Из чего состоит лампочка: принцип работы и потребление электрики

Содержание

Устройство лампы накаливания

Устройство и назначение основных частей ламп накаливания

Разбирая строение лампы накаливания (рисунок 1, а) мы обнаруживаем, что основной частью ее конструкции является тело накала 3, которое под действием электрического тока накаливается вплоть до появления оптического излучения. На этом собственно и основан принцип действия лампы. Крепление тела накала внутри лампы осуществляется при помощи электродов 6, обычно удерживающих его концы. Через электроды также осуществляется подвод электрического тока к телу накала, то есть они являются еще внутренними звеньями выводов. При недостаточной устойчивости тела накала, используют дополнительные держатели 4. Держатели посредством впайки устанавливают на стеклянном стержне 5, именуемым штабиком, который имеет утолщение на конце. Штабик сопряжен со сложной стеклянной деталью – ножкой. Ножка, она изображена на рисунке 1, б, состоит из электродов 6, тарелочки 9, и штенгеля 10, представляющего собой полую трубочку через которую откачивается воздух из колбы лампы. Общее соединение между собой промежуточных выводов 8, штабика, тарелочки и штенгеля образует лопатку 7. Соединение производится путем расплавления стеклянных деталей, в процессе чего проделывается откачное отверстие 14 соединяющее внутреннюю полость откачной трубки с внутренней полостью колбы лампы. Для подвода электрического тока к нити накала через электроды 6 применяют промежуточные 8 и внешние выводы 11, соединяемые между собой электросваркой.

Рисунок 1. Устройство электрической лампы накаливания (а) и ее ножки (б)

Для изоляции тела накала, а также других частей лампочки от внешней среды, применяется стеклянная колба 1. Воздух из внутренней полости колбы откачивается, а вместо него закачивается инертный газ или смесь газов 2, после чего конец штенгеля нагревается и запаивается.

Для подвода к лампе электрического тока и ее крепления в электрическом патроне лампа оборудуется цоколем 13, крепление которого к горлу колбы 1 осуществляется при помощи цоколевочной мастики. На соответствующие места цоколя припаивают выводы лампы 12.

От того как расположено тело накала и какой оно формы зависит светораспределение лампы. Но касается это только ламп с прозрачными колбами. Если представить, что нить накала представляет собой равнояркий цилиндр и спроецировать исходящий от нее свет на плоскость перпендикулярную наибольшей поверхности светящей нити или спирали, то на ней окажется максимальная сила света. Поэтому для создания нужных направлений сил света, в различных конструкциях ламп, нитям накала придают определенную форму. Примеры форм нитей накала приведены на рисунке 2. Прямая неспирализированная нить в современных лампах накаливания почти не применяется. Связано это с тем, что с увеличением диаметра тела накала уменьшаются потери тепла через газ наполняющий лампу.

Рисунок 2. Конструкция тела накала:
а – высоковольтной проекционной лампы; б – низковольтной проекционной лампы; в – обеспечивающая получение равнояркого диска

Большое количество тел накала подразделяют на две группы. Первая группа включает в себя тела накала, применяемые в лампах общего назначения, конструкция которых изначально задумывалась как источник излучения с равномерным распределением силы света. Целью конструирования таких ламп является получение максимальной световой отдачи, что достигается путем уменьшения числа держателей, через которые происходит охлаждение нити. Ко второй группе относят так называемые плоские тела накала, которые выполняют либо в виде параллельно расположенных спиралей (в мощных высоковольтных лампах), либо в виде плоских спиралей (в маломощных лампах низкого напряжения). Первая конструкция выполняется с большим числом молибденовых держателей, которые крепятся специальными керамическими мостиками. Длинная нить накала размещается в виде корзиночки, тем самым достигается большая габаритная яркость. В лампах накаливания, предназначенных для оптических систем, тела накала должны быть компактными. Для этого тело накала свертывают в дужку, двойную или тройную спираль. На рисунке 3 приведены кривые силы света, создаваемые телами накала различных конструкций.

Рисунок 3. Кривые силы света ламп накаливания с различными телами накала:
а – в плоскости, перпендикулярной оси лампы; б – в плоскости, проходящей через ось лампы; 1 – кольцевая спираль; 2 – прямая биспираль; 3 – спираль, расположенная по поверхности цилиндра

Требуемые кривые силы света ламп накаливания можно получить применением специальных колб с отражающими или рассеивающими покрытиями. Использование отражающих покрытий на колбе соответствующей формы позволяет иметь значительное разнообразие кривых силы света. Лампы с отражающими покрытиями называют зеркальными (рисунок 4). При необходимости обеспечить особо точное светораспределение в зеркальных лампах применяют колбы, изготовленные методом прессования. Такие лампы называются лампами-фарами. В некоторых конструкциях ламп накаливания имеются встроенные в колбы металлические отражатели.

Рисунок 4. Зеркальные лампы накаливания

Применяемые в лампах накаливания материалы

Металлы

Основным элементом ламп накаливания является тело накала. Для изготовления тела накала наиболее целесообразно применять металлы и другие материалы с электронной проводимостью. При этом пропусканием электрического тока тело будет накаливаться до требуемой температуры. Материал тела накала должен удовлетворять ряду требований: иметь высокую температуру плавления, пластичность, позволяющую тянуть проволоку различного диаметра, в том числе весьма малого, низкую скорость испарения при рабочих температурах, обуславливающую получение высокого срока службы, и тому подобных. В таблице 1 приведены температуры плавления тугоплавких металлов. Наиболее тугоплавким металлом является вольфрам, что наряду с высокой пластичностью и низкой скоростью испарения обеспечило его широкое использование в качестве тела накала ламп накаливания.

Таблица 1

Температура плавления металлов и их соединений

Металлы T, °С Карбиды и их смеси T, °С Нитриды T, °С Бориды T, °С
Вольфрам
Рений
Тантал
Осмий
Молибден
Ниобий
Иридий
Цирконий
Платина
3410
3180
3014
3050
2620
2470
2410
1825
1769
4TaC +
+ HiC
4TaC +
+ ZrC
HfC
TaC
ZrC
NbC
TiC
WC
W2C
MoC
VnC
ScC
SiC
3927

3927

3887
3877
3527
3427
3127
2867
2857
2687

2557
2377
2267

TaC +
+ TaN
HfN
TiC +
+ TiN
TaN
ZrN
TiN
BN
3373

3307
3227

3087
2977
2927
2727

HfB
ZrB
WB
3067
2987
2927

Скорость испарения вольфрама при температурах 2870 и 3270°С составляет 8,41×10-10 и 9,95×10-8 кг/(см²×с).

Из других материалов перспективным можно считать рений, температура плавления которого немного ниже, чем у вольфрама. Рений хорошо поддается механической обработке в нагретом состоянии, стоек к окислению, имеет меньшую скорость испарения, чем вольфрам. Имеются зарубежные публикации о получении ламп с вольфрамовой нитью с добавками рения, а также покрытия нити слоем рения. Из неметаллических соединений интерес представляет карбид тантала, скорость испарения которого на 20 – 30% ниже, чем у вольфрама. Препятствием к использованию карбидов, в частности карбида тантала, является их хрупкость.

В таблице 2 приведены основные физические свойства идеального тела накала, изготовленного из вольфрама.

Таблица 2

Основные физические свойства вольфрамовой нити

Температура, К Скорость испарения, кг/(м²×с) Удельное электрическое сопротивление, 10-6 Ом×см Яркость кд/м² Световая отдача, лм/Вт Цветовая температура, К
1000
1400
1800
2200
2600
3000
3400
5,32 × 10-35
2,51 × 10-23

8,81 × 10-17
1,24 × 10-12
8,41 × 10-10
9,95 × 10-8
3,47 × 10-6
24,93
37,19
50,05
63,48
77,49
92,04
107,02
0,0012
1,04
51,2
640
3640
13260
36000
0,0007
0,09
1,19
5,52
14,34
27,25
43,20
1005
1418
1823
2238
2660
3092
3522

Важным свойством вольфрама является возможность получения его сплавов. Детали из них сохраняют устойчивую форму при высокой температуре. При нагреве вольфрамовой проволоки, в процессе термической обработки тела накала и последующих нагревах происходит изменение ее внутренней структуры, называемое термической рекристаллизацией. В зависимости от характера рекристаллизации тело накала может иметь большую или меньшую формоустойчивость. Влияние на характер рекристаллизации оказывают примеси и присадки, добавляемые в вольфрам в процессе его изготовления.

Добавка к вольфраму окиси тория ThO2 замедляет процесс его рекристаллизации и обеспечивает мелкокристаллическую структуру. Такой вольфрам является прочным при механических сотрясениях, однако он сильно провисает и поэтому не пригоден для изготовления тел накала в виде спиралей. Вольфрам с повышенным содержанием окиси тория используется для изготовления катодов газоразрядных ламп из-за его высокой эмиссионной способности.

Для изготовления спиралей применяют вольфрам с присадкой оксида кремния SiO2 вместе со щелочными металлами – калием и натрием, а также вольфрам, содержащий, кроме указанных, присадку оксида алюминия Al2O3. Последний дает наилучшие результаты при изготовлении биспиралей.

Электроды большинства ламп накаливания выполняют из чистого никеля. Выбор обусловлен хорошими вакуумными свойствами этого металла, выделяющего сорбированные в нем газы, высокими токопроводящими свойствами и свариваемостью с вольфрамом и другими материалами. Ковкость никеля позволяет заменять сварку с вольфрамом обжатием, обеспечивающим хорошую электро- и теплопроводность. В вакуумных лампах накаливания вместо никеля используют медь.

Держатели изготавливают как правило, из молибденовой проволоки, сохраняющей упругость при высокой температуре. Это позволяет поддерживать тело накала в растянутом состоянии даже после его расширения в результате нагрева. Молибден имеет температуру плавления 2890 К и температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР), в интервале от 300 до 800 К равный 55 × 10-7 К-1. Из молибдена делают также вводы в тугоплавкие стекла.

Выводы ламп накаливания изготавливают из медной проволоки, которую приваривают торцевой сваркой к вводам. У ламп накаливания малой мощности отдельные выводы отсутствуют, их роль выполняют удлиненные вводы, изготовленные из платинита. Для припаивания выводов к цоколю применяют оловянно-свинцовый припой марки ПОС-40.

Стекла

Штабики, тарелочки, штенгели, колбы и другие стеклянные детали, применяемые в одной и той же лампе накаливания, изготовляют из силикатного стекла с одинаковым температурным коэффициентом линейного расширения, что необходимо для обеспечения герметичности мест сварки этих деталей. Значения температурного коэффициента линейного расширения ламповых стекол должны обеспечивать получение согласованных спаев с металлами, используемыми для изготовления вводов. Наибольшее распространение получило стекло марки СЛ96-1 со значением температурного коэффициента, равным 96 × 10-7 К-1. Это стекло может работать при температурах от 200 до 473 К.

Одним из важных параметров стекла является интервал температур, в пределах которого оно сохраняет свариваемость. Для обеспечения свариваемости некоторые детали изготовляют из стекла марки СЛ93-1, отличающегося от стекла марки СЛ96-1 химическим составом и более широким интервалом температур, в котором оно сохраняет свариваемость. Стекло марки СЛ93-1 отличается повышенным содержанием окиси свинца. При необходимости уменьшения размеров колб применяют более тугоплавкие стекла (например, марки СЛ40-1), температурный коэффициент которых составляет 40 × 10-7 К-1. Эти стекла могут работать при температурах от 200 до 523 К. Наиболее высокую рабочую температуру имеет кварцевое стекло марки СЛ5-1, лампы накаливания из которого могут работать при 1000 К и более в течение нескольких сотен часов (температурный коэффициент линейного расширения кварцевого стекла 5,4 × 10-7 К-1). Стекла перечисленных марок прозрачны для оптического излучения в интервале длинн волн от 300 нм до 2,5 – 3 мкм. Пропускание кварцевого стекла начинается от 220 нм.

Вводы

Вводы изготовляют из материала, который наряду с хорошей электропроводностью должен иметь тепловой коэффициент линейного расширения, обеспечивающий получение согласованных спаев с применяемыми для изготовления ламп накаливания стеклами. Согласованными называют спаи материалов, значения теплового коэффициента линейного расширения которых во всем интервале температур, то есть от минимальной до температуры отжига стекла, отличаются не более чем на 10 – 15%. При впае металла в стекло лучше, если тепловой коэффициент линейного расширения металла несколько ниже, чем у стекла. Тогда при остывании впая стекло обжимает металл. При отсутствии металла, обладающего требуемым значением теплового коэффициента линейного расширения, приходится изготовлять не согласованные впаи. В этом случае вакуумно-плотное соединение металла со стеклом во всем диапазоне температур, а также механическая прочность впая обеспечиваются специальной конструкцией.

Согласованный спай со стеклом марки СЛ96-1 получают при использовании платиновых вводов. Дороговизна этого металла привела к необходимости разработки заменителя, получившего название «платинит». Платинит представляет собой проволоку из железоникелевого сплава с температурным коэффициентом линейного расширения меньшим, чем у стекла. При наложении на такую проволоку слоя меди можно получить хорошо проводящую биметаллическую проволоку с большим температурным коэффициентом линейного расширения, зависящим от толщины слоя наложенного слоя меди и теплового коэффициента линейного расширения исходной проволоки. Очевидно, что такой способ согласования температурных коэффициентов линейного расширения позволяет осуществлять согласование в основном по диаметральному расширению, оставляя несогласованным температурный коэффициент продольного расширения. Для обеспечения лучшей вакуумной плотности спаев стекла марки СЛ96-1 с платинитом и усиления смачиваемости поверх слоя меди, окисленного по поверхности до закиси меди, проволока покрывается слоем буры (натриевая соль борной кислоты). Достаточно прочные впаи обеспечиваются при использовании платиновой проволоки диаметром до 0,8 мм.

Вакуумно-плотный впай в стекло СЛ40-1 получают при использовании молибденовой проволоки. Эта пара дает более согласованный впай, чем стекло марки СЛ96-1 с платинитом. Ограниченное применение этого впая связано с дороговизной исходных материалов.

Для получения вакуумно-плотных вводов в кварцевое стекло необходимы металлы с весьма малым тепловым коэффициентом линейного расширения, которых не существует. Поэтому необходимый результат получаю благодаря конструкции ввода. В качестве металла используют молибден, отличающийся хорошей смачиваемостью кварцевым стеклом. Для ламп накаливания в кварцевых колбах применяют простые фольговые вводы.

Газы

Наполнение ламп накаливания газом позволяет повысить рабочую температуру тела накала без уменьшения срока службы из-за снижения скорости распыления вольфрама в газовой среде по сравнению с распылением в вакууме. Скорость распыления снижается с ростом молекулярной массы и давления наполняющего газа. Давление наполняющих газов составляет около 8 × 104 Па. Какой газ для этого использовать?

Использование газовой среды приводит к появлению тепловых потерь из-за теплопроводности через газ и конвекции. Для снижения потерь выгодно заполнять лампы тяжелыми инертными газами или их смесями. К таким газам относятся получаемые из воздуха азот, аргон, криптон и ксенон. В таблице 3 приведены основные параметры инертных газов. Азот в чистом виде не применяют из-за больших потерь, связанных с его относительно высокой теплопроводностью.

Таблица 3

Основные параметры инертных газов

Газ Молекулярная масса Потенциал ионизации, В Теплопроводность, 10-2 Вт/(м×К)
Водород
Аргон
Криптон
Ксенон
28,01
39,94
83,70
131,30
15,80
15,69
13,94
12,08
2,38
1,62
0,80
0,50

Источник: Афанасьева Е. И., Скобелев В. М., «Источники света и пускорегулирующая аппаратура: Учебник для техникумов», 2-е издание переработанное – Москва: Энергоатомиздат, 1986 – 272с.

Лампочка Эдисона – что это такое?

Что собой представляет лампа Эдисона?

Большинство людей ошибочно полагают, что первую лампочку изобрел Томас Эдисон. Однако это не так, ведь лампа была изобретена задолго до него. Эдисон же привнес существенные изменения в работу устройства и усовершенствовал лампочку. После доработки ученого, лампочки стали доступными, изделие мог купить каждый человек. К тому же, устройство не так быстро перегорало, как другие аналоги, и работало достаточно продолжительный срок.    

Томас Эдисон благодаря усердной работоспособности и продуктивности в создании новых идей, смог усовершенствовать лампу накаливания. Ученый поместил в стеклянную колбу платиновую нить и в 1879 году запатентовал усовершенствованное устройство. После Эдисон не остановился на достигнутом, а предложил в качестве нити накаливания использовать угольное волокно. Подобные лампочки могли гореть 40 часов и более.

Из каких элементов состоит лампочка Эдисона?

Винтажные модели ламп Эдисона состоят из следующих компонентов:

  • цоколя – в основном используется стандарт Е27, реже встречаются В22 и В14;
  • стеклянной колбы, которой придают разную форму и цвет;
  • тела накала (нить) – чаще всего используют вольфрамовую либо светодиодную нить.

Стеклянную колбу лампочки заполняют любым инертным газом. В основном используют аргон, который способен затормаживать химические реакции, происходящие в колбе в процессе нагревания вольфрамовой нити. Таким образом получается продлить срок службы источника света.  

Преимущества лампочек

  1. В подобных источниках света отсутствуют вредные вещества, которые опасны для экологии.
  2. Излучаемый свет не искажает натуральный цвет вещей и предметов.
  3. Устройство работает без использования трансформаторов либо других элементов.
  4. Существуют модели ламп накаливания, телу нагрева которых придают разную форму. К примеру, спираль может иметь вид елочки, листочка, петли и т.д. Подобные лампы превосходно вписываются в интерьер помещения, оформленный в стиле лофт, ретро либо винтаж.

Лампочку можно подсоединить к стандартному патрону.

Современные осветительные приборы часто используются не только в качестве источников света, но и как отдельный элемент дизайна. К подобным элементам можно смело отнести так называемые лампочки Эдисона, которые имеют неповторимый внешний вид и способны передавать неповторимый эстетический эффект. Сегодня мы разберемся в вопросе – что же собой представляют лампы Эдисона, в чем их отличия от других разновидностей источников света.

