La pittura classica è impensabile senza chiaroscuro. Con il suo aiuto, gli artisti, a partire dal Rinascimento, hanno trasformato i loro dipinti non solo in bellissime immagini, ma hanno creato testi reali, trattati filosofici.

Il mestiere si è sviluppato nel corso degli anni. La pittura ha trovato una voce, ha parlato al pubblico. E come cominciarono ad apparire affettivamente tutti i dipinti dei più grandi maestri sul tema della Maddalena penitente quando creò la sua tela su questa trama.

Avendo vissuto per molti anni nei bassifondi, l'artista sapeva perfettamente che aspetto avesse una prostituta sofferente quando decise di rivolgersi alla fede. La sua Maddalena è proprio così.

I suoi occhi sono bassi, il dolore pensieroso sul viso, perché, avendo deciso di cambiare vita, una persona non si rivolge al cielo, si pone una domanda. Questo è già il finale della trasformazione, conseguenza di una tempesta di emozioni, testimoniata da gioielli costosi sparsi sul pavimento. Non c'è nemmeno l'ombra di civetteria in questa meretrice. È completamente vestita, non c'è niente di provocatorio nel suo vestito.

Non c'è una sola menzione classica della santità qui. Non c'è folla di putti nudi, nessuna croce, nessun cielo. Davanti a noi c'è una stanza buia. In una tormentosa frenesia, come una febbre, Magdalena trascorse tutta la notte. E venne il mattino. La luce del sole è ancora molto debole, i suoi raggi morbidi sono visibili solo nell'angolo in alto a destra della tela. L'eroina non li vede ancora. Questo è il punto di svolta della sua vita, quando un ritorno al vecchio è impossibile e il futuro non è ancora del tutto chiaro. Quello stesso presentimento della catarsi, che sta per accadere quando la luce del sole cade sulla meretrice. È congelata tra due realtà. Il suo passato giace sul pavimento come ornamenti strappati, e il futuro sta arrivando solo a lei. E le mani della Maddalena? È così che una madre tiene suo figlio. Davanti a noi c'è una nascita, ma non un bambino, ma la nascita della fede.

Ma il vero maestro del gioco era Rembrandt van Rijn. È stato con il suo dipinto "Discesa dalla Croce" che abbiamo deciso di iniziare la nostra serie.

La serie avrà 10 episodi. Ne abbiamo dedicati tre.

La luce nella pittura è un fenomeno sorprendente. Cambia, si sviluppa, vive di vita propria. La luce è l'unica cosa che rimane dell'artista dopo la sua morte. La luce è immortale. Dopotutto, l'oscurità è solo l'assenza di luce. E anche se in un momento non c'è, è sempre pronto a irrompere negli spazi più bui. Tira fuori dall'oscurità l'unica cosa per cui vale la pena vivere.

Nei prossimi numeri parleremo di Ivan Kramskoy, Mikhail Vrubel, Nikolai Ge, Pablo Picasso, Vincent van Gogh. Questo è solo l'inizio del viaggio.

Vorremmo dire un enorme grazie ai dipendenti dello State Hermitage, senza i quali questo progetto non avrebbe visto la luce. Un ringraziamento speciale a Olga Eberts, un'impiegata del servizio stampa del museo, che non ha risparmiato né tempo né fatica per il nostro film.

Sono passati circa 180 anni dall'invenzione della prima lampada a incandescenza al carbonio. La rivoluzione nel mondo dell'illuminazione di quel tempo è stata a lungo lasciata alle spalle e poche persone pensano a come tutto è iniziato. Nel tempo la tecnologia è cambiata: una lampada con filamento di carbonio è stata sostituita da una lampada a incandescenza con filamento di platino, poi una lampada con filo di bambù carbonizzato in un recipiente sottovuoto e moltissime altre modifiche alla lampada. Qualunque materiale sia stato provato per creare una lampada a incandescenza più efficiente, ma ciò non ha portato risultati significativi. Le moderne lampade a incandescenza utilizzano un filamento di tungsteno, ma anche questo raro materiale consente di ottenere che solo il 5% dell'energia venga convertita in luce. La rivoluzione globale è avvenuta solo nell'era del risparmio energetico e delle lampade a LED. Basate su un principio di luminescenza completamente diverso, queste lampade hanno permesso all'uomo di migliorare a volte la qualità dell'illuminazione e di ridurne i costi.

Proviamo a tracciare l'intera storia delle sorgenti luminose e dei tipi di lampade che esistono nel nostro tempo.

Oggi tutte le lampade possono essere suddivise in tre gruppi principali: a incandescenza, a scarica di gas e LED. Le persone della "vecchia scuola" rifiutano categoricamente gli ultimi due tipi, il che è vano. Ma andiamo con ordine.

Lampade a incandescenza

Una lampada a incandescenza è una sorgente di luce elettrica, il cui corpo luminoso è un conduttore riscaldato dal flusso di corrente elettrica ad alta temperatura. Tutte le lampade a incandescenza possono essere suddivise in cinque tipi:

I vantaggi delle lampade ad incandescenza includono il basso costo, le dimensioni ridotte, l'accensione istantanea, l'assenza di componenti tossici e il funzionamento a basse temperature ambiente. Ma i loro difetti, tuttavia, non sono paragonabili ai requisiti moderni per le sorgenti luminose. Questi includono: bassa efficienza(Efficienza non superiore al 5%), breve durata, forte dipendenza dell'emissione luminosa e della durata dalla tensione, temperatura del colore nell'intervallo da 2300 a 2900 K, elevato rischio di incendio.

Le lampade a incandescenza stanno gradualmente diventando un ricordo del passato, ma rendiamo omaggio alla storia che ha aperto la strada dalle origini alle moderne fonti di illuminazione:

1838-1854- le prime lampade alimentate dalla corrente elettrica. Inventori: il belga Jobar, l'inglese Delarue, il tedesco Heinrich Goebel.

11 luglio 1874 L'ingegnere russo Alexander Nikolaevich Lodygin ha ricevuto un brevetto per una lampada a filamento. Come filamento, ha usato una bacchetta di carbonio posta in un recipiente evacuato.

Nel 1876 L'inventore e imprenditore russo Pavel Nikolaevich Yablochkov ha sviluppato una candela elettrica e ne ha ricevuto un brevetto francese. La candela di Yablochkov si è rivelata più semplice, più comoda ed economica da usare rispetto alla lampada a carbone di Lodygin. L'invenzione di Yablochkov può anche essere attribuita alle lampade a scarica.

Nel 1879 L'inventore americano Thomas Edison brevetta la lampada a filamento di platino. Nel 1880 tornò alla fibra di carbonio e creò una lampada con una durata di 40 ore. Allo stesso tempo, Edison ha inventato la cartuccia, la base e l'interruttore. Nonostante una vita così breve, le sue lampade stanno sostituendo l'illuminazione a gas utilizzata fino ad allora.

Nel 1904 Gli ungheresi Dr. Sandor Just e Franjo Hanaman hanno ricevuto un brevetto per l'uso del filamento di tungsteno nelle lampade. In Ungheria furono prodotte le prime lampade di questo tipo, che entrarono nel mercato attraverso la società ungherese Tungsram nel 1905.

Nel 1906 Lodygin vende un brevetto per un filamento di tungsteno alla General Electric. A causa dell'elevato costo del tungsteno, il brevetto trova solo un'applicazione limitata.

Nel 1910 William David Coolidge inventa un metodo migliorato per produrre filamenti di tungsteno. Successivamente, il filamento di tungsteno sostituisce tutti gli altri tipi di filamenti.

Il problema rimanente con la rapida evaporazione di un filamento nel vuoto fu risolto dallo scienziato americano Irving Langmuir, che, lavorando dal 1909 alla General Electric, ebbe l'idea di riempire le lampadine con un gas inerte, che aumentò notevolmente la durata della lampada.

Lampade a scarica

Gli esperimenti per creare un bagliore in tubi pieni di gas iniziarono nel 1856. Il bagliore era per lo più nella gamma invisibile dello spettro. Fu solo nel 1926 che Edmund Germer propose di aumentare la pressione operativa all'interno del pallone e di rivestire i palloni con una polvere fluorescente che converte la luce ultravioletta emessa dal plasma eccitato in luce bianca uniforme. Di conseguenza, iniziò l'era delle lampade a scarica di gas.

Attualmente, E. Germer è riconosciuto come l'inventore della lampada fluorescente. La General Electric in seguito acquistò il brevetto di Germer e nel 1938 portò le lampade fluorescenti a un uso commerciale diffuso.

