電気照明の歴史
電気照明の歴史は一世紀前にさかのぼります。 18 世紀初頭の科学者は、さまざまな物質を電気で加熱すると明るい光が発生することを発見しました。しかし、技術の発展は低水準にあり、耐久性があり安全な電球の開発には1世紀近くかかりました。この間、多くの実験が行われました。最近では、ランプを改善するための作業も行われています。少し前までは、ますます人気が高まっている新しいバリエーションがありました。
電気が出現する前の光源
太古の昔から、人々は暗闇の中で照明を提供しようとしました。そして、最初は捕食者から身を守る役割も果たしました。当社の光源の開発には、いくつかの異なる段階があります。
- キャンプファイヤー。最初の最も単純な変種は、洞窟や間に合わせの避難所で焚かれ、当時の人々が自分で火を起こす方法を知らなかったため、常に維持されていました。
- 着火剤。時が経つにつれて、人々は、ある種の樹脂性木材が他のものよりもはるかに明るく長く燃えることに気付きました.それらを小さな破片に分割し、燃焼しながら照明することで照明に使用されるようになり、材料を節約し、長い間光を提供しました.
- 最初のランプは原始的なデザインでした。油、天然樹脂、または動物性脂肪の容器に小さな芯を浸し、長時間燃やしました。時間が経つにつれて、精製された石油製品が使用され、効率がさらに向上しました。可燃物を含浸させたフレアやその他の変種が現れました。
- ワックスとパラフィンは、部屋を長時間照らすキャンドルを作ることを可能にしました。多くの場合、ワックスは収集され、キャンドルの再作成に使用されました.
- オイル、そしてオイルランプが開発の次の段階でした。デザインは芯で、容器に浸し、特殊なシステムで少しずつ取り出して均一に燃焼させました。炎を保護し、光をより均一にするために、上部に保護ガラスが使用されました。
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灯油ランプは、最も効率的で安全なものの 1 つでした。 - ガス灯は、イギリスや他のいくつかの国で街灯に広く使用されていました。ガス供給の利便性と接続の容易さにより、点灯と消灯が容易な十分に強力な光源を得ることができました。
ところで！ 全て 光源電気のものに先行するものは安全ではありませんでした。そのため、火災が発生し、都市の大部分が焼失することさえありました。
照明の開発段階
電気が発明された後、多くの科学者は、照明効率を向上させるために加熱要素の温度を上げる必要があることが明らかになりました.これを行う最も簡単な方法は、電気を使用することでした。電流は、一部の材料を光り始めるような温度まで加熱することを可能にします。そのようなすべてのオプションは、共通の機能によって特徴付けられます。
- グローの明るさは、加熱の程度に正比例します。
- 放射線には連続スペクトルがあります。
- 照明の最大彩度は、加熱される身体の温度にのみ依存します。
ロシアの科学者は、照明に電気アークの使用を提案した最初の人でした 。 1802年のペトロフ。.同年、イギリスの研究者 Г。デービー は、プラチナのストリップに電気を供給することによって機能する独自のバージョンの光源を提案しました。
作業は何十年も続きましたが、デザインの複雑さとプラチナの高価格のため、すべてのバリエーションがあまり注目を集めることはありませんでした。
カーボンフィラメント
安価な炭素フィラメントを使用したランプの特許を取得した最初の科学者は、アメリカの 。 1844年のスター。.彼は、数時間しか続かなかったため、炭素要素を交換できるようにする設計を提案しました。何十年にもわたって、多くの研究者が設計を改良しました。 1879年、トーマス・エジソンがランプの特許を取得誰もが知っていること。同時に、多くの人が彼の研究にロシアの科学者の研究を応用したと信じています。 ロディン。.
