Išmetimo lempa

iškrovos lemputė - apšvietimo įtaisas, veikimo principas grindžiamas jonizuotų dujų lanko deginimu. Tai didžiulė šeima, kuri XXI a. Pradžioje užėmė beveik tris ketvirtadalius pasaulio apšvietimo segmento. Tai apima populiarias fluorescencines fluorescencines lempas, lempas DRL.Jau prieš pradedant naudoti apšvietimo prietaisus, veikiančius dujų išleidimo sąskaita, Jules Verne romanas „Kelionė į Žemės centrą“( 1864).

Dujų elektrostatinės jonizacijos raidos istorija

Tai laikoma dujų išleidimo lempų gimimo metais 1675. Vieną vakarą prancūzų mokslininkas Jean-Felix Picard pastebėjo gyvsidabrio barometro švytėjimą, kai jis perėjo iš observatorijos į Šv. Mykolo uostą.Skaitytojams pristatant šį reiškinį reikia atsižvelgti į dizaino ypatumus. Gyvsidabrio barometre yra vamzdis, uždarytas nuo galo. Be to, yra dubuo. Abu elementai yra pripildyti metalo gyvsidabrio.

Norint nustatyti slėgį, vamzdis staigiai pasukamas ir nuleistas į dubenį.Tada gyvsidabris, veikiantis žemiškos jėgos, teka žemyn, formuodamas vakuumą virš jo. Kaip rezultatas, sandarus vamzdžio galas išlieka tuščias, o tuščios vietos ilgis priklauso nuo atmosferos slėgio, kuris, veikdamas gyvsidabrį dubenyje, yra skirtas subalansuoti gravitacijos jėgą.

Pervežant barometrą, „Picard“ skubėjo ir purtė prietaisą.Dėl to stiklas buvo elektrifikuotas trintimi su gyvsidabriu, o statinis krūvis sukėlė metalinių garų jonizaciją.Procesą labai palengvino sukurtas vakuumas. Gyvsidabrio garai ir šiandien naudojami atskiruose dujų išlydžio šviesos šaltiniuose. Pavyzdžiui, švytėjimo ultravioletinis komponentas aktyvina fluorescencinės lempos fosforą.

Picard negalėjo paaiškinti aptikto reiškinio, bet iškart pranešė apie tai, kas įvyko mokslo sluoksniuose. Vėliau tyrime dalyvavo garsus Šveicarijos matematikas Johann Bernoulli. Uždavinys jam buvo pernelyg sunkus, tačiau šis mokslininkas aktyviai praktikavo su švytėjimu, davė idėją Prancūzijos mokslų akademijai.1700 m. Britų mechanikas, ne visą darbo dieną dirbantis mokslininkas Francis Hoxby parodoje parodė reiškinį.Remiantis Didžiosios Britanijos karališkosios mokslinės draugijos pagrindu, Hawksby aktyviai dalyvauja eksperimentuose.

Kaip pagrindą lemiamam eksperimentui, „Hawksby“ imasi Gericke elektrostatinio generatoriaus( 1660) modelio. Pagal mašinos aprašymus buvo kietas sieros rutulys, besisukantis ant geležies strypo. Operatoriaus delno trinties metu objektas sukaupė didelį krūvį.Tolesnė Hoxby minčių eiga yra aiški. Guericke instrukcijoje buvo siūlymas užpilti sierą į stiklinį rutulį, tada jį sulaužyti. Anglų mokslininkas praleido nurodytą žingsnį.Deja, nežinoma, ar ankstesni darbai( pvz., Hilero 1600 m. Traktatas) turėjo idėją apie stiklo elektrifikaciją, bet Hoxby pateikė atitinkamą prielaidą.

Dėl to eksperimentinė konstrukcija, kurią sudarė sieros rutulys, apačioje buvo stiklas su gyvsidabrio lašais ir, jei įmanoma, sukurtas vakuumas. Kai rutulys sukasi ant geležies strypo ir elektrifikuotas trina delnu, buvo pastebėta, kad luminiscencija skaito knygą arti.1705 m. Anglų mokslinė draugija parodė pirmąją dujų išlydžio lempą.Pateiktas teisingas paaiškinimas, kad aptikti reiškiniai buvo įtraukti į gyvsidabrio garus. Tada - darbo kelias sustojo šimtmetį.Naujai rastas reiškinys nebuvo praktiškai pritaikytas.

