Lampă de descărcare

Lampa de descărcare - dispozitiv de iluminat, principiul acțiunii se bazează pe arderea unui arc de gaz ionizat. Aceasta este o familie vastă care, la începutul secolului XXI, a capturat aproape trei sferturi din segmentul de iluminare din lume. Acestea includ lămpile fluorescente populare populare, lămpi DRL.Chiar înainte de introducerea în folosință a dispozitivelor de iluminat care funcționează în detrimentul descărcării de gaze, se află în romanul lui Jules Verne, "Călătorie spre centrul pământului"( 1864).

Istoria dezvoltării ionizării electrostatice a gazelorPentru cititori a prezentat fenomenul, trebuie să țineți cont de particularitățile designului.În barometrul de mercur există un tub, sigilat de la capăt.În plus, există un castron. Ambele articole sunt umplute cu mercur metalic.

Pentru a determina presiunea, tubul este întors brusc și coborât în ​​vas. Apoi, mercurul sub influența forței pământești curge în jos, formând un vid peste el însuși. Ca rezultat, capătul etanș al tubului rămâne gol, iar lungimea spațiului gol depinde de presiunea atmosferică, care, acționând asupra mercurului din vas, este proiectată să echilibreze forța de gravitație.

instagram viewer

Barometru Picard

Când transporta Barometrul, Picard sa grăbit și a clătinat dispozitivul. Ca rezultat, sticla a fost electrizată prin frecare cu mercur, iar o încărcătură statică a provocat ionizarea vaporilor metalici. Procesul a fost facilitat foarte mult de vidul creat. Vaporii de mercur și astăzi sunt utilizați în surse separate de gaze cu descărcare în gaz. De exemplu, componenta ultravioletă a luminii activează lămpile fluorescente fosfor.

Picard nu a putut explica fenomenul detectat, dar a raportat imediat ce sa întâmplat în cercurile științifice. Mai târziu, studiul a angajat faimosul matematician elvețian Johann Bernoulli. Sarcina sa dovedit a fi prea greu pentru el, dar acest cercetător a practicat experiența cu o strălucire, a dat o idee Academiei Franceze de Științe.În 1700, un mecanic britanic, om de știință cu fracțiune de normă, Francis Hoxby, a văzut un fenomen la demonstrație. Pe baza Societății Științifice Regale a Marii Britanii, Hawksby este implicat activ în experimente.

Ca bază pentru experimentul decisiv, Hawksby ia modelul generatorului electrostatic Gericke( 1660).Conform descrierilor mașinii a fost o minge solidă de sulf, care se rotește pe o tijă de fier. Prin frecare a palmei operatorului, obiectul a atins o încărcare semnificativă în timpul rotirii. Următorul curs al gândurilor lui Hoxby este clar. Instrucțiunea lui Guericke conținea o propunere de turnare a sulfului într-o minge de sticlă, apoi o rupe. Stăpânul englez a ratat pasul specificat. Din păcate, nu se știe dacă lucrările anterioare( de exemplu tratatul lui Hilbert din 1600) au avut o idee despre electrificarea sticlei, dar Hoxby a prezentat o ipoteză adecvată.

Modelul generatorului electrostatic Gericke

Ca rezultat, configurația experimentală conținea în locul unei mingi de sulf un pahar cu picături de mercur în partea inferioară și, dacă este posibil, a fost creat un vid. Când sfera se rotește pe tija de fier și se electrifică prin frecare cu palmele, se observă o luminiscență pentru a citi cartea în imediata vecinătate.În 1705, Societatea științifică engleză a demonstrat prima lampă cu descărcare în gaz. Explicația corectă a fost că vaporii de mercur au fost implicați în fenomenul detectat. Apoi - cursul muncii sa oprit pentru un secol. Nu a existat o aplicare practică a fenomenului nou descoperit.

