Развитие на осветителните тела и лампи Съдържание



Дата08.05.2018
Размер167.19 Kb.
Развитие на осветителните тела и лампи




Съдържание



  1. История на осветителните тела и лампи

  2. Теория на светлината от сър Исак Нютон

  3. Електрически крушки

  4. Лампа с нажежаема жичка

  5. Луминисцентни лампи



1.История на осветителните тела и лампи



Първите лампи са били измислени преди около 70 000 г. пр.Хр. Тези лампи, израбитени от естествени материали като скали, камъни, рога и черупки, били запълнени с мазнини и имали мъхест фитил. За лампите обикновено са използвали животинска или растителна мазнина като гориво.

Горивото използвано в древните лампи зависи до голяма степен от наличността. Зехтинът е най-вероятното основно гориво, заето в средиземноморските страни, и е било изнесено в райони, където не растат маслини. Други масла, които са вероятно използвани в лампите включват сусамово масло (главно на изток), орехово масло, рибено масло, рициново масло и други растителни масла.
В древните цивилизации на Вавилон и Египет (3000 г. пр. Хр.) например, светлината е била лукс. Хиляда и една нощ са били далеч от блясъка на днешния ден. Дворците на богатите били осветени само от трептенето на пламъците на обикновени маслени лампи. Те обикновено са под формата на малки и отворени купи с една устна или чучур, за да държи фитила. Животински мазнини, рибено масло или растителни масла (палмово и зехтин), обзавеждали горивата.
Маслени гранчарски лампи

След естествената маслена лампа, а след това и сурово работещата лампа, следват и керамичните лампи. Ранната гръцка керамика била ръчно моделирана. Грънчарските лампи са евтин и практичен начин на осветеност, лесен за производство, лесен за използване, но доста разхвърлян. Маслото често изтичало от дупката на фитила и се спускало от външната страна на лампата.
По време на 6-ти, 5-ти и 4-ти век пр. н. е. Атина е основен производител и износител на високо качествени поетични лампи. Подобни лампи в основния дизайн, все още могат да бъдат използвани днес, в някои части на света.

Свещ
Изобретяването на свещта се датира около 400 г. сл. Хр, може би малко по-рано. Сравнително малко на брой свещи са били използвани в дома до около 14-ти век, но те са важен символ на християнската религия. Най-добрите свещи са от пчелен восък и са били използвани главно в църковните ритуали, защото пчелата се разглежда като символ на чистота. Но, тъй като пчелния восък е скъп, суровите лоени свещи трябвало да бъдат използвани от обикновените хора. Лойта била мръсна и димяща. Свещите капели зле и като цяло давали слаба светлина.

Маслени лампи

През 18-ти век е изобретена централната горелка. Източникът на гориво сега е плътно затворен в метал и регулируемата метална тръба е била използвана за контрол на интензивността на изгаряне на горивото и интензивността на светлината. Почти по същото време, малки комини стъкло били добавени към лампите за защита на пламъка и контрол на въздушния поток на пламъка. Ранното гориво за осветление се състои от зехтин, пчелен восък, рибено масло, китово масло, сусамово масло и други подобни вещества.


Керосинова лампа - като широко важно изобретение - е въведена в Германия през 1853 година. Керосина е дестилиран от нефт, получен от нефтени шисти намерени в мините. До 1856 керосина е бил използван за осветяване на жилищата в Ню Йорк (газта дошлае в този град през 1864 година.)



Газови лампи

През 1792 г. започна първото търговско използване на газовото осветление, когато Уилям Мърдок използвал въглищен газ за осветление на къщата му в Редрут, Корнуол. Немския изобретател Фридрих Уинзер (Уинсър) е първият човек патентовал осветлението с въглищова газ през 1804 г. и "Thermolampe" с използване на газ дестилирана от дърво е патентована през 1799г.

Газово осветление (Англия)


Първото общо използване на газ за улично осветление се състоя в Лондон през 1814. През 1823 г. близо 40 000 лампи са били инсталирани в 215 мили от улиците на Лондон.



Това било въвеждането на газовото осветление за театъра, който започва първият истински напредък в театърното осветление. Газта била управляема и контролируема. Централизирани системи за отдалечен контрол са разработени, обикновено в крила, зад кулисите. "Газовата плоча", която съдържа контролни вентили между основните доставки на газ и всяко газово "съединение" за осветление, позволявала театърът да се затъмни, освети или загасява с воля.

Газовото осветление (Америка)
Газовото осветление било представено на американския театър през 1816 г. в театъра на ул. Чеснът във Филаделфия. През 1926 г. театър Бауъри бил първият в Ню Йорк осветен с газ. Театърът изгорял девет пъти, преди да бъде разрушен през 1930 година. Не е имало газово осветление в театрите в Чикаго преди 1850, когато са построени първите общински газови производства.



