Люминесцентная лампа год изобретения. История создания и принцип работы люминесцентных ламп: от первых изобретений до современных технологий

Когда была изобретена первая люминесцентная лампа. Как устроена и работает люминесцентная лампа. Какие преимущества имеют люминесцентные лампы перед лампами накаливания. Какие виды люминесцентных ламп существуют сегодня.

История создания люминесцентной лампы: ключевые изобретения и открытия

История люминесцентных ламп насчитывает уже более 150 лет. За это время было сделано множество важных изобретений и открытий, которые в итоге привели к созданию современных эффективных источников света.

Ключевые этапы в истории создания люминесцентных ламп:

• 1856 год — немецкий стеклодув Генрих Гейслер создает вакуумную стеклянную трубку, которая светится при пропускании через нее электрического тока.
• 1859 год — французский физик Александр Эдмон Беккерель предлагает покрыть трубку Гейслера люминофором, что усиливает ее свечение.
• 1893 год — Томас Эдисон демонстрирует люминесцентное свечение на Всемирной выставке в Чикаго.
• 1901 год — Питер Купер Хьюитт создает ртутную лампу, которая становится прообразом современных люминесцентных ламп.
• 1926 год — Эдмунд Джермер с коллегами разрабатывают первую люминесцентную лампу, близкую к современным образцам.
• 1938 год — компания General Electric начинает массовое производство люминесцентных ламп.

Таким образом, от первых экспериментов до появления коммерческих образцов прошло около 80 лет интенсивных исследований и разработок. Это позволило создать эффективный и долговечный источник света, который сегодня широко используется во всем мире.

Принцип работы люминесцентной лампы: физические процессы и конструктивные особенности

Принцип работы люминесцентной лампы основан на преобразовании ультрафиолетового излучения в видимый свет. Рассмотрим основные этапы этого процесса:

1. Между электродами лампы, расположенными на ее концах, возникает электрический разряд в парах ртути.
2. При прохождении электрического тока атомы ртути возбуждаются и начинают испускать ультрафиолетовое излучение.
3. Ультрафиолетовое излучение поглощается люминофором, нанесенным на внутреннюю поверхность колбы лампы.
4. Люминофор преобразует ультрафиолетовое излучение в видимый свет.

Для стабильной работы лампы необходимы дополнительные элементы:

• Балласт — ограничивает ток, проходящий через лампу
• Стартер — обеспечивает первоначальный разогрев электродов и поджиг разряда

Благодаря такому принципу работы люминесцентные лампы обладают высокой световой отдачей и длительным сроком службы.

Преимущества люминесцентных ламп перед лампами накаливания: экономичность и долговечность

Люминесцентные лампы имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными лампами накаливания:

• Высокая световая отдача — до 80-100 лм/Вт против 10-15 лм/Вт у ламп накаливания
• Длительный срок службы — 6000-20000 часов против 1000 часов у ламп накаливания
• Низкое энергопотребление — экономия электроэнергии до 80%
• Низкая рабочая температура — не нагреваются в процессе работы
• Возможность получения различных оттенков света

Благодаря этим преимуществам люминесцентные лампы позволяют значительно снизить затраты на освещение и повысить его качество. Однако у них есть и некоторые недостатки, которые следует учитывать при выборе.

Виды люминесцентных ламп: от линейных трубчатых до компактных энергосберегающих

Современный рынок предлагает большое разнообразие люминесцентных ламп различных типов и конструкций. Основные виды люминесцентных ламп:

• Линейные трубчатые лампы — классический вариант для общего освещения
• Кольцевые лампы — для декоративного и акцентного освещения
• U-образные лампы — компактный вариант линейных ламп
• Компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) — энергосберегающие лампы со встроенным ПРА
• Безэлектродные индукционные лампы — с повышенным сроком службы

Каждый тип ламп имеет свои особенности и области применения. Линейные лампы чаще используются в офисах и на производстве, а компактные — в быту для замены ламп накаливания. Правильный выбор типа лампы позволяет оптимизировать систему освещения под конкретные задачи.

Особенности эксплуатации люминесцентных ламп: правила использования и утилизации

При использовании люминесцентных ламп следует учитывать некоторые их особенности:

• Необходимость специальной пускорегулирующей аппаратуры (ПРА)
• Чувствительность к перепадам напряжения
• Снижение срока службы при частых включениях и выключениях
• Зависимость светового потока от температуры окружающей среды
• Наличие в составе ламп небольшого количества ртути

Особое внимание следует уделять правильной утилизации отработавших ламп. Из-за содержания ртути их нельзя выбрасывать вместе с бытовыми отходами. Для утилизации люминесцентных ламп существуют специальные пункты приема.

Перспективы развития люминесцентных ламп: новые технологии и материалы

Несмотря на появление светодиодных источников света, люминесцентные лампы продолжают совершенствоваться. Основные направления развития:

• Повышение световой отдачи за счет новых люминофоров
• Увеличение срока службы
• Улучшение цветопередачи
• Разработка безртутных технологий
• Создание «умных» ламп с возможностью управления

Эти инновации позволят люминесцентным лампам оставаться конкурентоспособными на рынке источников света еще долгое время. Особенно перспективным выглядит направление создания безртутных люминесцентных ламп, что решит проблему их утилизации.

Сравнение люминесцентных и светодиодных ламп: преимущества и недостатки

В последние годы основным конкурентом люминесцентных ламп стали светодиодные источники света. Рассмотрим их основные отличия:

Параметр	Люминесцентные лампы	Светодиодные лампы
Световая отдача	60-100 лм/Вт	80-150 лм/Вт
Срок службы	6000-20000 часов	30000-50000 часов
Время выхода на рабочий режим	30-180 секунд	Мгновенно
Наличие ртути	Есть	Нет
Чувствительность к включениям/выключениям	Высокая	Низкая

Хотя светодиодные лампы имеют ряд преимуществ, люминесцентные лампы остаются более доступными по цене и во многих случаях являются оптимальным выбором.

История создания люминесцентной лампы

История люминесцентной лампы достаточно объемна как по времени, так и по количеству сопутствующих изобретений. До того момента, как в частных домах и офисах появились первые лампы дневного света в том виде, который мы наблюдаем и по сей день, ученым и инженерам пришлось изобрести вакуумную трубку, поэкспериментировать с различными инертными газами, создать долговечные электроды и разработать состав флуоресцентного покрытия.

Первой в 1856 году на свет появилась вакуумная стеклянная трубка. Этому изобретению мы обязаны немецкому стеклодуву и изобретателю Генриху Гейслеру. Именно он создал вакуумный насос, позволявший откачивать из закрытой колбы воздух. Стеклянная вакуумная колба в последствие получила имя изобретателя – трубка Гейслера. Когда ученый, а затем и его последователи пропускали через трубку электрический ток,наблюдалсядостаточно интересный эффект – яркое свечение зеленоватого оттенка.

Основательные эксперименты с явлением электролюминесценции различных веществ проводил Александр Эдмон Беккерель. Именно он в 1859 году предложил покрыть трубку Гейслера тонким слоем люминесцирующих веществ. И хотя трубки ученого излучали недостаточно сильный свет и были недолговечны, именно он впервые заставил люминофор светиться под воздействием электрического тока. Хотя по большому счету Беккерель и не собирался практически использовать свои достижения – у него был чисто научный интерес в этой и других областях науки.

Первое практическое применение трубки Гейслера попытался осуществить Томас Эдисон. Именно он в 1896 году изобрел, а 1907 году запатентовал колбу с покрытием из вольфрамата кальция и рентгеновским излучением как люминесцентную лампу. Но и этому изобретению не удалось стать искусственным источником света в наших домах. Лампа имела малый срок службы, а Эдисон, добившись успеха с лампой накаливания, отказался от дальнейших изысканий по совершенствованию люминесцентной лампы.

Впервые практически использовать аналог сегодняшней лампы дневного света и изыскать из этого коммерческий интерес удалось Даниэлю Фарлану Муру. Первую модель своей лампы оно показал общественности в 1895 году  (на год раньше Эдисона). В качестве инертного газа в колбе он использовал двуокись углерода (для белого свечения) или азот (для розового). Его лампа была невероятно сложна в конструкции, но уже тогда инженеры заметили ее большую эффективность по сравнению с разрабатываемой лампой накаливания. Почти 9 лет усовершенствований и испытаний привели к тому, что начиная с 1904 года, система освещения Мура стала устанавливаться в магазинах и офисных помещениях.

Использовать в люминесцентной лампе пары ртути впервые предложил Питер Купер Хьюитт в 1901 году. Его лампы были намного эффективнее, как ламп Мура, так и ламп накаливания. Однако сине-зеленый свет свечения ограничил их применение в то время. Хотя в последствие, много лет спустя, именно ртутные лампы стали основой уличного освещения, именно ими оснащались фонарные столбы.

Лишь в 1927 году свет увидела люминесцентная лампа – аналог той, что мы используем сейчас. И хотя ее изобретатель Эдмунд Джермер изначально ставил перед собой цель создать управляемый источник ультрафиолетового света – получилось так, что вместе с коллегами Фридрихом Мейером и Гансом Шпаннером он создал второй по популярности источник искусственного света, причем более близкий к естественному, чем популярная в то время лампа накаливания. Исследователи просто покрыли ультрафиолетовую лампу слоем люминофора, и оказалось, что она способна излучать естественный белый и достаточно яркий свет.

В 1934 году патент на изобретения выкупила General Electric (британская, а не американская), за достаточно кругленькую по тем временам сумму в 180 тыс. $. Первые продажи люминесцентных ламп начались лишь в 1938 году, так как на протяжении 4 лет до этого исследовательские бюро компании усиленно изобретали неразрушающийся под действием электрического тока электрод, а сама фирма выкупала патенты, на изобретения, хоть как-то относящиеся к этому виду лампы.

< Предыдущая		Следующая >

Люминесцентные лампы история. Люминесцентные лампы

Лампы люминесцентные — немного истории

Лампы люминесцентные многие считают такой же классикой освещения, как и лампы накаливания. С этим тяжело спорить, учитывая, что первая люминесцентная лампа была выпущена аж в 1938 году. В СССР такие лампы были разработаны в 1951 году. А первая газоразрядная лампа — предок современных люминесцентных ламп — была изобретена в 1956 году.

По сравнению с лампами накаливания линейные люминесцентные лампы дневного света являются более экономичными (примерно в 5 раз) и имеют больший срок службы (в 5-10 раз).

История возникновения

Изобретателем люминесцентной лампы (лампы дневного света) считается Эдмунд Гермер. Он и его команда в 1926 году получили бело-цветной свет от газоразрядной лампы, колба которой внутри была покрыта флуоресцентным порошком. Позже корпорация General Electric купила патент у Гермера и в 1938 году довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования. Свет первых ламп напоминал естественный уличный свет в пасмурный день (примерно 6400К): считается, что именно тогда и появилось название «лампа дневного света».

В Советском Союзе массовое производство люминесцентных ламп началось только в 1948 году. За это в 1951 году разработчики первой советской лампы дневного света стали лауреатами Сталинской премии второй степени.

Советский ГОСТ 6825-64 определял только три типоразмера линейных люминесцентных ламп мощностью 20, 40 и 80 ватт (длиной 600, 1200 и 1500 мм соответственно). Колба имела большой диаметр 38 мм для более легкого зажигания при низких температурах.

Люминесцентные линейные лампы дневного света выпускаются многих видов. Разной мощности, длины, с разными диаметрами колб, разными цоколями и разным светом в зависимости от назначения лампы. Более того, этот ассортимент будет еще больше, если учесть, что энергосберегающие лампы также представляют собой лампы дневного света со встроенными пусковыми устройствами.

elektro-tovars.ru

Люминесцентная лампа

Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не превышает нескольких процентов.

Различные виды люминесцентных ламп

Люминесцентные лампы широко применяются для общего освещения, при этом их световая отдача в несколько раз больше, чем у ламп накаливания того же назначения. Срок службы люминесцентных ламп может до 20 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу коммутаций, в противном случае быстро выходят из строя. Наиболее распространённой разновидностью подобных источников является ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора.

Коридор, освещенный люминесцентными лампами

Область применения

Люминесцентные лампы — наиболее распространённый и экономичный источник света для создания рассеянного освещения в помещениях общественных зданий: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, предприятиях. С появлением современных компактных люминесцентных ламп, предназначенных для установки в обычные патроны E27 или E14 вместо ламп накаливания, они стали завоёвывать популярность и в быту.

Применение электронных пускорегулирующих устройств (балластов) вместо традиционных электромагнитных позволяет ещё более улучшить характеристики люминесцентных ламп — избавиться от мерцания и гула, ещё больше увеличить экономичность, повысить компактность.

Главными достоинствами люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются высокая светоотдача (люминесцентная лампа 23 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа накаливания) и более длительный срок службы (2000 — 20000 часов против 1000 часов). В некоторых случаях это позволяет люминесцентным лампам экономить значительные средства, несмотря на более высокую начальную цену.Применение люминесцентных ламп особенно целесообразно в случаях, когда освещение включено продолжительное время, поскольку включение для них является наиболее тяжёлым режимом и частые включения-выключения сильно снижают срок службы.

История

Первым предком лампы дневного света была лампа Генриха Гайсслера, который в 1856 году получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида.В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон показал люминесцентное свечение.В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово — белый свет. Эта лампа имела умеренный успех.В 1901, Питер Купер Хьюитт демонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет синезелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Это было, однако, очень близко к современному дизайну, и имело намного более высокую эффективность, чем лампы Гайсслера и Эллинойса.В 1926 году Эдмунд Джермер и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждённой плазмой в более однородно белоцветной свет. Э.Джермер в настоящее время признан как изобретатель лампы дневного света. General Electric позже купила патент Джермера, и под руководством Джорджа Э. Инмана довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования к 1938 году.

Принцип работыПри работе люминесцентной лампы между двумя электродами, находящимися в противоположных концах лампы возникает электрический разряд. Лампа заполнена парами ртути, и проходящий ток приводит к появлению УФ излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок свечения лампы.

 Особенности подключения

С точки зрения электротехники, люминесцентная лампа — устройство с отрицательным сопротивлением (чем больший ток через неё проходит — тем больше падает её сопротивление). Поэтому при непосредственном подключении к электрической сети лампа очень быстро выйдет из строя из-за огромного тока, проходящего через неё. Чтобы предотвратить это, лампы подключают через специальное устройство (балласт).В простейшем случае это может быть обычный резистор, однако в таком балласте теряется значительное количество энергии. Чтобы избежать этих потерь при питании ламп от сети переменного тока в качестве балласта может применяться реактивное сопротивление (конденсатор или катушка индуктивности). В настоящее время наибольшее распространение получили два типа балластов — электромагнитный и электронный.

Произведённый в СССР электромагнитный балласт «1УБИ20». Недостатком являлся низкий cosф, так как реактивная мощность балласта зачастую больше мощности лампы.

Электромагнитный балластЭлектромагнитный балласт представляет собой индуктивное сопротивление (дроссель) подключаемое последовательно с лампой. Для запуска лампы с таким типом балласта требуется также стартер.

Преимуществами такого типа балласта является его простота и дешевизна. Недостатки — мерцание ламп с удвоенной частотой сетевого напряжения (частота сетевого напряжения в России = 50 Гц), что повышает утомляемость и может негативно сказываться на зрении, относительно долгий запуск (обычно 1-3 сек, время увеличивается по мере износа лампы), большее потребление энергии по сравнению с электронным балластом.

стартер

Дроссель также может издавать низкочастотный гул.Помимо вышеперечисленных недостатков, можно отметить ещё один.При наблюдении предмета вращающегося или колеблющегося с частотой равной или кратной частоте мерцания люминесцентных ламп с электромагнитным балластом такие предметы будут казаться неподвижными из-за эффекта стробирования.Например этот эффект может затронуть шпиндель токарного или сверлильного станка, циркулярную пилу, мешалку кухонного миксера, блок ножей вибрационной электробритвы.

Во избежание травмирования на производстве запрещено использовать люминесцентные лампы для освещения движущихся частей станков и механизмов без дополнительной подсветки лампами накаливания.

электронный балласт

Электронный балласт

Электронный балласт представляет собой электронную схему, преобразующую сетевое напряжение в высокочастотный (20-60 кГц) переменный ток, который и питает лампу.Преимуществами такого балласта является отсутствие мерцания и гула, более компактные размеры и меньшая масса, по сравнению с электромагнитным балластом.При использовании электронного балласта, можно добиться мгновенного запуска лампы (холодный старт), однако такой режим неблагоприятно сказывается на сроке службы лампы, поэтому применяется и схема с предварительным прогревом электродов в течение 0,5-1 сек (горячий старт). Лампа при этом зажигается с задержкой, однако этот режим позволяет увеличить срок службы лампы.

Механизм запуска лампы с электромагнитным балластом

В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой миниатюрную газоразрядную лампочку с неоновым наполнением и двумя металлическими электродами.

Один электрод пускателя неподвижный жёсткий, другой — биметаллический, изгибающийся при нагреве. В исходном состоянии электроды пускателя разомкнуты.

подключение 58-ваттных ламп классическим способом в рекламном щите

Пускатель включается параллельно лампе. В момент включения к электродам лампы и пускателя прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю.

Электроды лампы холодные и напряжение сети недостаточно для её зажигания. Но в пускателе от приложенного напряжения возникает разряд, в результате которого ток проходит через электроды лампы и пускателя. Ток разряда мал для разогрева электродов лампы, но достаточен для электродов пускателя, отчего биметаллическая пластинка, нагреваясь, изгибается и замыкается с жёстким электродом.

