電灯の開発

最初の実用的な電球は白熱灯でした ランプ、しかし、白熱灯が誕生する前に ランプ、英国のハンフリーデイビッドは、アークを作るために2000個のバッテリーと2本のカーボンロッドを使用しました ランプ、しかし、このアークランプは明るすぎて熱を発しすぎました。多すぎて耐久性がなく、一般的な場所では使用できません。

1854年、米国に移住したドイツの時計職人、ヘンリー・ゴベールは、真空ガラス瓶に入れられた炭化竹ワイヤーを使用して、最初の実用的なものを作りました. 電気ランプ、 400時間続きましたが、間に合いませんでした。特許を申請します。

1860年、イギリス人のジョセフ・スワンも炭素フィラメントを作った 電気ランプ、しかし、彼は炭素フィラメントを長期間機能させるための良好な真空環境を得ることができませんでした.

英国の真空技術が望ましいレベルにまで発展したのは 1878 年のことで、彼は真空下で炭素線を使ってエネルギーを与える電球を発明し、英国の特許を取得しました。 Swann の自宅は、英国で最初に電気で照らされた民家でした。

1874 年、カナダの 2 人の電気技術者が電灯の特許を申請しました。ガラス球の下に窒素を充填し、通電した炭素棒で光を放ちました。しかし、彼らは発明を完成し続けるのに十分な財源を持っていなかったため、1875 年に特許を売却しました。エジソンに。特許を取得した後、エジソンはフィラメントの改良を試み、1880 年に 1,200 時間持続する炭化竹フィラメント ランプを最終的に製造しました。

しかし、米国特許庁は、エジソンの炭素フィラメント白熱灯の発明は取り残され、特許は無効であるとの判決を下しました。何年にもわたる訴訟の後、ヘンリー・ゲッベルスが特許を勝ち取り、エジソンはついにゲッベルスの貧しい未亡人から特許を購入しました。英国では、スワンがエジソンを特許侵害で訴えた。彼らは後に法廷の外に定住し、1883年に英国で合弁会社を設立しました.スワンは後に彼の株式と特許をエジソンに売却しました.

20 世紀の初めに、炭化フィラメントはタングステン フィラメントに置き換えられ、タングステン フィラメントの白熱灯は現在でも使用されています。

1938年、蛍光灯が誕生。 1998年に誕生した白色LEDライト。

タイプ

1. 白熱灯

現代の白熱電球はコイル状のタングステン フィラメントを持ち、1920 年代に商品化され、1880 年頃に導入された炭素フィラメント ランプから開発されました。

入力エネルギーの 3% 未満が使用可能な光に変換されます。入力エネルギーのほとんどは最終的に熱になります。温暖な気候では、この熱を換気や空調によって建物から排出する必要があり、通常はエネルギー消費量が増加します。寒くて暗い冬の間暖房と照明を必要とする寒冷地では、熱の副産物には一定の価値があります。白熱電球のエネルギー効率が低いため、多くの国が白熱電球を段階的に廃止しています。

一般照明用の電球以外にも、機器部品として一般的に使用されている低電圧・低電力タイプもあり、現在は主にLEDに置き換えられています。

2.ハロゲンランプ

通常、標準的な白熱灯よりもはるかに小型です。これは、動作を正常に行うには、電球の温度が通常 200 °C を超える必要があるためです。このため、ほとんどの場合、石英ガラス (石英) またはアルミノケイ酸塩ガラス球を使用しています。これは通常、追加のガラス層で密閉されています。外側のガラスは、紫外線放射を減らし、操作中に内側のケーシングが爆発したときに高温のガラスの破片を含む安全対策です。

汚染された領域に過度の熱が蓄積するため、指紋の油状の残留物が高温の石英シェルに亀裂を引き起こす可能性があります.むき出しの電球はやけどや火災の危険性も高く、場所によってはランプで囲まれていない限り使用が禁止されています。

3. 蛍光灯

これは、低圧の水銀蒸気またはアルゴンを含むガラス管で構成されています。チューブを流れる電流により、ガスは紫外線エネルギーを放出します。チューブの内側は蛍光体でコーティングされており、紫外線光子が照射されると可視光を放出します。それらの効率は、白熱灯の効率よりもはるかに高いです。同じ量の光を生成する場合、通常、白熱電球の約 4 分の 1 から 3 分の 1 の電力を使用します。

一般的な光効率の蛍光灯システムの効率は、1 ワットあたり 50 ～ 100 ルーメンであり、同等の光出力を持つ白熱電球の数倍です。蛍光灯は、ランプを流れる電流を調整するバラストを必要とするため、白熱灯よりも高価ですが、通常、エネルギー コストが低いため、初期コストが高くなります。

4.LED

固体発光ダイオード (LED) は、1970 年代以来、家電製品やプロ用オーディオ機器のインジケータ ライトとして人気があります。 2000 年代には、LED が照明用途 (車のヘッドライトやブレーキ ライトなど)、懐中電灯や自転車のライト、装飾用途 (休日の照明など) で使用されるまでに効率と出力が向上しました。

LED インジケータは、最大 100,000 時間という非常に長い寿命で知られていますが、LED の点灯操作はあまり保守的ではないため、寿命が短くなります。

LED 技術は、低消費電力、低発熱、瞬時のオン/オフ制御、および単色 LED の場合は色の連続性と比較的低い製造コストを備えているため、照明設計者にとって有用です。 LEDの寿命はダイオードの温度に大きく依存します。