|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
HISTORIA TECHNOLOGII, TECHNOLOGII, OBIEKTÓW WOKÓŁ NAS
Lampa elektryczna. Historia wynalazku i produkcji
Katalog / Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas Żarówka jest sztucznym źródłem światła, w którym światło jest emitowane przez żarzący się korpus podgrzany prądem elektrycznym do wysokiej temperatury. Jako korpus włókna najczęściej stosuje się cewkę z metalu ogniotrwałego (najczęściej wolframu) lub włókna węglowego. Aby zapobiec utlenianiu żarnika w kontakcie z powietrzem, umieszcza się go w kolbie próżniowej lub kolbie wypełnionej gazami obojętnymi lub parami halogenów.
W ostatnich dziesięcioleciach XIX wieku oświetlenie elektryczne weszło w życie wielu europejskich miast. Pojawiając się najpierw na ulicach i placach, bardzo szybko przeniknął do każdego domu, do każdego mieszkania i stał się integralną częścią życia każdego cywilizowanego człowieka. Było to jedno z najważniejszych wydarzeń w historii techniki, o ogromnych i wielorakich konsekwencjach. Szybki rozwój oświetlenia elektrycznego doprowadził do masowej elektryfikacji, rewolucji energetycznej i poważnych zmian w przemyśle. Wszystko to jednak nie mogłoby się wydarzyć, gdyby wysiłki wielu wynalazców nie stworzyły dla nas tak powszechnego i znanego urządzenia jak żarówka elektryczna. Wśród największych odkryć dziejów ludzkości bez wątpienia należy do jednego z najbardziej zaszczytnych miejsc. W XIX wieku rozpowszechniły się dwa rodzaje lamp elektrycznych: żarówki i lampy łukowe. Żarówki łukowe pojawiły się nieco wcześniej. Ich blask opiera się na tak ciekawym zjawisku, jakim jest łuk elektryczny. Jeśli weźmiesz dwa przewody, podłącz je do wystarczająco silnego źródła prądu, podłącz je, a następnie odsuń je kilka milimetrów od siebie, wtedy między końcami przewodów powstaje coś w rodzaju płomienia z jasnym światłem. Zjawisko będzie piękniejsze i jaśniejsze, jeśli zamiast metalowych drutów zostaną zastosowane dwa spiczaste pręty węglowe. Przy wystarczająco dużym napięciu między nimi powstaje światło o oślepiającej mocy.
Po raz pierwszy zjawisko łuku elektrycznego zaobserwował w 1803 roku rosyjski naukowiec Wasilij Pietrow. W 1810 r. angielski fizyk Devi dokonał tego samego odkrycia. Obaj uzyskali łuk elektryczny, wykorzystując dużą baterię ogniw, pomiędzy końcami prętów węgla drzewnego. Obaj pisali, że łuk elektryczny można wykorzystać do celów oświetleniowych. Ale najpierw trzeba było znaleźć bardziej odpowiedni materiał na elektrody, ponieważ pręty węglowe wypalały się w ciągu kilku minut i były mało przydatne w praktyce. Lampy łukowe miały jeszcze jedną niedogodność - w miarę przepalania się elektrod konieczne było ciągłe przesuwanie ich do siebie. Gdy tylko odległość między nimi przekroczyła pewne dopuszczalne minimum, światło lampy stawało się nierówne, zaczęło migotać i gasło. Pierwsza ręcznie regulowana lampa łukowa została zaprojektowana w 1844 roku przez francuskiego fizyka Foucaulta. Zastąpił węgiel drzewny paluszkami z twardej coli. W 1848 roku po raz pierwszy użył lampy łukowej do oświetlenia jednego z paryskich placów. Było to krótkie i bardzo kosztowne doświadczenie, ponieważ jako źródło energii elektrycznej służyła potężna bateria. Następnie wynaleziono różne urządzenia, sterowane mechanizmem zegarowym, który automatycznie przesuwał elektrody podczas ich spalania. Oczywiste jest, że z punktu widzenia praktycznego użytkowania pożądane było posiadanie lampy, która nie byłaby skomplikowana przez dodatkowe mechanizmy. Ale czy można się bez nich obejść? Okazało się, że tak. Jeśli położysz dwa węgle nie obok siebie, ale równolegle, aby łuk mógł powstać tylko między ich dwoma końcami, to dzięki temu urządzeniu odległość między końcami węgli pozostaje zawsze niezmieniona. Konstrukcja takiej lampy wydaje się bardzo prosta, jednak jej stworzenie wymagało dużej pomysłowości. Został wynaleziony w 1876 roku przez rosyjskiego inżyniera elektryka Jabłoczkowa, który pracował w Paryżu w warsztacie akademika Bregueta. Świeca Jabłoczkowa składała się z dwóch prętów wykonanych z gęstego węgla obrotowego, ułożonych równolegle i oddzielonych płytą gipsową. Ten ostatni odgrywał podwójną rolę, ponieważ służył zarówno do łączenia węgli ze sobą, jak i do ich izolowania, umożliwiając tworzenie się łuku elektrycznego tylko między górnymi końcami węgli. Gdy węgle paliły się od góry, płyta gipsowa topiła się i odparowywała, tak że końcówki węgli zawsze wystawały kilka milimetrów ponad płytę.