2. Теория на светлината на Сър Исак Нютон

Сър Исак Нютон е английски учен и математик, който е допринесъл съществено за много области на науката, в това число, движение, гравитацията и оптика. Той е първият формулирал клетъчната теория на светлината. Нютон казва, че небесните тела излъчват енергия частици или телца, и че тези частици са изхвърлени в права линия. Частиците след това действат върху ретината на окото като по този начин стимулират зрителния нерв и усещането за зрение в мозъка.
През 1666 г. Нютон, на възраст от 23г. извършва известният си експеримент с призма. Той забелязъл и записъл, че слънчевата светлина е бяла светлина, която съдържа всички цветове на спектъра. През 1704г. той публикува първото издание на известната си книга "Opticks". Нютон правилно идентифицирал директориите на пречупване, свързани с експеримента му, че тази светлина е извита, тъй като пътува от една среда в друга под лек ъгъл, в зависимост от своята дължина на вълната. Той незнаел, че повтаря на това, което Леонардо да Винчи отбелязва в огледалото писане, преди около 200 години по-рано.



Нютон, както и други преди него също се опитали да открият връзката между светлината и цветовете, както и между светлина и звук. Той смятал, че тези звена са съответствали на двувалентен мащаб. Ранните учени винаги са считали основните цветове да бъдат относително големи области на спектъра: червено, оранжево, жълто, зелено, синьо и виолетово. Въпреки това, през 1666г. индигото е обявен за 7-ми цвят, разположен между синьо и виолетово.

Цветовата гама на Нютон е както следва:

  • Red - C

  • Orange – D

  • Green – F

  • Blue – G

  • Violet – B

  • Indigo –





Откритие на ултравиолетова светлина (UV)



"Тъмната част" от слънчевия спектър (в близост до лек виолетов) е бил открит през 1801 година от немския физик Йохан Вилхелм Ритер и е обявен за "ултравиолетови лъчи" радиация.

Днес ние класифицираме UV радиацията както следва:

UV-A (320-400 нанометра) - което е в непосредствена близост до видимата светлина, често е по-близо до UV или черна светлина. Тази лента е най-малко енергична UV радиация.

UV-B (290-320 нанометра) – намира се в средата на спектъра. Тя е по-известна като erythemal UV и е комплекса, който превръща ергостерола в кожата във витамин D.

UV-C (160-290 нанометра) - е най-кратката UV дължина на вълната и заради неговата ефективност на убийство на една клетка в организма, се нарича противобактериална УВ. Късите дължини на вълните произвеждат озон във въздуха (кислород).




3. Електрически крушки
Електрически лампи Arc


През 1809 г. сър Хъмфри Дейви за първи път демонстрира електрическа дъга на въглерод в Кралския институт в Лондон. Електрическата дъга е използвана също и за осветление в Парижката опера. По това време и до около 1860г. източник на електрическа енергия са били батериите. След това бил разработен електрическия генератор.



Лампите с волтова дъга били въведени извън Парижката опера през 1877г. Те били свещи, в които две паралелни пръчки от въглерод били разделени от изолатор, който се топял бавно, като по този начин захранвал самостоятелно двата въглерода.

Първите електрически лампи с нажежаема жичка


Въпреки че Едисон не е изобретил електрическата лампа с нажежаема жичка, той обаче превръща теорията в практическа форма и е един от първите, които успешно са пуснали на пазара на лампите с нажежаема жичка. Първият канадски патент, който е за лампа с нажежаема жичка е подаден от Хенри Удуърд и Матю Еванс, с дата 24 юли, 1874 г. - около пет години преди развитието на лампата на Едисон.


Едисоновата лампа

Първата успешна Едисонова лампа използва овъглен памучен конец с нажежаема жичка, монтирани в стъклена крушка изолирани от бъздуха. В следобеда на 21 октомври, 1879, прототипа на Едисон е работил 45 часа. На следващия ден Едисон започва да експериментира с картон и с нажежаема жичка. Картоните с нажежаема жичка са още по-успешни, и след няколко месеца производсителността на светилата му се увеличава. В навечерието на Нова година, 31 декември, 1879 г., Едисон дава първата си публична демонстрация на новото си изобретение, в Менло Парк, Ню Джърси.


Газоразрядни лампи

Американецът Питър Купър Хюит патентова живачната лампа през 1901 г.. Това е дова лампа, която използва живак затворен в стъклена крушка. Живачните лампи са предшественици на флуоресцентните лампи.

