Лампочку изобрёл Томас Эдисон в 1879 году, не так ли? Об этом знают много людей и так учат в школе. Однако за этим важным и таким необходимым предметом стоит нечто большее, чем просто имя его создателя, мистера Эдисона. История электрической лампочки в действительности началась почти 70ю годами ранее. В 1806 году Гемфри Дэви, англичанин, продемонстрировал мощную электрическую лампу королевскому обществу. Лампа Дэви производила освещение путём создания ослепляющих электрических искр между двумя угольными стержнями. Это устройство, известное как «дуговая лампа», было непрактичным для широкого пользования. Свет, как будто от сварочной горелки, был слишком ярким для использования в жилых и рабочих помещениях. Устройство также требовало огромного источника питания и батареи, которую модель Дэви быстро израсходовала.
У нее было 150 подписчиков, она обслуживала 12 сотрудников. Это была одна из первых телефонных станций в Российской империи. Все видимые светоизлучающие спектральные светоизлучающие диоды становятся все более распространенными. Начинается гонка, которая сначала создаст белые светоизлучающие устройства, заменив более половины лампочек Эдисона.
Мы ищем настоящую технологическую революцию. Они создали полупроводниковые приборы, называемые светоизлучающими диодами. Очень хорошо известно, что в качестве небольших красных или желтых светодиодов светящиеся светодиоды начинают менять лампы во многих приложениях. Светоизлучающие диоды производят больше светоизлучающего света более эффективным способом, чем их лампы накаливания - в случае красного света эффективность в 10 раз больше.
Шло время, были изобретены электрические генераторы, которые могли питать электрические дуги. Это нашло своё применение там, где яркий источник света был просто необходим: на маяках и в общественных заведениях. Позже дуговые лампы применялись на войне, ведь мощные прожекторы могли отслеживать вражеские самолёты. Сегодня вы можете увидеть подобные осветители около кинотеатров или же на открытии новых магазинов.
За это время инженеры пытаются снизить затраты на производство светодиодов, повысить эффективность и повысить яркость цвета. Фактически, красный, желтый и светоизлучающие диоды всегда могут быть смешаны с белым светом, который очень широко используется. Однажды такие диоды могли заменить манжеты более чем на десять лет от фары Томаса Эдисона.
Где-то светоизлучающие диоды заменяют лампы накаливания уже и сейчас. Наиболее заметные новые приложения для автомобильной промышленности. Светоизлучающие диоды могут использоваться как в объемном, так и в световых сигналах. Лампочки и другие цветные лампы обычно используют лампы накаливания, покрытые фильтрами, с требуемыми яркими цветами. Хотя сама фильтрация очень недорогая, лампы испускают свет, который стоит на долю процента для каждого люмена, но такой размытый вид ужасно неэффективен. Например, красный фильтр не занимает около 80 процентов.
Лампа накаливания.
Изобретатели 19 века хотели найти способ использовать лампу и дома, и на работе. Необходим был совершенно новый метод создания электрического света. Этот метод генерации света известен как «накаливание».
Учёные знали, что если вы возьмёте некоторые материалы и пропустите достаточно электричества через них, они будут нагреваться. При определённой температуре нагрева они начинают светиться. Проблема этого метода была в том, что при длительном использовании материал мог вспыхнуть пламенем или же расплавиться. Если бы лампа накаливания была сделана практичней, эти две проблемы были бы решены.
Излучение, следовательно, количество света от 17 люмен на каждый электрический вал падает до трех четвертей. Рисунок 1 Благодаря усовершенствованию светодиодной технологии эффективность излучения становится еще выше, чем у обычных источников света. С помощью светоизлучающих диодов красный свет, генерируемый сигналом, составляет 15 сантиметров просвета, но почти все они находятся в необходимом цвете. Считается, что сигнал от светодиодов потребляет только от 10 до 25 Вт - намного меньше, чем аналогичная лампа накаливания, которая потребляет от 50 до 150 Вт.
Изобретатели поняли, что единственный способ уберечь от возгорания – не дать им войти в контакт с кислородом. Кислород является необходимым ингредиентом в процессе сгорания. Поскольку кислород содержится в атмосфере, единственным способом избежать возгорания было заключить горелку в стеклянный контейнер, или «лампу». То есть ограничить контакт с воздухом. В 1841 году британский изобретатель Фредерик деМолейнс запатентовал лампу, использующую эту технику в комбинации с платиновой нитью и углеродом. Американец Джон Старр также получил патент в 1845 году на лампу, используя вакуум в сочетании с углеродной горелкой. Многие другие, включая английского химика Джозефа Свона, улучшили и запатентовали варианты ламп с использованием вакуума с горелками из разных материалов и различных форм. Однако ни одна не имела практического применения для каждодневного пользования. Лампа Свона, например, использовала углеродную бумагу, которая быстро крошилась после горения.
