Лампы накаливания.

Лампа накаливания - это устройство, в котором свет испускает тело накала, нагреваемое электрическим током до очень высокой температуры.

В качестве тела накала чаще всего используется спираль из тугоплавкого металла (чаще всего - вольфрама) либо угольная нить.

Чтобы исключить окисление тела накала при контакте с воздухом, его помещают в стеклянную вакуумированную колбу, либо колбу, заполненную инертными газами или парами.

История создания ламп накаливания.

Стоит отметить, что процесс создания и распространения осветительных ламп накаливания был довольно длительным, имел несколько важных технологических этапов, и многие ученые-изобретатели вложили свой вклад в это изобретение огромной практической значимости.

Когда появилась идея преобразования электрической энергии в свет?

В 1802 году профессор В. В. Петров в Петербурге провел несколько экспериментов с электрическими батареями и гальваническими элементами. Во время экспериментов было выявлено явление электрической дуги - электрического разряда сопровождаемого вспышкой яркого света. Это наталкивает В.В.Петрова на идею использовать электричество для освещения.

Однако воплотить эту идею сразу в жизнь мешает одно серьезное обстоятельство: дуга появляется только тогда, когда электроды находятся на определенном расстоянии друг от друга. И никто не знает, как это расстояние поддерживать - электроды от нагрева электрической дуги сгорают, расстояние между ними увеличивается, и дуга пропадает.

Кто первый воплощает идею электродуговой лампы?

Многие изобретатели пытались придумать механизм, который бы поддерживал нужное расстояние между электродами. Одним из первых смог реализовать эту идею русский электротехник В. Н. Чиколев. Он предложил дифференциальный регулятор, в котором необходимое расстояние между угольными стержнями поддерживается двумя электромагнитами.

Подобная установка впервые была изготовлена электротехником П. Н. Яблочковым. Однако она была неудобна в использовании и дорога в изготовлении. В результате предприятие Яблочкова закрывается, а сам он уезжает в Париж.

В Париже Яблочков П.Н. устраивается на фирму французского академика Л. Бреге и продолжает работу над созданием более простого и надежного регулятора. Он так его и не создает, зато придумывает, как совсем обойтись без регулятора. Это происходит совершенно случайно.

 Яблочков сидит в кафе и наблюдает, как официант раскладывает столовые приборы. И тут его озаряет: электроды в лампе надо устанавливать не концами друг к другу, как раньше, а параллельно друг к другу - тогда электроды будут сгорать одинаково, расстояние между ними не будет меняться, и не понадобятся никакие регуляторы.

Однако, и в этой простой и эффективной идее, пришлось преодолеть ряд непростых трудностей:

Проблема 1. Электроды расположены параллельно, однако дуга горит не только на их концах, но и по всей длине, и часто скатывается к их основанию, где находятся токопроводящие зажимы.         

Решение. Пространство между электродами заполняют изолятором (каолином или глиной). Он постепенно сгорает вместе с электродами, подобно воску в свече. Поэтому электродуговую лампу называют свечой Яблочкова.

Проблема 2. Чтобы дуга появилась и ярко светила, ее надо поджечь. Но как?  

Решение. Концы электродов соединяют тонкой угольной перемычкой. Когда к лампе подается ток, она загорается и поджигает дугу.

Проблема 3. Электроды по-прежнему не сгорают равномерно. Тот, на который подается «+», сгорает быстрее.

Решение. Первоначально этот электрод делали толще. Позднее вместо этого начали использовать переменный ток.

Дуговая лампа Яблочкова.

В результате конструкция дуговой лампы выглядела так: два угольных стержня укрепляются на подставке, а между ними помещается изолятор.

Такая лампа могла светить почти полтора часа, пока стержни не сгорали полностью.

После отъезда Яблочкова из России, работы были продолжены другими учеными.

