I hundratusentals år har människor använt eldljus för att lysa upp, tills människor har känt till och bemästrat elektricitetens lag och uppfunnit den elektriska ljuskällan, har historien om mänsklig belysning med lampor gått in i ett nytt skede.
Början av att använda elektrisk energi för belysning
År 1802 inspirerades den ryske fysikprofessorn Pedrov av det faktum att den amerikanske fysikern Franklin använde metoden att flyga drakar för att leda till gnistor: kan de elektriska gnistor som genereras när de två ändarna av batteripaketet är sammankopplade med kablar bli bestående ljus för belysning? Han hittade “bågen” och tänkte att “om två kolstavar är nära varandra kommer ett mycket starkt vitt ljus eller en vit låga att dyka upp mellan dem, vilket gör att kolstavarna brinner snabbt eller långsamt, och kan helt lysa upp det mörka rummet. .” Detta är det tidigaste uttalandet om elektrisk belysning, som markerar ett historiskt steg i människans omvandling från el till ljus.
År 1809 tillverkade David, en brittisk kemist, ett stort batteri själv, som använde 2000 voltaiska batterier och fick en starkare och ljusare båge. Pedrov liknar Davids experimentella anordning, som faktiskt är rudimentet för en ny sorts kolbågslampa för lampa.
Ungefär 30 år senare ersatte en del vanligt kol med hård och tät koks, och båglystiden förlängdes mycket. Senare installerade franska forskare en klocka och klocka på bågljusanordningen, så att den automatiskt kan justera avståndet mellan två kolstavar. På så sätt föddes den första kolbågslampan officiellt.
År 1876 gjorde den ryske elektrikern Yabulochkov en stor reform av båglampan, och fick två kolstavar att stå sida vid sida med en isolerande skiva i mitten. Han använder också en anordning som hela tiden kan ändra riktningen på strömmen, så att de två kolstavarna växelvis fungerar som anod och katod, så att förbränningshastigheten för de två kolstavarna är i princip densamma, och avståndet mellan ändarna kan fortsätter vara oförändrat. Eftersom de två kolstavarna som står sida vid sida är som ljus när de lyser, kallar folk dem för “elektriska ljus”. Varje elektriskt ljus kan hålla i cirka 2 timmar.
Under de senare åren av 1870-talet var elektriska ljus en gång populärt eftersom dess ljuseffektivitet var högre än gaslampans och nådde 40-60lm / W. Elektriska ljus som investerats och tillverkats av den franska General Electric Association har använts som gatlyktor. Bara i Paris har tusentals elektriska ljus använts istället för tiotusentals fotogenlampor på gatorna. Tillkomsten av båglampa har öppnat upp en ny era av elektrisk belysning, men det elektriska ljuset förbrukar mycket elektricitet, har en kort livslängd, strålar ut mycket ultravioletta strålar, släpper ut skadliga gaser och är svårt att underhålla. Så efter att glödlampan dök upp eliminerades den helt inom belysningsområdet.
Uppfinnandet av den första glödlampan
Ljuskällan vars ström flyter genom ledaren gör den varm och lysande kallas glödlampa. Den 21 oktober 1879 tillverkade Edison, den store amerikanske uppfinnaren, världens första praktiska glödlampa i sitt laboratorium. Edison sammanfattade den tidigare erfarenheten och förbättrade förkolningsmetoden. Han fyllde en bit bomullstråd med kolpulver, böjde den till en hästskoform, lade den i en lerdegel, värmde den vid hög temperatur för att göra en lamptrådsledare och förseglade sedan koltråden i glasskalet för att extrahera luft inuti för att bilda den första vakuumkolglödlampan.
Ljuseffektiviteten för denna lampa är ca 1,41m/w när den är tänd i ca 45h. Detta beror på att även om smältpunkten för kol är relativt hög (minst 4100k), är dess emissionseffektivitet mindre än 1, och förångningshastigheten är mycket hög, vilket gör det omöjligt att tillverka lampor med lång livslängd och hög ljuseffektivitet. Kolglödlampan designad 1881 har en livslängd på 600H och en ljuseffektivitet på mindre än 20lm/W.
Utvecklingshistorik för elektrisk ljuskälla
Låt oss granska utvecklingshistorien för elektrisk ljuskälla från följande aspekter
- Termisk strålningskälla
1906 tillverkades den första vakuumglödlampan med volframtråd. 1913 släpptes glödlampan fylld med argonkväveblandning på marknaden. 1959 tillverkades halogenwolframlampan fylld med jod. Livslängden och ljuseffektiviteten för glödlampan ökas av volframhalogenlampan. Livslängden är 2000-3000h och ljuseffektiviteten är 20-251m / W. 1963 användes tantalkarbidtråd framgångsrikt i glödlampor. Lampornas färgtemperatur var 3500-3600k, och ljuseffektiviteten var högre än för volframhalogenlampor.
- Gasurladdningsljuskälla
I början av 1900-talet uppträdde gasurladdningslampor fyllda med inert gas. Den tidigaste lampan var fylld med neongas, kallad neonlampa, som avgav orange ljus; fylld med argongas, som avgav blåviolett ljus; fylld med koldioxid, som avgav vitt ljus. Ljuseffektiviteten för denna typ av gasurladdningslampa är 10 ~ 201m / W.
1923 tände Compton och skåpbilstvättar den första lågtrycksnatriumlampan med en ljusutbyte på mer än 200 LM/W. Det var dock inte förrän 1932 innan den skarpa lågtryckslampan verkligen kom in på valutamarknaden.
1936 tillverkades lysröret. På grund av det låga trycket av kvicksilverånga i röret kallas det också lågtrycksurladdningslampa. Den första storskaliga användningen av lysrör var på världsutställningen i New York 1939, då lampornas ljuseffektivitet var cirka 40 im/W.
1973 tillverkades ett lysrör med rött, grönt och blått smalt spektrum av sällsynta jordartsmetaller, som kallas “tre primära färger” lysrör. Ljuseffektiviteten kan ökas till mer än 80 lm / W. Kompakt lysrör (ensidigt lysrör) tillverkades 1980 och högfrekvent elektrodlöst lysrör tillverkades 1991.
I slutet av 1906 upptäckte kueher och reichensky först högtrycksutsläpp av kvicksilverånga, men det var inte förrän på 1930-talet som de tillverkade en högtryckslampa för kvicksilverånga. Metallhalogenlampor tillverkades 1964. 1966 dök högtrycksnatriumlampa upp på marknaden.
År 1802 upptäckte Ritter ultraviolett ljus, men det var inte förrän på 1930-talet som människan gjorde den första ultravioletta lampan. UV-ljus som kan användas i praktiken
Ljuskällor dök inte upp förrän på 1960-talet. Ultraviolett lampa används ofta inom medicin, industri, fiske, jordbruk, textil, tryckning och andra industrier.
Kemisk blixt gjordes på 1930-talet. Denna typ av ljus användes främst för fotografering och ersattes gradvis av elektronisk blixt. 1960 designade Mayman först Ruby solid state laser. 1961 beskrev Javan första gången He Ne gaslaser. Laser är uppkallad efter den första bokstaven i “ljusförstärkning genom stimulerad emission av strålning”. Laserfabriker används ofta inom vetenskap, kommunikation, industri, medicin och militära områden.
1910 installerades världens första kommersiella neonlampa tillverkad av Claude, den franska vetenskapsgraven, i palatsbyggnaden i Paris
Belysningsdekoration är en succé.
På 1930-talet tillverkades den fluorescerande neonlampan, som kraftigt berikade neonlampans färg. Efter 1970-talet öppnade användningen av sällsynta jordartsmetaller trikromatiska fosforer upp ett nytt skede i neonlampans historia. Neon introducerades i Kina 1926. 1927 installerades Kinas första inhemska neonaffischlampa på Shanghai Central Hotel.
- Elektroluminescensljuskälla
1936 upptäckte Dasteo att vissa fosforer placerades i ett tillräckligt starkt tvärsnitt. Den kan avge ljus i ett variabelt elektriskt fält. En praktisk elektroluminescensanordning tillverkades 1958 (Ljuskälla EL-panel). 1962 tillverkades en praktisk LED (LED), som avger rött ljus med en ljuseffektivitet på endast 0,1lm/w, producerade grönt ljus 1968, LED-blått ljus 1994, Led löser problemet med tre primärfärger som saknas. Vit LED tillverkades 1996 och LED introducerades på marknaden 1998.
Utvecklingen av Solid State luminescensljuskälla är snabb, från det initiala monokromatiska ljuset, ljuseffektiviteten är 0,1im/w till fullfärgsljuset, ljuseffektiviteten är 40lm ~ 80lm/W, från den initiala applikationen i indikatorer och displayer till applikationen i allmänbelysning. Inom belysningsområdet visar den på goda möjligheter till tillämpning.