1927-1933- Il fisico ungherese Denis Gabor, che lavorava alla Siemens & Halske AG (oggi Siemens), sviluppò una lampada al mercurio ad alta pressione, che ora è ampiamente utilizzata nell'illuminazione stradale.

Un serio contributo al miglioramento della polvere fluorescente, in seguito chiamata fosforo, fu dato negli anni '30 del secolo scorso dal fisico sovietico Sergei Ivanovich Vavilov.

1961- Creazione delle prime lampade al sodio ad alta pressione. Alla fine degli anni '70 del secolo scorso, General Electric è stata la prima a commercializzare lampade al sodio e, poco dopo, lampade ad alogenuri metallici.

Primi anni '80 Apparvero le prime lampade fluorescenti compatte (CFL).

Nel 1985 OSRAM è stata la prima a introdurre una lampada con alimentatore elettronico integrato.

L'intera varietà di lampade a scarica di gas può essere rappresentata dal seguente schema:

Le più popolari di questo gruppo sono forse le lampade fluorescenti compatte. Consentono di risparmiare energia fino a 5 volte rispetto alle lampade ad incandescenza, mentre la loro durata è di circa 8 anni. Il corpo di questa lampada si riscalda leggermente, il che consente di utilizzarli ovunque. Inoltre, le lampade fluorescenti possono avere diverse temperature di colore e varie opzioni aspetto.

Ma, sfortunatamente, le CFL presentano diversi svantaggi, che includono:

Notevole riduzione della vita utile quando si lavora in reti con cadute di tensione, nonché con frequenti accensioni e spegnimenti.
Lo spettro di una tale lampada è la linea. Ciò porta non solo a una riproduzione errata dei colori, ma anche a un aumento dell'affaticamento degli occhi.
Le lampade fluorescenti compatte contengono 3-5 mg di mercurio.
L'uso di interruttori retroilluminati porta all'accensione periodica, una volta ogni pochi secondi, delle lampade a breve termine (nelle lampade di alta qualità, invisibili all'occhio), che porta a un rapido guasto della lampada.
Le lampade fluorescenti compatte convenzionali non sono compatibili con i dimmer. Il costo delle lampade dimmerabili è circa 2 volte superiore.

Per questi motivi è rimasta aperta la questione delle nuove tecnologie nella produzione di sorgenti luminose. Le lampade a LED sono entrate nella luce.

Lampadine a LED

Le sorgenti luminose a LED si basano sull'effetto bagliore dei semiconduttori (diodi) quando vengono attraversati da una corrente elettrica. Dimensioni ridotte, economicità e durata consentono di produrre qualsiasi dispositivo di illuminazione basato su LED. Oggi i LED occupano una quota significativa del mercato delle sorgenti luminose e sono utilizzati ovunque.

Il primo rapporto sull'emissione di luce da parte di un diodo a stato solido fu fatto nel 1907 dallo sperimentatore britannico Henry Round della Marconi Company. È interessante notare che questa società in seguito divenne parte di General Electric ed esiste ancora oggi.

Nel 1923 Oleg Vladimirovich Losev nel laboratorio radiofonico di Nizhny Novgorod ha mostrato che il bagliore del diodo si verifica vicino alla giunzione p-n. I due certificati di copyright ricevuti per il "Light Relay" (il primo è stato dichiarato nel febbraio 1927) hanno formalmente assicurato alla Russia la priorità nel campo dei LED, che è stata persa negli anni '60. a favore degli Stati Uniti dopo l'invenzione dei moderni LED adatti all'uso pratico.

Nel 1961 Robert Byard e Gary Pittman di Texas Instruments hanno scoperto e brevettato la tecnologia LED a infrarossi.

Nel 1962 Nick Holonyak della General Electric ha sviluppato il primo pratico LED al mondo che opera nella gamma della luce (rossa).

Nel 1972 George Craford (uno studente di Nick Holonyak), ha inventato il primo LED giallo al mondo e ha migliorato di 10 volte la luminosità dei LED rossi e rosso-arancio.

Nel 1976 T. Peirsol ha creato il primo LED al mondo ad alta efficienza e luminosità per applicazioni di telecomunicazione inventando materiali semiconduttori specificamente adattati alle trasmissioni attraverso fibre ottiche.

I LED sono rimasti estremamente costosi fino al 1968 (circa $ 200 ciascuno). Monsanto è stata la prima azienda a produrre in serie LED operanti nella gamma della luce visibile e applicabili negli indicatori.

Hewlett-Packard è riuscita a utilizzare i LED nelle sue prime calcolatrici tascabili tradizionali.

I vantaggi delle lampade a LED includono:

I principali svantaggi dei LED sono principalmente legati al loro costo elevato. Così, ad esempio, il rapporto costo/lumen dei LED superluminosi è 50-100 volte superiore a quello di una lampada a incandescenza convenzionale. Inoltre, ci sono altri due punti:

Il LED richiede una corrente di esercizio nominale costante. Per questo motivo, compaiono componenti elettronici aggiuntivi che aumentano il costo del sistema di illuminazione nel suo complesso.
Limite di temperatura relativamente basso: i LED di illuminazione ad alta potenza richiedono un dissipatore di calore esterno per il raffreddamento perché hanno un rapporto dimensione/potenza termica strutturalmente sfavorevole (sono troppo piccoli) e non possono dissipare tanto calore quanto generano (nonostante un'efficienza ancora maggiore rispetto ad altri tipi di lampade).

Ad oggi, gli esperti concordano sul fatto che i LED sono il prossimo futuro nell'illuminazione. Una tecnologia più efficiente e pratica attualmente non esiste.

Dato il crescente bisogno dell'umanità di illuminazione artificiale, si può presumere che appariranno nuove tecnologie più efficienti. Ma arriveranno già a sostituire i LED, che nei prossimi anni diventeranno comuni come lo erano le lampade a incandescenza.

Pubblicato sul sito 08.11.2007.

PREFAZIONE DEL DIPARTIMENTO DELLE PREVISIONI

Buon pomeriggio cari lettori!

Il programma "patent paintball" che avete visto nei tre numeri precedenti continuerà, ovviamente. Alcune altre persone hanno espresso il desiderio di unirsi alla "guerra" e stanno preparando i loro materiali. Qualsiasi creatore di una nuova teoria in TRIZ può prendere parte a questo esperimento di "verifica".

Tuttavia, KP non è una "rivista sugli aspirapolvere", quindi oggi abbiamo deciso di mettere su un lavoro "sulle lampadine". Il tema degli aspirapolvere, così come di qualsiasi altra macchina responsabile della SALUTE umana, è inesauribile, se non altro perché nel mondo della Scienza compaiono costantemente nuovi risultati.

È sicuro affermare che ogni sei mesi è abbastanza realistico formare una nuova soluzione predittiva basata sul materiale delle innovazioni scientifiche, considerandole dal punto di vista della possibilità di un uso specifico.

L'ambiente dell'informazione è costantemente "spulciato" sia da "specialisti dell'aspirapolvere" che da "motori di ricerca" professionali, tra i quali appartiene l'autore presentato oggi, ma, ovviamente, non sarà dominante.

Sono lieto di presentare il lavoro del mio collega e amico, dottore in scienze tecniche, professore, maestro TRIZ Alexander Kynin, che attualmente lavora come esperto TRIZ nell'azienda sudcoreana Samsung Electromekenics. Cinque anni di isolamento dalla Patria non hanno reso questa persona "stanca" o passiva nel migliorare le capacità di ricerca, che non possono che suscitare ammirazione.

Possiamo tranquillamente chiamare questo articolo "una breve enciclopedia della storia delle lampade". Inoltre, questa è una "formazione per riconoscere i modelli", senza la quale la crescita professionale di un previsore è impossibile. Inoltre, la formazione è di altissimo livello.

La quantità di informazioni nel lavoro è grande, quindi il materiale sarà presentato in due numeri.

Discutendo il manoscritto e preparandolo per la pubblicazione, sono emerse una serie di questioni polemiche e precisazioni, che abbiamo deciso di inserire

POSTAZIONE DEL DIPARTIMENTO DELLE PREVISIONI.

Queste domande richiedono un po' di riflessione. Inoltre, possono rispondere non solo all'autore, ma anche a qualsiasi lettore per il quale è importante l'argomento della previsione dello sviluppo delle tecnologie. Queste domande sono "la base" per la ricerca futura sul tema della previsione dello sviluppo della tecnologia.

