Izlādes spuldze

izlādes spuldze - apgaismes ierīce, darbības princips ir balstīts uz jonizētas gāzes loka degšanu.Šī ir milzīga ģimene, kas XX gadsimta sākumā sagrāba gandrīz trīs ceturtdaļas no pasaules apgaismojuma segmenta. Tas ietver populārās dienasgaismas spuldzes, lampas DRL.Pat pirms apgaismes ierīču lietošanas, kas darbojas uz gāzes izlādes rēķina, Jules Verne romānā "Ceļojums uz Zemes centru"( 1864).

Gāzu elektrostatiskās jonizācijas attīstības vēstureLai lasītāji iepazīstinātu ar šo parādību, jums jāņem vērā dizaina īpatnības. Dzīvsudraba barometrā ir caurule, kas noslēgta no gala. Turklāt ir bļoda. Abi priekšmeti ir piepildīti ar metālisku dzīvsudrabu.

Lai noteiktu spiedienu, caurule ir asi pagriezta un nolaidīta bļodā.Tad dzīvsudrabs zem zemes spēka ietekmē lejup, veidojot vakuumu virs sevis. Rezultātā caurules noslēgtais gals paliek dobs, un tukšās telpas garums ir atkarīgs no atmosfēras spiediena, kas, iedarbojoties uz dzīvsudrabu bļodā, ir veidots tā, lai līdzsvarotu smaguma spēku.

instagram viewer

Picard barometrs

Veicot barometru, Picard steidzās un satricināja ierīci. Rezultātā stikls tika elektrificēts ar dzīvsudraba berzi, un statiskā lādiņa izraisīja metāla tvaiku jonizāciju.Šo procesu ievērojami veicināja vakuums. Dzīvsudraba tvaiki un šodien tiek izmantoti atsevišķos gāzizlādes gaismas avotos. Piemēram, spīduma ultravioletais komponents aktivizē dienasgaismas spuldzes fosforu.

Picard nevarēja izskaidrot atklāto parādību, bet nekavējoties ziņoja par to, kas noticis zinātnieku aprindās. Vēlāk pētījumā tika iesaistīts slavenais Šveices matemātiķis Johans Bernoulli. Uzdevums viņam izrādījās pārāk grūts, bet šis zinātnieks aktīvi praktizēja ar spīdumu, deva ideju Francijas Zinātņu akadēmijai.1700. gadā britu mehāniķis, nepilna laika zinātnieks Francis Hoxby demonstrācijā parādīja parādību. Pamatojoties uz Lielbritānijas Karalisko zinātnisko biedrību, Hawksby aktīvi piedalās eksperimentos.

Kā pamatu izšķirošajam eksperimentam, Hawksby ņem Gericke elektrostatiskā ģeneratora modeli( 1660).Saskaņā ar mašīnas aprakstiem bija cieta sēra bumba, kas rotēja uz dzelzs stieņa. Operatora plaukstas berzes dēļ rotācijas laikā objekts ieguva ievērojamu maksu. Hoxby domu turpmākā gaita ir skaidra. Guericke instrukcija ietvēra priekšlikumu sēra ieliešanu stikla lodītei, pēc tam lauzt. Angļu zinātnieks nokavēja norādīto soli. Diemžēl nav zināms, vai iepriekšējiem darbiem( piemēram, Hilberta traktam 1600. gadā) bija ideja par stikla elektrifikāciju, bet Hoxby izvirzīja atbilstošu pieņēmumu.

Gericke elektrostatiskā ģeneratora modelis

Tā rezultātā sēra lodīšu vietā eksperimentāli tika izveidots stikls ar dzīvsudraba pilieniem, un, ja iespējams, tika izveidots vakuums. Kad sfēra griezās uz dzelzs stieņa un elektrificēja ar berzes ar plaukstām, tika novērots luminiscences lasījums grāmatā tuvu.1705. gadā angļu zinātniskā biedrība demonstrēja pirmo gāzizlādes lampu. Tika sniegts pareizais skaidrojums, ka konstatētajā parādībā ir iesaistīts dzīvsudraba tvaiks. Tad - darba gaita apstājās jau gadsimtu. Jaunatklātā parādība netika praktiski piemērota.