Волфрамовите жички сменят въглеродните нишки


В Америка през 1915 г. Ървинг Лангмуир изобретил електрическа газо-напълнена волфрамова лампа. Това е лампа с нажежаема жичка, която използва волфрам, а не въглерод или други метали като нажежаема жичка вътре крушката. Първите лампи с въглеродни нишки са неефективни, така и по-крехки и скоро били заменени от волфрамови лампи с нажежаема жичка след тяхното изобретение.

Флуоресцентни лампи


Фридрих Майер, Ханс Спаннер и Едмънд Гермер патентоват флуоресцентната лампа през 1927 година. Една от разликите между живачните и луминесцентните лампи е, че флуоресцентните крушки са с покритие от вътрешната страна за увеличаване на ефективността. Първоначално е бил използван берилий като покритие, но тъй като берилият е твърде токсичен и е заменен с по-безопасни флуоресцентни химикали.



Флуоресцентна лампа за първи път е представен на обществеността на световният панаир в Ню Йорк в края на тридесетте години (1937). Лампите бяха въведени с търговска цел около 1938г.



Разработена в края на 1980 компактната флуоресцентна лампа е революция в осветителната индустрия. Тази лампа е просто един сгъната флуоресцентна тръба понякога не по-голяма от стандартна крушка. Тази нова лампа позволява на повечето домакински лампи с нажежаема жичка да бъдат заменени с тези нови енергоспестяващи флуоресцентни лампи.

Халогенни лампи


Американският патент 2883571 е предоставен на Елмер Фридрих и Емет Вилей за волфрамовата халогенна лампа - подобрява вида на лампата с нажежаема жичка - през 1959 година. По-добра халогенна лампа светлина е изобретен през 1960 г. от General Electric инженер Фредрик Moby. Moby предоставени САЩ Патентното 3243634 за волфрам му халогенна лампа, които могат да се поберат в стандартна фасунга за електрическа крушка. В началото на 1970 г., General Electric инженери изобретиха подобрени начини за производство на халогенни лампи на волфрам.
През 1962 г. General Electric патентова дъга лампа, наречена "Multi пари от метален халид" лампа.

Лампа високо налягане натрий


ВЕЦ (ВЕЦ) - високо налягане натрий лампа непрекъснато разработени и придоби популярност, тъй като неговото въвеждане 1966. Тя осигурява по-икономичен източник на осветление от живак, флуоресцентни, или с нажежаема жичка, и по-естествен цвят, отколкото ниско налягане натрий.

Излъчващ светлина диод


Излъчващ светлина диод (LED) е PN кръстопът полупроводникови лампа, която излъчва радиация след това е насочена в посока напред. Излъчваната радиация може да бъде или невидими (инфрачервена) или във видимия спектър. Видими твърди държавни лампи се използват за дълъг живот индикатор. Инфрачервените диоди имат изходи, внимателно подбрани силиций фотопримници. Те се използват във връзка с приемници, за отчитане, наблюдение и позициониране. LED обикновено работят в диапазона от 1 до 3 волта ток от 10 до 100 милиампера непрекъснато.



LED често се използват в приложения индикатор осветление. Поради много дълъг живот и нисък ток на работа, те са идеални заместители за нажежаема индикаторни светлини. В началото на LED дойде само в червено. Следваща зелен и кехлибар. До средата на 1990-те сини и бели LED са били развити.


4. Лампа с нажежаема жичка
В лампата с нажежаема жичка се използва ефектът на нагряване на проводник с високо съпротивление (най-често сплав на волфрама) при протичане през него на електрически ток. За получаване на видимо излъчване на светлина е необходимо температурата да се повиши до няколко хиляди градуса.

Само малка част от излъчваната светлина е във видимия за човешкото око спектър, а основен дял се пада на инфрачервените лъчи. Част от потребената енергия се ‘хаби’ в процесите на топлоотдаване и топлопроводимост. За увеличаване на така наречената ‘бяла’ светлина е необходимо да се увеличи и температурата на нагряване на проводника, поради което се използват метали с висока точка на топене – най-често волфрам ( 3410 ºC ) и по-рядко осмий ( 3045 ºC ).

В условията на въздух при такава температура на нагряване волфрамът би се превърнал в окис, което налага проводникът да бъде защитен в стъклен балон ( колба ). Първоначално използваните колби са били вакуумирани, при което става изпарение на метала, бързо изтъняване на спиралата и затъмняване на стъклото на колбата. Ето защо по-късно започва пелненето на колбите с благороден газ, най-често с аргон. Вакуумирани колби се използват и сега, на за лампи с малка мощност.
Конструкция



Лампата с нажежаема жичка се състои най-общо от 3 елемента – цокъл, проводници и стъклен балон ( колба ).