Buona lettura,

Cordiali saluti, dirigente KP,

SVILUPPO DELLE SORGENTI LUMINOSE

A. Kinin

1. STORIA

Brilla sempre, brilla ovunque...
V. Mayakovsky

L'uomo ha sempre cercato di predire il futuro. Uno degli obiettivi di tali tentativi è prevedere il processo di sviluppo dei sistemi tecnici (TS). Fino ad ora, nella Teoria della soluzione di problemi inventivi (TRIZ), quando si descrivono i processi di sviluppo del sistema, prevalgono valutazioni non quantitative, ma qualitative, il che rende difficile posizionare TRIZ come direzione scientifica. Lo scopo del lavoro presentato è mostrare un esempio dell'attuazione delle leggi di sviluppo dei sistemi tecnici (LTS), formulate nell'ambito di TRIZ per descrivere lo sviluppo dell'ES sull'esempio di sistemi reali - sorgenti luminose artificiali ( È). Inoltre, viene mostrata la possibilità della loro descrizione mediante curve di sviluppo e previsione dei cambiamenti nei parametri basati su modelli matematici.

Classificazione delle sorgenti luminose

Sfortunatamente, queste TS, che hanno svolto un ruolo così importante nello sviluppo della civiltà, finora non sono praticamente cadute nella sfera degli interessi degli specialisti TRIZ. Si può citare come esempio solo una sezione del libro di Yu.P. Salomatov e il libro di E.A. Sosnin in cui sono considerati solo gli excilamp.

In questo lavoro verranno considerate in dettaglio solo le sorgenti utilizzate per illuminare i locali, cioè quelle sorgenti che danno luce bianca, o il più vicino possibile ad essa nello spettro.

Stranamente, ma la data dell'apparizione della prima fonte di luce è fissata in modo abbastanza accurato. Questo, secondo la versione bizantina, il 1 settembre 5509 a.C. e., quando Dio disse: "Sia la luce! ...". È vero, se questa fonte di luce sia artificiale è un punto controverso.

La data dell'apparizione dei primi IC si perde nella notte dei tempi, ma chiaramente sono apparsi non prima che gli antichi iniziassero a usare il fuoco, cioè circa 500.000 a.C. (Vedi Tabella 1). Non c'è dubbio che il fuoco fosse originariamente usato per cucinare, fino a quando qualche antico inventore ebbe bisogno di guardare in una caverna buia.

Tabella 1. La storia dello sviluppo delle sorgenti luminose.

Tipo di sorgente di radiazioni
L'inizio dell'uso del fuoco	500.000 a.C
Lampade a olio e torce.	10.000 a.C
Pietre ardenti in Asia Minore.	4000 a.C
Produzione in serie di lampade in argilla con olio.	2500 a.C
Le prime candele in Grecia ea Roma.	500 a.C
Lampade a idrogeno con accensione elettrica.
Lampada con olio di colza e stoppino piatto.
Lampade a gas di carbone di V. Murdoch
Il fisico italiano Alessandro Volta ha creato la prima fonte di corrente chimica
Doug H.Davy
Il bagliore di un filo incandescente fatto di platino o oro.
Arco V.V. Petrov tra aste di carbonio.
Il bagliore di una scarica a bagliore negli esperimenti di V.V. Petrov.
Le prime lampade a gas.
Le prime candele di paraffina.
Lampada ad arco di Foucault con regolazione manuale della lunghezza dell'arco
La lampada a cherosene di Lukashevich
L'inventore tedesco Heinrich Goebel sviluppò la prima lampadina: un filamento di bambù carbonizzato in un recipiente evacuato.
Lampade ad arco con regolazione automatica della distanza tra i carboni di Alexander Shpakovsky
Lodygin ha ricevuto un brevetto numero 1619 per una lampada a filamento. Come filamento, ha usato una bacchetta di carbonio posta in un recipiente evacuato.
"Candela" Yablochkov
Joseph Swan ha ricevuto un brevetto per una lampada a filamento di carbonio. Nelle sue lampade, il filamento era in un'atmosfera di ossigeno rarefatto.
Edison riceve un brevetto per una lampada a filamento di carbonio.
Il cappuccio incandescente di Auer
Lampade a gas “Gas Horn”
Lampada ad acetilene
Lampada con filamento di cellulosa
Auer offre una lampada con una bobina di osmio.
Lodygin vende un brevetto per un filamento di tungsteno alla General Electric
Cooper-Hewitt inventa la lampada al mercurio a bassa pressione.
Coolidge è riuscito a ottenere tungsteno malleabile
Langmuir ha suggerito di riempire le lampade con un gas inerte
Lampada Langier a gas con filamento di tungsteno.
Pirani inventa la lampada al sodio a bassa pressione.
Kuh inventa la lampada ad arco di mercurio ad alta pressione.
Lampada al mercurio ad alta pressione con fosforo.
Schultz offre una lampada allo xeno.
Le prime lampade ad incandescenza alogene.
Le prime lampade al mercurio ad alta pressione con additivi di iodio.
Lampade al sodio ad alta pressione.
Lampade allo zolfo senza elettrodi
LED Nichia bianchi
LED Luxeon K2

L'IS, come sistema tecnico, presenta una serie di differenze rispetto alla TS convenzionale, che di solito è percepita come analoghi delle macchine. Per trovare correttamente tutte le parti del sistema, per prima cosa determiniamo il suo scopo. Indubbiamente, il suo scopo è "creare radiazioni visibili per illuminare l'oggetto". In questo caso, il prodotto di un tale sistema sarà leggero, ad es. radiazioni elettromagnetiche. Il corpo di lavoro (RO) emette luce. RO è fornito da una fonte di energia esterna (IE) attraverso la trasmissione (Tr). Se consideriamo la funzione del motore per convertire l'energia da un tipo all'altro, nel caso di una lampada a incandescenza può essere considerata una spirale (energia elettrica - termica) e, nel caso di una lampada fluorescente, un fosforo che converte la radiazione UV in luce visibile. Il controllo umano è solitamente limitato all'accensione e allo spegnimento del veicolo.

Prima di tutto, analizzeremo tutte le possibili opzioni per la produzione di luce diretta. Per fare ciò, utilizziamo la tabella Impatto - Risposta da per il caso di una risposta elettromagnetica sotto forma di radiazione elettromagnetica (vedi Tabella 2).

Come si può vedere dalla tabella sopra, solo l'azione magnetica non porta direttamente alla generazione di luce. Naturalmente, non ha senso considerare l'uso della triboluminescenza, che è di intensità molto debole, così come il marciume e le lucciole (bioluminescenza) per l'illuminazione in questo lavoro.

Tabella 2. Generazione di luce sotto influenze esterne.

Ora, sulla base dei dati ottenuti, compileremo una tabella (vedi Tabella 3), in cui rifletteremo la natura e lo stato degli elementi del sistema.

Tabella 3. Struttura delle sorgenti luminose.

Pertanto, secondo IE, le lampade possono essere suddivise condizionatamente in: Chimico, Elettrico ed Elettromagnetico.

Sorgenti luminose chimiche

La prima fonte di calore, e insieme di luce, è il fuoco, dove la legna, o il carbone, sono usati come combustibile. In questo caso, abbiamo un IE di natura chimica. Il corpo di lavoro è un gas incandescente, che si forma nella zona di combustione durante la decomposizione termica del combustibile in presenza di ossigeno atmosferico. La trasmissione è la materia stessa. Quindi il fuoco è stato dinamizzato e trasformato nella sua versione mobile: una torcia, e anche ridotta a torcia. Dopotutto, lo scopo sia del fuoco che della torcia non era solo l'illuminazione, ma anche la generazione di calore. Pertanto, la prima "lampada" può essere chiamata torcia.

Per molti secoli, una tale fonte di luce si è adattata perfettamente alle persone. Ma non era solo troppo ingombrante, ma anche una fonte di luce estremamente inefficiente. Ciò è dovuto al fatto che deve spendere una parte significativa della sua energia per la decomposizione termica del materiale: il carburante. Inoltre, era estremamente scomodo da usare.

Pertanto, sono apparse le lampade a olio. In essi, IE fungeva da olio liquido. Per trasportare l'olio dal serbatoio alla zona di combustione, è stato necessario introdurre una trasmissione: uno stoppino. Tuttavia, un tale cambiamento nel design ha portato a una complicazione dei rapporti tra le persone, poiché era necessario estrarre olio da qualche parte e realizzare lampade. Nel seguito, per IC useremo il termine "lampada".

