Utladningslampe

Utladningslampe - belysningsapparat, handlingsprinsippet er basert på brenning av en bue ionisert gass. Dette er en stor familie som i begynnelsen av XXI-tallet fanget nesten tre fjerdedeler av belysningssegmentet i verden. Dette inkluderer de populære fluorescerende lysrørene, lampene DRL.Selv før innføringen i bruk av belysningsapparater som opererer på bekostning av gassutladningen, finnes i romanen av Jules Verne, "Reisen til Jordens senter"( 1864).

Historie om utvikling av elektrostatisk ionisering av gasserFor leserne presenterte fenomenet, må du ta hensyn til egenskapene til designet. I kvikksølvbarometeret er det et rør, forseglet fra enden. I tillegg er det en bolle. Begge elementene er fylt med metallisk kvikksølv.

For å bestemme trykket, blir røret skarpt vendt og senket ned i bollen. Deretter strømmer kvikksølv under påvirkning av jordisk kraft ned og danner et vakuum over seg selv. Som følge av dette forblir den forseglede enden av røret hul, og lengden på det tomme rommet avhenger av atmosfærisk trykk, som, når det gjelder kvikksølv i bollen, er utformet for å balansere tyngdekraften.

instagram viewer

Picard Barometer

Ved transport av barometeret skyndte Picard og ristet enheten. Som et resultat ble glasset elektriket ved friksjon med kvikksølv, og en statisk ladning forårsaket ioniseringen av metalliske damper. Prosessen ble i stor grad tilrettelagt av vakuumet opprettet. Kvikksølvdamp og i dag brukes i separate gassutladningskilder. For eksempel aktiverer den ultrafiolette komponenten av gløden fluorescerende lampefosfor.

Picard kunne ikke forklare det oppdagede fenomenet, men rapporterte umiddelbart om hva som skjedde i vitenskapelige kretser. Senere involverte studien den berømte sveitsiske matematikeren Johann Bernoulli. Oppgaven viste seg å være for vanskelig for ham, men denne forskeren praktiserte praktiseringen med en glød, ga ideen til det franske vitenskapsakademiet. I 1700 så en britisk mekaniker, deltidsforsker, Francis Hoxby, et fenomen ved demonstrasjonen. På grunnlag av Royal Scientific Society of Britain er Hawksby aktivt engasjert i eksperimenter.

Som grunnlag for det avgjørende eksperimentet, tar Hawksby modellen til Gerickes elektrostatiske generator( 1660).Ifølge beskrivelsene av maskinen var en solid svovelkulbe, roterende på en jernstang. Med friksjonen til operatørens håndflate fikk objektet en betydelig ladning under rotasjon. Det videre forløpet av Hoxbys tanker er tydelig. Guerickes instruksjon inneholdt et forslag om å hente svovel inn i en glassball, og deretter bryte den. Engelsk forsker savnet det angitte trinnet. Dessverre er det ikke kjent om de tidligere arbeidene( for eksempel Hilberts avhandling i 1600) hadde en ide om elektrifisering av glass, men Hoxby gjorde en passende antagelse.

Gericke elektrostatisk generator modell

Som et resultat inneholdt eksperimentelle oppsettet i stedet for en svovelkule et glass med kvikksølvdråper nederst, og det ble opprettet et vakuum innvendig om mulig. Når sfæren roterte på jernstangen og elektrifiseres ved å gni med palmer, ble det observert en luminescens for å lese boken i umiddelbar nærhet. I 1705 viste det engelske vitenskapelige samfunn den første gassutladningslampen. Den riktige forklaringen ble gitt at kvikksølvdamp var involvert i det oppdagede fenomenet. Så stoppet arbeidet for et århundre. Det var ingen praktisk anvendelse av det nylig oppdagede fenomenet.

