Пользуясь рисунком 83 расскажите как устроена современная лампа накаливания


Вопросы § 55

1. Пользуясь рисунком 87, расскажите, как устроена современная лампа накаливания? 

Основная часть современной лампы накаливания — спираль из тонкой вольфрамовой проволоки. В лампе накаливания вольфрамовая спираль нагревается до 300’С, при такой температуре она достигает белого каления и светится ярким светом. Спираль помещают в стеклянную колбу, из которой выкачивают насосом воздух, чтобы спираль не перегорала.

2. Зачем баллоны современных ламп накаливания наполняют инертным газом? 

В вакууме вольфрам быстро испаряется, и чтобы это предотвратить, лампы наполняют азотом или инертными газами — криптоном или аргоном. Молекулы газа препятствуют выходу частиц вольфрама из нити.

3. Приведите примеры использования тепловых действий тока. 

В домашних условиях: электрические плитки, утюги, чайники, кипятильники.

В промышленности: выплавление специальных сортов стали и многих других металлов, электросварка.

В сельском хозяйстве: теплицы, кормозапарники, инкубаторы, сушение зерна, приготовление силоса.

4. Какими свойствами должен обладать металл, из которого изготовляют спирали или ленты нагревательного элемента? 

Металл должен обладать большим удельным сопротивлением.

История ламп накаливания

самое глубокое изобретение со времен искусственного пожара


История лампы накаливания (1802 - сегодня)

лампа накаливания была второй разработанной формой электрического света. для коммерческого использования после угольной дуговой лампы. Это вторая по популярности лампа в мире после люминесцентных ламп. лампы. На этой странице мы рассказываем о традиционных лампах накаливания.Галоген лампы также являются источниками света накаливания, но у них есть своя страница Вот. Традиционная лампа накаливания не только источник света, но и стал символом новаторства.

Преимущества:
* Отлично подходит для освещения небольших площадей
* Хорошая цветопередача: CRI 100, что является наилучшим возможным
* Недорого в производстве
* Отсутствие количества токсичных материалов, которые нужно утилизировать (например, ртуть, токсичные сплавы, или полупроводники)
* Легко используется в схемах стробоскопа или диммирования

Недостатки:
* Неэффективно (90% энергии уходит на тепло, 10% делает видимым свет)
* Обычные лампы накаливания не подходят для освещения больших области.Требуется много, чтобы осветить большую площадь, тогда как только одна лампа HID можно осветить большую открытую площадку. Для этого пригодится галогенная лампа накаливания. цель, но она не рассматривается на этой странице.

Статистика
* CRI 100 (наилучший возможный индекс цветопередачи)
* Цветовая температура - есть все варианты, но обычно 2700 - 5000 К
* Люмен на ватт 8 - 24
* Срок службы лампы: 750 - 1000 часов (стандартная бытовая лампа)
Срок службы можно значительно продлить, если использовать лампу при цене ниже нормальное напряжение.

Общий использует: используется везде, практически для любого приложения. От 1 до 10 000 W.

Ниже: Видео о лампе накаливания. 6 мин. YouTube должен не будет заблокирован вашим сервером .

1. Как это работает

Лампа накаливания лампочки работают, пропуская электрический ток через резистивный материал.Обычно материалы начинают светиться до достижения точки плавления. Наиболее материалы будут светиться тускло-красным цветом, когда они достигнут 525 по Цельсию. Большинство материалов загораются или расплавляются, и из них нельзя получить хорошую нить.

Нити сделаны из материалов с высокой температурой плавления. вольфрам может достигать 3422 C, прежде чем он тает. Это более высокая температура чем дойдет любая лампа (кроме угольной дуговой лампы, которая достигает 3500 C).Из других материалов получаются хорошие волокна или части волокон, включая тантал, молибден и углерод.

Почему излучает ли материал свет при пропускании электрического тока через Это?

Когда вы проходите ток через материал нити, сопротивление создает тепло. Атомы в материале поглощают энергию. Электроны вокруг атомов возбуждены и временно достигают орбитали, которая находится дальше от ядра.Когда электронная орбита коллапсирует на более низкую орбиталь, она выбрасывает лишнюю орбиту. энергия в виде фотона.

Накаливание - это тепловое излучение. Постоянно выделяется тепло объекты вокруг нас, мы просто не можем их видеть. Когда жара становится достаточно сильной он достигает видимых нам длин волн. Он начинается с красного и идет вверх по спектру. Длина волны / цвет света зависит от того, как высвобождается много энергии и какой атом высвобождает.В лампе накаливания большая часть тепловой энергии (90%) выделяется в инфракрасный спектр, который находится чуть ниже видимого света. Это тоже что делает лампу неэффективной. Мы не используем эту часть спектра для ламп нам нужен только видимый спектр. Это основное объяснение. Подробнее о химии можно прочитать в учебнике. или онлайн.

2. История и разработки

г. история лампы накаливания сосредоточена на развитии типов нитей, поэтому организуем по нитям.

Платина и иридиевые нити: 1802-1880's

Хамфри Дэви создал первую лампу накаливания, пропустив ток через платиновую полоску. Это вызвало свечение и не длились долго, но положили начало развитию ламп накаливания. В течение следующих 70 лет экспериментаторы продолжали использовать платину. и иридий. Frederick de Moleyns использовал платиновую нить в вакуумированной стеклянной трубке для изготовления лампочки.Это было только мягко удачно из-за почернения лампочки, которая перекрывала свет выход. Возгорание материала нити и почернение верхняя сторона лампы была неприятной постоянной проблемой для первых изобретателей ламп. Платиновый материал также был дорогим.

.

Что такое лампа накаливания и как она работает?

⚠ Мы здесь, чтобы служить вам во время пандемии COVID-19. Нажмите здесь, чтобы узнать как >>
  • Магазин товаров
    • Лампочки
    • Балласты и батареи
    • Аккумуляторы
    • Электрооборудование
    • Светильники
    • Специальность
    • Регистрация бизнес-аккаунта
  • Услуги
    • Проблемы, которые мы решаем
    • Консультации по дизайну
    • Строительные услуги
    • Продукты на замену
    • Техническое обслуживание освещения
    • Управление модернизацией
    • Устойчивая переработка
    • Категории продуктов
    • Истории успеха клиентов
  • ресурса
    • Блог об освещении
    • Общая стоимость освещения
    • Калькулятор экономии энергии
.

Кто на самом деле изобрел лампочку накаливания?

Электрическая лампочка, в частности лампа накаливания, на протяжении многих лет стала синонимом термина «лампочка». Хотя это всего лишь одно из различных доступных решений по искусственному освещению, именно о нем думают многие, когда используют термин лампочка.

СВЯЗАННЫЕ С: 19 БОЛЬШИХ ИЗОБРЕТЕНИЙ, ПРЕВРАЩАЮЩИХ ИСТОРИЮ

Но кто это изобрел и когда? Был ли это Томас Эдисон, как утверждают многие, или Джозеф Свон, как утверждают другие? Участвовал ли в этом процессе Никола Тесла?

Как вы вскоре узнаете, ответ на эту загадку не совсем ясен.Это также зависит от того, что вы считаете «настоящей» лампочкой. Но, как и многие изобретения во времени, конечный продукт - это совокупный труд многих изобретателей на протяжении всей истории, то же самое верно и для лампочки.

В следующей статье мы кратко рассмотрим историю возникновения лампочки и остановимся на некоторых ключевых игроках. Держись крепче.

Томас Эдисон действительно изобрел лампочку? Источник: Wikimedia Commons

Кто и когда изобрел лампочку?

Изобретение лампочки (в частности, лампы накаливания) - вопрос, мягко говоря, довольно спорный.Хотя Томас Альва Эдисон часто получает все заслуги, действительно ли это правда?

Как и многие изобретения на протяжении всей истории, современная лампочка на самом деле представляет собой комбинацию множества крошечных ступенек. Многие историки утверждают, что не менее 20 изобретателей создали различные конструкции ламп накаливания задолго до Эдисона.

СВЯЗАННЫЕ: 85 ЛЕТ НАСЛЕДИЯ: КАК ТОМАС ЭДИСОН ОСВЕЩАЛ МИР

Вкладом Томаса Эдисона в эволюцию лампочки стало создание первой коммерчески практичной лампы.Поскольку его дизайн был настолько успешным, он фактически доминировал на рынке и опередил все другие версии.

В этом смысле было бы правильнее назвать его «усовершенствовавшим лампочку». Но сначала давайте углубимся.

Одним из самых важных шагов до Эдисона была работа великого британского ученого сэра Хамфри Дэви . В 1802 году ему удалось создать первый в мире настоящий искусственный электрический свет.

Дуговая лампа Дэви и батарея Источник: Chetvorno / Wikimedia Commons

Используя недавно изобретенную электрическую батарею, Дэви подключил к ней набор проводов к куску углерода.Дэви был поражен, обнаружив, что кусок углерода начал светиться и испускал много света.

Только что была создана первая в мире дуговая лампа. Единственная проблема заключалась в том, что это длилось недолго, а излучаемый свет был слишком ярким для практического использования.

В течение следующих 70 лет или около того многие другие изобретатели создали свои собственные версии лампочек. Хотя все они были многообещающими, большинство из них, если не все, оказались слишком дорогими в производстве или имели другие проблемы, которые помешали им стать коммерчески жизнеспособными.

Одна из самых известных версий была создана другим британским ученым Уорреном де ла Рю в 1840 году. Он заключил катушку из платиновой нити внутри вакуумной трубки и пропустил через нее ток.

Поскольку платина была очень дорогим металлом, это серьезно ограничивало коммерческую жизнеспособность его конструкции.

Джозеф Свон изобрел лампочку до Эдисона?

В 1850 году другой британский изобретатель, Джозеф Уилсон Свон , применил свои значительные таланты.Чтобы решить проблемы, с которыми столкнулся де ла Рю, Свон решил поэкспериментировать с менее дорогими нитевыми материалами.

Углеродные лампы накаливания Swan. Источник: Ulfbastel / Wikimedia Commons

В конце концов он остановился на использовании карбонизированной бумаги для замены платины, что показало некоторые перспективы.

К 1860 году у него был рабочий прототип, но отсутствие хорошего вакуума и достаточного количества электричества привело к созданию лампы, срок службы которой был слишком коротким, чтобы считаться эффективным источником света.

Он также имел тенденцию к почернению или образованию сажи внутренней части вакуумной трубки, что было далеко не идеально (как вы можете видеть на изображении выше).

Несмотря на эти неудачи, Swan продолжал работать над своим дизайном.

По мере совершенствования технологии изготовления электронных ламп в 1870-х годах Свон смогла совершить еще несколько значительных прорывов.

Кульминацией всей его работы стала разработка в 1878 году лампочки с длительным сроком службы. Как и его предшественники, он использовал нить накала, содержащуюся в откачанной трубке, за исключением того, что он заменил карбонизированную бумагу хлопковой нитью.

Он запатентовал свой дизайн в 1879 году и позже вступил в прямой конфликт с Томасом Эдисоном.

Еще одна интересная попытка была предпринята в 1874 году парой канадских изобретателей. Генри Вудворд и Мэтью Эванс , оба из Торонто, спроектировали и изготовили свои собственные электрические лампочки.

Пара создала ряд ламп разных размеров и форм, в которых использовались угольные стержни, помещенные между электродами в стеклянных цилиндрах, заполненных азотом. Вудворд и Эванс попытались продать свою лампу, но безуспешно.

В конце концов они продали свой патент Томасу Эдисону в 1879 году.

Как Томас Эдисон изобрел лампочку?

В 1879 году, в том же году, когда Свон подал заявку и получил патент в Англии, Томас Эдисон решил обратить свое внимание на разработку электрических лампочек. Эдисон, будучи заядлым бизнесменом, хотел разработать коммерчески жизнеспособную и практичную версию для вывода на рынок.

Он надеялся выйти на прибыльный рынок газового и масляного освещения в Соединенных Штатах.Если бы он смог сломить гегемонию этих двух систем, он мог бы просто заработать состояние.

В октябре 1879 года он наконец запатентовал свою первую заявку на «Улучшение электрического освещения» в патентном бюро. Но на этом он не остановился.

Эдисон продолжал работать над своими проектами и улучшать их. Он экспериментировал с различными металлами для изготовления нитей, чтобы улучшить характеристики своего первоначального патента.

Первая успешная лампочка Эдисона. Источник: Alkivar / Wikimedia Commons

В 1879 году Эдисон подал еще один патент на электрическую лампу, в которой использовалась углеродная нить или полоса, скрученная и соединенная.... к контактным проводам из платины. "Это решение очень похоже на решение Joseph Swan почти за 20 лет до этого.

В этом патенте также описаны возможные средства создания указанной углеродной нити. Они включают использование" хлопковой или льняной нити , деревянные шины и бумага, свернутая по-разному ».

Всего через несколько месяцев после его более позднего патента Эдисон и его команда смогли обнаружить, что карбонизированный бамбук сделал свое дело. Этот материал, казалось, мог прослужить более 1200 часов .

Это открытие ознаменовало начало коммерческого производства лампочек, и в 1880 году компания Томаса Эдисона, Edison Electric Light Company , начала продавать свой новый продукт.

Впечатляет, но не все шло гладко.

Так похоже было собственное изобретение Эдисона, что Свон решила подать на Эдисона в суд за нарушение авторских прав. Британские суды вынесли решение против Эдисона, и в качестве наказания Эдисон должен был сделать Суэна партнером в своей электрической компании.

Источник: Wikimedia Commons

Позже даже U.Патентное ведомство S. Patent Office решило в 1883 году, что патент Эдисона недействителен, так как он также дублирует работу другого американского изобретателя. Но, несмотря на все это, Эдисона навсегда запомнят как изобретателя лампочки.

Томас Эдисон впоследствии стал одним из самых плодовитых изобретателей и бизнесменов XIX и XX веков. К моменту своей смерти он приобрел ошеломляющие 2332 патента , из которых 389 только для электрического освещения и питания.

Кто изобрел лампочку Тесла или Эдисон?

Хотя Томас Эдисон по праву получил некоторую «горячку» за «кражу» многих изобретений и разработок Николы Теслы, лампочка к их числу не относится.На самом деле, Тесла тратил совсем немного времени на разработку любого вида электрического освещения.

Tesla, однако, внесла свой вклад в развитие дугового освещения. Он также провел несколько интересных экспериментов с возможностью беспроводного освещения.

Но претензии относительно изобретения Эдисоном лампы накаливания, как мы видели, спорны. Но нельзя отрицать тот факт, что Эдисон, в отличие от всех изобретателей лампочки до него, смог создать коммерчески жизнеспособную и надежную конструкцию.

По этой причине и его деловой хватке в целом именно дизайн Эдисона (и Джозефа Свона) стал бы повсеместным во всем мире.

.

История лампочки | Основы освещения

Краткая история лампочки

Электрический свет, один из предметов повседневного обихода, который больше всего влияет на нашу жизнь, был изобретен не в в традиционном понимании в 1879 году Томаса Альвы Эдисона, хотя можно сказать, что он создал первую коммерчески практичную лампу накаливания. свет. Он был не первым и не единственным, кто пытался изобрести лампочку накаливания. Фактически, некоторые историки утверждают, что до версии Эдисона было более 20 изобретателей ламп накаливания.Однако Эдисон часто приписывают изобретение, потому что его версия смогла превзойти более ранние версии из-за сочетание трех факторов: эффективный материал накаливания, более высокий вакуум, чем могли достичь другие и высокое сопротивление, делающее распределение энергии из централизованного источника экономически целесообразным.

Ранние лампочки

В 1802 году Хэмфри Дэви изобрел первый электрический свет. Он экспериментировал с электричеством и изобрел электрическая батарея.Когда он подключил провода к своей батарее и куску углерода, углерод засветился, производя свет. Его изобретение было известно как лампа Electric Arc. И хотя он производил свет, он не производил его для длинный и был слишком ярким для практического использования.

В течение следующих семи десятилетий другие изобретатели также создали «лампочки», но не появилось никаких конструкций для коммерческого использования. заявление. В частности, в 1840 году британский ученый Уоррен де ла Рю заключил свернутую в спираль платиновую нить в вакуумную трубку и пропускали через нее электрический ток.Дизайн был основан на концепции, что высокоплавкие точка платины позволит ему работать при высоких температурах и что откачанная камера будет содержать меньшее количество молекул газа вступает в реакцию с платиной, что увеличивает ее долговечность. Несмотря на эффективный дизайн, стоимость платины сделали его непрактичным для коммерческого производства.

В 1850 году английский физик Джозеф Уилсон Свон создал «лампочку», вложив туда карбонизированную бумагу. нити в вакуумированной стеклянной колбе.И к 1860 году у него был рабочий прототип, но отсутствие хорошего вакуума и адекватное снабжение электричеством привело к лампочке, срок службы которой был слишком коротким, чтобы считаться эффективным источник света. Однако в 1870-х годах стали доступны лучшие вакуумные насосы, и Свон продолжила эксперименты со светом луковицы. В 1878 году Свон разработал лампочку с более длительным сроком службы, используя обработанную хлопковую нить, которая также устранила проблему. раннего почернения луковиц.

24 июля 1874 г. канадский патент. был подан Торонто медицинский электрик по имени Генри Вудворд и коллега Мэтью Эванс.Они построили свои лампы из карбона разных размеров и форм. стержни между электродами в стеклянных баллонах, заполненных азотом. Вудворд и Эванс попытались продать свою лампу, но безуспешно. В конце концов они продали свой патент Эдисону в 1879 году.

Томас Эдисон и «первая» лампочка

В 1878 году Томас Эдисон начал серьезные исследования по разработке практической лампы накаливания, а 14 октября 1878 года Эдисон подал свою первую патентную заявку на «Улучшение электрического освещения».Однако он продолжал испытывать несколько типы материалов для металлических нитей, чтобы улучшить его первоначальный дизайн, и к 4 ноября 1879 года он подал еще одну заявку на патент США. патент на электрическую лампу с использованием «углеродной нити или ленты, намотанной и соединенной ... с платиновыми контактными проводами».

Хотя в патенте описано несколько способов создания углеродной нити, включая использование «хлопковой и льняной нити, деревянные лубки, бумага, свернутая по-разному ", только через несколько месяцев после выдачи патента Эдисон и его команда обнаружили, что карбонизированная бамбуковая нить может прослужить более 1200 часов.

Это открытие положило начало лампочек промышленного производства, а в 1880 году компания Томаса Эдисона, Edison Electric Light Company, начала продвигает свой новый продукт.

Оригинальная лампа с углеродной нитью от Томаса Эдисона.

Другие примечательные даты

  • 1906 - Компания General Electric первой запатентовала метод изготовления вольфрамовых нитей для использования в лампах накаливания. Сам Эдисон знал, что вольфрам в конечном итоге окажется лучшим выбором для нитей накаливания в лампах накаливания, но в его время не было оборудования, необходимого для производства проволоки в такой прекрасной форме.
  • 1910 - Уильям Дэвид Кулидж из General Electric усовершенствовал процесс производства, чтобы производить самые долговечные вольфрамовые нити.
  • 1920-е гг. - Производство первых матовых лампочек, регулируемых ламп для автомобильных фар и неонового освещения.
  • 1930-е годы - в тридцатые годы были изобретены небольшие одноразовые лампы-вспышки для фотографии и люминесцентные лампы для загара.
  • 1940-е гг. - первые лампы накаливания с мягким светом.
  • 1950-е годы - Производство кварцевого стекла и галогенных лампочек
  • 1980-е - Созданы новые галогениды маломощных металлов
  • 1990-е - дебютируют лампы с длительным сроком службы и компактные люминесцентные лампы.

Будущее «первой» лампочки?

Современные лампы накаливания не энергоэффективны - менее 10% электроэнергии, подаваемой в лампу, преобразуется в видимый свет. Оставшаяся энергия теряется в виде тепла.Однако эти неэффективные лампочки все еще широко используются сегодня благодаря множеству преимуществ, таких как:

  • широкий, недорогая доступность
  • легко встраивается в электрические системы
  • адаптируется для небольших систем
  • работа при низком напряжении, например, в устройствах с батарейным питанием
  • широкая форма и размер наличие

К сожалению, в отношении лампы накаливания законодательство многих стран, включая США, требует постепенного отказа от нее для использования в более энергоэффективных вариантах, таких как компактные люминесцентные лампы и светодиодные лампы.Однако эта политика вызвала большое сопротивление из-за низкой стоимости ламп накаливания, мгновенной доступности света и опасений по поводу загрязнения КЛЛ ртутью.

Но в связи со значительным падением цен на светодиоды будущее, похоже, принадлежит светодиодам. На Bulbs.com мы храним постоянно растущий каталог светодиодных ламп и светильников. В этом видео резюмируются многие преимущества светодиодной технологии.

Другие полезные ресурсы

.

Смотрите также