Лампа накаливания представляет собой искусственный источник освещения, свет в котором выпускает тело накала. Оно разогревается электрическим токам до высоких температур. В качестве тела накала обычно применяют вольфрамовую спираль или угольную нить. Для исключения окисления тела накала вследствие влияния воздуха его требуется поместить в колбу. Сегодня такое приспособление считается весьма привычным, однако историю лампы накаливания знают не все.
Как выглядит лампа накаливания
Лампа накаливания – это электрический источник света. Его основа состоит из тугоплавкого проводника, который выполняет функции тела накала. Проводник находится в стеклянной колбе, внутрь которой накачивают инертный газ или полностью выпускают воздух.
После прохождения через проводник электрического тока лампа источает световой поток. Считается, что лампочку накаливания придумал Томас Эдисон. Однако вклад в появление этого устройства внесли многие исследователи.
Как она работает
Принцип работы устройства основывается на том, что при прохождении электротока по телу канала этот элемент разогревается. Как следствие, повышается температура вольфрамовой нити. В итоге нить начинает испускать электромагнитно-тепловое излучение. Чтобы добиться свечения, температура накала должна достигать около 2000 градусов. При уменьшении температуры в свечении будет появляться все больше красноватых оттенков.
Все недостатки лампы накаливания заключаются в температуре накала. Чем лучше требуется световой поток, тем более высокая температура нужна. При этом вольфрамовая нить отличается пределом накала. Если его превысить, источник света полностью ломается. Важно учитывать, что максимально допустимый порог нагревания составляет 3410 градусов.
Итак, к главным характеристикам устройств относят следующее:
- Световая отдача – представляет собой отношение излучаемого потока света к потребляемой мощности. Этот параметр измеряется в люменах на Ватт.
- Световой поток – это физический параметр, который характеризует количество световой мощности в определенном потоке излучения.
- Люмен – это единица измерения потока света.
История изобретения
Многих людей интересует, кто конкретно создал это устройство. Считается, что лампу накаливания придумал Томас Эдисон. Однако вклад в разработку внесли многие ученые.
Что использовали до ламп
До появления электричества люди применяли самые простые источники света – от обыкновенной лучины до ламп, которые зажигались посредством газа, растительного масла или топленого воска. В лампу часто добавляли также животный жир, чтобы она дольше горела. К тому же в нее нередко клали тканевый фитиль и затем его поджигали. Конструкция была похожа на свечу, накрытую прозрачным куполом.
Когда люди стали заниматься добычей и переработкой нефти, началась эпоха керосиновых ламп. Они быстро превратились в народный способ освещения и заменили слабый свет лучины и дорогостоящие восковые свечи.
Создание лампочки датируется периодом, когда электричество вначале появилось в городах, после чего оно получило широкое распространение и в селах.
Первые попытки ученых
Сложно сказать, кто первым придумал это устройство. Вклад в его появление внесли разные исследователи:
- В 1809 году английский ученый Деларю сделал первую лампу, которая имела платиновую спираль.
- Спустя 30 лет изобретатель из Бельгии Жобар придумал угольную лампу накаливания.
- Затем немецкий ученый Генрих Гебель представил первую версию рабочего источника света. Это произошло в 1854 году.
Лампочка немецкого образца обладала обугленной бамбуковой нитью, помещенной в вакуумированную емкость. В течение 5 следующих лет Генрих Гебель проводил исследования. В итоге он придумал первый опытный вариант рабочей лампочки накаливания.
В 1860 году английский исследователь Джозеф Суон предложил свои первые разработки в сфере источников освещения, а затем и запатентовал. Однако разработчик столкнулся со сложностями с созданием вакуума. В результате его лампы работали не слишком эффективно и не очень долго.
Изобретение Лодыгина
История лампы накаливания началась в 1872 году. Именно тогда русский исследователь Лодыгин решил пропускать электрический ток через угольный стержень. Он поместил изделие в пространство без воздуха. Для этого исследователь использовал прозрачную стеклянную колбу.
По мере повышения силы тока нарастала и интенсивность светоотдачи, пока не была достигнута температура плавления. После чего лампа гасла. Таким путем ученый установил идеальные режимы работы первых устройств. В результате в 1873 году в Петербурге было установлено несколько фонарей, оснащенных такими лампочками.
