История люминесцентной лампы – презентация онлайн
Похожие презентации:
Влияния состава и размера зерна аустенита на температуру фазового превращения и физико-механические свойства сплавов
Газовая хроматография
Геофизические исследования скважин
Искусственные алмазы
Трансформаторы тока и напряжения
Транзисторы
Воздушные и кабельные линии электропередач
Создание транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса
Магнитные аномалии
Нанотехнологии
1. История люминесцентной лампы
2. Определение
Люминесце́нтная ла́мпа —газорозрядный источник света, в
котором электрический разряд в
парах ртути
создаёт ультрафиолетовое излуч
ение, которое преобразуется
в видимый свет с
помощью люминофора Светова
я отдача люминесцентной
лампы в несколько раз больше,
чем у ламп
накаливания аналогичной
мощности. Срок службы
люминесцентных ламп около 5
лет при условии ограничения
числа включений до 2000, то
есть не больше 5 включений в
день в течение гарантийного
срока 2 года.[источник не указан 1345
дней]
3. Область применения
Люминесцентные лампынашли широкое
применение в освещении
общественных зданий:
школ, больниц, офисов
и т. д. С
появлением компактных
люминесцентных ламп с
электронными
балластами, которые
можно включать в
патроны E27 и E14
вместо ламп
накаливания,
люминесцентные лампы
завоёвывают
популярность и в быту.
Люминесцентные лампы
широко применяются
также и в местном
освещении рабочих мест,
в световой рекламе,
подсветке фасадов.
4. История
Первым предком лампыдневного света
были газоразрядные лампы.
Впервые свечение газов под
воздействием электрического
тока наблюдал Михаил
Ломоносов, пропуская ток
через заполненный
водородом стеклянный шар.
Считается, что первая
газоразрядная лампа
изобретена в 1856
году. Генрих Гейслер получил
синее свечение от
заполненной газом трубки,
которая была возбуждена
при помощи соленоида.
5. Голубоватый
Голубоватый«дневной» свет
с
посредственной
цветопередачей
и
светоотдачей.В
стречается в
офисных
помещениях и
для подсветки
рекламных
конструкций
(ситилайтов).
6. Галогенный
Похожий на свет галогеновой лампы схорошей цветопередачей и
светоотдачей.Жильё.
7. Белый
Белый свет для рабочих поверхностей сочень хорошей цветопередачей и
светоотдачей.Общественные места,
офисы, ванные комнаты, кухни. Внешнее
освещение.
8. Холодный
«Холодный» свет с отличнойцветопередачей и посредственной
светоотдачей. Музеи, выставочные
залы
9. Дневной
«Дневной» свет с непрерывным спектромцветопередачи и посредственной
светоотдачей.Выставочные залы,
освещение аквариумов.
English Русский Правила
История люминесцентных ламп
Люминесцентное освещение прошло весьма необычный путь: будучи знакомым человечеству с древних времён в самых разных видах и получив наиболее технологичное исполнение в ХХ-том веке, оно так и осталось для всех второстепенным, навсегда канув в Лету. Любопытен также тот факт, что в процессе совершенствования технологии и «укрощения» люминесценции учёные совершили огромное количество других важных открытий, которые в некоторой степени сделали и само свечение газов более невостребованным. Сегодня мы расскажем читателям о том, как складывалась судьба источников люминесцентного света в наиболее активной фазе их научного изучения – на протяжении полутора последних веков.
Впервые явление люминесценции человек обнаружил много десятков тысячелетий назад. Оно сочеталось с флюоресценцией водорослей, а также выделялось в Северном сиянии. Знакомство с тем видом люминесценции, который известен нам сейчас по одноимённым лампочкам, случилось около восьмидесяти лет назад, притом около 40 из них ушло на становление репутации такого освещения, менее 30 – на стадию активной эксплуатации, и всего 10 – на то, чтобы доказать их несостоятельность перед светодиодными лампами. Есть грустная ирония в том, сколь тернистый путь прошла данная технология, чтобы быстро отправиться на свалку истории, будучи вытесненой более совершенными устройствами.
Интерес к люминесценции
В рамках истории науки и техники считается, что первой значимой персоной среди учёных, обративших внимание на люминесценцию, был М. В. Ломоносов. Ещё в XVIII-том веке он проводил эксперименты со свечением водорода в стеклянном сферическом сосуде. Хотя при этом был использован электрический ток, Михайло Васильевич не ставил перед собой задачу изобрести источник искусственного освещения, и его опыты имели совершенно общий научный интерес.