Il passo successivo fu l'invenzione della candela di cera. Stranamente, questo dispositivo può essere collocato tra un fuoco e una lampada a olio su una linea di sviluppo comune. Il fatto è che il combustibile della candela è allo stato solido, ma quando riscaldato si scioglie e viene ulteriormente trasportato dallo stoppino nella zona di combustione.

Poi, per molto tempo, il progresso per le lampade si è ridotto a variazioni nel design delle lampade a olio e delle candele. Anche il processo di sviluppo del design stesso è di notevole interesse, poiché durante il cambiamento il numero di candele è cresciuto prima di tutto. Se consideriamo condizionatamente il fuoco di una candela come una sorgente puntiforme, allora si è prima trasformato in pseudo-lineare (lampadario), circolare (ruota tradizionale con candele come lampadario) e volumetrico (lampadari di palazzi a più livelli).

Un esempio di evoluzione geometrica volumetrica: punto - linea - superficie - volume.

All'inizio del XIX secolo apparvero candele di paraffina e lampade a cherosene. Le lampade a cherosene risalgono infatti al Medioevo. Ma l'inventore polacco I. Lukashevich ha dato loro nuova vita.

È curioso notare che anche le lampade liquide hanno avuto uno sviluppo simile alle candele. Quindi il solito laccio a stoppino (condizionalmente punto IC) si è trasformato prima in uno lineare e poi in uno anulare (per le ultime lampade a cherosene).

Un esempio di evoluzione geometrica lineare: punto - linea - curva di superficie - curva di volume.

Il passo successivo è stato quello di cambiare la fonte di energia in gas. Alla fine del XVIII secolo apparvero le prime lampade a idrogeno con accensione elettrica. Tuttavia, non sono stati ampiamente utilizzati a causa della loro complessità ed esplosività.

La prima vera lampada a gas è stata creata da W. Murdoch (William Murdoch "Murdock")). Nel 1798 iniziò a utilizzare lampade a gas di carbone per illuminare i locali industriali e nel 1802 un ex dipendente di questa azienda, S. Clegg, organizzò una società e iniziò a introdurre in modo massiccio l'illuminazione a gas. Va notato che le lampade a gas sono essenzialmente una modernizzazione del fuoco. Solo in questo caso il combustibile solido viene convertito in gas da qualche parte nella cokeria (nel supersistema) e solo allora viene trasportato al consumatore.

Un esempio di transizione verso un supersistema: carbone in un incendio - gas di carbone in una centrale.

Le trombe a gas sono state sviluppate in modo particolarmente intenso dopo l'invenzione delle griglie a incandescenza, che aumentano notevolmente il flusso luminoso. Nel 1885 Auer von Welsbach propose l'uso di una griglia incandescente, che è un sacchetto di stoffa imbevuto di una soluzione di sostanze inorganiche (sali vari). Quando calcinato, il tessuto si è bruciato, lasciando un sottile "scheletro" che brillava brillantemente quando riscaldato sotto l'azione di una fiamma. Questi dispositivi erano chiamati Auer caps.

In linea di principio, questa è la storia dello sviluppo delle lampade che utilizzano energia chimica poiché IE praticamente cessò, sebbene l'illuminazione a gas abbia gareggiato a lungo con l'illuminazione elettrica (vedi il film "Gaslight"). L'aspetto di una lampada ad acetilene (carburo) non ha influito su questo processo, tanto più che, essendo un sistema mobile, veniva utilizzato per altri scopi (nelle miniere, nei fari, ecc.). Tuttavia, la transizione stessa in una tale lampada Solid - Gas completa il quadro generale.

Esempio di segmentazione: log (monolito) - monolite diviso (torcia) - liquido (petrolio, cherosene) - gas (gas di cokeria, acetilene, propano).

Va notato che, contrariamente alla comprensione acritica di TRIZ, le lampade a gas non sono affatto scomparse. Sono tornate da noi oggi sotto forma di sorgenti luminose per i turisti, e le loro caratteristiche sono leggermente aumentate.

FONTI DI LUCE ELETTRICHE

Quasi parallelamente allo sviluppo delle sorgenti luminose chimiche, si svilupparono quelle elettriche, che apparvero anche un po 'prima delle trombe a gas.

Nel 1799, il fisico italiano Alessandro Volta creò la prima fonte di corrente chimica, chiamata "colonna voltaica".

Quindi, la prossima classe di circuiti integrati è elettrica, ovvero dispositivi che utilizzano l'elettricità come IE e IE non è inclusa nel TS. Tuttavia, dalla Tav. 3 mostra che differiscono l'uno dall'altro sotto forma di RO. Le classi principali saranno:

Lampade ad arco, dove, sotto l'azione di una scarica elettrica, il gas si illumina tra gli elettrodi;

Lampade a incandescenza, in cui la luce viene emessa da un filamento riscaldato;

Lampade a bagliore, in cui viene utilizzata una scarica a bagliore, che si forma a bassa pressione del gas e bassa corrente;

Lampade senza elettrodi (UHF);

LED.

Un esempio di sostituzione del principio di funzionamento di IE: Chimico - Elettrico - Elettromagnetico.

lampade ad arco

In primo luogo, iniziarono a svilupparsi sistemi che utilizzavano un arco elettrico. Questo fenomeno è stato osservato contemporaneamente da H. Davy in Inghilterra e da V. Petrov in Russia, il che conferma ancora una volta l'inevitabilità delle invenzioni. È interessante notare che nello stesso anno sono stati osservati sia l'incendio di un arco elettrico che il bagliore di un filo caldo sotto l'azione di una corrente.

Riso. 1. Lampade al mercurio ad alta pressione con fosforo.

Tuttavia, solo 42 anni dopo, il fisico francese Foucault creò la prima lampada ad arco con regolazione manuale della lunghezza dell'arco, che fu ampiamente utilizzata. Tuttavia, il controllo manuale era estremamente scomodo e durante i giorni delle celebrazioni dell'incoronazione a Mosca, sulle torri del Cremlino venivano accese lampade ad arco con regolazione automatica delle distanze tra i carboni - frutto dell'ingegno dell'inventore Alexander Shpakovsky (da non confondere con Nicola!).

Ben presto, Pavel Yablochkov ha migliorato il design posizionando gli elettrodi verticalmente e separandoli con uno strato isolante. Questo disegno è stato chiamato "candela Yablochkov" ed è stato utilizzato in tutto il mondo: ad esempio, con l'aiuto di tali "candele" è stato illuminato il Teatro dell'Opera di Parigi.

Un esempio di crescente controllabilità: l'arco di Petrov (non controllato) - la lanterna di Foucault (controllo manuale) - la lampada ad arco di Shpakovsky (controllo automatico) - "Yablochkov Candle" (autoregolazione).

Le lampade ad arco erano, sebbene luminose, ma non molto economiche, quindi le lampade a incandescenza iniziarono presto la loro processione trionfale. Tuttavia, le lampade ad arco non sono affatto scomparse, ma hanno occupato una loro nicchia ben definita, che ancora una volta mette in dubbio le conclusioni sulla "morte del veicolo".

Il problema principale era la rapida combustione degli elettrodi. Più di una volta gli inventori ebbero l'idea di racchiudere l'arco voltaico in un'atmosfera priva di ossigeno. Dopotutto, grazie a ciò, la lampada potrebbe bruciare molto più a lungo. L'americano Jandus è stato il primo ad avere l'idea di posizionare sotto la cupola non l'intera lampada, ma solo i suoi elettrodi. Quando si è verificato un arco voltaico, l'ossigeno contenuto nel recipiente ha reagito rapidamente con il carbone caldo, così che presto si è formata un'atmosfera neutra all'interno del recipiente. Sebbene l'ossigeno continuasse a fluire attraverso le fessure, la sua influenza era notevolmente indebolita e una tale lampada poteva bruciare ininterrottamente per circa 200 ore.

Dall'uso del vuoto si passò presto all'uso dei gas inerti. Ora, le lampade a scarica ad arco al mercurio (vedi Fig. 1) e allo xeno sono utilizzate come fonti di luce particolarmente intensa.

Un esempio di utilizzo del principio dell'ambiente inerte.

Nella maggior parte delle lampade a scarica, viene utilizzata la radiazione della colonna positiva della scarica ad arco, nelle lampade flash, una scarica di scintilla, trasformandosi in un arco. Esistono lampade a scarica ad arco con bassa [da 0,133 N / m 2 (10-3 mm Hg)], ad esempio una lampada al sodio a bassa pressione, alta (da 0,2 a 15 at.1 at = 98066,5 N / m 2) e pressione ultraelevata (da 20 a 100 atm o più, ad esempio lampade a scarica di gas allo xeno).

Il colore della luce risultante dipende dalla sostanza i cui vapori si trovano nella lampada. Caratteristiche comparative le lampade a scarica sono presentate in Tabella. 4.

Tabella 4. Caratteristiche comparative delle lampade ad arco.

La lampada al sodio a bassa pressione è caratterizzata dalla più alta efficienza tra tutte le sorgenti luminose - circa 200 lm/W.

Lampade a incandescenza (Vedi Fig. 2)

Riso. 2. Lampade a incandescenza.

Di solito la storia delle lampadine a incandescenza è associata al nome di Edison. Tuttavia, la prima persona a sviluppare la prima lampadina utilizzando un filamento di bambù carbonizzato in un recipiente evacuato fu l'inventore tedesco Heinrich Goebel. Il suo connazionale chimico Hermann Sprengel lo ripeté nel 1865. E poi è seguita un'intera cascata di ricerche. Nel Regno Unito, questi erano Cruto, Gobel, Farmer, Maxim, Lane-Fox, Sawyer e Mann. Il primo brevetto canadese fu presentato a Henry Woodward e Matthew il 24 luglio 1874. I più famosi erano i bulbi Lodygin e Swan.

Sebbene Edison non abbia inventato la lampadina elettrica, ha comunque messo in pratica la teoria ed è stato il primo ad entrare con successo nel mercato dell'illuminazione a incandescenza. Il merito più importante di Edison è che ha creato l'intera infrastruttura per il loro utilizzo, che alla fine ha portato al successo commerciale.

Un grave inconveniente delle lampade a incandescenza era la loro vita troppo breve. Ciò è stato causato dalla rapida distruzione del filamento in un'atmosfera di ossigeno. Pertanto, lo sviluppo delle lampade a incandescenza è andato in due direzioni:

Miglioramento delle prestazioni del filamento

Cambiare l'atmosfera nella lampada.

Migliorare le caratteristiche del filo è andato nella direzione di aumentare la resistenza al calore del materiale. Inizialmente venivano usati vari carboni a base di bambù, cotone, ecc. Entro la fine del XIX secolo, l'emissione luminosa di tali lampadine era di 3 lumen / watt. Quindi hanno iniziato a utilizzare vari materiali refrattari. Quindi Auer offre una lampada con una spirale di osmio (T pl \u003d 2700 o C), hanno cercato di utilizzare il tantalio con un punto di fusione di 2996 o C, la cui efficienza nelle lampade era di 7 lumen / watt e un numero di inventori , incluso Lodygin, ha cercato di utilizzare il tungsteno per questi scopi. Tuttavia, è stato solo dopo che Coolidge è riuscito a ottenere il tungsteno malleabile che le lampadine a incandescenza hanno superato con sicurezza i getti di gas e le lampade ad arco.

E ancora, nonostante tutto, lampade a incandescenza Ancora costituiscono la maggior parte della proprietà intellettuale in uso nel mondo.

Lampade ad incandescenza alogene (Vedi Fig.3)

Riso. 3. Lampade ad incandescenza alogene lineari a 2 zoccoli.

Un passo importante nello sviluppo delle lampade a incandescenza è stata la scoperta del ciclo alogeno. Già nel 1949 OSRAM fece domanda di brevetto per lampade alogene a incandescenza. Tuttavia, una vera svolta tecnica non si è verificata fino al 1959 alla General Electric. Il nome di queste lampade è spiegato dall'uso di alogeni (sali), iodio o bromo in esse contenuti come gas di riempimento. Il ciclo alogeno nella lampada impedisce al tungsteno evaporato dal filamento di depositarsi sulle pareti interne del bulbo, cosa che di solito accade con una lampada a incandescenza convenzionale durante la sua vita utile. Durante il funzionamento della lampada, il tungsteno e l'alogeno si combinano e il tungsteno evaporato si deposita sulla bobina. L'alogeno all'interno della lampada funge da lavavetri in modo che la lampadina rimanga pulita.

Le lampade alogene a incandescenza, come le lampade a incandescenza convenzionali, emettono calore, ma la loro temperatura operativa è di circa 2800 o C. Di conseguenza, emettono luce più bianca, hanno una maggiore efficienza luminosa - fino a 25 lumen / Watt e una maggiore durata di da 2000 a 4000 ore.

Lampade a scarica

Le lampade a scarica sono parenti delle lampade ad arco. Questa è una grande famiglia di lampade in cui la scarica avviene tra gli elettrodi in un'atmosfera di qualche gas o vapore. La scarica provoca la ionizzazione del gas, cioè appare un plasma, che è il RO del sistema. Tuttavia, a differenza delle lampade ad arco, in una lampada a scarica di gas viene utilizzata una scarica "bagliore". Di conseguenza, la temperatura e il consumo energetico di tali lampade sono notevolmente inferiori.

Le scariche di gas nei gas provocano l'emissione di luce visibile, il cui spettro dipende dal gas utilizzato.

Tabella 5. Colori delle scariche luminose in vari gas.

Riso. 4. Lampade fluorescenti lineari.

L'esempio più comune di tali lampade sono le lampade fluorescenti "a luce diurna" (vedi Fig. 4), in cui l'emettitore di luce è il vapore di mercurio. Questo genera radiazioni UV, che vengono convertite dal fosforo in luce visibile.

Un esempio di utilizzo del principio del mediatore.

Le lampade fluorescenti a incandescenza forniscono un'emissione luminosa di 30-50 lm/W. Hanno una durata abbastanza lunga, fino a 20.000 ore.

Lampade fluorescenti compatte (Vedi Fig. 5)

Riso. 5. Lampade fluorescenti compatte.

La caratteristica principale del dispositivo delle lampade fluorescenti compatte (CFL) è quella di conferire al tubo a scarica forme in vari modi tali da garantire una netta riduzione della lunghezza della lampada. Inoltre, la maggior parte delle lampade a bassa potenza progettate per sostituire le lampade a incandescenza sono progettate in modo tale da poter essere avvitate direttamente o tramite un adattatore in una presa filettata.

Un esempio di utilizzo delle risorse del supersistema.

Ogni giorno, senza esitazione, usiamo tutti una cosa così meravigliosa come l'illuminazione elettrica. Le lampade sono diventate per noi parte integrante della vita quotidiana come gli spazzolini da denti, ma pochi ricordano e sanno come è effettivamente avvenuto lo sviluppo dei dispositivi di illuminazione, il cui contributo allo sviluppo dell'industria dell'energia elettrica è il più significativo, e come gli americani ancora una volta “mani riscaldate” sulla ricerca di tutta l'umanità.

Quindi, l'argomento della storia di oggi è la storia dell'illuminazione, così com'è, con la voce di fatti e date dietro i quali si celano grandi scoperte e il lavoro instancabile di grandi inventori.

Come ogni argomento storico, lo sviluppo dell'elettricità sarà impossibile da inserire nella sua interezza in un normale articolo. Ma cercheremo di ricordare le pietre miliari più importanti di questo processo e ricordare gli scienziati che hanno trascorso giorni e notti a fare il loro lavoro in modo che oggi possiamo guidare un'auto, guardare la TV, usare gli smartphone e illuminare le nostre case di notte.

Giocando con il fuoco

È generalmente accettato che la prima fonte di fuoco per uomo antico(Chiamiamolo il Domatore) era un fulmine, che colpì gli alberi e li incendiò. Curioso e coraggioso, il Domatore si avvicinò al fuoco e ne sentì il calore.

Quindi il pensiero balenò attraverso il Domatore (ricordiamo che oggi gli scienziati tendono a credere che il cervello dell'uomo antico funzionasse molto meglio di quello del suo contemporaneo, poiché doveva costantemente risolvere il problema della sopravvivenza, il che rendeva la sua mente acuta e veloce), perché mi gelo di notte nel tuo rifugio, perché puoi riscaldarlo. Prese un ramo ardente e gioiosamente corse a casa.

Da allora, il Domatore e tutti i suoi numerosi parenti e discendenti hanno imparato non solo a scaldarsi accanto al fuoco, ma anche a cucinarvi sopra deliziosi cibi caldi, a illuminare lo spazio intorno a loro, a trovarne un uso religioso, e soprattutto soprattutto, per accendere una fiamma da soli, poiché il nuovo fulmine potrebbe non colpire nelle vicinanze per anni o addirittura decenni.

Anche gli impianti antincendio sono cambiati nel tempo:

Inizialmente, il fuoco ardeva nel mezzo di una grotta di pietra, riscaldando e illuminando uniformemente lo spazio circostante.
Il fuoco è stato quindi collocato in un luogo speciale chiamato focolare per proteggere se stessi ei bambini piccoli da ustioni e lesioni.

In Rus', hanno avuto l'idea di utilizzare un chip illuminato, chiamato torcia, come fonte di luce. Il principio è molto semplice: è stato fissato ad angolo su un supporto con una punta di metallo (svetets) e l'estremità inferiore è stata data alle fiamme. Una lamiera o un recipiente con acqua veniva posta sotto il fuoco per proteggere la casa dal fuoco.
Nel corso del tempo, le persone hanno iniziato a scoprire sempre più nuove sostanze in grado di supportare la combustione. Sono stati utilizzati vari oli e resine, grazie ai quali sono apparse nuove fonti di illuminazione: bruciatori a nafta e torce.

Ora è diventato molto più facile illuminare grandi spazi. Le lampade bruciarono a lungo e davano, sebbene fioche, ma anche un'illuminazione. Molti anni dopo, tali bruciatori iniziarono ad essere utilizzati per l'illuminazione stradale.

Nei castelli reali e nei municipi, dipendenti speciali apparivano responsabili della combustione di tali lampade.

Ma la storia dello sviluppo dell'illuminazione tramite il fuoco non si è fermata qui. Dopo molte migliaia di anni, sono apparse le candele grasse. Le proprietà di bruciare i grassi divennero note all'uomo, molto prima, semplicemente non era possibile trovare prima un'applicazione pratica di queste informazioni. L'autore dell'articolo non può nemmeno immaginare quanto tempo e fatica ci siano voluti per capire che un bastoncino sottile dovrebbe essere immerso nel grasso fuso e lasciato indurire. In verità, la mente umana e lo zelo sono sconfinati!

L'uso del fuoco come fonte di luce non finisce qui. Nel 1790, l'ingegnere francese Philippe Lebon iniziò a lavorare sui processi di distillazione del legno secco e fu presto in grado di produrre un gas che bruciava molto più luminoso di qualsiasi altra lampada dell'epoca. Per qualche tempo ha continuato i suoi esperimenti, migliorando il processo, e presto il mondo ha visto il primo getto di gas, per il quale Philip ha ricevuto un brevetto.

La prima strada al mondo illuminata da bruciatori a gas è il Pall Mall di Londra - nel 1807 il re Giorgio IV lo ordinò, poiché la strada era considerata la più trafficata e richiedeva una regolamentazione del traffico.

Più di 50 anni dopo, l'illuminazione a gas di strade e piazze arrivò in Russia: tali lampade apparvero per le strade di San Pietroburgo e Mosca negli anni '60 del XIX secolo.

L'illuminazione a gas è stata una vera rivoluzione nella scienza e nella tecnologia di quel tempo. I primi bruciatori erano tutt'altro che perfetti e spesso provocavano incendi, ma nel tempo il loro design è stato migliorato e hanno continuato a servire l'uomo. Tali lampade sono state utilizzate per molto tempo, anche dopo l'avvento della luce elettrica.

Elettricità e illuminazione su di esso

Bene, siamo arrivati \u200b\u200bal più interessante - e questa è la storia dell'illuminazione elettrica. È difficile sopravvalutare il ruolo della luce elettrica nella vita uomo moderno perché assolutamente tutto è legato ad esso! Oggi l'assenza di una lampadina all'ingresso è una vera tragedia per i suoi abitanti.

Quindi, la storia stessa come scienza solleva molte domande. Molti autorevoli studiosi moderni tendono a credere che la realtà storica sia lontana da quella che ci viene insegnata oggi a scuola.

Lasceremo le discussioni su questo tema ai professionisti, ma siamo interessati alla storia della creazione dell'illuminazione elettrica, che può essere tranquillamente definita affidabile, poiché, per la maggior parte, si è sviluppata negli ultimi 250 anni e non lo è lontano da noi dalla polvere del tempo.

Le principali pietre miliari storiche dell'era dell'elettricità e l'epilogo

Prima di tutto, descriviamo più in dettaglio la penetrazione della luce elettrica nelle nostre vite e ricordiamo tutti i principali eventi e scoperte che hanno contribuito all'arrivo e allo sviluppo di tale illuminazione. Parleremo di eminenti scienziati i cui nomi sono ingiustamente dimenticati oggi.

1780- ha creato lampade a idrogeno, nelle quali per la prima volta nella storia viene utilizzata una scintilla elettrica per accendersi.
1802- il bagliore di un filo riscaldato di platino e oro è aperto.

1802- Lo scienziato russo, fisico sperimentale Vasily Vladimirovich Petrov, che ha studiato in modo indipendente ingegneria elettrica, scopre il fenomeno di un arco elettrico tra due barre di carbonio. Oltre alla radiazione luminosa, scopre e dimostra l'applicazione pratica di questo effetto per la saldatura e la fusione dei metalli, nonché il loro recupero dai minerali. Petrov fa una serie di importanti scoperte, quindi è giustamente chiamato il padre dell'ingegneria elettrica domestica.
1802– V.V. Petrov scopre l'effetto della scarica luminosa.
1820- L'astronomo inglese Warren de la Rue mostra la prima lampada a incandescenza conosciuta.

1840- Il fisico tedesco William Robert Grove per la prima volta utilizza una corrente elettrica per riscaldare un filamento incandescente.

1841- L'inventore inglese F. Moleyns brevetta la sua lampadina, in cui brillava carbone in polvere, posta tra due aste di platino.
1844- Lo scienziato americano Starr sta cercando di creare lampade con un filamento di carbonio, ma i risultati dei suoi esperimenti sono ambigui.
1845- A Londra, King riceve un brevetto per l'utilizzo di filamenti di carbone e metallo per l'illuminazione.

1854- Heinrich Goebel, mentre in America, crea per la prima volta una lampada con un sottile filamento di carbonio. Con esso illumina la vetrina del suo negozio, in cui vendeva orologi da lui realizzati.
1860- Appaiono in Inghilterra i primi tubi al mercurio a scarica di gas.

1872- L'ingegnere elettrico russo Lodygin mostra le sue lampade a incandescenza, illuminando il pubblico dell'Università Tecnologica di San Pietroburgo lungo Odessa Street. Due anni dopo, riceve un brevetto per la sua invenzione in diversi paesi contemporaneamente.
1874- Pavel Nikolaevich Yablochkov, ingegnere militare russo, ingegnere elettrico e imprenditore, crea la prima installazione al mondo per illuminare la ferrovia con un proiettore elettrico montato sul muso di una locomotiva.

1876- P.N. Yablochkov inventa una candela da due barre di carbonio separate da un dielettrico (caolino). Questa invenzione è stata una rivoluzione nell'ingegneria elettrica ed è stata utilizzata ovunque per illuminare le città. Ne parleremo meglio nel prossimo capitolo.
1877– Maxim, un inventore americano, realizza una lampada da un nastro di platino senza lampadina trasparente.
1878- Swann, uno scienziato inglese, mostra la sua lampada con un'asta di carbonio.

Concediamoci una piccola digressione lirica. Dove, in tutta questa serie di scoperte, si è nascosto il noto inventore Thomas Edison?

Nonostante Edison stesso abbia condotto circa 1200 esperimenti con le lampade con le proprie mani, può piuttosto essere definito un imprenditore di talento che è riuscito a perfezionare il design delle lampade. Il fatto è che i principali effetti e tipi di lampade a quel tempo erano già stati inventati.

Edison acquista tutti i brevetti necessari, combina le tecnologie e inventa il portalampada a incandescenza che conosciamo fino ad oggi. Non sminuiamo i meriti del famoso inventore americano, è semplicemente ingiusto presumere che la lampada a incandescenza sia solo opera sua.

Le lampade Edison utilizzano lo stesso principio delle candele di Yablochkov, con l'unica differenza che l'intera struttura è collocata in un pallone a vuoto, il che fa funzionare la lampada molto più a lungo.

Nel 1880, Thomas Edison ricevette un brevetto per la sua invenzione e iniziò la produzione di massa, che sta guadagnando slancio di anno in anno. Edison divenne un uomo ricco, mentre Yablochkov morì nel 1894 a Saratov in povertà.

1897 - Lo scienziato tedesco Walter Nernst crea lampade a incandescenza con un filo di metallo. Basato su una lampada Edison.
1901 - l'inizio del XX secolo. Cooper-Hewitt inventa la lampada al mercurio a bassa pressione.

1902 - Lo scienziato russo di origine tedesca Bolton usa il tantalio per il filamento.

1905 - Auer utilizza tungsteno e osmio per il filamento.
1906 - Kuh inventa la lampada al mercurio ad alta pressione.
1920 - Viene scoperto il ciclo alogeno.
1913 - Langier inventa una lampada a gas con un filamento di tungsteno.

Nella foto è una lampada al sodio a bassa pressione.

1931 - Pirani presenta la sua lampada al sodio a bassa pressione.
1946 - Schultz crea una lampada allo xeno. Nello stesso anno apparve una lampada al mercurio ad alta pressione con un fosforo.
1958 - Vengono create le prime lampade ad incandescenza alogene.
1960 - lampade al mercurio ad alta pressione con additivi di iodio.
1961 - Viene inventata la prima lampada al sodio ad alta pressione.

1962 - Nick Holonyak crea il primo LED visibile per General Electric. A proposito, questa azienda è stata fondata da Thomas Edison.
1982 - ora la lampada alogena può funzionare a bassa tensione.
1983 - le lampade fluorescenti diventano compatte.
2006 - la comparsa sul mercato delle lampade a LED per uso domestico.

In effetti, l'elenco elencato è lungi dall'essere completo. Avrebbe potuto includere più scoperte di molti effetti, ma, sfortunatamente, abbiamo uno spazio limitato e abbiamo scelto le più importanti a nostro avviso.

Se sei interessato ad approfondire questo problema, cerca informazioni su Internet o nei libri di riferimento scientifici.

Il ruolo di Yablochkov nello sviluppo dell'industria dell'energia elettrica

Come non parlare dell'elettricità stessa e delle scoperte ad essa associate. I primi esperimenti di scienziati iniziarono nel 1650. Fu da allora che molti scienziati "si ammalarono" di questo problema e il risultato del loro lavoro fu la creazione di macchine elettriche meccaniche.

Dalla metà del 19° secolo c'è stato un aumento nell'uso dei motori elettrici. La tecnica con una tale spinta iniziò a sostituire gradualmente i motori a vapore.

Ciò è stato facilitato dall'introduzione nella produzione della cosiddetta "candela Yablochkov". Nessun'altra invenzione è stata così rapidamente e ampiamente adottata prima.

È stato un vero trionfo per l'inventore russo, che possiede anche molte altre scoperte:

Yablochkov ha escogitato un modo per collegare un numero arbitrario di lampade a una fonte di alimentazione. Nessuno ci aveva pensato prima di lui, e ogni lampada era alimentata da una dinamo separata.
Petr Nikolaevich ha inventato e assemblato il primo trasformatore di corrente elettrica.
Yablochkov ha imparato a usare la corrente alternata, che prima di lui era considerata pericolosa e non di utilità pratica.
Creato il primo alternatore.
Ha inventato molte altre fonti di luce.
Creato molte macchine elettriche.
Ha inventato la prima batteria per auto zincata.

Oggi molte idee espresse da un talentuoso scienziato russo trovano nuove applicazioni nell'ingegneria elettrica, ma ha iniziato la sua carriera cercando di migliorare il regolatore di Foucault, che era comune a quel tempo.

Nel 1974, un treno governativo avrebbe dovuto lasciare Mosca per la Crimea e l'amministrazione della ferrovia Mosca-Kursk decise di illuminare il passaggio per aumentare la sicurezza. Si sono rivolti a Yablochkov, che si diceva fosse interessato all'energia elettrica.

Yablochkov posiziona il suo proiettore sulla locomotiva, che funziona secondo il principio della formazione di un arco elettrico. La lampada ad arco doveva essere costantemente regolata a causa del fatto che l'arco elettrico si verificava solo se veniva osservata una certa distanza tra le aste di carbonio. Le aste stesse si sono bruciate durante il funzionamento, motivo per cui era necessario un meccanismo di regolazione che spostasse le aste l'una verso l'altra alla giusta velocità.

Il risultato dell'esperimento ha mostrato che il design del regolatore dovrebbe essere semplificato, poiché richiedeva un'attenzione costante e Yablochkov ha iniziato a pensare a questo problema. Lungo la strada, ha condotto esperimenti sull'elettrolisi di una soluzione salina.

Durante uno di questi esperimenti, carboni paralleli in una soluzione salina si toccarono e un arco elettrico luminoso lampeggiò all'istante. Fu allora che venne in mente allo scienziato il principio di funzionamento della lampada senza regolatore.

Nel 1975, Yablochkov portò a Parigi una dinamo da lui realizzata e ne fece richiesta di brevetto. In un rapporto a una riunione della Società francese dei fisici, ha riportato i principi della sua invenzione e li ha dimostrati in azione.

Il 15 aprile 1876, mentre si trovava a Londra, Yablochkov dimostra pubblicamente il lavoro della sua candela in una mostra di strumenti fisici. Il numeroso pubblico è stato felicissimo. È questa data che è considerata trionfante nella biografia dello scienziato.

Segue la rapida diffusione di nuovi articoli, ma nel 1881 fu introdotta nel mondo la lampada ad incandescenza, che poteva funzionare fino a 1000 ore. La novità era molto più economica, quindi il prezzo dell'utilizzo dell'elettricità è diventato notevolmente inferiore.

Lampade moderne per l'illuminazione

Stranamente, ma oggi usiamo ancora sia le lampade Edison che le candele Yablochkov. E se i primi vivono la loro vita, costretti a uscire da controparti luminescenti e LED, i secondi hanno ricevuto una rinascita completa.

L'arco di luce elettrica ci è tornato sotto forma di lampade alogene per auto. L'uso di alogeni ha permesso di prolungare la vita del filamento. Ciò ha permesso anche di creare lampade di maggiore potenza.

Naturalmente, queste lampade sono prodotte utilizzando nuove tecnologie e utilizzano materiali completamente diversi rispetto a 140 anni fa, ma il principio di funzionamento di base è rimasto lo stesso di prima.

Cosa usiamo per l'illuminazione oggi? Le lampade fluorescenti sono molto diffuse. Sono utilizzati per l'illuminazione stradale, l'illuminazione di industrie, scuole, asili e in casa. Negli anni '80 del secolo scorso hanno imparato a rendere compatte tali lampade, il che ha permesso di installarle in lampadari e lampade da tavolo.

In un altro modo, le moderne lampade fluorescenti sono chiamate a risparmio energetico, e questo non è il loro unico vantaggio:

L'utilizzo di tali lampade ha permesso di ridurre di 6-7 volte il consumo di elettricità per l'illuminazione;
Sono ignifughi, in quanto si riscaldano poco durante il funzionamento;

Anche gli svantaggi di tali lampade sono sufficienti:

Il prezzo è il più importante di loro. Il costo medio di una tale lampada è di 200-300 rubli, e questo si riferisce al segmento di bassa qualità.
Le lampade hanno una forma a spirale, che per ragioni estetiche non è adatta a tutte le lampade. È vero, nel tempo hanno imparato a metterli in boccette aggiuntive di varie forme.

Lo smaltimento delle lampade a risparmio energetico è un intero problema, poiché contengono mercurio, i cui vapori sono considerati molto tossici.

Come puoi immaginare, gli svantaggi sono molto seri. Ciò ha spinto la tecnica a un nuovo salto: i LED hanno iniziato a essere utilizzati come fonte di luce principale.

Sebbene i LED siano stati scoperti a metà del XX secolo, hanno iniziato ad essere utilizzati come lampade solo all'inizio del XXI. Il motivo sta nel fatto che i LED emettono in una gamma molto ristretta, il che rendeva difficile creare una sorgente luminosa accettabile per l'occhio umano. Inoltre, questa radiazione luminosa è incompatibile con la visione umana e può danneggiarla.

Tutti questi motivi hanno portato a una lunga fase di sviluppo, durante la quale la maggior parte di essi è stata risolta, e dal 2006 i LED sono diventati una vera e propria fonte di luce.

Il loro arrivo ha segnato i seguenti vantaggi per gli acquirenti:

Il consumo di energia è stato ridotto anche rispetto agli avversari luminescenti a risparmio energetico;
La dissipazione del calore di tali lampade è a un livello molto basso ed è diretta non verso la radiazione, ma nella base della lampada, che è ancora più fredda di quella dei concorrenti;
Lunga durata, progettata per ripetuti cicli on-off. Secondo questo parametro, nessun'altra lampada è inferiore ai LED;
Spettro dei colori: uno svantaggio si è trasformato in un vantaggio, poiché la varietà della radiazione cromatica è diventata molto ampia;
Smaltimento facile: per buttare via la lampada, non è necessario preoccuparsi delle conseguenze o correre al punto di raccolta;
Le lampade a LED sono rispettose dell'ambiente: durante il loro funzionamento non vengono emesse sostanze nocive;
Gli alloggiamenti di molte lampade a LED sono realizzati in plastica resistente che può facilmente sopravvivere a una caduta da un'altezza di diversi metri.

Ma come al solito, c'erano alcuni svantaggi, che siamo anche obbligati a esprimere:

Alcune lampadine hanno uno sfarfallio invisibile agli occhi. Questo vale per i prodotti economici provenienti dalla Cina e da altri paesi asiatici. Tali lampade possono essere dannose per la salute umana.
Gli stessi prodotti economici possono emettere nello spettro dannoso per l'occhio umano.
L'emissione di luce dal LED avviene rigorosamente in una direzione, il che rende l'angolo di illuminazione molto ridotto rispetto agli avversari. Per risolvere il problema sono state progettate delle lampade tipo mais, come in una delle foto in alto. In essi, i LED si trovano attorno all'asta centrale, che ricorda la pannocchia della cultura da cui prendono il nome.
Con il passare del tempo, i singoli LED della lampada potrebbero bruciarsi, causando un calo di luminosità. Da un lato la lampada continua a funzionare, ma dall'altro la sua potenza potrebbe non essere più sufficiente per un uso confortevole e la sostituzione è inevitabile.

In precedenza, anche il prezzo delle lampade a LED poteva essere attribuito agli svantaggi, ma recentemente sono diventate più convenienti. Quindi, ad esempio, una buona lampada può essere acquistata per 150 rubli. I prodotti di marchi noti, come Phillips, sono ancora molto costosi (da 500 a 2000 rubli).

Consiglio! Rispondere alla domanda su quale lampada scegliere oggi non è così semplice! Il video che alleghiamo all'articolo ti aiuterà a saperne di più sui moderni apparecchi di illuminazione.

Da ciò concludiamo che l'evoluzione dei dispositivi di illuminazione è ancora lungi dall'essere completa. Ma quello che usiamo oggi è già vicino a questo. Chissà, ma forse domani scopriranno qualcosa di concettualmente nuovo, e anche i LED entreranno a far parte della storia, ma per ora possono essere tranquillamente definiti l'apice dello sviluppo dell'illuminazione.

La storia dello sviluppo dell'illuminazione elettrica, brevemente descritta nel nostro articolo, è tutt'altro che completamente espressa. È stato creato da più di mille menti brillanti, ognuna delle quali ha contribuito a questa interessante questione. E per quanto miserabile possa sembrare questo contributo, senza questo passo non ci sarebbero stati i successivi. Bene, cerchiamo di non dimenticare la nostra storia e di raccontarla ai nostri lettori. È tutto! Ti auguro il meglio!

Il mondo moderno risplende di colori brillanti anche dallo spazio: le stazioni spaziali e l'equipaggio a bordo possono vedere un'immagine straordinaria di notte: una rete luminosa di luminose luci della città. Questo è un prodotto della vita umana, il suo duro lavoro inventivo mentale. È difficile per noi immaginarlo, ma circa 300 anni fa le persone usavano cose completamente inimmaginabili per illuminare strade e case. Questo è quello che voglio dirti sull'incredibile e storia interessante illuminazione, dai modi più primitivi ai moderni lampadari, applique, lampade a sospensione e altri dispositivi, grazie ai quali le nostre case e appartamenti sono così accoglienti.

Il mondo antico è pieno di misteri e lezioni affascinanti, nonostante il fatto che la maggior parte delle persone moderne stia gradualmente perdendo interesse per esso. Per quanto riguarda l'illuminazione, qui c'è anche qualcosa di interessante, perché le persone primitive non usavano nemmeno il fuoco normale. All'inizio, le persone sapevano solo come mantenerlo: un fulmine colpiva da qualche parte, un albero bruciava e diverse persone potevano stabilirsi lì, che si sforzavano di non spegnere la fiamma. Il fuoco è piuttosto raro in natura, quindi le tribù che sono riuscite a imbattersi in un incendio in una foresta primordiale sono praticamente fortunate. Sfortunatamente, il periodo esatto in cui le persone hanno imparato ad accendere il fuoco manualmente non è stato stabilito, ma la maggior parte degli scienziati concorda sul fatto che ciò sia accaduto circa 10 milioni di anni fa.

Da quel momento, infatti, è iniziata l'evoluzione del pensiero, perché grazie al fuoco una persona ha avuto molto più tempo libero, e la vita è diventata più comoda, poiché la fiamma del fuoco ha conferito calore al fuoco notturno all'ombra delle stelle. Così, forse, è nata la filosofia stessa! Ma non deviiamo dall'argomento, torniamo all'illuminazione artificiale.

Energia nata da un'idea

Come sapete, durante la reazione di combustione viene rilasciata energia termica e durante questa reazione vengono rilasciati anche fotoni, particelle di luce. Sperimentalmente (poiché non esisteva ancora un'adeguata base teorica), le persone trovarono gradualmente materiali che potevano bruciare a lungo, rilasciando luce e calore. Questi sono vari oli, specie legnose resinose, resine naturali, cera, grasso (olio di balena) e persino olio! A proposito, il fuoco greco, conosciuto un tempo come un'arma estremamente formidabile, secondo alcune versioni, era proprio petrolio.

Tutti questi materiali combustibili sono stati utilizzati dalle persone per illuminare le loro case e le strade: sono stati creati speciali lampadari (diversi vasi fissati in un unico sistema), applique o torce sono state attaccate al muro per illuminare la stanza. Sfortunatamente, questo metodo di illuminazione non è sicuro e nella storia ci sono molti casi di incendi in cui qualcuno capovolge accidentalmente una lampada o lascia cadere una torcia su un pagliaio. Inoltre, le persone hanno abbattuto molti alberi e cacciato le balene, e l'invenzione dell'elettricità nel 19 ° secolo ha cambiato tutto: le balene hanno iniziato a vivere un po 'più calme (ma la deforestazione è persino accelerata, ma per altri motivi).

"Sia la luce", disse Petrov e collegò le aste di carbonio

Nel 1802 lo scienziato russo Petrov, che era anche professore di fisica, condusse esperimenti nel suo laboratorio usando una batteria di celle galvaniche che aveva costruito. Riuscì a collegare due barre di carbonio con scariche diverse (positiva e negativa). Mentre si avvicinavano, i carboni iniziarono a riscaldarsi fino a raggiungere una temperatura in cui iniziarono a brillare. Successivamente, li ha separati e ha visto un fenomeno unico: una fiamma curva e luminosa. È stato il primo arco elettrico al mondo. Poi c'è stato un boom e un numero enorme di scienziati ha iniziato a dedicarsi alla ricerca in questo settore. Nacque così la lampada dello scienziato russo Yablochkov, Lodygin e, infine, Thomas Edison, considerato erroneamente il primo al mondo ad aver inventato una lampadina elettrica. La luce elettrica è il prodotto del lavoro scrupoloso di molti scienziati, tra i quali anche lo stesso Edison occupa un posto di rilievo, che hanno notevolmente migliorato il meccanismo della lampada a incandescenza e sono riusciti a prolungarne notevolmente la durata.

Il mondo moderno: grandi risultati nell'illuminazione

La gamma di apparecchi di illuminazione oggi è semplicemente sorprendente. Si tratta di lampade fluorescenti e varie lampade a risparmio energetico, oltre a LED, alogene, ioduri metallici, sodio e altri tipi di lampadine. Puoi parlare dell'invenzione di ogni lampadina per molto tempo, ma questo è inutile. Utente moderno può tranquillamente acquistare una lampada con il tipo di luce che gli sarà comodo osservare. Per fare questo non è necessario conoscere i dettagli tecnici, basta conoscere i vantaggi di alcuni dispositivi di illuminazione. Un'ampia varietà di apparecchi di illuminazione e lampadine apre enormi possibilità in termini di decorazione e illuminazione delle stanze. Hai solo bisogno di sapere dove andare. È possibile acquistare apparecchi di illuminazione di alta qualità e altre attrezzature specializzate e alle condizioni più favorevoli. Il negozio Homelight è il rappresentante ufficiale di Philips in Ucraina, quindi puoi acquistare prodotti europei di alta qualità alle condizioni più convenienti e vantaggiose.

Viva il mondo! O l'evoluzione dei corpi illuminanti. L'evoluzione della luce