היסטוריה של תאורה חשמלית

ההיסטוריה של התאורה החשמלית חוזרת למאה הקודמת. מדענים בתחילת המאה ה-18 גילו שעל ידי חימום חומרים שונים בחשמל ניתן לקבל אור בהיר. אבל התפתחות הטכנולוגיה הייתה ברמה נמוכה, כך שפיתוחה של נורה עמידה ובטוחה ארכה כמעט מאה שנה. במהלך תקופה זו, נערכו ניסויים רבים. כיום פועלים גם לשיפור המנורות, לא מזמן צצו אפשרויות חדשות שהופכות יותר ויותר פופולריות.

מקורות אור לפני חשמל

האדם מהתקופה הקדומה ביותר ניסה לספק תאורה בחושך. יתרה מכך, בתחילה הוא שימש גם כהגנה מפני טורפים. באשר לפיתוח מקורות אור, ניתן להבחין במספר שלבים עיקריים:

1. מְדוּרָה. האופציה הראשונה והפשוטה ביותר, שהוצתה במערה או במקלט מאולתר ונשמרה ללא הרף, מאחר שעדיין לא ידעו להבעיר אש בעצמם באותה תקופה.
2. לוצ'יני. עם הזמן, אנשים שמו לב שעצי שרף מסוימים נשרפים הרבה יותר בהירים וארוכים יותר מאחרים.החלו להשתמש בהם להדלקה, להתפצל ללפידים קטנים ולהעלות באש תוך כדי שריפה, מה שאפשר לחסוך בחומר ולספק אור לאורך זמן.
3. המנורות הראשונות היו פרימיטיביות בעיצובן. פתילה קטנה נפלה לתוך מיכל עם שמן, שרף טבעי או שומן מן החי, שנשרף זמן רב. עם הזמן החלו להשתמש במוצרי נפט מזוקקים, מה שהגדיל עוד יותר את היעילות. היו לפידים וגרסאות אחרות ספוגות בחומרים דליקים.
4. שעווה ופרפין אפשרו לייצר נרות שעזרו להאיר את החדר לאורך זמן. לרוב, השעווה נאספה והשתמשו בה בייצור מחדש של נרות.
5. השלב הבא של הפיתוח היה שמן, ולאחר מכן מנורות שמן. העיצוב היה פתיל, שהוספגה במיכל ובשל מערכת מיוחדת הוסרה בהדרגה לבעירה אחידה. כדי להגן על הלהבה ולהפוך את האור לאחיד יותר, נעשה שימוש בזכוכית מגן מלמעלה.
   מנורות נפט היו מהיעילות והבטיחותיות ביותר.
6. מנורות גז היו בשימוש נרחב לתאורת רחוב בבריטניה ובכמה מדינות אחרות. בשל נוחות אספקת הגז וקלות החיבור, ניתן היה להשיג מקור אור חזק מספיק שקל להדליק ולכבות.

דרך אגב! את כל מקורות אורשקדמו לחשמל לא היו בטוחים. לכן הם גרמו לא פעם לשריפות, לפעמים אפילו חלק ניכר מהערים נשרף.

שלבי פיתוח התאורה

לאחר המצאת החשמל, מדענים רבים הבינו שכדי להגביר את יעילות התאורה, יש צורך להעלות את הטמפרטורה של האלמנט המחומם.הדרך הקלה ביותר לעשות זאת היא באמצעות חשמל. הזרם מאפשר לחמם חומרים מסוימים לטמפרטורה כזו שהם מתחילים לזרוח, ולכל האפשרויות הללו יש תכונות משותפות:

1. בהירות הזוהר עומדת ביחס ישר למידת החימום.
2. לקרינה יש ספקטרום רציף.
3. הרוויה המקסימלית של תאורה תלויה רק ​​בטמפרטורה של הגוף המחומם.

הקשת החשמלית הראשונה לתאורה הוצעה על ידי מדען רוסי ו' פטרוב ב-1802. באותה שנה, החוקר הבריטי ג' דייווי הציע גרסה משלו למקור האור, שפעל על ידי אספקת חשמל לרצועות פלטינה.

העבודה נמשכה במשך עשרות שנים, אך כל האפשרויות לא היו בשימוש נרחב בשל מורכבות העיצוב והמחיר הגבוה של פלטינה.

קרא גם

ההיסטוריה של המצאת מנורת הליבון

 

חוט פחמן

המדען הראשון שקיבל פטנט על מנורה עם חוט פחמן לא יקר היה אמריקאי ד. סטאר ב-1844. הוא הציע עיצוב שאפשר להחליף את אלמנט הפחמן, מכיוון שהוא עבד רק כמה שעות. במשך עשרות שנים, חוקרים רבים שיפרו את העיצוב, תוך כדי בשנת 1879 תומס אדיסון רשם פטנט על המנורהשמוכר לכולם. יחד עם זאת, רבים מאמינים כי במחקרו הוא יישם את הישגיו של המדען הרוסי לודיגין.

חוט הפחמן אפשר להוזיל את עלות הנורות ולהתחיל בייצור המוני שלהן.

האפשרויות הראשונות עבדו במשך מספר שעות. ואז הגיעו דגמים עם תוחלת חיים של 40 שעות, וזה היה פנטסטי באותה תקופה.אדיסון וצוות חוקרים המשיכו לשפר את הנורה, מה שאפשר לספק משאב של 1200 שעות.

אפילו יותר מוצלח היה המדען הצרפתי שי, שבסוף המאה ה-19 פיתח מנורת חוט פחמן עמידה ובהירה עוד יותר. המיזם, שנפתח בארצות הברית, פרח במשך תריסר וחצי. אבל לצ'אי לא היה זמן לבנות מחדש בזמן ודור חדש של מנורות טונגסטן אילץ את מגוון הפחמן מהשוק.

דרך אגב! נורה "נצחית" בת 113 שנים דולקת במכבי האש בליברמור בקליפורניה, ארה"ב.

המנורה הזו בוערת כל יום כבר יותר ממאה שנה.

מנורת ליבון

בסוף המאה ה-19 החל החוקר הרוסי לודיגין לערוך ניסויים באמצעות מתכות עקשנות - מוליבדן וטונגסטן. הוא זה שהחליט לסובב את החוט לספירלה, שכן זה הגביר את ההתנגדות של החומר, הגביר את בהירות הזוהר והאריך את החיים. כתוצאה מכך, הוא מכר פטנט על חוט טונגסטן לחברת ג'נרל אלקטריק של תומס אדיסון, מה שהביא את הטכנולוגיה לשלמות.

עובד חברה אמריקאית אירווינג לנגמייר כדי להאריך את חיי חוט הטונגסטן ולשפר את ביצועי הארה, הוא הציע למלא את הבקבוק בגז אינרטי. זה סיפק משאב רב ואיפשר לייצר מוצרים זולים ואיכותיים, שירדו כמעט ללא שינוי לזמננו.

מנורת הליבון במשך שנים רבות הפכה למקור האור העיקרי על פני כדור הארץ.

מנורות הלוגן - גרסה משופרת המשתמשת בזוגות של מתכות אצילות. הודות להם, בהירות הזוהר עולה, וגם חיי השירות מתארכים באופן משמעותי.

מנורות פלורסנט

הפיתוח של תאורה חשמלית הוביל את החוקרים לחפש אפשרויות אחרות שיספקו בהירות טובה עם יעילות מוגברת. אחרי הכל, ב מנורות ליבון עיקר האנרגיה מושקעת על חימום הסליל ומשתחררת בצורה של חום.

הראשון שהציע להשתמש בעיצוב בצורתו המודרנית היה מדען אמריקאי E. Germer בשנת 1926. מאוחר יותר, הפטנט נרכש על ידי חברת ג'נרל אלקטריק, אשר סיימה כמה מרכיבים של המכשיר ובשנת 1938 השיקה סוג זה של מנורה לייצור תעשייתי.