В течение многих десятилетий к этой теме учёные всерьёз почти не возвращались. И только в 1856-том году немецкий стеклодув Генрих Гейслер показал миру стеклянную трубку со светящимся внутри газом. Это был совсем не промышленный прототип, а простая экспериментальная установка, работу которой обеспечивал самодельный вакуумный насос. Идея удалить воздух к Гейслеру пришла на почве того, что тот мог потенциально мешать разглядеть слабое свечение. Изобретение включало в себя высоковольтную катушку, при помощи которой в прозрачной колбе под вакуумом порождалось сине-зелёное свечение. При заполнении сосуда газом цвет свечения менялся, что означало возможность применять разные газы и получать новые оттенки. По имени изобретателя такое изделие получило общее название «трубка Гейслера».
Всего через год учёный из известной французской династии Беккерелей – Александр Эдмон Беккерель – начинает серьёзно исследовать явление электролюминесценции. Уже в 1859-том году, после нескольких серий опытов с трубками Гейслера, он приходит к выводу о необходимости нанесения специальных покрытий на внутреннюю поверхность сосудов – веществ с люминесцентными свойствами. Имея предшествующий опыт в области оптической физики, изучая солнечный и искусственный свет на протяжении многих лет, А. Э. Беккерель понимал направление, в котором следует развиваться данной технологии во благо общества и прогресса. Вместе с тем, даже на этом этапе никто не ставил себе цель изобрести источник света, который был бы способен заменить лучину, фонарь или канделябр. Тот уровень яркости, который был получен Беккерелем, не способствовал существенному интересу к люминесценции как альтернативному источнику света, а потому на определённом этапе эксперименты были остановлены. Зато учёный сумел оставить после себя фундаментальную идею о нанесении люминофоров на поверхности для увеличения светимости.
После тридцатилетнего затишья в этой сфере по миру сенсационно пронеслось известие об эксперименте с трубками Гейслера, поставленном в Колумбийском университете. Занимался этим американский изобретатель сербского происхождения Никола Тесла. В мае 1891-го года он сумел перед публикой продемонстрировать опыт, предполагающий свечение сразу нескольких вакуумированных трубок, помещённых в электрическое поле новой высокочастотной катушки. При этом учёный объяснял связь между тем, какой свет рождается в ёмкостях, и какой состав был нанесён на их стенки. Для получения яркого белого света Тесла использовал иттрий, а саму трубку ему даже не приходилось присоединять к установке электродами. При помощи электростатического поля высокой напряжённости сосуд с покрытием можно было свободно перемещать по комнате, как свечу в подсвечнике, а свечение достигалось исключительно за счёт индукции. Публика оказалась поражена ярким искусственным светом, при котором вполне можно было бы писать письма и читать. Всего через месяц с небольшим, 23 июня 1891-го года, Никола Тесла получает патент на целый комплекс газоразрядных осветительных приборов. На этот раз установка построена на базе аргоновых ламп, питающихся токами высокого вольтажа и частоты. Как известно, тот же самый газ до сих пор наиболее часто используют в устройствах газоразрядного освещения.
Становление люминесцентного освещения
Три года спустя американский инженер Дэниэл МакФарланд Мур сумел продвинуться гораздо дальше – он изобрёл изделие, которые сегодня мы бы назвали лампой дневного света. Учёный применил смесь инертных газов – азота и диоксида углерода, причём первый давал молочно-розовый оттенок свечения, а второй обеспечивал его осветление до степени, отдалённо сравнимой со светом солнца. Несмотря на то, что эффективность изделия была совершенно очевидна, первая версия была слишком громоздкой для создания светильников на их основе. Изобретателю с парой помощников пришлось потратить целых десять лет, чтобы в 1904-том году ввести новые устройства в массовый обиход. Лампы Мура начали использоваться в различных конторах, магазинах, в банках и гостиницах, продлевая светлое время суток.
Другой известный изобретатель, Томас Эдисон, также не прошёл мимо явления люминесценции. Он неоднократно предпринимал попытки развить идеи Гейслера, придав им более прикладной характер. Параллельно с другими учёными в 1896-том году он разработал покрытие из вольфрамата кальция для рентгеновских трубок, что в дальнейшем переросло в люминесцентные лампы дуговой конструкции и было защищено патентом 1907-го года. Тем не менее, качество света, полученного таким способом, было невысоким, что заставило Эдисона сконцентрироваться на развитии своей основной идеи – лампах накаливания с вольфрамовыми нитями. Они имели коммерческий успех и всегда оставались доминирующей тенденцией в научной работе Эдисона.