Таким образом, сэкономленная энергия позволяет компенсировать более крупные светодиоды всего за один год. Добавление затемненных диодов в дуговой сервис становится легким, поэтому светоизлучающие диоды все больше побалуют градостроители. Интерьеры начали использовать светоизлучающие диоды в течение нескольких лет, когда они появились в полноцветных больших деревенских устройствах. Поскольку каждый светильник дает некоторые характерные оттенки, пользователи могут управлять почти всем спектром. Различные цвета светоизлучающих диодов будут иметь единую матрицу, позволяющую пользователям точно изменять их когерентный спектр излучения света.
Эдисон присоединяется!
Было очевидно, что лампы накаливания принесли бы огромный финансовый успех при их усовершенствовании. Поэтому много изобретателей продолжали работать над поиском решения. Молодой и дерзкий изобретатель Томас Эдисон вступил в гонку в 1878 году, чтобы создать лучшую лампу. Эдисон уже был известен в мире по созданию телефонного передатчика и фонографа. В октябре того же года, работая над проектом уже несколько месяцев, он заявил в газетах: «Я решил проблему электрического света!». Этого стремительного высказывания было достаточно, чтобы снизить акции газовых компаний, чьи лампы обеспечивали тогдашнее освещение.
Например, красный, желтый и белый цвет белого света может быть сделан «красным», если красная часть красная, и добавляется более синий цвет. Гибкая гибкость дает вам совершенно новый образ жизни. Скажем, если вы измените комнату комнаты или измените ее стены снова, мы можем чередовать цвет комнаты, регулируя лучистые длины волн. Фотографы, которым больше не придется резать фильтр, не смогут преодолеть преимущества молнии.
Светоизлучающие диоды также позволяют вам обращаться к медицинской науке. Например, светоизлучающие диоды с собственной рабочей температурой, точно определяемые длиной волны и широкоугольными графиками, позволят исследователям в полевых условиях более эффективно изучать фотодинамические опухоли терапевтического события. Пациентов лечат самыми чувствительными препаратами, которые в основном накапливаются в опухолевых клетках. Необходимая длина волны пучка при распространении многих химических веществ становится взаимосвязанной и разрушает клетки.
Как выяснилось, заявление Эдисона было преждевременным. У него была лишь идея как решить проблемы электрических ламп накаливания. Эдисон думал, что решит проблему постройкой чувствительного к температуре переключателя в лампе, который будет выключаться при слишком высокой температуре. Это была хорошая идея, но, к сожалению, она не работала. Чтобы сохранить лампу достаточно холодной, переключатели срабатывали слишком быстро. Это приводило к постоянному мерцанию, что делало лампы непригодными (этот же принцип сейчас используется в рождественских гирляндах).
Используя светоизлучающие диоды в матрице, ученые могли создать ровный «легкий» лист, который стимулирует выделение чувствительных лекарств без сжигания кожи пациента. Типичным светоизлучающим диодом является прозрачный бесцветный цилиндрический шар диаметром около 5 мм и длиной около 8 мм. Если диоды включаются и циркулируют более близко, мы увидим через него основание токового проводника и катушку, которая напоминает миниатюрное зеркало. Чаша представляет собой отражатель, который содержит большое количество полукруглой полупроводниковой микросхемы.
Всем, кто работал в лаборатории Эдисона, вскоре стало ясно о потребности другого подхода. Эдисон решает нанять молодого физика Френсиса Аптона из Принстонского университета для работы над проектом. До этого момента персонал лаборатории Эдисона пробовал идею за идеей. Под руководством Аптона они стали обращать также внимание на существующие патенты и достижения, чтобы избежать появления подобных ошибок. Команда также начала проводить фундаментальное исследование о свойствах материалов, с которыми она работала.
Следующий слой, который находится на первом, не содержит электрона, или, как говорит электроника, его следует положительно взорвать с слишком тонкими частицами. Препарат представляет собой р-тип. Существует напряжение в электронах и дырах в активном слое, где они испускают фотоны - кванты света. Количество фотографий и длина волны зависят от атомного активного слоя и рядом со слоями структуры.