Cрок службы лампы накаливания: 5 способов продлить

Несмотря на то что классические лампы накаливания успешно вытесняются более эффективными источниками света, они все еще достаточно популярны. Эти осветительные приборы просты по конструкции, недорого стоят и неплохо справляются со своими функциями. Пожалуй, единственный недостаток лампы накаливания – срок службы. Он очень мал, но существует множество способов существенно продлить время жизни лампочки Ильича, и с некоторыми из этих методов ты сегодня познакомишься.

Принцип действия лампы

Прежде чем решать проблемы с малым сроком службы, необходимо понять, что собой представляет лампа накаливания и как она работает.

Конструктивно прибор состоит из герметичной стеклянной колбы, в которую впаяны два электрода. К электродам подключено так называемое рабочее тело – вольфрамовая нить, свернутая в спираль. На эту же колбу крепится цоколь различных конструкций, при помощи которого лампочка подключается к осветительной сети.

Конструкция лампы

В первых конструкциях лампочек воздух из колбы откачивался, для того чтобы нагретая спираль не окислялась. Позже стали поступать проще: заполнять колбу инертными газами. Обычно это смесь азота с аргоном.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Это интересно! Вакуумные лампы существуют и сегодня, но обычно это малогабаритные приборы – лампы для карманных фонарей, индикаторные и т. п.

После подключения лампы спираль под воздействием электрического тока нагревается до 2 000 градусов Цельсия и начинает светиться, а инертные газы не дают вольфраму окисляться и гореть. Температура спирали такова, чтобы, с одной стороны, лампа имела максимально высокую светоотдачу, с другой – ее срок службы был довольно большим (чем выше температура, тем быстрее испаряется вольфрам со спирали).

к содержанию ↑

Причины выхода из строя ламп накаливания

На сегодняшний день средний срок службы лампы накаливания составляет около 1 000 часов. Это не очень много для электронного прибора. Более того, ты наверняка замечал, что очень многие лампочки не отрабатывают даже этого срока. В чем причины такой короткой жизни? Вот основные из них:

  • Тяжелый старт.
    Как тебе наверняка известно из школьного курса физики, при нагревании проводника его сопротивление увеличивается, при охлаждении уменьшается. Для лампочки этот закон является очень проблемным, поскольку сопротивление холодной спирали оказывается в 12 раз ниже, чем разогретой. Это означает, что в момент включения через прибор течет ток, превышающий рабочий в 12 раз (вспомним закон Ома: I = U/R)! Этот эффект называют токовым ударом и защиты от него обычная осветительная лампочка, которую ты вворачиваешь в люстру или настольную лампу, не имеет.

Ты наверняка замечал, что лампочки чаще всего перегорают в момент включения. Происходит это как раз по причине их тяжелого старта.

  • Повышение питающего напряжения.
    При повышении питающего напряжения повышается температура спирали, а значит, она быстрее испаряется – ведь азотно-аргоновая смесь защищает вольфрам лишь от окисления. В результате срок службы перекаленной спирали становится короче, так как она быстрее истончается. В какой-то момент (обычно при следующем включении) спираль не выдерживает токового удара и сгорает. Насколько критично повышение питающего напряжения? Ты удивишься, но если увеличить питающее напряжение всего на 6% (от номинального 220 это всего 10-12 вольт), то средний срок службы лампы накаливания сократится вдвое!
  • Удары и вибрации.
    Очень актуальная проблема для переносных приборов и осветительных устройств, работающих на транспортных средствах. Спираль сама по себе вещь довольно хрупкая, а при нагревании буквально до белого каления вольфрам, как и любой другой металл, теряет механическую прочность. Достаточно как следует тряхнуть настольную лампу или переноску, чтобы нить накала оборвалась и срок службы прибора внезапно закончился. Конструкторы решают проблему увеличения ресурса работы путем укорачивания длины спирали и увеличения числа подвесов. Но все это делается для создания специальных осветительных приборов, к примеру, автомобильных. Обычные «квартирные» лампочки от этой беды практически не защищены.
  • Неисправность осветительного прибора.
    Если питающие провода, патрон или выключатель имеют плохой контакт, то осветительный прибор постоянно подвергается скачкам напряжения, а значит, и токовым ударам. В этом случае он может отработать отмеренное производителем время службы в несколько часов.
  • Плохое качество.
    Имеется в виду качество изготовления прибора. Несмотря на свою относительно простую конструкцию, лампочка – технологически сложный прибор, который не изготовишь «на коленках». Тем не менее некоторые умельцы (не буду показывать пальцем на братьев из Китая, они халтурят не более других, а в последнее время даже меньше) умудряются изготовить вполне работоспособные, на первый взгляд, устройства из ничего и непонятно на каком оборудовании. Средний срок службы такого прибора – 3-4 включения.
к содержанию ↑

Топ 5 способов продлить срок службы лампы накаливания

Как же бороться со всеми вышеперечисленными проблемами и увеличить срок службы лампочки? Самая важная из них – токовый удар, поскольку от нас тут, казалось бы, ничего не зависит. Поэтому оставим его напоследок, а пока пройдемся по оставшимся пунктам.

  1. Превышение питающего напряженияПромышленность выпускает лампочки на различные типы напряжения, поэтому эта проблема решается правильным выбором прибора. Самый распространенный стандарт у нас в стране: 215-235 В, 220- 230 В и 230-240 В. Измерь сам или попроси знакомого электрика измерить напряжение в квартирных розетках. Сделать это необходимо несколько раз на протяжении суток: утром, днем и вечером. Максимальное напряжение, которое покажет тестер, и есть рабочее напряжение в твоей квартире. Именно на это значение и должны быть рассчитаны лампочки, которые ты покупаешь. Обычно диапазон рабочих напряжений обозначается на цоколе или колбе прибора. Можно, конечно, перестраховаться, и взять лампочки с напряжением повыше.
  2. Удары и вибрацииЭтот вопрос решается легко: не переноси включенный осветительный прибор. В случае если это необходимо по особенностям эксплуатации, используй низковольтные лампочки – у них спираль короче. Идеальный вариант увеличения срока службы переносок: использование специальных лампочек, например, автомобильных.
  3. Неисправность осветительной сетиЕсли ты заметил, что в многорожковой люстре сгорает одна и та же лампа, обрати пристальное внимание на исправность светильника. Плохой контакт в патроне или подводящем проводе может стать причиной скачков напряжения, что и вызывает постоянные токовые удары, сжигающие лампочку. То же самое касается и многосекционных выключателей. Если в люстре лампы одной секции имеют подозрительно малый ресурс службы, почисть и подтяни контакты выключателя.
к содержанию ↑

Как бороться с токовым ударом

А теперь займемся главной бедой, которую мы оставили напоследок – токовым ударом во время включения. Как я уже говорил, обычные лампы накаливания никак от него не защищены.Конструкторы ламп вышли на приемлемый срок службы источника света, и так все оставили. Между тем с током включения можно успешно бороться. Как же продлить жизнь ламп накаливания, которые по своим конструктивным особенностям к долгой эксплуатации не готовы? Рассмотрим основные методы борьбы с тяжелым пуском, сокращающим время службы лампочек. Среди них:

  • Понижение питающего напряжения.
  • Плавный разогрев спирали.

Каждый из вариантов увеличения срока службы прибора накаливания имеет свои достоинства и недостатки, но право на жизнь имеют оба.

  1. Увеличиваем срок службы понижением напряженияНаверняка ты знаешь, что переменный ток изменяет свою полярность: сначала течет в одну сторону, потом в другую. Сначала в розетке на фазном проводе относительно нулевого плюсовое, а потом минусовое, и так 50 раз в секунду. А теперь рассмотрим диод – полупроводниковый прибор, известный тебе со школы. Его главное свойство является проводимость тока только в одном направлении. Что будет, если последовательно лампочке включить диод? Абсолютно верно – на лампе, включенной через диод, будет примерно половина действующего напряжения, в другую сторону переменный ток течь не сможет. Значит, в момент включения ток через спираль лампы будет ниже, что существенно продлит время службы осветительного прибора. А вот и схематичное решение проблемы:
Продление срока службы лампочки при помощи диода

Если мощность лампы не превышает 100 Вт, то в качестве Д1 можно использовать практически любой диод, рассчитанный на обратное напряжение не менее 400 В и прямой ток не менее 0.8 А. Если лампа мощнее или слабее, то прямой ток диода нужно пропорционально увеличить или уменьшить.

Врезать в проводку сам диод можно практически в любом месте: в осветительном приборе, выключателе. Либо можно просто включить диод в разрыв провода, питающего лампу. При этом «плюс» и «минус» полупроводника искать не нужно, полярность включения диода значения не имеет и на срок службы лампочки никак не повлияет.

Простой и, казалось бы, идеальный способ продления срока службы, но он имеет существенный недостаток. Поскольку диод срезает одну полуволну сетевого напряжения, частота его (напряжения) снижается вдвое. Это приводит не только к увеличению срока службы самой лампы, но и к весьма заметному мерцанию света. Такое понижение качества освещения неприятно для глаз и вредно при длительном использовании. Поэтому вариант увеличения времени службы лампочки при помощи диода годится только для дежурных источников света, в частности, подсветке хозяйственных помещений и лестничных клеток, где люди находятся короткое время.

Попробуем исключить мерцание лампы, сохранив при этом срок службы неизменным. Для этого воспользуемся свойствами переменного тока. Включим вместо диода конденсатор.

Продление времени службы лампочки при помощи балластного конденсатора

Поскольку конденсатор оказывает сопротивление переменному току, на нем упадет некоторое напряжение. Вследствие этого лампочка, как и в случае с диодом, будет светить с недонакалом. Но поскольку емкость не просто срезает одну полуволну переменного напряжения, а ограничивает ток в обе стороны, лампа мерцать не будет. Срок ее службы будет тот же, что и при включении диода. Если ты решил собрать эту схему, то тебе придется взять бумажный конденсатор с рабочим напряжением не ниже 400 В и емкостью от 2 до 10 мкФ. При этом чем выше емкость, тем ярче будет светить лампа и тем ниже окажется срок ее службы.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту


Пример из жизни:
Конденсатор имеет реактивное сопротивление при работе в цепях переменного тока, аналогично этому может работать и дроссель, но с противоположной ситуацией в плане опережения тока напряжением и наоборот. Таким образом, лампа на 500 Вт была подключена последовательно с дросселем от сгоревшей ДРЛ400 (или ДРЛ1000). Это было сделано из-за нехватки диодов нужной мощности. Тем не менее она светила немного ярче чем в аналогичных прожекторах с диодом, но без пульсаций. Срок службы, в свою очередь, стал значительно больше – 2 года ежедневно в темное время суток (от 7 до 14 часов в сутки)

Есть и еще один метод, позволяющий уменьшить питающее напряжение без увеличения пульсаций и существенно увеличить срок службы осветительного прибора. Для этого достаточно включить 2 лампочки одинаковой мощности последовательно.

Увеличение срока службы ламп при помощи их последовательного включения

В этом случае напряжение между лампочками разделится пополам, и каждой достанется по 110 В. Конечно, придется разориться на покупку второй лампы, но стоят они недорого, а повышенный ресурс службы такого осветителя с лихвой перекроет все расходы.

Указанные два метода увеличения времени службы являются самыми простыми, но, увы, не самыми лучшими. В обоих случаях лампа работает при пониженном напряжении. Это, конечно, увеличивает срок ее службы, но существенно влияет не только на качество освещения, но и на энергоэффективность источника света. Как я говорил, оптимальная температура накала вольфрамовой нити, при которой КПД лампы максимален,  составляет 2 000 градусов Цельсия. Но при пониженном почти вдвое напряжении светоотдача осветительного прибора упадет в 4 раза!

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Имей в виду! При использовании понижения напряжения ни о какой экономии электроэнергии речи быть не может. Лампочка потребляет вдвое меньше, но светит в 4 раза хуже. Единственная выгода от этих методов – существенное (на годы) продление срока службы.

  1. Обеспечиваем «мягкий» старт

Поскольку самый тяжелый режим для лампы, существенно сокращающий время ее службы, – момент включения, то необязательно постоянно питать ее пониженным напряжением. Достаточно лишь увеличить длительность накала спирали. В обычных условиях лампа разогревается за миллисекунды. Но если увеличить это время до секунды, временно ограничив ток через спираль, то проблема увеличения безаварийного времени службы осветительного прибора будет решена.

Один из самых простых и недорогих вариантов увеличения времени эксплуатации – включение последовательно с лампочкой терморезистора. Особенностью этого прибора является сильная зависимость электрического сопротивления от температуры корпуса. Существует два типа терморезисторов: с положительным и отрицательным ТКС (Температурным Коэффициентом Сопротивления). При повышении температуры сопротивление первого типа увеличивается, а сопротивление второго уменьшается. Я думаю, ты уже понял идею.

Если поставить последовательно с лампой прибор с отрицательным ТКС, то в момент включения сопротивление его велико, и ток через лампу сильно ограничивается. По мере разогрева спирали протекающим током разогревается и сам терморезистор. Сопротивление его падает и через некоторое время становится минимальным. Тем самым прекращается работа по ограничению тока через лампу, которая к этому времени уже разогреется. Схема практического применения такого метода чрезвычайно проста и ее соберет практически каждый:

Увеличение срока службы лампы при помощи терморезистора 

Найти такой терморезистор не составит труда, он широко применялся практически во всех отечественных телевизорах 2-5 поколений для системы размагничивания, да и стоит совсем недорого. Эффект от такой доработки очевиден: существенное увеличение срока службы осветительного прибора без ухудшения остальных его характеристик (КПД и светоотдачи).

Схема увеличения срока службы ламп идеальна, но в чем подвох? В том, что в процессе работы терморезистор нагревается до 60-70 градусов Цельсия. Его уже не вставишь в выключатель или пластмассовый цоколь люстры. Единственно возможное место установки – в районе цоколя лампы, что не всегда удобно и эстетично. И, конечно, на нагрев постоянно тратится электроэнергия.

На разогретом терморезисторе при мощности лампы в 75 Вт падает около 2.5 В. Несложно подсчитать, что потребляемая резистором мощность составит около ватта. Не такой и большой перерасход, так что схему можно считать достаточно экономичной.

Есть и более сложные схемы мягкого пуска, увеличивающие срок службы лампочек. Но их повторение требует некоторых знаний электроники, поэтому здесь я их рассматривать не буду. В таких конструкциях в качестве регулирующего элемента используются полупроводниковые приборы: тиристоры или транзисторы.

Если тебе совсем не хочется брать в руки паяльник, то можешь воспользоваться готовым решением. К примеру, диммером с поворотной ручкой или специальным блоком защиты (те, что используются для галогенных ламп, годятся и для обычных), которые можно найти в любом специализированном магазине. Они стоят недешево, но со временем себя окупят, поскольку срок службы лампочек существенно увеличится. Установить купленное устройство может любой электрик. Можно сделать это самостоятельно, если знаешь, для чего служит отвертка и что такое указатель напряжения (индикатор).

Диммер с плавным включением (слева) и блок «мягкого» пуска ламп накаливания существенно продлят срок службы осветительных приборов с лампочками накаливания

Теперь ты знаешь, почему сгорают лампы накаливания, и при желании можешь существенно продлить срок их службы самостоятельно с минимальными затратами.

📋 Пройдите тест и проверьте ваши знания


Почему чаще всего лампа сгорает в момент включения?

Это миф. Лампы сгорают в любое время

В момент включения через спираль течет очень большой ток

Из-за самоиндукции спирали на лампе появляется скачок повышенного напряжения

Верно! Не верно!

Продолжить »

В чем недостаток включения лампы через диод?

Увеличивается расход энергии

Лампа заметно мерцает и светит тускло

Сокращается срок службы лампы

Верно! Не верно!

Продолжить »

Чем заполнена колба лампы накаливания?

Инертным газом

Ничем, там вакуум

Парами йода

Инертным газом или вакуумом – зависит от конструкции

Верно! Не верно!

Продолжить »

В чем недостаток включения лампы через терморезистор?

Светит тускло

Лампа мерцает

Потребляет больше энергии

Резистор сильно нагревается

Верно! Не верно!

Продолжить »

Почему колбу лампы накаливания делают из кварцевого стекла?

Ее не делают из кварцевого стекла

Чтобы колба не расплавилась от раскаленной спирали

Кварц лучше пропускает видимый свет

Верно! Не верно!

Продолжить »

В чем недостаток включения лампы через конденсатор?

Лампа мерцает

Конденсатор сильно нагревается

Лампа светит тускло

Верно! Не верно!

Продолжить »

Все ли ты знаешь о лампах накаливания

Похоже ты ничего не знаешь про лампы накаливания

Слабенько, побеседуй о лампах со знакомым электриком.

Неплохо, но что-то ты не понял или еще не читал наши статьи?

Ты знаешь всё про лампы накаливания!

Share your Results:

Facebook ВКонтакте

  Перепройти тест!

Предыдущая

НакаливанияКакой световой поток выдают лампы накаливания

Спасибо, помогло!Не помогло

Как светят лампочки — T&P

Иллюстрация: Максим Чатский

Все современные лампы можно поделить на три типа в зависимости от того, каким светом они светят: излучение нагретым телом, свечение ионизированного газа под током и светодиоды.

Лампа накаливания

Свет от лампочки накаливания желтоватый. Чтобы получить белый свет, близкий к дневному, необходимо разогреть нить до температуры солнца 5500 °С, а это сделать невозможно — нить просто расплавится.

Лампа накаливания устроена просто: по вольфрамовой нити идет ток и нагревает ее до большой температуры, в результате чего она начинает светиться.

Из-за простоты устройства это до сих пор самый распространенный способ освещения. Но у лампы накаливания есть один очень серьезный недостаток: высокое энергопотребление. КПД лампы около 2%, то есть 98% энергии уходит в тепло. Хороший обогреватель, но плохой источник света.