Цокълът е основа на лампата с винтова резба и има за задача да свърже лампата с източника на електрически ток и да поддържа другите ѝ съставни части.

Стъкленият балон ( колба ) защитава нагряващия се проводник от околната среда (най-вече от въздуха). Колкото по-голяма е мощността на лампата, толкова по-голям е обемът на балона. При съвременните лампи балонът е изпълнен с буферен газ, което намалява скоростта на изпарение на награвяния метал. Тъй като използването на благороден газ оскъпява лампите, като компромис е възприето да се добавя азот. При по-скъпите лампи се използват газовете криптон и ксенон.

Нагряващият се проводник в съвременните лампи е под формата на двойна винтова линия от волфрамово-осмиева сплав, най-често с дебелина 40-50 микрона.
Ефективност и алтернативи
Приблизително 95% от енергията, консумирана от лампата с нажежаема жичка, се отделя като топлина, а само 5 % - като видима светлина. За да отдели определено количество светлина, лампа с нажежаема жичка с 5% ефективност произвежда повече топлина (и консумира повече енергия) от луминесцентна лампа (с 7%-15% ефективност). Възможни заместители на стандартната лампа с нажежаема жичка за целите на осветление са:

луминесцентни лампи, които често се използват за осветление от търговски и държавни предприятия заради по-високата си ефективност и по-дълъг живот;

халогенни лампи;

компактни луминесцентни лампи (наричани още енергоспестяващи лампи), които могат да се поставят в същите фасунги, както и стандартната лампа с нажежаема жичка, което позволява 100 W стандартна лампа с нажежаема жичка да се замени с 23 W компактна луминесцентна лампа, която да произвежда същото количество светлина и има над 8 пъти по-дълъг живот.

5. Луминесцентни лампи
Енергията, необходима на атомите и молекулите, за да излъчат светлина, може да се получи и от нетоплинни източници. Такова излъчване не е свързано с температурата на тялото и се нарича луминесценция. Тъй като луминесценцията се наблюдава и при ниска температура, често я наричат студено светене. Примери за луминесценция са полярните сияния, светенето на някои насекоми (светулки), минерали, гниещи дървета и др. Повечето природни източници имат малък интензитет, откъдето идва и терминът "луминесценция", който на латински означава слаба светлина. Луминесцентно излъчване може да се предизвика по различни начини: чрез предварително облъчване на веществото със светлина или радиоактивни лъчения, под действието на електрично поле, в резултат на химични реакции, при механични въздействия и други. Най-широко приложение на луминесцентните източници на светлина намират газоразрядните лампи, които имат следното устройство: изтегля се въздухът от стъкления балон на лампата и той се запълва например с пари на натрия или живака или с разреден газ (неон, аргон и др.). При подаване на напрежение между анода и катода на лампата протича газов разряд, който е съпроводен с луминесцентно излъчване. Парите на металите и едноатомните газове излъчват характерните за дадения химичен елемент линейни спектри. Например излъчването на натриевите лампи е почти изцяло в областта около жълтата линия на натрия с дължина на вълната 589 nm (нанометра). Интензитетът на останалите линии от спектъра на натрия е малък.

Принципът на запалванв се състои в:

Веригата се затваря от устройство наречено стартер. Той затваря и прекъсва електрическата верига като по този начин създава необходимите условия за самоиндукция на високо напрежение в дросела (около 1000 V ), което е необходимо за запалване на лампата.

Дроселът е бобина с магнитопровод. Той има за цел да осигури високо напрежение за запалване на лампата и след това да ограничи протичащия през нея ток.

Тлеещият заряд в стартера започва при 160 V. Биметалните пластинки се нагряват, огъват се и затварят веригата, изстиват и разкъсват веригата. Това продължава до запалване на лампата. Напрежението при запалена лампа спада до 100 -130 V и стартерът спира да функционира.

Луминофорът нанесен от вътрешната страна на луминесцентните тръби превръща произведената в лампата невидима ултравиолетова светлина във видима светлина.

Средната продължителност на живот на луминесцентните тръби е 7500 часа и зависи от режима на работа на лампите. В сравнение с обикновените лампи тип нажежаема "жичка", техният спектър е по-близък до този на слънцето. Луминисцентните лампи са енергоспестяващи, което предполага и по-високата им цена. Обикновено те имат по-дълъг живот от лампите тип нажежаема жичка.

Кое е по - изгодно и качествено луминесцентните лампи или лампата с нажежаема жичка ?