В первых светоизлучающих диодах, выпущенных в седьмом десятилетии, мышьяк и сплав фосфора, электроны и дырки сталкивались очень неэффективно, после красного света фотона появилось почти каждый тысячный электрон. Такие светоизлучающие диоды производили менее десяти пикселей света, излучаемых относительно небольшими лампами накаливания с красным фильтром.
Одним из результатов тестирования свойств материалов было осознание того, что любая нить имеет высокое электрическое сопротивление. Все материалы имеют то или иное количество «трения» при прохождении через него электричества. Материалы с высоким сопротивлением легче нагреваются. Эдисону нужно было только протестировать материалы с высоким сопротивлением, дабы найти то, что он искал.
Рисунок 2 Полупроводниковая микросхема состоит из светоизлучающего диодного основания. Соединив «отверстие» с проводящим слоем и электронами в проводящем слое, они перемещаются вдоль проводящих слоев. Когда они встречаются, они выставляют фотон. Цвет света зависит от активного слоя среды.
Самое главное, что такое улучшение было основано на непревзойденном качестве средств массовой информации и развитии среды, которая была бы лучше для электронов и дырок в фотонах. Эффективность значительно улучшилась, когда ученые поняли, что СМИ должны быть однородными.
Изобретатель начал думать не только об электрическом свете в отдельности, но и о целой электрической системе. Насколько большим должен быть генератор, чтобы осветить ближнюю территорию? Какое напряжение необходимо для освещения дома?
Когда каждый слой производного слоя состоит из других химических веществ, что позволяет лучше накапливать электроны и дырки в активном слое, электронные вероятности рекомбинируются с дыркой и создают повышенную величину. Исследователи также научились более точно изменять свойства полупроводникового слоя. Они могут изменять активный слой химических веществ и сжижать слои с примесью. Чтобы подавить наиболее распространенные примеры, давайте посмотрим на силикон. Кремний - элемент четвертого элемента периодической системы системы Менделеева - он имеет четыре электрона, которые связываются с другими атомами.
К октябрю 1879 года команда Эдисона начала наблюдать первые результаты. 22 числа тонкая угольная нить горела на протяжении 13 часов эксперимента. Более долгое время было достигнуто путём создания лучшего вакуума внутри лампы (меньше кислорода внутри лампы замедлило процесс горения). Были испытаны угольные органические материалы и японский бамбук был признан лучшим. К концу 1880 обугленные бамбуковые волокна горели практически 600 часов. Нити оказались наилучшей формой, чтобы повысить электрическое сопротивление материалов.
Кристалл разделяет каждый атом с электронами с соседними атомами. Уже в конце 1990-х годов светодиодные диоды с фосфоидным фосфодитом магния были настолько деревенскими, что их использовали первые калькуляторы и цифровые часы. Еще одним важным светоизлучающим диодом, характерным для улучшения аксессуара, была новая технология производства, которая позволила надежно приобрести высококачественные кристаллы. Одна из этих технологий осаждается из газовой фазы, когда нагретый газ высвобождается на подложку, что создает тонкие слои.
Рассел Дюпюи, в настоящее время работающий в Техасском университете, предложил другую технологию - паводковые газы будут отведены на булыжную кровать. Исследователям удалось заменить активный слой арсенида, который использовался для выращивания активного слоя с прозрачным фосфором. Кроме того, светоизлучающему диоду была придана перевернутая пирамидальная форма.
Обугленный бамбук имел высокое сопротивление и хорошо вписывался в схему построения целой электрической системы. В 1882 году была основана компания Edison Electrical Light Company, которая имела свои станции, расположенные на Перл Стрит, обеспечивая Нью-Йорк светом. В 1883 году магазин Мэйси первый установил новые лампы накаливания.
Эдисон против Свона.
Между тем в Англии Джозеф Свон продолжал работать над электрическими лампочками, увидев, что новые насосы делают лучший вакуум. Свон создал лампу, которая была хороша для демонстрации, но была непрактична в реальном использовании. Свон использовал толстый угольный стержень, который оставлял копоть внутри лампы. Также низкое сопротивление стержня означало, что лампа использует слишком много энергии. Увидев успешность ламп Эдисона, Свон использовал эти достижения для создания собственных ламп. После основания своей компании в Англии, Свон получил иск от Эдисона за нарушение авторских прав. В конце концов, два изобретателя решили прекратить спор и объединить усилия. Они основали компанию Edison-Swan United, которая стала одним из крупнейших в мире производителя лампочек.
