História žiaroviek. Pôvod a vznik žiarovky

Často sa stáva, že zariadenie používané v každodennom živote, ktoré má veľký význam pre celé ľudstvo, nám nepripomína svojho tvorcu. No v našich domácnostiach sa rozsvietilo vďaka úsiliu konkrétnych ľudí. Ich zásluha pre ľudstvo je neoceniteľná - naše domovy boli naplnené svetlom a teplom. Príbeh nižšie vám predstaví tento skvelý vynález a mená tých, s ktorými sa spája.

Pokiaľ ide o posledné, možno zaznamenať dve mená - Alexander Lodygin a Thomas Edison. Hoci zásluhy ruského vedca boli veľmi veľké, dlaň patrí americkému vynálezcovi. Preto budeme stručne hovoriť o Lodyginovi a podrobne sa budeme zaoberať úspechmi Edisona. Práve s ich menami sa spája história žiaroviek. Hovorí sa, že Edisonove žiarovky zabrali obrovské množstvo času. Musel vykonať asi 2 000 experimentov, kým sa zrodil dizajn známy nám všetkým.

Vynález vytvoril Alexander Lodygin

História žiaroviek je veľmi podobná histórii iných vynálezov vyrobených v Rusku. Alexander Lodygin, ruský vedec, dokázal rozžiariť uhlíkovú tyč v sklenenej nádobe, z ktorej sa odčerpával vzduch. História vzniku žiarovky sa začína v roku 1872, kedy sa mu to podarilo. Alexander získal patent na elektrickú žiarovku na drevené uhlie v roku 1874. O niečo neskôr navrhol nahradiť uhlíkovú tyč volfrámovou. Volfrámová časť sa stále používa v žiarovkách.

Vďaka Thomasovi Edisonovi

Bol to však americký vynálezca, ktorý v roku 1878 dokázal vytvoriť odolný, spoľahlivý a lacný model. Okrem toho sa mu podarilo založiť jeho výrobu. V jeho prvých lampách boli vláknom zuhoľnatené hobliny vyrobené z japonského bambusu. Nám známe volfrámové vlákna sa objavili oveľa neskôr. Začali sa používať na podnet Lodygina, ruského inžiniera spomínaného vyššie. Keby nebolo jeho, ktovie, ako by sa v ďalších rokoch vyvíjala história žiaroviek.

Americká Edisonova mentalita

Výrazne odlišné od ruštiny. S americkým občanom Thomasom Edisonom išlo všetko do biznisu. Je zaujímavé, že pri premýšľaní o tom, ako urobiť telegrafnú pásku odolnejšou, tento vedec vynašiel voskovanie papiera. Tento papier sa potom použil ako obal na cukríky. Vynálezu Edisona predchádzalo sedem storočí západnej histórie a ani nie tak rozvoj technického myslenia, ale postupne sa u ľudí formoval aktívny postoj k životu. Mnoho talentovaných vedcov tvrdohlavo išlo k tomuto vynálezu. História vzniku žiarovky je spojená najmä s menom Faraday. Vytvoril základné diela vo fyzike, bez ktorých by sa Edisonov vynález len ťažko mohol uskutočniť.

Ďalšie vynálezy Edisona

Thomas Edison sa narodil v roku 1847 v Port Heron, malom americkom meste. Pri sebarealizácii Thomasa zohral úlohu fakt, že mladý vynálezca mal schopnosť okamžite nájsť investorov pre svoje nápady, a to aj tých najodvážnejších. A boli pripravení riskovať nemalé sumy. Edison sa napríklad ešte ako tínedžer rozhodol vytlačiť noviny vo vlaku počas jeho pohybu a potom ich predať cestujúcim. A správy do novín sa mali zbierať práve na zastávkach. Okamžite sa našli ľudia, ktorí si požičali peniaze na kúpu malého tlačiarenského lisu, ako aj tí, ktorí Edisona pustili do batožinového auta s týmto strojom.

Vynálezy pred Thomasom Edisonom vytvorili buď vedci a boli vedľajším produktom ich objavov, alebo praktici, ktorí zdokonalili to, s čím museli pracovať. Bol to Edison, kto urobil z vynálezu samostatnú profesiu. Mal veľa nápadov a takmer každý z nich sa stal výhonkom pre ďalšie, ktoré si vyžadovali ďalší rozvoj. Thomas sa počas svojho dlhého života nestaral o svoje osobné pohodlie. Je známe, že keď navštívil Európu, už na vrchole slávy, bol sklamaný z lenivosti a šikovnosti európskych vynálezcov.

Bolo ťažké nájsť oblasť, v ktorej by Thomas neprerazil. Odhaduje sa, že tento vedec urobil každý rok asi 40 veľkých objavov. Celkovo získal Edison 1092 patentov.

Duch amerického kapitalizmu posunul Thomasa Edisona nahor. Podarilo sa mu zbohatnúť vo veku 22 rokov, keď prišiel s tickerom cenovej ponuky pre Boston Stock Exchange. Najdôležitejším vynálezom Edisona však bolo vytvorenie žiarovky. Thomasovi sa s jej pomocou podarilo elektrifikovať celú Ameriku a následne aj celý svet.

Výstavba elektrárne a prví odberatelia elektriny

História lampy sa začína stavbou malej elektrárne. Vedec ho postavil vo svojom parku Menlo. Tá mala slúžiť pre potreby jeho laboratória. Ukázalo sa však, že prijatej energie bolo viac, ako bolo potrebné. Potom Edison začal predávať prebytok farmárskym susedom. Je nepravdepodobné, že títo ľudia pochopili, že sa stali prvými platenými spotrebiteľmi elektriny na svete. Edison nikdy netúžil stať sa podnikateľom, no keď niečo potreboval pre svoju prácu, otvoril si v Menlo Parku malú továreň, ktorá sa neskôr rozrástla do veľkých rozmerov a išla vlastnou cestou.