Pirmās gāzizlādes spuldzes

Nevar teikt, ka 18. gadsimts bija bezjēdzīgs pētījumiem elektrības jomā, neskatoties uz iepriekš minēto frāzi. Nozīmīgi ir Dufeta darbi 1733. gadā, kas ierosināja divu veidu maksas klātbūtni novērotās parādības teorētiskā pamatojuma nolūkā.Viņš tos sauca par piķi un stiklu. Tas ir paskaidrojums par fenomenu, ko Gilberts izskatīja 1600. gadā:

1. Elektrificēta bumba piesaista ķermeņus.
2. Pēc bumbas pieskaršanās ķermeņi sāk aizspiest no objekta.

Dufet izpratnē objekts saņēma samaksu no līdzīgas zīmes pēc kontakta. Kas izskaidro šo parādību. Bet patiesais progress zinātnē sākās, kad valstis atcēla sodu par burvestības praksi. Tā rezultātā dzimusi Leidena banka, un Benjamin Franklin pierādīja zibens elektrisko raksturu, Volta izgudroja pirmo elektroķīmisko enerģijas avotu.1729. gadā notika revolucionārs atklājums, kas kļuva par pamatu citiem: Stephen Gray domāja, ka diriģenti kopā ir ieguvuši pirmo elektrisko ķēdi. Kopš tā laika strāva sāka pārraidīt attālumu.

Izgudroja 1746. gadā William Watson, elektriskā iekārta, kas sapludināja uzlādi uz zīda auklām, kas ļāva Jean-Antoine Nollet demonstrēt iespaidīgu loku izplūdušā gāzes vidē.Gottfrieda punktā Grummert ierosināja, ka šāds apgaismojums būtu piemērots izmantošanai raktuvēs un vietās, kur atklāta liesma palielina eksplozijas iespējamību. Johann Winkler atzīmēja, ka nav slikti izmantot garas kolbas, kas ir smilga burtu burtu veidā, nevis bumbiņas, paredzot Heusler cauruļu un TV ekrāna izskatu.

Nedaudz vēlāk, 1752. gadā, Watson daļēji īstenoja šīs idejas( pirmais displejs tika patentēts 1893. gadā).Piemēram, demonstrējot pieredzi ar loka degšanu caurulē ar garumu 32 collas. Pateicoties šādiem izciliem atklājumiem, 1802. gadā notika divi notikumi, kas bija nozīmīgi attiecīgajam tematam:

• Anglis Humphijs Davijs atklāja platīna stieples spīdumu, kas apsildīts ar elektrību.
• Mūsu tautietis V. Petrovs ar voltaic kolonnu, kas sastāv no 4200( pēc citiem datiem - 2100) vara un cinka plākšņu pāri. Salīdzinājumam, Sir Humphry Davy enerģijas avots parādīja divreiz mazāku jaudu( 2000 plāksnes).

Petrova sasniegumi tika aizmirsti 1812. gada Tēvijas kara notikumu un krievu iespiešanas ietekmē.Anglijā elektrība tika nopietni vērsta. Humphrey Davy nopelns ir ievērojams. Viņš, būdams ķīmiķis, atkārtojot ārvalstu kolēģa eksperimentus, sāka eksperimentēt ar dažādiem gāzes līdzekļiem. Protams, Karaliskās zinātniskās biedrības loceklis bija iepazinies ar Francis Hawksby pieredzi un vēlējās pārbaudīt, vai jauns atklājums ir kļuvis par agrīnu mēģinājumu radīt mākslīgus gaismas avotus atkārtošanos.

Francis Hawksby

eksperimenti Šie eksperimenti noveda pie gāzes izplūdes lineāro spektru atklāšanas. Pa ceļam Wollaston un Fraunhofer pamanīja saules starojuma īpašības, kas vēlāk ļāva Kirchhoff un Bunsen pieņemt pieņēmumus par saules atmosfēras sastāvu. Tas ir cieši saistīts ar aplūkojamo tematu, kā arī izšķirtspējas spektrs. Piemēram, nātrija lampas dod oranžu gaismu, un ar fosfora palīdzību ir nepieciešams pielāgot frekvenču sadalījumu( DRL lampas).Tad Maikls Faradejs paņēma( no XIX gs. 30.gadu vidus) kājām, parādīja loka veidošanās procesu retu gāzu vidē.Heinrihs Rumkorfs arī sniedza savu ieguldījumu, sniedzot fiziķim instrumentu ar augstu sprieguma impulsu iegūšanu( Rumkorf spole, 1851).1835. gadā Charles Wheatstone reģistrēja loka izplūdes spektru dzīvsudraba tvaikos, nejauši atzīmējot ultravioleto komponentu.

Heusler izlādes lampas

Heusler darbi tiek uzskatīti par pirmo komerciāli veiksmīgo. Dzimšanas datums tiek uzskatīts par 1857.Minētais stikla pūtēja un nepilna laika fiziķis uzminēja 2 elektrodus ievietot kolbā ar izplūdes gāzi. Tika novērota loka barošana. Geisler savienoja Petrova un Hawksby atklājumus. Loka uztver kolbā ar gāzes tvaiku atmosfēru. Un tālāk - krāsu izvēle - nav grūti, pamatojoties uz Sir Humphrey Davy un Michael Faraday notikumiem.