Эта форма уменьшает внутреннее отражение числа и увеличивает чип остаточной интенсивности света. Благодаря улучшенному дизайну, исследователи достигли того же уровня, так что они уже могут видеть простые и легкие диоды. Уже можно купить маломощные белые светодиоды, которые намного лучше лампочек, но мощные устройства, подходящие для освещения, по-прежнему завышены на массовом рынке. Если вам удастся сделать такие устройства дешевле, ваш потенциал станет миллионером. Вместо газа газ, заполненный стаканом электрических лампочек, который относительно недолговечен, в то время как больше форм энергии делает его бесполезным, потребители могут использовать долгоживущие твердые частицы.
Так что, Эдисон изобрёл электрическую лампу? Не совсем. Лампа накаливания была придумана до него. Однако он создал первую практическую лампу вместе с электрической системой, что является его большим достижением.
Имя Эдисона также связано с изобретением телефонного передатчика, фонографа, мимеографа. А его лампа накаливания используется по сей день. Это свидетельствует о том, насколько велика работа Эдисона и его команды. Ведь они перенесли это изобретение из лаборатории в дом.
Например, светоизлучающие диоды, используемые в автомобилях, никогда не могут быть взаимозаменяемы через все автосервисы. В то время как излучающий свет диод потребляется с энергией, ему требуется больше энергии аккумулятора, чем остальная электроника.
В Соединенных Штатах используется от 20 до 30 процентов использования радиографии. все электричество, произведенное в этом районе. Даже самые лучшие стандартные системы освещения не позволяют свету переворачиваться более чем на 25 процентов. электричество.
Белые светодиоды с низким энергопотреблением уже используются для мобильных телефонов и клавиатур, а также для управления сигналами, которые управляют трафиком. Запуск со вторым поколением более мощных светоизлучающих диодов, которые могут быть подходящими, например, для уличного освещения или рекламы. Однако вряд ли вероятность того, что лампу переключения в гараже можно ожидать в течение следующих десяти или двух лет, прежде всего потому, что белые светодиоды по-прежнему недостаточно успешны, чтобы быть эффективными и недорогими.
Добавить сайт в закладки
Низковольтные лампы накаливания при той же мощности имеют больший ресурс и светоотдачу благодаря большему сечению тела накаливания. Поэтому в многоламповых светильниках (люстрах) целесообразно применение последовательного включения ламп на меньшее напряжение вместо параллельного включения ламп на напряжение сети. Например, вместо параллельно включенных шести ламп 220В 60Вт применить шесть последовательно включенных ламп 36 В 60Вт, то есть заменить шесть тонких спиралей одной толстой.
Светоизлучающие диоды могут генерировать белый свет двумя способами. Один из способов, в котором излучатели красного, желтого и синего света излучают излучатели света, используя цвет теории суммирования. Недостатком Рио является то, что очень сложно эффективно и гомогенно пропускать светоизлучающее диодное излучение.
Другой способ основан на люминофоре, соединенном светоизлучающими диод-излучающими фотонами. Например, мы можем покрыть светло-голубой диод желтым люминофором. Когда активируется светоизлучающий диод, квант достигает люминофора, и он сливается и искры желтого света, который размывается светло-голубым и придает ему белый свет. В противном случае мы можем использовать диод с ультрафиолетовым излучением и его сопряженное красное, желтое и синее люминесцентное зеркало и, таким образом, получить белый свет.
Разновидности ламп
Лампы накаливания делятся на (расположены по порядку возрастания эффективности):
- вакуумные (самые простые);
- аргоновые (азот-аргоновые);
- криптоновые (примерно +10% яркости от аргоновых);
- ксеноновые (в 2 раза ярче аргоновых);
- галогенные (наполнитель I или Br, в 2,5 раза ярче аргоновых, большой срок службы, не любят недокала, так как не работает галогенный цикл);
- галогенные с двумя колбами (более эффективный галогенный цикл за счет лучшего нагрева внутренней колбы);
- ксенон-галогенные (наполнитель Xe + I или Br, наиболее эффективный наполнитель, до 3х раз ярче аргоновых);
- ксенон-галогенные с отражателем ИК излучения (так как большая часть излучения лампы приходится на ИК диапазон, то отражение ИК излучения внутрь лампы заметно повышает КПД, производятся для охотничьих фонарей);
- накаливания с покрытием, преобразующим ИК излучение в видимый диапазон. Ведутся разработки ламп с высокотемпературным люминофором, который при нагреве излучает видимый спектр.