Zgodovina žarnic. Kdo je izumil žarnico? Prednosti in slabosti žarnic

Zgodovina žarnic sega v devetnajsto stoletje. Razmislite o glavnih točkah, povezanih s tem edinstvenim izumom človeštva.

Posebne lastnosti

Žarnica z žarilno nitko To je tema, ki jo mnogi ljudje poznajo. Trenutno je težko predstavljati življenje človeštva brez uporabe umetne in električne svetlobe. V tem primeru redko kdo razmišlja o tem, kako je izgledala prva svetilka, v katerem zgodovinskem obdobju je nastala.

Za začetek upoštevajte napravo z žarilno nitko. Ta vir električne svetlobe je prevodnik z visokim tališčem, ki se nahaja v bučki. Iz nje se predčrpa zrak, namesto da se bučka napolni z inertnim plinom. Električni tok, ki prehaja skozi svetilko, oddaja tok svetlobe.

Bistvo delovanja

Kakšno je načelo žarnice? Leži v tem, da se med pretokom električnega toka skozi telo toplote element segreje, medtem ko se sama volframova žarilna nit greje. Po Planckovem zakonu oddaja sevanje toplotnih in elektromagnetnih tipov. Če želite ustvariti polnopravni sij, morate volframovo žarilno nitko segreti na več sto stopinj. Ko se temperatura zmanjša, spekter postane rdeč.

Prve žarnice so imele veliko pomanjkljivosti. Na primer, težko je bilo regulirati temperaturo, zaradi česar so svetilke hitro propadle.

Tehnične značilnosti

Kakšna je oblika sodobne žarnice? Ker je postal prvi vir svetlobe, ima dokaj preprosto zasnovo. Upoštevajo se glavni elementi svetilke: t

• telesna toplota;
• bučka;
• trenutnih vhodov.

Trenutno so bile razvite različne spremembe, v svetilko je vstavljena varovalka, ki je povezava. Za proizvodnjo tega izdelka z uporabo zlitine nikelj-železo. Povezava je privarjena v nogo vhodnega toka, da se prepreči uničenje steklene žarnice, ko je volframova žarilna nitka.

Upoštevajoč glavne prednosti in slabosti žarnic z žarilno nitko, ugotavljamo, da so bile svetilke od svoje ustanovitve bistveno nadgrajene. Na primer, zaradi uporabe varovalke se je verjetnost hitrega uničenja žarnice zmanjšala.

Glavna pomanjkljivost takih svetlobnih elementov je visoka poraba energije. Zato se sedaj uporabljajo precej manj pogosto.

Kako so nastali umetni viri svetlobe

Zgodovina žarnic z žarilno nitko je povezana s številnimi izumitelji. Do takrat, ko se je ruski fizik Alexander Lodygin začel ukvarjati z izdelavo, so bili že razviti prvi modeli žarnic z žarilno nitko. Leta 1809 je angleški izumitelj Delarue razvil model, ki je bil opremljen s platinsko tuljavo. Zgodovina žarnic z žarilno nitko je povezana z izumiteljem Heinrichom Goeblom. V vzorcu, ki ga je ustvaril Nemec, je bila v posodo, iz katere je bil predhodno izčrpan zrak, postavljen zogleneli nit iz bambusa. Goebel se je petnajst let ukvarjal s posodobitvijo svojega modela žarnic. Uspelo mu je priskrbeti delovno različico žarnice z žarilno nitko. Lodygin je dosegel visokokakovosten sijaj ogljikove palice, postavljen v stekleno posodo, iz katere je bil odstranjen zrak.

Možnost praktičnega modela

Prve žarnice z žarilno nitko, ki so se lahko proizvajale v velikih količinah, so se pojavile v Angliji konec devetnajstega stoletja. Joseph Wilson Swan je celo uspel dobiti patent za lastno oblikovanje.

Ko že govorimo o tistih, ki so izumili žarnico z žarilno nitko, se je treba posvetiti tudi poskusom, ki jih je vodil Thomas Edison.

Poskušal je uporabiti različne materiale kot filamente. Prav ta znanstvenik je predlagal platinasto nit kot žarilno nitko.

Ta izum žarnic z žarilno nitko je postal nova faza na področju električne energije. Na začetku so svetilke Edison delovale le štirideset ur, vendar so kljub temu precej hitro prestavile plinsko razsvetljavo.

V obdobju, ko se je Edison ukvarjal s svojimi raziskavami, je v Rusiji Alexander Lodygin uspel ustvariti več različnih vrst svetil naenkrat, v katerih so kovine, ki se topijo, igrale vlogo niti.

Zgodovina žarnic kaže, da je ruski izumitelj prvič začel uporabljati ognjevarne kovine v obliki žarečega telesa.

Poleg volframa je Lodygin izvedel tudi poskuse z molibdenom, ki so ga vrteli v obliki spirale.