Ток в общей цепи возрастает и разогревает электроды лампы. В следующий момент электроды пускателя остывают и размыкаются. Мгновенный разрыв цепи тока вызывает мгновенный пик напряжения на дросселе, что и вызывает зажигание лампы.

К этому моменту электроды лампы уже достаточно разогреты. Разряд в лампе возникает сначала в среде аргона, а затем, после испарения ртути, приобретает вид ртутного.

 В процессе горения напряжение на лампе и пускателе составляет около половины сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, что устраняет повторное срабатывание пускателя.

В процессе зажигания лампы пускатель иногда срабатывает несколько раз подряд вследствие отклонений во взаимосвязанных между собой характеристиках пускателя и лампы.

 В некоторых случаях при изменении характеристик пускателя или лампы возможно возникновение ситуации, когда стартер начинает срабатывать циклически.

Это вызывает характерный эффект когда лампа периодически вспыхивает и гаснет, при погасании лампы видно свечение катодов накаленных током протекающим через сработавший стартер.

Механизм запуска лампы с электронным балластом

В отличие от электромагнитного балласта для работы электронного балласта зачастую не требуется отдельный специальный стартер т.к. такой балласт в общем случае способен сформировать необходимые последовательности напряжений сам.

Существуют разные технологии запуска люминесцентных ламп электронными балластами. В наиболее типичном случае электронный балласт подогревает катоды ламп и прикладывает к катодам напряжение, достаточное для зажигания лампы, чаще всего — переменное и высокочастотное (что заодно устраняет мерцание лампы характерное для электромагнитных балластов).

В зависимости от конструкции балласта и временных параметров последовательности запуска лампы такие балласты могут обеспечивать, например плавный запуск лампы с постепенным нарастанием яркости до полной за несколько секунд или же мгновенное включение лампы.

 Часто встречаются комбинированные методы запуска когда лампа запускается не только за счет факта подогрева катодов лампы но и за счет того что цепь в которую включена лампа является колебательным контуром. Параметры колебательного контура подбираются так, чтобы при отсутствии разряда в лампе, в контуре возникает явление электрического резонанса, ведущее к значительному повышению напряжения между катодами лампы.

Как правило, это ведет и к росту тока подогрева катодов, поскольку при такой схеме запуска спирали накала катодов нередко соединены последовательно через конденсатор, являясь частью колебательного контура. В результате за счет подогрева катодов и относительно высокого напряжения между катодами лампа легко зажигается.

После зажигания лампы параметры колебательного контура изменяются, резонанс прекращается, и напряжение в контуре значительно падает, сокращая ток накала катодов. Существуют вариации данной технологии.

Например, в предельном случае балласт может вообще не подогревать катоды, вместо этого, приложив достаточно высокое напряжение к катодам, что неизбежно приведет к почти мгновенному зажиганию лампы за счет пробоя газа между катодами. По сути, этот метод аналогичен технологиям, применяемым для запуска ламп с холодным катодом (CCFL). Данный метод достаточно популярен у радиолюбителей, поскольку позволяет запускать даже лампы с перегоревшими нитями накала катодов, которые не могут быть запущены обычными методами из-за невозможности подогрева катодов.

В частности этот метод нередко используется радиолюбителями для ремонта компактных энергосберегающих ламп, которые являются обычной люминесцентной лампой с встроенным электронным балластом в компактном корпусе. После небольшой переделки балласта такая лампа может еще долго служить, невзирая на перегорание спиралей подогрева, и ее срок службы будет ограничен только временем до полного распыления электродов.

Причины выхода из строя

Электроды люминесцентной лампы представляют собой вольфрамовые нити, покрытые пастой (активной массой) из щелочноземельных металлов. Эта паста и обеспечивает стабильный тлеющий разряд, если бы ее не было, вольфрамовые нити очень скоро перегрелись бы и сгорели.

Балласт от перегоревшей энергосберегающей лампы подключён к лампе Т5

В процессе работы она постепенно осыпается с электродов, выгорает, испаряется, особенно при частых пусках, когда некоторое время разряд происходит не по всей площади электрода, а на небольшом участке его поверхности, что приводит к перегреву электрода. Отсюда потемнение на концах лампы, часто наблюдаемое ближе к окончанию срока службы.

Когда паста выгорит полностью, ток лампы начинает падать, а напряжение, соответственно, возрастать. Это приводит к тому, что начинает постоянно срабатывать стартер — отсюда всем известное мигание вышедших из строя ламп.

Электроды лампы постоянно разогреваются, и в конце концов, одна из нитей перегорает, это происходит примерно через 2 — 3 дня, в зависимости от производителя лампы.

После этого на минуту-две лампа горит без всяких мерцаний, но это последние минуты в ее жизни. В это время разряд происходит через остатки перегоревшего электрода, на котором уже нет пасты из щелочноземельных металлов, остался только вольфрам.

Эти остатки вольфрамовой нити очень сильно разогреваются, из-за чего частично испаряются, либо осыпаются, после чего разряд начинает происходить за счет траверсы (это проволочка, к которой крепится вольфрамовая нить с активной массой), она частично оплавляется. После этого лампа вновь начинает мерцать. Если ее выключить, повторное зажигание будет невозможным. На этом все и закончится.

Вышесказанное справедливо при использовании электромагнитных ПРА (балластов). Если же применяется электронный балласт, все произойдет несколько иначе.

Постепенно выгорит активная масса электродов, после чего будет происходить все больший их разогрев, рано или поздно одна из нитей перегорит.

Сразу же после этого лампа погаснет без мигания и мерцания за счет предусматривающей автоматическое отключение неисправной лампы конструкции электронного балласта.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Многие люди считают свет, излучаемый люминесцентными лампами грубым и неприятным. Цвет предметов освещенных такими лампами может быть несколько искажён. Отчасти это происходит из-за синих и зеленых линий в спектре излучения газового разряда в парах ртути, отчасти из-за типа применяемого люминофора.

Типичный спектр люминесцентной лампы.

Во многих дешевых лампах применяется галофосфатный люминофор, который излучает в основном жёлтый и синий свет,в то время как красного и зелёного излучается меньше.

Такая смесь цветов глазу кажется белым, однако при отражении от предметов свет может содержать неполный спектр, что воспринимается как искажение цвета.Однако такие лампы, как правило, имеют очень высокую световую отдачу.

В более дорогих лампах используется «трехполосный» и «пятиполосный» люминофор. Это позволяет добиться более равномерного распределения излучения по видимому спектру, что приводит к более натуральному воспроизведению света. Однако такие лампы, как правило, имеют более низкую световую отдачу.

Также существуют люминесцентные лампы, предназначенные для освещения помещений, в которых содержатся птицы. Спектр этих ламп содержит ближний ультрафиолет, что позволяет создать более комфортное для них освещение, приблизив его к естественному, так как птицы, в отличие от людей, имеют четырехкомпонентное зрение.

Варианты исполнения

По стандартам лампы дневного света разделяются на колбные и компактные.

Советская люминесцентная лампа мощностью 20 Вт( «ЛБ-20» ). Современный европейский аналог этой лампы — T8 1

Колбные лампы представляют собой лампы в виде стеклянной трубки. Различаются по диаметру и по типу цоколя, имеют следующие обозначения:T5 ((диаметр 5/8 дюйма=1.59 см),T8 (диаметр 8/8 дюйма=2.54 см),T10 (диаметр 10/8 дюйма=3.17 см) и T12 (диаметр 12/8 дюйма=3.80 см)).

Лампы такого типа часто можно увидеть в промышленных помещениях, офисах, магазинах и т. д.

 Компактные лампы представляют собой лампы с согнутой трубкой. Различаются по типу цоколя на (G23,G24Q1,G24Q2, G24Q3). Выпускаются также лампы под стандартные патроны E27 и E14, что позволяет использовать их в обычных светильниках вместо ламп накаливания.

Преимуществом компактных ламп являются устойчивость к механическим повреждениям и небольшие размеры. Цокольные гнёзда для таких ламп очень просты для монтажа в обычные светильники, срок службы таких ламп составляет от 6000 до 15000 часов.

 G23

Универсальная лампа Osram для всех типов цоколей G24

У лампы G23 внутри цоколя расположен стартер, для запуска лампы дополнительно необходим только дроссель. Их мощность обычно не превышает 14 Ватт.

Основное применение — настольные лампы, зачастую встречаются в светильниках для душевых и ванных комнат. Цокольные гнезда таких ламп имеют специальные отверстия для монтажа в обычные настенные светильники.

 G24

Лампы G24Q1, G24Q2 и G24Q3 также имеют встроенный стартер, их мощность, как правило, от 13 до 36 Ватт.

Применяются как в промышленных, так и в бытовых светильниках.

Стандартный цоколь G24 можно крепить как шурупами, так и на купол (современные модели светильников).

Утилизация

Все люминесцентные лампы содержат ртуть (в дозах от 40 до 70 мг), ядовитое вещество. Эта доза может причинить вред здоровью, если лампа разбилась, и если постоянно подвергаться пагубному воздействию паров ртути, то они будут накапливаться в организме человека, нанося вред здоровью.

По истечении срока службы в России лампу, как правило, выбрасывают куда попало.

На проблемы утилизации этой продукции в России не обращают внимания ни потребители, ни производители, хотя существует несколько занимающихся ею фирм.

Александр ГореславецКомпания «Додэка Электрик».

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

eleczon.ru

Люминесцентная лампа – энциклопедия VashTehnik.ru

Люминесцентная лампа – источник света низкого давления, где ультрафиолетовое излучение, как правило, ртутного разряда преобразуется слоем люминофора, нанесённого на стенки колбы прибора, в видимое. Рассмотрим, в чем отличие устройств от галогенных и прочих схожих.

Люминесцентный источник света

История развития люминесцентных ламп

Явления флюоресценции начали изучать в 19 веке. Среди учёных мужей выделим Майкла Фарадея, Джеймса Максвелла и Джорджа Стокса. Самым примечательным изобретением называют колбу Гисслера. Этот учёный попытался откачать воздух при помощи ртутного насоса. Разряжение в колбе достигло высокого уровня – прежде не удавалось создать подобные условия. Одновременно освобождённый объем заполнился парами ртути. Гисслер обнаружил, что, располагая электроды по двум концам длинной колбы и прикладывая к ним напряжение, он лицезреет зелёное свечение.

Это тлеющий разряд, положенный сегодня в основу приборов. При низком давлении внутри образуется электронный луч между катодом и анодом. Местами элементарные частицы сталкиваются с малочисленными ионами газа, отдавая энергию. За счёт переходов электронов на новые уровни образуется свечение, цвет зависит от применяемого химического элемента и прочих условий. Трубки Гисслера с 80-х годов 19 века поставлены в массовое производство. Преимущественно для развлекательных и прочих сопутствующих целей. К примеру, известные неоновые вывески.

Причины флюоресценции различались. Часто эффект провоцировался электромагнитным излучением. Известный предприниматель Томас Эдисон экспериментировал с нитями из кальция, возбуждая их рентгеновскими лучами. Аналогичными работами занимался Никола Тесла.

Разновидности люминесценции

Согласно причинам, порождающим явление, люминесценция делится на классы:

1. Катодолюминесценция, происходит в трубках Гисслера.
2. Фотолюминесценция: свечение веществ под действием волн близких к видимому диапазону.
3. Радиолюминесценция идентична предыдущей, возбуждающие волны сильно пониженной частоты.
4. Термолюминесценция: свечение образуется за счёт нагрева тела.
5. Электролюминесценция заметна на примере светодиодов.
6. Биолюминесценция. Ярким примером класса служит население дна океана.

Биолюминесцентная лампа

Люминесцентная лампа

Люминесцентные лампы относятся к разрядным, обсуждение начнём с процесса ионизации. Иначе окажется неинтересно из-за незнания базиса. До появления светодиодов разрядные лампы обнаруживали высокую светоотдачу. Они до 80% экономнее, нежели приборы с нитями накала. В среде газа, пара или смеси образуется тлеющий разряд. Когда среда уже ионизирована, сложностей нет, но на старте приходится использовать крайне высокие напряжения, достигающие единиц кВ.

Разрядная лампа за малым исключением – в отвёртках-индикаторах – работает в паре со стартером. Иногда эту часть неправильно называют балластом. Это разные вещи:

1. Стартером (пускорегулирующим аппаратом) называется часть схемы, где формируется высокое напряжение для розжига дуги. В результате резкого скачка толща газа или пара пробивается, ионизируется и проводит ток. Потом необходимость в поддержании на электродах высокого напряжения пропадает. Пускорегулирующий аппарат работает исключительно на старте.
2. Балластом именуется совокупность приспособлений, призванных скомпенсировать отрицательное сопротивление люминесцентной лампы. Когда ток растёт, проводимость между электродами увеличивается. Этот процесс не принимает лавинообразный характер, исключает выход оборудования из строя благодаря балласту, включённому последовательно в цепь. Он ограничивает рост тока до конкретного уровня.

Балласт и пускорегулирующее устройство сложно разделимы. К примеру, дроссель создаёт резкий скачок напряжения в нужный момент, его импеданс одновременно ограничивает и величину тока.

Устройство лампы

Принцип розжига дуги и конструкция разрядной лампы

Люминесцентная лампа состоит из длинной стеклянной колбы, на концах которой контактные площадки с электродами. Особенность конструкции такова, что параллельно с лампой приходится включать часть балласта. Электрод имеет два выхода наружу, напоминая вольфрамовую подкову. Отличие люминесцентных ламп: на стенки стеклянной колбы нанесено специальное вещество, светящееся под действием ультрафиолетового излучения. Напомним, внутри находятся пары ртути или вещество, способное при относительно низком напряжении старта поддерживать в объёме тлеющий разряд с нужной частотой волны.

Разберёмся, как работает зажигание. Параллельно люминесцентной лампе включается биметаллическое реле. Через него питается напряжением сети небольшой разрядник. Он представляет сильно уменьшенную копию главной лампы и для ионизации хватает 220 В. Тлеющий разрядник постепенно подогревает биметаллическое реле, производящее питание. По мере повышения температуры контакты размыкаются. В результате разрядник гаснет, а биметаллическое реле, спустя некий период, снова замыкается. Циклический процесс по времени занимает 1-2 сек.

Посмотрим, как при помощи описанного приспособления разжечь люминесцентную лампу. Действующего значения напряжения 220 В не хватает, чтобы ионизировать газ в колбе. Конструкторы пошли на оригинальный ход – использовали дроссель. Это катушка индуктивности с двумя обмотками на общем сердечнике. Намотаны так, чтобы при резком пропадании формировать скачок напряжения большой амплитуды. Описание работы в комплексе:

• Люминесцентная лампа питается через дроссель, они включены последовательно. Стартер включён параллельно колбе через подковообразные электроды.
• В результате при наличии напряжения в начальный момент времени зажигается разрядник и греет реле. Сопротивление контактов мало, 220 В прикладываются к дросселю. Там начинается процесс запасания реактивной мощности.
• Когда разрядник сильно нагревает контакты биметаллического реле, оно разрывает цепь. Как следствие, питание на дросселе пропадает, в результате образуется резкий скачок напряжения. Это вызывает ответную реакцию, амплитуда импульса многократно возрастает (до единиц кВ).
• Разница потенциалов на электродах люминесцентной лампы становится настолько большой, что ионизирует газ в колбе. Стартует процесс тлеющего разряда.
• В результате напряжение на стартере падает, разрядник более не зажигается.

Так происходит розжиг дуги люминесцентной лампы в стандартном режиме.

Схема люминесцентной лампы

Систему называют предварительным подогревом электродов. Ток по мере нагревания биметаллического реле проходит через вольфрамовые подковы, повышая температуру и облегчая процесс розжига. Если в помещении слишком холодно, с первого раза процесс терпит неудачу. Тогда цикл повторяется, температура вольфрамовых электродов становится чуть выше. Выглядит, как быстрое моргание света при замыкании выключателя.

Как зажечь сгоревшую люминесцентную лампу

Чаще у люминесцентной лампы сгорает вольфрамовый электродов в форме подковы. Тогда через него уже нельзя подать питание на стартер, включённый параллельно колбе. Используется схема, приведённая на рисунке ниже. На электродах лампы постоянно поддерживается высокое напряжение (выше 600 В). Этим обеспечивается тлеющий разряд. Режим работы люминесцентной лампы становится напряжённым, и долго устройство функционировать не сможет.

Схема сгоревшей лампы

Обратите внимание, снаружи оба выхода каждого электрода замыкаются накоротко. Этим обеспечивается работа оставшихся внутри огрызков вольфрамового электрода. Диоды служат для правильной коммутации каждой полуволны питающего напряжения, конденсаторы доводят уровень разницы потенциалов до заданного.

Отличие люминесцентной лампы от разрядной

Главной особенностью рассматриваемых устройств становится наличие люминофора на стенках колбы. Явление люминесценции наблюдалось с древних времён. Наиболее известно указанное свойство у фосфора.

Многие кристаллы под действием ультрафиолета начинают лучиться, но температура не меняется. Напомним закон Вина для абсолютно чёрного тела. Он гласит, что максимум излучения зависит от температуры и увеличивается с её повышением. Чтобы тело стало красным, его поверхность становится горячей, 500 градусов и выше. Прочие цвета по спектру идут выше, значит, и температура поднимается больше.

