Американским изобретателем Томасом Эдисоном был разработан один из первых коммерчески удачных способов освещения, при помощи электрической лампы накаливания. Сейчас это самый популярный способ освещения любых помещений, который пользуется огромным спросом среди всего населения. Изобретение стало в истории ярчайшим техническим достижением 20-го века, так же, как в наше время телефоны и компьютеры.
История лампы Эдисона
В 20-м веке шарообразная колба, содержащая внутри себя светящуюся спираль, не имела конкурентов. В каждом доме находилось около десятка таких изобретений, причем каждая из них имела разную мощность. Эдисон в 1880 году сумел довести время горения угольной нити до 50 часов, что в несколько раз превышало созданные ранее другими изобретателями образцы, которые могли перегореть уже через пять часов.
Однако еще до Томаса десятки ученых уже вывели модель лампочки, их разные формы и размеры, а внутри были расположены бамбуковые, платиновые или угольные нити. Было понятно, что для правильной работы прибора нужен стержень, который будет находиться в вакууме и подключаться к электрическому току. Но именно Эдисон является создателем такого осветительного прибора, так как главная роль была не в самой идее создания, а в разработке упрощения данного механизма, снижения цен и общей доступности.
После такого прорыва освещение на улицах заменилось с газового на электрическое, а новым фонарям дали название в честь самого изобретателя. Томас, не покладая рук, трудился над удешевлением своего изобретения и смог довести цены так низко, что пользоваться свечами стало просто невыгодно.
Принцип работы лампы Эдисона
Каждый прибор имеет одинаковый состав. Практически во всех случаях лампы накаливания служат для трансформации электрического тока в световую энергию. Все приборы содержат:
- тело накала;
- стеклянную колбу;
- цоколь;
- электроды;
- центральный контакт.
Каждый элемент выполняет свою функцию, без работы которого света не получить.
Принцип работы: сильное нагревание тела накала с помощью потока заряженных частиц. Чтобы человеческий глаз смог увидеть излучение, температура объекта должна быть не ниже 580 градусов т.н. кранное излучение, а чтобы освещение было достаточно мощным, чтобы охватить как можно большую территорию, это значение должно быть превышено в 5-6 раз.
Самую высокую температуру металлов содержит вольфрам, потому вольфрамовая проволока и является телом накала. Чтобы занимать меньший объем, ее сворачивают в спираль.
Чтобы вольфрам не окислялся, тело накала помещено в герметичный стеклянный сосуд, который наполнен инертным газом. Обычно, это аргон, но иногда может быть криптон или азот. В состоянии постоянного нагревания вольфрам, в течение времени, испаряется, но инертный газ создает давление, которое препятствует этому, за счет чего лампочка служит дольше.
Мощность лампы Эдисона
Существует огромное разнообразие ламп для освещения различной площади: чем она больше, тем мощнее должен быть источник света. Основными являются несколько видов:
- Общего назначения. Самые распространенные - ЛОН. Все они соответствуют требованиям ГОСТ 2239-79. Они не являются особо долгими служителями, в среднем такие лампы работают 10000 часов. Еще одним недостатком является их КПД – в свет они образуют только около 5% энергии, а все остальное будет выделяться в виде тепла;
- Прожекторные. Они отличаются от других более высокой мощностью, а их предназначение – освещать как можно большую площадь. Согласно ГОСТу, они разделены на три группы: лампы кинопроекционные, для прожекторов общего назначения и маячные лампы. Прожекторный источник света содержит более длинное тело накала с более компактным размещением, чтобы усилить габаритную яркость и последующую фокусировку светового потока;
- Зеркальные. Отличаются такие приборы конструкцией колбы и светоотражающим алюминиевым слоем. Часть колбы, которая проводит свет, выполнена из матового стекла, за счет чего свет является более мягким и может сглаживать контрастные тени от предметов. Эти лампочки используются чаще всего в интерьерном освещении, чтобы сохранить более высокую яркость и оттенки интерьера;
- Галогенные. В газовой колбе галогенной лампы содержится бром- или иод-галогеновые соединения. Такие изобретения выдерживают более высокое нагревание спирали, за счет чего исходящий свет является более белым (около 3000 К), а срок эксплуатации значительно увеличен (около 2000 часов). Но и такой на вид идеальный источник света содержит свои минусы: низкое электрическое сопротивление в остывшем состоянии.
Лампа накаливания Эдисона
Источник света каждой лампочки – нить ил вольфрама, которая может быть расположена в виду самых разнообразных фигур.
Основные характеристики:
- Номинальной мощностью сети для стабильной работы является 220 Вольт.
- Средний срок службы – 3000-3500 часов.
- Цветовая температура – 2700К, что обеспечивает теплый белый или желтый спектр освещения.
- Каждый прибор может выпускаться с разной мощностью (от 25 до 100 Вт).
- Кроме того, что изобретения имеют разный размер цоколей (Е27, В22, Е14), у них еще может быть разная форма: трубка, длиной до 28 сантиметров, круглый диаметр колбы до 25 сантиметров, форма «груши».
Вольфрамовая нить так же может иметь разную форму, например:
- листообразная;
- вид шпильки;
- спиралеобразная;
- елочка;
- беличья клетка;
- петлеобразная.
Каждое изобретение Эдисона разделено по классам и количеством вольфрамовых нитей. Данный показатель влияет на цену, но никак не влияет на мощность. Некоторая часть лампочек выпущена со стеклами, имеющими нежный оттенок янтаря, но существуют еще и способы вкрапления серебристого или золотистого цветов.