Posebnosti svetilke Lodygin

Za moderne analoge je značilna lepa svetlobni tok kot tudi visoko kakovostno barvno reprodukcijo. Njihova učinkovitost je 15% pri najvišji vrednosti temperature filamenta. Takšni viri svetlobe za svoje delo porabijo veliko količino električne energije, zato se njihovo delovanje ne izvaja več kot 1000 ur. To je več kot vredno nizkih stroškov svetilk, tako da kljub raznolikosti umetnih virov svetlobe na sodobnem trgu, so še vedno priljubljena in v povpraševanju med kupci.

Zanimiva dejstva iz zgodovine žarnic

Konec devetnajstega stoletja je Didrichson uspel bistveno spremeniti model, ki ga je predlagal ruski izumitelj Lodygin. Opravil je popolno izčrpavanje zraka, uporabil je nekaj las v svetilki naenkrat.

Takšno izboljšanje je omogočilo uporabo žarnice, tudi če je ena od dlak propadla.

Angleški inženir Joseph Wilson Swan je imel patent, ki potrjuje nastanek svetilke z ogljikovimi vlakni.

Vlakno je bilo v kisiku izpuščeno ozračje zaradi tega je bila svetloba svetlejša in bolj enotna.

V drugi polovici devetnajstega stoletja je Edison poleg same svetilke izumil rotacijsko gospodinjsko stikalo.

Velik obseg svetilk na trgu

Od konca devetnajstega stoletja so se začele pojavljati žarnice, v katerih so kot filament uporabili okside itrija, cirkonija, torija in magnezija.

V začetku prejšnjega stoletja so madžarski raziskovalci Sandor Yust in Franjo Hanaman dobili patent za uporabo volframovega filamenta v žarnicah. V tej državi so izdelali prve kopije takih svetilk, ki so vstopile na velik trg.

V Združenih državah Amerike so v istem obdobju zgradili in poganjali rastline, ki sodelujejo pri pridobivanju titana, volframa, kroma, z elektrokemičnim redukcijo.

Visoki stroški volframa so se prilagodili stopnji uvedbe žarnic v vsakdanje življenje.

Leta 1910 je Coolidge razvil novo tehnologijo za proizvodnjo tankih volframovih filamentov, ki je prispevala k cenejši proizvodnji umetnih žarnic.

Problem njegovega hitrega izhlapevanja je rešil ameriški znanstvenik Irving Langmuir. On je uvedel polnjenje steklenih steklenic z inertnim plinom v industrijsko proizvodnjo, kar je povečalo življenjsko dobo svetilke in jo pocenilo.

Koeficient učinkovitosti

Skoraj vsa energija, ki se proizvaja v svetilki, se postopoma spremeni v toplotno sevanje. Učinkovitost doseže 15 odstotkov s temperaturnim indeksom 15 odstotkov.

Ko se temperatura dvigne, se učinkovitost poveča, vendar to povzroči znatno zmanjšanje življenjske dobe svetilke.

Pri 2700 K je življenjska doba polne uporabe umetnega vira svetlobe 1000 ur in pri 3400 K nekaj ur.

Da bi povečali trajnost žarnice, razvijalci predlagajo zmanjšanje vrednosti napajalne napetosti. Seveda se bo tudi učinkovitost zmanjšala za približno 4-5 krat. Inženirji uporabljajo ta učinek, ko je zahtevana zanesljiva pokritost z minimalno svetlostjo. To je na primer pomembno za večerno in nočno razsvetljavo gradbišč, ​​stopnišč.

V ta namen izvedite serijsko povezavo žarnice za izmenični tok z diodo, ki zagotavlja dobavo toka svetilki za polovico celotnega obdobja napajanja.

Glede na to, da je cena navadne žarnice bistveno manjša od njegove povprečne življenjske dobe, je pridobitev takšnih virov osvetlitve lahko precej donosna.

Zaključek

Zgodovina nastanka modela električne žarnice, na katerega smo navajeni, je povezana z imeni mnogih ruskih in tujih znanstvenikov in izumiteljev. Ta umetni vir osvetlitve je že dve stoletji doživel preobrazbe, nadgradnje, katerih namen je bil podaljšati življenjsko dobo naprave in zmanjšati njene stroške.

Največjo obrabo žarilne nitke opazimo v primeru močne napetosti žarnice. Da bi rešili ta problem, so izumitelji začeli dobavljati svetilke z različnimi napravami, ki zagotavljajo njihov nemoten zagon.

Ima hladno volframovo žarilno nitko odpornost ki je le dvakrat višja od aluminija. Da bi se izognili maksimalni moči, razvijalci uporabljajo termistorje, katerih upornost se zmanjšuje z naraščajočo temperaturo.

Pri nizkonapetostnih svetilkah z enako močjo so viri izkoriščanja in svetlobne moči precej višji, saj imajo večji prečni prerez žarečega telesa. V svetilkah, zasnovanih za več žarnic, učinkovito serijska povezava več svetilk nižje napetosti. Na primer, namesto šestih žarnic 60 W, ki so povezane vzporedno, lahko uporabite samo tri.

Seveda so se v teh dneh pojavili različni modeli električnih žarnic, ki imajo veliko bolj produktivne lastnosti kot navadne žarnice, ki so bile izumljene med Lodyginom in Edisonom.