Според статистиката, всеки пети не използва енергоспестяващи лампи от факта, че може да са вредни. Но се доказа, че не могат да навредят на хората. В действителност, те са вредни само за хората с много висока чувствителност към светлина и хора с епилепсия. Положителното е, че енергоспестяващите лампи консумират по-малко електроенергия , отколкото старите лампи. По-икономични са около 4 пъти. Това означава, че при закупуване на една лампа от 20 вата, тя ще свети като лампа с нажежаема жичка от 80 вата. Животът в качествените и скъпи лампи е 10 000-14 000 часа. По-евтините лампи с продължителност на живота с 5 000-10 000 часа. Поради това, че енергийно ефективните енергоспестяващи крушки използват по-малко електроенергия, за да осигурят същото количество светлина като традиционните крушки с нагреваема жичка, пеститм от разходите си за електроенергия. Но цената на самите крушки е по-висока от тази на стандартните,но от това, че енергоспестяващите имат доста по-дълъг живот, тоест е необходимо известно време, за да си изплатим инвестицията в тях. Другата важна особеност е, че крушките излъчват светлина с цветова температура 2700K (градуса по Келвин), светлина, която е почти идентична с тази на стандартните крушки с нажежаема жичка. Визуално няма да забележите разлика, но ако на такова осветление снимате с цифров фотоапарат без светкавица, на получените снимки ще забележите жълт оттенък.

Използвайки Енергоспестяващи Крушки PHILIPS – така се спестява 80% от изразходваната електро енергия в сравнение с обикновените ламипи с нажежаема жичка, освен това техният живот е и до 10 пъти по дълъг. Ако се сменят стандартните 60 ватови лампи с нажежаема жичка с равностойните по излъчвана светлина енергоспестяващи крушки 11 вата и те светят по четири часа на ден то за около 4 месеца ще се възвърнат инвестираните средства в Енергоспестяващи лампи. А от реализираната икономия на енергия в рамките на гаранционният срок от една година ще се спечелят три пъти размера на вложени пари за енергоспестяващи крушки.

Отговора на въпроса е, че енергоспестяващите лампи са по-добри от обикновената лампа с нажежаема жичка.


Вид

Ват (W)

Цокъл

Цвят

Живот

Цена (с ддс)

PHILIPS

8 W

E27

Топла св-на

10 000 h

4,99

PHILIPS

10 W

E 27

Топла св-на

10 000 h

4,99

PHILIPS

14 W

E 27

Топла св-на

10 000 h

4,99

PHILIPS

18 W

E 27

Топла св-на

10 000 h

4,99

PHILIPS

8 W

E 22

Топла св-на

10 000 h

4,99

PHILIPS

11 W

E 22

Топла св-на

10 000 h

4,99

PHILIPS

18 W

E 22

Топла св-на

10 000 h

4,99

PHILIPS

8 W

E 14

Топла св-на

10 000 h

4,99

PHILIPS

11 W

E 14

Топла св-на

10 000 h

4,99

PHILIPS

14 W

E 14

Топла св-на

10 000 h

4,99




Вид

Ват (W)

Цокъл

Цвят

Живот

Цена

OSRAM

8 W

E 27

Топла св-на

10 000 h

4,99

OSRAM

11 W

E 27

Топла св-на

10 000 h

4,99

OSRAM

11 W

E 22

Топла св-на

10 000 h

4,99

OSRAM

14 W

E 22

Топла св-на

10 000 h

4,99


От написаното до тук като заключение можем да кажем, че луминесцентните лампи са бъдещето на енергоспестяващото осветление. Те са икономически по-изгодни от старите лампи с нажежаема жичка, с които бяхме свикнали и които задължително ще трябва да заменим . От 1 септември 2012г. Европейският съюз ще забрани изцяло всички разновидности на класическите крушки за осветление с нажежаема жичка с мощност от 25 до 100 W. Мярката ще спомогне за реализирането на общоевропейския план за повишаване на енергийната ефективност на европейската икономика с 20% до 2020г.[1] Премахването на крушките с жичка от пазара ще става постепенно, като първи от щандовете ще изчезнат най-мощните крушки с мощност 100 W – от 1 септември 2009г. От същата дата през 2010г. ще спре продажбата на 75-ватови крушки, през 2011г. ще изчезнат 60-ватовите крушки, а на 1 септември 2012г. ще спре продажбата и на най-слабите крушки с нажежаема жичка от 25-40 W. Това е начинът да се допринесе за намаляването на въглеродните емисии. Няколко държави в света вече обявиха пълния си или частичен отказ от нажежаемите крушки, като Австралия, Нова Зеландия, Канада и Филипините.








База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница