про жарівки

Компактна люмінесцентна лампа

Компактні люмінесцентні лампи (КЛЛ) швидко та впевнено витісняють менш економічно вигідні лампи розжарювання. Що ж являють собою компактні люмінесцентні лампи? Вони мають вигнуту форму колби, що дозволяє розмістити лампу у світильнику менших розмірів. Такі лампи нерідко мають вбудований електронний дросель. Компактні люмінесцентні лампи розроблені для застосування в конкретних специфічних типах світильників, або для заміни ламп розжарювання в звичайних.

Часто компактні люмінесцентні лампи називають енергозберігаючими лампами, що не зовсім точно, оскільки існують енергозберігаючі лампи і на інших фізичних принципах, наприклад світлодіодні або люмінесцентні лампи лінійного типу з пониженим вмістом ртуті і меншим діаметром трубки. Також випускаються лампи з кулястої колбою без спіралей розжарювання (слабке місце звичайних КЛЛ). Для ініціації розряду використовується індуктор.

У порівнянні з лампами розжарювання, КЛЛ мають більший термін служби. Однак залежність терміну служби від коливань напруги в електромережі призводить до того, що він може дорівнювати або навіть бути менше терміну служби ламп розжарювання. Частково це долається застосуванням стабілізаторів напруги і мережевих фільтрів. Основними причинами, що знижують термін служби лампи, є нестабільність напруги в мережі, часте вмикання-вимикання лампи.

Нові розробки дозволили використовувати енергоощадну лампу спільно з пристроями зниження/збільшення освітлення (диммерами). Для "диміювання" люмінесцентних ламп  не підходять димери, розроблені для ламп розжарювання - в цьому випадку слід використовувати тільки спеціальні електронні пускорегулювальні апарати (ПРА) з можливістю керування. Лампи з інтегрованими (вбудованими) ПРА для цих цілей не призначені.

Завдяки застосуванню електронного ПРА КЛЛ мають покращенні характеристики у порівнянні з традиційними люмінесцентними лампами - більш швидке включення, відсутність мерехтіння і дзижчання. Також існують лампи з системою плавного запуску. Система плавного запуску планомірно збільшує інтенсивність світла при включенні протягом 1-2 секунд: це подовжує термін служби лампи, але все ж не дозволяє уникнути ефекту «тимчасової світловий сліпоти».

У той же час компактні люмінесцентні лампи за габаритами і терміну служби програють світлодіодним лампам, по світловий віддачі значно поступаються металогалогенним лампам. Індуктивні КЛЛ мають ще більший термін служби (15000-18000 год), слабо залежать від перехідних процесів при вмиканні і мають більш широкий температурний діапазон.

Компактні люмінесцентні лампи містять 3-5 мг ртуті, отруйної речовини 1-го класу небезпеки («надзвичайно небезпечні»). Зруйнована або пошкоджена колба лампи вивільняє пари ртуті, що може викликати отруєння ртуттю. Найчастіше на проблему утилізації люмінесцентних ламп індивідуальні споживачі не звертають уваги, а виробники прагнуть відсторонитися від проблеми. На упаковці ламп таких виробників, як Navigator і Camelion відсутня інформація про наявність ртуті у продукті і необхідності утилізації. Продукт маркується як "лампа енергоощадна", а не "лампа люмінесцентна".

про жарівки

Сучасні джерела світла

Людство вже давно не залежить від природних джерел освітлення, таких як Сонце і Місяць, Полярні сяйва і блискавки, світлячки і т.д. Кожен звик і сприймає штучні джерела світла як одну із невід’ємних складових свого життя. Що ж таке джерело світла? Це технічний пристрій з притаманними йому конструктивними особливостями та способом перетворенням енергій, основним призначенням якого є отримання світлового випромінювання (як видимого, так і з різною довжиною хвилі, наприклад, інфрачервоного).

В більшості джерел світла використовується електроенергія, але іноді застосовується хімічна енергія і інші способи генерації світла (наприклад, триболюмінесценція, радіолюмінесценція, біолюмінесценція та ін.). Найбільшого поширення в наш час набули лампи розжарення, галогенні лампи, люмінесцентні лампи, світлодіоди, дугові лампи та газорозрядні лампи. Звісно, кожен тип ламп має індивідуальні, притаманні лише йому переваги та недоліки та особливості експлуатації. Найчастіше можна зустрітися з лампами розжарення, які використовуються для освітлення приміщень найрізноманітніших типів. Слід відзначити, що лампи даного типу не є економічно вигідними, тому в багатьох країнах вже введена в дію або готується до введення заборона на виготовлення, купівлю та імпорт ламп розжарення, з метою стимулювання переходу на енергоощадні лампи, такі як світлодіодні, компактні люмінесцентні, та інші. Щодо ксенонових ламп – вони набули широкого поширення у вигляді автомобільних ламп, оскільки дають можливість максимально якісно освітити проїзну частину за будь-яких погодних умов.

про жарівки

Особливості процесу виготовлення лампочки Едісона

Складним виявився не лише процес створення нитки розжарювання для лампочки, але й безпосередньо виготовлення лампочки. Так, нитку поміщали в скляну колбу між двома платиновими електродами, вплавленими у скло (дорогу платину доводилося використовувати тому, що вона мала однаковий зі склом коефіцієнт теплового розширення, що було дуже важливо для створення герметичності).

Нарешті, за допомогою ртутного насоса з лампи викачували повітря, так що в ній залишалося не більше однієї мільярдної частини того повітря, яке містилося в ній при звичному тиску. Коли викачування закінчувалося, лампочку запаювали і насаджували на цоколь з контактами для вкручування в патрон (і патрон, і цоколь, а також інші елементи електричного освітлення, що збереглися майже без змін до наших днів - вимикачі, запобіжники, електричні лічильники та багато іншого - були також винайдені Едісоном). Середня довговічність лампочки Едісона становила 800-1000 годин безперервного горіння.

Майже тридцять років лампочки виготовлялися описаним вище методом, але майбутнє було за лампочками з металевою ниткою розжарення. Ще в 1890 році Лодигін придумав замінити вугільну нитку металевою з тугоплавкого вольфраму, що мав температуру плавлення 3422 градусів Цельсія. Однак промислове виготовлення таких ламп почалося тільки в XX сторіччі. Не дивлячись на переваги ламп розжарювання, без використання яких сучасна людина навряд чи змогла б уявити своє життя, паралельно почали розвиватися і інші – альтернативні варіанти освітлення. З класифікацією сучасних джерел світла ми познайомимося в наступній статті.

про жарівки

Лампочка, створена Едісоном

У 1879 році за вдосконалення електричної лампочки взявся знаменитий американський винахідник Едісон. Він розумів: для того, щоб лампочка світила яскраво і довго та давала рівномірне світло, котре не миготить, необхідно, по-перше, знайти кращий матеріал для нитки, і, по-друге, навчитися створювати в колбі дуже розріджений простір. Було зроблено безліч експериментів з різними матеріалами, які ставилися з властивим для Едісона розмахом. Підраховано, що його помічники випробували не менше 6000 різних речовин і сполук, при цьому на досліди було витрачено понад 100 тисяч доларів.

Спочатку Едісон замінив ламкий паперовий вуглик більш міцним, приготованим з вугілля, потім став робити досліди з різними металами і нарешті зупинився на нитці з обвуглених бамбукових волокон. У тому ж році в присутності трьох тисяч осіб Едісон публічно демонстрував свої електричні лампочки, освітивши ними свій будинок, лабораторію та кілька прилеглих вулиць. Це була перша лампочка з тривалим терміном служби, придатна для масового виробництва. Але оскільки виготовлення ниток з бамбуку виявилося досить дорогим, Едісон розробив новий спосіб вироблення їх із спеціальним чином оброблених волокон бавовни. Спочатку бавовну поміщали в гарячий хлорно-цинковий розчин, де вона поступово розчинялася. Отриману рідину згущували за допомогою помпи до тістоподібного стану і видавлювали через тонку трубку в посудину зі спиртом. Тут вона перетворювалася на тонку нитку і намотувалася на барабан. Отриману нитку шляхом декількох проміжних операцій звільняли від хлорно-цинкового розчину, сушили, розрізали, укладали в V-подібні форми і обвуглювали в печі без доступу повітря. Потім на нитки напилювали тонкий шар вугілля, для цього їх поміщали під ковпак, заповнений світильним газом, і пропускали через них струм. Під дією струму газ розкладався, і на нитки осідав тонкий шар вуглецю. Після всіх цих складних операцій нитка була готова для використання.

про жарівки

Поява ідеї лампи розжарювання

Навіть у вдосконаленому вигляді дугові лампи (свічка Яблочкова, вдосконалена Джандусом) не змогли отримати досить широкого поширення. Вольтова дуга - дуже сильне джерело світла, та яскравість її горіння неможливо зменшити нижче певної межі, що робить їх ідеальними для освітлення великих залів, вокзалів чи площ але абсолютно непридатними для застосування в маленьких житлових або робочих приміщеннях.

Набагато зручніше в цьому сенсі були лампочки розжарювання. Їх структура проста: електричний струм, проходячи через тонку нитку, нагріває її до високої температури, завдяки чому вона починає яскраво світитися. Ще в 1820 році французький вчений Деларю виготовив першу таку лампу, в якій розжарювалася платинова спіраль. Після цього продовж півстоліття лампи розжарювання майже не використовувалися, оскільки не могли знайти відповідного матеріалу для нитки.

Спочатку найбільш зручним здавалося вугілля. У 1873 році російський електротехнік А. Н. Лодигін зробив лампочку в якій розжарювались стрижні з реторного вугілля. Він же перший почав відкачувати з колби повітря. Зрештою, йому вдалося створити першу лампочку розжарювання, яка отримала деяке практичне застосування, але вона залишалася ще дуже недосконалою. У 1878 році американські електротехніки Соєр і Манн за іншими даними це був Джозеф Суон (Сван), котрий навіть патент відповідний мав та і є більш відомим,  знайшли спосіб виготовляти маленькі вугільні волокна невеликого перерізу шляхом обвуглювання картону в графітовому порошку. Ці волокна вкладали в скляні колби. Однак і ці лампочки були дуже недовговічні. Саме в цей час даною проблемою зацікавився американський винахідник Едісон, перед яким постала складна проблема підбору більш вдалого матеріали, з якого буде виготовлено складові частини лампочки розжарювання. Яких результатів він зміг досягнути? Про це – в наступній статті.