מנורות פלורסנט מספקות איכות אור מעולה.

עקרון הפעולה שונה מהאפשרויות הסטנדרטיות, כאן הזוהר מתרחש עקב פריקת קשת הנוצרת בין שתי אלקטרודות הממוקמות בקצוות שונים של הנורה. החלל הפנימי מלא בתערובת של גז אינרטי ואדי כספית, המייצרת קרינה אולטרה סגולה. כדי להמיר אותו לאור הנראה לעין, קירות הבקבוק מצופים בזרחן מבפנים. על ידי שינוי הרכב הציפוי, אתה יכול להשיג מאפיינים שונים של אור.

בשל עקרון פעולה זה, ניתנת אותה עוצמת תאורה כמו במנורת ליבון, אך עלות החשמל מופחתת פי 5. במקביל, התאורה מפוזרת, מה שמעניק נוחות חזותית רבה יותר ופיזור אור טוב יותר בחדר. עם התקנה ותפעול נכונים, חיי השירות ארוכים פי כמה מזה של מוצרים קלאסיים.

אבל לאפשרות הזו יש גם חסרונות. החשוב ביותר הוא הנוכחות של אדי כספית בפנים, דבר היוצר סכנה במקרה של נזק ומצריך נפרד מִחזוּר מנורות.הם אינם סובלים הפעלה וכיבוי מתמדת, הם משמשים בצורה הטובה ביותר במקומות שבהם התאורה פועלת במצב קבוע.

למנורות פלורסנט קומפקטיות לשקע סטנדרטי יש את כל היתרונות של דגמי צינור סטנדרטיים. הם יכולים לשמש כחלופה למנורות ליבון ללא כל שינוי של המערכת.

מקורות LED

מקורות אור LED מגוונים.

אפשרות זו הופיעה לאחרונה יחסית, אך היא עוקפת זנים אחרים מבחינת קצב ומתפשטת יותר ויותר מדי שנה. מקור האור הוא נוריות צבע לבן, כאשר פותחו אפשרויות סופר-בהירות, הכיוון הזה הפך למבטיח הן עבור הבית והן עבור תאורת רחוב.

לפתרון יתרונות רבים שהופכים אותו לפופולרי:

1. צריכת החשמל הנמוכה ביותר. בהשוואה למנורת ליבון, ההבדל הוא כמעט 90%. באמצעות התקנת תאורת לד, ניתן לחסוך בחשמל.
2. היעילות הרבה יותר גבוהה, שכן אנרגיה לא מתבזבזת על חימום הסליל או פריקת הקשת.
3. חיי השירות בתנאי הפעלה רגילים יכולים לעלות על 50,000 שעות. זה הרבה יותר מכל מין אחר.
4. נוריות יכולות להפיק אור בטמפרטורות צבע שונות, מה שמאפשר לבחור את הפתרון המתאים לכל מטרה. יחד עם זאת, אין כמעט הבהוב, מה שמפחית את עומס העיניים.
5. ניתן לרכוש גם גופים וגם נורות לפי התקן מַחסָנִית.

ללדים יש גם חסרונות מסוימים. קודם כל, זוהי ההקפדה על איכות גוף הקירור. אם הוא לא יכול להתמודד עם הסרת חום עודף, פעולת הנוריות מופרעת, והמשאב מופחת באופן משמעותי.במבצע יש הרבה מוצרים באיכות נמוכה עם דיודות שאינן מספקות איכות אור רגילה.

הסרטון מפרט את ההיסטוריה וההתפתחות של התאורה.

תאורה חשמלית עברה מספר שלבים בפיתוחה. ויש לציין שכל אפשרויות נורה פרט למגוון חוטי הפחמן, הם משמשים עד היום. ולמרות התפתחות הטכנולוגיה והופעת מקורות אור LED, מנורות ליבון עדיין ממלאות תפקיד מוביל, נפח הייצור השנתי שלהן עולה על כל השאר גם יחד.