Чтобы увеличить КПД лампы накаливания, в колбу под давлением закачивают пары брома или йода, который позволяет увеличить температуру нити. Такие лампы называются галогенными. Они меньше по размеру и имеют большую яркость и срок работы, меньшее энергопотребление.

Но у галогенной лампы тоже есть большой недостаток: она пожароопасна из за того, что очень сильно греется. Поэтому, например, ее нельзя трогать руками: отпечатки пальцев начинают сгорать из-за очень высокой температуры, а это портит поверхность колбы и она может треснуть. Галогенные лампы чаще всего используются в фарах автомобилей.

Лампа дневного света

Цвет получаемого света зависит от газа, которым заполнена трубка. Это позволяет делать разноцветные вывески из неоновых трубок.

  • — Гелий: синий
  • — Неон: красно-оранжевый
  • — Аргон: сиреневый
  • — Криптон: сине-белый
  • — Пары ртути: голубовато-зелёный

Стеклянная трубка заполнена инертным газом и парами ртути. На концах электроды, на которые подается электрический ток. Ток проходит через газ. Электроны бегут по газу и сталкиваются с атомами ртути, выбивают электроны в атомах ртути с их привычной орбиты на более высокую. Сразу после столкновения электроны прыгают обратно на свою привычную орбиту, при этом возвращают полученную от тока энергию в виде света.

В лампах дневного света газ вырабатывает ультрафиолетовый свет, невидимый глазу. Но внутренние стенки колбы у таких ламп покрыты люминофором, веществом, испускающий видимый свет, когда на него попадает ультрафиолетовый.

Запустить такую лампу непросто, для этого есть специальное устройство — стартер. Чтобы ток пошел по газу, его надо ионизировать, то есть отделить электроны от атомов. Для этого оба электрода нагревают, с них испаряются электроны, сталкиваются с атомами газа и выбивают из них электроны. После этого резким скачком напряжения между катодами запускается электрическая дуга, по которой по газу идет ток. Лампа не всегда с первого раза загорается, именно поэтому она иногда несколько раз моргает, прежде чем загореться.

Лампы дневного света гораздо экономнее ламп накаливания и качество света у них лучше. Но из-за сложности их устройства они гораздо меньше распространены. Сейчас научились делать лампы дневного света, совместимые со стандартными цоколями, и существенно удешевили производство. Учитывая большой срок службы и низкое энергопотребление, причин не пользоваться такими лампами не осталось.

Светодиоды

Светодиод состоит из двух полупроводников. У одного из них избыток электронов, а у другого наоборот — недостаток. Когда ток идет по такому диоду, избыточные электроны с первого полупроводника падают в «дырки» от недостающих электронов во втором. Во время этого перехода высвобождается энергия в виде света.

Долгое время светодиоды использовались только как индикаторы в электрических устройствах, поскольку светили они очень тускло. Но с появлением сверхъярких светодиодов ситуация изменилась. Теперь они стоят в светофорах, автомобильных фарах, фонариках, рекламных экранах и в подсветке мониторов.

Светодиоды потребляют немыслимо мало энергии, при этом они очень яркие и долговечные. Единственный недостаток — сравнительно высокая цена, но и она падает за счет широкого распространения.

Невидимая война

Многие страны ведут войну с лампами накаливания, законодательно ограничивая их производство и продажу. Это стремление можно понять: если заменить лампы накаливания, на более экономичные лампы дневного света и светодиоды, то человечество сэкономит огромное количество энергии.

С 1 января и в России вступает запрет на продажу ламп накаливания мощностью 100 и более ватт, в 2013 и 2014 лимит опустится до 75 и 25 ватт. Так что запомните их, пока они еще живы: будете внукам рассказывать, как вы читали журналы под лампочкой Ильича.

Человек который придумал лампочку. Как и когда появилась электрическая лампочка? Создание лампочки Эдисоном

Мы все привыкли и не замечаем такую обыденную и повседневную вещь, как электрическая лампочка. Максимум, что на эту тему думает обыватель: «не заменить ли мне лампу накаливания на более интересный дизайн или перейти на энергосберегающую технологию?». Между тем, для своего века это была по-настоящему революционная вещь! Идут споры, кому первому принадлежит вклад в изобретение первой лампочки. Наши соотечественники уверены, что это русский инженер Александр Николаевич Лодыгин , но над этой проблемой работали учёные разных стран: Суон из Англии, Гебель из Германии, Деларю из Франции, все они немало работали в этой области научных открытий. Кто же изобрёл первым лампочку?

Древние прототипы

Как древние люди расписывали пещеры наскальной росписью, когда отсутствовало естественное освещение? Факелы и костры? Но от них идёт дым и копоть, да и особо много так не нарисуешь, в трёх метрах от костра уже темновато… Историки размышляют на эту тему и не могут прийти к единому мнению. Единственное упоминание об освещении – на египетских пирамидах изображены люди, в руках которых лампы очень похожие на электрические .

Первые опыты с дуговой лампой

История изобретения электролампы

Каждый ученик на уроке физики проходил тему истории изобретения электричества. Принято считать что изобретение конструкции действующей электрической лампы принадлежит Томасу Эдисону, который опубликовал своё открытие в 1879 году. Однако за этим изобретением стоит гораздо больше упорного труда , чем нам кажется.

Появлению современных электрических ламп предшествовало большое количество подготовительных исследований в разных странах мира изобретателями-учёными. Совершенствовались достижения предыдущий поколений, проводились эксперименты с разными типами среды, в которую помещалась нить накаливания, изменялась и совершенствовалась лампочка. История изобретения насчитывает множество этапов.

Задача перед учёными стояла простая и сложная одновременно — получить такую конструкцию, которая бы могла использоваться в повседневной жизни. Одним из перспективных направлений оказалось исследование эффекта накаливания различных материалов .

Если пропускать электрический ток через некоторые металлы, они будут накаливаться и давать источник света. Вопрос был только в одном – как не допустить перегревания, плавки материала или его горения. Множество опытов проводилось в этом направлении. Учёные понимали, что достижение баланса между элементом накаливания и средой, в которой он нагревается, будет означать гигантский прорыв.

Что же такое горение? Прежде всего, это прямой контакт с кислородом. Поскольку он содержится в окружающей среде, единственный способ избежать возгорания элемента накаливания — ограничить контакт нагревательного элемента с воздухом. Следовательно, нужна ёмкость, лампа .

Вклад русских исследователей

Эра Эдисона

Надо сказать, что помимо гениального склада ума, у Томаса Эдисона имелся очевидный талант коммерсанта . Он первым сообразил, какие грандиозные финансовые выгоды сулит массовый выпуск ламп накаливания. Над усовершенствованием конструкции лампы Эдисон начал работу в 1878 году и сразу заявил, что он решил проблему электролампы. На тот момент Эдисон являлся изобретателем телефонного аппарата и фонографа, поэтому ему сразу же поверили. Высказывание Эдисона отразилось на бирже. Акции газовых компаний стремительно поползли вниз в цене.

Однако Эдисон слегка погорячился . Решить проблему моментально не удалось. У изобретателя была идея по созданию выключателя для нормальной работы лампы, таким образом, чтобы не было излишнего перегрева элемента накала. Но они срабатывали не в нужный момент, что было неприятно глазу и приводило к мерцанию. Конструкция была неприменима в массовом выпуске. Лаборатория во главе с Эдисоном проводила множественные опыты с экспериментами из разных материалов нити накаливания и разных сред, куда её помещали.

Прорыв помог осуществить молодой сотрудник-физик из Принстонского института по фамилии Аптон . Физики стали изучать уже полученные патенты и открытия в этой области. И натолкнулись на идею о свойствах сопротивляемости металлов применительно к технологии накаливания. Выяснилось, что металлы с наиболее высоким коэффициентом сопротивления легче нагреваются и не горят. К началу 1880 года стали появляться первые результаты. Лучше всего работала конструкция из сочетания вакуумной лампы и угольных стержней из бамбука в виде нити. Так появилась первая эффективно работающая электрическая лампа.

Кроме проблемы улучшения лампы накаливания, Эдисон занимался также и проблемой питания лампы. Его лаборатории принадлежат изобретения цоколя, выключателя для лампы. Через 2 года коммерческий талант Эдисона раскрылся во всю ширину. Была основана компания Edison Electrical Light Company с сетью станций и филиалами магазинов по всему Нью-Йорку, лампы интенсивно рекламировались и продавались. Таковы были первые аналоги современных лампочек.

У Эдисона в Англии был серьёзный соперник, который тоже работал над проблемой усовершенствования электрической лампы. Англичанин Свон понял, что с помощью насоса можно делать вакуум лучшего качества. Но его угольный стержень был слишком толстым и оставлял копоть, поэтому на практике такую лампу было сложно использовать.

Проанализировав успехи Эдисона, Свон стал использовать его открытия в своих лампах. Он открыл собственную компанию по производству ламп. Эдисон не оставил такую наглость без внимания и подал иск о нарушении авторского законодательства. Некоторое время продолжались споры, но оба исследователя решили примириться и объединить усилия в одной компании. Так, появилась Edison Swan United, крупный производитель электроламп во всем мире.

Какого изобретателя считать первым?

И русский, и американский изобретатели работали над своими проектами практически одновременно .

Александр Николаевич Лодыгин получил патент на изобретение лампы в 1874 году, Томас Эдисон начал исследования пятью годами позже.

Конечно, при всем уважении к коммерческому таланту Т. Эдисона, деле продвижения и массового использования такого нужного и полезного изобретения, главное место за изобретение электрической лампы по праву отдано русскому изобретателю А. Н. Лодыгину .

Современные лампы накаливания являются модификациями изобретения Лодыгина, поскольку они имеют более эффективный поток света, а также отличную цветопередачу, более высокий КПД. Сегодня мы вправе гордиться своим соотечественником за его вклад в гениальное и полезное изобретение.

Сложно представить себе, как раньше люди существовали без электрической лампы. Когда по техническим причинам отключается электричество, все вокруг замирают в ожидании. Появляется такое ощущение, что замедляется пульс планеты. Попробуем проследить эволюцию этого прибора, без которого сейчас просто не обойтись.

Немного истории

Кто изобрел первую лампочку накаливания? Ответить конкретно и без сомнений на этот вопрос очень трудно. Все это потому, что не один конкретный человек принимал участие в изобретении. В разное время и на разных этапах развития электрической лампы, многие люди вложили свой труд и знания, чтобы она получилась такой, какую мы ее видим и знаем сейчас.

На первый взгляд лампа может показаться простой, но на самом деле это довольно сложная технология. Еще в древнем Египте и у народа Средиземноморья для освещения жилищ использовались масла , которые заливались в специальные сосуды с фитилями из хлопчатобумажных ниток. На берегу Каспийского моря вместо масел применяли нефть. Уже в то время люди придумывали различные технологии, помогающие видеть в темное время суток.

Совершенно точно известно, что лампа накаливания была изобретена в XIX столетии. На протяжении всего этого времени многие люди пытались изобретать и изменять к лучшему «электрическую свечу».

В изобретении электрической лампочки принимало активное участие несколько человек, а именно:

  • Яблочков Павел Николаевич;
  • Жерар;
  • Деларю;
  • Генрих Гёбель;
  • Лодыгин Александр Николаевич;
  • Томас Эдисон;
  • Вильям Девид Кулидж.

Этапы развития изобретения

Первую лампу накаливания, которая очень напоминала настоящую, изобрел Яблочков Павел Николаевич. Всю свою жизнь он посвятил электротехнике. Изобретать новшества в этой сфере и внедрять все это в жизнь, было основным его занятием. Первая электрическая свеча – это тоже его изобретение. Благодаря его свечам появилась возможность освещать ночные города . Первые электрические свечи появились на улицах Санкт-Петербурга. Стоила такая свеча недорого и хватало ее на полтора часа. После сгорания ее нужно было заменить новой. Ответственной работой занимались городские дворники. Позже, чтобы облегчить их труд были изобретены фонари с автоматической сменой свечи.

Бельгийцу Жерару в 1838 году удалось изобрести электрическую лампу, в которой источником света служил угольный стержень, к нему подводился электрический ток.

Через два года после этого, житель Англии с французскими корнями Деларю, придумал вместо угля использовать для накаливания платиновую нить. Эти два варианта считались огромным толчком в изобретении электрической лампы накаливания, но на практике именно в то время их применение сопровождалось многими неудобствами. Угольная лампа накаливания была неудобна и быстро сгорала , а электрическая лампа с использованием платиновой нитки отличалась своей дороговизной. Поэтому многие продолжали искать другие альтернативные варианты, изобретали и внедряли в жизнь все новые и новые источники света. Всем хотелось, чтобы лампа накаливания горела как можно дольше, но многих постигали неудачи в работе над изобретением.

В 1854 году немецкому ученому Генриху Гёбелю приходит идея, что лампа накаливания будет дольше гореть в вакуумном пространстве. Время горения электрической лампы удалось продлить на несколько часов. Еще несколько лет учеными было потрачено на то, чтобы обеспечить в лампе полный вакуум.

И только в 1874 году нашему соотечественнику Лодыгину Александру Николаевичу удалось придумать и создать идеальную электрическую лампу, которая горела постоянно. Его детище прошло все тесты. Именно тогда была изобретена настоящая современная лампа. Лодыгина, поэтому и считают первооткрывателем, поскольку его лампочка могла уже гореть почти на протяжении получаса . После выкачивания из нее воздуха она продолжала снова работать. В 1983 году впервые улицы Петербурга были освещены лампочками Лодыгина. Александр Николаевич происходил из знатного российского рода, несмотря на бедность своей семьи. Его предок был общим предком с Романовыми – Андрей Кобыла.

В Америке узнали об этих опытах и изобретениях Александра Николаевича, благодаря морскому офицеру Н. Хотинскому. Российская империя заказывала в Америке крейсеры. Во время одного из визитов морского офицера в Америку он посетил лабораторию Томаса Эдисона и передал ему из рук в руки изобретения Яблочкова и Лодыгина. Томас Эдисон стал пытаться усовершенствовать уже, казалось бы, совершенную лампу накаливания. В 1879 году ему удалось это сделать. Вместо угольного стержня Томас попытался применить буковую нить и достиг желаемого результата. Лампочка стала гореть намного дольше.

К этому результату Томас шел не один день. Более 6000 попыток с угольными нитками ему пришлось преодолеть. Он всегда добивался того, чего хотел и нашел искомое. Его электрические лампочки могли гореть по сто часов. В ноябре Томас запатентовал якобы свое изобретение, что возмутило Яблочкова, он выступил с обвинением в адрес американца.

Это изобретение было не единственной заслугой Томаса Эдисона. Он также создал бытовой поворотный выключатель, без которого уже трудно себе представить процесс работы электрической лампочки, цоколь и патрон. Его имя связано с изобретением телефонного передатчика, мимеографа и фонографа. Он первый открыл масштабное производство лампочек, что помогло многим людям ощутить всю прелесть электричества. На протяжении последующих десяти лет многие ученые пытались усовершенствовать электрическую лампочку , но ее изобретателем считался Томас Эдисон.

Александр Николаевич Лодыгин продолжал, независимо от своего коллеги и конкурента из Америки, создавать и модернизировать свое детище. Он искал универсальную и долгоиграющую нить накаливания. Ему удалось достичь неплохих успехов с использованием вольфрамовой и молибденовой нитями накаливания. Производить лампы из этих материалов было дорого по тем временам, поэтому изобретение оказалось неэффективным и затратным делом. В 1910 году американскому исследователю Вильяму Девиду Кулиджу удалось упростить создание вольфрамовой нити , это стало дешевле и дало возможность массово выпускать недорогие электрические лампочки накаливания.

Да будет свет!

В итоге получилась современная лампочка накаливания, которая состоит из нескольких важных элементов.

  1. Колба.
  2. Полости колбы (вакуумная или наполненная газом).
  3. Тело накала.
  4. Электроды (токовый ввод).
  5. Крючки для поддержания тела накала.
  6. Ножки лампы.
  7. Внешнее звено токоотвода, предохранителя.
  8. Корпус цоколя.
  9. Изолятор цоколя (стекла).
  10. Контакт донышка цоколя.

Заключение

Таким образом, к созданию «лампочки Ильича» сам Ленин не имел ни малейшего отношения. Над этим чудесным изобретением, которому наконец-то удалось рассеять тьму, почти одновременно трудилось несколько человек. Каждый из них внес свою немалую лепту в создание настоящей электрической лампочки. Если отвечать на вопрос, кто изобрел лампу, стоит обязательно вспомнить всех этих людей. Своим кропотливым трудом они помогли перенести изобретение из лабораторий в наши жилища и в корне изменить жизнь людей к лучшему. Все вместе и каждый в отдельности достоин нашего внимания, уважения и благодарности.

Вопрос о том, кто же впервые разработал идею электрической лампочки вновь и вновь порождает различные теории.

Вариантов так много, что каждая нация стремится приписать эту заслугу своим соотечественникам.

Идея о постоянном источнике света берёт своё начало в начале XIX века. В этот период учёные всего мира создавали различные проекты.

Так в 1820 году французский учёный Делякрю создал первый экземпляр электрической лампочки с платиновой проволокой. Когда по ней проводился электрический ток, то нить накалялась и давала свет.

К сожалению, этот дорогой металл (платина) был недоступен для массового производства и так и остался образцом экспериментальной лаборатории.

Генрих Гёбель

Во второй половине XIX века немецкий учёный Генрих Гёбель впервые предложил откачивать воздух из лампы.

Это позволило ей гореть значительно дольше. Его проект ещё требовал дополнительной доработки и не был продолжен.

Яблочков

В то же время на улицах Франции набирало обороты изобретение русского механика-экспериментатора Яблочкова.

Его свечи в фонарях освещали городские улицы. Автозамена ламп позволила увеличить время горения до полутора часов.

А. Н. Лодыгин

В 1872 году испытания учёного А. Н. Лодыгина увенчались успехом. Его новейшее изобретение в корне отличалось от всех предыдущих. Затраты на производство лампочки были минимальными.

