Le développement de l'éclairage électrique

La première lampeeeeeeeeee électrique pratique était une lampe à incandescence lamp, mais avant la naissance de l'incandescent lamp, le britannique Humphrey David a utilisé 2000 piles et deux tiges de carbone pour faire un arc lamp, mais cette lampe à arc était trop brillante et produisait trop de chaleur. C'est trop et pas durable, et il ne peut pas être utilisé dans des endroits généraux.

En 1854, Henry Gobert, un horloger allemand qui a immigré aux États-Unis, a utilisé un fil de bambou carbonisé placé dans une bouteille en verre sous vide pour fabriquer la première pratique lampe électrique, qui a duré 400 heures, mais il n'est pas arrivé à temps. déposer une demande de brevet.

En 1860, l'Anglais Joseph Swan fabriqua également un filament de carbone lampe électrique, mais il n'a pas réussi à obtenir un bon environnement de vide pour faire fonctionner le filament de carbone pendant une longue période.

Ce n'est qu'en 1878 que la technologie britannique du vide s'est développée à un niveau souhaitable, qu'il a inventé une ampoule alimentée par du fil de carbone sous vide et a obtenu un brevet britannique. La propre maison de Swann a été la première maison privée à être éclairée à l'électricité au Royaume-Uni.

En 1874, deux techniciens électriciens au Canada ont déposé une demande de brevet pour une lampe électrique : de l'azote était rempli sous une ampoule de verre pour émettre de la lumière avec une tige de carbone sous tension. Cependant, ils n'avaient pas assez de ressources financières pour continuer à perfectionner l'invention, ils vendirent donc le brevet en 1875. À Edison. Après avoir acheté le brevet, Edison a essayé d'améliorer le filament et a finalement produit une lampe à incandescence en bambou carbonisé en 1880 qui pouvait durer 1 200 heures.

Cependant, l'Office américain des brevets a statué que l'invention d'Edison de la lampe à incandescence à filament de carbone était abandonnée et que le brevet était invalide. Après des années de poursuites, Henry Goebbels a remporté le brevet et Edison a finalement acheté le brevet de la veuve appauvrie de Goebbels. Au Royaume-Uni, Swan a poursuivi Edison pour contrefaçon de brevet. Ils se sont ensuite installés en dehors du tribunal et ont créé une société commune au Royaume-Uni en 1883. Swan a ensuite vendu ses actions et ses brevets à Edison.

Au début du XXe siècle, le filament carbonisé a été remplacé par un filament de tungstène, et la lampe à incandescence à filament de tungstène est toujours utilisée aujourd'hui.

En 1938, la lampe fluorescente est née. Les luminaires à LED blanches sont nés en 1998.

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1. Lampe à incandescence

Les ampoules à incandescence modernes ont des filaments de tungstène enroulés et ont été commercialisées dans les années 1920, et ont été développées à partir des lampes à filament de carbone introduites vers 1880.

Moins de 3% de l'énergie d'entrée est convertie en lumière utilisable. Presque toute l'énergie d'entrée finira par devenir de la chaleur. Dans un climat chaud, cette chaleur doit être évacuée du bâtiment par la ventilation ou la climatisation, ce qui entraîne généralement une plus grande consommation d'énergie. Dans les climats froids qui nécessitent chauffage et éclairage pendant les hivers froids et sombres, le sous-produit de la chaleur a une certaine valeur. En raison de la faible efficacité énergétique des ampoules à incandescence, de nombreux pays éliminent progressivement les ampoules à incandescence.

En plus des ampoules pour l'éclairage général, il existe une très large gamme, y compris des types à basse tension et à faible puissance qui sont couramment utilisés comme composants d'équipement, mais qui sont maintenant principalement remplacés par des LED.

2. Lampe halogène

Il est généralement beaucoup plus petit que les lampes à incandescence standard, car pour un bon fonctionnement, la température de l'ampoule doit généralement dépasser 200 °C. Pour cette raison, la plupart ont une ampoule en silice fondue (quartz) ou en verre d'aluminosilicate. Ceci est généralement scellé dans une couche supplémentaire de verre. Le verre extérieur est une précaution de sécurité qui réduit le rayonnement ultraviolet et contient des éclats de verre chauds lorsque le boîtier intérieur explose pendant le fonctionnement.

En raison de l'accumulation de chaleur excessive dans la zone contaminée, les résidus huileux des empreintes digitales peuvent provoquer la fissuration de la coquille de quartz chaud. Le risque de brûlures ou d'incendies des ampoules nues est également plus important, conduisant à l'interdiction d'utilisation dans certains endroits sauf s'ils sont entourés de lampes.

3. Lumières fluorescentes

Il se compose d'un tube de verre qui contient de la vapeur de mercure ou de l'argon à basse pression. Le courant circulant dans le tube amène le gaz à libérer de l'énergie ultraviolette. L'intérieur du tube est recouvert de phosphore, qui émet de la lumière visible lorsqu'il est irradié par des photons ultraviolets. Leur efficacité est bien supérieure à celle des lampes à incandescence. Pour la même quantité de lumière produite, ils utilisent généralement environ un quart à un tiers de la puissance des lampes à incandescence.

L'efficacité d'un système d'éclairage fluorescent typique à efficacité lumineuse est de 50 à 100 lumens par watt, soit plusieurs fois celle des ampoules à incandescence avec un rendement lumineux comparable. Les lampes fluorescentes sont plus chères que les lampes à incandescence car elles nécessitent des ballasts pour réguler le courant traversant les lampes, mais les coûts énergétiques inférieurs compensent généralement les coûts initiaux plus élevés.

4. DEL

Les diodes électroluminescentes (DEL) à semi-conducteurs sont populaires comme voyants lumineux dans l'électronique grand public et les équipements audio professionnels depuis les années 1970. Dans les années 2000, l'efficacité et la production ont augmenté au point que les LED sont désormais utilisées dans les applications d'éclairage (telles que les phares de voiture et les feux de freinage), les lampes de poche et les feux de vélo, et les applications décoratives (telles que l'éclairage de vacances).

Les voyants LED sont connus pour leur durée de vie extrêmement longue, jusqu'à 100 000 heures, mais le fonctionnement des LED d'éclairage est beaucoup moins conservateur et a donc une durée de vie plus courte.

La technologie LED est utile aux concepteurs d'éclairage car elle a une faible consommation d'énergie, une faible chaleur, un contrôle marche/arrêt instantané et, dans le cas des LED monochromatiques, une continuité de couleur et un coût de fabrication relativement faible. La durée de vie de la LED dépend en grande partie de la température de la diode.