De ontwikkeling van elektrische verlichting

De vroegste praktische elektrische lamp was een gloeilamp lamp, maar vóór de geboorte van de gloeilamp lamp, de Brit Humphrey David gebruikte 2000 batterijen en twee koolstofstaven om een ​​boog te maken lamp, maar deze booglamp was te fel en produceerde te veel warmte. Het is te veel en niet duurzaam, en het kan niet op algemene plaatsen worden gebruikt.

In 1854 gebruikte Henry Gobert, een Duitse horlogemaker die naar de Verenigde Staten emigreerde, een verkoolde bamboedraad die in een vacuümglazen fles was geplaatst om de eerste praktische elektrische lamp, die 400 uur duurde, maar hij haalde het niet op tijd. octrooi aanvragen.

In 1860 maakte de Engelsman Joseph Swan ook een koolstoffilament elektrische lamp, maar hij slaagde er niet in een goede vacuümomgeving te verkrijgen om het koolstoffilament lang te laten werken.

Het was pas in 1878 dat de Britse vacuümtechnologie zich tot een gewenst niveau ontwikkelde, dat hij een gloeilamp uitvond die werd gevoed met koolstofdraad onder vacuüm, en een Brits patent verkreeg. Het eigen huis van Swann was het eerste privéhuis dat in het VK werd verlicht door elektriciteit.

In 1874 vroegen twee elektrotechnici in Canada een patent aan voor een elektrisch licht: stikstof werd onder een glazen bol gevuld om licht uit te stralen met een geactiveerde koolstofstaaf. Ze hadden echter niet genoeg financiële middelen om de uitvinding verder te perfectioneren, dus verkochten ze het patent in 1875. Aan Edison. Na de aankoop van het patent probeerde Edison de gloeidraad te verbeteren en produceerde uiteindelijk in 1880 een verkoolde bamboe-gloeidraadlamp die 1200 uur mee kon gaan.

Het Amerikaanse Octrooibureau oordeelde echter dat Edison's uitvinding van een gloeilamp met koolstoffilament achterbleef en dat het patent ongeldig was. Na jaren van rechtszaken won Henry Goebbels het patent en Edison kocht het patent uiteindelijk van de verarmde weduwe van Goebbels. In het Verenigd Koninkrijk heeft Swan Edison aangeklaagd wegens octrooi-inbreuk. Ze vestigden zich later buiten de rechtbank en richtten in 1883 een gezamenlijke onderneming op in het Verenigd Koninkrijk. Swan verkocht later zijn aandelen en patenten aan Edison.

Aan het begin van de 20e eeuw werd de verkoolde gloeidraad vervangen door een wolfraamgloeidraad en de gloeilamp met wolfraamgloeidraad is nog steeds in gebruik.

In 1938 werd de fluorescentielamp geboren. Witte LED-lampen werden geboren in 1998.

type

1. Gloeilamp

Moderne gloeilampen hebben opgerolde wolfraamfilamenten en werden in de jaren 1920 op de markt gebracht en werden ontwikkeld op basis van de kooldraadlampen die rond 1880 werden geïntroduceerd.

Minder dan 3% van de ingangsenergie wordt omgezet in bruikbaar licht. Bijna alle input-energie zal uiteindelijk warmte worden. In een warm klimaat moet deze warmte via ventilatie of airconditioning uit het gebouw worden afgevoerd, wat meestal leidt tot meer energieverbruik. In koude klimaten die verwarming en verlichting vereisen tijdens koude en donkere winters, heeft het bijproduct van warmte een bepaalde waarde. Vanwege de lage energie-efficiëntie van gloeilampen, zijn veel landen gloeilampen aan het uitfaseren.

Naast gloeilampen voor algemene verlichting is er een zeer breed assortiment, waaronder laagspannings-, laagvermogentypes die veel worden gebruikt als apparatuurcomponenten, maar nu voornamelijk worden vervangen door LED's.

2. Halogeenlamp

Het is meestal veel kleiner dan standaard gloeilampen, omdat voor een succesvolle werking de lamptemperatuur meestal hoger moet zijn dan 200 ° C. Om deze reden hebben de meeste een bol van gesmolten silica (kwarts) of aluminosilicaatglas. Dit wordt meestal verzegeld in een extra laag glas. Het buitenste glas is een veiligheidsmaatregel die ultraviolette straling vermindert en hete glasscherven bevat wanneer de binnenste behuizing explodeert tijdens het gebruik.

Door de ophoping van overmatige hitte in het verontreinigde gebied, kunnen de olieachtige resten van vingerafdrukken ervoor zorgen dat de hete kwartsschaal barst. Het risico van brandwonden of branden van kale gloeilampen is ook groter, wat leidt tot een verbod op gebruik op sommige plaatsen, tenzij ze worden omsloten door lampen.

3. Fluorescerende lampen

Het bestaat uit een glazen buis die onder lage druk kwikdamp of argon bevat. De stroom die door de buis stroomt, zorgt ervoor dat het gas ultraviolette energie afgeeft. De binnenkant van de buis is bedekt met fosfor, dat zichtbaar licht uitstraalt wanneer het wordt bestraald door ultraviolette fotonen. Hun rendement is veel hoger dan dat van gloeilampen. Voor dezelfde hoeveelheid geproduceerd licht gebruiken ze gewoonlijk ongeveer een kwart tot een derde van het vermogen van gloeilampen.

Het rendement van een typisch TL-verlichtingssysteem met lichtefficiëntie is 50-100 lumen per watt, wat meerdere malen hoger is dan dat van gloeilampen met een vergelijkbare lichtopbrengst. Fluorescentielampen zijn duurder dan gloeilampen omdat ze voorschakelapparaten nodig hebben om de stroom door de lampen te regelen, maar lagere energiekosten compenseren meestal de hogere initiële kosten.

4. LED

Solid-state light-emitting diodes (LED's) zijn sinds de jaren zeventig populair als indicatielampjes in consumentenelektronica en professionele audioapparatuur. In de jaren 2000 zijn de efficiëntie en het rendement gestegen tot het punt waarop LED's nu worden gebruikt in verlichtingstoepassingen (zoals autokoplampen en remlichten), zaklampen en fietsverlichting, en decoratieve toepassingen (zoals vakantieverlichting).

LED-knipperlichten staan ​​bekend om hun extreem lange levensduur, tot 100.000 uur, maar de werking van verlichtings-LED's is veel minder conservatief en heeft daardoor een kortere levensduur.

LED-technologie is nuttig voor verlichtingsontwerpers omdat het een laag stroomverbruik, weinig warmte, directe aan/uit-regeling en, in het geval van monochromatische LED's, kleurcontinuïteit en relatief lage productiekosten heeft. De levensduur van de LED hangt grotendeels af van de temperatuur van de diode.