Edisonova lampa: Neuvěřitelná historie světla
Před více než stoletím a půl začali vynálezci pracovat na skvělém nápadu, který by měl obrovský dopad na to, jak využíváme energii v moderním světě – ale skutečný průlom přišel 27. ledna 1897. Tento vynález změnil způsob, jakým navrhujeme budovy, prodloužil průměrný pracovní den a podnítil nové podniky. To také vedlo k novým průlomům v energetice, od elektráren a přenosových vedení po domácí spotřebiče a elektromotory.
Vasilij Makarov
Diskutujte o tématu
Gallo obrázky
Jako všechny velké vynálezy nelze žárovku připsat jednomu vynálezci. Jednalo se o sérii malých vylepšení nápadů předchozích vynálezců, což nakonec vedlo k tomu, že se objevily právě ty lampy, které dnes používáme.
Žárovky rozzáří svět
Dlouho předtím, než Thomas Edison patentoval – nejprve v roce 1879 a poté o rok později v roce 1880 – a začal komerčně využívat svou žárovku, britští vynálezci již prokázali, že elektrické světlo lze vyrábět pomocí obloukové lampy. V roce 1835 byl prokázán první trvalý zdroj elektrického světla a během následujících 40 let vědci z celého světa pracovali na žárovce. Jejich práce se soustředila na vylepšení vlákna (část lampy, která při zahřívání elektrickým proudem vyzařuje světlo) a atmosféry uvnitř žárovky (ať už je vzduch evakuován nebo je žárovka naplněna inertním plynem, aby se zabránilo oxidaci a vyhoření žárovky). vlákno). Rané žárovky měly extrémně krátkou životnost, byly příliš drahé na výrobu nebo spotřebovávaly příliš mnoho energie.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Když Edison a jeho výzkumníci z Menlo Parku přišli na scénu, zaměřili se na vylepšení vlákna – nejprve otestovali uhlík, poté platinu, než se konečně vrátili k uhlíkovému vláknu. Do října 1879 Edisonova skupina vyrobila žárovku s karbonizovaným vláknem z nepotaženého bavlněného vlákna, která mohla fungovat 14,5 hodiny. Pokračovali v experimentování, dokud se neusadili na vlákno vyrobené z bambusu, které prodloužilo životnost lampy na 1200 hodin – toto vlákno se stalo standardem pro Edisonovy lampy na dalších 10 let. Edison také provedl další vylepšení designu žárovky, jako je vytvoření lepší vakuové pumpy pro úplné odstranění vzduchu z žárovky a vývoj Edisonova šroubu (který je nyní standardní objímkou žárovky).
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Thomas Edison demonstruje svůj vývoj veřejnosti
Není možné mluvit o historii elektrické žárovky, aniž bychom zmínili Williama Sawyera a Albona Mainea, kteří získali patent na žárovku ve Spojených státech, a Josepha Swana, který si nechal patentovat žárovku v Anglii. Věčná otázka, o které se dodnes diskutuje: Porušovaly Edisonovy patenty žárovek patenty těchto jiných vynálezců? Nakonec se Edisonova American Lighting Company sloučila s Thomson-Houston Electric Company – společností vyrábějící žárovky pod Sawyer-Manovým patentem – a vytvořila General Electric a Edisonova English Lighting Company se spojila se společností Josepha Swana a vytvořila Ediswan v Anglii)
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Edisonovy příspěvky k elektrickému osvětlení jsou tak pozoruhodné, že se nezastavil u vylepšování žárovky – vyvinul celou sadu vynálezů, díky kterým byly žárovky praktické. Edison modeloval svou osvětlovací technologii na stávajícím plynovém osvětlovacím systému. V roce 1882 na Holborn viaduktu v Londýně demonstroval, že elektřinu lze distribuovat z centrálně umístěného generátoru pomocí řady drátů a trubek. Současně se zaměřil na zlepšení výroby elektřiny, vyvinul první komerční elektrárnu s názvem Pearl Street Station v Dolním Manhattanu. A aby bylo možné sledovat, kolik elektřiny každý spotřebitel spotřeboval, vyvinul Edison první elektroměr.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Nová éra elektrického světla
Zatímco Edison pracoval na celém osvětlovacím systému, další vynálezci pokračovali v drobných vylepšeních, zdokonalovali proces výroby vlákna a zvyšovali účinnost lampy. Další velká změna v žárovce přišla s vynálezem wolframového vlákna evropskými vynálezci v roce 1904. Nové žárovky s wolframovým vláknem vydržely déle a produkovaly jasnější světlo než žárovky s uhlíkovým vláknem. V roce 1913 Irving Langmuir zjistil, že umístění inertního plynu, jako je dusík, do baňky zdvojnásobilo jeho účinnost. Během následujících 40 let vědci pokračovali ve zlepšování, která snížila náklady a zvýšila účinnost žárovky. Ale do 1950. let 10. století vědci stále přišli na to, jak přeměnit asi XNUMX % energie spotřebované žárovkou na světlo, a začali svou energii zaměřovat na jiná řešení osvětlení.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
V 19. století dva Němci – sklář Heinrich Geissler a lékař Julius Plücker – objevili, že dokážou produkovat světlo odstraněním téměř veškerého vzduchu z dlouhé skleněné trubice a průchodem elektrického proudu. Tento vynález se stal známým jako Heuslerova trubice. Tyto výbojky se staly populárními až na počátku 20. století, kdy výzkumníci začali hledat způsob, jak zlepšit účinnost osvětlení. HID výbojky se staly základem mnoha osvětlovacích technologií, včetně neonových výbojek, nízkotlakých sodíkových výbojek (typ používaný ve venkovním osvětlení, např. pouličního osvětlení) a zářivek.