De første gassutladningslampene

Det kan ikke sies at det 18. århundre var ubrukelig for forskning innen elektrisitet, til tross for setningen som ble lagt ned ovenfor. Betydningen er Dufets verk, i 1733, som foreslo tilstedeværelsen av to slags anklager for å teoretisk underbygge det observerte fenomenet. Han kalte dem tone og glass. Dette er en forklaring på fenomenet som Gilbert betraktet i 1600:

1. En elektrifisert ball tiltrekker kroppen.
2. Etter å ha rørt ballen, begynner kroppene å skyve seg fra objektet.

I Dufets forståelse oppnådde et objekt et ansvar for et lignende tegn ved kontakt. Hva forklarer fenomenet. Men sanne fremskritt i vitenskapen begynte da stater avskaffet straffen for å praktisere hekseri. Som et resultat ble Leiden Bank født, og Benjamin Franklin viste den elektriske naturen av lynet, oppfunnet Volta den første elektrokemiske energikilden. I 1729 fant en revolusjonerende funn sted som ble grunnlaget for andre: Stephen Gray tenkte på å sette ledere sammen og fikk verdens første elektriske krets. Siden da begynte strømmen å overføre over en avstand.

Fantes i 1746 av William Watson, en elektrisk maskin smeltet en belastning på silkekabler, noe som gjorde det mulig for Jean-Antoine Nollet å demonstrere en spektakulær lysbue i et utladet gassmedium. På punktet til Gottfried foreslo Grummert at slik belysning ville være egnet til bruk i gruver og steder der en åpen flamme øker sannsynligheten for en eksplosjon. Johann Winkler bemerket at det ikke er ille å bruke lange flasker bøyd i form av bokstavene i alfabetet i stedet for baller, forutsatt utseendet på Heusler-rørene og TV-skjermen.

Litt senere, i 1752, implementerte Watson delvis disse ideene( den første skjermen ble patentert i 1893).For eksempel demonstrerer erfaring med bueforbrenning i et rør med en lengde på 32 tommer. Takket være slike strålende funn, oppsto i 1802 to hendelser umiddelbart signifikante for emnet som ble vurdert:

• Engelskmannen Humphrey Davy oppdaget fenomenet glød av platintråd oppvarmet med elektrisitet.
• Vår landsmann, V. Petrov ved hjelp av en voltaisk kolonne bestående av 4200( ifølge andre data - 2100) par kobber- og sinkplater. Til sammenligning viste energikilden til Sir Humphry Davy to ganger så lite strøm( 2000 plater).

Petrovs prestasjoner ble glemt under påvirkning av hendelsene i den patriotiske krigen i 1812 og i kraft av russisk spytt. I England ble elektrisitet nærmet seg alvorlig. Fortjenesten til Humphrey Davy er betydelig. Han, som kjemiker, gjentok eksperimenter av en utenlandsk kollega, begynte å eksperimentere med ulike gassmedier. Selvfølgelig var et medlem av Royal Scientific Society kjent med Francis Hawksbys erfaringer og ønsket å sjekke om en ny oppdagelse hadde blitt en gjentagelse av tidlige forsøk på å skape kunstige lyskilder.

Eksperimenter av Francis Hawksby

Disse forsøkene førte til oppdagelsen av lineære spektra av gassutslipp. Underveis la Wollaston og Fraunhofer merke til egenskapene til solstråling som senere tillot Kirchhoff og Bunsen å gjøre antagelser om sammensetningen av solens atmosfære. Det er nært knyttet til emnet under behandling, og utslippsspektret regnes også.For eksempel gir natriumlamper oransje, og ved hjelp av fosforet er det nødvendig å justere frekvensfordelingen( DRL-lamper).Så tok Michael Faraday stafetten( fra midten av 30-tallet av XIX århundre), viste prosessen med å bukke i miljøet av sjeldne gasser. Heinrich Rumkorf bidro også med å ha gitt en fysiker med et verktøy for å skaffe høyspenningsimpulser( Rumkorf spole, 1851).I 1835 registrerte Charles Wheatstone spekteret av buenavladningen i kvikksølvdamp, som for øvrig noterte den ultrafiolette komponenten.

