ما را ردیابی کنیم.

امروزه تمام لامپ ها را می توان به سه گروه اصلی تقسیم کرد: رشته ای، تخلیه گازی و LED. افراد "مکتب قدیمی" دو نوع آخر را رد می کنند که بیهوده است. اما به ترتیب برویم.

لامپ های رشته ای

لامپ رشته ای یک منبع نور الکتریکی است که بدنه نورانی آن رسانایی است که توسط جریان الکتریکی تا دمای بالا گرم می شود. تمام لامپ های رشته ای را می توان به پنج نوع تقسیم کرد:

از مزایای لامپ های رشته ای می توان به هزینه کم، اندازه کوچک، روشن شدن آنی، عدم وجود اجزای سمی، کارکرد در دمای پایین اشاره کرد. محیط زیست. اما کاستی های آنها هنوز با نیازهای مدرن برای منابع نور قابل مقایسه نیست. این موارد عبارتند از: راندمان پایین (بازده بیش از 5٪)، عمر مفید کوتاه، وابستگی شدید بازده نور و عمر مفید به ولتاژ، دمای رنگ در محدوده 2300 تا 2900 K، خطر آتش سوزی بالا.

لامپ‌های رشته‌ای به تدریج به گذشته تبدیل می‌شوند، اما بیایید به تاریخی که راه را از مبدأ به منابع روشنایی مدرن هموار کرد، ادای احترام کنیم:

1838-1854- اولین لامپ هایی که با جریان الکتریکی کار می کنند. مخترعان: جوبارد بلژیکی، دلارو انگلیسی، هاینریش گبل آلمانی.

11 ژوئیه 1874در سال ، مهندس روسی الکساندر نیکولاویچ لودیگین حق اختراع یک لامپ رشته ای را دریافت کرد. او از یک میله کربنی که در ظرف تخلیه شده قرار داده شده بود به عنوان رشته استفاده کرد.

در سال 1876مخترع و کارآفرین روسی پاول نیکولاویچ یابلوچکوف یک شمع الکتریکی ساخت و یک حق اختراع فرانسوی برای آن دریافت کرد. استفاده از شمع Yablochkov ساده تر، راحت تر و ارزان تر از لامپ زغال سنگ Lodygin است. اختراع Yablochkov را می توان به لامپ های تخلیه نیز نسبت داد.

در سال 1879ممخترع آمریکایی توماس ادیسون یک لامپ با رشته پلاتین را به ثبت رساند. در سال 1880، او به فیبر کربن بازگشت و لامپی با طول عمر 40 ساعت ساخت. در همان زمان، ادیسون سوکت، پایه و کلید را اختراع کرد. با وجود چنین عمر کوتاهی، لامپ های آن جایگزین روشنایی گازی می شوند که تا آن زمان استفاده می شد.

در سال 1904مجارستانی دکتر Sandor Just و Franjo Hanaman یک حق اختراع برای استفاده از رشته تنگستن در لامپ دریافت کردند. اولین چنین لامپ هایی در مجارستان تولید شد و از طریق شرکت مجارستانی Tungsram در سال 1905 وارد بازار شد.

در سال 1906 Lodygin حق امتیاز یک رشته تنگستن را به جنرال الکتریک می فروشد. با توجه به هزینه بالای تنگستن، این پتنت فقط کاربرد محدودی پیدا می کند.

در سال 1910ویلیام دیوید کولیج یک روش بهبود یافته برای تولید رشته تنگستن ابداع کرد. پس از آن، رشته تنگستن همه انواع دیگر رشته ها را جابجا می کند.

مشکل باقی مانده با تبخیر سریع رشته در خلاء توسط دانشمند آمریکایی ایروینگ لانگمویر، که از سال 1909 در جنرال الکتریک کار می کرد، با ایده پر کردن لامپ های لامپ با گاز بی اثر که به طور قابل توجهی افزایش یافت، حل شد. عمر لامپ ها

لامپ های تخلیه گاز

آزمایش‌ها برای ایجاد درخشش در لوله‌های پر از گاز در سال 1856 آغاز شد. درخشش بیشتر در محدوده نامرئی طیف بود. در سال 1926 بود که ادموند ژرمر پیشنهاد افزایش فشار عملیاتی درون فلاسک و پوشش دادن فلاسک ها با پودر فلورسنت را داد که نور فرابنفش ساطع شده از پلاسمای برانگیخته شده را به نور سفید یکنواخت تبدیل می کند. در نتیجه، عصر لامپ های تخلیه گاز آغاز شد.

در حال حاضر، E. Germer به عنوان مخترع لامپ شناخته شده است نور روز. جنرال الکتریک بعداً حق ثبت اختراع Germer را خریداری کرد و تا سال 1938 لامپ های فلورسنت را به استفاده تجاری گسترده آورد.

1927-1933- دنیس گابور، فیزیکدان مجارستانی، که در زیمنس و هالسکه AG (زیمنس امروزی) کار می کند، یک لامپ جیوه ای با فشار بالا تولید کرد که اکنون به طور گسترده در روشنایی خیابان ها استفاده می شود.

کمک جدی به بهبود پودر فلورسنت، که بعداً فسفر نامیده شد، در دهه 30 قرن گذشته توسط فیزیکدان شوروی سرگئی ایوانوویچ واویلوف انجام شد.

1961- ایجاد اولین لامپ سدیم فشار قوی. در اواخر دهه 70 قرن گذشته، جنرال الکتریک اولین کسی بود که لامپ های سدیم و کمی بعد لامپ های متال هالید را به بازار عرضه کرد.

در اوایل دهه 80اولین نمونه های فشرده ظاهر شدند لامپ های فلورسنت(CFL).

در سال 1985 OSRAM اولین لامپی با دنده کنترل الکترونیکی داخلی بود.

کل انواع لامپ های تخلیه گاز را می توان با نمودار زیر نشان داد:

محبوب ترین این گروه شاید لامپ های فلورسنت فشرده باشند. آنها به شما امکان می دهند در مقایسه با لامپ های رشته ای تا 5 برابر در مصرف انرژی صرفه جویی کنید، در حالی که عمر مفید آنها حدود 8 سال است. بدنه این لامپ تا حد کمی گرم می شود که امکان استفاده از آنها را در همه جا فراهم می کند. علاوه بر این، لامپ های فلورسنت می توانند متفاوت باشند دمای رنگو گزینه های مختلفظاهر

اما متأسفانه CFL ها دارای معایبی هستند که عبارتند از:

• کاهش قابل توجه عمر سرویس هنگام کار در شبکه هایی با نوسانات ولتاژ و همچنین با روشن و خاموش شدن مکرر.
• طیف چنین لامپی خط است. این امر نه تنها منجر به ارائه نادرست رنگ، بلکه به افزایش خستگی چشم می شود.
• لامپ های فلورسنت فشرده حاوی 3-5 میلی گرم جیوه هستند.
• استفاده از سوئیچ های دارای نور پس زمینه منجر به روشن شدن دوره ای و هر چند ثانیه یک بار لامپ ها (در لامپ های باکیفیت نامرئی با چشم) می شود که منجر به خرابی سریع لامپ می شود.
• لامپ های فلورسنت فشرده معمولی با دیمر سازگار نیستند. هزینه لامپ های کم نور تقریبا 2 برابر بیشتر است.

