История возникновения лампы накаливания
История лампы накаливания берет свое начало в далеком 1809 году, когда англичанин Деларю создал первую лампу с платиновой спиралью. В 1838 году бельгиец Жобар изобрел угольную лампу накаливания; Однако, именно Александр Николаевич Лодыгин, русский ученый, в 1872 году, считается изобретателем первой практичной лампы накаливания.
Лодыгин разработал лампу с угольным стержнем, который раскалялся до высокой температуры, излучая свет. В 1874 году он запатентовал свое изобретение в России и США.
Независимо от Лодыгина, в 1878 году, Томас Эдисон, американский изобретатель, также создал свою версию лампы накаливания. Эдисон использовал углеродную нить вместо угольного стержня, что позволило увеличить срок службы лампы. В 1879 году Эдисон запатентовал свою лампу и начал ее массовое производство.
Впоследствии лампы накаливания претерпели ряд усовершенствований, что позволило увеличить их яркость, срок службы и эффективность.
Первые шаги
Путь к изобретению лампы накаливания, знакомой нам сегодня, был долгим и тернистым. Первые шаги в направлении электрического освещения были сделаны еще в начале XIX века. В 1809 году англичанин Деларю создал первую лампу с платиновой спиралью. Платина, благодаря своим свойствам, хорошо подходила для раскаливания, но высокая стоимость и непрактичность платиновой спирали сделали эту лампу непригодной для широкого использования.
В 1838 году бельгиец Жобар сделал новый шаг в разработке ламп накаливания, предложив использовать в качестве тела накала угольный стержень. Эта идея была более практичной, так как уголь был более доступным и дешевым материалом. Однако, угольные стержни быстро сгорали, что ограничивало срок службы лампы.
Несмотря на эти первые попытки, лампы накаливания того времени были несовершенными и не могли конкурировать с другими источниками освещения, такими как свечи и керосиновые лампы. Лишь в 1872 году, с появлением работы Александра Николаевича Лодыгина, лампы накаливания стали по-настоящему практичными и доступными.
Александр Николаевич Лодыгин
Александр Николаевич Лодыгин, русский ученый и изобретатель, считается одним из ключевых персонажей в истории лампы накаливания. В 1872 году он создал первую практичную лампу накаливания, которая стала прообразом современных ламп. Лодыгин использовал в своей лампе угольный стержень, который раскалялся до высокой температуры и излучал свет.
Лодыгин запатентовал свое изобретение в России и США, и его лампа была признана первой в мире лампой накаливания, способной работать в промышленных условиях. Лодыгин также провел ряд исследований по улучшению характеристик лампы, включая использование вакуума для увеличения срок службы нити накала.
Несмотря на важность изобретения Лодыгина, его лампа не получила широкого распространения в России. Лодыгин был вынужден эмигрировать в США, где он продолжил свою научную деятельность. В США Лодыгин усовершенствовал свою лампу и получил патенты на несколько важных изобретений в области электрического освещения.
Вклад Александра Николаевича Лодыгина в развитие лампы накаливания огромнен. Он заложил основы для создания современных ламп накаливания, которые на протяжении многих десятилетий освещали наши дома и улицы.
Томас Эдисон
Томас Эдисон, американский изобретатель, также сыграл важную роль в истории лампы накаливания. Независимо от Александра Лодыгина, Эдисон в 1878 году создал свою версию лампы, используя углеродную нить вместо угольного стержня. Это позволило увеличить срок службы лампы и сделать ее более практичной.
В 1879 году Эдисон запатентовал свою лампу и начал ее массовое производство. Эдисон также создал систему электрического освещения, которая включала в себя генераторы, проводку и лампы. Эта система позволила освещать целые улицы и здания.
Успех Эдисона в разработке и внедрении лампы накаливания принес ему мировую известность. Он стал одним из самых известных изобретателей своего времени, а его лампа стала символом прогресса и технологического развития.
Важно отметить, что Эдисон не был первым, кто изобрел лампу накаливания. Лодыгин создал свою лампу за несколько лет до Эдисона. Однако, Эдисон был первым, кто смог создать практичную и доступную лампу, которую можно было использовать в широком масштабе.
Вклад Эдисона в развитие лампы накаливания неоценим. Он не только создал новую технологию, но и внедрил ее в массовое производство, что позволило освещать наши города и дома.