Świece Yablochkov przyciągnęły uwagę wszystkich i zrobiły dużo hałasu. W 1877 roku z ich pomocą zainstalowano po raz pierwszy energię elektryczną uliczną na Avenue de L'Opera w Paryżu. Wystawa Światowa, która została otwarta w następnym roku, dała wielu inżynierom elektrykom możliwość zapoznania się z tym wspaniałym wynalazkiem. Pod nazwą „Russian Light” świece Jabłoczkowa były później używane do oświetlenia ulicznego w wielu miastach na całym świecie. Lampy te są również ciekawe, ponieważ wymagały dla siebie wyłącznie prądu przemiennego, ponieważ szybkość spalania elektrod dodatnich i ujemnych w nich nie była taka sama, a przy prądzie stałym konieczne było pogrubienie elektrody dodatniej.
To dla Yablochkova Gramm stworzył swój pierwszy alternator. Ale wraz z zaletami świec Yablochkova miały swoje wady. Główną niedogodnością było to, że węgle w nich wypalały się bardzo szybko - świeca średniej wielkości świeciła nie dłużej niż dwie godziny. Ta wada była jednak nieodłączna w wielu innych lampach łukowych. Niejednokrotnie wynalazcy wpadli na pomysł zamknięcia łuku elektrycznego w atmosferze pozbawionej tlenu. W końcu dzięki temu lampa mogła palić się znacznie dłużej. Przez długi czas te próby kończyły się niepowodzeniem, ponieważ próbowali wypompować całe powietrze z całej lampy. Amerykański Jandus jako pierwszy wpadł na pomysł umieszczenia pod kopułą nie całej lampy, a jedynie jej elektrod. Gdy wystąpił łuk elektryczny, tlen zawarty w naczyniu szybko reagował z gorącym węglem, tak że wkrótce wewnątrz naczynia utworzyła się neutralna atmosfera. Chociaż tlen nadal płynął przez szczeliny, jego wpływ został znacznie osłabiony, a taka lampa mogła palić się nieprzerwanie przez około 200 godzin.
Ale nawet w tak ulepszonej formie lampy łukowe nie mogły być szeroko stosowane. Łuk elektryczny jest bardzo silnym źródłem światła. Jasność jego spalania nie może być zmniejszona poniżej pewnej granicy. Dlatego do oświetlania dużych hal, dworców czy placów wykorzystano lampy łukowe. Ale całkowicie nie nadawały się do użytku w małych pomieszczeniach mieszkalnych lub roboczych. Pod tym względem żarówki żarowe były znacznie wygodniejsze. Każdy zna swoje urządzenie: prąd elektryczny, przechodzący przez cienką nić, podgrzewa je do wysokiej temperatury, dzięki czemu zaczyna jasno świecić. W 1820 roku francuski naukowiec Delarue stworzył pierwszą taką lampę, w której drut platynowy służył jako żarówka. Potem przez pół wieku prawie nie używano żarówek, ponieważ nie mogli znaleźć odpowiedniego materiału na żarnik. Na początku najwygodniejszy wydawał się węgiel. W 1873 roku rosyjski inżynier elektryk Lodygin wykonał żarówkę z żarnikiem z węgla obrotowego. Był pierwszym, który zaczął wypompowywać powietrze z balonu. W końcu udało mu się stworzyć pierwszą żarówkę, która miała pewne praktyczne zastosowanie, ale nadal była bardzo niedoskonała. W 1878 roku amerykańscy inżynierowie elektrycy Sawyer i Man znaleźli sposób na wykonanie małych łuków węglowych o małym przekroju poprzez zwęglenie kartonu w proszku grafitowym. Łuki te zostały zamknięte w szklanych kołpakach. Jednak te żarówki były bardzo krótkotrwałe.