به این دلایل، مسئله فناوری‌های جدید در ساخت منابع نوری باز باقی ماند. پا به نور گذاشت لامپ های LED.

لامپ های ال ای دی

منابع نور LED بر اساس اثر درخشش نیمه هادی ها (دیودها) در هنگام عبور جریان الکتریکی از آنها هستند. اندازه کوچک، کارایی و دوام ساخت هر وسیله روشنایی بر اساس LED را ممکن می سازد. امروزه ال ای دی ها سهم قابل توجهی از بازار منبع نور را به خود اختصاص داده اند و در همه جا مورد استفاده قرار می گیرند.

اولین گزارش از گسیل نور از یک دیود حالت جامد در سال 1907 توسط آزمایشگر انگلیسی هنری راند از شرکت مارکونی تهیه شد. قابل ذکر است که این شرکت بعداً بخشی از جنرال الکتریک شد و تا به امروز وجود دارد.

در سال 1923اولگ ولادیمیرویچ لوسف در آزمایشگاه رادیویی نیژنی نووگورود نشان داد که درخشش دیود در نزدیکی اتصال pn رخ می دهد. دو گواهی کپی رایت که او برای "رله نور" دریافت کرد (اولین در فوریه 1927 اعلام شد) به طور رسمی اولویت روسیه را در زمینه LED ها که در دهه 1960 گم شده بود تضمین کرد. به نفع ایالات متحده آمریکا پس از اختراع LED های مدرن مناسب برای استفاده عملی.

در سال 1961رابرت بایارد و گری پیتمن از تگزاس اینسترومنتز فناوری LED مادون قرمز را کشف و به ثبت رساندند.

در سال 1962نیک هولونیاک در جنرال الکتریک اولین LED عملی جهان را توسعه داد که در محدوده نور (قرمز) کار می کند.

در سال 1972جورج کرافورد (شاگرد نیک هولونیاک)، اولین LED زرد جهان را اختراع کرد و روشنایی LED های قرمز و قرمز نارنجی را 10 برابر افزایش داد.

در سال 1976 T. Piersol با اختراع مواد نیمه هادی که به طور خاص برای انتقال از طریق فیبرهای نوری سازگار هستند، اولین LED با کارایی بالا و روشنایی بالا را برای کاربردهای مخابراتی ایجاد کرد.

ال ای دی ها تا سال 1968 بسیار گران بودند (هر کدام حدود 200 دلار). مونسانتو اولین شرکتی بود که LED های LED را در محدوده نور مرئی تولید کرد و در نشانگرها استفاده شد.

هیولت پاکارد توانست از ال ای دی ها در ماشین حساب های جیبی تولید انبوه اولیه خود استفاده کند.

مزایای لامپ های LED عبارتند از:

معایب اصلی LED ها در درجه اول به قیمت بالای آنها مربوط می شود. به عنوان مثال، نسبت قیمت به لومن LED های فوق روشن 50 تا 100 برابر بیشتر از یک لامپ رشته ای معمولی است. علاوه بر این می توان به دو نکته دیگر نیز اشاره کرد:

• LED نیاز به جریان عملیاتی نامی ثابت دارد. به همین دلیل، اجزای الکترونیکی اضافی ظاهر می شوند که هزینه سیستم روشنایی را به طور کلی افزایش می دهد.
• محدودیت دمایی نسبتاً پایین: ال‌ای‌دی‌های روشنایی پرقدرت به یک هیت سینک خارجی برای خنک‌سازی نیاز دارند، زیرا از نظر ساختاری نسبت اندازه‌شان به بازده حرارتی نامطلوب است (خیلی کوچک هستند) و نمی‌توانند به اندازه‌ای که از خود ساطع می‌کنند (با وجود راندمان بالاتر از آن) گرما را از خود دفع کنند. انواع دیگر لامپ ها).

امروزه کارشناسان بر این باورند که LED ها آینده ای نزدیک در روشنایی هستند. در حال حاضر هیچ فناوری موثرتر و کاربردی تری وجود ندارد.

با توجه به نیاز روزافزون بشر به روشنایی مصنوعی، می توان فرض کرد که فناوری های جدید و کارآمدتری ظاهر خواهند شد. اما آنها جایگزین LED ها خواهند شد که در سال های آینده مانند لامپ های رشته ای رایج خواهند شد.

یک لامپ رشته ای معمولی - به افتخار ممنوعیت تولید و واردات لامپ های 40 و 60 وات در ایالات متحده. این آگهی ترحیم به نقل از نوه ادیسون، دیوید، است که پدربزرگ خود را "آینده نگر و مرد سبز" خطاب می کند و خاطرنشان می کند که انتقال جهانی به منابع نور جدید، مدرن تر و سازگار با محیط زیست را دوست داشت.

چه توماس ادیسون "سبز" بود یا نه، لامپی که او به آن نور طولانی داد زندگی تجاریبرای بیش از یک قرن، اکنون مورد علاقه دوستداران محیط زیست نیست. و به نظر می رسد که اگر فرزندان ما آخرین نفری باشند که یک لامپ رشته ای فعال را "زنده" ببینند ، هیچ کس به خصوص ناراحت نخواهد شد.

بگذار نور باشد (الکتریکی)

ادیسونوفسکی شماره ثبت اختراع 223898- یکی از بیش از هزار اختراع آمریکایی او. مخترع آن را پس از ایجاد یک لامپ رشته ای مقرون به صرفه در سال 1879 دریافت کرد که به مدت 14.5 ساعت سوخت - یک شاخص خوب برای آن زمان. ادیسون نمایشی واقعی از این دستاورد ساخت. روزنامه نیویورکهرالد نوشت صدها نفر برای دیدن نمایش عمومی لامپ های عجیب و غریب، با وجود هوای بد، آمدند.

حق اختراع توماس ادیسون برای لامپ الکتریکی. تصویر: Wikimedia Commons

در سال 1880، به نظر می رسید که همه به لامپ ها علاقه مند بودند: زمانی که مهندس الکساندر زیمنس (پسر عموی بنیانگذار زیمنس، ورنر فون زیمنس) گزارشی عمومی در مورد نوآوری در نورپردازی در ماه مارس ارائه کرد، لامپ های قوس الکتریکی جدید به جای لامپ در سالن نصب شدند. چراغ گاز معمولی

به طور دقیق، تاریخچه روشنایی الکتریکی با لامپ های قوس الکتریکی آغاز می شود. یک قوس الکتریکی در آنها می تابد و بین دو الکترود ایجاد می شود. اینها خیلی هستند لامپ های روشنآنها ارزان تر از لامپ های گازی بودند و برای روشنایی خیابانی و صنعتی مناسب بودند، اما معایبی نیز داشتند: به عنوان مثال، میله های لامپ های قوس کربنی به تدریج می سوختند و باید مرتباً تعویض می شدند. علاوه بر این، برای اتاق های کوچک آنها بیش از حد روشن و حتی خطر آتش سوزی بودند.