Но явления люминесценции проявляется при нормальных условиях, даже мороз не помеха. Известно, что при температуре абсолютного нуля непрерывный спектр излучения некоторых тел становится просто дискретным. Вместо хаотичного потока квантов намечается упорядоченность. Явление люминесценции не пропадает. Это объясняется простым образом:

1. При повышенной температуре электроны переходят между уровнями совершенно хаотичным образом. Каждое тело светится при нагревании в зависимости от конкретной температуры. К примеру, прочные металлы легко доходят до нужной кондиции, а дерево вначале чернеет, активно окисляясь кислородом воздуха.
2. В основе явления люминесценции лежит принцип поглощения телом волн определённой частоты. Чаще это инфракрасный или ультрафиолетовый диапазоны. Проще всего привести пример с шариковой «ручкой для шпионов». Её чернила характерно светятся при облучении волнами ультрафиолетового диапазона. Хотя прежде бумага выглядит белой.

Аналогичным образом каждое тело демонстрирует спектр поглощения, а излучение происходит на пониженной волне. Это объясняется тем, что часть падающей на материал энергии рассеивается в виде тепла. Говорят, что тело излучает в стоксовой (от имени учёного) области спектра. Встречаются вещества, у которых волна люминесценции выше возбуждающей. Тогда говорят, что тело светится в антистоксовой области спектра. Наконец, встречаются материалы, проявляющие оба вида свойств.

В случае люминесцентных ламп волна возбуждения образуется тлеющим разрядом паров ртути и лежит в ультрафиолетовом диапазоне. Свет, излучаемый люминофором, видимый. И здесь приходим к важной характеристике – цветовой температуре. Если люминофор даёт яркий белый свет, говорят, оттенок холодный. Это хорошо для создания рабочего ритма мозга. А лампы носят название дневного света. Чаще и встречаются на практике.

vashtehnik.ru

История люминесцентной лампы. — 26 Марта 2012 — Консультации

Ртутная люминесцентная лампа — представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора.  Первым предком лампы дневного света была лампа Генриха Гайсслера, который в 1856 году получил синее свечение от заполненной газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида.  В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон показал люминесцентное свечение.  В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово — белый свет. Эта лампа имела умеренный успех.  В 1901, Питер Купер Хьюитт демонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет синезелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Это было, однако, очень близко к современному дизайну, и имело намного более высокую эффективность, чем лампы Гайсслера и Эллинойса.    Особенно важным для истории, которая продолжалась, было изобретение в 1927 году Эдмундом Джермером (Edmund Germer) (1901-1987) и его немецкими коллегами Фридрихом Мейером (Friedrich Meyer) и Гансом Шпаннером (Hans Spanner) ртутной паровой лампы высокого давления.    Некоторые историки называют Э. Джермера изобретателем первой реальной люминесцентной лампы. Первоначальной целью Э. Джермера было сконструировать источник ультрафиолетового света, которым бы можно было управлять без сложной системы регулирования электричеством. Покрыв внутренние стенки лампы люминесцентным материалом, который превращал энергию ультрафиолетового излучения в белый равномерный свет, воспринимаемый человеческим глазом, Э. Джермер понял, что такая лампа могла бы также стать источником света. Э. Джермер также усовершенствовал форму люминесцентной лампы, которая увеличивала давление пара внутри колбы.Был получен немецкий патент, но лампа никогда не была запущена в серийное производство. Компания «General Electric” заплатила 180 000 долларов за приобретение этого патента. К 1934 году фирма «General Electric” в Великобритании (несмотря на название, эта компания не имела прямой связи с «General Electric” в США) провела успешный эксперимент по созданию согласно концепции люминесцентной лампы. Лампа производила зелёный свет и имела значительную световую отдачу – 35 лм/Вт. Ободрённая докладом об успешных экспериментах Артура Комптона (Arthor Compton), известного физика и консультанта компании, и, имея в наличии все ключевые элементы, команда под руководством Джорджа Э. Инмана (George E. Inman) построила прототип люминесцентной лампы в 1934 году в технической лаборатории в штате Огайо. В добавление к талантливым инженерам и техникам наряду с отличным оборудованием для научно-исследовательской и технической работы по флуоресценции «General Electric” контролировал ключевые патенты по люминесцентному освещению, включая патенты, первоначально выданные Купер-Хьюитту, Муру и Кюху.  Важнее, чем эти, был патент по электроду, который не разрушался под давлением газов, применявшихся, в конечном счёте, в люминесцентных лампах. Это изобретение было сделано Альбертом У. Халлом (Albert W. Hull) из исследовательской лаборатории Schenectady компании «General Electric”.  Несмотря на то, что «General Electric” много лет решала проблему с окончательным получением патентов, мощь, которую компания обрела в производстве и маркетинге, дала ей возможность занять важнейшее положение на появляющемся рынке люминесцентного освещения.  Продажи люминесцентных ламп начались в 1938 году, когда трубки четырёх разных размеров были представлены на рынок компанией «General Electric».

mir-td.ru

Люминесцентные лампы — это… Что такое Люминесцентные лампы?

Различные виды люминесцентных ламп

Люминесце́нтная лампа — газоразрядный источник света, световой поток которого определяется в основном свечением люминофоров под воздействием ультрафиолетового излучения разряда; видимое свечение разряда не превышает нескольких процентов. Люминесцентные лампы широко применяются для общего освещения, при этом их световая отдача в несколько раз больше, чем у ламп накаливания того же назначения. Срок службы люминесцентных ламп может до 20 раз превышать срок службы ламп накаливания при условии обеспечения достаточного качества электропитания, балласта и соблюдения ограничений по числу коммутаций, в противном случае быстро выходят из строя. Наиболее распространённой разновидностью подобных источников является ртутная люминесцентная лампа. Она представляет собой стеклянную трубку, заполненную парами ртути, с нанесённым на внутреннюю поверхность слоем люминофора.

Область применения

Коридор, освещенный люминесцентными лампами

Люминесцентные лампы — наиболее распространённый и экономичный источник света для создания рассеянного освещения в помещениях общественных зданий: офисах, школах, учебных и проектных институтах, больницах, магазинах, банках, предприятиях. С появлением современных компактных люминесцентных ламп, предназначенных для установки в обычные патроны E27 или E14 вместо ламп накаливания, они стали завоёвывать популярность и в быту. Применение электронных пускорегулирующих устройств (балластов) вместо традиционных электромагнитных позволяет улучшить характеристики люминесцентных ламп — избавиться от мерцания и гула, ещё больше увеличить экономичность, повысить компактность.

Главными достоинствами люминесцентных ламп по сравнению с лампами накаливания являются высокая светоотдача (люминесцентная лампа 23 Вт даёт освещенность как 100 Вт лампа накаливания) и более длительный срок службы (2000[1]-20000 часов против 1000 часов). В некоторых случаях это позволяет люминесцентным лампам экономить значительные средства, несмотря на более высокую начальную цену.

Применение люминесцентных ламп особенно целесообразно в случаях, когда освещение включено продолжительное время, поскольку включение для них является наиболее тяжёлым режимом и частые включения-выключения сильно снижают срок службы.

История

Первым предком лампы дневного света была лампа Генриха Гайсслера, который в 1856 году получил синее свечение от заполненой газом трубки, которая была возбуждена при помощи соленоида. В 1893 году на всемирной выставке в Чикаго, штат Иллинойс, Томас Эдисон показал люминесцентное свечение. В 1894 году М. Ф. Моор создал лампу, в которой использовал азот и углекислый газ, испускающий розово-белый свет. Эта лампа имела умеренный успех. В 1901, Питер Купер Хьюитт демонстрировал ртутную лампу, которая испускала свет синего-зелёного цвета, и таким образом была непригодна в практических целях. Это было, однако, очень близко к современному дизайну, и имело намного более высокую эффективность чем лампы Гайсслера и Эдисона. В 1926 году Эдмунд Джермер и его сотрудники предложили увеличить операционное давление в пределах колбы и покрывать колбы флуоресцентным порошком, который преобразовывает ультрафиолетовый свет, испускаемый возбуждёной плазмой в более однородно бело-цветной свет. Э.Джермер в настоящее время признан как изобретатель лампы дневного света. General Electric позже купила патент Джермера, и под руководством Джорджа Э. Инмана довела лампы дневного света до широкого коммерческого использования к 1938 году.

Принцип работы

При работе люминесцентной лампы между двумя электродами находящимися в противоположных концах лампы возникает тлеющий электрический разряд. Лампа заполнена парами ртути и проходящий ток приводит к появлению УФ излучения. Это излучение невидимо для человеческого глаза, поэтому его преобразуют в видимый свет с помощью явления люминесценции. Внутренние стенки лампы покрыты специальным веществом — люминофором, которое поглощает УФ излучение и излучает видимый свет. Изменяя состав люминофора можно менять оттенок свечения лампы.

Особенности подключения

С точки зрения электротехники люминесцентная лампа — устройство с отрицательным дифференциальным сопротивлением (чем больший ток через неё проходит — тем меньше её сопротивление, и тем меньше падение напряжения на ней). Поэтому при непосредственном подключении к электрической сети лампа очень быстро выйдет из строя из-за огромного тока, проходящего через неё. Чтобы предотвратить это, лампы подключают через специальное устройство (балласт).

В простейшем случае это может быть обычный резистор, однако в таком балласте теряется значительное количество энергии. Чтобы избежать этих потерь при питании ламп от сети переменного тока в качестве балласта должно применяться реактивное сопротивление (конденсатор или катушка индуктивности).

В настоящее время наибольшее распространение получили два типа балластов — электромагнитный и электронный.

Электромагнитный балласт

Произведёный в СССР электромагнитный балласт «1УБИ20». Недостатком являлся низкий cosф, так как реактивная мощность балласта зачастую больше мощности лампы

Электромагнитный балласт представляет собой индуктивное сопротивление (дроссель) подключаемое последовательно с лампой. Для запуска лампы с таким типом балласта требуется также стартер. Преимуществами такого типа балласта является его простота и дешевизна. Недостатки — мерцание ламп с удвоенной частотой сетевого напряжения (частота сетевого напряжения в России = 50 Гц), что повышает утомляемость и может негативно сказываться на зрении, относительно долгий запуск (обычно 1-3 сек, время увеличивается по мере износа лампы), большее потребление энергии по сравнению с электронным балластом. Дроссель также может издавать низкочастотный гул.

Помимо вышеперечисленных недостатков, можно отметить ещё один. При наблюдении предмета вращающегося или колеблющегося с частотой равной или кратной частоте мерцания люминесцентных ламп с электромагнитным балластом такие предметы будут казаться неподвижными из-за эффекта стробирования. Например этот эффект может затронуть шпиндель токарного или сверлильного станка, циркулярную пилу, мешалку кухонного миксера, блок ножей вибрационной электробритвы.

Во избежание травмирования на производстве запрещено использовать люминесцентные лампы с электромагнитным балластом для освещения движущихся частей станков и механизмов без дополнительной подсветки лампами накаливания.

Электронный балласт

электронный балласт

Электронный балласт представляет собой электронную схему, преобразующую сетевое напряжение в высокочастотный (20-60 кГц) переменный ток, который и питает лампу. Преимуществами такого балласта является отсутствие мерцания и гула, более компактные размеры и меньшая масса, по сравнению с электромагнитным балластом. При использовании электронного балласта возможно добиться мгновенного запуска лампы (холодный старт), однако такой режим неблагоприятно сказывается на сроке службы лампы, поэтому применяется и схема с предварительным прогревом электродов в течение 0,5-1 сек (горячий старт). Лампа при этом зажигается с задержкой, однако этот режим позволяет увеличить срок службы лампы.

Механизм запуска лампы с электромагнитным балластом

подключение 58-ваттных ламп классическим способом в рекламном щите

стартер

В классической схеме включения с электромагнитным балластом для автоматического регулирования процесса зажигания лампы применяется пускатель (стартер), представляющий собой миниатюрную газоразрядную лампочку с неоновым наполнением и двумя металлическими электродами. Один электрод пускателя неподвижный жёсткий, другой — биметаллический, изгибающийся при нагреве. В исходном состоянии электроды пускателя разомкнуты. Пускатель включается параллельно лампе.

В момент включения к электродам лампы и пускателя прикладывается полное напряжение сети, так как ток через лампу отсутствует и падение напряжения на дросселе равно нулю. Электроды лампы холодные и напряжение сети недостаточно для её зажигания. Но в пускателе от приложенного напряжения возникает разряд, в результате которого ток проходит через электроды лампы и пускателя. Ток разряда мал для разогрева электродов лампы, но достаточен для электродов пускателя, отчего биметаллическая пластинка, нагреваясь, изгибается и замыкается с жёстким электродом. Ток в общей цепи возрастает и разогревает электроды лампы. В следующий момент электроды пускателя остывают и размыкаются. Мгновенный разрыв цепи тока вызывает мгновенный пик напряжения на дросселе что и вызывает зажигание лампы, это явление основано на самоиндукции. Параллельно стартеру подключен миниатюрный конденсатор небольшой емкости, служащий для уменьшения создаваемых радиопомех. Кроме того, он оказывает влияние на характер переходных процессов в стартере так, что способствует зажиганию лампы. Конденсатор вместе с дросселем образует колебательный контур, который контролирует пиковое напряжение и длительность импульса зажигания (при отсутствии конденсатора во время размыкания электродов стартера возникает очень короткий импульс большой амплитуды, генерирующий кратковременный разряд в стартере, на поддержание которого расходуется большая часть энергии, накопленной в индуктивности контура). К моменту размыкания стартера электроды лампы уже достаточно разогреты. Разряд в лампе возникает сначала в среде аргона, а затем, после испарения ртути, приобретает вид ртутного. В процессе горения напряжение на лампе и пускателе составляет около половины сетевого за счёт падения напряжения на дросселе, что устраняет повторное срабатывание пускателя. В процессе зажигания лампы пускатель иногда срабатывает несколько раз подряд вследствие отклонений во взаимосвязанных между собой характеристиках пускателя и лампы. В некоторых случаях при изменении характеристик пускателя и\или лампы возможно возникновение ситуации когда стартер начинает срабатывать циклически. Это вызывает характерный эффект когда лампа периодически вспыхивает и гаснет, при погасании лампы видно свечение катодов накаленных током протекающим через сработавший стартер.

Механизм запуска лампы с электронным балластом

В отличие от электромагнитного балласта для работы электронного баласта зачастую не требуется отдельный специальный стартер т.к. такой балласт в общем случае способен сформировать необходимые последовательности напряжений сам. Существуют разные технологии запуска люминесцентных ламп электронными балластами. В наиболее типичном случае электронный балласт подогревает катоды ламп и прикладывает к катодам напряжение, достаточное для зажигания лампы, чаще всего — переменное и высокочастотное (что заодно устраняет мерцание лампы характерное для электромагнитных балластов). В зависимости от конструкции балласта и временных параметров последовательности запуска лампы такие балласты могут обеспечивать например плавный запуск лампы с постепенным нарастанием яркости до полной за несколько секунд или же мгновенное включение лампы. Часто встречаются комбинированные методы запуска когда лампа запускается не только за счет факта подогрева катодов лампы но и за счет того что цепь в которую включена лампа является колебательным контуром. Параметры колебательного контура подбираются так, чтобы при отсутствии разряда в лампе в контуре возникает явление электрического резонанса, ведущее к значительному повышению напряжения между катодами лампы. Как правило это ведет и к росту тока подогрева катодов поскольку при такой схеме запуска спирали накала катодов нередко соединены последовательно через конденсатор, являясь частью колебательного контура. В результате за счет подогрева катодов и относительно выского напряжения между катодами лампа легко зажигается. После зажигания лампы параметры колебательного контура изменяются, резонанс прекращается и напряжение в контуре значительно падает, сокращая ток накала катодов. Существуют вариации данной технологии. Например, в предельном случае балласт может вообще не подогревать катоды, вместо этого приложив достаточно высокое напряжение к катодам что неизбежно приведет к почти мгновенному зажиганию лампы за счет пробоя газа между катодами. По сути этот метод аналогичен технологиям применяемым для запуска ламп с холодным катодом (CCFL). Данный метод достаточно популярен у радиолюбителей поскольку позволяет запускать даже лампы с перегоревшими нитями накала катодов которые не могут быть запущены обычными методами из-за невозможности подогрева катодов. В частности этот метод нередко используется радиолюбителями для ремонта компактных энергосберегающих ламп, которые являются обычной люминисцентной лампой с встроенным электронным балластом в компактном корпусе. После небольшой переделки балласта такая лампа может еще долго служить невзирая на перегорание спиралей подогрева и ее срок службы будет ограничен только временем до полного распыления электродов.