Primele lămpi cu descărcare în gaz

Nu se poate spune că secolul al XVIII-lea a fost inutil pentru cercetarea în domeniul electricității, în ciuda faptului că fraza a scăzut mai sus. Sunt semnificative lucrările lui Dufet, din 1733, care au sugerat prezența a două tipuri de acuzații în scopul fundamentării teoretice a fenomenului observat. El le-a numit pitch și sticlă.Aceasta este o explicație a fenomenului considerat de Gilbert în 1600:

1. O minge electrificată atrage corpuri.
2. După atingerea mingii, corpurile încep să se îndepărteze de obiect.

În înțelegerea lui Dufet, un obiect a dobândit o sarcină cu un semn similar la contact. Ce explică fenomenul. Dar progresul adevărat în domeniul științei a început atunci când statele au abolit pedeapsa pentru practicarea vrăjitoriilor. Ca urmare, sa născut Banca Leiden, iar Benjamin Franklin a dovedit natura electrică a fulgerului, Volta a inventat prima sursă de energie electrochimică.În 1729, a avut loc o descoperire revoluționară, care a devenit baza pentru alții: Stephen Gray sa gândit să pună conductorii împreună și a primit primul circuit electric din lume. De atunci, curentul a început să transmită pe o distanță.

Inventat în 1746 de către William Watson, o mașină electrică a topit o încărcătură pe cordurile de mătase, ceea ce ia permis lui Jean-Antoine Nollet să demonstreze un arc spectaculos într-un mediu de gaz descărcat.În punctul lui Gottfried, Grummert a sugerat că o astfel de iluminare ar fi potrivită pentru utilizarea în mine și în locuri unde o flacără deschisă crește probabilitatea unei explozii. Johann Winkler a remarcat că nu este rău să folosiți baloane lungi îndoite în formă de litere ale alfabetului în loc de bile, anticipând aspectul tuburilor Heusler și ecranului televizorului.

Un pic mai târziu, în 1752, Watson a implementat parțial aceste idei( prima expunere a fost brevetată în 1893).De exemplu, demonstrarea experienței cu arderea arcului într-un tub cu o lungime de 32 de centimetri. Datorită unor astfel de descoperiri strălucite, în 1802 s-au produs două evenimente imediat semnificative pentru subiectul în discuție:

• Englezul Humphrey Davy a descoperit fenomenul de strălucire a sârmei de platină încălzită cu electricitate.
• Compatriotul nostru, V. Petrov, cu ajutorul unei coloane voltaice formate din 4200 perechi de plăci de cupru și zinc, conform altor date. Pentru comparație, sursa de energie a lui Sir Humphry Davy a arătat de două ori mai puțină putere( 2000 plăci).

Realizările lui Petrov au fost uitate sub influența evenimentelor din Războiul Patriotic din 1812 și în virtutea scuipatului rusesc.În Anglia, electricitatea a fost abordată în serios. Meritul lui Humphrey Davy este considerabil. El, fiind un chimist, repetând experimentele unui coleg străin, a început să experimenteze cu diverse mijloace de informare în domeniul gazelor. Desigur, un membru al Societății Științifice Regale era familiarizat cu experiențele lui Francis Hawksby și dorea să verifice dacă o nouă descoperire a devenit o repetare a încercărilor timpurii de a crea surse de lumină artificială.

Experimentele lui Francis Hawksby

Aceste experimente au dus la descoperirea spectrelor liniare ale evacuărilor de gaze. Pe parcurs, Wollaston și Fraunhofer au observat caracteristicile radiației solare, care mai târziu au permis lui Kirchhoff și lui Bunsen să facă presupuneri despre compoziția atmosferei solare. Este strâns legată de subiectul în discuție, spectrul de descărcări este, de asemenea, reglementat. De exemplu, lămpile de sodiu dau lumină portocalie și, cu ajutorul fosforului, este necesară ajustarea distribuției frecvenței( lămpi DRL).Apoi, Michael Faraday a luat bastonul( de la mijlocul anilor 30 ai secolului al XIX-lea), a arătat procesul de arcing în mediul gazelor rarefiate. Heinrich Rumkorf a făcut de asemenea o contribuție, oferind unui fizician un instrument de obținere a impulsurilor de înaltă tensiune( bobina de la Rumkorf, 1851).În 1835, Charles Wheatstone a înregistrat spectrul descărcării arcului în vapori de mercur, observând, în mod întâmplător, componenta ultravioletă.

Becuri de descărcare Heusler

Creațiile Heusler sunt considerate primele de succes comercial. Data nașterii este considerată a fi 1857.Fizicianul de sticlă menționat anterior și fizicianul cu normă redusă au ghicit să introducă 2 electrozi într-un balon cu gaz descărcat. Hrănindu-le pe ele tensiunea arcului a fost văzută.Geisler a legat împreună descoperirile lui Petrov și Hawksby. Arcurile de arc din balon cu atmosfera de vapori de gaze.Și mai departe - alegerea culorii - nu este dificilă, pe baza evoluțiilor lui Sir Humphrey Davy și Michael Faraday.

