Historie žhavých žárovek. Kdo vynalezl žárovku? Výhody a nevýhody žárovek

Historie žárovek se datuje do devatenáctého století. Zvažte hlavní body spojené s tímto jedinečným vynálezem lidstva.

Zvláštní funkce

Žárovka Toto je téma, které je známo mnoha lidem. V současné době je obtížné představit život lidstva bez použití umělého a elektrického světla. V tomto případě zřídka někdo myslí, jak první lampa vypadala, v jakém historickém období to bylo vytvořeno.

Začněte s ohledem na zařízení se žárovkami. Tento zdroj elektrického světla je vodič s vysokou teplotou tání, který se nachází v baňce. Vzduch se předem čerpá, místo toho se baňka naplní inertním plynem. Při průchodu lampou proudí elektrický proud proudem světla.

Podstata fungování

Jaký je princip žárovky? Spočívá v tom, že během proudění elektrického proudu tělem tepla se prvek ohřívá, zatímco se samotné žhavé vlákno žhaví. Podle Planckova zákona vyzařuje záření tepelných a elektromagnetických typů. Chcete-li vytvořit plnohodnotnou záře, musíte zahřát vlákno wolframu na několik set stupňů. Jak teplota klesá, spektrum se stává červené.

První žárovky měly mnoho nevýhod. Například bylo obtížné regulovat teplotu, v důsledku čehož lampy rychle selhaly.

Technické vlastnosti

Jaký je návrh moderní žárovky? Od té doby, co se stal prvním zdrojem světla, má poměrně jednoduchý design. Hlavní prvky lampy jsou považovány za:

• tělesné teplo;
• baňka;
• proudové vstupy.

V současné době byly vyvinuty různé modifikace, v lampě je zavedena pojistka, která je spojkou. Pro výrobu této položky pomocí slitiny nikl-železa. Spojka je svařena do ramena vstupního proudu, aby se zabránilo zničení skleněné baňky, když je wolframové vlákno žhavé.

Vzhledem k hlavním výhodám a nevýhodám žárovkových žárovek je třeba poznamenat, že od svého vzniku byly lampy významně modernizovány. Například kvůli použití pojistky se pravděpodobnost rychlé destrukce lampy snížila.

Hlavní nevýhodou těchto světelných prvků je jejich vysoká spotřeba energie. Proto se v současné době uplatňují mnohem méně často.

Jak se objevily umělé zdroje světla

Historie žárovky je spojena s mnoha vynálezci. Až do doby, kdy ruský fyzik Alexander Lodygin začal pracovat na svém vzniku, byly již vyvinuty první modely žárovek. V roce 1809 vyvinul anglický vynálezce Delarue model, který byl vybaven platinovou cívkou. Historie žárovky je spojena s vynálezcem Heinrichem Goebelem. Ve vzorku vytvořeném němčinou byla plamenná bambusová vlákna umístěna do nádoby, ze které byl předtím čerpaný vzduch. Společnost Goebel se zabývala modernizací svého modelu žárovky po dobu patnácti let. Podařilo se mu získat pracovní verzi žárovky. Lodygin dosáhl vysoce kvalitní záře uhlíkové tyče umístěné ve skleněné nádobě, ze které byl odstraněn vzduch.

Možnost praktického modelu

První žárovky, které by mohly být vyráběny ve velkých objemech, se objevily v Anglii koncem devatenáctého století. Joseph Wilson Swan dokonce získal patent na vlastní design.

Když mluvíme o těch, kdo vynalezli žárovku, je také nutné se zabývat experimenty, které provádí Thomas Edison.

Snažil se používat různé materiály jako vlákna. Právě tento vědec navrhl platinové vlákno jako žhavící vlákno.

Tento vynález žhavicích žárovek se stal novým stupněm v oblasti elektřiny. Zpočátku Edison žárovky fungovaly jen čtyřicet hodin, ale navzdory tomu poměrně rychle vyhnuly plynové osvětlení.

V době, kdy se Edison zabýval výzkumem, se v Rusku Alexander Lodygin podařilo vytvořit najednou několik různých druhů lamp, ve kterých vysoko tavící kovy hrály roli nití.

Historie žárovkových svítidel naznačuje, že to byl ruský vynálezce, který nejprve začal používat žáruvzdorné kovy ve formě žhavého těla.

Vedle volfrámu provedl Lodygin také experimenty s molybdenem, který ho zkroucil ve formě spirály.