Балласт от перегоревшей энергосберегающей лампы подключён к лампе Т5

Причины выхода из строя

Электроды люминесцентной лампы представляют собой вольфрамовые нити, покрытые пастой (активной массой) из щелочноземельных металлов. Эта паста и обеспечивает стабильный тлеющий разряд, если бы ее не было, вольфрамовые нити очень скоро перегрелись бы и сгорели. В процессе работы она постепенно осыпается с электродов, выгорает, испаряется, особенно при частых пусках, когда некоторое время разряд происходит не по всей площади электрода, а на небольшом участке его поверхности, что приводит к перегреву электрода. Отсюда потемнение на концах лампы, часто наблюдаемое ближе к окончанию срока службы. Когда паста выгорит полностью, ток лампы начинает падать, а напряжение, соответственно, возрастать. Это приводит к тому, что начинает постоянно срабатывать стартер — отсюда всем известное мигание вышедших из строя ламп. Электроды лампы постоянно разогреваются и в конце концов одна из нитей перегорает, это происходит примерно через 2 — 3 дня, в зависимости от производителя лампы. После этого минуту-две лампа горит без всяких мерцаний, но это последние минуты в ее жизни. В это время разряд происходит через остатки перегоревшего электрода, на котором уже нет пасты из щелочноземельных металлов, остался только вольфрам. Эти остатки вольфрамовой нити очень сильно разогреваются, из-за чего частично испаряются, либо осыпаются, после чего разряд начинает происходить за счет траверсы (это проволочка, к которой крепится вольфрамовая нить с активной массой), она частично оплавляется. После этого лампа вновь начинает мерцать. Если ее выключить, повторное зажигание будет невозможным. На этом все и закончится. Вышесказанное справедливо при использовании электромагнитных ПРА (балластов). Если же применяется электронный балласт, все произойдет несколько иначе. Постепенно выгорит активная масса электродов, после чего будет происходить все больший их разогрев, рано или поздно одна из нитей перегорит. Сразу же после этого лампа погаснет без мигания и мерцания за счет предусматривающей автоматическое отключение неисправной лампы конструкции электронного балласта.

Люминофоры и спектр излучаемого света

Типичный спектр люминесцентной лампы.

Многие люди считают свет излучаемый люминесцентными лампами грубым и неприятным. Цвет предметов освещенных такими лампами может быть несколько искажён. Отчасти это происходит из-за синих и зеленых линий в спектре излучения газового разряда в парах ртути, отчасти из-за типа применяемого люминофора.

Во многих дешевых лампах применяется галофосфатный люминофор, который излучает в основном жёлтый и синий свет, в то время как красного и зелёного излучается меньше. Такая смесь цветов глазу кажется белым, однако при отражении от предметов свет может содержать неполный спектр, что воспринимается как искажение цвета. Однако такие лампы как правило имеют очень высокую световую отдачу.

В более дорогих лампах используется «трехполосный» и «пятиполосный» люминофор. Это позволяет добиться более равномерного распределения излучения по видимому спектру, что приводит к более натуральному воспроизведению света. Однако такие лампы как правило имеют более низкую световую отдачу.

Также существуют люминисцентные лампы, предназначенные для освещения помещений, в которых содержатся птицы. Спектр этих ламп содержит ближний ультрафиолет, что позволяет создать более комфортное для них освещение, приблизив его к естественному, так как птицы, в отличие от людей, имеют четырехкомпонентное зрение.

Производятся лампы, предназначенные для освещения мясных прилавков в супермаркетах. Свет этих ламп имеет розовый оттенок, в результате такого освещения мясо приобретает более аппетитный вид, что привлекает покупателей[2].

Варианты исполнения

По стандартам лампы дневного света разделяются на колбные и компактные.

Колбные лампы

Советская люминесцентная лампа мощностью 20 Вт(«ЛД-20»). Современный европейский аналог этой лампы — T8 18W

Представляют собой лампы в виде стеклянной трубки. Различаются по диаметру и по типу цоколя, имеют следующие обозначения:

• T5 (диаметр 5/8 дюйма=1.59 см),
• T8 (диаметр 8/8 дюйма=2.54 см),
• T10 (диаметр 10/8 дюйма=3.17 см) и
• T12 (диаметр 12/8 дюйма=3.80 см).

Применение

Лампы такого типа часто можно увидеть в промышленных помещениях, офисах, магазинах на транспорте и т. д.

Компактные лампы

Универсальная лампа Osram для всех типов цоколей G24

Представляют собой лампы с согнутой трубкой. Различаются по типу цоколя на:

Выпускаются также лампы под стандартные патроны E27 и E14, что позволяет использовать их в обычных светильниках вместо ламп накаливания. Премуществом компактных ламп являются устойчивость к механическим повреждениям и небольшие размеры. Цокольные гнёзда для таких ламп очень просты для монтажа в обычные светильники, срок службы таких ламп составляет от 6000 до 15000 часов.

G23

У лампы G23 внутри цоколя расположен стартер, для запуска лампы дополнительно необходим только дроссель. Их мощность обычно не превышает 14 Ватт. Основное применение — настольные лампы, зачастую встречаются в светильниках для душевых и ванных комнат. Цокольные гнезда таких ламп имеют специальные отверстия для монтажа в обычные настенные светильники.

G24

Лампы G24Q1,G24Q2 и G24Q3 также имеют встроенный стартер, их мощность как правило от 11 до 36 Ватт. Применяются как в промышленных, так и в бытовых светильниках. Стандартный цоколь G24 можно крепить как шурупами, так и на купол (современные модели светильников).

Утилизация

Все люминесцентные лампы содержат ртуть (в дозах от 40 до 70 мг), ядовитое вещество. Эта доза может причинить вред здоровью, если лампа разбилась, и если постоянно подвергаться пагубному воздействию паров ртути, то они будут накапливаться в организме человека, нанося вред здоровью. По истечении срока службы лампу, как правило, выбрасывают куда попало. На проблемы утилизации этой продукции в России индивидуальные потребители не обращают внимания, а производители стремятся устраниться от проблемы. Существует несколько фирм по утилизации ламп, и крупные промышленные предприятия обязаны сдавать лампы на переработку.

Источники

Ссылки

Wikimedia Foundation. 2010.

dic.academic.ru

Основы работы люминесцентной лампы

Содержание статьи:

• • 1.Хроника изобретения люминесцентной лампы
  • 2.Строение люминесцентной лампы
  • 3.Работа люминесцентных ламп

Люминесцентная лампа в наше время является незаменимой частью любого офиса и дома. Большинство ее преимуществ, просто вытеснили из продажи лампы накаливания. Одним из достоинств источника неестественного освещения является экономичность люминесцентных ламп.

Хроника изобретения люминесцентной лампы

История создания данных ламп довольно объемна по времени. Для того чтобы лампочки были в таком виде, в каком сегодня они встречаются почти в каждом доме, ученым пришлось изрядно поэкспериментировать. Первым изобретением в 1856 году была стеклянная трубка, внутри нее находился разряженный газ. Создателем этого является немецкий изобретатель Генрих Гейслер. Далее в 1896 Томас Эдисон придумал покрыть колбу вольфраматом кальция с рентгеновским излучением. Однако лампа имела малый срок службы. И первым создателем практически аналога современных люминесцентных ламп является Даниэль Фарлана Мур.

Строение люминесцентной лампы

Состав лампы: разного объема и конфигурации стеклянный сосуд, два временами четыре антикатода, инертный метан, пары меркурия, люминофор, проект старта. Электрод состоит из двух гальванических контактов, к ним присоединяется электрический ток и волокно накала. Для лучшего распространения электронов во время функционирования и длительной производительности лампы волокно накала покрывают специально предназначенным эмиссионным веществом.

Работа люминесцентных ламп

Последовательно разогретые электроны возникают вследствие возникновения тока в электродах. Но данных электронов слишком мало для того чтоб разжечь промежду антикатодами заряд-полчище ионизированных частичек газа.  Поэтому далее работать начинает та доля конфигурации, которая ручается за пуск лампы. Краткосрочный толчок напряжения разжигает инертный газ, а далее и пары меркурия. Совместное действие этих веществ, повергает к происхождению света в ультрафиолетовой части незримого дня нас спектра действия. Люминофор используется для того чтобы изменить ультрафиолетовый свет в видимый. Он наносится на стенки стеклянного сосуда. Таким образом, получается двойное изменение. Антикатоды лампы испускают электроны, которые ионизируют пары меркурия, а ионизированные частички активизируют люминофор. Тем самым вынуждая его испускать видимый нами свет.

 Длинная лампа дневного света работает как схема запуска, которая состоит из: дросселя, конденсатора и стартера. А лапочки экономки содержат другие электрические компоненты: диоды, микросхемы. Дроссель-это электромагнитный пускорегулирующий аппарат (ЭмПРА). Мощность его должна соответствовать общей мощности подключаемого к нему устройства. Стартер-это маленькая лампочка, наполненная неоном с двумя разомкнутыми в нормальном положении электродами. Конденсатор-это электрическая цепь, с постоянными либо переменными значениями проводника и маленькой проводимостью электрического тока. Одним словом, накопитель электрического тока.

В настоящее время производятся различного состава люминофоры. Это делается для того, чтобы менять цвет освещения или его температуру. Поэтому на лампочках делаются маркировки. Желтое (теплое) освещение имеет температуру 2700 К, дневное (белое) около 4100 К, а яркое (холодное) порядка 6000 К.

Таким образом, можно сделать вывод, что люминесцентные лампы довольно экологические и экономные в использовании. Что немаловажно при выборе домашнего, офисного, рабочего, освещения в магазинах, супермаркетах, учебных заведениях, общественных зданиях. Также они являются в 5-7 раз экономичней ламп накаливания и намного дешевле светодиодных.

kotelstroi.com

Люминесцентные лампы — это что такое? Принцип работы :: SYL.ru

Люминесцентные лампы – это газоразрядные источники света. Их световой поток формируется за счет свечения люминофоров, на которые воздействует ультрафиолетовое излучение разряда. Его видимое свечение обычно не превышает 1-2%. Люминесцентные лампы (ЛЛ) получили широкое применение в освещении помещений разного типа. Их световая отдача в разы больше, чем у привычных ламп накаливания. При обеспечении ряда условий (качественное электропитание, использование балласта, соблюдение ограничений по числу коммутаций), такие лампы могут в десятки раз дольше служить, нежели лампы накаливания. Сегодня мы с вами познакомимся с историей люминесцентной лампы и принципом ее работы.

Область использования

Линейные люминесцентные лампы давно зарекомендовали себя как наиболее удобный и экономичный способ освещения общественных помещений: офисов, учебных заведений, магазинов, больниц, предприятий и так далее. С появлением современных технологий, позволяющих создать компактную ЛЛ под обычные патроны марки Е14 или Е27, они быстро завоевали популярность в быту и стали вытеснять лампы накаливания. Чаще всего в обиходе используют экономные люминесцентные лампы на 18 или больше ватт.

Благодаря использованию электронных балластов вместо привычных электромагнитных удается значительно улучшить эксплуатационные характеристики ламп – избавиться от гула и мерцания, повысить экономичность и компактность.

Главными преимуществами люминесцентных ламп по сравнению с привычными всем лампами накаливания являются высокая светоотдача (превышает в несколько раз), и более длительный срок работы (превышает в несколько десятков раз). Их применение особенно актуально в случаях, когда освещение не выключается на протяжении длительного времени, так как именно включение является самым сложным режимом и от количества включений зависит срок работы. Таким образом, несмотря на более высокую стоимость, люминесцентные лампы позволяют значительно сэкономить.

История

Первое подобие светильника с люминесцентной лампой было разработано в далеком 1856 году Генрихом Гайсслером, который добился свечения от стеклянной трубки, заполненной газом и возбужденной с помощью соленоида. В 1893 году на выставке в Чикаго Томас Эдисон впервые продемонстрировал публике люминесцентное свечение. Через год, М.Ф. Моором была создана лампа, наполненная азотом и углекислым газом и испускающая розово-белый свет. Успех этого изобретения был весьма ограниченным. В 1901-м Питер Хьюитт создал ртутную лампу, испускающую сине-зеленый свет. Именно из-за цвета она была непригодна для практического применения. Тем не менее, изобретение Хьитта было близко к современным лампам и имело намного больший потенциал, чем лампы предшественников. В 1926-м Эдмунд Джермер вместе со своими сотрудниками предложил увеличить давление внутри колбы и покрыть ее флуоресцентным порошком, преобразующим ультрафиолетовое цветное излучение в однородное белое. Вскоре компания General Electric купила у изобретателя патент, и под его руководством, к 1938 году вывела ЛЛ на широкий рынок. Таким образом, именно с Джермером часто ассоциируют начало истории люминесцентных ламп.

Принцип работы

Когда люминесцентная лампа подключается к электросети, между двумя электродами, расположенными в ее противоположных концах, возникает электрический разряд. Благодаря прохождению тока через пары ртути, которыми заполнена внутренняя полость лампы, возникает УФ-излучение, которое незаметно для человеческого глаза. С помощью люминофора, нанесенного на стенки, это излучение превращается в видимый свет. Таким образом, люминофор призван поглощать УФ излучение и излучать видимый свет. Меняя его состав можно варьировать оттенок свечения лампы.

Преимущества и недостатки люминесцентных ламп

ЛЛ имеют такие достоинства:

1. Высокие показатели светоотдачи и КПД.
2. Разнообразие оттенков свечения.
3. Рассеянный свет.
4. Длительный срок службы.

Недостатки люминесцентных ламп:

1. Химическая опасность. Причина в токсичных парах ртути.
2. Неравномерный, неприятный для некоторых свет, вызывающих искажение цвета освещенных поверхностей. Лампы, которые лишены этой проблемы, имеют меньшую светоотдачу.
3. Люминофор со временем «срабатывается», в результате меняется спектр, уменьшается светоотдача и падает КПД.
4. В случае удвоенной частоты питающей сети, может возникнуть мерцание некоторых ламп.
5. Наличие пускорегулирующих аппаратов.
6. Низкий коэффициент мощности.

Подключение

С электротехнической точки зрения, люминесцентная лампа – это устройство с отрицательным сопротивлением. Это значит, что чем более сильный ток через нее проходит, тем больше падает сопротивление. В этой связи при непосредственном подключении лампы к электросети она быстро выходит из строя из-за чересчур сильного тока. Эта проблема решается путем подключения лампы через так называемый балласт.

В простейшем варианте в качестве балласта выступает простой резистор. Его недостаток состоит в потере значительного количества энергии. Избежать потерь можно путем использования в качестве балласта конденсатора или катушки индуктивности, создающих реактивное сопротивление. Наибольшей популярностью в настоящее время пользуются электромагнитные и электронные балласты.

Электромагнитный балласт

Балласты люминесцентных ламп – это пускорегулирующие устройства. Устройства данного типа представляют собой дроссель (индуктивное сопротивление) подключаемый последовательно с лампой. Чтобы запустить лампу с таким балластом, потребуется также стартер. Преимуществом такого подключения является его простота и дешевизна. Главный недостаток – мерцание ламп при удвоенной частоте сетевого напряжения. Из-за этого у людей, находящихся в помещении, повышается утомляемость глаз, что может негативно сказаться на их здоровье. Кроме того, лампы с электромагнитным балластом относительно долго запускаются (от одной до нескольких секунд, в зависимости от их срока службы), издают гул, и потребляют больше энергии, чем аналоги с электронным балластом.

Кроме вышеперечисленных недостатков, стоит также отметить эффект стробирования, возникающий из-за мерцания ламп. Его суть состоит в том, что при наблюдении за вращающимся или колеблющимся предметом, частота движения которого равна частоте мерцания люминесцентной лампы, этот предмет может казаться неподвижным. Подобный эффект может возникнуть, к примеру, при наблюдении за шпинделем токарного или сверлильного станка, мешалкой кухонного миксера, циркуляционной пилой и прочими движущимися приборами. Поэтому, во избежание травмирования, на производстве использование люминесцентных ламп для подсвечивания движущихся механизмов разрешается лишь при условии дополнительной установки ламп накаливания.

Электронный балласт

Этот тип балласта представлен электронной схемой, преобразующей сетевое напряжение в высокочастотный переменный ток, питающий лампу. Достоинством этого балласта является отсутствие мерцания и гула. Кроме того, по сравнению с электромагнитным аналогом, он имеет меньшую массу и размеры.

При использовании такого типа подключения можно добиться так называемого холодного старта – мгновенного запуск лампы. Однако из-за того, что этот режим неблагоприятно сказывается на сроке службы ламп, применяется горячий старт, предполагающий предварительный подогрев электродов. Стоит признать, что на подогрев уходит не более одной секунды, поэтому эта особенность подключения не несет каких-либо неудобств.

Запуск электромагнитного балласта

В классической схеме пуска лампы с электромагнитным балластом используется стартер (пускатель), который представляет собой миниатюрную газоразрядную неоновую лампочку с парой металлических электродов. Один из электродов жесткий и неподвижный, а другой – биметаллический, изгибающийся. Следовательно, в исходном состоянии электроды разомкнуты.

Стартер активируется параллельно с лампой. В момент включения, к электродам стартера и лампы поступает полное напряжение. Это связано с тем, что ток через лампу не идет, а падение напряжения на пускателе равно нулю.

Так как электроды лампы холодные, напряжения сети не хватает для ее зажигания. Благодаря возникновению разряда в пускателе через него и лампу проходит ток, которого достаточно для электродов пускателя, но недостаточно для разогрева лампы. В результате ток в общей цепи растет и разогревает электроды лампы. Когда это происходит, электроды пускателя охлаждаются и размыкаются. Благодаря мгновенному разрыву цепи возникает пик напряжения на дросселе, который и стимулирует зажигание лампы. Электроды тем временем уже достаточно разогреты.

Во время горения напряжение в лампе составляет примерно половину от сетевого, так же, как и в пускателе. Причина в том, что проходя через дроссель, оно падает, что позволяет устранить повторное срабатывание пускателя.

При зажигании, пускатель может срабатывать несколько раз. Это связано с отклонениями его характеристик от характеристик лампы. В некоторых случаях стартер начинает работать циклически. Если это происходит, то лампа постоянно гаснет и снова вспыхивает. При погасании можно созерцать свечение накаленных током катодов.