Din anii 1980, tuburile Heusler au fost produse pe scară largă în scopuri de divertisment ale populației. Astăzi, lumina neonului este considerată fața Statelor Unite. Este demn de remarcat faptul că plasarea lângă surse de radiații electromagnetice puternice - bobine Tesla - lămpile Heusler se aprind spontan. Se îndeplinesc condițiile de ionizare a mediului gaze rarefiate. Cercetarea asociată cu căutarea soluțiilor tehnice pentru iluminat a condus oamenii de știință la descoperirea unui electron, măsurarea încărcăturii și a masei sale, apariția tuburilor luminoase. Lampa

Geisler

Între timp, în Rusia

Posibilitatea aprinderii unei încărcături de pulbere de către o scânteie electrică a fost cunoscută încă din 1745.Dar saprul nu putea să transporte borcanul Leyden sau să frece cu răbdare chihlimbarul cu lână în orice condiții meteorologice. De mult timp, afacerile militare nu au luat în considerare asemenea lucruri.În 1812, ofițerul rus Shilling a reușit să producă o explozie subacvatică prin intermediul unei baterii electrice. Se crede că afacerile militare au dat un impuls dezvoltării cercetării în domeniul electricității în Rusia. Prima lampă cu arc a fost instalată în 1849 de către inventatorul( Jacobi) pe turnul Admiralității din Sankt Petersburg. Lumina ei sa dovedit a fi atât de strălucită încât a fost comparată cu omul mediu și cu soarele.

Utilizarea spoturilor cu lămpi cu descărcare de gestiune este limitată la afacerile militare, cu câteva excepții, când sursele indică drumul spre navele de la un far. Suntem interesați de lucrarea lui John Thomas Ray, din data de 1860, care a ghicit să combine arcul electric( Petrov și Jacobi) cu atmosfera de vapori de mercur( Michael Faraday) la presiune normală.

De la Edison la lămpi moderne cu descărcare în gaz

În ciuda unor avantaje clare, lămpile Heusler cu descărcare în gaz au prezentat dezavantaje semnificative. De exemplu, o viață redusă.Din anii 90 ai secolului al XIX-lea, un Daniel McFarlen Moore a lucrat pentru compania lui Edison și, imediat după intrarea în serviciu, a început să studieze istoria. El a fost interesat de lămpile Heusler cu descărcare în gaz. Ce este în neregulă cu lumina mea?Întrebat Edison. Moore a răspuns: este prea plictisitor, prea cald și prea roșu. Acesta este întregul adevăr despre becurile incandescente ale acelor timpuri.

Lampă modernă

În 1892, lampa cu descărcare de mercur a fost îmbunătățită de Martin Leo Arons. Dezvoltarea în 1901 a fost îmbunătățită de Peter Cooper Hewitt și a obținut succese comerciale.

Din anul 1894, Moore a organizat două dintre companiile sale care se ocupă cu iluminatul. Principala caracteristică a lămpilor( 1896) a fost faptul că gazul a fost reluat în timp ce acesta a fost consumat. Ca urmare, dispozitivul a lucrat pe termen nelimitat. Prima utilizare comercială a fost înregistrată în 1904.O lampă cu o întoarcere de 10 lumeni per 1 W luminează magazinul de echipamente și echipamente. După cum au scris martorii oculari, în ciuda complexității și bulkiness( 50 de metri în lungime), întoarcerea a meritat. Eficiența noilor lămpi cu descărcare în gaz a fost de 3 ori mai mare decât cifrele similare pentru lămpile cu incandescență.

O caracteristică distinctivă a fost utilizarea de vapori de azot și dioxid de carbon în lămpile Moore. Rezultatul a fost lumina zilei. O pereche de azot dă o strălucire moale și o temperatură scăzută a culorii. Apariția filamentelor de wolfram a făcut ca producția ulterioară să fie neprofitabilă, companiile au fost absorbite de General Electric( 1912), iar brevetele au fost cumpărate. Dar Moore nu a rămas fără muncă, mutându-se în laboratoarele succesorului său în releu nesfârșit. Mai târziu a inventat lampa de neon.

Cei care doresc să învețe mai multe pot privi secțiunile de pe lămpile DRL și lămpile fluorescente.