واسیلی پتروف روسی را کاشف قوس الکتریکی و اولین لامپ آزمایشی این چنینی می دانند اوایل XIXقرن ارائه شده توسط سر همفری دیوی به انجمن سلطنتی بریتانیا. صادقانه بگویم، تشخیص فوری یک دستگاه روشنایی در چنین دستگاهی بسیار دشوار است.

لامپ قوسی. عکس: Matty Greene/US DOE

اما شاید معروف ترین لامپ قوس کربنی به اصطلاح "شمع یابلوچکوف" باشد که در سال 1875 توسط مهندس برق و مهندس روسی پاول یابلوچکوف اختراع شد. این شمع‌های قوسی در سال 1878 نمایشگاه جهانی پاریس را فتح کردند و به دنبال آن خیابان‌های لندن و دیگر پایتخت‌ها را به خود اختصاص دادند.

این سوال که چه کسی اولین مخترع لامپ رشته ای محسوب می شود آسان نیست و نه تنها به این دلیل کشورهای مختلفآنها دوست دارند در بحثی که در مورد اولویت وجود دارد، پشم را بر سر خود بکشند. به عنوان مثال، جیمز بومن لیندسی اسکاتلندی در سال 1835، در واقع، چنین لامپی را به مردم نشان داد و حتی کتابی را در نور آن خواند، اما به نظر می رسد، او به علایق دیگر روی آورد و هیچ کار خاصی برای اصلاح این اختراع انجام نداد. یا از آن محافظت کنید.

مهندس روسی الکساندر لودیگین در 11 ژوئیه 1874 حق اختراع یک لامپ رشته ای را در روسیه و چندین کشور اروپایی دریافت کرد. این او بود که، همانطور که تصور می شود، حداقل در روسیه، اولین کسی بود که ایده پمپاژ هوا از یک فلاسک شیشه ای را به ذهن آورد تا رشته کربن در لامپ آهسته تر بسوزد. پس از آن، Lodygin با رشته های فلزی آزمایش کرد، اما این پیشرفت ها هنوز به موفقیت تجاری دست نیافته بود.

هنری وودوارد و متیو ایوانز در همان سال 1874 حق ثبت اختراع کانادایی برای یک لامپ رشته ای دریافت کردند. اما چند نفر از دوستان پول لازم برای ادامه اختراع خود را نداشتند و حق ثبت اختراع را به ادیسون فروختند. بریتانیایی ها جوزف سوان را مخترع لامپ رشته ای می دانند: سوان لامپ کاری خود را که بسیار شبیه به ادیسون بود، در فوریه 1879 نشان داد (و همچنین در سال 1880 حق اختراع دریافت کرد). حتی در خود ایالات، ادیسون رقبای داشت: در تابستان 1877، مهندسان ویلیام سایر و آلبون من موفق به دریافت حق اختراع خود شدند، که حتی اولین شرکت کشور را برای تولید صنعتی لامپ ها تأسیس کردند.

ماکت لامپ توماس ادیسون. عکس: NPS

در سال 1881، نمایشگاه الکتریک در پاریس برگزار شد، جایی که همه کسانی که آنها را می ساختند، لامپ های خود را ارائه کردند، از ادیسون و سوان گرفته تا هیرام ماکسیم بریتانیایی (همان کسی که مسلسل را اختراع کرد). ظاهراً انتخاب بین آنها دشوار بود ، زیرا همه لامپ ها قبلاً کاملاً شبیه یکدیگر بودند.

ظاهر مدرن آن - یک رشته تنگستن به شکل یک فنر دوتایی، یک لامپ صاف بدون "جوش" در بالای آن معمولی قرن 19، پایه استاندارد- لامپ پس از دهه 1920 مورد استفاده قرار گرفت. در این زمان، آنها یک راه مقرون به صرفه برای ساختن سیم تنگستن نازک ابداع کردند و به این نتیجه رسیدند که بهتر است هوا را از طرف مقابل به بیرون پمپاژ کنند. ادیسون در سال 1909 اتصال رزوه ای استاندارد را برای لامپ ها ایجاد کرد.

می درخشد و گرم می کند

اگر به طور دقیق و خسته کننده به یک لامپ رشته ای معمولی نزدیک شوید، این یک دستگاه روشنایی نیست، بلکه یک دستگاه گرمایش است: لامپ تنها 5٪ از انرژی مصرف شده را به شکل نور تولید می کند، بقیه به گرما می رود. و "گرم کردن" یک اتاق با لامپ، اگر آکواریوم با لاک پشت نباشد، بسیار گران است.

صرفه جویی در انرژی لامپ ها نه تنها برای کیف پول شما مفید است، بلکه برای آب و هوای زمین نیز مفید است که... به همین دلیل است که بزرگترین تولید کنندگان لامپ، همراه با فعالان محیط زیست و حتی دولت های ملی، در چالش جهانی روشنایی - یک کمپین جهانی برای جایگزینی 10 میلیارد لامپ با LED، متحد شده اند. تاکنون «تنها» 187.5 میلیون تعویض شده است و در صورت تمایل می توانید از طریق سایت، لوستر یا لامپ های ورودی خود را «ثبت نام» کنید.

علاوه بر این، لامپ های رشته ای عمر کوتاهی دارند: طول عمر استاندارد آنها در حال حاضر حدود 1000 ساعت است، در مقایسه با چند ده هزار ساعت برای رقبا - لامپ های فلورسنت و LED. یک داستان کامل در مورد این موضوع در مورد کارتل Phoebus وجود دارد که بزرگترین تولید کنندگان لامپ در سراسر جهان را در دهه های 1920 و 1930 متحد کرد: اعتقاد بر این است که در آنجا بود که آنها برای اولین بار ایده ساخت عمدی خود را پیدا کردند. محصولات کوتاه مدت به منظور اطمینان از تقاضای ثابت برای آنها.

کمپین جهانی علیه لامپ های رشته ای در این قرن آغاز شد و در عرض 17 سال کل آن را پوشش داد آمریکای شمالیو تقریباً تمام اروپای جنوبی، چین، هند، استرالیا و آفریقای جنوبی. کشور ما همچنان در عزم خود تا حدودی از دیگران عقب است، اما در همان مسیر حرکت می کند. وزارت روسیهدر تابستان 2016، بخش انرژی پیشنهاد ممنوعیت گردش لامپ های 60 و 75 وات در کشور را داد (به یاد داشته باشید، ممنوعیت لامپ های 100 وات از سال 2011 در روسیه اعمال شده است). به گفته وزارت انرژی، در سال 2014، روس ها حدود 168 میلیون از این لامپ ها را خریداری کردند - در مقابل 110 میلیون لامپ LED مدرن. این وزارتخانه قول داده است که در فوریه تا مارس سال جاری به این ایده بازگردد.

در حالی که وزارت انرژی روسیه در حال بحث در مورد اینکه آیا زمان سفت کردن حلقه اطراف لامپ های ناکارآمد فرا رسیده است یا خیر، ایالات متحده با قاطعیت بیشتری عمل می کند. در ماه مه سال گذشته، وزارت انرژی ملی پیشنهاد کرد که به طور انحصاری به روشنایی LED، نه تنها لامپ های رشته ای قدیمی، بلکه همچنین "مارپیچ" های فلورسنت را رها می کنند. مصرف کنندگان معمولی آمریکایی این دومی را آنقدر دوست نداشتند که جنرال الکتریک حتی تولید خود را در ایالات متحده تعطیل کرد.