Запуск электронного балласта

При использовании электронного балласта, как правило, нет необходимости в отдельном специальном стартере, так как этот балласт способен самостоятельно сформировать нужные последовательности напряжений.

Запуск люминесцентной лампы электронным балластом может производиться по разным технологиям. В наиболее типичной из них пускорегулирующее устройство подогревает катоды лампы и подает на них напряжение, которого достаточно для зажигания. Как правило, это переменное и высокочастотное напряжение. Такое подключение позволяет устранить мерцание ламп, которое является весомым недостатком электромагнитных балластов.

В зависимости от конструктивных особенностей и временных параметров последовательности пуска лампы, такие пускорегулирующие устройства могут обеспечивать как мгновенное включение света, так и плавное, с постепенным нарастанием яркости.

Часто используются комбинированные методы пуска, когда лампа активируется не только за счет подогрева катодов, но и благодаря тому, что цепь, подпитывающая ее, выступает в качестве колебательного контура. Характеристики колебательного контура подбираются таким образом, чтобы в случае отсутствия разряда в лампе, в нем возникало явление электрического резонанса, которое ведет к значительному повышению напряжениям между катодами лампы. Обычно это приводит также к возрастанию тока подогрева катодов. Причина заключается в том, что при использовании такой схемы пуска спирали накала катодов часто соединяются последовательным образом через конденсатор, и выступают частью колебательного контура. В результате из-за подогрева катодов и высокого напряжения между ними лампа быстро и легко зажигается.

После зажигания параметры колебательного контура меняются, резонанс прекращается, а напряжение в контуре значительно снижается, сокращая тем самым ток накала катодов.

Существуют разные вариации данной технологии. К примеру, в предельных случаях, балласт может не подогревать катоды вовсе, а лишь приложить к ним напряжение, достаточно высокое для зажигания за счет пробоя газа расположенного между катодами. Аналогичная технология используется для пуска ламп с холодным катодом. Она пользуется популярностью среди радиолюбителей, благодаря возможности осуществить запуск даже с перегоревшими нитями накала катодов. Обычными методами их запустить нельзя, так как катоды в таком случае не нагреваются. В частности, радиолюбители используют этот способ для восстановления компактных энергосберегающих ламп, представляющих собой обычные люминесцентные лампы с электронным балластом, встроенным в небольшой корпус. После переделки балласта, такая лампа долго работает, несмотря на перегорание спиралей подогрева. Срок ее службы ограничивается разве что временем полного распыления электродов.

Причина поломок

Электроды люминесцентных ламп – это вольфрамовые нити, покрытые активной массой (пастой) из щелочноземельных металлов. Именно эта паста обеспечивает тлеющий разряд. Без нее вольфрамовые нити перегорали бы гораздо быстрее. В процессе работы лампы паста постепенно осыпается, выгорает и испаряется. Процесс ускоряется в случае частых пусков, когда разряд на протяжении короткого промежутка времени проходит не по всей площади электрода, а на малом участке его поверхности. Это приводит к перегреву электрода и возникновению потемнений на концах лампы, которые обычно свидетельствуют о ее скором выходе из строя.

Когда паста полностью выгорает, ток лампы падает, а напряжение – возрастает. В результате стартер начинает срабатывать постоянно, вызывая мигания, которые также свидетельствуют о том, что дни работы лампы сочтены. Электроды находятся в постоянном разогреве и, в конце концов, один из них перегорает. Происходит это через несколько дней после появления мерцания.

В последние минуты работы лампа горит без мерцаний. В этот момент разряд проходит через остатки электрода, на котором уже не осталось активной массы. Когда остатки вольфрама осыпаются или испаряются, разряд поступает на траверсы (крепления вольфрамовых нитей, выполненные из проволоки). После перегорания траверсов лампа вновь начинает мерцать. Если выключить ее и заново включить, она уже не будет светить.

Описанный выше механизм перегорания лампы справедлив для тех моделей, в которых используются электромагнитные балласты. В случае применения электронных балластов, все происходит несколько иначе. Так же, как и в предыдущем случае, все начинается с выгорания активной массы электродов, после которой следует их перегрев и перегорание одной из нитей. Отличие состоит в том, что сразу после перегорания, лампа гаснет без каких-либо мерцаний и миганий. Этим она обязана конструкции электронного балласта, которая предусматривает автоматическое отключение лампы в случае ее неисправности.

Люминофоры и спектр излучения

Многие пользователи считают, что свет люминесцентных ламп грубый и неприятный. Кроме того, цвет предметов, которые освещаются такими лампами, может искажаться. Виной тому синие и зеленые линии в спектре излучения разряда и тип применяемого люминофора.

В дешевых светильниках с люминесцентными лампами используют галофосфатный люминофор, излучающий главным образом желтый и синий свет, и в меньшей мере зеленый и красный свет. Глазу такая смесь цветов кажется белым светом, однако если свет отражается от предметов, его спектр меняется и возникает эффект искажения. Достоинством таких ламп является высокая световая отдача.

В более дорогих моделях применяет трех- или пятиполосный люминофор. Благодаря этому удается получить более равномерное распределение излучения по видимому спектру. Так свет воспроизводится более натурально. Недостатком этих ламп является не такая высокая светоотдача, как в предыдущем случае.

Существуют также специальные люминесцентные лампы, используемые в освещении помещений, в которых живут птицы. Их спектр содержит ближний ультрафиолет, позволяющий питомцам практически не чувствовать разницу между естественным и искусственным освещением. Необходимость применения таких технологий обусловлена тем, что в отличие от людей, птицы имеют четырехкомпонентное зрение.

Варианты исполнения

По стандарту, люминесцентные лампы подразделяют на колбные и компактные. Оба типа используются довольно широко.

Колбные лампы имеют в качестве оболочки стеклянную трубку. Они могут отличаться по типу и диметру цоколя. Такие лампы часто используются в крупных помещениях: магазины, офисы, цеха, склады и так далее.

Компактные люминесцентные лампы имеют оболочку в виде более тонкой (по сравнению с колбными) изогнутой трубки. Их различают по типу цоколя и размерам. Эти лампы производятся под стандартный патрон Е27 и Е14, поэтому их можно использовать вместо ламп накаливания в обычных светильниках. Их мощность, как правило, колеблется в пределах 16-36 Вт. Люминесцентная лампа такого типа имеет небольшие габариты и устойчивость к механическим воздействиям (умеренным, разумеется).

Кроме типа цоколя, на коробке из-под лампы указываются такие данные:

1. Цвет излучения: Д – дневной, Б – белый, ХБ – холодно-белый и т. д.
2. Мощность в ватах: 16W, 18W и т. д.
3. Длина корпуса (если это колбный вариант люминесцентной лампы): 765, 450 и т. д. Подразумевается длина в миллиметрах.

Возвращаясь к типу цоколей, стоит отметить, что они бывают резьбовыми (например, Е27) и штырьковыми (например, G13). Люминесцентная лампа может иметь и другие типы цоколей, но они слабо распространены.

Утилизация люминесцентных ламп

Все лампы такого типа содержат ртуть, которая, как известно, является ядовитым веществом. В разных моделях ламп ее доза может колебаться от 40 до 70 мг. Но даже небольшого количества ртути, находящегося в люминесцентной лампе на 18 Вт, достаточно, чтобы причинить вред здоровью. Ртуть представлена в виде пара, поэтому, если лампа разбилась, нужно сразу же проветрить помещение.

Когда срок службы ламп истекает, их обычно выбрасывают вместе с простым мусором, что совсем неправильно. Существуют фирмы, утилизирующие такие лампы, но к ним обращаются лишь крупные предприятия. Справедливости ради стоит отметить, что количество попадающей в воздух ртути из залежей на свалках не так велико, как количество этого вещества, выбрасываемое при выработке электроэнергии. А так как ЛЛ являются экономными, их использование даже положительно сказывается на экологическом состоянии планеты. Тем не менее утилизация люминесцентных ламп является открытой проблемой.

www.syl.ru

История создания люминесцентной лампы

История люминесцентной лампы достаточно объемна как по времени, так и по количеству сопутствующих изобретений. До того момента, как в частных домах и офисах появились первые лампы дневного света в том виде, который мы наблюдаем и по сей день, ученым и инженерам пришлось изобрести вакуумную трубку, поэкспериментировать с различными инертными газами, создать долговечные электроды и разработать состав флуоресцентного покрытия.

Первой в 1856 году на свет появилась вакуумная стеклянная трубка. Этому изобретению мы обязаны немецкому стеклодуву и изобретателю Генриху Гейслеру. Именно он создал вакуумный насос, позволявший откачивать из закрытой колбы воздух. Стеклянная вакуумная колба в последствие получила имя изобретателя – трубка Гейслера. Когда ученый, а затем и его последователи пропускали через трубку электрический ток,наблюдалсядостаточно интересный эффект – яркое свечение зеленоватого оттенка.

Основательные эксперименты с явлением электролюминесценции различных веществ проводил Александр Эдмон Беккерель. Именно он в 1859 году предложил покрыть трубку Гейслера тонким слоем люминесцирующих веществ. И хотя трубки ученого излучали недостаточно сильный свет и были недолговечны, именно он впервые заставил люминофор светиться под воздействием электрического тока. Хотя по большому счету Беккерель и не собирался практически использовать свои достижения – у него был чисто научный интерес в этой и других областях науки.

Первое практическое применение трубки Гейслера попытался осуществить Томас Эдисон. Именно он в 1896 году изобрел, а 1907 году запатентовал колбу с покрытием из вольфрамата кальция и рентгеновским излучением как люминесцентную лампу. Но и этому изобретению не удалось стать искусственным источником света в наших домах. Лампа имела малый срок службы, а Эдисон, добившись успеха с лампой накаливания, отказался от дальнейших изысканий по совершенствованию люминесцентной лампы.

Впервые практически использовать аналог сегодняшней лампы дневного света и изыскать из этого коммерческий интерес удалось Даниэлю Фарлану Муру. Первую модель своей лампы оно показал общественности в 1895 году  (на год раньше Эдисона). В качестве инертного газа в колбе он использовал двуокись углерода (для белого свечения) или азот (для розового). Его лампа была невероятно сложна в конструкции, но уже тогда инженеры заметили ее большую эффективность по сравнению с разрабатываемой лампой накаливания. Почти 9 лет усовершенствований и испытаний привели к тому, что начиная с 1904 года, система освещения Мура стала устанавливаться в магазинах и офисных помещениях.

Использовать в люминесцентной лампе пары ртути впервые предложил Питер Купер Хьюитт в 1901 году. Его лампы были намного эффективнее, как ламп Мура, так и ламп накаливания. Однако сине-зеленый свет свечения ограничил их применение в то время. Хотя в последствие, много лет спустя, именно ртутные лампы стали основой уличного освещения, именно ими оснащались фонарные столбы.

Лишь в 1927 году свет увидела люминесцентная лампа – аналог той, что мы используем сейчас. И хотя ее изобретатель Эдмунд Джермер изначально ставил перед собой цель создать управляемый источник ультрафиолетового света – получилось так, что вместе с коллегами Фридрихом Мейером и Гансом Шпаннером он создал второй по популярности источник искусственного света, причем более близкий к естественному, чем популярная в то время лампа накаливания. Исследователи просто покрыли ультрафиолетовую лампу слоем люминофора, и оказалось, что она способна излучать естественный белый и достаточно яркий свет.

В 1934 году патент на изобретения выкупила General Electric (британская, а не американская), за достаточно кругленькую по тем временам сумму в 180 тыс. $. Первые продажи люминесцентных ламп начались лишь в 1938 году, так как на протяжении 4 лет до этого исследовательские бюро компании усиленно изобретали неразрушающийся под действием электрического тока электрод, а сама фирма выкупала патенты, на изобретения, хоть как-то относящиеся к этому виду лампы.

История лампочки | Блог об энергетике

История лампочки

1803 — 1809 – создана первая дуговая лампа

Хэмфри Дэви в Королевском институте в Великобритании продемонстрировал первую лампу накаливания, используя блок батарей и два угольных стержня. Дуговые лампы впервые осветили улицы множества городов.

1835 – продемонстрирована первая постоянная система освещения

Джеймс Боуман Линдсей на открытом заседании в Шотландии продемонстрировал постоянно действующую систему освещения. Некоторые приписывают ему изобретение лампы накаливания.

1850 — 1859 – свет в трубке

В 19 веке два немца обнаружили, что можно получить свет, удалив почти весь воздух из длинной стеклянной трубки и пропустив через нее электрический ток. Названное трубкой Гейслера, это устройство стало основой для многих технологий освещения, включая лампы дневного света (CFL).

1877 — 1885 – соревнование среди изобретателей ламп накаляется

Изобретатели всего мира — в том числе Уильям Сойер и Албон Мэн в США и Джозеф Суон в Англии — работали над созданием электрической лампы накаливания.

1878 – Эдисон начинает работать над лампой накаливания

В 1878 году Эдисон и его исследователи в Менло-Парк обратили своё внимание на лампы накаливания. Они сосредоточились на улучшении нити — сначала они пробовали углерод, затем платину, и в конце концов вернулись к углеродной нити.

1882 – развитие систем освещения

Эдисон сосредотачивается на системах освещения, показывая, что можно провести электричество из расположенного в центре источника электроэнергии с Холборн Виадук в Лондоне, и разрабатывает первую коммерческую электросеть в нижнем Манхэттене.

1901 – предшественники лампы дневного света

Питер Купер Хьюитт создал сине-зеленую лампу, пропуская электрический ток через пары ртути. Лампа не нашла применения в освещении из-за цвета, но стала одной из предшественниц люминесцентных ламп.

1904 – замена углеродной нити на вольфрамовую

В 1904 году лампы накаливания с вольфрамовой нитью появляются на европейском рынке. Эти лампочки работали дольше, были ярче и эффективнее, чем лампы с углеродной нитью.

1908 – цоколь Эдисона становится универсальным

Частью вклада Эдисона в изобретение современной лампочки, был разработанный им цоколь, который сегодня называется цоколем Эдисона (Edison Screw). К 1908 году это был самый часто используемый цоколь, и сегодня он используется почти для всех бытовых лампочек.

1913 – эффективность ламп накаливания удваивается

Ирвинг Ленгмюр обнаруживает, что заполнение лампочки инертным газом, таким как азот вместо использования вакуума, повышает эффективность лампочки в два раза.

1926 — 1934 – неоновая трубка + фосфор = флуоресцентная лампа

К концу 1920-х и в начале 1930-х европейские исследователи проводили эксперименты с неоновыми трубками, покрытыми фосфором. Результаты этих экспериментов помогли «зажечь» разработку флуоресцентных ламп в США.

1939 – представлены флуоресцентные лампы

В 1939 году General Electric и Westinghouse представили люминесцентные лампы на нью-йоркской Всемирной выставке и на выставке Золотые Ворота в Сан-Франциско.

1951 – люминесцентные лампы обгоняют лампы накаливания

К 1951 году количество света от люминесцентных ламп в США превысило количество света от ламп накаливания – это эффективные изменения, которые были необходимостью во время Второй мировой войны.

1963 – изобретены первые светодиоды

Во время работы в General Electric Ник Холоньяк-младший изобрел первый красный светодиод в видимом спектре. Бледно-желтые и зеленые диоды были изобретены в последующем.

1973 – конец дешевой энергии

Нефтяной кризис 1973 года стал переломной точкой в энергопотреблении — пришел конец дешевых энергоресурсов. Исследователи приняли вызов и начали разработку люминесцентных ламп для бытового использования.

1976 – люминесцентная лампа в форме спирали

В 1976 году Эдвард Хаммер в General Electric придумал как скрутить люминесцентную лампу в форме спирали, создав первый компактную люминесцентную лампу (CFL).

1978 – диоды появляются в товарах народного потребления

Как только исследователи улучшили красные диоды и процесс их изготовления, компании начали использовать их в товарах народного потребления (дисплеи калькуляторов, различные индикаторы).

1985 – первые люминесцентные лампы выходят на рынок

Первые люминесцентные лампы, появившиеся на рынке в середине 1980-х, стояли от $25 до $35 за лампочку.

1994 – первые голубые и белые диоды

За изобретением синего диода в 1990-х последовало изобретение белых светодиодов. Вскоре после этого, исследователи продемонстрировали, белый свет с помощью красного, зеленого и синего светодиодов.

2002 — 2008 – первые светодиодные лампочки появляются на потребительском рынке

К 2008 году на рынке было всего несколько производителей светодиодных лампочек, большинство из этих лампочек потребляли 25-40 ватт.

2013 – люминесцентные лампы стоят дешевле $2

Почти через 30 лет после выхода на рынок люминесцентных ламп, их стоимость упала до минимальной — $1,74 за лампочку (в США). Они используют на 75% меньше энергии, чем лампы накаливания и работают в 10 раз дольше.

2013 – стоимость светодиодов существенно снижается

С 2008 года стоимость светодиодных ламп упала более чем на 85%, а в последнее время ряд производителей объявили, что они будут продавать светодиоды за $10 или дешевле.

http://energy.gov/maps/history-lightbulb (перевод Василия Горбунова)

Поделись с друзьями

Похожее

Люминесцентные лампы — да будет свет!