最初のバージョンは数時間動作しました。その後、当時としては驚異的な寿命40時間モデルが登場。エジソンと研究者チームは電球の改良を続け、1200 時間のリソースを確保しました。
フランスの科学者によってさらに大きな成功が達成されました シャイエ彼は 19 世紀の終わりに、さらに耐久性が高く明るいカーボン フィラメント ランプを開発しました。米国で開設された同社は、5年間繁栄しました。しかし、シャイエには時間内に再調整する時間がなく、タングステンを使用した新世代のランプが市場からカーボンの種類に取って代わりました。
ところで！ 米国カリフォルニア州のリバモア消防署では、「永久」炭素フィラメント電球が 113 年間燃え続けています。
白熱電球
19 世紀後半、ロシアの研究者 Lodygin は、高融点金属であるモリブデンとタングステンの使用を実験し始めました。フィラメントをらせん状にねじることに決めたのは彼でした。これにより、材料の抵抗が増加し、輝きの明るさが増し、寿命が延びました。最終的に、彼はタングステン フィラメントの特許をトーマス エジソンのゼネラル エレクトリックに売却し、ゼネラル エレクトリックは技術を完成させました。
アメリカの会社の従業員です。 アーヴィング・ラングミュア タングステンフィラメントの寿命を延ばし、発光性能を向上させるために、バルブに不活性ガスを充填することを提案しました。これにより、耐用年数が長くなり、安価で高品質な製品の製造が可能になり、現在までほとんど変わっていません。
ハロゲンランプ ・貴金属ペアを使用した改良版。それらは発光の明るさを増加させ、ランプの寿命を大幅に延ばします。
蛍光灯
電気照明の開発により、研究者は、効率を上げて良好な明るさを提供する他のオプションを探すようになりました。結局のところ、 白熱電球 エネルギーのほとんどはコイルの加熱に使われ、熱として放出されます。
現代的な形でデザインの使用を最初に提案したアメリカの科学者 Э。 1926年のゲルマー。.この特許は後にゼネラル・エレクトリックによって取得され、ゼネラル・エレクトリックはデバイスのいくつかの要素を改良し、1938 年にこのタイプのランプを商業生産で発売しました。
動作原理 グローは、バルブの異なる端にある 2 つの電極間のアーク放電によって生成されるため、標準バージョンとは異なります。内部空間は、不活性ガスと水銀蒸気の混合物で満たされ、紫外線を発生します。それを可視光に変換するために、内部の電球の壁は蛍光体でコーティングされています。コーティングの組成を変えることで、さまざまな光の特性を実現できます。
この動作原理により、白熱灯と同じ強度の光が提供されますが、エネルギーコストは 5 分の 1 に削減されます。同時に、光が拡散されるため、視覚がより快適になり、部屋の配光が向上します。適切な設置と操作により、耐用年数は従来の製品の数倍になります。
しかし、このオプションには欠点があり、 最も重要なことは、内部に水銀蒸気が存在することですこれは損傷の危険を生み出し、別の必要があります の処分 ランプ。それらは、常時オンとオフの切り替えを許容せず、照明が常時動作している場所での使用に最適です。
標準管を備えたコンパクト蛍光灯には、標準管モデルのすべての利点があります。システムを変更することなく、白熱灯の代替として使用できます。
LED光源
このオプションは比較的最近登場しましたが、他の品種を追い越し、毎年ますます広がっています。光源は、 LED 白、超高輝度バージョンが開発されたとき、この傾向は屋内と屋外の両方で有望になりました。 街路照明.
このソリューションには多くの利点があり、人気があります。
- 消費電力が最も低い。白熱電球と比較すると、その差はほぼ90％です。 LED照明を設置することで、節電できます。
- コイルの加熱やアーク放電にエネルギーが浪費されないため、効率がはるかに高くなります。
- 通常の動作条件下での寿命は 50,000 時間を超える場合があります。これは、他のどの種類よりもはるかに長いです。
- LED はさまざまな色温度の光を生成できるため、あらゆる目的に適したソリューションを見つけることができます。同時に、ちらつきがほとんどないため、視覚への負担が軽減されます。
- 標準で器具と電球の両方を購入できます ソケット.
LEDにはいくつかの欠点があります。まず第一に、ヒートシンクの品質が要求されます。余分な熱の除去に対応できない場合、LEDの働きが損なわれ、リソースが大幅に削減されます。販売時には、通常の品質の光を提供しないダイオードを備えた多くの低品質の製品があります。
このビデオでは、照明の歴史と進化について詳しく説明しています。
電気照明は、その開発においていくつかの段階を経てきました。そして、すべてのことに注意する必要があります 電球の変種 カーボンフィラメントを使用したバリアントを除いて、今日でも使用されています。技術の発展と LED 光源の出現にもかかわらず、主役は依然として白熱灯であり、その年間生産量は他のすべてを合わせた量を上回っています。