Одновременно с остальными на рубеже XIX-XX-го веков работал ещё один американский учёный, Питер Купер Хьюитт. В 1901-ом году он показал свою ртутную лампу, которая обеспечивала мягкое сине-зелёное свечение, а с точки зрения световой отдачи от каждого потреблённого ватта превосходила главное изобретение Эдисона. Нетрудно догадаться, что ключевой препоной для распространения ламп Хьюитта стал цвет, который никак не подходил для массового применения. Хотя следует отметить, что сам принцип работы ламп история сохранила, и в Америке 30-х годов источники света системы Хьюитта применялись в освещении дорог и тротуаров фонарными столбами.
Следующее открытие произошло почти внезапно. В 1926-том году в Германии учёные искали наиболее эффективный источник ультрафиолетового излучения. Эдмунд Гермер и его сотрудники обнаружили, что при повышении давления в колбе с флуоресцентным порошком исходный оттенок переходит в белый, с равномерным распределением светового потока. При этом и его яркость, и тон были гораздо ближе к нейтральному дневному свету, а потому – превосходили аналогичные показатели лампочек накаливания. Со временем именно фамилию Гермера впишут в учебники, поскольку его конструкция ближе всего к тому, как устроены люминесцентные лампы современного типа. Уже в 1934-тому году компания GeneralElectric выкупила патент Гермера и начала работу по совершенствованию его наработок.
Исследовательскую группу в GE возглавляли Джордж Инман и Ричард Тайер, которые буквально сумели произвести революцию в осветительной сфере. Уже к августу того же года они смогли довести эффективность изделий до 35 лм/Вт, что ещё совсем недавно казалось почти недостижимым пределом. На волне нахлынувшего успеха в декабре 1934-го года в США начинается массовое производство таких изделий. Популярность ламп данного типа объяснялась их вполне заслуженной эффективностью, и к 1938-му году модели дневного света длиной в 48 дюймов заполонили потолочные светильники почти всех офисов страны. Все четыре года исследовательские департаменты работали над тем, чтобы изобрести электрод, эффективно противостоящий разрушающему воздействию электротока. Компания скупала любые патенты, относящиеся к этой тематике, и пыталась внедрить их в производство.
Новое время и потребительские реалии
В Европу люминесцентные осветительные приборы пришли почти на целое десятилетие позже, а в СССР вообще начали использоваться только в 1960-тых. При этом именно на территории Советского Союза появилось заметное функциональное разделение лампочек накаливания и газоразрядных моделей. Первые использовались там, где был необходим общий и локальный свет – в люстрах, настольных лампах, настенных светильниках и бра, а вторые применялись исключительно в местах общественного пользования – в учебных классах и аудиториях, в холлах учреждений, в крупных помещениях цехов и кабинетов. Предполагалось, что свет люминесцентных моделей призван заменить естественный дневной, но при этом быть условно рабочим, поддерживать дисциплину. В домах такие изделия практически не принято было использовать, за самым редким исключением.
К концу ХХ-го века однозначно наметились тенденции по замещению люминесцентных источников. Хотя явного конкурента им тогда ещё не было, для учёных стало очевидно, что качественная смена светоприборов случится уже в самые ближайшие годы. В начале XXI-го века люди активно начали использовать галогеновые лампочки, в сущности, являющиеся вариацией всё тех же люминесцентных моделей, но в быту они почти не прижились. Зато новое дыхание газоразрядные модели получили с выходом на рынок так называемых «энергосберегающих» ламп. На самом деле это были всё те же изделия, только в новом форм-факторе. Второе их название – КЛЛ – можно расшифровать как «компактные люминесцентные лампы». Фактически всё ту же трубку Гейслера завили в спираль и из прямой сделали приближенной по габаритам к лампочкам накаливания. Благодаря этому устанавливать изделия стало возможно даже в обычные патроны для ламп стандарта Е27. Хитрый ход производителей продлил активный период продаж по всему миру ещё на 5-7 лет и не дал технологии угаснуть насовсем. Кроме того, он привлёк общественное внимание к вопросам энергоэффективности, которые и по сей день в тренде. Однако, наиболее ироничным можно назвать то, что решающим фактором в вопросе, сколько ещё продлится существование люминесцентных моделей стала другая тенденция эпохи. Как только широкая общественность узнала, что в таких изделиях содержатся пары ртути, продажи начали стремительно падать, и отраслевой рынок потерпел существенный спад.
В то же самое время получила развитие новая технология – светодиоды. Их можно было без опаски противопоставлять всем предыдущим типам освещения: такие изделия полностью безопасны для экологии, они легко показывают высокие эксплуатационные характеристики, экономичны в работе и служат в 5-10-30 раз дольше всех предшественников. Световая отдача диодов не оставляет шансов люминесценции с точки зрения энергозатрат на один люмен, а слабая зависимость от скачков напряжения, типичных для нашего времени, однозначно склоняет отказаться от каких-либо других альтернатив. Конечно, это не значит, что люминесцентные модели больше совершенно не производятся, однако их удел сегодня в основном – это всё те же общественные пространства. Хотя даже оттуда их сейчас всё больше вытесняют светодиодные панели, которые при том же размере способны обеспечить лучшую освещённость, потратив на это заметно меньше энергии.