Specifika lampy Lodygin

Moderní analogy se vyznačují krásnou světelný tok stejně jako vysoce kvalitní barevné ztvárnění. Jejich účinnost je 15% při nejvyšší hodnotě teploty vlákna. Takové světelné zdroje pro svou práci spotřebovávají značné množství elektrické energie, takže jejich provoz není prováděn déle než 1000 hodin. Je to spíše než cenné nízké náklady na lampy, takže i přes rozmanitost umělých světelných zdrojů na moderním trhu jsou stále považovány za populární a poptávku mezi kupujícími.

Zajímavé skutečnosti z historie žárovky

Na konci devatenáctého století se Didrichson podařilo významným způsobem změnit model, který navrhl ruský vynálezce Lodygin. Provedl úplné vyčerpání vzduchu a okamžitě použil několik vlasů.

Takové zlepšení umožnilo použít lampu i v případě, že jeden z chloupků vyfoukl.

Anglický inženýr Joseph Wilson Swan vlastnil patent potvrzující vytvoření lampy s uhlíkovými vlákny.

Vlákno bylo umístěno v kyslíku vypouštěná atmosféra v důsledku toho bylo světlo jasnější a rovnoměrnější.

Ve druhé polovině devatenáctého století, kromě samotné lampy, Edison vynalezl rotační spínač domácnosti.

Velký vzhled svítidel na trhu

Od konce devatenáctého století se začaly objevovat lampy, ve kterých se jako vlákno používaly oxidy yttria, zirkonia, thoria a hořčíku.

Na začátku minulého století získali maďarští vědci Sandor Yust a Franjo Hanaman patent na použití wolframu v žárovkách. Právě v této zemi byly vyrobeny první kopie takových svítidel, které vstoupily na rozsáhlý trh.

Ve Spojených státech ve stejnou dobu byly vybudovány a provozovány rostliny podílející se na získávání titanu, wolframu, chrómu, elektrochemickou redukcí.

Vysoká cena volfrámu se přizpůsobila rychlosti, s jakou jsou žárovky zavedeny do každodenního života.

V roce 1910 vyvinula společnost Coolidge novou technologii pro výrobu tenkých wolframových vláken, které přispěly k levnější výrobě umělých žárovek.

Problém rychlého odpařování byl řešen americkým vědcem Irvingem Langmuirem. Byl to ten, kdo představil plnění skleněných lahví inertním plynem do průmyslové výroby, což prodloužilo životnost lampy a zlevnilo ji.

Koeficient výkonnosti

Prakticky veškerá energie, která se vyrábí v lampě, se postupně mění na tepelné záření. Účinnost dosahuje 15 procent při teplotním indexu 15 procent.

Jak teplota stoupá, zvyšuje se účinnost, což však způsobuje významné snížení životnosti lampy.

Při 2700 K je životnost plného využití umělého zdroje světla 1000 hodin a při 3400 K několik hodin.

Za účelem zvýšení trvanlivosti žárovky navrhují vývojáři snížit hodnotu napájecího napětí. Samozřejmě, účinnost se také sníží asi o 4 až 5krát. Inženýři tento efekt využívají, je-li vyžadováno spolehlivé pokrytí minimálního jasu. Například je to důležité pro večerní a noční osvětlení stavenišť, schodišť.

Za tímto účelem proveďte sériové zapojení lampy střídavého proudu diodou, která zajišťuje napájení proudu na polovinu celé doby trvání proudového napájení.

Vzhledem k tomu, že cena běžné žárovky je výrazně nižší než její průměrná životnost, získání takových zdrojů osvětlení lze považovat za poměrně výnosné opatření.

Závěr

Historie vzhledu elektrického modelu lampy, na který jsme zvyklí, je spojena se jmény mnoha ruských a zahraničních vědců a vynálezců. Po dobu dvou staletí tento umělý zdroj osvětlení prošel transformacemi, modernizací, jejichž účelem bylo zvýšit provozní životnost zařízení a snížit jeho náklady.

Největší opotřebení vlákna je pozorováno v případě ostrého napájení lampy. K vyřešení tohoto problému začali vynálezci nabízet lampy s různými zařízeními, které zaručují jejich hladký start.

Studené wolframové vlákno má odpor který je jen dvakrát vyšší než hliník. Aby se zabránilo špičkovému výkonu, vývojáři používají termistory, jejichž odpor se s rostoucí teplotou snižuje.

U lamp s nízkým napětím s rovným výkonem je zdroj vykořisťování a světelný výkon mnohem vyšší, protože mají větší průřez žhavícího tělesa. Ve svítidlech navržených pro více lamp, účinně sériové připojení několik svítidel s nižším napětím. Například namísto šesti lamp, 60 W, paralelně zapojených, můžete použít pouze tři.

Samozřejmě, v dnešní době se objevily různé modely elektrických výbojů, které mají mnohem více produktivní vlastnosti než obyčejné žárovky vynalezené během Lodygin a Edison.