В 1872 году Александр Николаевич Лодыгин впервые провел ток сквозь стержень из угля, который размещался в вакууме колбы, сделанной из стекла. При этом происходила большая светоотдача из-за возрастания силы тока, и превышения температур плавления с последующим угасанием лампочки. На основе данных опытов были определены подходящие для длительной работы лампочек режимы, а 1873 году такие лампы впервые начали использовать для освещения санкт-петербургских улиц.

Так как лампа свеча Яблочкова была более удобна в использовании и недорога в изготовлении, в 1877 году было организовано потоковое производство этого устройства: в месяц выпускали более 8000 электросвечей и несколько десятков электрогенераторов для их питания. Постепенно свеча Яблочкова распространяется по всей Европе и даже на Востоке: во дворцах персидского шаха и короля Камбоджи.

Но скоро дуговую лампу вытесняет лампа накаливания, которая служит гораздо дольше и стоит меньше.

Изобретение лампы накаливания. До сих пор идут споры, является ли Томас Эдисон изобретателем лампы накаливания или приписывает себе чужие изобретения. Чтобы разобраться лучше, давайте посмотрим на известные факты:

- 1820 год. Уоррен де ла Рю (Warren De la Rue), британский химик и астроном, выкачивает из трубки воздух, помещает внутрь платиновую проволоку и пускает по ней ток. Свет есть, но изобретение не получает широкого распространения и не идет в массовое производство.

- 1844 год. Фредерик де-Молейнс помещает внутрь стеклянного шара платиновую проволоку и накаливает ее. Однако проволока слишком быстро плавится и не дает ожидаемых результатов.

- 1854 год. Генрих Гебель впервые показывает в Нью-Йорке собственную лампу накаливания. Она устроена так: в стеклянный вакуумный сосуд помещена тонкая бамбуковая нить, на которую подается ток. Светит она около 200 часов.

- 1860 год. Джозеф Уилсон Суон демонстрирует лампу накаливания с углеродной нитью и получает на нее патент. Однако трудности с получением вакуума не дают ему обеспечить надежность и долговечность работы лампы, и соответственно развить массовое её производство.

- 1872 год. А. Н. Лодыгин начинает опыты с электрическим освещением. Первая лампа представляет собой герметично закрытый стеклянный шар, в котором двумя стержнями зажата тонкая угольная палочка. Он получает на нее патент сначала в России, затем во многих странах Европы.

- 1875 год. В. Ф. Дидрихсон улучшает лампу Лодыгина. В ней угольки помещаются в вакууме и автоматически заменяются при сгорании.

- 1876 год. Н. П. Булыгин снова дорабатывает изобретение Лодыгина. В нем угольный стержень выдвигается автоматически по мере сгорания.

- 1878 год. Джозеф Уилсон Суон получает новый патент на лампу накаливания в Великобритании, и на следующий год его лампа используется для освещения в домах Англии.

- 1879 год. Томас Эдисон получил патент на электрическую лампу накаливания собственной конструкции.

Вывод.

Да, конечно, сама идея лампы накаливания принадлежит не Томасу Эдисону, и не он ее первым изобрел.

Однако Томас Эдисон оказался талантливым инженером и предпринимателем, который дал мощный толчок развитию этой новой технологии.

Основанная Эдисоном компания General Electric (GE) первая начала массовый выпуск цокольных вакуумных ламп накаливания, патронов для светильников, предохранителей, выключателей и счетчиков электроэнергии.

И для этого Эдисон объединяется в работе со многими лучшими изобретателями!

Основные типы современных ламп накаливания.

Лампы накаливания разделяют на (расположены по порядку возрастания эффективности):

- Вакуумные (самые простые).

- Аргоновые (азот-аргоновые).

- Криптоновые.

- Ксенон-галогенные с отражателем ИК-излучения (так как большая часть излучения лампы приходится на ИК-диапазон, то отражение ИК-излучения внутрь лампы заметно повышает КПД).

Лампы накаливания. История создания ламп накаливания.

Женский сайт: Я-самая-красивая.рф (www.i-kiss.ru)