História zmien v zariadení žiarovky

Elektrická žiarovka je svetelný zdroj, kde k premene na elektrickú svetelnú energiu dochádza v dôsledku rozžeravenia žiaruvzdorného vodiča elektrickým prúdom. Svetelná energia bola prvýkrát získaná týmto spôsobom prechodom prúdu cez uhlíkovú tyč. Táto tyč bola umiestnená v nádobe, z ktorej bol predtým odvedený vzduch. Thomas Edison v roku 1879 vytvoril viac-menej odolný dizajn s použitím uhlíkového vlákna. Existuje však pomerne dlhá história vzniku žiarovky v jej modernej podobe. Ako vykurovacie teleso v rokoch 1898-1908. pokúsili použiť rôzne kovy (tantal, volfrám, osmium). Volfrámové vlákno, cikcak, sa začalo používať od roku 1909. Žiarovky sa začali plniť v rokoch 1912-13. (kryptón a argón), ako aj dusík. Súčasne sa volfrámové vlákno začalo vyrábať vo forme špirály.

História vývoja žiarovky sa ďalej nesie v znamení jej zdokonaľovania zlepšením svetelného výkonu. Toto sa uskutočnilo zvýšením teploty vláknitého telesa. Zároveň bola zachovaná životnosť lampy. Jej naplnenie inertnými makromolekulárnymi plynmi s prídavkom halogénu viedlo k zníženiu kontaminácie banky časticami volfrámu rozprášenými vo vnútri. Okrem toho znížil rýchlosť jeho odparovania. Použitie vlákna vo forme dvojitej špirály a trojšpirály viedlo k zníženiu tepelných strát plynom.

Taká je história vynálezu žiarovky. Určite vás bude zaujímať, aké sú jeho rôzne odrody.

Moderné druhy žiaroviek

Mnoho druhov elektrických lámp pozostáva z určitých častí rovnakého typu. Líšia sa tvarom a veľkosťou. Vo vnútri žiarovky je na kovovej alebo sklenenej stopke upevnené teleso žiarovky (čiže špirála vyrobená z volfrámu) s držiakmi vyrobenými z molybdénového drôtu. Konce špirály sú pripevnené ku koncom vstupov. Aby sa vytvorilo vákuovo tesné spojenie s čepeľou zo skla, stredná časť puzdier je vyrobená z molybdénu alebo platiny. Banka lampy počas vákuového spracovania je naplnená inertným plynom. Potom sa stopka uvarí a vytvorí sa výlevka. Svietidlo pre montáž do kartuše a ochranu výtoku je dodávané s podstavcom. Pripevňuje sa pomocou základného tmelu k banke.

Vzhľad svietidiel

Dnes existuje veľa žiaroviek, ktoré možno rozdeliť podľa použitia (na svetlomety automobilov, na všeobecné použitie atď.), Podľa svetelných vlastností ich žiarovky alebo podľa konštrukčnej formy (dekoratívne, zrkadlové, s difúznym povlakom atď.), ako aj tvarom, ktorý má vláknité teleso (s dvojitou špirálou, s plochou špirálou atď.). Čo sa týka rozmerov, existujú veľké, normálne, malé, miniatúrne a subminiatúrne. Napríklad tieto zahŕňajú svietidlá s dĺžkou menšou ako 10 mm, ktorých priemer nepresahuje 6 mm. Pokiaľ ide o veľké, zahŕňajú tie, ktorých dĺžka je väčšia ako 175 mm a priemer nie je menší ako 80 mm.

Výkon a životnosť lampy

Moderné žiarovky môžu pracovať pri napätí v rozsahu od zlomkov jednotky až po niekoľko stoviek voltov. Ich výkon môže byť desiatky kilowattov. Ak zvýšite napätie o 1%, svetelný tok sa zvýši o 4%. Životnosť sa však zníži o 15 %. Ak lampu zapnete na krátky čas pri napätí, ktoré presahuje menovité napätie o 15 %, vypne sa. To je dôvod, prečo tak často poklesy napätia spôsobujú vyhorenie žiaroviek. Od piatich hodín po tisíc a viac sa ich životnosť líši. Napríklad svetlomety lietadiel sú navrhnuté na krátky čas a dopravné lampy môžu fungovať veľmi dlho. V druhom prípade by mali byť inštalované na miestach, ktoré umožňujú jednoduchú výmenu. Svetelný výkon svietidiel dnes závisí od napätia, konštrukcie, trvania horenia a výkonu. Je to asi 10-35 lm/W.

Dnešné žiarovky

Žiarovky, čo sa týka ich svetelnej účinnosti, samozrejme strácajú na plynom poháňané svetelné zdroje (žiarivky). Ich použitie je však jednoduchšie. Žiarovky nevyžadujú zložité armatúry alebo štartovacie zariadenia. Pokiaľ ide o výkon a napätie, neexistujú pre nich prakticky žiadne obmedzenia. Ročne sa dnes na svete vyrobí asi 10 miliárd lámp. A počet ich odrôd presahuje 2 tisíc.

LED lampa

História vzniku svietidla je už napísaná, pričom história vývoja tohto vynálezu ešte nie je ukončená. Existujú nové odrody, ktoré sú čoraz populárnejšie. Hovoríme predovšetkým o LED lampách (jedna z nich je znázornená na fotografii vyššie). Sú tiež známe ako energeticky efektívne. Tieto žiarovky majú svetelný výkon, ktorý je viac ako 10-krát vyšší ako u žiaroviek. Majú však nevýhodu - zdroj energie musí byť nízkonapäťový.