Связанные Темы: Программа электрического освещения IEEE и Технического центра Эдисона
Волонтер – О нас – Ресурсы – Видео – Инжиниринг Зал Славы – Пожертвовать – Контакты Нас |
Красочная история флуоресцентных ламп
Энни Джози Люминесцентное освещение
Когда вы думаете о флуоресцентном свете, что первое приходит на ум? Некоторые могут подумать об отвратительных офисных светильниках, вызывающих головную боль. Другие могут вызвать в воображении образы неоновых вывесок в стиле Вегаса. Для Галилея в 1612 году, когда он стал свидетелем флуоресценции в природе, это было материнство. Он написал:
«Нужно объяснить, как получается, что свет зарождается в камне и возвращается через некоторое время, как при родах».
Какими бы ни были ваши впечатления от флуоресцентного освещения, мы думаем, что пришло время внести ясность. У флуоресцентных ламп было красочное, причудливое и иногда неудобное прошлое, но у них, безусловно, светлое будущее.
Концепция: 1850-е годы
Генрих Гейсслер, немецкий стеклодув и физик, создал в это время свои знаменитые трубки Гейсслера. Гейсслер заполнил трубки различными газами, которые возбуждались металлическими электродами на каждом конце. Они были разных замысловатых форм и ярких цветов и использовались в качестве предметов искусства на протяжении своей очень короткой жизни. Сегодня они считаются первыми предками как флуоресцентных, так и неоновых ламп.
Дата рождения: 1890–1930-е годы
1893: Никола Тесла экспериментировал с флуоресценцией и представил свои работы на Всемирной выставке 1893 года в Чикаго. В это время Эдисон также некоторое время баловался флуоресцентными лампами, используя рентгеновские лучи для возбуждения вольфрамата кальция. Ни одна из моделей не имела коммерческого успеха, и оба мужчины нашли себе занятие получше.
1894: Дэниел МакФарлейн Мур изобрел лампу Мура, стеклянную трубку длиной 2-3 метра, наполненную углекислым газом и азотом, излучающую розовато-белое свечение. Эти массивные фонари были дорогими и работали при очень высоком напряжении.0245 все же эффективнее ламп накаливания.
1901: Питер Купер Хьюитт создал ртутную лампу, которая могла работать при более низком напряжении. Он очень похож на сегодняшние современные люминесцентные лампы, но излучает неприятный зеленовато-синий оттенок, и большинство потребителей не могут его использовать.
1926: В Германии Эдмунд Гермер вместе с Фридрихом Мейером и Гансом Дж. Спаннером изобрел то, что мы знаем как первую настоящую люминесцентную лампу, с использованием люминесцентного покрытия на внутренней стороне стеклянной оболочки.
1938: Джордж Инман из GE и другие внесли несколько улучшений в модель Гермера, которую они начали продавать на более широком рынке.
Период зрелости: 1930–1980-е годы
Вторая мировая война: Военное время вызвало быстрый рост спроса и производства флуоресцентных ламп. Длинные трубчатые светильники были встроены в офисные и промышленные здания из-за их низких эксплуатационных расходов.
Начало 1970-х: Из-за нефтяного кризиса 1973 года все крупные корпорации по производству осветительных приборов начали попытки уменьшить количество люминесцентных ламп для бытового использования, чтобы снизить расходы на коммунальные услуги для домовладельцев.
1976: Эдвард Хаммер создал первую компактную люминесцентную лампу (или КЛЛ) со знакомой спиральной формой.
1979: Компания Phillips изобрела первый электронный балласт для КЛЛ, который корректно регулировал включение и выключение лампочки.
1982: Компания Phillips сделала флуоресцентные лампы привлекательными, добавив редкоземельные люминофоры. Люминофоры излучали более теплый свет и увеличивали светоотдачу.
Конец 1980-х: КЛЛ поступили на массовый рынок.
Расцвет: 1990-е – настоящее время
1990: День Земли стал прозрением в национальном сознании по вопросам энергоэффективности, изменения климата и истощения озонового слоя. КЛЛ начали становиться популярными.
2001: Цена на компактные люминесцентные лампы начала снижаться, и они стремительно начали проникать в дома наших близких.
2009: Китай начал ограничивать экспорт редкоземельных элементов, что привело к быстрому росту цен на компактные люминесцентные лампы.