لامپ های فلورسنت فشرده. عکس: آفريقا استوديو / فوتوخانه / شاتراستاک

البته ممنوعیت ها در همه کشورها دور زده می شود: لامپ های 100 واتی، گویی با سحر و جادو، به 99 وات تبدیل می شوند، قدرتمندترین آنها از دستگاه های روشنایی به دستگاه های گرمایشی "تجدید طبقه بندی" می شوند، و در ایالات متحده، برای مثال، در ابتدا هیچ کس به ممنوعیت لامپ‌های رشته‌ای سه مرحله‌ای فکر نمی‌کرد که به ویژه در هتل‌ها محبوب هستند. اما اینکه چگونه آینده روشن روشن خواهد شد هنوز روشن است.

لامپ های قدیمی نو

در سال 2010، آژانس بین المللی انرژی تخمین زد که سالانه 12.5 میلیارد لامپ رشته ای در سراسر جهان فروخته می شود. اما نیروی بازار غیرقابل تحمل است: کاهش سریع قیمت جایگزین ها، در درجه اول LED، رقبای قدیمی خود را خاموش می کند. تا سال 2020، اعتقاد بر این است که لامپ های LED می توانند از نظر قیمت خرده فروشی نه تنها با لامپ های فلورسنت، بلکه با آخرین لامپ های رشته ای "زنده" در آن زمان برابر باشند، و پس از آن هیچ چیز جلوی پیشرفت آنها را نخواهد گرفت، کارشناسان خوشحال می شوند.

یا اینطور نیست؟ یک سال پیش، کارکنان MIT در این مجله منتشر کردند نانوتکنولوژی طبیعتمقاله ای در مورد اینکه چگونه آنها توانستند راندمان نوری یک لامپ رشته ای را افزایش دهند - چگونه یک منبع نور نور قابل مشاهده برای چشم انسان تولید می کند. برای انجام این کار، بخشی از حرارتی که در حین کار لامپ از بین رفته است محیط خارجی، به گرم کردن آن - با کمک کریستال های فوتونیکی هدایت شد. در تئوری، این می تواند بازده نور یک لامپ را به 40٪ بی سابقه افزایش دهد - از 2٪ فعلی!

عکس: O. Ilic, P. Bermel, G. Chen, J. D. Joannopoulos, I. Celanovic & M. Soljačić / MIT

تاکنون، نمونه اولیه ایجاد شده توسط دانشمندان «تنها» سه برابر کارآمدتر از لامپ‌های معمولی است، که البته در حال حاضر با برخی از رقبای کم مصرف قابل مقایسه است. اما دانشمندان تاکید می کنند: آنها در تلاش برای ساخت یک لامپ جدید نبودند، بلکه در حال آزمایش با تکنولوژی بودند و کار آنها هنوز بسیار دور از عمل است، خیلی کمتر از قفسه های فروشگاه.

در میان این همه پیشرفت، و حتی تا حدودی با وجود آن، در آتش نشانی شهر لیورمور کالیفرنیا، لامپی که برای اولین بار در سال 1901 در زمان حیات ادیسون نصب شد، هنوز می سوزد. "چراغ قرن" که به آن گفته می شود، چندین بار در طول بیش از میلیون ها ساعت سوختن خود حرکت کرده است و از همه کسانی که آن را خراب کرده اند، زنده مانده است، 20 رئیس جمهور ایالات متحده و سه وب کم نصب کرده اند تا همه بتوانند وضعیت آن را نظارت کنند (آخرین مورد). تا کنون کار می کند). شاید این تنها لامپ رشته ای باشد که به خوبی می تواند ادعای عنوان "لامپ ایلیچ" را داشته باشد: هرچه باشد، وقتی لنین با دست ساخته شد، لنین به سختی 30 سال داشت.

بعید است که چنین رکوردی در خانه تکرار شود: برای این، ظاهراً به یک لامپ "سخت" از شرکت Shelby Electric که توسط مهندس آدولف چایت تأسیس شده است نیاز دارید. اکثر محققان چنین لامپ‌هایی به این باورند که راز طول عمر "لامپ صد ساله" کالیفرنیا در رشته کربن ضخیم‌تر است. علاوه بر این، این لامپ به ندرت خاموش می شد، که برای سلامتی نیز مفید است: روشن و خاموش کردن فعال آن، عمر لامپ های رشته ای را کوتاه می کند.

شاید زمانی که این لامپ "نسوخته" در نهایت بسوزد، به آگهی های فوت واقعی برای لامپ رشته ای نیاز باشد. با این حال، استیو بان، نماینده غیر رسمی لامپ (و مدیر سایت) به آتیک گفت که طبق گفته کسانی که از آن مراقبت می کنند، لامپ تا چند قرن دیگر کار خواهد کرد. در هر صورت، آتش نشانی یک لامپ دیگر هم سن شلبی دارد، اما اینکه آیا آن را پیچ می‌کنند، یا با یک LED جایگزین می‌کنند، «موضوع نسل‌های آینده» است.