Найти помещение, не оборудованное люминесцентными светильниками, довольно сложно. Даже жилые квартиры, не говоря уже о государственных учреждениях, освещают экономичные и яркие люминесцентные лампы. Придя на смену быстро выходящим из строя лампам накаливания, они позволили значительно экономить на счетах за электроэнергию. Противников такого источника света тоже достаточно: в СМИ регулярно появляются статьи о вреде “холодного” света для глаз и кожи, а также о далеко не безопасном газовом наполнении стеклянных трубок. Проанализировать данные и взвесить все “за” и “против” берутся специалисты шоппинг-клуба WESTWING.

История создания люминесцентной лампы

Кажется, что она появилась совсем недавно, ведь еще несколько лет назад под любым плафоном скрывалась традиционная лампа накаливания с разогревшейся докрасна спиралью. Список изобретателей, приложивших руку к созданию этого типа осветительных приборов, может поразить:

• Михайло Ломоносов, еще в молодости экспериментировавший с разрядами тока в заполненной газом колбе;
• Никола Тесла, запатентовавший газоразрядную лампу на основе аргона;
• Томас Эдисон, продемонстрировавший устойчивое и продолжительное люминесцентное свечение;
• Эдмунд Гермер, добившийся от прибора приятного глазу света и предложивший новинку к массовому использованию.

Промышленный выпуск ламп был налажен еще в середине 20-го века. Ученые, работавшие над этим вопросом, даже удостаивались государственных премий за вклад в экономику страны и рациональное использование ее ресурсов. Впрочем, современным рачительным хозяином, вкручивающим современные компактные люминесцентные лампы в цоколи стандартной люстры, движут те же желания. Люминесцентная лампа менее энергозатратна, а технологии давно позволяют регулировать спектр свечения.

Преимущества люминесцентных ламп

В первую очередь люминесцентными лампами оборудуются учреждения большой площади, и причина этому не только в ощутимой экономии электроэнергии. Люминесцентные лампы обладают целым рядом неоспоримых достоинств:

• излучают рассеянный, мягкий, не дающий контрастной тени свет;
• имеют повышенную светоотдачу;
• продолжительный период службы позволяет редко проводить замену и экономить на обслуживании;
• низкая теплоотдача, увеличивающая перечень допустимых зон использования и способов оформления.

Устройство и принцип работы люминесцентной лампы

Люминесцентная лампа — достаточно сложный прибор, преобразующий световые лучи невидимого глазу спектра в заметные. Пары ртути, содержащиеся в стеклянной трубке, при воздействии током излучают УФ-волны, а люминофорное напыление на внутренней поверхности превращает его в видимый светопоток. Именно от вида напыления, обычно матово-белого, и зависит качество и тон освещения: белый, холодный, теплый или дневной. Начало процесса обеспечивается небольшим пускорегулирующим устройством, так называемым стартером. Он — неотъемлемая часть всех приборов на основе люминесцентных ламп.

Люминесцентные лампы для стандартного цоколя: куда пропал стартер

Волну спроса на люминесцентное освещение обеспечило производство миниатюрных ламп, не превышающих размерами традиционные лампы накаливания. Принцип действия, в прочем, у них не изменился: стартер просто переместился под капсулу цоколя. Это позволяет смело использовать современные энергосберегающие люминесцентные лампы в люстре, которая проектировалась десятки лет тому назад. Производство таких ламп более затратно, что сказывается на цене, но тщательный анализ платежей за ежемесячно потребляемое электричество и периодическую замену самого элемента доказывают выгоду такого мероприятия.

Кстати, в Европе, игнорируя все споры и аргументы, правительство законодательно запретило использование ламп накаливания. Основная причина — пожароопасность устаревшей технологии.

Люминесцентная лампа в интерьере

Кто точно рад изобретению ламп без большой теплоотдачи, так это промдизайнеры. Если лампы накаливания предъявляли повышенные требования к абажурам, плафонам и люстрам, то люминесцентные в этом отношении крайне неприхотливы. Небольшая теплоотдача при большой светоотдаче позволяет смело использовать для производства абажуров не только пластик, ранее не выдерживающий агрессивного нагрева, но и ткани, акрил и даже бумагу. Светильники с люминесцентными лампами застрахованы от нагрева и воспламенения.

Некоторые из предлагаемых производителями светильников стандартны, например, привычные всем офисным служащим встроенные в подвесные потолки конструкции на 4 элемента. Отдельные же плафоны являются настоящими произведениями искусства, демонстрируя художественные приемы оформления зеркал, пластика, стекла и других материалов, используемых в производстве современных оригинальных люстр.

Приобретение люминесцентных ламп: калькуляция мощности

Высчитывать необходимое количество лампочек мы все-таки привыкли по старинке, ориентируясь на единицы измерения ламп накаливания. Небольшая памятка подскажет, как выбрать люминесцентные лампы и не ошибиться в расчетах.

1. 2700 К; 4200 К; 6400 К — маркировки, обозначающие оттенок света. В приведенных примерах теплый, дневной и холодный соответственно.
2. Мощность устаревшей лампы накаливания составляет ⅕ от мощности люминесцентной. Лампа 100 Вт приравнивается к 20 Вт.
3. Цоколи Е14 И Е27 имеют на люминесцентных лампах идентичную маркировку, самому распространенному соответствует второй из названных размеров.

Утилизация люминесцентных ламп: безопасность превыше всего

Вопрос утилизации и ее грамотной организации в РФ реализуется слабо. Люминесцентная лампа — источник ртутного испарения, просто отправлять ее в мусоросборник запрещено законодательно. На предприятиях и организациях в списке обязательных контрактов числится договор с утилизирующей компанией, по необходимости забирающей использованные лампы. Прием таких отходов от частных лиц организован слабо, поэтому проявлять инициативу придется самому гражданину, заботящемуся о чистоте окружающего мира. Впрочем, попросить телефон службы и договориться об одновременной сдаче и своей лампы в соседнем магазине или салоне красоты не сложно.

Укомплектовывая квартиру люминесцентными лампами не стоит забывать, что их спектр различен, а оснащение всех светильников лампами одного типа может быть плохо воспринята визуально. Подбор и эксперименты с тоном позволят подчеркнуть интерьер квартиры, тщательно созданный владельцами при поддержке и подсказках экспертов шоппинг-клуба WESTWING. Впрочем, можно просто прислушаться к рекомендациям врачей, остановившись на теплом освещении, воспринимаемом глазом как успокаивающе-комфортное.

Все до лампочки. О прошлом и будущем ламп накаливания

31 декабря 2013 года телеканал CNN опубликовал некролог обычной лампе накаливания — в честь вступления в силу запрета на производство и импорт 40- и 60-ваттных лампочек в США. В некрологе приводились слова правнука Эдисона, Дэвида, который называл прадедушку «футуристом и „зеленым“» и отмечал, что ему пришелся бы по нраву глобальный переход на новые, более современные и экологичные источники света.

Был Томас Эдисон «зеленым» или нет, но лампочка, которой он подарил длинную коммерческую жизнь более чем на столетие, у экологов сейчас в немилости. И, кажется, если наши дети будут последними, кто увидит «вживую» работающую лампочку накаливания, никто особенно не расстроится.

Да будет свет (электрический)

Эдисоновский патент номер 223 898 — один из более чем тысячи его американских патентов. Изобретатель получил его после того, как в 1879 году создал бюджетную лампочку накаливания, которая горела аж 14,5 часа — неплохой для того времени показатель. Из этого достижения Эдисон сделал настоящее шоу. Газета New York Herald писала, что посмотреть на публичное представление диковинных ламп пришли сотни людей, несмотря на плохую погоду.

Патент Томаса Эдисона на электрическую лампу. Изображение: Wikimedia Commons

К 1880 году лампочками интересовались, кажется, все: когда в марте публичный доклад об инновациях в освещении делал инженер Александр Сименс (двоюродный брат основателя Siemens AG Вернера фон Сименса), в аудитории вместо обычного газового света установили новомодные дуговые электрические лампы.

Именно с дуговых ламп, строго говоря, начинается история электрического освещения. Светит в них электрическая дуга, возникающая между двумя электродами. Эти очень яркие лампы обходились дешевле газовых и хорошо подходили для уличного и промышленного освещения, но у них были и свои недостатки: например, стержни в угольных дуговых лампах постепенно сгорали, и их нужно было регулярно менять. Кроме того, для небольших помещений они были слишком яркими и даже пожароопасными.

Первооткрывателем электрической дуги считается россиянин Василий Петров, а первую такую экспериментальную лампу в начале XIX века представил британскому Королевскому обществу сэр Гемфри Дэви. Честно говоря, сразу опознать в таком устройстве осветительный прибор довольно трудно.

Дуговая лампа. Фото: Matty Greene/ US DOE

Но самой, пожалуй, известной угольной дуговой лампой стала так называемая «свеча Яблочкова», изобретенная в 1875 году русским электротехником и инженером Павлом Яблочковым. Эти дуговые «свечи» покорили Всемирную выставку в Париже в 1878 году, а за ней и улицы Лондона и других столиц.

Вопрос, кого считать первым изобретателем лампочки накаливания, непростой, и не только потому, что разные страны любят тянуть одеяло на себя в споре о приоритете. Например, шотландец Джеймс Боумен Линдси в 1835 году показал публике, по сути, как раз такую лампочку и даже почитал в ее свете книгу, но потом, похоже, переключился на другие интересы и ничего особенно не сделал для того, чтобы доработать изобретение или защитить на него права.

Русский инженер Александр Лодыгин получил в России и в нескольких европейских странах патент на лампу накаливания 11 июля 1874 года. Именно он, как считается, по крайней мере, в России, первым придумал откачивать из стеклянной колбы воздух, чтобы угольная нить в лампе сгорала медленнее. Впоследствии Лодыгин экспериментировал и с металлическими нитями накаливания, но коммерческого успеха эти разработки тогда еще не получили.

Канадский патент на лампу накаливания в том же 1874 году получили Генри Вудворд и Мэтью Эванс. Но у пары друзей не было денег на то, чтобы дальше заниматься своим изобретением, и они продали патент Эдисону. У британцев изобретателем лампы накаливания считается Джозеф Суон: свою работающую лампу, очень похожую на эдисоновскую, Суон продемонстрировал в феврале 1879 года (а патент тоже получил в 1880). Даже в самих Штатах у Эдисона были конкуренты: свой патент летом 1877 года успели получить инженеры Уильям Сойер и Элбон Мэн, которые даже основали первую в стране компанию по промышленному производству лампочек.

Копия лампочки Томаса Эдисона. Фото: NPS

В 1881 году в Париже прошла Электрическая выставка, где свои лампочки представили все, кто их делал, от Эдисона и Суона до британца Хайрема Максима (того самого, который изобрел пулемет). Судя по всему, выбирать между ними было трудно, поскольку все лампочки уже были довольно сильно похожи друг на друга.

Свой современный облик — вольфрамовая нить накаливания в виде двойной пружины, гладкая колба без типичных для XIX века «пимпочек» сверху, стандартный цоколь — лампочка обрела после 1920-х годов. К этому времени придумали экономичный способ делать тонкую вольфрамовую проволоку и решили, что воздух из колбы лучше выкачивать с противоположной стороны. А стандартное резьбовое соединение для лампочек Эдисон разработал еще в 1909 году.

Светит и греет

Если подходить к обычной лампе накаливания строго и занудно, то это не осветительный прибор, а нагревательный: всего 5% потребляемой энергии лампа выдает в виде света, остальное уходит в тепло. И «обогревать» лампочками помещение, если это не аквариум с черепашкой, выходит довольно дорого.

Экономия энергии на лампочках полезна не только для кошелька, но и для климата Земли, который меняется из-за деятельности человека. Именно поэтому крупнейшие производители лампочек вместе с экоактивистами и даже правительствами стран объединились в Global Lighting Challenge — глобальную кампанию по замене 10 миллиардов лампочек на светодиодные. Пока заменили «всего» 187,5 миллиона, причем при желании вы можете через сайт «зарегистрировать» и свои люстры или светильники в подъезде.

Кроме того, лампочки накаливания недолговечны: сейчас стандартный срок их жизни составляет около 1000 часов против нескольких десятков тысяч часов у конкурентов — люминесцентных и светодиодных ламп. На эту тему есть целая история о картеле Phoebus, объединившем крупнейших производителей лампочек во всем мире в 1920—1930-е годы: считается, что именно там впервые придумали намеренно сделать свою продукцию короткоживущей, чтобы обеспечить на нее постоянный спрос.

Глобальная кампания против лампочек накаливания началась уже в этом столетии и за 17 лет охватила всю Северную Америку и почти всю Южную, Европу, Китай, Индию, Австралию и ЮАР. Наша страна в своей решительности пока несколько отстает от других, но идет в том же направлении. Российское министерство энергетики летом 2016 года предложило запретить в стране оборот лампочек мощностью 60 и 75 ватт (напомним, запрет на 100-ваттные лампочки действует в России с 2011 года). По данным Минэнерго, в 2014 году россияне купили где-то 168 миллионов таких лампочек — против 110 миллионов современных светодиодных ламп. Вернуться к этой идее министерство обещает в феврале-марте нынешнего года.

Пока российское Минэнерго рассуждает, пора ли сжимать кольцо вокруг неэффективных ламп, в США действуют решительнее. В мае прошлого года национальное министерство энергетики предложило после 2020 года перейти исключительно на светодиодное освещение, отказавшись не только от старых ламп накаливания, но и от люминесцентных «спиралек». Последние не понравились рядовым американским потребителям настолько, что компания General Electric даже закрывает их производство в Штатах.

Компактные люминесцентные лампы. Фото: Africa Studio / Фотодом / Shutterstock

Запреты, конечно, обходят во всех странах: лампочки из 100-ваттных, как по волшебству, превращаются в 99-ваттные, самые мощные из них «переквалифицируются» из осветительных приборов в нагревательные, а в США, например, сначала никто и не думал запрещать так называемые трехступенчатые лампочки накаливания с регулировкой яркости, особенно популярные в гостиницах. Но чем будет освещаться светлое будущее, все равно понятно.

Новые старые лампочки

В 2010 году, по оценкам Международного энергетического агентства, в мире все еще продавалось 12,5 миллиарда ламп накаливания в год. Но сила рынка неумолима: быстро дешевеющие альтернативы, прежде всего светодиодные, гасят своих устаревших конкурентов. К 2020 году светодиодные лампы, как считается, могут сравняться в розничной цене не только с флуоресцентными, но и с последними «живыми» на тот момент лампами накаливания, и тогда их наступление уже ничто не остановит, радуются эксперты.

Или все-таки нет? Год назад сотрудники MIT опубликовали в журнале Nature Nanotechnology статью о том, как им удалось увеличить световую эффективность лампы накаливания — то, насколько хорошо источник света производит свет, видимый человеческому глазу. Для этого часть тепла, которое при работе лампы терялось во внешнюю среду, перенаправили на ее нагрев — с помощью фотонных кристаллов. В теории так можно увеличить световой КПД лампы до невиданных 40% — с нынешних 2%!

Фото: O. Ilic, P. Bermel, G. Chen, J. D. Joannopoulos, I. Celanovic & M. Soljačić / MIT

Пока прототип, созданный учеными, «всего» в три раза эффективнее обычных лампочек, что, однако, уже сопоставимо с некоторыми энергоэффективными конкурентами. Но ученые подчеркивают: они не пытались сделать новую лампочку, а экспериментировали с технологиями, и их работа пока очень далека от практики и тем более от магазинных прилавков.

Посреди всего этого прогресса и даже несколько вопреки ему в пожарной части калифорнийского города Ливермор до сих пор горит лампочка, впервые вкрученная в 1901 году, еще при жизни Эдисона. «Столетняя лампа», как ее называют, за миллион с лишним часов горения несколько раз переезжала и пережила всех, кто ее вкручивал, 20 президентов США и три веб-камеры, установленные для того, чтобы все желающие могли следить за ее состоянием (последняя пока работает). Возможно, это единственная работающая лампа накаливания, которая вполне могла бы претендовать на звание «лампочки Ильича»: в конце концов, когда ее сделали вручную, Ленину едва исполнилось 30.

Повторить дома такой рекорд вряд ли получится: для этого, по-видимому, нужна «непростая» лампочка компании Shelby Electric, основанной инженером Адольфом Шайе. Большинство исследователей таких лампочек склоняются к тому, что секрет долгожительства калифорнийской «столетней лампы» — в более толстой углеродной нити накаливания. Кроме того, эту лампочку крайне редко выключали, что тоже «полезно для здоровья»: активное включение и выключение сокращает срок работы ламп накаливания.

Возможно, по-настоящему некрологи лампе накаливания понадобятся тогда, когда наконец перегорит эта «неопалимая» лампочка. Правда, неофициальный представитель лампочки (и администратор сайта) Стив Банн сказал «Чердаку», что лампочка, по мнению тех, кто ее бережет, проработает еще пару столетий. На всякий случай у пожарной части есть еще одна лампочка-ровесница Shelby, но вкрутят ли ее, если что, или заменят на светодиодную — «дело будущих поколений».

 Ольга Добровидова

История института — НИИИС имени А.Н. Лодыгина

Последние несколько лет НИИИС сконцентрировал особые усилия на создании качественных энергоэффективных решений для освещения общественных помещений и промышленных объектов. На производстве производятся светодиодные светильники, предназначенные для освещения офисов, магазинов, школ, объектов ЖКХ, производственных помещений.

В серийное производства выходят светодиодные светильники ДО WhiteLight Basic, ДО WhiteLight Standard, ДО WhiteLight Proff. Благодаря использованию высококачественных светодиодов освещение, создаваемое светильниками, максимально приближенно к естественному. Это гарантирует хорошее самочувствие, дарит спокойствие и повышает работоспособность.