W 1879 roku słynny amerykański wynalazca Edison zajął się ulepszaniem żarówki elektrycznej. Zrozumiał, że aby żarówka świeciła jasno i przez długi czas oraz miała równomierne, nieruchome światło, konieczne jest, po pierwsze, znalezienie odpowiedniego materiału na nić, a po drugie, nauczenie się tworzenia bardzo rozrzedzone miejsce w balonie. Przeprowadzono wiele eksperymentów z różnymi materiałami, które zostały ustawione z charakterystycznym dla Edisona zakresem. Szacuje się, że jego asystenci przetestowali co najmniej 6000 różnych substancji i związków, a na eksperymenty wydano ponad 100 tysięcy dolarów. Początkowo Edison zastąpił kruchy papierowy węgiel drzewny bardziej wytrzymałym z węgla, potem zaczął eksperymentować z różnymi metalami, a w końcu osiadł na nitce zwęglonych włókien bambusa. W tym samym roku, w obecności trzech tysięcy osób, Edison publicznie zademonstrował swoje żarówki elektryczne, oświetlając nimi swój dom, laboratorium i kilka przyległych ulic. Była to pierwsza żarówka o długiej żywotności nadająca się do masowej produkcji.
Ponieważ produkcja nici z bambusa okazała się dość kosztowna, Edison opracował nową metodę ubierania ich ze specjalnie przetworzonych włókien bawełnianych. Najpierw bawełnę umieszczono w gorącym roztworze chlorku cynku, gdzie stopniowo się rozpuszczała. Powstałą ciecz zagęszczano pompką do stanu pasty i wyciskano przez cienką rurkę do naczynia z alkoholem. Tutaj zamienił się w cienką nitkę i nawinął na bęben. Powstała nić została uwolniona z roztworu chlorowo-cynkowego w kilku operacjach pośrednich, wysuszona, pocięta, zamknięta w kształcie litery V i zwęglona w piecu bez dostępu powietrza. Następnie na włókna natryśnięto cienką warstwę węgla. Aby to zrobić, umieszczono je pod czapką wypełnioną gazem oświetleniowym i przepuszczono przez nie prąd. Pod działaniem prądu gaz rozłożył się, a na włóknie osiadła cienka warstwa węgla. Po tych wszystkich skomplikowanych operacjach wątek był gotowy do użycia. Proces tworzenia żarówki był również bardzo skomplikowany. Nić została umieszczona w szklanej nasadce pomiędzy dwiema platynowymi elektrodami wtopionymi w szkło (konieczne było użycie drogiej platyny, ponieważ miała ona taki sam współczynnik rozszerzalności cieplnej jak szkło, co było bardzo ważne dla uzyskania szczelności). W końcu za pomocą pompy rtęciowej powietrze zostało wypompowane z bańki, tak że pozostała w niej nie więcej niż jedna miliardowa powietrza, które zawierała pod normalnym ciśnieniem. Po zakończeniu wypompowywania żarówka została przylutowana i postawiona na podstawie ze stykami do wkręcenia we wkład (zarówno wkład jak i podstawa, a także wiele innych elementów oświetlenia elektrycznego, które przetrwały w niezmienionej postaci do dziś - włączniki , bezpieczniki, liczniki elektryczne i wiele więcej - również wymyślił Edison). Średnia żywotność żarówki Edisona wynosiła 800-1000 godzin ciągłego palenia. Przez prawie trzydzieści lat żarówki były wytwarzane w opisany powyżej sposób, ale przyszłość należała do żarówek z metalowym żarnikiem. W 1890 Lodygin wpadł na pomysł zastąpienia włókna węglowego metalowym drutem wykonanym z ogniotrwałego wolframu, który miał temperaturę żarzenia 3385 stopni. Jednak przemysłowa produkcja takich żarówek rozpoczęła się dopiero w XX wieku. Autor: Ryzhov K.V.
▪ rower
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Stworzył sztuczny nerw do zwalczania przewlekłego bólu ▪ najmniejsze urządzenie magazynujące ▪ Bakterie w kosmosie stają się coraz bardziej odporne na antybiotyki ▪ Nowa platforma debugowania dla procesorów DaVinci
▪ sekcja serwisu Parametry komponentów radiowych. Wybór artykułów ▪ artykuł Philipa Kotlera. Słynne aforyzmy ▪ artykuł Dlaczego pojawiła się linia Masona-Dixona? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Dzika róża Maj. Legendy, uprawa, metody aplikacji ▪ artykuł Jak sprawić, by niewidzialne stało się widoczne. Doświadczenie chemiczne
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony