Kontrolka výboje

Výbojka - osvětlovací zařízení, princip činnosti je založen na spálení oblouku ionizovaného plynu. Jedná se o obrovskou rodinu, která na počátku XXI století zachytila ​​téměř tři čtvrtiny osvětlovacího segmentu na světě.Patří sem oblíbené zářivky, žárovky DRL.Dokonce ještě před uvedením do provozu osvětlovacích zařízení působících na úkor výboje plynu je v románu Jules Verne "Cesta do středu Země"( 1864).

Historie vývoje elektrostatické ionizace plynůČtenářům tento fenomén představil, je třeba vzít v úvahu zvláštnosti návrhu. V rtuťovém barometru je trubka, uzavřená od konce. Kromě toho je mísa. Obě položky jsou naplněny kovovou rtutí.

K určení tlaku se trubka ostře otočí a spustí do misky. Pak rtuť pod vlivem pozemské síly proudí dolů a vytváří vakuum nad sebou. Výsledkem je, že utěsněný konec trubky zůstává dutý a délka prázdného prostoru závisí na atmosférickém tlaku, který je vzhledem k rtuti v misce navržen tak, aby vyvažoval gravitační sílu.

Picard Barometer

Při přepravě barometru Picard spěchal a otřásl zařízením. V důsledku toho bylo sklo elektrizováno třením s rtuť a statická náboj způsobila ionizaci kovových par. Proces byl velmi usnadněn vytvořeným vakuem. Parní ortuť a dnes se používají v samostatných světelných zdrojích s plynem s výbojem. Například ultrafialová složka záře aktivuje fluorescenční lampu fosfor.

instagram viewer

Picard nedokázal vysvětlit zjištěný jev, ale okamžitě informoval o tom, co se stalo ve vědeckých kruzích. Později se studie zabývala slavným švýcarským matematikem Johantem Bernoulli.Úkol se ukázal být pro něj příliš tvrdý, ale tento učitel aktivně cvičil zážitek se záře, dal nápad francouzské akademii věd. V 1700, britský mechanik, částečný úvazek vědec, Francis Hoxby, viděl fenomén na demonstraci. Na základě Královské vědecké společnosti Británie se Hawksby aktivně zapojuje do experimentů.

Jako základ pro rozhodující experiment Hawksby přebírá model Gerickeho elektrostatického generátoru( 1660).Podle popisu stroje byla pevná kulička síry, která se otáčela na železné tyči. S třením dlaně operátora objekt získal během otáčení významný náboj. Další průběh myšlenek Hoxbyho je jasný.Guerickeho pokyny obsahovaly návrh na nasypání síry do skleněné koule, pak ji rozlomili. Anglický vědec minul uvedený krok. Bohužel není známo, zda dřívější práce( například pojednání Hilberta v roce 1600) měly představu o elektrifikaci skla, ale Hoxby předložil vhodný předpoklad.

Model Gerickeho elektrostatického generátoru

Výsledkem toho bylo, že experimentální sestava obsahovala místo sírové koule sklo s kapkami rtuti ve spodní části a v případě potřeby vzniklo vakuum uvnitř.Když se kulička otáčela na železné tyči a elektrifikovala třením s palmami, pozorovala se luminiscence, že kniha byla v těsné blízkosti. V roce 1705 prokázala anglická vědecká společnost první lampu s plynovou výbojkou. Správné vysvětlení bylo zajištěno, že v detekovaném jevu se podílela pára rtuti. Pak - průběh práce se zastavil po celé století.Neexistovala praktická aplikace nově objeveného jevu.

První plynové výbojky

Nelze říci, že 18. století bylo pro výzkum v oblasti elektřiny zbytečné, a to navzdory výše zmíněnému výrazu. Významné jsou díla Dufetu, který v roce 1733 navrhl přítomnost dvou druhů obvinění za účelem teoretického zdůvodnění pozorovaného jevu.Říká jim hřiště a sklenici. Toto je vysvětlení fenoménu, který považuje Gilbert v roce 1600:

1. Elektrifikovaná koule přitahuje těla.
2. Po dotyku míče se těla začnou vytlačovat z předmětu.

Dufet pochopil, že předmět po kontaktu získal náboj podobného označení.Co vysvětluje tento jev. Ale skutečný pokrok ve vědě začal, když státy zrušily trest za cvičení čarodějnictví.V důsledku toho se narodil Leiden Bank a Benjamin Franklin prokázal elektrickou povahu blesku, Volta vynalezl první elektrochemický zdroj energie. V roce 1729 se uskutečnil revoluční objev, který se stal základem pro ostatní: Stephen Gray přemýšlel, že spojuje vodiče a získá první elektrický obvod na světě.Od té doby proud začal vysílat na dálku.

Vynalezl v roce 1746 William Watson, elektrický stroj tavil náboj na hedvábných šňůrách, což umožnilo Jean-Antoine Nolletovi prokázat velkolepý oblouk v vypouštěném plynovém médiu. V bodě Gottfrieda navrhl Grummert, že takové osvětlení by bylo vhodné pro použití v dolech a místech, kde otevřený plamen zvyšuje pravděpodobnost výbuchu. Johann Winkler poznamenal, že není špatné používat dlouhé láhve ohnuté ve tvaru písmen abecedy namísto koulí, které předvídají vzhled Heuslerových trubek a televizní obrazovky.

O něco později, v roce 1752, Watson částečně implementoval tyto myšlenky( první zobrazení bylo patentováno v roce 1893).Například prokázání zkušeností s hoření oblouku v trubce o délce 32 palců.Díky tak skvělým objevům se v roce 1802 objevily dvě události bezprostředně významné pro danou problematiku:

• Angličan Humphrey Davy objevil fenomén záře platinového drátu vyhřívaného elektřinou.
• Náš krajan V. Petrov s pomocí voltaického sloupce sestávajícího z 4200 dvojic měděných a zinkových desek( podle jiných údajů - 2100).Pro srovnání, zdroj energie Sir Humphry Davy ukázal dvakrát méně energie( 2000 desek).

Petrovovy úspěchy byly zapomenuty pod vlivem událostí Vlastenecké války z roku 1812 a na základě ruského výplodu. V Anglii byla elektrická energie řešena vážně.Zásluhy Humphreyho Davyho jsou značné.Jako chemik, opakující experimenty zahraničního kolegy, začal experimentovat s různými plynárenskými médii. Samozřejmě, člen Královské vědecké společnosti byl seznámen s zkušenostmi Francise Hawksbyho a chtěl zkontrolovat, zda se nový objev stal opakováním raných pokusů o vytvoření umělých zdrojů světla.

Pokusy Francisa Hawksbyho

Tyto experimenty vedly k objevení lineárních spekter vypouštění plynu. Po cestě si Wollaston a Fraunhofer všimli vlastností slunečního záření, které později dovolilo Kirchhoffovi a Bunsenovi předpovědět složení sluneční atmosféry.Úzce souvisí s tímto tématem, je také rozhodováno o spektru vypouštění.Například sodíkové výbojky poskytují oranžové světlo a pomocí fosforu je nutné upravit rozdělení kmitočtu( lampy DRL).Pak Michael Faraday vzal obušku( od poloviny 30. let 19. století), ukázal proces oblouku v prostředí vzácných plynů.Heinrich Rumkorf také přispěl tím, že poskytl fyzikovi nástroj pro získání vysokonapěťových pulsů( Rumkorfova cívka, 1851).V roce 1835 zaznamenal Charles Wheatstone spektrum obloukového výboje v rtuťové páry, mimochodem zaznamenávající ultrafialovou složku.

Heusler výbojky

Výtvory Heuslera jsou považovány za první komerčně úspěšné.Datum narození se považuje za rok 1857.Uvedený sklář a fyzik na částečný úvazek se domnívali, že vložili 2 elektrody do baňky s vypouštěným plynem. Krmení na nich bylo vidět napětí oblouku. Geisler spojil objevy Petra a Hawksbyho. Obloukové smelovače v baňce s atmosférou plynných par. A dále - výběr barvy - není obtížné, založené na vývoji sir Humphrey Davy a Michaela Faradaye.