Vad är glödlampa?
Termisk strålning är ett fenomen som orsakas av den interna termiska rörelsen av föremål.
Alla föremål har termisk strålning. Ju högre temperatur, desto högre värmestrålningsintensitet. När temperaturen är låg strålar den infrarött; när temperaturen når 500 ° C producerar den mörkrött synligt ljus; när temperaturen når 1500 ° C avger den glödljus. Spektrum av termisk strålning är kontinuerligt spektrum. Ljuskällan tillverkad enligt principen om termisk strålning kallas värmestrålningsljuskälla.
Glödlampa är gjord av elektricitet enligt principen om värmestrålning
Ljuskälla. Den lyser genom att värma upp glödtråden med en elektrisk ström. Eftersom glödtråden fungerar i ett varmt tillstånd kallas det glödlampa.
Glödtråden är vanligtvis en spiral volframfilament, som är installerad i ett transparent glasskal och kan fyllas med vakuum eller inert gas. Glödlampa i allmänhet under 40W är en vakuumlampa, över 40W är en uppblåsbar glödlampa.
Glödlampans egenskaper är lågt pris, enkel krets, direkt belysning utan hjälpanordningar, kan arbeta i en bred omgivningstemperatur, liknande en punktljuskälla, och underlättar god optisk kontroll. Dess nackdelar är: ljuseffektiviteten är relativt låg (10 ~ 25lm / W); temperaturen på glasskalet är hög när det antänds; livslängden är kort (1000h), livslängden påverkas kraftigt av förändringen av strömförsörjningsspänningen, spänningen ökar med 5% och livslängden förkortas med nästan 20%, den infraröda strålningen är stor, vilket påverkar serviceintervall, kommer livslängden att förkortas på grund av värmevibrationer eller mekaniska vibrationer.
Glödlampor är inte alla vakuum. I allmänhet är glödlampan under 40W vakuum, och lampan över 40W är uppblåsbar. I allmänhet är det en blandning av kväve och argon, där kväve är 8% – 14% och argon är 86% – 92%. Även om krypton och xenongas har mindre värmeledningsförluster, används de bara i speciella glödlampor på grund av deras höga pris.
Det finns flera typer av lysrör för belysning vanligtvis:
(1) Enligt strukturen finns det lysrör med dubbla ändar (rakrör), lysrör med enkel ände, självförstörande lysrör och elektrodlösa lysrör.
(2) Enligt lampans elektrodstruktur finns det varmkatodlampa (inklusive förvärmningslysrör, snabbstartslysrör och direktstartlysrör), kallkatodlampa och elektrodlös lampa. Bland dem:
Förvärmningslampa: lampelektroden måste förvärmas innan start. I allmänhet används startmotorn för att förvärma glödtråden, eller manuellt.
Momentanstartlampa: lampelektroden behöver inte förvärmas och kan startas med högspänning i kallt tillstånd. Endast ett stift behövs i varje ände av lampan.
Snabbrörlig lampa: lampelektroden förvärms av elektrodens värmeslinga i ballasten utan startmotor.
För närvarande är de vanligast använda lysrören i Kina huvudsakligen av förvärmningstyp.
(3) Enligt klassificeringen av beläggningsmaterial är lamporna belagda med halofosfatfosfor vanliga lysrör, som kan producera lysrör med olika färgtemperaturer på 2500-7500k. Nackdelen är att ljuseffektiviteten är relativt låg och färgåtergivningen dålig. Lampan belagd med sällsynt jordartsmetallfosfor (som kan producera rött, grönt och blått smalbandsspektrum) kallas “trefärgs” lysrör. Den kännetecknas av hög ljuseffektivitet och bra färgåtergivning.
(4) Klassificerade efter ljus färg finns det varmvit, standardvit, solljusfärg etc., som kan anpassa sig till behoven i olika miljöer.
När innehållet av aktivatormangan och antimon i fosforn ändras kan färgen på fosfor ändras från blått till orange, inklusive olika vitt ljus.
För närvarande finns det sex färger av “vita” lysrör: dagsljusfärg (6500k), neutralvit (5000K), kallvit (4000K), vit (3500K), varmvit (3000K) och glödlampsfärg (2700K).
Lampan med “tre primära färger” fosfor kan framställas genom att ändra förhållandet mellan röd, grön och blå fosfor.