Pirmieji dujų išlydžio lempos

Negalima teigti, kad XV a. Buvo nenaudinga moksliniams tyrimams elektros srities srityje, nepaisant pirmiau minėtos frazės. Svarbūs yra 1733 m. Dufeto kūriniai, kurie siūlė dviejų rūšių mokesčius, kad būtų galima teoriškai pagrįsti pastebėtą reiškinį.Jis juos pavadino pikiu ir stiklu. Tai yra reiškinio, kurį Gilbertas nagrinėjo 1600 m., Paaiškinimas:

1. Elektrifikuotas kamuolys pritraukia kūnus.
2. Paspaudę kamuolį, kūnai pradeda stumti iš objekto.

„Dufet“ supratimu, objektas gavo kontaktą su panašiu ženklu. Kas paaiškina šį reiškinį.Tačiau tikra pažanga mokslo srityje prasidėjo tada, kai valstybės panaikino bausmę už praktikavimą.Dėl to gimė Leideno bankas, o Benjaminas Franklinas įrodė, kad žaibas yra elektrinis, Volta sukūrė pirmąjį elektrocheminį energijos šaltinį.1729 m. Įvyko revoliucinis atradimas, kuris tapo pagrindu kitiems: Stephen Gray manė, kad dirigentai kartu sujungė ir gavo pirmąją pasaulyje elektros grandinę.Nuo to laiko srovė pradėjo perduoti per atstumą.

Išrado 1746 m. ​​William Watson, elektrinė mašina sujungė mokestį už šilko virves, o tai leido Jean-Antoine Nollet demonstruoti įspūdingą lanką išleidžiamoje dujų terpėje. Gottfriedo teigimu, Grummertas teigė, kad toks apšvietimas būtų tinkamas naudoti kasyklose ir vietose, kur atvira liepsna padidina sprogimo tikimybę.Johannas Winkleris pažymėjo, kad nėra blogai naudoti ilgas kolbas, kurios buvo raižytos abėcėlės raidėmis, o ne rutuliai, numatant Heusler vamzdžių ir televizoriaus ekrano išvaizdą.

Šiek tiek vėliau, 1752 m., Watson iš dalies įgyvendino šias idėjas( pirmasis ekranas buvo patentuotas 1893 m.).Pavyzdžiui, parodant patirtį su lanko deginimu vamzdyje, kurio ilgis yra 32 coliai. Tokių puikių atradimų dėka 1802 m. Įvyko du įvykiai, kurie buvo aktualūs nagrinėjamai temai:

• Anglas Humphrey Davy atrado elektra platinamo platinos vielos švytėjimo reiškinį.
• Mūsų tautietis V. Petrovas, naudodamas voltaicinę kolonėlę, kurią sudarė 4200( pagal kitus duomenis - 2100) vario ir cinko plokščių porų.Palyginimui, Sir Humphry Davy energijos šaltinis parodė dvigubai mažiau energijos( 2000 plokštelių).

Petrovo pasiekimai buvo užmiršti 1812 m. Patriotinio karo įvykių ir rusų nerija. Anglijoje elektros energija buvo vertinama rimtai. Humphrey Davy nuopelnas yra didelis. Jis, būdamas chemikas, kartodamas užsienio kolegos eksperimentus, pradėjo eksperimentuoti su įvairiomis dujų terpėmis.Žinoma, Karališkosios mokslinės draugijos narys buvo susipažinęs su Francis Hawksby patirtimi ir norėjo patikrinti, ar naujas atradimas tapo ankstyvais bandymais sukurti dirbtinius šviesos šaltinius.

eksperimentai Šie eksperimentai leido nustatyti linijinius dujų išmetimo spektrus. Wollaston ir Fraunhofer pastebėjo saulės spinduliuotės savybes, kurios vėliau leido Kirchhoffui ir Bunsenui daryti prielaidas apie saulės atmosferos sudėtį.Jis yra glaudžiai susijęs su svarstoma tema, taip pat sprendžiamas išleidimo spektras. Pavyzdžiui, natrio lempos suteikia oranžinę šviesą, o naudojant fosforą būtina reguliuoti dažnio pasiskirstymą( DRL lempos).Tada Michaelas Faradėjus paėmė batoną( nuo XIX a. Vidurio 30-ojo dešimtmečio vidurio), parodė lankstymo procesą retųjų dujų aplinkoje. Heinrichas Rumkorfas taip pat prisidėjo prie fiziko su aukštos įtampos impulsų gavimo įrankiu( Rumkorf ritė, 1851).1835 m. Charlesas Wheatstone užregistravo lanko išleidimo į gyvsidabrio garus spektrą, atsitiktinai pastebėdamas ultravioletinį komponentą.