نحوه برخورد با مردم

بدون برقلامپ؟

امروزه روشن کردن چراغ خانه آنقدر آسان است که به نظر می رسد غیر از این نمی تواند باشد: سوئیچ را تکان دادم و اتاق روشن شد. برق آنقدر آشنا شده است که حتی تعجب می کنید که چگونه مردم قبلاً بدون آن مدیریت می کردند؟ در این میان «مبارزه برای نور» وارد صفحه جالبی در تاریخ بشریت شد.
واضح است که اولین منبع نور بسیار ساده بود: آتشی که در غار یک انسان بدوی می سوخت و با انعکاس های ضعیف شعله روی دیوارها بازی می کرد. با این حال، هنگامی که اجداد دور ما خانه ها و خانه های واقعی را به دست آوردند، یک راه حل فنی پیشرفته تر مورد نیاز بود. و پیدا شد. در اشعار هومر می توان توصیفی از ظروف با ذغال داغ و براده های چوب روغنی یا آغشته به چربی یافت. آتشی که در آنها شعله ور بود خانه های یونانیان باستان را روشن کرد.
اولین لامپ های باستانی بیش از اندازه کمبود داشتند. آنها سیگار می کشیدند و به راحتی می توانستند آتش سوزی کنند. واضح است که برخی «مواد مغذی» دیگر برای آتش سوزی مورد نیاز بود. و او را پیدا کردند. معلوم شد که زادگاه این اختراع بزرگ است که قرن ها صادقانه به بشریت خدمت کرد مصر باستان. اولین چراغ نفتی در آنجا ساخته شد.
این یک ستون ماسه سنگی به ارتفاع یک متر بود. ظروف با روغن سوزان در سوراخ هایی که در بالای آن سوراخ شده بود قرار می گرفتند. این چراغ پنج هزار سال قدمت دارد!
اما در روم باستان، طرح لامپ ها قبلاً متفاوت بود و مطابق با هر سلیقه ای ساخته می شد. در واقع، اینها لامپهای واقعی بودند که در ظروف برنزی بسته با سوراخهایی برای "خروج" نور سوخته بودند. شکل رگ ها بسیار متنوع بود - یا یک سر حیوان با پنجه، یا یک کاسه با نقش برجسته عجیب و غریب بر روی سطح. رومیان اولین کسانی بودند که به فکر آویختن لامپ بر روی دیوار افتادند. درست مثل دیوارکوب های مدرن. و شمعدان - چراغی با چندین لامپ - نیز در روم اختراع شد.
با این حال، نفت ماده نسبتاً گرانی بود. معلوم شد که موم بسیار ارزان تر است. روشن شمع ها برای مدت طولانی در زندگی روزمره به طور محکم جا افتاده اند. آنها نه تنها از موم زنبور عسل، بلکه از مواد مناسب دیگر - گوشت خوک ذوب شده، پارافین، استئارین ساخته شده اند. با وجود اینکه کارخانه های شمع سازی وجود داشت، بسیاری از خانواده های روستایی آنها را خودشان می ساختند.
چه نوع لامپ هایی در قرون وسطی وجود داشت! شمعدان برای ده ها شمع، دیوارکوب، فانوس راه پله، لوستر... ماهرترین جواهرسازان، ضراب ها، طلا و نقره سازان روی آن کار می کردند. و مواد مس با مینا، نقره با نیلو، طلا، چینی، شیشه بوهمی و سنگ های قیمتی چکش کاری شده بودند. استادان لورن، منطقه ریمز، زاکسن در سراسر اروپا مشهور بودند...
البته همه نمی توانستند چنین لامپی را داشته باشند. در خانه های فقیرتر، شمعدان و شمعدان را از آهن و برنج می ساختند. افراد بسیار فقیر حتی از آن چیزی که داشتند استفاده می کردند. در روستاهای روسیه، کلبه ها با یک مشعل روشن می شدند: یک برش نازک سوزان جایگزین شمع شد.
در اواسط قرن هفدهم، دانشمند فرانسوی کاردان، وسیله ای مکانیکی برای تغذیه یکنواخت فتیله با روغن اختراع کرد. اما تنها در قرن نوزدهم بالاخره یک چراغ نفتی ظاهر شد که طراحی آن را می توان کاملاً عالی در نظر گرفت. نویسنده آن نیز یک فرانسوی بود - مهندس آرگان. سازه شامل یک مخزن، دو لوله تهویه و فتیله پهن که طول آن با دسته تنظیم می شد. در بالا یک استوانه شیشه ای وجود داشت که برای زیبایی آن را نیز با یک آباژور کروی شیشه ای پوشانده بودند.
با کنار زدن شمع ها، لامپ های نفتی برای مدت طولانی مورد استفاده قرار گرفته اند. حتي لوسترهاي روغني و ديوارهاي روغني هم وجود داشت. و مخترعان طرح های جدید و بیشتری را ارائه کردند - نفت سفید، گاز. کاشف روشنایی گاز، ویلیام مرداک انگلیسی بود که اختراع خود را با موفقیت در خانه خود آزمایش کرد: در آنجا لامپ های گازی نصب کرد.
اما مغازه داران و بازرگانان به گاز اعتماد نداشتند و سرسختانه از نفت یا نفت سفید استفاده می کردند. به هر حال، نفت سفید توسط داروساز لهستانی Ignacy Lukasiewicz کشف شد و با تقطیر روغن به دست آمد. این مایع قابل اشتعال به منبع جدیدی از نور تبدیل شد. در سال 1860، مسکو با نور فانوس های نفت سفید روشن شد. لامپ های گاز و نفت سفید، تکمیل شده با شیشه شفاف، نوری یکنواخت را فراهم می کردند و بنابراین تا قرن بیستم به خوبی به مردم خدمت می کردند.
اما عصر برق به طور اجتناب ناپذیری نزدیک می شد.