Vzorek Heuslerovy trubice
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Thomas Edison i Nikola Tesla experimentovali se zářivkami v 1890. letech 1900. století, ale ani jeden je nikdy komerčně nevyráběl. Peter Cooper Hewitt dosáhl v této oblasti většího úspěchu: jeho průlomový vynález na počátku XNUMX. století se stal jedním z předchůdců zářivky. Hewitt vytvořil modro-zelené světlo průchodem elektrického proudu přes rtuťové páry a zapnutím předřadníku (zařízení připojeného k žárovce, které reguluje tok proudu trubicí). Ačkoli lampy Cooper Hewitt byly účinnější než žárovky, měly jen málo vhodných aplikací kvůli barvě světla.
Koncem 1920. a začátkem 1930. let evropští vědci experimentovali s neonovými trubicemi potaženými fosforem (materiál, který absorbuje ultrafialové světlo a přeměňuje neviditelné světlo na užitečné bílé světlo). Tyto objevy podnítily výzkumné programy ve Spojených státech týkající se zářivek a od poloviny do konce třicátých let americké osvětlovací společnosti předváděly zářivky americkému námořnictvu a na světové výstavě v New Yorku v roce 1930. Tyto lampy vydržely déle a byly přibližně třikrát účinnější než žárovky. Potřeba energeticky účinného osvětlení v amerických vojenských závodech vedla k rychlému přijetí zářivek a do roku 1939 lineární zářivky produkovaly nejvíce světla ve Spojených státech.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
Luminiscenční zázrak
Další nedostatek energie, ropná krize v roce 1973, vedl osvětlovače k vývoji zářivky, která by mohla být použita v domácnostech. V roce 1974 začali výzkumníci v Sylvánii zkoumat, jak zmenšit velikost předřadníku a integrovat jej do lampy. Přestože vyvinuli patent na svou žárovku, nebyli schopni najít způsob, jak ji vyrobit. O dva roky později, v roce 1976, Edward Hammer z General Electric přišel na to, jak ohnout zářivku do spirály a vytvořit tak první kompaktní zářivkové svítidlo. Stejně jako Sylvania, General Electric odložila projekt, protože nové vybavení potřebné k hromadné výrobě těchto lamp bylo příliš drahé.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
První kompaktní fluorescenční žárovky (CFL) se dostaly na trh v polovině 1980. let 25. století s maloobchodní cenou 35–1990 USD, ale ceny se mohly v jednotlivých regionech značně lišit v důsledku různých akcí pořádaných energetickými společnostmi. Spotřebitelé uváděli vysokou cenu jako překážku číslo jedna při nákupu CFL. Byly tu další problémy – mnoho kompaktních zářivek z roku 1990 bylo velkých a objemných, nepasovaly dobře do svítidel, měly nízký světelný výkon a nestálý výkon. Od 75. let 10. století se díky zlepšení výkonu CFL, ceny, účinnosti (spotřebují asi o 30 % méně energie než žárovky) a životnosti (vydrží asi 1,74krát déle) staly životaschopnou volbou pro nájemníky i majitele domů. Téměř XNUMX let poté, co byly CFL poprvé uvedeny na trh, jejich cena klesla a například model ENERGY STAR stojí pouhých XNUMX USD za žárovku při nákupu v balení po čtyřech kusech.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
LED jsou budoucnost
Jednou z nejrychleji rostoucích osvětlovacích technologií současnosti jsou LED diody. Používají polovodič k přeměně elektřiny na světlo, často zabírají malou plochu (méně než 1 milimetr čtvereční) a vyzařují světlo v určitém směru, čímž snižují potřebu reflektorů a difuzorů.
Jsou to také nejúčinnější světla na trhu. Účinnost žárovky, také nazývaná světelná účinnost, je míra vyzařovaného světla (lumenů) dělená spotřebovanou energií (watty). Lampa se 100% účinností při přeměně energie na světlo bude mít účinnost 683 lm/W. Pro srovnání, žárovka 60 až 100 W má účinnost 15 lm/W, ekvivalentní CFL má účinnost 73 lm/W a moderní náhradní LED žárovky na trhu se pohybují od 70 do 100 W. 120 lm/W s průměrnou účinností 85 lm/W.
INZERCE – POKRAČOVÁNÍ NÍŽE
V roce 1962, když pracoval pro General Electric, Nick Holonyak Jr. vynalezl první diodu vyzařující viditelné světlo (LED) ve formě červených diod. Poté byly vynalezeny světle žluté a zelené diody. Jak společnosti pokračovaly ve zdokonalování červených LED diod a jejich výroby, začaly se na trhu objevovat ve stále větší rozmanitosti – a v průběhu let jich existuje stále více a více. Všechno to ale začalo jednou jedinou žárovkou.