Описание и характеристики лампы накаливания
Лампа накаливания ─ это искусственный источник света, в котором свет испускается телом накала, нагреваемым электрическим током до высокой температуры.
Принцип работы
Принцип работы лампы накаливания основан на явлении накала, то есть на выделении света и тепла при прохождении электрического тока через проводник с высоким сопротивлением.
В лампе накаливания тело накала, как правило, представляет собой тонкую нить из вольфрама, которая заключена в стеклянную колбу, заполненную инертным газом (например, аргоном) или вакуумом.
Когда электрический ток проходит через нить, она нагревается до очень высокой температуры (около 2500-3000 °C). При такой температуре вольфрам начинает испускать свет, который мы видим.
Однако, при нагреве вольфрама происходит его постепенное испарение. Чтобы предотвратить быстрое разрушение нити, в колбу лампы закачивают инертный газ или создают вакуум.
Инертный газ (аргон) препятствует испарению вольфрама, так как не вступает с ним в химическую реакцию. Вакуум также снижает скорость испарения, так как в вакууме нет молекул газа, которые могли бы сталкиваться с атомами вольфрама и ускорять их испарение.
В результате, в лампе накаливания создаются условия для более длительного сгорания нити, что обеспечивает длительный срок службы лампы.
Конструкция
Лампа накаливания состоит из нескольких основных элементов⁚
- Тело накала. Это тонкая нить из вольфрама, которая раскаляется до высокой температуры и излучает свет. Вольфрам выбран в качестве материала для нити, потому что он имеет высокую температуру плавления, хорошую электропроводность и относительно низкую скорость испарения.
- Стеклянная колба. Колба служит для защиты нити от внешних воздействий, а также для создания вакуума или заполнения инертным газом. Стеклянная колба может быть разной формы и размера в зависимости от мощности и типа лампы.
- Цоколь. Цоколь представляет собой металлическую основу лампы, к которой подключается электрический ток. Цоколь также служит для крепления лампы в светильник. Существует несколько типов цоколей, наиболее распространенные ー E14 (маленький цоколь) и E27 (большой цоколь).
- Контакты. Контакты ─ это металлические элементы, которые обеспечивают соединение нити с цоколем. Контакты могут быть изготовлены из различных металлов, например, из никеля или меди.
- Газ. В колбу лампы может быть закачан инертный газ, например, аргон. Это позволяет снизить скорость испарения вольфрама и увеличить срок службы лампы. В некоторых лампах колба может быть заполнена вакуумом.
В современных лампах накаливания также могут присутствовать дополнительные элементы, например, рефлектор для направления светового потока или специальные покрытия для изменения цветовой температуры света.
Характеристики
Лампы накаливания характеризуются рядом параметров, определяющих их свойства и эффективность.
- Мощность. Мощность лампы накаливания измеряется в Ваттах (Вт). Она определяет количество энергии, которую потребляет лампа в секунду. Чем выше мощность, тем ярче горит лампа и тем больше тепла она выделяет.
- Световой поток. Световой поток лампы накаливания измеряеться в люменах (лм); Он определяет количество света, которое излучает лампа во всех направлениях. Чем выше световой поток, тем ярче светит лампа.
- Цветовая температура. Цветовая температура лампы накаливания измеряется в Кельвинах (К). Она определяет оттенок света, который излучает лампа. Лампы накаливания имеют теплую белую цветовую температуру (2700-3000 К), которая схожа с естественным светом заката.
- Срок службы. Срок службы лампы накаливания измеряется в часах. Он определяет время, в течение которого лампа может работать без перегорания. Срок службы зависит от многих факторов, в т.ч. от мощности лампы, напряжения в сети, частоты включения и выключения и температуры окружающей среды. В среднем, лампы накаливания работают от 750 до 1000 часов.
- КПД. КПД лампы накаливания ─ это отношение светового потока к мощности. Он показывает, какая часть потребляемой энергии превращается в свет. КПД ламп накаливания относительно низкий, около 2-5%. Большая часть потребляемой энергии превращается в тепло.
Лампы накаливания имеют простой устройство и низкую стоимость, но отличаются невысоким КПД, коротким сроком службы и высоким потреблением энергии.
Обзор лампы накаливания
Лампа накаливания ー это классический источник света, который использовался на протяжении более века. Несмотря на появление более эффективных и современных альтернатив, лампы накаливания по-прежнему находят применение в различных областях.