لامپ الکتریک

در دهه های پایانی قرن نوزدهم، روشنایی الکتریکی وارد زندگی بسیاری از شهرهای اروپایی شد. اولین بار در خیابان ها و میادین ظاهر شد، خیلی زود به هر خانه، به هر آپارتمان نفوذ کرد و به بخشی جدایی ناپذیر از زندگی هر فرد متمدن تبدیل شد. این یکی از مهمترین رویدادهای تاریخ فناوری بود که پیامدهای بسیار زیاد و متنوعی داشت. توسعه سریع روشنایی الکتریکی منجر به برق رسانی انبوه، انقلابی در بخش انرژی و تغییرات عمده در صنعت شد. با این حال، اگر با تلاش بسیاری از مخترعان، وسیله ای رایج و آشنا مانند لامپ ایجاد نمی شد، همه اینها ممکن بود اتفاق نمی افتاد. در میان بزرگترین اکتشافات تاریخ بشر، بدون شک یکی از پرافتخارترین مکان ها را به خود اختصاص داده است.
در قرن نوزدهم، دو نوع لامپ الکتریکی رایج شد: لامپ های رشته ای و قوس. لامپ های قوسی کمی زودتر ظاهر شدند. درخشش آنها بر اساس پدیده جالبی مانند قوس ولتایی است. اگر دو سیم بگیرید، آنها را به یک منبع جریان به اندازه کافی قوی وصل کنید، وصل کنید و سپس آنها را چند میلی متر از هم جدا کنید، سپس بین انتهای هادی ها چیزی شبیه شعله با نور روشن ایجاد می شود. اگر به جای سیم های فلزی، دو میله کربنی تیز شده بردارید، این پدیده زیباتر و درخشان تر می شود. هنگامی که ولتاژ بین آنها به اندازه کافی بالا باشد، نوری از قدرت کور کننده تشکیل می شود.
پدیده قوس ولتایی اولین بار در سال 1803 توسط یک روسی مشاهده شد دانشمند واسیلیپتروف در سال 1810، همفری دیوی، فیزیکدان انگلیسی، همین کشف را انجام داد. هر دوی آنها با استفاده از یک باتری بزرگ از عناصر بین انتهای میله های زغال چوب، یک قوس ولتایی دریافت کردند. هر دوی آنها نوشتند که از قوس ولتایی می توان برای اهداف روشنایی استفاده کرد. اما ابتدا لازم بود ماده مناسب تری برای الکترودها پیدا شود، زیرا میله های زغال چوب در چند دقیقه می سوختند و برای استفاده عملی کاربرد چندانی نداشتند. لامپ های قوس نیز ناراحتی دیگری داشتند - با سوختن الکترودها، لازم بود دائماً آنها را به سمت یکدیگر حرکت دهید. به محض اینکه فاصله بین آنها از حداقل مجاز معین گذشت، نور لامپ ناهموار شد، شروع به سوسو زدن کرد و خاموش شد.
اولین لامپ قوس با تنظیم دستی طول قوس در سال 1844 توسط فیزیکدان فرانسوی ژان برنارد لئون فوکو طراحی شد. او زغال چوب را با چوب های کک سخت جایگزین کرد. در سال 1848، او برای اولین بار از یک لامپ قوسی برای روشنایی یکی از میدان های پاریس استفاده کرد. این یک آزمایش کوتاه و بسیار گران بود، زیرا منبع برق یک باتری قدرتمند بود. سپس دستگاه‌های مختلفی اختراع شدند که توسط مکانیزم ساعت کنترل می‌شدند که به طور خودکار الکترودها را هنگام سوختن حرکت می‌داد.
واضح است که از نظر استفاده عملی مطلوب بود که یک لامپ داشته باشد، نه با مکانیسم های اضافی پیچیده می شود. اما آیا بدون آنها امکان پذیر بود؟ معلوم شد که بله. اگر دو زغال سنگ را نه در مقابل یکدیگر، بلکه به صورت موازی قرار دهید، به طوری که یک قوس فقط بین دو انتهای آنها تشکیل شود، با این دستگاه فاصله بین انتهای زغال سنگ ها همیشه بدون تغییر باقی می ماند. طراحی چنین لامپی بسیار ساده به نظر می رسد، اما ایجاد آن نیاز به نبوغ زیادی داشت. در سال 1876 توسط مهندس برق روسی پاول نیکولاویچ یابلوچکوف، که در پاریس در کارگاه آکادمیک برگه کار می کرد، اختراع شد.
شمع Yablochkov از دو میله ساخته شده از زغال سنگ دوار متراکم تشکیل شده بود که به موازات یکدیگر قرار داشتند و توسط یک صفحه گچی از هم جدا شده بودند. دومی نقش دوگانه ای ایفا می کند، زیرا هم برای اتصال زغال سنگ ها به یکدیگر و هم عایق بندی آنها عمل می کند، و اجازه می دهد یک قوس ولتایی فقط بین انتهای بالایی زغال سنگ تشکیل شود. با سوختن زغال های بالای صفحه، صفحه گچ ذوب و تبخیر می شود، به طوری که نوک زغال ها همیشه چندین میلی متر بالای صفحه بیرون زده است.
شمع های یابلوچکوف توجه همگان را به خود جلب کرد و سر و صدای زیادی به پا کرد. در سال 1877، با کمک آنها، برای اولین بار برق خیابانی در خیابان د لا اپرا در پاریس نصب شد. نمایشگاه جهانی که در سال بعد افتتاح شد، به بسیاری از مهندسان برق این فرصت را داد تا با این اختراع شگفت انگیز آشنا شوند. تحت نام "نور روسی"، شمع های یابلوچکوف بعدها برای روشنایی خیابان ها در بسیاری از شهرهای جهان مورد استفاده قرار گرفت. اما در کنار مزایا، شمع های Yablochkov دارای معایبی بودند. ناراحتی اصلی این بود که زغال سنگ در آنها خیلی سریع می سوخت - یک شمع با اندازه متوسط ​​بیش از دو ساعت نمی سوزد.
با این حال، این اشکال در بسیاری از لامپ های قوس دیگر وجود داشت. بیش از یک بار، مخترعان این ایده را داشتند که یک قوس ولتایی را در فضایی فاقد اکسیژن محصور کنند. پس از همه، به لطف این، لامپ می تواند بسیار طولانی تر بسوزد. برای مدت طولانی، این تلاش ها ناموفق بود، زیرا آنها سعی کردند به طور کامل هوا را از کل لامپ خارج کنند. Jandus آمریکایی اولین کسی بود که به این فکر افتاد که نه کل لامپ، بلکه فقط الکترودهای آن را زیر گنبد قرار دهد. هنگامی که یک قوس ولتایی رخ می دهد، اکسیژن موجود در ظرف به سرعت با کربن پمپ شده واکنش نشان می دهد، به طوری که به زودی یک جو خنثی در داخل ظرف تشکیل می شود. اگرچه اکسیژن از میان شکاف‌ها به جریان می‌افتد، تأثیر آن به شدت ضعیف شد و چنین لامپی می‌توانست به طور مداوم حدود 200 ساعت بسوزد.
اما حتی در این شکل بهبودیافته، لامپ های قوس نمی توانند به اندازه کافی گسترده شوند. قوس ولتایی یک منبع نور بسیار قوی است. روشنایی احتراق آن را نمی توان زیر یک حد معین کاهش داد. بنابراین از لامپ های قوسی برای روشنایی سالن های بزرگ، ایستگاه های قطار یا میادین استفاده می شد. اما برای استفاده در فضاهای کوچک زندگی یا کار کاملاً نامناسب بودند.
لامپ های رشته ای از این نظر بسیار راحت تر بودند. همه ساختار خود را می دانند: جریان الکتریکیبا عبور از یک نخ نازک، آن را تا دمای بالا گرم می کند، به همین دلیل شروع به درخشش می کند. در سال 1820، دانشمند فرانسوی دلارو اولین چنین لامپ را ساخت که در آن یک سیم پلاتین به عنوان بدنه گرم شده عمل می کرد. پس از این، لامپ های رشته ای به سختی به مدت نیم قرن استفاده شدند، زیرا نتوانستند ماده مناسبی برای رشته پیدا کنند. در ابتدا زغال سنگ راحت ترین به نظر می رسید. در سال 1873، الکساندر نیکولاویچ لودیگین، مهندس برق روسی، یک لامپ با رشته ای از کربن دوار ساخت. او اولین کسی بود که شروع به پمپاژ هوا از بالون کرد. در پایان، او موفق شد اولین لامپ رشته ای را بسازد که مقداری دریافت کرد کاربرد عملی، اما بسیار ناقص باقی ماند. در سال 1878، مهندسان برق آمریکایی ساویر و من راهی برای ایجاد قوس های کربنی کوچک با مقطع کوچک با زغال کردن مقوا در پودر گرافیت پیدا کردند. این قوس ها در کلاهک های شیشه ای قرار می گرفتند. با این حال، عمر این لامپ ها بسیار کوتاه بود.
در سال 1879، مخترع مشهور آمریکایی توماس آلوا ادیسون وظیفه بهبود لامپ را بر عهده گرفت. او فهمید: برای اینکه لامپ روشن و برای مدت طولانی بدرخشد و نور یکنواخت و بدون چشمک زن داشته باشد، اولاً باید ماده مناسبی برای رشته پیدا کرد و ثانیاً نحوه ایجاد یک لامپ را یاد گرفت. فضای بسیار کمیاب در سیلندر. آزمایش های زیادی با مواد مختلف انجام شد که در مقیاس مشخصه ادیسون انجام شد. تخمین زده می شود که دستیاران او حداقل 6000 نفر را امتحان کردند مواد مختلفو ترکیبات، در حالی که بیش از
100 هزار تومان. ابتدا ادیسون زغال کاغذی شکننده را با یک زغال قوی تر از زغال سنگ جایگزین کرد، سپس شروع به آزمایش با فلزات مختلف کرد و در نهایت روی نخی که از الیاف بامبوی زغالی ساخته شده بود قرار گرفت. در همان سال، ادیسون در حضور سه هزار نفر، لامپ های برق خود را به نمایش گذاشت و خانه، آزمایشگاه و چندین خیابان اطراف خود را با آنها روشن کرد. این اولین لامپ با عمر طولانی مناسب برای تولید انبوه بود. اما از آنجایی که ساخت نخ های بامبو بسیار گران بود، ادیسون توسعه یافت راه جدیدساختن آنها از الیاف پنبه ای که به طور خاص درمان شده اند. ابتدا پنبه را در محلول داغ کلرید روی قرار داده و در آنجا به تدریج حل شد. مایع حاصل با استفاده از یک پمپ به حالت خمیر مانند متراکم شد و از طریق یک لوله نازک در ظرف حاوی الکل فشرده شد. در اینجا به یک نخ نازک تبدیل شد و روی طبل پیچید. نخ به دست آمده، طی چندین عملیات میانی، از محلول روی کلر آزاد شد، خشک شد، بریده شد، در اشکال Y شکل محصور شد و در کوره بدون دسترسی به هوا ذغالی شد. لایه نازکی از زغال سنگ روی نخ ها پاشیده شد. برای این کار، آنها را زیر یک کلاه پر از گاز روشنایی قرار می دادند و جریانی از آنها عبور می کرد. تحت تأثیر یک جریان، گاز تجزیه شد و یک لایه نازک کربن روی رشته رسوب کرد. پس از این همه عملیات پیچیده، نخ آماده استفاده بود.
فرآیند ساخت لامپ نیز بسیار پیچیده بود. نخ در یک کلاهک شیشه ای بین دو الکترود پلاتین ذوب شده به شیشه قرار می گرفت (پلاتین گران قیمت باید استفاده می شد زیرا ضریب انبساط حرارتی آن مشابه شیشه بود که برای ایجاد مهر و موم بسیار مهم بود). در نهایت، با استفاده از پمپ جیوه، هوا از لامپ خارج شد، به طوری که بیش از یک میلیاردم هوای موجود در آن در فشار معمولی باقی نماند. هنگامی که پمپاژ کامل شد، لامپ لحیم شده و روی یک سوکت با کنتاکت‌هایی برای پیچیدن به سوکت قرار داده شد (هم سوکت و هم پریز، و همچنین بسیاری از عناصر دیگر روشنایی الکتریکی که تا به امروز بدون تغییر باقی مانده‌اند: کلیدها، فیوزها، کنتورهای الکتریکی و موارد دیگر - همچنین توسط ادیسون اختراع شد). میانگین طول عمر یک لامپ ادیسون 800-1000 ساعت سوزاندن مداوم بود.
تقریباً برای سی سال، لامپ ها با استفاده از روشی که در بالا توضیح داده شد ساخته می شدند، اما آینده در لامپ هایی با رشته فلزی بود. در سال 1890 A.N. Lodygin به این فکر افتاد که نخ کربن را با یک سیم فلزی ساخته شده از تنگستن نسوز که دارای دمای رشته 3385 درجه بود، جایگزین کند. با این حال، تولید صنعتی چنین لامپ هایی تنها در قرن بیستم آغاز شد.