Вклад Томаса Эдисона
Одновременно с Лодыгиным работу над созданием лампы накаливания вел американский исследователь Томас Эдисон. В 1879 году ученый получил патент на модель с угольной нитью. Именно поэтому исследователя называют «отцом лампы накаливания». Однако работы над созданием такого устройства вели в различных странах почти в одинаковое время. Потому нельзя точно сказать, кто конкретно изобрел прибор.
Последующее развитие
После создания лампы с угольной нитью Лодыгин продолжил работать над ее совершенствованием. В 1890 году исследователь решил заменить нить накаливания металлической. Она изготавливалась из тугоплавкого металла – вольфрама. Его отличительной особенностью была довольно высокая температура плавления – около 3410 градусов.
Эдисон в этот период тоже занимался усовершенствованием устройства. Он предложил заменить в конструкции ламп придуманную им резьбовую систему патрон-цоколь. Такая модель применяется и сейчас почти в таком же виде.
В настоящее время цоколь в лампах помечают «Е-ХХ». При этом «Е» обозначает цоколь Эдисона, или Edison Screw, а «XX» – наружный диаметр в миллиметрах. Наиболее популярными считаются цоколи Е27 и Е14.
По мере развития технологий и новых открытий в колбы герметичных ламп начали закачивать азот, а после этого их стали заполнять инертным газом. Благодаря этому удалось сделать свечение ярким и продолжительным. Это стало настоящим прорывом первой половины двадцатого века.
В 1910 году физик из США Ленгмюр сделал еще одно важное открытие. Он решил использовать вместо ровной вольфрамовой нити материал, скрученный в спираль. Это помогло уменьшить размеры стеклянной колбы, увеличить срок эксплуатации и повысить параметры светоотдачи. Впоследствии технологический потенциал развивался, и спираль была усовершенствована. Таким образом, вначале появилась биспираль, а затем – и триспираль.
Интересные факты
Создание лампочки накаливания связывают с рядом интересных фактов:
- Эдисон делал нить для своего устройства из бамбуковых волокон.
- Цоколь и патрон для лампочки придумал Томас Эдисон.
- В небольшом городе США Ливермор имеется лампа ручной работы, мощность которой составляет 4 Ватта. Он горит с 1901 года и в народе называется столетней лампочкой. В 1972 году устройство даже попало в Книгу рекордов Гиннесса.
- Самая большая настольная лампа стоит в шведском городе Мальме. По высоте она достигает 6 метров. Устройство не только служит источником освещения, но и произносит слова на шведском языке.
- В лампочках накаливания используется вольфрам. Это обусловлено тем, что такой металл считается наиболее тугоплавким. Более высокой температурой плавления отличается только неметаллический элемент – углерод.
- Чтобы сделать обычную лампочку накаливания, понадобится как минимум 7 металлов.
- Чем меньше температура тела накаливания, тем меньше энергии подводится к нагреваемой проволоке. Она трансформируется в полезное видимое излучение и придает ему красноватый оттенок.
- Один из изобретателей лампы накаливания Александр Лодыгин придумал много других ценных устройств – индукционную печь, водолазный аппарат и электрический обогреватель для отопления.
История лампы накаливания считается достаточно интересной. Вклад в создание этого устройства внесли разные ученые. В результате удалось кардинально изменить жизнь людей того времени и запустить новый виток научно-технического прогресса.
За время существования лампочки претерпели много изменений и усовершенствований. Это помогло существенно увеличить качество их работы и продлить период эксплуатации.
Похожие записи:
Кто изобрел сахарную вату и когда придумали машину, история создания
Кто изобрел гипертекст и когда его придумали – история создания
В каком году придумали интернет и кто его изобрел – история создания и развития
История создания керосиновых ламп – когда они появились и кто изобрел
Что и когда изобрел Ломоносов, все его открытия и история их создания
Когда появился первый в мире робот и кто его изобрел – история создания
Кто изобрел биткоин и когда он появился – история создания криптовалюты
История создания газового фонаря и когда он появился