Угольный стержень для нити накаливания позволял лампе гореть около получаса. За своё изобретение Лодыгин получил патент, и в скором времени его лампы стали освещать улицы Петербурга.

В дальнейшем интерес к его работе утихает. Учёный прикладывал все усилия, но так и не добился всемирной славы.

Томас Эдисон

Конкурентом Лодыгина в 1870-х годах становится Томас Эдисон. Именно он в сотрудничестве с другими известными учёными и американской энергетической компанией улучшил известную модель и таким образом получил новое изобретение.

Лампа накаливания стала неотъемлемой частью быта в каждом доме. Знакомый нам прибор был получен усилиями многих учёных.

Преемственность их изобретений породила дискуссии о праве первенства, которые продолжаются до сих пор.

Но мы не станем умалять заслуг никого из учёных, так как каждый достоин славы.

Ответить на вопрос, кто изобрел электрическую лампочку, однозначно нельзя. Жители США непременно ответят, что Эдисон, Великобритании – что Сван, а россияне назовут фамилии Лодыгина и Яблочкова.

Так кто же изобрел эту вещь первым, давайте разберемся ниже.

Под электрической лампочкой понимается осветительный прибор, в котором электрическая энергия преобразуется в световую. А вот способов преобразования есть несколько, в зависимости от этого лампочки бывают таких видов:

  • газоразрядными;
  • накаливания;
  • дуговыми.

После того, когда изобретатели XVIII века открыли электрический ток, пошла волна всевозможных изобретений, которые были неразрывно связаны с этим явлением. Над развитием электрической техники работали такие известные ученые:

В начале XIX века изобретен гальванический элемент, выступающий в роли химического источника тока. Тогда же русский ученый Петров открыл электрическую дугу – это разряд, который появляется между угольными стержнями-электродами, сведенные на определенное расстояние. Такую дугу предлагалось использовать для освещения. Однако реализовать это на практике по тем временам представлялось сложным, поскольку дуга могла ярко гореть только при условии соблюдения определенного расстояния между электродами, а еще угольные электроды медленно сгорают и дуговой промежуток увеличивался. Поэтому, чтобы поддерживать постоянное расстояние между электродами, был нужен специальный регулятор.

Изобретатели того времени предлагали свои идеи, но все они были несовершенными, поскольку в одну цепь нельзя было включить сразу несколько ламп. Но это было решено изобретателем Шпаковским, который изобрел установку с дуговыми лампами, снабженную регуляторами, которая в середине XIX века могла освещать Красную площадь в Москве.

Яблочков как первый изобретатель лампочки

Во второй половине XIX века изобретатель Павел Яблочков занялся разработкой дуговой лампы . В России он мало известен, поскольку свои работы он представлял во Франции, где работал в известной часовой мастерской Бреге.

Когда Яблочков работал над разработкой электрического регулятора, ему пришло в голову разместить в лампе угольные электроды не по горизонтали, как ранее, а параллельно. В таком случае они стали выгорать одинаково, а расстояние между ними постоянно сохранялось.

Но до реализации решения было еще далеко. При размещенных параллельно электродах дуга могла гореть не только на их концах, но и по всей длине. Такая проблема решилась благодаря тому, чтобы в пространство между электродами был уложен изолятор, который сгорал постепенно вместе с электродами.

Изолятор был сделан на основе каолина. А для зажигания электрической лампы между электродами находилась угольная тонкая перемычка, которая в момент включения сгорала, а дуга при этом поджигалась. Но еще была одна проблема – это неравномерное сгорание электродов, которое было связано с полярностью тока. Поскольку плюсовой электрод сгорал быстрее, его поначалу нужно было делать более толстым. А еще было предложено использовать переменный ток.

Дуговая лампа одного из первых ее изобретателей имела такую конструкцию:

Изобретение Яблочкова было представлено в Лондоне на выставке в 1876 году. Затем лампочки этого изобретателя стали появляются на улицах Парижа , затем они распространились по миру. Так продолжалось до тех пор, пока другие изобретатели не представили более дешевую лампочку накаливания, которая быстро вытеснила изобретение Яблочкова.

Кто первым изобрел лампу накаливания?

Итак, кто же первым придумал такой прибор, как лампочка накаливания, которую многие используют до сих пор?

Считается, что первым изобретателем такой лампы является Томас Эдисон. О том, что именно он изобрел электрическую лампочку накаливания, в 1879 появилась статья в крупном американском издании, также был получен соответствующий патент на данное изобретение.

Но был ли Эдисон первым? На самом деле эксперименты с накаливанием проводников с помощью электрического тока проводились еще в начале XIX века ученым Деви из Великобритании. А в середине века инженер Молейн первым начал практиковать накаливание проводников с помощью тока для освещения посредством накаливания платиновой проволоки, находящейся внутри стеклянного шара. Но такой эксперимент окончился провалом, поскольку платиновая проволока быстро переплавлялась.

В 1845 году лондонский ученый Кинг получил патент на то, что изобрел новый способ применения накаленных угольных и металлических проводников с целью освещения, он заменил платину на угольные палочки.

Первые практичные лампы накаливания с угольными нитями были изобретены Генрихом Гебелем в Германии за 25 лет до появления знаменитого изобретения Эдисона. Особенности их работы были таковыми:

  • срок горения составлял около 200 часов;
  • нить была сделана из бамбука и имела толщину 0,2, находилась в вакууме;
  • вместо колбы сначала применяли флаконы от парфюмов, а потом стеклянные трубки;
  • вакуум в стеклянной колбе создавался с помощью заполнения и выливания ртути.

Несмотря на то, что Гебель был одним из первых, кто изобрел лампу накаливания, о нем быстро забыли, поскольку он так и не получил патент на свое изобретение.

Лодыгин — изобретатель усовершенствованной лампы

Изобретатель Александр Лодыгин начал проводить свои опыты по электрическому освещению с 70-х готов XIX века в Петербурге. Первые лампочки, изобретенные им, были оснащены большими медными стержнями, которые располагались в герметично закрытом стеклянном шаре , между ними зажималась тонкая угольная палочка. Лампочка была далека от совершенства, то была запущена в массовое производство, а Академия наук за данное изобретение присудила Лодыгину премию.

Чуть позже электрическая лампочка была усовершенствована Дидрихсоном. В ней угольки находились в вакууме, а перегоревшие угли быстро заменялись другими. Их стали использовать для освещения улиц и магазинов. Потом она претерпела еще несколько изменений.

В конце 70-х годов образцы таких электрических ламп накаливания были привезены в США представителями морского флота, до этого они были запатентованы в таких странах, кроме России:

  • Австрия;
  • Бельгия;
  • Франция;
  • Великобритания.

Так первым ли был Эдисон?

В США в то время работал изобретатель Томас Эдисон, который занимался вопросами электрического освещения. Он увидел образцы, привезенные из России, и они его очень заинтересовали.

Чем же изобретение Эдисона отличалось от лампочек Лодыгина:

  • как и изобретение Лодыгина, лампа Эдисона имела форму стеклянной колбы с угольной ниткой, из которой был выкачан воздух, но она была более внимательно продумана;
  • лампа дополнительно оснащена цоколем и патроном;
  • появились выключатели и предохранителем;
  • появился первый счетчик энергии.

Эдисон доработал изобретение Лодыгина и поставил производство лампочек на поток, превратив электрическое освещение из роскоши в массовое явление.

Также Эдисон внимательно отнесся к вопросу поиска материала для нитей накаливания. Он просто перебрал все возможные вещества и материалы , всего он перепробовал около 6 тысяч веществ с содержанием углерода: это и швейные нити с углем, и смола, и даже пищевые продукты. Наиболее подходящим вариантом оказался бамбук.

В это же время в Великобритании над изобретением электрической лампы работал Джозеф Сван. Для элемента накала применялась обугленная хлопковая нитка, из колбы выкачивался воздух. В 80-е годы XIX века Сван основал свою компанию, а производство лампочек было поставлено на поток. Затем они с Эдисоном объединили производство, и появилась торговая марка Edi-Swan.

А сам Лодыгин уже в США, куда он переехал из России, запатентовал в 90-е годы лампочку с металлической ниткой на основе тугоплавких материалов:

  • вольфрама;
  • иридия;
  • осьмия;
  • родия;
  • молибдена.

Лампочки, которые изобрел Лодыгин, успешно были представлены на парижской выставке 1900 года, а уже в 1906 году патент был приобретен американской компанией General Electric. Данная компания была организована Томасом Эдисоном.

На этом этапе развитие изобретения не остановилось. Уже в 1909 году были изобретены лампочки накаливания, оснащенные вольфрамовой ниткой , расположенные зигзагообразно. Еще через несколько лет изобрели лампочки с азотом и инертными газами. Вольфрамовую нитку сначала делали в форме спирали, а потом би- и триспирали. В итоге был приобретен современный вид электрической лампочки накаливания.

На раннем этапе электрическая лампа имела сразу несколько изобретателей, и практически каждый из них имел патент на свое изобретение. Что касается патента, полученного Томасом Эдисоном, то его суд признал недействительным, пока не окончится срок действия охранных прав. Согласно решению суда было признано, что первым лампу накаливания изобрел Генрих Гебель задолго до Эдисона.

Никто не сможет ответить, кто изобрел лампочку в числе первых. Каждый из тех, кто работал над этим, внес свою лепту в общее дело. И это касается лишь тех типов ламп , которые появились в самом начале развития электрического освещения. А перечислить всех, кто дальше работал над развитием осветительных электрических приборов, будет просто невозможно в рамках одной статьи.

Не получили ответ на свой вопрос? Предложите авторам тему.

Электрическая лампа накаливания давно уже стала предметом, без которого трудно представить нашу жизнь. Вечером, заходя в дом или квартиру, мы первым делом щёлкаем выключателем в прихожей и уже через мгновение вспыхивает яркий свет, рассеивающий окружающую нас темноту. И при этом мы не задумываемся о том, откуда пришла к нам такая обычная лампочка и кто изобрел лампочку. Электрическая лампа уже давно стала для нас обыденностью, а ведь когда-то она была сродни настоящему чуду.

До изобретения электричества, жизнь людей проходила в полумраке. С наступлением темноты жилища погружались во тьму и их обитатели, чтобы хоть как-то разогнать пугающий их мрак, зажигали огонь.

Для освещения домов в разных странах использовались светильники самых разных конструкций, факелы, свечи, лучины, а на открытом воздухе, например, в дороге или в военных лагерях, разводили костры. Люди дорожили этими источниками света, о них придумывали легенды и слагали песни.

Однако пытливый человеческий ум уже в глубокой древности искал альтернативу всем этим приспособлениям. Ведь все они давали мало света, сильно чадили, заполняя помещение дымом, да к тому же ещё и могли погаснуть в любую минуту. Археологи, открывшие удивительные росписи внутри древнеегипетских пирамид, не могли не задаваться вопросом о том, как же древние художники делали эти рисунки при том, что естественный свет в пирамиды не проникал, а копоти на стенах и потолке от факелов или светильников не было обнаружено. Вероятно, что ответ на этот вопрос уже найден в городе Дендера, в храме богини Хатхор. Именно там находятся барельефы, на которых, возможно, запечатлена древняя электрическая лампа наподобие газоразрядного светильника.

В IX веке н.э. на Ближнем Востоке была изобретена нефтяная лампа, ставшая прообразом керосиновой, но широкого распространения она не получила, так и оставаясь редкой диковиной.

Таким образом вплоть до середины XIX века наиболее популярными источниками света оставались масляные и жировые лампы, свечи, фонари и факелы, а в походных условиях — всё те же костры, что и в древности.

Керосиновая лампа, изобретённая в середине XIX столетия, потеснила все прочие источники искусственного освещения, правда ненадолго: до того времени, пока не появилась электрическая лампочка — самая обычная для нас, но совершенно удивительная для людей того времени.

На заре открытия

В основе работы первых ламп накаливания был положен принцип свечения проводников, когда через них пропускается электрический ток. О самом этом свойстве подобных материалов было известно задолго до изобретения лампочки. Проблема была в том, что очень долго изобретатели не могли найти подходящий материал для спирали накаливания, который обеспечил бы длительное и эффектное, да к тому же ещё и недорогое освещение.

Предыстория появления ламп накаливания:

Кто первый изобрел лампочку

С 1870-х годов начинается серьёзная работа над изобретением электрической лампочки. Многие видные учёные и изобретатели посвятили годы и десятилетия своей жизни работе над этим проектом. Лодыгин, Яблочков и Эдисон — эти три изобретателя параллельно работали над конструкцией ламп накаливания, так что до сих пор продолжаются споры о том, кто же из них может считаться первым в мире изобретателем электрической лампы накаливания.

Лампа Лодыгина А. Н.

Свои опыты по изобретению лампы накаливания начал в 1870 году после выхода в отставку. При этом изобретатель одновременно работал над несколькими проектами: созданием электролёта, водолазного аппарата и лампочки.

В 1871-1874 годах он проводил опыты по поиску наиболее подходящего материала для спирали накаливания. Изначально попытавшись использовать железную проволоку и потерпев неудачу, изобретатель принялся экспериментировать с помещённым в стеклянную ёмкость угольным стержнем.

В 1874 году Лодыгин получил патент на изобретённую им лампу накаливания, причём не только российский, но и международный, запатентовав своё изобретение во многих европейских странах и даже в Индии и Австралии.

В 1884 году по политическим мотивам изобретатель покинул Россию. Последующие 23 года он работал то во Франции, то в США. Он и в эмиграции продолжал разрабатывать новые проекты ламп накаливания, запатентовав те из них, где в качестве материала для спирали используются тугоплавкие металлы. В 1906 году эти патенты Лодыгин продал в США «Дженерал электрик компани». В ходе своих исследований изобретатель пришёл к выводу о том, что лучшие материалы для нитей спирали накаливания — это вольфрам и молибден. И выпускаемые в США первые лампы накаливания делались по его проекту и именно с вольфрамовой нитью.

Лампа Яблочкова П. Н.

В 1875 году, оказавшись в Париже, занялся изобретением дуговой лампы без регулятора. Яблочков ещё и раньше, живя в Москве, начинал работу над этим проектом, однако потерпел неудачу. Столица Франции стала тем городом, где он сумел добиться выдающихся результатов.

К началу весны 1876 года изобретатель закончил работу над проектом конструкции электрической свечи, а 23 марта того же года получил на неё патент во Франции. Этот день стал знаменательным не только в судьбе самого П. Н. Яблочкова, но и поворотным моментом для дальнейшего развития электро- и светотехники.

Свеча Яблочкова была проще и дешевле в эксплуатации, чем угольная лампа Лодыгина. К тому же у неё не было ни пружин, ни каких-либо механизмов. Она имела вид двух стержней, зажатых в двух отдельных клеммах подсвечника, которые разделяла перегородка из каолина, изолирующая их друг от друга. На верхних концах зажигали дуговой заряд, после чего пламя дуги медленно жгло уголь и испаряло изолирующий материал, одновременно с этим испуская яркое свечение.

Позднее Яблочков пробовал менять цвет освещения, для чего добавлял в изоляционный материал для перегородки соли различных металлов.

В апреле 1876 года изобретатель продемонстрировал свою свечу на выставке электрических приборов в Лондоне. Многочисленная публика была в восторге от залившего помещение яркого голубовато-белого электрического света.

Успех был невероятен. Об учёном и его изобретении писали в зарубежной прессе. А уже в конце 1870-х годов электрическими свечами освещались улицы, магазины, театры, ипподромы, дворцы и особняки не только в Европе, но и в США, Бразилии, Мексике, Индии, Бирме и Камбодже. А в России первая проба электрических свечей Яблочкова состоялась осенью 1878 года.

Это был настоящий триумф русского изобретателя. Ведь до его свечи не было в области электротехники ни одного изобретения, которое так быстро стало бы популярным во всём мире.

Лампа Эдисона Т. А.

Проводил свои эксперименты с лампами накаливания в конце 1870-х годов, то есть, работал над этим проектом одновременно с Лодыгиным и Яблочковым.

В апреле 1879 года Эдисон опытным путём пришёл к выводу о том, что без вакуума ни одна из ламп накаливания работать не будет, или если будет, то крайне непродолжительно. А уже в октябре того же года американский исследователь закончил работу над проектом угольной лампы накаливания, которая считается одним из важнейших изобретений XIX столетия.

В 1882 году совместно с несколькими видными финансистами изобретатель основал компанию Edison General Electri c, где начали изготавливать различные электрические приборы. Чтобы завоевать рынок, Эдисон даже пошёл на то, что установил продажную стоимость лампы в 40 центов, при том, что её производство обходилось в 110 центов. В дальнейшем изобретатель четыре года терпел убытки, хоть и пытался понизить себестоимость ламп накаливания. И, когда стоимость их производства упала до 22 центов, а выпуск достиг миллиона штук, он за год сумел покрыть все предыдущие затраты, так что дальше производство приносило ему уже только прибыль.

Но в чём же заключалось новаторство Эдисона в изобретении лампы накаливания, если не считать того, что он первым начал рассматривать этот предмет как средство для получения прибыли? Его заслуга заключается вовсе не в самом изобретении ламп такого типа, а в том, что он первым создал осуществимую на практике и широко распространённую систему электрического освещения. И он же придумал современную, привычную всем нам форму лампы, а также винтовой цоколь, патрон и предохранители.

Томас Эдисон отличался высокой работоспособностью и всегда очень ответственно подходил к делу. Так, для того, чтобы окончательно определиться с выбором материала для нити спирали накаливания, он перепробовал больше шести тысяч образцов, пока не пришёл к выводу, что наиболее подходящий для этого материал — карбонизированный бамбук.

Если исходить из хронологии, то изобретателем лампочки является Лодыгин. Именно он изобрёл первую лампу для освещения, он же был первым, кто догадался откачать из стеклянной колбы воздух и использовать вольфрам в качестве нити накаливания. «Электрическая свеча» Яблочкова основана на несколько других принципах работы и не нуждается в вакууме, но его свечами впервые стали массово освещать улицы и помещения. Что же до Эдисона, то именно он придумал лампу современных форм, а также цоколь, патрон и предохранители. Поэтому, отдавая пальму первенства в изобретении первому из этих трёх изобретателей, нельзя недооценивать и роль других исследователей.