Od osmdesátých lét, Heusler trubky byly široce vyráběny pro zábavu veřejnosti. Dnes jsou neonové světla považovány za tvář Spojených států.Je pozoruhodné, že umístění v blízkosti zdrojů silného elektromagnetického záření - Tesla cívky - Heuslerové lampy se spontánně rozsvítí.Podmínky pro ionizaci vzácného plynného média jsou splněny. Výzkum spojený s hledáním technických řešení pro osvětlení vedl vědce k objevu elektronu, měření jeho náboje a hmoty, vznik světlých trubek.

Lampa Geisler

Mezitím v Rusku

Možnost zapálení prachového náboje elektrickou jiskrou je známa již od roku 1745.Ale sapper sotva mohl nosit Leydenovu nádobu nebo trpělivě otřít jantar s vlnou za jakýchkoliv povětrnostních podmínek. Po dlouhou dobu vojenské záležitosti nezohledňovaly takové drobnosti. V roce 1812 byl ruský důstojník Shilling schopen vyrobit podvodní výbuch přes elektrickou baterii. Předpokládá se, že vojenské záležitosti daly impuls k rozvoji výzkumu elektřiny v Rusku. První oblouková lampa byla instalována v roce 1849 vynálezcem( Jacobi) na věži admirality Petrohradu. Její světlo se ukázalo být tak jasné, že bylo srovnáno s průměrným mužem a sluncem.

Použití reflektorů s výbojkami je omezeno na vojenské záležitosti s několika výjimkami, kdy zdroje ukazují cestu k lodím z majáku. Máme zájem o práci Johna Thomasa Raya z roku 1860, který hádal, že kombinuje elektrický oblouk( Petrov a Jacobi) s atmosférou rtuťové páry( Michael Faraday) za normálního tlaku.

od společnosti Edison k moderním plynovým výbojkám

Navzdory jasným výhodám vykazovaly plynové výbojky Heusler významné nedostatky. Například malá životnost. Od devadesátých let 19. století jeden Daniel McFarlen Moore pracoval pro Edisonovu společnost a brzy po vstupu do služby začal studovat historii. Měl zájem o plynové výbojky Heuslera. Co je špatné s mým světlem? Zeptal se Edison. Moore odpověděl: je příliš nudný, příliš horký a příliš červený.To je celá pravda o žárovkách té doby.

Moderní svítidlo

V r. 1892 byl Martin Leo Arons vylepšen ortuťovou výbojkou. Vývoj v roce 1901 zlepšil Peter Cooper Hewitt a získal komerční úspěch.

Od roku 1894 organizuje Moore dvě své vlastní společnosti zabývající se osvětlením. Hlavním rysem lamp( 1896) bylo to, že plyn byl obnoven tak, jak byl spotřebován. V důsledku toho zařízení fungovalo neomezeně.První komerční využití bylo zaregistrováno v roce 1904.Svítidlo s výtlakem 10 lumenů na 1 W osvětlovalo obchod s hardwarem a spotřebiči. Jak očití svědci napsali, navzdory složitosti a objemnosti( 50 metrů na délku), návrat stojí za to.Účinnost nových výbojkových výbojek byla 3krát vyšší než u žárovek.

Charakteristickým znakem bylo použití výparů dusíku a oxidu uhličitého v lampách Moore. Výsledkem bylo denní světlo. Dvojice dusíku způsobila měkkou záři a nízkou teplotu barev. Příchod volfrámových vláken způsobil, že další výroba nebyla prospěšná, společnosti byly absorbovány společností General Electric( 1912) a patenty byly zakoupeny. Ale Moore nezůstával bez práce a přestěhoval se do laboratoří svého nástupce v nekonečném relé.Později vynalezl neonovou lampu.

Ti, kteří se chtějí dozvědět více, se mohou podívat na části na lampách a zářivkách DRL.