Применяются для освещения офисных, торговых и других общественных помещений.

Разработаны светильники-облучатели для животноводческих и птицеводческих комплексов.

Среди них СЭС серии WarmLight.  Создают оптимальный температурный режим. Улучшают дыхание, кровообращение, повышают содержание гемоглобина в крови, способствуют лучшему усвоению солей кальция, калия и других микроэлементов, укрепляют нервную систему, снижает заболеваемость у животных.

Светильники-облучатели типа ЭСП серии HealthyLight. Под действием эритемных ламп, входящих в их состав, образуется витамин Д, полезный для здоровья животных и птиц.

Светильники-облучатели типа БСП серии PureLight предназначены для уничтожения вирусов, бактерий, плесени и грибков с помощью ультрафиолетового бактерицидного излучения длиной волны 253,7 нм. Применяются как для агрокомплексов, так и на предприятиях пищевой промышленности.

Институт разработал решения для освещения объектов ЖКХ и промышленных комплексов. Светодиодные светильники типа ДБО серии SpaceLight являются энергоэффективными световыми приборами.  Экономят до 85 % электроэнергии по сравнению с традиционными источниками света. Разработаны в строгом соответствии с действующими стандартами, учитывают нормы освещенности, предъявляемые к объектам жилищно-коммунального хозяйства.

Светодиодные светильники типа ДСП серии IndustryLight обеспечивают безопасное рабочее пространство за счет равномерного рассеивания света. Предназначены для общего освещения производственных помещений с высокими потолками, в том числе: производственных цехов, складов, гаражей и ремонтных зон.

Противоречие с люминесцентными лампами Агапито Флореса

Никто не знает, кто изначально выдвинул идею, что Агапито Флорес, филиппинский электрик, который жил и работал в начале 20 века, изобрел первую люминесцентную лампу. Несмотря на доказательства, опровергающие это утверждение, споры бушевали годами. Некоторые сторонники этой истории зашли так далеко, что предположили, что слово «флуоресцентный» произошло от фамилии Флореса, но, учитывая поддающуюся проверке историю флуоресценции и последующее развитие флуоресцентного освещения, становится ясно, что эти утверждения ложны.

Происхождение флуоресценции

Хотя флуоресценцию наблюдали многие ученые еще в 16 веке, именно ирландский физик и математик Джордж Габриэль Стокс окончательно объяснил это явление в 1852 году. В своей статье о свойствах длины волны света Стокс описал, как урановое стекло и минеральный плавиковый шпат может преобразовывать невидимый ультрафиолетовый свет в видимый свет с большей длиной волны. Он назвал это явление «дисперсионным отражением», но написал:

«Признаюсь, мне не нравится этот термин.Я почти склонен придумать слово и назвать это явление «флуоресценцией» от плавиковой шпата, поскольку аналогичный термин опалесценция происходит от названия минерала ».

В 1857 году французский физик Александр Э. Беккерель, который исследовал как флуоресценцию, так и фосфоресценцию, высказал предположение о конструкции люминесцентных трубок, подобных тем, которые используются до сих пор.

Да будет свет

19 мая 1896 года, примерно через 40 лет после того, как Беккерель постулировал свою теорию о лампах, Томас Эдисон подал патент на люминесцентную лампу.В 1906 году он подал вторую заявку и, наконец, 10 сентября 1907 года получил патент. К сожалению, вместо ультрафиолетового света в лампах Эдисона использовалось рентгеновское излучение, что, вероятно, было причиной того, что его компания никогда не производила лампы в коммерческих целях. После того, как один из помощников Эдисона умер от радиационного отравления, дальнейшие исследования и разработки были приостановлены.

Американец Питер Купер Хьюитт запатентовал первую ртутную лампу низкого давления в 1901 году (патент США 889 692), которая считается первым прототипом современных люминесцентных ламп.

Эдмунд Гермер, который изобрел паровую лампу высокого давления, также изобрел улучшенную люминесцентную лампу. В 1927 году он совместно с Фридрихом Мейером и Хансом Шпаннером запатентовал экспериментальную люминесцентную лампу.

Разрушенный миф о Флоресе

Агапито Флорес родился в Гигинто, Булакан, Филиппины, 28 сентября 1897 года. В молодости он работал подмастерьем в механической мастерской. Позже он переехал в Тондо, Манила, где прошел обучение в профессионально-техническом училище, чтобы стать электриком.Согласно мифу, связанному с его предполагаемым изобретением люминесцентной лампы, Флорес якобы получил французский патент на люминесцентную лампу, и компания General Electric впоследствии выкупила эти патентные права и изготовила версию его люминесцентной лампы.

Это довольно сложная история, однако она игнорирует тот факт, что Флорес родился через 40 лет после того, как Беккерель впервые исследовал феномен флуоресценции, и ему было всего 4 года, когда Хьюитт запатентовал свою ртутную лампу.Точно так же термин «флуоресцентный» не мог быть придуман как дань уважения Флоресу, поскольку он предшествует его рождению на 45 лет (о чем свидетельствует предыдущее существование статьи Джорджа Стоукса).

По словам доктора Бенито Вергары из филиппинского центра научного наследия: «Насколько я знаю, некий Флорес представил идею флуоресцентного света Мануэлю Кесону, когда он стал президентом», однако доктор Вергара продолжает пояснять что в то время компания General Electric уже представила публике люминесцентные лампы.Последний вывод из сказки состоит в том, что, хотя Агапито Флорес, возможно, исследовал или не исследовал практическое применение флуоресценции, он не дал этому феномену названия и не изобрел лампу, которая использовала ее в качестве освещения.

Кто изобрел люминесцентную лампу?

Вопрос о том, кто изобрел люминесцентную лампу, возник в ходе исследования трехлетней программы Технического центра Эдисона, посвященной электрическому свету и его истории. Когда мы работали над программой, стало ясно, что в Интернете было распространено много ненужной информации.Эта плохо изученная информация существует по нескольким причинам.

Ориентированные на прибыль производители контента еще больше искажают историю

Интернет укрепил мифы, окружающие многие технологии, из-за плохо изученных журнальных статей. Авторы онлайн-контента должны создавать материалы в постоянно сокращающиеся сроки, поэтому многие используют сомнительные онлайн-источники информации и не используют печатные материалы или интервью / контакты с настоящими экспертами в этой области. Популярные источники в Интернете, такие как Wired Magazine и About.com (принадлежит New York Times ) продолжали выпускать огромное количество некачественных статей, которые всего-навсего передают информацию из Википедии в свою коммерческую деятельность. В то время как NYT поддерживает высокие стандарты для статей, публикуемых под этим брендом, существует довольно низкая планка качества для другого его бренда: About.com.

«Контент-фермы» особенно разрушительны с точки зрения исторической точности, поскольку статьи часто создаются в течение одного часа, а затем контент продвигается в поисковых системах с использованием оскорбительных приемов и уловок.Недавнее обновление Google Panda Update помогло бороться с «нежелательными» сайтами, но все еще есть много плохих статей.

Национализм и мифы Флореса и Теслы

Я лично был свидетелем того, как национализм искажает технологическую историю в печати и в Интернете на трех континентах, поэтому нет сомнений в том, что как большие, так и малые страны злоупотребляли своим положением и быстро играли с фактами.

Сербский национализм и Тесла: Никола Тесла провел большую часть своей жизни в плодотворной среде Нью-Йорка 1880-х годов.Его большое эго и зрелищность заставили его делать много сомнительных заявлений о том, что он был «первым» всю свою жизнь. Большинство этих заявлений быстро развеялись, в то время как другие, такие как его заявление о первом асинхронном двигателе, будут продолжать обсуждаться. Создатели контента в Сербии любят использовать слабые утверждения в качестве основы для своих заявлений, в том числе о том, что он «изобрел» флуоресцентный свет. Что ж, он этого не сделал, и это хорошо задокументировано.

Еще один популярный в Интернете миф заключается в том, что Агапито Флорес изобрел люминесцентную лампу.Это тоже неверно, это подтверждается датами разработки и документами. Флорес был новатором, и уже сам по себе этот факт удивителен: филиппинцы должны гордиться этим инженером, поскольку он является хорошим примером для их молодежи. Было бы неплохо, если бы филиппинские авторы перестали небрежно относиться к фактам и начали выделять Флореса за другие интересные и крутые вещи, над которыми он работал.

«Зоопарк» конкурса 1880-1890-х гг.

Уважение к настоящим разработчикам важно.Philips, OSRAM, Westinghouse, Sylvania, General Electric, Siemens и другие компании потратили большие суммы из своего исследовательского бюджета на оплату юридических услуг и точную научную документацию. Причина такого невероятного количества документации заключается в том, что компании, возможно, придется доказать в суде именно то, что в тот день, когда один из их инженеров совершил прорыв. Если вы начнете читать об истории электрических технологий и истории патентов, 1880-е и 1890-е годы были полем судебной битвы. Вы найдете целый зоопарк, состоящий из отдельных лиц и компаний, которые предъявляют друг другу иски.Это была азартная игра, которая многих разорила, а других сделала очень богатыми.

Насилие и конкуренция в ранней истории электрического освещения

После взрывного роста эпохи электричества правовая ситуация запуталась в беспорядке битв. Иногда эти битвы становились жестокими и личными. Великий пионер неоновых и люминесцентных ламп Дэниел Макфарлан Мур был застрелен в своем доме бывшим сотрудником, который узнал, что Мур превзошел его в изобретении. Патентный юрист GE Джордж Блоджетт (отец женщины-инженера и первопроходца Кэтрин Блоджетт) был застрелен при загадочных обстоятельствах.Тесла использовал свое видное положение среди элиты Нью-Йорка, чтобы напасть на Джей-Джея. Томсон, Эдисон, Мур, Маркони и многие другие в суде.

Мир изобретений не лишен этой темной стороны. Ревность свирепствовала вместе с затянувшимися судебными баталиями. Плохая документация о лабораторных работах в период 1880-1900 годов позволила создать такое болото судебных дел.

К тому времени, когда в 1910-х годах исследовательская лаборатория GE действительно начала работать, GE усвоила урок и потребовала от инженеров и ученых документировать все, над чем они работают каждый день.Поэтому, когда мы говорим, что Эдмунд Гермер, Джордж Инман и Ричард Тайер изобрели люминесцентную лампу в том виде, в каком мы ее знаем, эта информация абсолютно достоверна. Но, конечно, не забывайте, что они стояли на фундаменте работы, разработанной многими другими за десятилетия до того.

Как вы можете видеть из нашего списка изобретателей, мы пытаемся прояснить настоящих изобретателей люминесцентной лампы, мы указываем, над какой частью лампы они разработали.

Мнения, высказанные выше, являются точкой зрения автора статьи, а не официальной позицией Edison Tech Center.

Кто изобрел лампочку?

Хотя Томасу Эдисону обычно приписывают изобретение лампочки, знаменитый американский изобретатель был не единственным, кто внес вклад в разработку этой революционной технологии. Многие другие известные деятели также запомнились работой с электрическими батареями, лампами и созданием первых ламп накаливания.

Ранние исследования и разработки

История лампочки началась задолго до того, как Эдисон запатентовал первую коммерчески успешную лампочку в 1879 году.В 1800 году итальянский изобретатель Алессандро Вольта разработал первый практический метод производства электроэнергии — гальваническую батарею. Сделанная из чередующихся дисков из цинка и меди, перемежаемых слоями картона, пропитанного соленой водой, куча проводила электричество, когда медный провод был подключен с обоих концов. Светящийся медный провод Вольты, на самом деле предшественник современных батарей, также считается одним из самых ранних проявлений освещения лампами накаливания.

Вскоре после того, как Вольта представил свое открытие постоянного источника электричества Королевскому обществу в Лондоне, Хэмфри Дэви, английский химик и изобретатель, создал первую в мире электрическую лампу, соединив гальванические батареи с угольными электродами.Изобретение Дэви 1802 года было известно как электрическая дуговая лампа, названная в честь яркой дуги света, излучаемой между двумя угольными стержнями.

Хотя дуговая лампа Дэви, безусловно, была улучшением автономных свай Volta, она все же не была очень практичным источником освещения. Эта примитивная лампа быстро перегорела и была слишком яркой для использования дома или на работе. Но принципы, лежащие в основе дугового света Дэви, использовались на протяжении 1800-х годов при разработке многих других электрических ламп и лампочек.

В 1840 году британский ученый Уоррен де ла Рю разработал электрическую лампочку с эффективным дизайном, в которой вместо меди использовалась спиральная платиновая нить накала, но высокая стоимость платины помешала лампочке получить коммерческий успех. А в 1848 году англичанин Уильям Стейт увеличил срок службы обычных дуговых ламп, разработав часовой механизм, который регулировал движение быстро разрушающихся угольных стержней ламп. Но стоимость батарей, используемых для питания ламп Стэйта, сдерживала коммерческие предприятия изобретателя.

Джозеф Свон против Томаса Эдисона

В 1850 году английский химик Джозеф Суон занялся проблемой экономической эффективности предыдущих изобретателей и к 1860 году разработал электрическую лампочку, в которой вместо платиновых нитей использовались углеродные бумажные волокна. Свон получил патент в Соединенном Королевстве в 1878 году, а в феврале 1879 года он продемонстрировал рабочую лампу на лекции в Ньюкасле, Англия, по данным Смитсоновского института. Как и в более ранних версиях лампочки, нити Свана были помещены в вакуумную трубку, чтобы свести к минимуму воздействие кислорода и продлить срок их службы.К сожалению для Свана, вакуумные насосы его времени не были эффективными, как сейчас, и, хотя его прототип хорошо работал для демонстрации, на практике он был непрактичным.

Эдисон понял, что проблема с конструкцией Свана была в нити накала. Тонкая нить накала с высоким электрическим сопротивлением сделает лампу практичной, потому что ей потребуется небольшой ток, чтобы она светилась. Он продемонстрировал свою лампочку в декабре 1879 года. Свон включил усовершенствование в свои лампочки и основал компанию по производству электрического освещения в Англии.Эдисон подал в суд за нарушение патентных прав, но патент Суона был серьезным заявлением, по крайней мере, в Соединенном Королевстве, и два изобретателя в конечном итоге объединили усилия и сформировали Edison-Swan United, которая стала одним из крупнейших производителей лампочек в мире, согласно данным Музей неестественной тайны.

Лебедь был не единственным конкурентом, с которым столкнулся Эдисон. В 1874 году канадские изобретатели Генри Вудворд и Мэтью Эванс подали патент на электрическую лампу с угольными стержнями разного размера, помещенными между электродами в стеклянном цилиндре, заполненном азотом.Пара безуспешно пыталась коммерциализировать свои лампы, но в конце концов продала свой патент Эдисону в 1879 году.

За успехом лампочки Эдисона последовало создание Edison Electric Illuminating Company в Нью-Йорке в 1880 году. финансовые взносы JP Morgan и других богатых инвесторов того времени. Компания построила первые электростанции, питающие электрическую систему, и недавно запатентованные лампы. Первая генерирующая станция была открыта в сентябре 1882 года на Перл-стрит в нижнем Манхэттене.

По данным Министерства энергетики США, другие изобретатели, такие как Уильям Сойер и Албон Ман, присоединились к слиянию своей компании с компанией Эдисона и образовали General Electric.

Первая практичная лампа накаливания

По данным Министерства энергетики, Эдисон преуспел и превзошел своих конкурентов в разработке практичной и недорогой лампочки. Эдисон и его команда исследователей в лаборатории Эдисона в Менло-Парке, штат Нью-Джерси, протестировали более 3000 дизайнов лампочек в период с 1878 по 1880 годы.В ноябре 1879 года Эдисон подал патент на электрическую лампу с углеродной нитью. В патенте перечислено несколько материалов, которые могут быть использованы для нити, включая хлопок, лен и дерево. Следующий год Эдисон потратил на поиск идеальной нити для своей новой лампы, тестируя более 6000 растений, чтобы определить, какой материал будет гореть дольше всего.

Через несколько месяцев после выдачи патента 1879 года Эдисон и его команда обнаружили, что обугленная бамбуковая нить может гореть более 1200 часов.Бамбук использовался для изготовления нитей в лампах Эдисона, пока его не начали заменять более долговечными материалами в 1880-х и начале 1900-х годов. [По теме: Какая лампа горит дольше всего?]

В 1882 году Льюис Ховард Латимер, один из исследователей Эдисона, запатентовал более эффективный способ производства углеродных волокон. А в 1903 году Уиллис Р. Уитни изобрел обработку этих нитей, которая позволила им ярко гореть, не затемняя внутреннюю поверхность их стеклянных колб.

Вольфрамовые нити

Уильям Дэвид Кулидж, американский физик из General Electric, в 1910 году усовершенствовал метод производства вольфрамовых нитей.Вольфрам, который имеет самую высокую температуру плавления среди всех химических элементов, был известен Эдисону как превосходный материал для нити накала электрических ламп, но в конце 19 века не было оборудования, необходимого для производства сверхтонкой вольфрамовой проволоки. Вольфрам по-прежнему является основным материалом, используемым в нити накаливания ламп накаливания.

Светодиодные фонари

Светоизлучающие диоды (светодиоды) теперь считаются будущим освещения из-за меньшего энергопотребления, меньшего ежемесячного ценника и более длительного срока службы по сравнению с традиционными лампами накаливания.

Ник Холоняк, американский ученый из General Electric, случайно изобрел красный светодиод, пытаясь создать лазер в начале 1960-х годов. Как и в случае с другими изобретателями, принцип, согласно которому некоторые полупроводники светятся при приложении электрического тока, был известен с начала 1900-х годов, но Холоняк был первым, кто запатентовал его для использования в качестве осветительной арматуры.

По данным Министерства энергетики, в течение нескольких лет к смеси были добавлены желтые и зеленые светодиоды, которые использовались в нескольких приложениях, включая световые индикаторы, дисплеи калькуляторов и светофоры.Синий светодиод был создан в начале 1990-х годов Исаму Акасаки, Хироши Амано и Сюдзи Накамура, группой японских и американских ученых, за что они получили Нобелевскую премию по физике 2014 года. Синий светодиод позволил ученым создавать белые светодиодные лампы, покрывая диоды люминофором.

Сегодня выбор освещения расширился, и люди могут выбирать различные типы лампочек, в том числе компактные люминесцентные (КЛЛ) лампы, работающие за счет нагрева газа, который производит ультрафиолетовое излучение, и светодиодные лампы.

Некоторые осветительные компании раздвигают границы возможностей лампочек, в том числе Phillips и Stack. Phillips — одна из нескольких компаний, которые создали беспроводные лампочки, которыми можно управлять через приложение для смартфона. В Phillips Hue используется светодиодная технология, которую можно быстро включить, выключить или затемнить одним щелчком на экране смартфона, а также можно запрограммировать. Высококачественные лампочки Hue можно даже настроить на широкий диапазон цветов (всего около шестнадцати миллионов) и синхронизировать их с музыкой, фильмами и видеоиграми.

Stack, начатый инженерами Tesla и NASA, разработал интеллектуальную лампочку с использованием светодиодной технологии с широким набором функций. Он может автоматически определять окружающее освещение и регулировать его по мере необходимости, он выключается и включается с помощью датчика движения, когда кто-то входит в комнату, может использоваться в качестве оповещения о пробуждении и даже настраивает цвет в течение дня в соответствии с естественными циркадными циклами человека и узоры естественного света. Лампочки также имеют встроенную программу обучения, которая со временем адаптируется к потребностям жителей.И все эти функции можно программировать или контролировать с любого смартфона или планшета. Подсчитано, что интеллектуальные лампочки Stack могут потреблять примерно на шестьдесят процентов меньше энергии, чем обычные светодиодные лампы, и служат от двадцати до тридцати тысяч часов в зависимости от модели (по сравнению с двадцатью пятью и пятьдесят тысячами часов для обычных светодиодных лампочек. в соответствующих корпусах).

Эти лампочки совместимы (или скоро будут) со многими вариантами превращения всего дома в умный дом, включая использование с Amazon Alexa, Google Home и Apple HomeKit.

Следуйте за Элизабет Палермо в Twitter @techEpalermo, Facebook или Google+. Следите за LiveScience @livescience. Мы также в Facebook и Google+.

Рэйчел Росс внесла свой вклад в эту статью.

Дополнительные ресурсы

Люминесцентные лампы — 1934 — MagLab

По сравнению с лампами накаливания люминесцентные лампы служат дольше, потребляют меньше энергии и выделяют меньше тепла — преимущества, вытекающие из различного способа генерации света.

Сегодня люминесцентные лампы освещают нашу жизнь. Они освещают магазины, улицы и офисы и даже становятся обычным явлением для использования в домах. По сравнению с лампами накаливания люминесцентные лампы служат дольше, потребляют меньше энергии и выделяют меньше тепла — преимущества, вытекающие из различного способа генерации света.

Лампы накаливания содержат тонкую нить накала, обычно сделанную из вольфрама, по которой проходит электричество. Сопротивление нити электричеству заставляет ее нагреваться и светиться.С другой стороны, люминесцентная лампа не содержит нити накала. Вместо этого он имеет два электрода, по одному на каждом конце длинной цилиндрической колбы. Внутри колбы находится газ (обычно аргон) и пары ртути. Когда электроны перемещаются от одного электрода к другому, они возбуждают атомы ртути. Когда эти атомы возвращаются в невозбужденное состояние, они испускают фотоны ультрафиолетового света. Человеческий глаз не может естественным образом обнаружить этот свет. Вместо этого люминофор, который покрывает внутреннюю часть колбы, испускает видимый свет, когда на него попадают ультрафиолетовые фотоны.

Лампы Гейслера и Крукса были предшественниками люминесцентных ламп. Эти вакуумированные цилиндры с электродами использовались в научных, образовательных и развлекательных целях, но не в качестве практического освещения. Только в конце 1800-х и начале 1900-х годов предприимчивые ученые начали разрабатывать люминесцентные лампы в качестве источников света. Никола Тесла и Дэниел Макфарлейн Мур, бывшие сотрудники Thomas Edison, были одними из первых, кто разработал и продавал примитивные версии люминесцентной лампы.Через несколько лет после их работы, на заре 20-го века, Питер Купер Хьюитт приблизил лампу к ее современному дизайну, наполнив лампы парами ртути. Однако свет, излучаемый лампой Хьюитта, был сине-зеленым, а не белым, поэтому, несмотря на свою эффективность, он плохо подходил для большинства целей.

Примерно 20 лет спустя Эдмунду Гермеру удалось заставить люминесцентную лампу излучать равномерный белый свет. Уроженец Берлина понял, что, используя специальное покрытие внутри лампы, он может преобразовать энергию ультрафиолетового излучения в белый свет, воспринимаемый человеческим глазом.Гермер также разработал форму люминесцентной лампы, которая увеличивала давление пара внутри колбы.

В Америке компания General Electric стала следующим крупным игроком в истории люминесцентного освещения, купив патентные права на лампу Гермера. Компания изменила дизайн под руководством Джорджа Инмана, чтобы сделать его более практичным, надежным и готовым к крупносерийному производству. Дизайн был завершен в 1934 году, но GE начала продавать лампы лишь несколько лет спустя, потому что им нужно было построить фабрики и оборудование, необходимое для производства.Пока GE дорабатывала планы в Америке, люминесцентные лампы уже выпускались в Европе (первые в 1934 году) несвязанной компанией General Electric Co. Ltd. в Лондоне. Другие конкуренты начали выходить на рынок примерно в то же время, что и американская компания GE, но ни один из них не был столь успешным. К 1938 году компания GE сделала люминесцентные лампы жизнеспособной и часто предпочтительной альтернативой лампам накаливания. Сегодня компактные люминесцентные лампы становятся все более популярными в домах и на предприятиях как энергосберегающая альтернатива лампам накаливания.

Филиппинских мифов об изобретениях, которые мы полностью упали за

Филиппинцы были разоблачены множеством мистификаций и неправд, которые мы, к сожалению, проглотили, потому что не знали лучшего. К примеру, мистификация Тасадай считается крупнейшей в мире мистификацией, поддерживаемой правительством. Теперь, когда мы знаем лучше, забавно оглядываться на самую нелепую ложь, в которую нас заставили поверить, на такие фальшивые филиппинские изобретения.

Филиппинский миф об изобретении № 1: люминесцентная лампа

Это был 1998 год: я учился в третьем классе и помню, как читал в моем учебнике по Сибике, что Агапито Флорес изобрел люминесцентную лампу (якобы это эпоним его имени).Вот он, Агапито Флорес (изобретатель люминесцентной лампы), без картин, перечисленный среди великих филиппинцев, которыми можно гордиться, в том числе Лидия де Вега (Королева спринтов в Азии), Лиза Макуджа (Прима-балерина Азии) и Флэш Элорде (чемпион Азии по боксу. ). Мой учитель, не знавший ничего лучшего, подтвердил то, о чем говорилось в учебнике. В любом случае, написание слова «флуоресцентный» должно было явным ключом к разгадке. Согласно учебнику, в начале 20 века филиппинский электрик Агапито Флорес изобрел люминесцентную лампу, которая якобы была названа в его честь.

РЕКЛАМА — ПРОДОЛЖАЙТЕ ЧТЕНИЕ НИЖЕ

Истину я узнал только в третьем классе средней школы. Наш учитель химии сердито набросился на отчет класса: «Агапито Флорес не изобрел люминесцентную лампу, это был HOAX!» — проревела она, ее ноздри раздулись от негодования, подводя итог всему, чему я научился в ее классе. Она была права: слух о том, что Флорес изобрел одноименную люминесцентную лампу, был ложью. Термин люминесцентная лампа происходит от слова «флуоресценция» (а не «Флорес»), явления, наблюдавшегося еще в 16 веке и описанного на бумаге в 19 веке.Флуоресценция — это форма освещения, характеризующаяся излучением света веществом, которое поглотило электромагнитное излучение. Слово также предшествует рождению Флореса на 45 лет.

Нынешняя версия лампы принадлежит трем изобретателям: Эдмунду Гермеру, Фридриху Мейеру и Хансу Шпаннеру. В 1927 году они совместно запатентовали конструкцию паровой лампы высокого давления, которая используется сегодня в люминесцентных лампах. К тому времени, когда Флорес якобы представил свое «изобретение» президенту Кесону в 1935 году, General Electric уже произвела его и представила публике.

Филиппинский миф об изобретении № 2: лунный багги

Еще одним фальшивым филиппинским изобретением, обманувшим авторов учебников и учителей начальных классов, был лунный багги. Согласно розыгрышу, филиппинский инженер Эдуардо Сан-Хуан изобрел лунную передвижную машину, более известную как Moon Buggy, которая использовалась для миссий НАСА «Аполлон» с 1971 по 1972 год.

Честно говоря, Сан-Хуан был талантливым инженером и провидцем, чье имя беззастенчиво использовали для розыгрыша розыгрыша. Он действительно представил в НАСА проект лунного транспортного средства, но он не был выбран.

ПРОДОЛЖАЙТЕ ЧТЕНИЕ НИЖЕ

Рекомендованные видео

Для сравнения, вот как выглядит дизайн Сан-Хуана:

Фото Эдуардо Сан Хуана | НАСА.

А вот как выглядят настоящие луноходы НАСА:

Нет сомнений в том, что НАСА не приняло дизайн Сан-Хуана и выбрало гораздо более простой и скелетный дизайн. Одним из основных факторов, которые могли повлиять на решение НАСА выбрать более простую конструкцию, был вес марсохода.Сегодня стоимость запуска одного фунта материала (например, бутылки с водой) в космос может составлять от 473 200 до 245 360 песо. Сорок лет назад эта стоимость была бы намного выше, поэтому на счету был каждый фунт. Тяжелый замысел Сан-Хуана мог снизить его шансы на то, чтобы его выбрали.

РЕКЛАМА — ПРОДОЛЖАЙТЕ ЧТЕНИЕ НИЖЕ

Филиппинский миф об изобретении № 3: армалит

Как и предполагаемое изобретение люминесцентной лампы, M16, также известный как армалит, якобы является эпонимом своего филиппинского изобретателя Армандо Малита.Согласно легенде, некий Армандо Малит изобрел армалит во время Второй мировой войны. Соединенные Штаты были якобы настолько впечатлены его изобретением, что заставили Malite продать свой патент, чтобы они могли массово производить огнестрельное оружие. Затем США переименовали его в М-16.

ArmaLite — на самом деле название компании по производству стрелкового оружия, созданной в США в 1954 году, закрытой в 1980 году, а затем возрожденной в 1996 году. Она производила серию винтовок, одной из которых была AR-15, лицензию на которую она передала компании Colt. , еще один производитель огнестрельного оружия.

В 1962 году Colt продал AR-15 ВВС США, которые затем использовали огнестрельное оружие во Вьетнамской войне. Это привело к ее полному применению в вооруженных силах США, став ее основной боевой винтовкой в ​​1964 году с официальным обозначением как Rifle, калибр 5,56 мм, M-16.

РЕКЛАМА — ПРОДОЛЖАЙТЕ ЧТЕНИЕ НИЖЕ

Оглядываясь назад, теперь кажется абсурдным, что несуществующий филиппинец по имени Армандо Малите (в некоторых версиях это имя — Армандо Лайт, что кажется гораздо более театральным) изобрел армалит.

Филиппинский миф об изобретении № 4: Йойо

Это был еще один филиппинский миф об изобретении, распространяемый в школах. Согласно некоторым нашим учителям и учебникам, йойо было доколониальным филиппинским оружием, которое наши предки использовали в качестве натянутого снаряда.

Что вызывает подозрение в утверждении, что йойо возникло на Филиппинах, так это отсутствие археологических свидетельств, подтверждающих его. Что касается доколониального филиппинского оружия, у нас есть множество свидетельств, которые показывают, какие виды оружия филиппинцы использовали в прошлом, например, луки и стрелы, бамбуковые и керамические копья, боло и крис .Археологические и зарегистрированные свидетельства показывают практически все виды оружия, использовавшееся доколониальными филиппинцами, за исключением йойо.

Археологи сходятся во мнении, что йойо возникло в Древней Греции, около 500 г. до н. Э. Древнее йо-йо представляло собой диск, привязанный к веревке узлом и использовавшийся в качестве игрушки для расслабления нервов человека, как средство для снятия стресса.

РЕКЛАМА — ПРОДОЛЖАЙТЕ ЧТЕНИЕ НИЖЕ

По данным Музея истории йойо, йойо не появлялись на Филиппинах до американской оккупации.В начале 1900-х годов Филиппины стали крупным производителем игрушек благодаря своим американским колонизаторам. Затем, в 1928 году, филиппинец по имени Педро Флорес основал свою компанию йойо в Соединенных Штатах.

Йо-йо, производимые Флоресом, были предшественниками большинства современных йо-йо: они были прикреплены к диску петлей, а не завязаны узлом, что позволяло диску «висеть» на конце веревки. Хотя филиппинцы не изобрели йо-йо, мы, по крайней мере, заслужили признание за инновации в том, как его использовали и с чем играли.

Флуоресцентная лампа

, изобретенная филиппинцем?

Многие филиппинцы признают Агапито Флореса изобретателем люминесцентной лампы, которая сегодня является наиболее широко используемым источником освещения в мире. Сообщается, что люминесцентная лампа получила свое название от Флореса. В письменных статьях о Флоресе говорилось, что он родился на острове Бантаян в Себу. Однако люминесцентная лампа была изобретена не в конкретный год. Это был продукт 79 лет разработки метода освещения, который начался с изобретения электрической лампочки Томасом Эдисоном.

Среди других изобретателей, заявивших о признании заслуги в разработке люминесцентной лампы, были французский физик А. Э. Беккерель (1867 г.), Никола Тесла, Альберт Холл (1927 г.), Марк Винзор и Эдмунд Гермер. Французский изобретатель Андре Клод получил признание за разработку систем люминесцентного трубчатого освещения. Тем не менее, он не был официально признан изобретателем люминесцентной лампы. Сообщалось, что General Electric и Westinghouse получили патентные права Клода и разработали люминесцентную лампу, которую мы знаем сегодня.

По мнению филиппинских ученых, люминесцентная лампа не была названа в честь Флореса. Термин «флуоресценция» впервые появился в 1852 году, когда английский математик-физик Джордж Габриэль Стоукс открыл светящийся материал, названный «плавиковый шпат», который он придумал со словом «escence». Национальная академия наук и технологий также отвергла то, что Флорес был изобретателем люминесцентной лампы, как миф. «Ни научный отчет, ни достоверное заявление, ни строгие документы не могут служить основанием для признания Флореса открытия люминесцентной лампы.Мы пытались исправить это заблуждение, но средства массовой информации (для одного) и наши учебники (для другого) продолжают использовать пример Флореса », — написала филиппинский ученый в своей колонке в Philippine Daily Inquirer.

Люминесцентные лампы были представлены в рынок США в 1938 году. Тем не менее, филиппинцы признают Агапито Флореса изобретателем продукта, который осветил мир.

Простой и понятный ответ был бы нет. Когда я учился в начальной школе, нас учили, что он был изобретен филиппинец, но это не так.Верить нашим учителям в то, что они говорят правду, но, к сожалению, нет никаких доказательств, научных бюллетеней или даже личных документов, что Агапито Флорес был изобретателем люминесцентной лампы.

——
www.txtmania.com

Кто такой Агапито Флорес? | The Asian Age Online, Бангладеш

Агапито Флорес
Споры вокруг Агапито Флореса продолжаются — некоторые считают Агапито Флореса изобретателем первой люминесцентной лампы. Однако даты неправильные, чтобы это было возможно.Следующие моменты были взяты из «Истории флуоресцентных ламп»

В 1857 году французский физик Александр Э. Беккерель, исследовавший явления флуоресценции и фосфоресценции, высказал предположение о строительстве люминесцентных ламп, подобных тем, которые производятся сегодня. Американец Питер Купер Хьюитт (1861-1921) запатентовал (патент США 889 692) первую ртутную лампу в 1901 году. Ртутная дуговая лампа низкого давления Питера Купера Хьюитта является самым первым прототипом современных люминесцентных ламп.

Эдмунд Гермер (1901 — 1987), который изобрел паровую лампу высокого давления, также изобрел улучшенную люминесцентную лампу. В 1927 году Эдмунд Гермер совместно с Фридрихом Мейером и Гансом Шпаннером запатентовал экспериментальную люминесцентную лампу.

Так что же насчет AGAPITO FLORES ВЕРНО?
Агапито Флорес родился в Гигинто, Булакан, Филиппины, 28 сентября 1897 года. Он работал подмастерьем в механическом цехе, а затем переехал в Тондо, Манила, где обучался в профессионально-техническом училище, чтобы стать электриком.