В 21 столетии осветительные приборы окружают человека на каждом шагу, они используются в самых разнообразных случаях. Ещё совсем недавно в историческом масштабе мысль, что колба может светить, была совершенно невообразима. Возмущаться мнимой «дикостью предков» не стоит: узнать «элементарные» физические факты не так просто, как кажется.
6 фактов о «классике»
Раньше всего распространились лампы накаливания, использовавшиеся повсеместно свыше 100 лет, да и теперь ещё местами применяемые.
1. Кто же автор?
Подавляющая часть статей, рассказывающих о создании лампы накаливания, упоминает только о Томасе Эдисоне и Александре Лодыгине, только по-разному расставляет приоритеты. Однако над этим изобретением потрудились и иные изобретатели, причём задолго до того, как Эдисон и Лодыгин вообще начали свою работу.
В 1838 году бельгиец Жобар сконструировал угольную лампу накаливания. Поскольку она была открытой, срок эксплуатации составлял примерно полчаса. Спустя два года переселившийся в Британию французский физик Уоррен де ла Рю додумался использовать разогреваемую металлическую нить. Поскольку она была платиновой, ограничились демонстрацией.
В 1854 году Генрих Гёбель создаёт более дешёвую лампочку: она представляла собой цилиндрическую ёмкость со стержнем из бамбука. Немецкий часовых дел мастер впервые применил вакуум, который обеспечивался вытеснением воздуха ртутью. Получившееся устройство могло светить несколько часов подряд.
Александр Лодыгин ровно через 20 лет после Гёбеля получает патент на лампу с угольным стержнем, вставленным в герметичную ёмкость. Это было первое изделие, пригодное хоть как-то для бытового применения. Именно Лодыгину удалось создать и вольфрамовую конструкцию, права на которую он был вынужден продать эдисоновской компании.
Джозеф Суон дважды пробовал изобрести лампу накаливания — в 1850-х с бумажной нитью, пропитанной углекислотой, в 1878 году получил патент на сосуд с хлопковой нитью, откуда откачали воздух.
В 1879 году Томас Алва Эдисон создаёт угольную лампу, работавшую примерно 40 часов. Он же изобрёл цоколь с резьбой, используемый и поныне, даже в самых современных моделях.
2. Свет и сон
До распространения электрического освещения средняя продолжительность сна была гораздо выше, чем сейчас. Он практически всегда совпадал с тёмным временем суток. После электрификации ночное время у большинства людей сдвинулось.
3. Лампочка Ильича
В нашей стране широкое распространение электрических ламп началось в результате воплощения плана ГОЭЛРО. Образное название осветительного прибора появилось в результате ряда публикаций в газетах, которые описывали торжественный пуск сельской электростанции Кашино. Да, по современным меркам «те самые» лампочки выглядят примитивно. Однако именно они стали первым электроприбором в жизни миллионов людей.
4. Тепло или свет?
Разогрев металлической нити, даже при тщательном усовершенствовании конструкции, имеет КПД не выше 10%. Остальные 90–95% электроэнергии превращаются в тепло.
5. «Столетняя лампа»
В пожарном депо американского города Ливермор есть сделанная вручную лампа накаливания. Она, по заявлению пожарной службы, светит (с очень редкими перерывами) с 1901 года. Считается, что такая долговечность поддерживается благодаря очень сильному недокалу и существенному снижению КПД. Однако объективных доказательств столь долгой работы просто нет.
6. Влияние напряжения на свечение
Если сетевое напряжение меняется всего на 5%, испускаемый свет становится ярче или тусклее на 15%. Так, поступление тока 207 В на лампочку номинальной мощности 60 Вт заставляет её работать в режиме 40 Вт.
6 фактов про люминесцентные лампы
Крупные недостатки традиционных светильников заставили перейти на энергосберегающие технологии. В 1990-х годах широко распространились компактные люминесцентные лампы.
1. Содержание криптона-85
Самые первые серийные образцы таких устройств делались с использованием изотопа криптона. Однако в современных моделях от него отказались.
2. Без ртути нельзя
Несмотря на все заверения производителей, сделать люминисцентную лампу, не содержащую ртуть, невозможно. Количество опасного металла невелико, не более 5 мг, однако лёгкое отравление может произойти.
3. Необыкновенная устойчивость
В отличие от других источников света, такие лампочки не меняют интенсивность свечения с течением времени. Они даже не мерцают.
4. Режим использования очень важен
Сберегать электричество можно лишь при условии длительного, непрерывного использования ламп для освещения. Парадоксально, но факт — частые выключения не только не экономят электроэнергию, но и увеличивают её расход. Значительное количество тока тратится на запуск дросселя и люминофора. Период эксплуатации из-за этого тоже сокращается.
5. Люминесцентный — значит долговечный
В среднем такие лампочки служат 10000 часов, тогда как лампы накаливания — в 8 или 10 раз меньше.
6. С энергосбережением не всё однозначно
Если смотреть на световую отдачу, то есть КПД, то у светодиодных ламп она гораздо выше. Только по традиции люминесцентные лампы называют энергосберегающими, да и по средней продолжительности работы они втрое уступают светодиодным.
7 необычных фактов про LED
Именно такие лампы стали широко использоваться в быту и в различных учреждениях.
1. С чего всё началось
Освещение на светодиодах было разработано американцем Ником Холоньяком. Однако доступные по цене модели создали только спустя 30 лет в Японии.
2. Сначала это было очень дорого
С 1962 по 1968 год светодиодные светильники стоили примерно как 50% средней месячной зарплаты в развитых странах.
3. Мороз только в радость
LED при низкой температуре светят ярче, а срок их службы возрастает. Недаром именно такие светильники применяют в Антарктиде.
4. Дезинфекция продуктов
Исследования позволили выяснить, что светодиодные лампы тормозят развитие микроорганизмов. Поэтому их стали чаще устанавливать над витринами с продуктами.
5. Минимальная пожарная опасность
Светодиоды почти не выделяют тепла. В нескольких сантиметрах от них нагрев уже практически отсутствует. Поэтому такие приборы хорошо подходят для установки рядом с древесиной, пластмассой.
6. Завышенные ожидания
Ряд поставщиков светодиодных лампочек обещает, что они прослужат 50000 часов. В теории добиться этого вполне реально. Однако, чем дольше используется такое устройство, тем больше падает интенсивность светового потока. Практически нигде нет смысла использовать светильник, если он стал тусклее на 50%.
7. От чего зависит цвет?
Окраска колбы не влияет на характеристики испускаемого света. Всё решает вид полупроводника, использованного внутри лампы. Синий и зелёный тона получают, комбинируя соединения индия и галлия. Жёлтое или красное свечение достигается за счёт дозирования фосфида галлия.