Первая лампа накаливания: история изобретения

 

Лампочка накаливая – предмет, знакомый всем. Электричество и искусственный свет уже давно стали для нас неотъемлемой частью действительности. Но мало кто задумывается, как появилась та самая первая и привычная нам лампа накаливания.

Наша статья расскажет вам, что собой представляет лампа накаливания, как она работает и как появилась в России и во всем мире.

Что собой представляет

Лампа накаливания — электрический вариант источника света, основная часть которого представляет собой тугоплавкий проводник, играющий роль тела накала. Проводник размещен в колбе из стекла, которая внутри бывает накаченной инертным газом или полностью лишенной воздуха. Пропуская через тугоплавкий тип проводника электрический ток, данная лампа может испускать световой поток.

Свечение лампы накаливания

Принцип функционирования базируется на том, что когда электрический ток течет по телу накала, данный элемент начинает накаливаться, нагревая вольфрамовую нить. Вследствие этого нить накала начинает испускать излучение электромагнитно-теплового типа (закон Планка). Для создания свечения температура накала должна составлять пару тысяч градусов. При снижении температуры спектр свечения будет становиться все более красным.
Все минусы, имеющиеся у лампы накаливания, кроются в температуре накала. Чем лучше нужен световой поток, тем большая температура потребуется. При этом вольфрамовая нить характеризуется пределом накала, при превышении которого этот источник света навсегда выходит из строя.
Обратите внимание! Температурный предел нагрева для ламп накаливания — 3410 °C.

Конструкционные особенности

Поскольку лампа накаливания считается самым первым источников света, то вполне закономерно, что ее конструкция должна быть достаточной простой. Особенно, если сравнивать с нынешними источниками света, которые ее постепенно вытесняют с рынка.
В лампе накаливания ведущими элементами считаются:

  • колба лампы;
  • тело накала;
  • токовводы.

Обратите внимание! Первая подобная лампа имела именно такое строение.

Конструкция лампы накаливания

На сегодняшний день разработано несколько вариантов ламп накаливания, но такое строение характерно для самых простых и самых первых моделей.
В стандартной лампочке накаливания, кроме вышеописанных элементов имеется предохранитель, который представляет собой звено. Оно состоит из ферроникелевого сплава. Его вваривают в разрыв одного из двух токовводов изделия. Звено размещается в ножке токоввода. Оно нужно для того, чтобы предупредить разрушение стеклянной колбы во время прорыва нити накала. Это связано с тем, что при прорыве вольфрамовой нити создается электрическая дуга. Она может оплавить остатки нити. А ее фрагменты могут повредить колбу из стекла и привести к возникновению возгорания.
Предохранитель же разрушает электрическую дугу. Такое ферроникелевое звено размещается в полости, где давление равняется атмосферному. В данной ситуации дуга гаснет.
Такое строение и принцип работы обеспечили лампе накаливания широкое распространение по миру, но из-за их высокого энергопотребления и непродолжительному сроку службы, она сегодня стали использоваться гораздо реже. Связано это с тем, что появились более современные и эффективные источники света.

История открытия

В создание лампы накаливания в том виде, в котором она известна на сегодняшний день, сделали свой вклад исследователи, как из России, так и из других стран мира.

Александр Лодыгин

До момента, когда изобретатель Александр Лодыгин из России начал трудиться над разработкой ламп накаливания, в ее истории нужно отметить некоторые важные события:

  • в 1809 году известный изобретатель Деларю из Англии создал свою первую лампу накаливания, оснащенную платиновой спиралью;
  • через почти 30 лет в 1938 году уже бельгийский изобретатель Жобар разработал угольную модель лампы накаливания;
  • изобретатель Генрих Гёбель из Германии в 1854 году уже представил первый вариант рабочего источника света.

Лампочка немецкого образца имела обугленную нить из бамбука, которая помещалась в вакуумированный сосуд. В течение пяти последующих лет Генрих Гёбель продолжал свои наработки и в конечном счете пришел к первому опытному варианту рабочей лампочки накаливания.

Первая практичная лампочка

Джозеф Уилсон Суон, знаменитый физик и химик из Англии, в 1860 году явил миру свои первые успехи в области разработки источника света и за свои результаты был вознагражден патентом. Но некоторые трудности, которые возникли с созданием вакуума, показали неэффективную и не долгосрочную работу лампы Суона.
В России, как уже отмечалось выше, исследованиями в области эффективных источников света занимался Александр Лодыгин. В России он смог добиться свечения в стеклянном сосуде угольного стержня, из которого предварительно был откачен воздух. В России история открытия лампочки накаливания началась в 1872 году. Именно в этом году Александру Лодыгины удались его эксперименты с угольным стержнем. Через два года он в России получает патент под номером 1619, который был выдан ему на нитевой вид лампы. Нить он заменил на стержень из угля, находившийся в вакуумной колбе.
Ровно через год В. Ф. Дидрихсон значительно улучшил вид лампы накаливания, созданную в России Лодыгином. Усовершенствование заключалось в замене угольного стержня на несколько волосков.

 

Обратите внимание! В ситуации, когда один из них перегорал, происходило автоматическое включение другого.

Джозеф Уилсон Суон, который продолжал свои попытки усовершенствовать уже имеющеюся модель источника света, получает патент на лампочки. Здесь в качестве нагревательного элемента выступало угольное волокно. Но здесь оно располагалось уже в разреженной атмосфере из кислорода. Такая атмосфера позволила получить очень яркий свет.

Вклад Томаса Эдисона

В 70-х года позапрошлого столетия в изобретательскую гонку по созданию работающей модели лампы накаливания включился изобретатель из Америки — Томас Эдисон.

Томас Эдисон

Он проводил исследования в вопросе применения в виде элемента накаливания нитей, произведенных из разнообразных материалов. Эдисон в 1879 году получает патент на лампочку, оснащенной платиновой нитью. Но через год он возвращается к уже проверенному угольному волокну и создает источник света со сроком эксплуатации в 40 часов.

Обратите внимание! Одновременно с работой по созданию эффективного источника света, Томас Эдисон создал поворотный тип бытового выключателя.

При том, что лампочки Эдисона работают всего лишь 40 часов, они начали активно вытеснять с рынка старый вариант газового освещения.

Результаты работ Александра Лодыгина

В то время, как на другом конце мира Томас Эдисон проводил свои эксперименты, в России аналогичными изысканиями продолжал заниматься Александр Лодыгин. Он в 90-х годах 19 века изобрел сразу несколько видов лампочек, нити которых были изготовлены из тугоплавких металлов.

Обратите внимание! Именно Лодыгин первым решился использовать вольфрамовую нить в качестве тела накаливания.

Лампочка Лодыгина

Кроме вольфрама он также предлагал использовать нити накаливания, изготовленные из молибдена, а также скручивать их в форме спирали. Такие свои нити Лодыгин размещал в колбах, из которых откачивался весь воздух. Вследствие таких действий нити предохранялись от кислородного окисления, что делало срок службы изделий значительно продолжительным.
Первый тип коммерческой лампочки, произведенный в Америке, содержала вольфрамовую нить и изготавливалась по патенту Лодыгина.
Также стоит отметить, что Лодыгиным были разработаны газонаполненные лампы, содержащие угольные нити и заполненные азотом.
Таким образом, авторство первой лампочки накаливания, отправленной в серийное производство, принадлежит именно российскому исследователю Александру Лодыгину.

Особенности работы лампочки Лодыгина

Для современных ламп накаливания, которые являются прямыми потомками модели Александра Лодыгина, характерны:

  • отменный световой поток;
  • отличная цветопередача;

Цветопередача лампы накаливания

  • низкий показатель конвекции и проводимости тепла;
  • температура накала нити — 3400 K;
  • при максимальном уровне показателя температуры накала коэффициент для полезного действия составляет 15 %.

Кроме этого данный тип источника света в ходе своей работы потребляет много электроэнергии, по сравнению с другими современными лампочками. Из-за конструкционных особенностей такие лампы могут работать примерно 1000 часов.
Но, несмотря на то, что по многим критериям оценки данная продукция уступает более совершенным современным источникам света, она, благодаря своей дешевизне, все еще остается актуальной.

Заключение

В создании эффективной лампы накаливания участвовали изобретатели из разных стран. Но только российский ученый Александр Лодыгин смог создать самый оптимальный вариант, которым мы, собственно, и продолжаем пользоваться по сегодняшний день.

 

Особенности ультрафиолетовых ламп | Smart-uv

Ультрафиолетовые лампы принято относить к категории электроразрадных ламп. В данных устройствах вместо обычно нити накаливания стоит колба с газом. УФ-излучение будет испускаться только после дугового разряда. Он происходит между 2 электродами, которые находятся внутри кварцевой колбы.

Ультрафиолетовые лампы имеют три главных преимущества, которые нужно учесть при выборе изделия в каталоге компании «Smart-UV». Устройства считаются энергоэффективными источниками УФ-излучения. Они способны прослужить без поломок в течение длительного срока. Ещё одно достоинство – это способность долго функционировать без утраты мощности.

Также можно выделить некоторые минусы данных устройств. Сами лампы и аппаратура, необходимая для управления, имеют высокую цену. Такие устройства не рекомендованы для краткосрочной работы. Они не способны моментально выйти на полную мощность, и после подачи питания потребуется некоторое время. Если при активации устройства возникнет перебой питания с продолжительностью ¼ цикла, то это может привести к погасанию прибора. После этого потребуется несколько минут на восстановление разряда и максимальной мощности.

Ультрафиолетовые лампы обладают уникальной способностью. Они занимаются преобразованием электроэнергии в УФ-излучение. Для этого устройства превращают электрическую энергию в кинетическую. Так и получается излучение, которое появляется при столкновении электронов.

Для получения излучения ток обязан пройти сквозь металлические пары. Произойдёт столкновение атомов и свободных электронов, затем электрон выбьется на высокую орбиту атома. Далее элементарная частица вернётся на своё место, и появится квант излучения. Размер волны определяется энергетическим состоянием электрона, а также видом металлических паров.

Данный процесс можно поделить на 3 основные стадии. Свободные электроны будут ускоряться в случае появления разности электропотенциалов (то есть, будет подано питание на лампу). Затем возникнет движение электронов в устройстве. Произойдёт преобразование кинетической энергии и испустится излучение.


Из чего состоит лампа

Ультрафиолетовые лапы из кварца являются призрачными. Их можно использовать при температурном показателе не больше 1000 градусов Цельсия. Дуговой разряд будет поддерживаться с использованием 2 вольфрамовых электродов. Между ними образуется расстояние, которое имеет название – длинная дуга. Её температура способна доходить до 3000 градусов Цельсия. По этой причине проектирование электрода даётся тяжело, так как нужно соединить кварцевое стекло и вольфрам.

У многих ультрафиолетовых ламп есть особое термостойкое уплотнение. Оно создаётся из молибденовой фольги и отвечает за надёжную герметизацию лампы. У фольги на другом конце присутствует электрическое соединение. Это высоковольтный провод, имеющий покрытие из тефлона. Поверх данной конструкции закрепляется цоколь лампы, его изготавливают из керамики или металла. Цоколь представляет собой механическую опорную конструкцию, а также выступает как установочная поверхность.

Наиболее трудным этапом изготовления ламп является переход от электрода к цоколю или проводу. Уплотнение лампы бывает двух вариантов: вакуумным и запрессованным. У первого варианта есть другие названия – прижимное или обсаживаемое. Запрессованное уплотнение нередко именуют обжимным.

В зависимости от типа лампы подбирается способ производства. Запрессованные изделия создаются промышленным способом, поэтому их изготовление недорого стоит. На корпусе лампы присутствует кончик, через который происходит закачивание газа. Подобное уплотнение крайне хрупкое, поэтому есть большой риск его сломать. Проводить монтаж данных ламп нужно с осторожностью.

Изделия с вакуумным уплотнением создаются вручную. Их отличает высокая прочность, и её можно отнести к главным преимуществам. Чаще всего можно обойтись без кончика для закачивания газа. Округлое уплотнение бывает разной длины. Чем оно больше, тем ниже риск случайно нарушить герметичность.

Для отверждения рекомендуется использовать лампы с вакуумным уплотнением. У них есть ещё одно достоинство – для обслуживания лампу удастся поворачивать в произвольном направлении. Это значительно увеличивает период эксплуатации изделия.

Наличие кончика для закачивания газа приводит к различным неудобствам. Важно, чтобы он был повёрнут вбок или вверх. Ни в коем случае нельзя направлять вниз. Это приводит к трудностям во время установки, так как кончик способен за что-то зацепиться. Данный выступ можно навзать слабым местом изделий и значительно ограничивает установку. Важно аккуратно работать с подобными изделиями, так как при незначительном ударе кончика лампа сразу сломается.

 


Период эксплуатации

Однозначно нельзя сказать, сколько по времени прослужит ультрафиолетовая лампа. Это зависит от разных факторов: количество включений, условия использования, положение лампы. Также на срок службы влияет номинальная мощность, размер колбы и соблюдение всех правил взаимодействия с изделием.

Если условия эксплуатации стандартные, то лампы способны работать без поломок не меньше 1000 часов. Некоторые изготовители применяют блоки питания с сильноточными низковольтными лампами. Если изделия работают при токе больше 13А, тогда электроны начинают быстро темнеет. Срок службы меньше, чем у иных ламп. Чтобы увеличить период эксплуатации, потребуется держать рабочий ток в пределах от 6 до 11 А.

Важно следить за тем, чтобы лампы оставались чистыми. Нужно устранять с них пыль, смазку, порошок, копоть и иные загрязнения. Даже из-за пыли может возникнуть сильный перегрев изделия, а он спровоцирует деформацию и приведёт к уменьшению срока эксплуатации.


Производство озона

Одина из главных опасностей ультрафиолетовых ламп – это производство озона при работе. Если коротковолновое излучение будет взаимодействовать с кислородом, тогда появится озон. Обычно производители отводят данное вещество от рабочего места. Озон проявляет сильную активность, и его молекулы обычно снова распадаются на кислород.


Защита от излучения

Данные лампы приводят к сильному ультрафиолетовому излучению. По этой причине важно поставить защитные экраны. Излучение может привести к ожогам глаз и эпидермиса. Симптомы возникают только через несколько часов.

Если человек не будет находиться на линии прямой видимости отражателя или лампы, тогда излучение не приведёт к ожогам. О возникновении подобного последствия можно будет не волноваться. Наличие видимого света ещё не говорит о том, что в помещении присутствует сильное ультрафиолетовое излучение.

Когда система хорошо спроектирована, тогда видимый свет станет покидать лампу в незначительном количестве. Когда его выходит много, рекомендуется связаться с поставщиком данной системы. Нужно выяснить у специалистов, есть ли риск столкнуться с проблемами.


Очистка УФ-ламп

Важно соблюдать определённые правила при очистке ламп. Нужно использовать тряпку без ворса, а из специальных средств подойдёт Simple Green и Windex. Нет нужды приобретать особые вещества для очистки ультрафиолетовых ламп. На самом деле у таких средств эффективность не доказана, а цена их высока.

Если производитель разрешил использовать растворители, тогда можно будет применять изопропиловый спирт. В крайней ситуации придётся проводить очистку с помощью мягких абразивов. Важно не забыть убрать остатки средства со стекла, и только потом установить лампу. Перед чисткой её нужно отключить и дать остыть. Если этого не сделать, то будет риск сломать изделие или обжечься. Рекомендуется тщательно соблюдать рекомендуется  по поводу очистки ультрафиолетовых ламп, так как от этого тоже зависит их срок эксплуатации.


Цоколи ламп

Важно подобрать лампу с цоколем, который подойдёт для конкретной ситуации. Только тогда удастся избежать проблем при монтаже. Существует большое количество разных цоколей, и останется лишь выбрать подходящий вариант.

В данной ситуации нужно учитывать то, куда именно будет монтироваться устройство. Чтобы упростить выбор, можно будет проконсультироваться со специалистом.

 

Как делают лампочки? — Веселые дети

Сэр Сидни МакСпрокет участвовал в сборе фактов — все о производстве!

Сегодня он узнает все о лампочках!

Сидни все для того, чтобы иметь момент лампочки — это часть того, что значит быть изобретателем!

Но задумывались ли вы когда-нибудь о том, как изготавливаются лампы накаливания — лампы более старого типа?

Во-первых, вам нужно знать, что у лампочки есть три основных части: стеклянная оболочка, светящаяся нить накала и основание, которое надежно удерживает лампочку.

Для изготовления скорлупы сырье для стекла – песок, кальцинированную соду и известняк – смешивают и нагревают. Расплавленное стекло переносится по конвейерной ленте, и воздушные форсунки выдувают стекло через отверстия в ленте в формы, создавая форму раковины.

Такая машина может производить более 50 000 луковиц в час! После охлаждения внутренняя часть стекла покрывается защитным химическим веществом, чтобы уменьшить блики, вызванные свечением.

Нить сделана из тонкой проволоки, которая намотана на металлический стержень, называемый оправкой, чтобы придать ей спиральную форму.Затем его нагревают, чтобы смягчить проволоку и сделать структуру более однородной, прежде чем оправку растворяют в кислоте.

Цоколь лампочки собран из крошечной монтажной платы и пластикового корпуса с углублениями в виде винта, чтобы он легко входил в цоколь.

На нем также указана информация о лампочке, например, насколько она яркая.

Различные части лампы — стекло, нить накаливания и цоколь — затем собираются на машине.

Воздух внутри колбы удаляется и заменяется газообразной смесью аргона и азота, что обеспечивает более длительный срок службы нити накала.

Лампа будет проверена, чтобы убедиться, что она пригодна для работы. Их тестируют и в перевернутом виде — ведь на потолке много света!


Сидни МакСпрокет — постоянный изобретатель Fun Kids!

Когда он не в Эдинбурге, возится с дурацкими приспособлениями в своей мастерской, он узнает все о производстве!

В последней серии Сидни узнает о множестве предметов повседневного обихода, от консервных банок и зубных щеток до пластиковых бутылок и пирекса…

Узнайте невероятные истории некоторых всемирно известных изобретений в этом подкасте.

 

Узнайте невероятные истории некоторых всемирно известных изобретений в этом подкасте.

Ознакомьтесь со всеми бесплатными подкастами Fun Kids!

Скачайте серию для прослушивания на телефон, планшет или в машину!

ПЕРЕЙТИ КО ВСЕМ ПОДКАСТАМ

«Как это сделано» Сидни МакСпрокета, при поддержке Королевской комиссии по выставке 1851 года.

Какие элементы содержатся в лампочках?

Люди часто приписывают изобретение лампочки знаменитому американскому изобретателю Томасу Эдисону в 1880 году, но примерно за 40 лет до этого британские изобретатели создали дуговую лампу.За прошедшие годы научные разработки привели к тому, что новые элементы заменили угольные стержни, используемые в дуговой лампе, и угольную нить накаливания в запатентованной лампе Эдисона. По сравнению с новыми типами лампочек эти ранние версии были неуклюжими, неэффективными и недолговечными. Однако появление и распространение этого изобретения открыло новую отрасль, увеличило продолжительность рабочего дня и стало важной ступенью в распространении электричества по всему миру.

TL;DR (слишком длинный; не читал)

Сначала в лампочках использовались элементы из углерода, но с течением времени изобретатели добавили в свои инструменты новые элементы, такие как вольфрам, ртуть, хлор и европий.

Лампы накаливания, ранний прорыв

Лампы накаливания излучают свет, пропуская электрический ток через тонкую металлическую нить. Эта нить нагревается до тех пор, пока не испускает свет. Первые лампы такого типа имели углеродные нити накала, хотя со временем их заменил вольфрам. Вольфрам является более гибким элементом, чем углерод, и его можно нагревать до 4500 градусов по Фаренгейту. Эта разработка появилась в 1908 году как продукт инноваций, сделанных General Electric.Начиная с 1913 года нити накаливания в колбах скручивались, а неактивные газы, такие как аргон и азот, заполняли стеклянные колбы. В 1925 году производители начали использовать плавиковую кислоту, чтобы придать лампочкам эффект мороза, что помогло распространить свет на более широкую площадь. Лампы накаливания с годами улучшились, но по-прежнему в значительной степени считаются неэффективными, так как большая часть потребляемой энергии теряется в виде тепла.

Галогенные лампы являются разновидностью ламп накаливания. Их колбы сделаны из кварца и могут содержать инертные газы, такие как фтор, хлор, бром и йод, называемые галогенными элементами.

Флуоресцентные лампочки, медленный старт

Как и лампы накаливания, фундамент того, что в конечном итоге стало люминесцентным освещением, заложили в 19 веке. Два немца — стеклодув Генрих Гайсслер и врач Юлиус Плюкер — создали свет, пропуская электрический ток через стеклянную трубку, помещенную между двумя электродами, из которых была удалена большая часть воздуха. Хотя Эдисон и его коллега Никола Тесла экспериментировали с этой технологией, только в начале 1900-х годов Питер Купер Хьюитт изобрел новую технологию, наполнив стеклянную трубку парами ртути и прикрепив устройство, называемое балластом, для регулирования тока через трубку. трубка.В недавних разработках изобретатели добавили в лампы газообразный аргон и покрыли их внутреннюю часть люминофором. Когда через газ проходит электрический ток, он испускает ультрафиолетовое излучение, которое люминофоры поглощают и испускают в виде видимого света. Эти лампы служат дольше и более энергоэффективны, чем лампы накаливания.

Лампы настоящего и будущего

Металлогалогенные лампы являются относительно новым изобретением. Они дают яркий свет и достаточно энергоэффективны. Они часто используются для освещения спортивных матчей или строительства на открытом воздухе.Охватывающая их колба содержит дуговую трубку, часто сделанную из кварца или керамики. Эти трубки содержат исходный газ, ртуть или йод, и соль галогенида металла. Аргон является обычным стартовым газом.

Светоизлучающие диоды или светодиоды создают видимый свет посредством процесса, называемого электролюминесценцией. В светодиодах используются многие соединения на основе галлия, а также некоторые редкоземельные металлы, такие как церий, европий и тербий. Светодиоды эффективны и экономичны и нашли применение в различной электронике, поскольку люди стремятся уменьшить свое воздействие на окружающую среду Земли.

Светодиод Затруднительное положение: почему не существует такого понятия, как «построено на века»

Лампочка, которая последние сто пятнадцать лет освещала пожарный гараж в Ливерморе, штат Калифорния, не перегорит. Вместо этого он «истечет». Когда это произойдет, его точно не выкинут. Он будет «похоронен».

«Вы должны использовать правильную терминологию», — сказал мне Том Брамелл, бывший заместитель начальника пожарной охраны, который стал ведущим историком Ливерморского маяка.По его словам, лампочка горит почти непрерывно с 1901 года; в 2015 году он проработал более миллиона часов, что сделало его, согласно Книге рекордов Гиннеса, самым продолжительным горением в мире.

Брамелл так обрезает фигуру пожарного, что у него дымчатые глаза и волосы, и постоянная халтура от вдыхания дыма («Делаю пакетик леденцов от кашля в день»). Его многословие по поводу возможного, неизбежного конца лампочки отражает почтение, с которым к ней относятся ливерморцы и ее более дальние поклонники, которые бодрствуют над лампочкой в ​​Интернете.Лампа, по его словам, пережила уже три веб-камеры. Он был изготовлен примерно в 1900 году компанией Shelby Electric из Огайо по проекту французско-американского изобретателя Адольфа Шайе. Его основная составляющая является чем-то вроде загадки, потому что трудно разобрать свет, который всегда горит. (Лампочки Shelby того же года выпуска были изучены, но в то время компания экспериментировала с различными конструкциями.) Что известно наверняка о ливерморской лампе, так это то, что она имеет углеродную нить примерно такой же толщины, как человеческий волос, те, которые обычно сделаны из вольфрама, которые можно найти в современных лампах.Это была шестидесятиваттная лампочка, хотя в настоящее время она освещает гараж пожарной части 6 с яркостью ночника.

Более интригующе то, что лампочка относится к разновидности ламп накаливания — того же типа, который многие потребители сейчас ругают за короткий срок службы. Если бы вы включили обычную аптечную лампу накаливания 1 января этого года и оставили ее включенной на полный рабочий день, она, вероятно, погасла бы примерно к 12 февраля. Эти лампочки обычно горят около тысячи часов, или примерно вдвое меньше, чем обычная лампочка в начале 1920-х годов.«Сегодня мы не строим вещи на века», — сказал Брамелл, говоря, я думаю, от имени почти всех нас.

Изготовление лампочек на века представляет собой неприятную проблему: похоже, ни у кого нет надежной бизнес-модели для такого продукта. Как это ни парадоксально, это та самая проблема, которую должен был решить короткий срок службы современных ламп накаливания. излучающие диодные лампочки.В светодиодах используется полупроводниковая технология для обеспечения длительного срока службы — лампы, обещающие расчетный срок службы пятьдесят тысяч часов, не редкость. Текущее проникновение на рынок потребительских ламп (как известно, производство лампочек) составляет семь процентов по всему миру, и аналитики освещения ожидают, что оно достигнет пятидесяти процентов примерно к 2022 году. В первом квартале 2016 года, по данным National Electrical Manufacturers. Association, поставки светодиодных ламп в США выросли на 375% по сравнению с прошлым годом, впервые в истории захватив более четверти рынка.

Казалось бы, это хорошо, но изготовление ламп на вынос означает неприятную проблему: кажется, ни у кого нет надежной бизнес-модели для такого продукта. И, как ни парадоксально, это та самая проблема, которую должен был решить короткий срок службы современных ламп накаливания.

Тысячечасовой срок службы современных ламп накаливания восходит к 1924 году, когда представители крупнейших мировых компаний по производству осветительных приборов, включая такие известные компании, как Philips, Osram и General Electric (которая приобрела Shelby Electric примерно в 1912 году), встретились в Швейцарии. чтобы сформировать Phoebus, возможно, первый картель с глобальным охватом.К тому времени срок службы лампочек увеличился до такой степени, что они стали причиной того, что один старший член группы назвал «болотиной» в товарообороте. Таким образом, одним из ее приоритетов было сокращение срока службы лампы до стандарта в тысячу часов. Сегодня эта попытка считается одним из первых примеров запланированного устаревания в промышленных масштабах.

Когда начали выпускать новые лампы, члены Phoebus рационализировали более короткий срок службы, чтобы установить стандарт качества более ярких и энергоэффективных ламп.Но Маркус Краевски, профессор медиа-исследований в Базельском университете в Швейцарии, изучавший записи «Феба», сказал мне, что единственное существенное техническое нововведение в новых лампах — это резкое сокращение срока службы. «Явной целью картеля было сокращение срока службы ламп для увеличения продаж», — сказал он. «Экономика, а не физика».

Феба легко представить как заговор крупных злодеев. Это даже появляется как таковое в классическом романе Томаса Пинчона «Радуга гравитации»: теневая организация посылает агента в асбестовых перчатках и на семидюймовых каблуках, чтобы забрать несгибаемые лампочки, когда они приближаются к тысячному часу службы.(«Феб обнаружил — одно из величайших неоткрытых открытий нашего времени — что потребители должны испытывать чувство греха», — пишет Пинчон.) Однако в свое время переход к плановому устареванию соответствовал взглядам растущего группа экономистов и бизнесменов, которые считали, что, если вы не имеете дело с гробами, было бы плохим бизнесом и несостоятельной экономикой продавать человеку какой-либо продукт только один раз. К концу 1920-х годов модель повторяющихся продаж стала настолько популярной, что Пол Мазур, партнер Lehman Brothers, объявил устаревание «новым богом» американской бизнес-элиты.

Джайлз Слэйд в своей книге «Создано, чтобы сломаться» прослеживает термин «запланированное устаревание» до брошюры 1932 года, распространенной в Нью-Йорке, под названием «Прекращение депрессии посредством запланированного устаревания». Этот термин получил распространение в 1936 году благодаря эссе на аналогичную тему в Printer’s Ink «Устаревшая долговечность: если товары не изнашиваются быстрее, фабрики будут простаивать, а люди останутся без работы».

Этот аргумент эпохи Великой депрессии, который один писатель-маркетолог той эпохи назвал «здравой и подлинной философией свободных расходов и расточительства», стал настолько фундаментом современной потребительской экономики, что мы снова услышали его во время Великая рецессия в 2007 году, когда видные политические лидеры предположили, что шоппинг представляет собой решение кризиса.Перспектива повторяющегося потребления теперь встроена почти во все, что мы покупаем, а устаревание стало, как выразился Слэйд, «пробным камнем американского сознания».

С появлением L.E.D. лампочки, теперь у нас есть, возможно, первый продукт массового потребления двадцать первого века, который бросит вызов запланированному устареванию. После долгой технологической инкубации светодиоды превзошли по энергоэффективности сравнительно яркие лампы накаливания в 1990-х годах. Сегодня хозяйственный магазин-сорт L.Э.Д. лампы обычно рекламируются с расчетным сроком службы в двадцать пять тысяч часов, что также является эталоном для федеральной маркировки Energy Star; по прошествии этого времени они потеряют более тридцати процентов своей яркости. Включите один 1 января, и он уменьшится примерно к 15 мая следующего года. При более обычном использовании — каждая из шестидесяти семи лампочек в типичном американском доме включается в среднем всего на 1,6 часа в день — теоретически, по крайней мере, она будет гореть более сорока двух лет.Стимулы для покупки светодиодов в настоящее время предлагаются в сорока восьми штатах, и Министерство энергетики США считает, что широкое внедрение этой технологии может оказать наибольшее потенциальное влияние на энергосбережение в стране.

Но означает ли их повышенная известность, что где-то между картелем Феб и настоящим мы нашли бизнес-модель для долговечных вещей? «Это вопрос на миллиард долларов, — сказал мне Фабиан Хёльценбайн, лондонский аналитик рынка освещения.

В светотехнической промышленности есть термин «насыщение патрона», который описывает момент, когда достаточное количество недолговечных ламп накаливания заменяется долговечными светодиодами. лампочки, что продажи лампочек в целом начинают снижаться. Фирмы по анализу рынка, такие как I.H.S. Technology and Strategies Unlimited прогнозируют, что в 2019 году глобальный рынок почувствует насыщение сокетов. В некоторых частях Азии, включая Китай, это уже может ощущаться.

Хотя в этом году рынок ламп принесет около тридцати восьми миллиардов долларов, Л.Производители ЭД-ламп уже реагируют на угрозу снижения продаж. Одним из ответов, повторяющих путь ламп накаливания, является появление более дешевых ламп с более коротким сроком службы. В прошлом году, например, гигант светотехнической промышленности Philips представил светодиодный светильник мощностью 60 ватт и десятью тысячами часов работы. который продается за пять долларов. Но обилие новых производителей, большинство из которых в Азии, привело к значительному снижению стоимости и качества. (Калифорния — единственный штат в федерации со стандартом минимальной продолжительности жизни для L.Э.Д. лампы — десять тысяч часов, начиная с 1 января 2018 г.) «Вы можете купить на eBay лампочки такого низкого качества, что, когда вы их вкрутите, вас может ударить током», — сказал Хёльценбайн. Он слышал сообщения из Китая о людях, покупающих светодиоды со скидкой. лампочки килограммами, зная, что некоторые из них прослужат долго, а другие могут вообще не работать.

Второй подход — полностью уйти с рынка ламп. В конце мая Philips выделила Philips Lighting в самостоятельную компанию, признав в I.ПО документы о том, что рынок традиционных ламп будет снижаться. Немецкий Osram — еще один из крупнейших мировых брендов освещения — также отказался от своего двухмиллиардного бизнеса по производству осветительных приборов, чтобы создать независимую компанию Ledvance, которая сейчас выставлена ​​на продажу. А в октябре прошлого года компания G.E., основанная Эдисоном, предприняла аналогичный шаг, разделив G.E. Освещение, чтобы оставить после себя крупную фирму — по сути, подразделение электрических лампочек, — которое было бы легко продать.

Наблюдать за тем, как компании, которые продавали лампочки еще до того, как картель Феб отвернулся от лампового бизнеса, поразительно, но это не обязательно означает, что они полностью отказываются от освещения.Вместо этого более совершенный светодиод. индустрия находится в стадии развития, она сосредоточена на размещении светодиодов в продуктах, где устаревание остается правилом дня, и на расширении способов использования освещения. Osram продолжит поставлять светодиоды. компоненты, например, в таких секторах, как автомобильная и электронная промышленность. И хотя Г.Э. похоже, что компания намерена оставить домашнее освещение позади, она продолжит развивать свою светодиодную оптику коммерческого масштаба. бизнес с «умными» продуктами, такими как уличные фонари, которые оповещают власти всякий раз, когда встроенный датчик обнаруживает выстрелы в этом районе.

Интеллектуальное освещение также активно используется на рынке бытовой техники. Компания Philips была первопроходцем в этом вопросе, представив систему Hue в 2012 году, которая позволяет, например, постепенно осветлять комнату, чтобы разбудить вас, или запускать взрывы света, сопровождающие ваши игры, используя палитру (якобы) шестнадцать миллионов цветов. Новая независимая компания Philips Lighting планирует использовать доходы от падающего рынка ламп для финансирования дальнейших инноваций в системах интеллектуального освещения. Между тем, недавно выпущенный Sony Multifunctional Light превращает светильники в место для Интернета вещей, подключая их к динамикам, системам безопасности и другим устройствам.О, и это также освещает комнату.

«Освещение — это идеальная среда для того, чтобы вы могли использовать другие продукты для подключения, чтобы наполнить дом, потому что вы используете свет везде», — Филип Смоллвуд, директор L.E.D. и исследование освещения для компании Strategies Unlimited из Силиконовой долины. Он сравнил направление, в котором движется интеллектуальное освещение, с технологической революцией, в результате которой телефоны превратились в многозадачные защитные одеяла для связи.

Но смартфоны также являются первостепенными символами морального устаревания продукта: их легко сломать (хотя так было не всегда), их трудно починить и они постоянно обновляются.Исследование, проведенное в Европе, показало, что средний человек выбрасывает свой смартфон через 2,7 года, а срок службы немногим превышает срок службы футболок или шлепанцев. Если бизнес-модель для светодиодов сместится в сторону ламп для массового рынка с более низкой ценой и сроком службы наряду с «освещенными продуктами», которые подлежат циклам модернизации в эпоху цифровых технологий, то потенциально радикальная проблема технологии для повторяющегося потребления будет — как и долговечные лампы накаливания. лампочка — в конечном итоге комфортно поглощается культурой потребления.

Все это было бы немногим больше, чем изучение бизнес-школой истории, причудливо повторяющейся, если бы не тот факт, что поиск экономической модели для долговечных продуктов все чаще рассматривается как критически важный для экологической устойчивости.

«Моя отправная точка — это правильное понимание экономики», — сказал мне Тим Купер, профессор дизайна, который возглавляет исследовательскую группу по устойчивому потреблению в Университете Ноттингем Трент. По его словам, уже сейчас можно покупать товары длительного пользования — стиральные машины Miele, стеллажи Vitsoe, автомобили Jaguar.Но, поскольку такие продукты имеют премиальные цены, они остаются нишевыми товарами; по оценке Купера, они составляют менее пяти процентов рынка. Чтобы действительно заменить лампочку, потребуются изменения в политике — будь то нормативные, рыночные или добровольные в рамках отрасли, — которые продлевают срок службы продукта.

Загадочная история 113-летней лампочки

Загадочная история 113-летней лампочки

В Соединенных Штатах срок службы средней лампы накаливания (то есть лампы, нагреваемой проволочной нитью) составляет от 1000 до 2000 часов.Говорят, что светодиодные (LED) лампы, которые все чаще заменяют лампы накаливания, служат от 25 000 до 50 000 часов — невероятный скачок.

Но с потолка калифорнийской пожарной части свисает лампочка, которая горит 989 000 часов — почти 113 лет. С момента своей первой установки в 1901 году он редко выключался, пережил каждого пожарного той эпохи и был провозглашен «вечным светом» экспертами и физиками General Electric во всем мире.

Прослеживание происхождения лампочки, известной как Centennial Light, поднимает вопрос: является ли это чудом физики или признаком того, что новые лампочки слабее. Его долговечность до сих пор остается загадкой.

Краткая история лампочки

Хотя обычно считается, что Томас Эдисон «изобрел» лампочку в 1879 году, ему предшествовала длинная череда новаторов.

В 1802 году британский химик Хамфри Дэви получил лампу накаливания, пропуская ток через тонкие полоски платины; в течение следующих 75 лет его эксперименты станут основой многих усилий по получению длительного яркого света с помощью нагретых нитей накала.Шотландский изобретатель Джеймс Боумен Линдсей в 1835 году хвастался своим новым светом, который позволял ему «читать книгу на расстоянии полутора футов», но вскоре после этого отказался от своих усилий, чтобы сосредоточиться на беспроводной телеграфии. Пять лет спустя группа британских ученых экспериментировала с нагревом платиновых нитей внутри вакуумной трубки. Хотя высокая цена на платину делала устройство недоступным и трудно масштабируемым, эта конструкция легла в основу первого патента на лампу накаливания в 1841 году. 

Интегрировав углеродные нити в 1845 году, американский изобретатель Джон У.Возможно, Старра можно было считать изобретателем лампочки, но в следующем году он умер от туберкулеза, и его коллеги не смогли реализовать эту идею без его знаний и опыта. Несколько лет спустя британский физик Джозеф Свон использовал достижения Старра для создания работающей лампочки, а в 1878 году стал первым человеком в мире, который осветил свой дом лампочками.

Тем временем в Америке Томас Эдисон работал над усовершенствованием углеродных нитей. К 1880 году, благодаря использованию более высокого вакуума и разработке целостной интегрированной системы электрического освещения, он увеличил срок службы своей лампочки до 1200 часов и начал производить изобретение со скоростью 130 000 лампочек в год.

В разгар этого новшества родился человек, который построил самую долговечную лампочку в мире.

Компания Шелби Электрик

Адольф Шайе, ок. 1890

Модель

Adolphe Chaillet была создана для производства исключительных лампочек. Родившийся в 1867 году, Шайе постоянно был связан с растущей легкой промышленностью в Париже, Франция. К 11 годам он начал сопровождать своего отца, шведского иммигранта и владельца небольшой компании по производству лампочек, на работу.Он быстро учился, проявлял интерес к физике и окончил немецкую и французскую академии наук. В 1896 году, потратив некоторое время на проектирование нитей в крупной немецкой энергетической компании, Шайе переехал в Соединенные Штаты.

Шайе некоторое время работал в General Electric, затем, опираясь на свой престиж гениального электрика, получил от инвесторов 100 000 долларов (около 2,75 миллиона долларов в долларах 2014 года) и открыл собственный завод по производству лампочек Shelby Electric Company. Хотя его достижения в области технологии нити накаливания были хорошо известны, Шайе все же должен был доказать американской публике, что его лампочки самые яркие и долговечные.В рискованном маневре он устроил перед публикой тест на «вынужденную жизнь»: ведущие лампочки на рынке были размещены рядом с его лампами и горели при постепенно увеличивающемся напряжении. В томе Western Electrician 1897 года рассказывается, что произошло дальше:

«Лампа за лампой различных производителей выгорали и взрывались, пока лаборатория не осветилась одной лампой Шелби — ни одна из ламп Шелби не была заметно повреждена чрезвычайной суровостью этого решающего испытания.

Оригинальный патент Chaillet

Яркость лампы была приписана запатентованной Chaillet спиральной углеродной нити, как указано в The Electrical Review (1902):

«Идея изобретателя, изложенная практически, состоит в том, чтобы сплющить катушку, а также сплющить конец шара или лампочки так, чтобы наибольшая интенсивность света отбрасывалась вниз. Нить накала намотана в форме, которая представляет собой петлю, вытянутую поперек оси лампы, или, другими словами, петли имеют по существу эллиптическую форму, причем большая ось проходит поперек продольной оси лампы.Шар также уплощен на конце, так что стеклянная стенка практически параллельна нижним линиям петель накала, когда лампа подвешена сверху».

Ссылаясь на эти достижения, компания Shelby заявила, что ее лампы служат на 30% дольше и горят на 20% ярче, чем любая другая лампа в мире. Компания добилась взрывного успеха: по словам Western Electrician , они «получили так много заказов к первому марта [1897 г.], что было необходимо начать работать по ночам и увеличить размер фабрики.К концу года выпуск удвоился с 2000 до 4000 ламп в сутки, и «разница в пользу ламп Шелби была столь очевидна, что не осталось никаких сомнений даже у самых скептически настроенных».

В течение следующего десятилетия Shelby продолжала выпускать новые продукты, но по мере расширения рынка лампочек и появления новых технологий (вольфрамовые нити накаливания) компания оказалась не в состоянии делать огромные денежные вложения, необходимые для конкурентоспособности. В 1914 году их выкупила компания General Electric, и производство ламп Shelby было прекращено.

Столетний свет

Семьдесят пять лет спустя, в 1972 году, начальник пожарной охраны в Ливерморе, штат Калифорния, сообщил местной газете о странности: голая лампочка Шелби, свисающая с потолка его станции, непрерывно горела в течение десятилетий. О лампочке в пожарной части уже давно ходили легенды, но никто точно не знал, как долго она горела и откуда взялась. Майк Данстан, молодой репортер из Tri-Valley Herald , начал расследование — и то, что он обнаружил, было поистине впечатляющим.

Проследив происхождение лампочки по десяткам устных рассказов и письменных рассказов, Данстан определил, что она была куплена Деннисом Берналом из Ливерморской компании Power and Water Co. (первой энергетической компании города) где-то в конце 1890-х годов, а затем пожертвована городскому пожару. отдела в 1901 году, когда Берналь продал компанию. Поскольку в то время только 3% американских домов освещались электричеством, лампочка Шелби была ходовым товаром.

На заре своего существования лампочку, известную как «Столетний свет», несколько раз перемещали: она несколько месяцев висела в тележке для шланга, затем, после непродолжительного пребывания в гараже и мэрии, ее закрепили. в пожарной части Ливермора.«Они работали 24 часа в сутки, чтобы рассеять тьму, чтобы добровольцы могли найти дорогу», — сказал Данстану тогдашний начальник пожарной охраны Джек Бэрд. «Это часть другой эпохи в прошлом города, [и] она хорошо послужила своей цели».

Хотя Бэрд признал, что однажды она была выключена «примерно на неделю, когда люди WPA президента Рузвельта реконструировали пожарную часть еще в 30-х годах», Книга рекордов Гиннеса подтвердила, что 30-ваттная лампочка, надутая вручную, в 71 год старый, был «самой старой горящей лампочкой в ​​мире.За этим последовало множество прессы, которая увидела его в Ripley’s Believe it or Not , а также в крупных новостных сетях.

***

Помимо реконструкции пожарной части 1930-х годов, лампочка отключалась всего несколько раз — особенно в 1976 году, когда ее перенесли на новую станцию ​​№ 6 Ливермора. В сопровождении «полного эскорта полиции и пожарной машины» лампочка прибыла с большой толпой, жаждущей увидеть, как она снова заработает, но, как вспоминал заместитель начальника пожарной охраны Том Брэндалл, «был небольшой страх:»

«Мы приехали на новое место, городской электрик установил лампочку и подключил.Прошло около 22-23 минут, и [лампочка] больше не загоралась. Толпа ахнула. Городской электрик схватил выключатель и дернул его; это продолжалось!»

После установки лампочка была помещена под видеонаблюдение, чтобы убедиться, что она жива в любое время суток; в последующие годы в сети была размещена живая «BulbCam». В прошлом году поклонники лампочки (которых на Facebook почти 9000) получили еще один страх, когда она потеряла свет:

.

Страница Centennial Light в Facebook

Сначала возникло подозрение, что лампочка наконец-то умерла, но через девять с половиной часов обнаружилось, что источник бесперебойного питания лампочки вышел из строя; как только источник питания был отключен, свет лампочки вернулся.113-летняя лампочка пережила свой блок питания — так же, как она пережила три камеры наблюдения.

Сегодня лампочка все еще светит, хотя, как однажды сказал один пожарный-волонтер на пенсии, «света от нее мало» (всего около 4 ватт). Обладание хрупким кусочком истории требует большой ответственности: пожарные Ливермора обращаются с маленькой лампочкой как с фарфоровой куклой. «Никто не хочет, чтобы эта чертова лампочка погасла в их дежурство», — сказал однажды бывший начальник пожарной охраны Стюарт Гэри. «Если эта штука выйдет из строя, пока я еще шеф, это будет неудачей для всей карьеры.

«Они не делают их такими, как раньше»

Все, от Разрушителей мифов до NPR, размышляли о причинах долговечности лампочки Шелби. Короче говоря, ответ заключается в том, что это остается загадкой — патент Шайе оставил большую часть его процесса необъясненным.

Некоторые, например, профессор электротехники Калифорнийского университета в Беркли Дэвид Це, прямо опровергают легитимность лампочки. «Это невозможно, — сказал он Chronicle в 2011 году. — Это розыгрыш.Другие, например студент инженерного факультета Генри Слонски, настаивают на том, что это, вероятно, связано с тем, что когда-то вещи делались с большей тщательностью. «В то время, — говорит он, — они делали все, что можно, на пределе возможностей».

В 2007 году профессор физики из Аннаполиса Дебора М. Кац купила старую лампочку Shelby того же года выпуска и производства, что и Centennial Light, и провела с ней серию экспериментов, чтобы определить ее отличие от современных ламп. Она сообщила о своих выводах:

«Нашел ширину нити.Я сравнил его с шириной нити накала современной лампочки. Оказывается, нить накала современной лампы представляет собой катушку диаметром около 0,08 мм, состоящую из намотанной проволоки толщиной около 0,01 мм. Я не знал этого, пока не посмотрел под микроскопом. Ширина нити накала 100-летней лампочки Шелби примерно такая же, как ширина намотанной нити накаливания современной лампочки — 0,08 мм».

Хотя выводы Кац были неубедительны, она предполагает, что нить накаливания лампочки Шелби — в восемь раз толще, чем у современной лампочки — может быть неотъемлемой частью ее долговечности.В современных лампах, объясняет она, используются более тонкие вольфрамовые нити, которые излучают больше света (от 40 до 200 Вт), горят сильнее и поэтому облагаются более строгим налогом, чем старые лампы, такие как Shelby. «Вы можете думать об этом как о животном с низким метаболизмом», — сообщила она комитету Centennial Light. «Это дает нам меньше энергии за раз, поэтому может продолжаться дольше». Кац также добавляет, что возраст лампочки может быть отчасти связан с тем, что ее не выключали и не включали полностью — процесс, который более утомляет лампочку, чем ее непрерывная работа (нить накала должна разогревается, как двигатель автомобиля).

Свойства лампочки Шелби, от Felgar’s Бумага

Джастин Фелгар, один из учеников Каца, продолжил изучение лампочки и опубликовал свои выводы в статье 2010 года «Столетняя световая нить». Фелгар обнаружил, что чем горячее Shelby становится, тем больше электричества проходит через него — противоположное тому, что происходит с современными вольфрамовыми нитями. Фелгар утверждает, что для определения точного состава нити Шелби необходимо «разорвать одну» и запустить ее через ускоритель частиц Военно-морской академии — но это дорогостоящий процесс, и его еще предстоит осуществить.

В конечном счете, Кац и ее коллеги остаются неуверенными. «Я думала, что вся физика должна быть проработана, — говорит она, — но, возможно, это просто какая-то случайность с этой конкретной [лампочкой]». С ним согласен бывший заместитель начальника пожарной охраны Ливермора. «Реальность такова, что это, вероятно, просто причуда природы, — сказал он NPR в 2003 году, — всего одна лампочка на миллион будет продолжать гореть и гореть».

Картель лампочки

Сегодня средняя лампа накаливания работает около 1500 часов; даже первоклассные светодиодные лампы по 25 долларов за штуку служат 30 000 часов.Независимо от секретной формулы столетней лампочки, она проработала 113 лет — почти 1 миллион часов. Так где же мы ошиблись в технологии лампочек?

Компании, производящие лампочки, такие как Shelby, когда-то гордились долговечностью — настолько, что долговечность их продуктов была в центре внимания маркетинговых кампаний. Но к середине 1920-х отношение к бизнесу начало меняться, и возобладала новая риторика: «Продукт, который отказывается изнашиваться, — трагедия бизнеса». Это направление мысли, называемое «запланированное устаревание», одобряло намеренное сокращение срока службы продукта, чтобы побудить его к более быстрой замене.

В 1921 году многонациональный производитель осветительных приборов Osram создал «Internationale Glühlampen Preisvereinigung» (Международную ассоциацию цен на лампочки) для регулирования цен и ограничения конкуренции. General Electric вскоре отреагировала, основав в Париже «Международную компанию General Electric». Вместе эти организации торговали патентами и информацией о продажах, чтобы закрепиться на рынке лампочек.

В 1924 году Osram, Philips, General Electric и другие крупные электрические компании встретились и сформировали Картель Феба под предлогом того, что они сотрудничают в стандартизации лампочек.Вместо этого они якобы начали заниматься планомерным устареванием. Чтобы добиться этого, компании согласились ограничить ожидаемый срок службы лампочек на уровне 1000 часов — меньше, чем у ламп Эдисона (1200 часов) несколько десятилетий назад; любая компания, которая произвела лампочку со сроком службы более 1000 часов, будет оштрафована.

До своего роспуска во время Второй мировой войны картель якобы приостанавливал исследования, препятствуя разработке более долговечной лампочки почти на двадцать лет.

***

Вопрос о том, остается ли запланированное устаревание все еще на повестке дня производителей лампочек сегодня, является весьма спорным, и не существует окончательных доказательств.В любом случае, лампы накаливания во всем мире постепенно отказываются от использования ламп накаливания: с тех пор как Бразилия и Венесуэла начали эту тенденцию в 2005 году, многие страны последовали их примеру (Европейский союз, Швейцария и Австралия в 2009 году; Аргентина и Россия в 2012 году; США, Канада, Мексика, Малайзия и Южная Корея в 2014 г.).

По мере появления более эффективных технологий (галогенные, светодиодные, компактные люминесцентные лампы, лампы с магнитной индукцией) старые лампы накаливания стали пережитком прошлого. Но восседающий на белом потолке Ливерморской станции № 6, дедушка олдскульных лампочек актуален как никогда — и отказывается кусать пыль.

Если вам понравился этот пост, вы будете слегка удивлены нашей книгой →  Все ерунда .

Этот пост был написан Zachary Crockett. Подпишитесь на него в Твиттере. Чтобы время от времени получать уведомления, когда мы пишем сообщения в блоге, подпишитесь на нашу рассылку .



Есть ли запрет на лампы накаливания?

Есть ли запрет на лампы накаливания? Сейчас это зависит от того, где вы живете.

Из-за серии судебных исков и других скучных деталей (здесь нет приукрашивания) в настоящее время три штата вводят запрет на некоторые лампы накаливания:

Что дальше, как мы сюда попали и какие продукты затронуты? Вот некоторые из вопросов, которые мы рассмотрим.

Запрет ламп накаливания

Лампы накаливания ежедневно используются в домах и коммерческих зданиях. У нас есть сотни продуктов с лампами накаливания, доступных для покупки на нашем сайте (если вы не живете в штатах с действующими ограничениями).

Поскольку они все еще так распространены, был ли когда-нибудь запрет? И да и нет.

Бывший президент Джордж Буш подписал EISA (Закон об энергетической независимости и безопасности) в 2007 году. Первый уровень стандартов вступил в силу в период с 2012 по 2014 год и официально отказался от ламп накаливания мощностью 60 Вт.

Очередной ряд ограничений EISA должен был вступить в силу 1 января 2020 года, но Министерство энергетики решило вернуться к прежним стандартам.

Новые стандарты требуют, чтобы обычные лампы накаливания (называемые лампами общего назначения) потребляли на 65 процентов меньше энергии, чем традиционные лампы накаливания, но при этом излучали такое же количество света.

Вот тогда и начались судебные процессы. Несколько штатов, городов и округов подали в суд на Министерство энергетики. Калифорния, Невада и Вашингтон решили пойти дальше и запретить некоторые лампы общего назначения.

Другие штаты решили запретить использование некоторых линейных флуоресцентных ламп с высоким индексом цветопередачи. Подробнее о каждом штате вы можете прочитать в этой статье.

Можно ли еще купить лампы накаливания?

Короткий ответ — да (по крайней мере, сейчас). Даже в штатах, где существуют ограничения на лампы общего назначения, некоторые лампы накаливания все еще доступны для покупки.

Производители приняли вызов, чтобы соответствовать текущим стандартам EISA. Сегодняшние лампы накаливания в среднем в два раза эффективнее, чем когда был принят закон EISA.

Но, скорее всего, так будет не долго. Министерство энергетики уже работает над следующим этапом обновления ламп общего назначения, который, вероятно, будет более строгим. Эти изменения могут вступить в силу к 2025 году.

Ограничения, скорее всего, потребуют, чтобы лампы общего назначения (GSL) соответствовали минимальной эффективности 45 люмен на ватт.Без всего светового жаргона это означает, что они должны производить больше света, используя меньше энергии.

Большинство ламп накаливания и галогенных ламп, представленных сегодня на рынке, не соответствуют этому стандарту. Большинство светодиодов и компактных люминесцентных ламп смогут соответствовать стандарту.

Мы прогнозируем, что в будущем вы увидите значительный переход на светодиодные и компактные люминесцентные лампы и почти полный отказ от ламп накаливания.

Какие лампы накаливания еще доступны?

Если вы посетите раздел ламп накаливания нашего интернет-магазина, у нас есть более 700 ламп накаливания для продажи.Понятно, что дефицита нет.

Но сами изделия отличаются от ламп накаливания, сделанных еще пять лет назад. Производители уменьшили мощность примерно на 30 процентов, но сохранили прежний световой поток (люмены с точки зрения технического освещения).

Например, эквивалент старой 60-ваттной лампы накаливания A19 потребляет в среднем 43 Вт. Между тем эквивалент 100-ваттной лампы накаливания A19 использует 72 Вт для того же светового потока.

Здесь следует отметить несколько предостережений.

Во-первых, как мы уже упоминали, некоторые продукты запрещены в определенных штатах. Вы можете использовать фильтры сбоку страницы, чтобы сузить круг и найти нужные продукты.

Во-вторых, некоторые лампы накаливания не соответствуют действующим стандартам EISA. Лампочки для определенных применений — например, тепловые лампы — не обязательно должны соответствовать новым стандартам.

В-третьих, по мере того, как производители снижали мощность, цвет света (или цветовая температура) также менялся. Некоторым не нравится цвет современных галогенных ламп накаливания, поскольку галоген имеет тенденцию излучать более холодные цвета.

Лампы накаливания до EISA могли иметь температуру по Кельвину 2400K или 2700K, в то время как современные лампы накаливания часто имеют цвет 3000+ K.

У нас есть полезный фильтр для цвета света в нашем магазине, если вам особенно важно, какой цвет света вы используете.

Лампы накаливания по сравнению с КЛЛ

Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) были первыми лампами, которые действительно ворвались на рынок и заняли прочную позицию по сравнению с лампами накаливания. Они всегда были намного более энергоэффективными, но имеют несколько недостатков, которые большинство компаний и потребителей любят учитывать в процессе принятия решений.

  1. КЛЛ содержат ртуть – токсичный металл, вредный для окружающей среды и людей. Это означает, что они должны быть переработаны должным образом.
  2. Многие компактные люминесцентные лампы не диммируются, что делает их несовместимыми с диммируемыми светильниками, которые могут быть в вашем здании или дома.
  3. По сравнению с лампой накаливания индекс цветопередачи (CRI) КЛЛ весьма ограничен.
  4. Многие компактные люминесцентные лампы имеют спиралевидную форму, поэтому многие люди выбирают традиционную лампу в форме колбы, чтобы сохранить определенную эстетику.

Сравнение обычных бытовых ламп — лампы накаливания и КЛЛ

  Старая лампа накаливания Новая (галогенная) лампа накаливания КЛЛ
Средняя стоимость 0,50 $ 1,25 $ 2,25 $
Люмен (световой поток) 780 780 780
Мощность (потребление энергии) 60 42 10
Люмен на ватт 13 18.5 78
Средний срок службы 1 500 2 500 10 000

Если вы ищете замену светодиодам для компактных люминесцентных ламп на штифтах, попробуйте эти продукты.

Если вы ищете адаптеры для замены КЛЛ на светодиоды, начните здесь.

Лампы накаливания и светодиоды

Светодиоды

продолжают расширять свою территорию в мире освещения.Значительная часть этой тенденции связана со снижением цен на технологии, что делает их намного более конкурентоспособными.

Другая часть этой тенденции? Энергоэффективность. Долгий срок службы светодиодов в сочетании с их невероятно низким уровнем энергопотребления дает им преимущество на рынке энергоэффективного освещения. Со светодиодами просто нет сравнения только с точки зрения энергоэффективности.

Но если вы знакомы с визитной карточкой светодиодов — энергоэффективностью — вы, вероятно, в равной степени знакомы с их ахиллесовой пятой: стоимостью.Раньше светодиоды стоили в 40 раз дороже, чем современные лампы накаливания. Но, как упоминалось выше, они значительно снизились в цене.

Сегодняшние светодиоды могут быть в пять или семь раз дороже, чем лампы накаливания сравнительной яркости. Но обратной стороной этого является огромная экономия энергии. В большинстве случаев светодиодные лампочки окупаются за считанные месяцы при замене светодиодов.

Сравнение обычных бытовых ламп – лампы накаливания и светодиоды

  Старая лампа накаливания Новая лампа накаливания Светодиод
Средняя стоимость $0.50 1,25 $ 4,95 $*
Люмен (световой поток) 780 780 780
Мощность (потребление энергии) 60 42 5
Люмен на ватт 13 18,5 156
Средний срок службы 1 500 2 500 25 000

*Светодиоды сильно различаются по цене и характеристикам.Приведенная выше цена отражает среднюю светодиодную лампу мощностью 60 Вт.

Вопросы о лампах накаливания

Вот и все факты.

Были ли все лампы накаливания строго запрещены федеральным правительством? Нет, они стали значительно более энергоэффективными (если только вы не живете в Калифорнии, Неваде или Вашингтоне, но даже в этих штатах не все лампочки запрещены).

Лампы накаливания на грани вытеснения с рынка? Это зависит от следующего набора правил, но похоже, что мы движемся в этом направлении.

Можно ли еще купить лампы накаливания? У нас они есть здесь, с некоторыми ограничениями в зависимости от штата.

Хотите перейти на более эффективные светодиодные лампы? У нас тоже есть такие.

6 типов лампочек — самые популярные формы лампочек

Скорее всего, вы пользуетесь лампочками каждый божий день, но задумывались ли вы когда-нибудь о науке, стоящей за ними? То, что начиналось как простой стеклянный шар с нитью внутри (спасибо, Томас Эдисон!), теперь превратилось в удивительно разнообразную и несколько сложную серию продуктов.Но не беспокойтесь, если вам нужна помощь в выборе вариантов — мы здесь, чтобы помочь разобраться в различных типах лампочек, которые вы, вероятно, используете в своем доме, от различных газов внутри стекла до формы самих лампочек.

Типы лампочек

1. Накали

              Оригинальная электрическая лампа, разработанная Thomas Edison и его современниками в середине до конца 19 века, лампы накаливания сделаны из стекла с газом, таким как аргон, плюс вольфрамовая нить внутри.Свет возникает, когда электрический ток проходит через нить накала и заставляет ее светиться. Хотя известно, что свет ламп накаливания очень благоприятен для кожи (используйте его в туалетных столиках в ванной!), эти лампочки совсем не очень энергоэффективны. Фактически, в 2007 году Конгресс принял закон о продвижении более энергоэффективного освещения, который положил конец производству стандартных ламп накаливания мощностью от 40 до 100 Вт. Теперь лампы накаливания выпускаются в моделях гораздо меньшей мощности, различающихся по форме, размеру и стилю. (П.С. часто узнаваемы по их длинным трубчатым формам. Хотя вы с большей вероятностью увидите их в офисах и магазинах, чем в частных домах, вы также можете использовать их лично в своем гараже, подвале или мастерской. Они излучают свет, когда пары ртути внутри их стеклянных трубок ионизуются за счет электрического заряда, и известны своим долгим сроком службы — в среднем несколько лет.

              CW 13-Watt T5 флуоресцентный прохладный белый 4100K, Amazon, $ 14.8 9 , Купить сейчас

              3. Компактный флуоресцентный (CFL)
                    газообразная ртуть ионизирована, но они имеют небольшую скрученную форму, которую легче использовать в бытовых условиях, а не длинную трубчатую. Преимущества компактных люминесцентных ламп: они потребляют гораздо меньше энергии, чем лампы накаливания. Минусы: они излучают резкий свет, они дороже ламп накаливания (хотя служат дольше) и содержат ртуть, что означает, что они токсичны, если разобьются.

                    EcoSmart 14 Вт (четыре упаковки), Walmart, $19,99 КУПИТЬ СЕЙЧАС

                    4. Галогенные

                      Приближаясь по спектру энергии к люминесцентным лампам и галогеновым лампам искусственный свет, максимально похожий на естественный, что, безусловно, лучше для вашего здоровья. Они функционируют очень похоже на лампы накаливания в том смысле, что они имеют стеклянную колбу, наполненную газом, и вольфрамовую нить накаливания, которая светится при подаче электричества.Но разница заключается в газе — в лампах накаливания обычно используется аргон, а в галогенных — галоген (да!). Недостатком является то, что они невероятно нагреваются, поэтому их лучше всего использовать в условиях ограниченного использования, например, в качестве прожекторов за пределами вашего гаража или на заднем дворе.

                      Лампа прожектора (две упаковки), Home Depot, $9,97 КУПИТЬ СЕЙЧАС

                      5. Светодиод (LED)

                        Самая энергоэффективная светодиодная лампа из всех. немного иначе, чем их соотечественники, сжигающие нить накаливания.Они излучают свет через полупроводники или материалы, которые не обладают такой проводимостью, как металл, но обладают большей проводимостью, чем изоляторы, такие как резина. Это довольно технично, но суть в том, что светодиодам не требуется столько энергии для работы, они имеют долгий срок службы (где-то около десяти лет!), и они вообще не выделяют много тепла. Используйте их везде, где бы вы использовали лампочку накаливания в своем доме, то есть везде!

                        Светодиодная лампочка мягкого белого цвета (четыре упаковки), Walmart, $5 КУПИТЬ

                        6.Умные лампочки

                          В наши дни почти все в вашем доме может быть «умным», в том числе и лампочки. Умные лампочки обычно представляют собой светодиодные лампы с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что они поддерживают Wi-Fi, что означает, что вы можете управлять ими удаленно с помощью приложения или искусственного интеллекта, такого как Amazon Alexa или Google Home. Как и следовало ожидать, они обычно довольно дороги.

                          Умная светодиодная лампа (две упаковки), Best Buy, 90 долларов США КУПИТЬ СЕЙЧАС

                          Формы лампочек

                          1. Группа (традиционный)

                                            Изображение лампочки в вашей голове. Вы, вероятно, представляете грушевидную лампочку с металлическим винтовым цоколем — это лампочка группы А (A означает «произвольная»), также известная как классическая лампочка. Они идеально подходят для использования по всему дому, особенно в лампах.

                                            Светодиодная лампа накаливания A19 дневного света (4 шт.), HomeDepot, $10 КУПИТЬ СЕЙЧАС

                                            2.Группа G (Globe)

                                              Подобно лампочкам группы A, лампочки группы G, также известные как круглые лампочки, имеют закругленную форму, но им не хватает толстого «стержня», который соединяется с их винтом. основание. Используйте их в декоративном освещении, например, в люстре или на туалетном столике в ванной.

                                              Светодиодная лампа Aooshine G25, эквивалент лампы накаливания мощностью 50 Вт, Amazon, $14 КУПИТЬ СЕЙЧАС

                                              (с тупым концом) и лампы С-группы (конические) имеют форму пламени.Как вы можете себе представить, они лучше всего подходят для светильников, имитирующих канделябры, хотя их также можно найти в таких вещах, как рождественские гирлянды.

                                              Bioluz LED 60 Watt Candelabra луковицы (шесть упаковок), Amazon, $ 25 Купить сейчас

                                              4. Группа BR (Высугающая отражатель)

                                                Выпуклость Отражающие лампы как вы уже догадались — форма в виде лампочки, облицованная суперотражающим материалом, помогающим направлять излучаемый свет.Таким образом, они отлично подходят для прожекторов или встроенного освещения.

                                                Philips Color and Tunable White BR30 LED, Home Depot, $13 КУПИТЬ СЕЙЧАС

                                                5. MR Group (Multifaceted Reflector)

                                                  Лампы с многогранным отражателем похожи на выпукло-рефлекторные лампы. интерьер. Они обычно используются для трекового освещения, акцентного освещения (скажем, в витрине) или наружного освещения дорожек.

                                                  MR16 Ярко-белый рефлектор с регулируемой яркостью (2 шт. в упаковке), Lowe’s, $12 КУПИТЬ СЕЙЧАС

                                                  6.PAR Group (параболический алюминизированный отражатель)

                                                    Ага — еще одна лампочка с отражателем. Слово «параболический» в названии связано с тем, что в нем используется U-образный отражатель для фокусировки света в заданном направлении. Эти лампочки изначально использовались для автомобильных фар, но теперь их можно найти в домах или на них в качестве прожекторов или акцентных ламп.

                                                    Simba Lighting 39PAR20 (Four-Pack), Amazon, $16 КУПИТЬ СЕЙЧАС

                                                    7. T Group (T Tube)

                                                      Вероятно, самая понятная из всех форм лампочек. лампочки трубчатые, а не круглые.Они могут быть лампами накаливания или люминесцентными и часто используются в качестве верхнего освещения или в бытовых приборах.

                                                      Philips T8, 32 Вт (две упаковки), Home Depot, $18 КУПИТЬ СЕЙЧАС

                                                      Подписывайтесь на House Beautiful в Instagram .

                                                      Стефани Вальдек Соавтор Стефани Вальдек — писательница из Бруклина, освещающая темы архитектуры, дизайна и путешествий.

                                                      Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

                                                      Эволюция лампочек с годами!

                                                      Эволюция лампочек с годами!

                                                      Лампочки претерпели эволюцию на протяжении многих лет, которая помогла человеческому роду намного больше, чем мы можем себе представить. От увеличения среднего рабочего дня до постоянного спутника темными ночами лампочки были движущей силой всего, что мы делаем.

                                                      Некоторые люди могут возразить, что это не величайшее изобретение всех времен, но, безусловно, это одно из важнейших изобретений, заложившее основу для многих будущих изобретений. Как и все основные изобретения, современная лампочка не может быть приписана какому-то одному изобретателю, поскольку за эти годы она претерпела значительные изменения.

                                                      Эволюция лампочки — от дуговых ламп к светодиодам

                                                      Современные лампочки — это не то, что люди использовали традиционно.Эти лампочки претерпели серьезные изменения, чтобы стать тем, чем они являются сейчас, то есть более эффективными и экологически чистыми. Давайте теперь посмотрим, как лампочки развивались на протяжении многих лет и почему предыдущие лампочки были заменены с развитием технологий.

                                                      Дуговые лампы — первый искусственный источник света

                                                      Дуговая лампа основана на идее создания электрической искры в воздухе между двумя угольными стержнями. Зазор между стержнями должен быть подходящего размера, чтобы обеспечить максимальное освещение.Если зазор слишком велик, искра на мгновение вспыхнет, а затем погаснет, а если он слишком мал, то света будет мало.

                                                      Стержни изготовлены из карбона. Стержень (углерод) испаряется при высокой температуре (3600С). Эта высокая температура ионизирует углеродный пар и обычный воздух, из-за которого производится свет. Углерод используется потому, что пары углерода очень светятся. Между ионами воздуха и парами углерода происходит обмен электронами. И электрический ток проходит от одного электрода к другому.

                                                      Но дуговые лампы имели определенные недостатки и поэтому их заменили позже –

                                                      — Через некоторое время пришлось заменить угольные стержни, что потребовало от человека выполнения этой работы.

                                                      – Он производил вредные ультрафиолетовые лучи.

                                                      — Создан постоянный жужжащий звук при включении света.

                                                      — Самые длинные удилища прослужили всего около 75 часов.

                                                      – Он выделял очень вредный угарный газ.

                                                      Лампы накаливания освещают путь

                                                      Томас А.Эдисон получил патент на лампочку накаливания в 1879 году. Хотя существует множество теорий заговора, предполагающих, что Никола Тесла изобрел лампочку. Теперь это совсем другой спор, но, насколько нам известно, Эдисон дал нам лампочку накаливания. В 1835 году появились первые признаки постоянного электрического света, и после этого в течение 40 лет ученые работали над созданием того, что сегодня мы знаем как лампу накаливания.

                                                      Излучение света в лампе накаливания происходит за счет нагрева нити накала и содержит инертный газ, который помогает лучше излучать свет.А еще в колбе присутствует нить из редкого металла под названием вольфрам. Это делает лампочку более яркой, потребляет меньше энергии и снижает стоимость изготовления.

                                                      Затем появилась нить из редкого металла под названием вольфрам. Это сделало лампочки более яркими, потребляло меньше энергии, а стоимость изготовления снизилась.

                                                      Источник изображения: wikimedia.org

                                                      Галогенные лампочки — Улучшение нити накала

                                                      В отличие от обычной лампы накаливания, использовавшейся ранее, в лампе используется галоген (например, йод или бром).Это увеличивает срок службы вольфрамовой нити. Кроме того, освещение лучше, поскольку атомы галогенов распределены так, что испускаемый свет распространяется на большее расстояние.

                                                      Огромным преимуществом использования галогенов вместо инертного газа является то, что при свечении вольфрама образуется остаток, который теряется в инертном газе. Использование галогенов помогает, поскольку вольфрам повторно осаждается на нити после ее охлаждения. Это увеличивает срок службы нити, поскольку она не ломается.

                                                      Источник изображения: www.edisontechcenter.org

                                                      Компактные люминесцентные лампы

                                                      Компактные люминесцентные лампы, широко известные как компактные люминесцентные лампы, обеспечивают значительное увеличение освещенности по сравнению с галогенными лампами и лампами накаливания. Кроме того, он потребляет на 25% меньше энергии.

                                                      Именно нефтяной кризис 1973 года вынудил ученых разработать световое решение, потребляющее меньше энергии. В 1976 году Эдвард Хаммер нашел способ согнуть люминесцентные лампы, из которых были созданы первые компактные люминесцентные лампы.

                                                      В КЛЛ ток проходит через изогнутую трубку, которая содержит аргон и небольшое количество паров ртути. Внутренняя часть люминесцентной трубки покрыта люминофором. Когда через газы пропускают электрический ток, возникает невидимый ультрафиолетовый свет, который дополнительно возбуждает люминофор, испускающий видимый белый свет.

                                                      С появлением компактных люминесцентных ламп появилась идея цветного освещения. Флуоресцентные трубки, которые использовались в прошлом, теперь были сделаны из разных цветов, излучающих один и тот же белый свет, но свет, выходящий из трубки, был другого цвета из-за окраски трубки.

                                                      Источник изображения: wikimedia.org

                                                      Светодиоды — будущее уже здесь В светоизлучающих диодах (LED)

                                                      для излучения света используются полупроводники (обычно арсенид галлия).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.