مسابقات

کبریت برای چندین دهه یکی از مهمترین عناصر زندگی بشر بوده است و حتی امروزه نیز نقش مهمی در زندگی روزمره ما دارد. معمولاً، وقتی یک کبریت را به یک جعبه می زنیم، حتی به این فکر نمی کنیم که چه چیزی واکنش های شیمیاییدر این ثانیه اتفاق می افتد و مردم چقدر نبوغ و تلاش کرده اند تا چنین وسیله مناسبی برای ایجاد آتش داشته باشند. کبریت معمولی بدون شک یکی از شگفت انگیزترین اختراعات ذهن بشر است.
برای مردم قرن بیست و یکم حتی تصور اینکه چه مشکل بزرگی بود ایجاد آتش در زمانه سخت است. روم باستان. رومی‌ها سنگ را به سنگ می‌کوبیدند و سعی می‌کردند جرقه‌ای بزنند و یک ترکش که با آن گوگرد پوشیده شده بود را مشتعل کنند. من مجبور شدم از این دست تلاش های زیادی انجام دهم تا اینکه سرانجام موفقیت حاصل شد.
در قرون وسطی، بشریت پیشرفت چندانی نداشت: جرقه‌ای که به همین روش بریده می‌شد، روی خزه یا پارچه‌های خشک آتش زده می‌شد. و فقط در
در قرن هفدهم، زمانی که فسفر که می‌توانست در دمای بسیار پایین مشتعل شود، کشف شد، اولین کبریت ظاهر شد. تاریخ نام مخترع را حفظ کرده است: در سال 1681، رابرت بویل انگلیسی حدس زد که یک ترکش را با محلولی از گوگرد و فسفر بپوشاند. چنین ترکش هایی از همان اولین جرقه شعله ور می شدند، اما به همین راحتی از گرمایش تصادفی مشتعل می شدند، بنابراین بسیار خطرناک بودند. و، به طور کلی، دشوار است که آنها را مطابقت بخوانیم.
در پایان قرن 18، "کبریت شیمیایی" ظاهر شد. ترکیب اعمال شده روی آنها به محض اینکه اسید سولفوریک روی آن ریخته شد مشتعل شد. واضح است که آنها در زندگی روزمره خیلی راحت نبودند. و قبلاً در دهه 20 قرن نوزدهم ، جان واکر داروساز انگلیسی کبریت هایی را اختراع کرد ، شبیه به مدرن ، اما بسیاری اندازه بزرگتر. سر آنها از اصطکاک در برابر هر سطح ناهموار مشتعل می شد.
تقریباً بلافاصله، مسابقات با سر در فرانسه ظاهر شد که جزء اصلی آن فسفر سفید بود. به محض اینکه به هر سطحی مثلاً به کف کفش برخورد می‌کردند، به راحتی مشتعل می‌شدند، اما می‌توانستند حتی از مالش دادن به یکدیگر در جعبه مشتعل شوند. علاوه بر این، فسفر سفید سمی است.

خوب، موفق ترین کبریت ها سرانجام در سال 1855 توسط یوهان لوندستروم شیمیدان سوئدی اختراع شد. برای مدت طولانی آنها را "کبریت سوئدی" می نامیدند. لوندستروم از فسفر قرمز غیر سمی استفاده کرد و این فسفر نه تنها در سر گنجانده شد، بلکه روی نواری از کاغذ سنباده روی جعبه که کبریت روی آن زده شده بود نیز استفاده شد. مسابقات مشابه، تقریبا بدون تغییر، تا به امروز باقی مانده است.

تاریخچه روشنایی مصنوعی از زمانی شروع شد که انسان شروع به استفاده از آتش کرد. آتش، مشعل و مشعل اول بودند منابع مصنوعیسوتا. بعد چراغ نفت و شمع آمد. در آغاز قرن نوزدهم، آنها یاد گرفتند که گاز و فرآورده های نفتی تصفیه شده را جدا کنند.
بعداً نفت سفید و در نهایت گاز روشنایی که به صورت مصنوعی تولید می شد به عنوان ماده ای قابل اشتعال مورد استفاده قرار گرفت. خروجی نورانیبه دلیل دمای پایین شعله، چنین منابع بسیار کمی وجود داشت.

زمان فرا رسیده است و افرادی ظاهر شده اند که اکتشافات واقعی در زمینه نور مصنوعی انجام داده اند. 6 اکتبر 1847 در املاک Stenshino استان تامبوفاولین فرزند اسکندر در خانواده اشراف فقیر، لودیگین ها به دنیا آمد. از قضا، در سپتامبر همان سال، پاول یابلوچکوف، رقیب و دستیار آینده الکساندر لودیگین در زمینه روشنایی الکتریکی جهان، در استان همسایه ساراتوف متولد شد. و در همان سال، در 11 فوریه، در ایالت دوردست اوهایو، پادشاه آینده مخترعان، توماس آلوا ادیسون، متولد شد.