Heusler išlydžio lempos

Heusler kūriniai laikomi pirmuoju komerciniu požiūriu sėkmingu. Gimimo data laikoma 1857 m. Minėtas stiklo valytuvas ir ne visą darbo dieną dirbantis fizikas įdėjo į dvi kolbas įterptoje dujoje. Jų maitinimas buvo matomas iš lanko įtampos. Geisler sujungė Petrovo ir Hawksby atradimus. Lankas įleidžia kolboje su dujų garų atmosfera. Ir toliau - spalvų pasirinkimas - nėra sunku, remiantis Sir Humphrey Davy ir Michael Faraday pokyčiais.

Nuo devintojo dešimtmečio „Heusler“ vamzdžiai buvo plačiai gaminami gyventojų pramogų tikslais.Šiandien neoninės šviesos laikomos JAV veidais. Pažymėtina, kad šalia spartaus elektromagnetinės spinduliuotės šaltinių - Tesla ritės - Heuslerio lempos spontaniškai užsidega. Užpildytos retųjų dujų terpės jonizacijos sąlygos. Tyrimai, susiję su apšvietimo techninių sprendimų paieška, paskatino mokslininkus atrasti elektroną, matuoti jos krūvį ir masę, šviesos vamzdžių atsiradimą.

Tuo tarpu Rusijoje

Galimybė užsidegti miltelius elektriniu kibirkščiu buvo žinoma nuo maždaug 1745 metų.Tačiau muilininkas vargu ar galėjo nešioti „Leyden“ stiklainį arba kantriai patrinti gintarą bet kokiomis oro sąlygomis. Ilgą laiką kariniai reikalai neatsižvelgė į tokius smulkmenis.1812 m. Rusijos pareigūnas Shilling sugebėjo pagaminti povandeninį sprogimą per elektros bateriją.Manoma, kad kariniai reikalai paskatino plėtoti elektros energijos mokslinius tyrimus Rusijoje. Pirmąją lanko lempą 1849 m. Įrengė išradėjas( Jacobi) ant Sankt Peterburgo Admiralinės bokšto. Jos šviesa pasirodė tokia ryški, kad ji buvo lyginama su vidutiniu žmogumi ir saule.

Šviesos žibintai su išlydžio lempomis apsiriboja kariniais reikalais, išskyrus keletą išimčių, kai šaltiniai nukreipia kelią į laivus iš švyturio. Mane domina 1860 m. John Thomas Ray darbas, kuris atspindi elektros lanko( Petrovo ir Jacobi) sujungimą su gyvsidabrio garų atmosfera( Michael Faraday) esant normaliam slėgiui.

Nuo Edison iki šiuolaikinių dujų išlydžio lempų

Nepaisant aiškių pranašumų, Heusler dujų išlydžio lempos turėjo didelių trūkumų.Pavyzdžiui, mažas tarnavimo laikas. Nuo XIX a. Devintojo dešimtmečio vienas Daniel McFarlen Moore dirbo Edisono kompanijoje ir netrukus po įėjimo į tarnybą pradėjo studijuoti istoriją.Jis buvo suinteresuotas Heusler dujų išlydžio lempomis. Kas yra negerai su mano šviesa? Paklausė Edisono. Moore atsakė: jis yra pernelyg nuobodu, per karštas ir per raudonas. Tai visa tiesa apie to laiko kaitinamąsias lemputes.

1892 m. Gyvsidabrio išlydžio lempą pagerino Martin Leo Arons.1901 m. Plėtrą pagerino Peter Cooper Hewitt ir įgijo komercinę sėkmę.

Nuo 1894 m. Moore organizavo dvi savo apšvietimo įmones. Pagrindinė lempų ypatybė( 1896 m.) Buvo ta, kad dujos buvo vėl pradėtos vartoti. Dėl to įrenginys veikė neribotą laiką.Pirmasis komercinis naudojimas buvo užregistruotas 1904 m.Šviestuvas su 10 lumenų grąžinimu per 1 W apšvietė aparatūros ir prietaisų parduotuvę.Kaip matė liudytojai, nepaisant sudėtingumo ir didelės apimties( 50 metrų ilgio), sugrįžimas buvo verta. Naujų dujų išlydžio lempų efektyvumas buvo 3 kartus didesnis už panašias kaitinamųjų lempų skaičius.

Ypatingas bruožas buvo azoto ir anglies dioksido garų naudojimas Moore lempose. Rezultatas buvo dienos šviesa. Azoto pora suteikė minkštą švytėjimą ir žemą spalvų temperatūrą.Volframo gijų atsiradimas dar labiau nepelningas, bendrovės „General Electric“( 1912 m.) Įsisavino ir patentai buvo nupirkti. Tačiau Moore neišliko be darbo, perėjęs į savo įpėdinio laboratorijas begalinėje relėje. Vėliau išrado neono lempą.

Tie, kurie nori sužinoti daugiau, gali pažvelgti į DRL lempų ir liuminescencinių lempų skyrius.