Kopš 80. gadiem Heuslera caurules ir plaši ražotas iedzīvotāju izklaides nolūkos.Šodien neona gaismas tiek uzskatītas par Amerikas Savienoto Valstu seju. Jāatzīmē, ka Tesla spoles - Heusler spuldzes spontāni iedegas tuvu spēcīga elektromagnētiskā starojuma avotiem. Ir izpildīti retās gāzes vides jonizācijas nosacījumi. Pētījumi, kas saistīti ar tehnisko risinājumu meklēšanu apgaismojumam, noveda pie zinātnieku atklāšanas elektronā, tā uzlādes un masas mērīšanas, gaismas lampu rašanās.

Lampas Geisler

Tikmēr Krievijā

Iespēja aizdedzināt pulvera uzlādi ar elektrisko dzirksteli ir zināma jau kopš 1745. gada. Taču saplāksnis varēja nēsāt Leyden krūzi vai pacietīgi dzeltenā krāsā ar vilnu jebkuros laika apstākļos. Ilgu laiku militārās lietas neņēma vērā šādus sīkumus.1812. gadā krievu virsnieks Šillings ar elektrisko akumulatoru varēja radīt zemūdens eksploziju. Tiek uzskatīts, ka militārās lietas stimulēja elektroenerģijas pētniecības attīstību Krievijā.Pirmo loka lampu 1849. gadā uzstādīja izgudrotājs( Jacobi) uz Sanktpēterburgas Admiralitātes torni. Viņas gaisma izrādījās tik gaiša, ka to salīdzināja ar vidējo cilvēku un sauli.

Gaismas lukturu izmantošana ar izlādes lampām aprobežojas ar militārajām lietām, ar dažiem izņēmumiem, kad avoti norāda ceļu uz kuģiem no bākas. Mēs esam ieinteresēti 1860. gada John Thomas Ray darbā, kurš uzminēja elektrisko loka( Petrova un Jacobi) apvienošanu ar dzīvsudraba tvaiku atmosfēru( Michael Faraday) normālā spiedienā.

No Edisona līdz mūsdienīgām gāzizlādes spuldzēm

Neskatoties uz acīmredzamām priekšrocībām, Heusler gāzizlādes lampām bija ievērojami trūkumi. Piemēram, mazs kalpošanas laiks. No XIX gadsimta 90. gadiem viens Daniels McFarlens Mūrs strādāja Edisonas uzņēmumā un drīz pēc tam, kad viņš ieradās dienestā, viņš sāka studēt vēsturi. Viņš bija ieinteresēts Heusler gāzizlādes lampās. Kas ir nepareizi ar manu gaismu? Jautāja Edison. Moore atbildēja: viņš ir pārāk blāvi, pārāk karsts un pārāk sarkans. Tā ir visa patiesība par tā laika kvēlspuldzēm.

Modernais lukturis

1892. gadā dzīvsudraba izlādes lampu uzlaboja Martin Leo Arons.1901. gada attīstību uzlaboja Peter Cooper Hewitt un guva komerciālus panākumus.

Kopš 1894. gada Moore ir organizējis divus savus uzņēmumus, kas nodarbojas ar apgaismojumu. Lukturu galvenā iezīme( 1896) bija tā, ka gāze tika atsākta, kad tā tika patērēta. Tā rezultātā ierīce strādāja bezgalīgi. Pirmais komerciālais lietojums tika reģistrēts 1904. gadā.Lukturis ar 10 lūmenu atdevi uz 1 W izgaismoja aparatūras un ierīču veikalu. Kā liecinieki rakstīja, neskatoties uz sarežģītību un lielumu( 50 metru garumā), atgriešanās bija tā vērts. Jauno gāzizlādes lampu efektivitāte bija 3 reizes lielāka nekā līdzīgi skaitļi kvēlspuldzēm.

Īpaša iezīme bija slāpekļa un oglekļa dioksīda tvaiku izmantošana Moore lampās. Rezultāts bija dienas gaisma. Slāpekļa pāris radīja mīkstu mirdzumu un zemu krāsu temperatūru. Volframa pavedienu parādīšanās padarīja turpmāku ražošanu nerentablu, uzņēmumus uzsāka General Electric( 1912), un patenti tika nopirkti. Bet Moore palika bez darba, pārceļoties uz viņa pēcteces laboratorijām bezgalīgajā relejā.Vēlāk izgudroja neona lampu.

Tie, kas vēlas uzzināt vairāk, var aplūkot sadaļas par DRL lampām un dienasgaismas spuldzēm.