همه این افراد تقریباً در یک زمان، هر کدام به روش خود، به روش خاص خود در روشنایی الکتریکی می رسند. Lodygin - در 1872، Yablochkov - در 1875، و Edison - در 1879.

با این حال، Lodygin به هیچ وجه اولین کسی نبود که به این ایده فکر کرد روشنایی الکتریکی. او از هموطن خود دانشمند واسیلی پتروف جلوتر بود. در سال 1802، با انجام آزمایشی با باتری سلول های گالوانیکی، او اولین کسی بود که در جهان یک قوس الکتریکی - مصنوعی - به دست آورد. چراغ برق.

کشف پتروف انگیزه ای برای ایجاد لامپ های قوس الکتریکی اساسی داد. دو الکترود نزدیک شدند، یک قوس چشمک زد و یک نور درخشان همه چیز را در اطراف روشن کرد. اما الکترودهای کربن به تدریج سوختند، فاصله بین آنها افزایش یافت و قوس خاموش شد.

برای افزایش زمان درخشش، جوبارد مخترع بلژیکی گرم کردن چوب زغال سنگی را که در یک فضای بدون هوا قرار دارد با جریان پیشنهاد کرد. به موازات آن، دانشمندان انگلیسی، آمریکایی و فرانسوی در دهه های 40-50 قرن نوزدهم روی لامپ رشته ای کار کردند. همه آنها حق اختراعات خود را دریافت کردند.

و در روسیه، کمی زودتر از Lodygin - در دهه 60 قرن نوزدهم، مخترع نظامی کاپیتان سرگئیف یک نورافکن با رشته پلاتین و خنک کننده آب ساخت.

اما، با این وجود، این اختراعات دارای اشکالات قابل توجهی بودند که اجازه نمی داد نورپردازی طولانی مدت و قابل اعتماد به دست آید. قوس دو الکترود کربن خیلی روشن و خیلی کوتاه بود. لامپ‌های رشته‌ای با یک میله کربن در یک لامپ شیشه‌ای کم‌کم سوختند و به همان سرعت خاموش شدند. و از همه مهمتر: با هر دو روش، هر لامپ به یک دینام جداگانه نیاز داشت.

Lodygin ایده پمپاژ هوا از یک فلاسک شیشه ای و قرار دادن یک میله رشته ای در خلاء را مطرح کرد. در ابتدا این میله از زغال سنگ و سپس از فلزات نسوز ساخته شد. اینگونه بود که لامپ رشته ای خلاء در سال 1872 ظاهر شد.

در تاریخچه روشنایی الکتریکیبسیاری از رویدادها و اختراعات مهم رخ داد. در سال 1875، پاول یابلوچکوف الکترودهای کربن را در کنار یکدیگر قرار داد و آنها را با لایه ای از یک ماده عایق - کائولن جدا کرد، که با سوختن زغال سنگ تبخیر شد. عمر مفید چنین لامپ به طور قابل توجهی افزایش یافته است. یک سال بعد، در سال 1876، "شمع های Yablochkov" به فروش رفت و شروع به فروش در مقادیر زیادی کرد.

با این حال، لامپ Yablochkov ناراحتی های قابل توجهی داشت: شکنندگی و کاهش نقطه نورانی هنگام سوختن. اما با این حال، اولین کسی بود که استفاده گسترده از روشنایی الکتریکی را در خیابان ها، میادین، تئاترها و مغازه ها ممکن کرد. سپس تصور این که پس از مدتی لامپ های رشته ای مبتنی بر اختراعات Lodygin با این وجود جایگزین لامپ های قوس یابلوچکوف شوند، دشوار بود.

توماس ادیسون در سال 1878 شروع به کار بر روی یک لامپ با رشته کربنی در یک توپ شیشه ای کرد که هوا از آن خارج شده است. این ایده جدید نبود، مواد جدید بود. اولین رشته ها نخ های خیاطی معمولی بودند که با زغال سنگ پوشانده شده بودند. آنها می توانند 40 ساعت در حالت گرم باشند.

ادیسون تمام مواد حاوی کربن را امتحان کرد: غذا، رزین، در مجموع - شش هزار نوع فیبر گیاهی. بامبو بهترین نتیجه را نشان داد.
در سال 1879، ادیسون اولین اختراع خود را در ایالات متحده آمریکا و انگلستان برای اختراع شماره 223898 دریافت کرد - یک لامپ با رشته کربن. آمریکایی به سرعت متوجه شد که این پول زیادی است. او تولید انبوه را راه اندازی کرد و نه تنها در سرزمین مادری خود، بلکه در آلمان، فرانسه و ایتالیا نیز کارخانه ساخت. او کاری را انجام داد که لودیگین آرزویش را داشت.

تقریباً همزمان با ادیسون، مخترع انگلیسی جوزف ویلسون سوان درخواست هایی را برای لامپ های خود ارسال کرد. سوان کار بر روی یک لامپ رشته ای را در سال 1850 آغاز کرد، تنها 10 سال بعد او یک حق اختراع دریافت کرد. با این حال، مشکلات در ایجاد خلاء به این معنی بود که لامپ سوان خیلی طولانی کار نمی کرد و بی اثر بود.

پانزده سال بعد سوان به کار بر روی لامپ بازگشت، در سال 1878 یک حق اختراع جدید دریافت کرد و یک سال بعد به طور عمومی یک لامپ روشن در نیوکاسل را به نمایش گذاشت. در همان سال نصب روشنایی برق در خانه های انگلیسی آغاز شد.

سوان توسط ورنر زیمنس و دیگران دنبال شد و نبردهای حقوقی آغاز شد. در یکی از محاکمات بین ادیسون و سوان، دادگاه بر اساس اولویت الکساندر لودیگین، که در محاکمه شرکت نکرد، هر دو اختراع را رد کرد. ادیسون متهم به سرقت ادبی است، اما او همچنان به بهبود لامپ، معرفی آن به استفاده گسترده و کسب درآمد هنگفت از تولید آن ادامه می دهد.

تاریخچه توسعه روشناییادامه داد. در قرن بیستم، مخترعان به بهبود لامپ الکتریکی ادامه دادند. در سال 1911، یک لامپ خلاء با یک رشته فلزی کشیده شده اختراع شد. دو سال بعد - یک لامپ پر از مخلوط آرگون-نیتروژن، و سپس یک لامپ با یک رشته مارپیچ.

در سال 1934، لامپ هایی با رشته دو مارپیچ ظاهر شدند، و دو سال بعد - لامپ هایی پر از مخلوط کریپتون-گزنون-نیتروژن. نئون، هلیوم، هالوژن، فلورسنت، جیوه، سدیم - لامپ های جدید ظاهر می شوند و ناپدید می شوند و جای خود را به لامپ های پیشرفته تر می دهند. در طول یک قرن و نیم، لامپ ها غیرقابل تشخیص تغییر کرده اند، عمر مفید آنها هزاران برابر بیشتر از زمان سوختن لامپ های اول است. لامپ برقی چراغ رشته ای هنوز روشن است.