Heusler-utslippslampe

Heuslers skapninger betraktes som den første kommersielt vellykkede. Fødselsdatoen anses å være 1857.Den nevnte glassblåseren og deltids fysikeren gjettet å sette inn to elektroder i en kolbe med en utladet gass. Feeding på dem ble spenningen til lysbuen sett. Geisler koblet sammen funnene til Petrov og Hawksby. Buen smolders i kolben med atmosfæren av gassdampene. Og videre - valget av farge - er ikke vanskelig, basert på utviklingen av Sir Humphrey Davy og Michael Faraday.

Siden 1980-tallet har Heusler-rør blitt produsert i stor grad for underholdningens formål. I dag betraktes neonlys som ansiktet til USA.Det er bemerkelsesverdig at det blir plassert nær kilder til sterk elektromagnetisk stråling - Tesla-spoler - Heusler-lamper lyser spontant. Betingelsene for ionisering av det sjeldne gassmediet er oppfylt. Forskning knyttet til søket etter tekniske løsninger for belysning ledet forskere til oppdagelsen av et elektron, måling av dets ladning og masse, fremveksten av lysrør.

Lamp Geisler

I mellomtiden i Russland

Muligheten for å antennes en pulverladning med en elektrisk gnist har vært kjent siden ca 1745.Men sapper kunne knapt bære Leyden-krukken eller tålmodig gni gult med ull under noen værforhold. I lang tid tok militære anliggender ikke hensyn til slike småbiter. I 1812 kunne russiske offiser Shilling produsere en undersjøisk eksplosjon gjennom et elektrisk batteri. Det antas at militære anliggender bidro til utviklingen av forskning i elektrisitet i Russland. Den første lysbuen ble installert i 1849 av oppfinneren( Jacobi) på tårnet av Admiralty of St. Petersburg. Hennes lys viste seg å være så lyst at det ble sammenlignet med den gjennomsnittlige mannen og solen.

Bruk av spotlights med utladningslamper er begrenset til militære anliggender, med noen få unntak, når kilder peker mot skip fra et fyrtårn. Vi er interessert i arbeidet til John Thomas Ray, datert 1860, som gjettet å kombinere lysbue( Petrov og Jacobi) med atmosfæren av kvikksølvdamp( Michael Faraday) ved normalt trykk.

Fra Edison til moderne gassutladningslamper

Til tross for klare fordeler viste Heusler gassutladningslamper betydelige ulemper. For eksempel, et lite levetid. Fra 90-tallet av 1800-tallet jobbet en Daniel McFarlen Moore for Edisons selskap, og snart begynte han å studere historien. Han var interessert i Heusler gassutladningslamper. Hva er galt med lyset mitt? Spurt Edison. Moore svarte: han er for kjedelig, for varm og for rød. Dette er hele sannheten om glødelamper av den tiden.

Moderne lampe

I 1892 ble kvikksølvutladningslampen forbedret av Martin Leo Arons. Utviklingen i 1901 ble forbedret av Peter Cooper Hewitt og fikk kommersiell suksess.

Siden 1894 har Moore organisert to av sine egne selskaper som arbeider med belysning. Lampens hovedtrekk( 1896) var at gassen ble gjenopptatt etter hvert som den ble konsumert. Som et resultat arbeidet enheten på ubestemt tid. Den første kommersielle bruken ble registrert i 1904.En lampe med en retur på 10 lumen per 1 W opplyste maskinvare- og apparatets butikk. Som øyenvitner skrev, til tross for kompleksiteten og bulkinessen( 50 meter lang), var avkastningen verdt det. Effektiviteten til nye gassutladningslamper var 3 ganger høyere enn tilsvarende tall for glødelamper.

En karakteristisk funksjon var bruken av nitrogen- og karbondioksiddamp i Moore-lamper. Resultatet var dagslys. Et par nitrogen ga en myk glød og lav fargetemperatur. Tilkomsten av wolframfilamenter gjorde ytterligere produksjon ulønnsom, selskapene ble absorbert av General Electric( 1912), og patentene ble kjøpt opp. Men Moore forblir ikke uten jobb, flyttet til laboratorier av hans etterfølger i det endeløse reléet. Senere oppfant neonlampen.

De som vil lære mer, kan se på delene på DRL-lamper og lysrør.