ประวัติไฟฟ้าแสงสว่าง
ประวัติความเป็นมาของไฟไฟฟ้าย้อนไปถึงศตวรรษก่อนหน้าที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ในต้นศตวรรษที่ 18 ค้นพบว่าโดยการให้ความร้อนกับวัสดุต่างๆ ด้วยไฟฟ้า สามารถรับแสงที่สว่างได้ แต่การพัฒนาเทคโนโลยีอยู่ในระดับต่ำ ดังนั้นการพัฒนาหลอดไฟที่ทนทานและปลอดภัยจึงใช้เวลาเกือบศตวรรษ ในช่วงเวลานี้มีการทดลองหลายอย่าง ทุกวันนี้งานกำลังดำเนินการปรับปรุงโคมไฟไม่นานมานี้มีตัวเลือกใหม่ ๆ ที่ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ
แหล่งกำเนิดแสงก่อนไฟฟ้า
สมัยก่อนมนุษย์พยายามให้แสงสว่างในความมืด นอกจากนี้ในตอนแรกยังทำหน้าที่เป็นเครื่องป้องกันผู้ล่าอีกด้วย สำหรับการพัฒนาแหล่งกำเนิดแสงนั้นสามารถแยกแยะได้หลายขั้นตอนหลัก:
- กองไฟ. ตัวเลือกแรกและง่ายที่สุดซึ่งจุดไฟในถ้ำหรือที่พักพิงชั่วคราวและบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากตอนนั้นพวกเขายังไม่รู้วิธีจุดไฟด้วยตนเอง
- ลูชินี่. เมื่อเวลาผ่านไป ผู้คนสังเกตเห็นว่าไม้ยางพาราบางชนิดเผาไหม้ได้สว่างกว่าและยาวนานกว่าไม้อื่นๆพวกเขาเริ่มใช้สำหรับการจุดไฟ โดยแยกออกเป็นคบไฟขนาดเล็กและจุดไฟขณะเผา ซึ่งทำให้สามารถประหยัดวัสดุและให้แสงสว่างเป็นเวลานาน
- โคมไฟแรกเป็นแบบดั้งเดิมในการออกแบบ ไส้ตะเกียงขนาดเล็กตกลงไปในภาชนะที่มีน้ำมัน เรซินธรรมชาติ หรือไขมันสัตว์ซึ่งเผาไหม้เป็นเวลานาน เมื่อเวลาผ่านไปเริ่มใช้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมกลั่นซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพต่อไป มีคบเพลิงและรุ่นอื่นๆ ที่ชุบด้วยสารที่ติดไฟได้
- ขี้ผึ้งและพาราฟินทำให้สามารถทำเทียนที่ช่วยส่องสว่างห้องเป็นเวลานาน ส่วนใหญ่มักจะเก็บขี้ผึ้งและใช้ในการทำเทียนใหม่
- ขั้นตอนต่อไปของการพัฒนาคือน้ำมันและตะเกียงน้ำมัน การออกแบบเป็นไส้ตะเกียงซึ่งชุบในภาชนะและเนื่องจากระบบพิเศษจึงค่อย ๆ ถูกถอดออกเพื่อการเผาไหม้ที่สม่ำเสมอ เพื่อป้องกันเปลวไฟและทำให้แสงมีความสม่ำเสมอยิ่งขึ้น จึงใช้กระจกป้องกันด้านบน
![]()
ตะเกียงน้ำมันก๊าดเป็นหนึ่งในหลอดที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัยที่สุด - หลอดแก๊สถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับไฟถนนในสหราชอาณาจักรและบางประเทศ เนื่องจากสะดวกต่อการจ่ายก๊าซและการเชื่อมต่อที่ง่าย จึงเป็นไปได้ที่จะได้แหล่งกำเนิดแสงที่ทรงพลังเพียงพอซึ่งให้แสงและดับไฟได้ง่าย
อนึ่ง! ทั้งหมด แหล่งกำเนิดแสงที่นำหน้าไฟฟ้านั้นไม่ปลอดภัย ดังนั้นพวกเขาจึงมักทำให้เกิดไฟไหม้บางครั้งแม้แต่ส่วนสำคัญของเมืองก็ถูกไฟไหม้
ขั้นตอนของการพัฒนาระบบแสงสว่าง
หลังจากการประดิษฐ์ไฟฟ้า นักวิทยาศาสตร์หลายคนตระหนักว่าเพื่อที่จะเพิ่มประสิทธิภาพของแสง จำเป็นต้องเพิ่มอุณหภูมิขององค์ประกอบที่ให้ความร้อนวิธีที่ง่ายที่สุดคือการใช้ไฟฟ้า กระแสไฟช่วยให้วัสดุบางชนิดได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่เริ่มเรืองแสง และตัวเลือกดังกล่าวทั้งหมดมีคุณสมบัติทั่วไป:
- ความสว่างของแสงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับระดับความร้อน
- รังสีมีสเปกตรัมต่อเนื่อง
- ความอิ่มตัวสูงสุดของแสงขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของตัวทำความร้อนเท่านั้น
นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียเสนออาร์คไฟฟ้าแห่งแรกสำหรับให้แสงสว่าง V. Petrov ใน 1802. ในปีเดียวกันนั้น นักสำรวจชาวอังกฤษ G. Davy เสนอแหล่งกำเนิดแสงรุ่นของเขาเองซึ่งทำงานโดยจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับแถบแพลตตินัม
งานดำเนินต่อไปเป็นเวลาหลายทศวรรษ แต่ตัวเลือกทั้งหมดไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากความซับซ้อนของการออกแบบและราคาทองคำขาวที่สูง
ด้ายคาร์บอน
นักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ได้รับสิทธิบัตรสำหรับหลอดไฟที่มีไส้คาร์บอนราคาไม่แพงคือชาวอเมริกัน ดี. สตาร์ในปี ค.ศ. 1844. เขาเสนอการออกแบบที่อนุญาตให้เปลี่ยนชิ้นส่วนคาร์บอน เนื่องจากใช้งานได้เพียงไม่กี่ชั่วโมง เป็นเวลาหลายทศวรรษ ที่นักวิจัยหลายคนได้ปรับปรุงการออกแบบ ในขณะที่ใน ในปี 1879 Thomas Edison ได้จดสิทธิบัตรโคมไฟที่ทุกคนคุ้นเคย ในเวลาเดียวกัน หลายคนเชื่อว่าในงานวิจัยของเขา เขาใช้ความสำเร็จของนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Lodygin.
ตัวเลือกแรกใช้งานได้หลายชั่วโมง ต่อมาเป็นรุ่นที่ใช้งานได้ยาวนานถึง 40 ชั่วโมง ซึ่งตอนนั้นยอดเยี่ยมมากEdison และทีมนักวิจัยยังคงปรับปรุงหลอดไฟอย่างต่อเนื่อง ซึ่งทำให้สามารถจัดหาทรัพยากรได้ 1200 ชั่วโมง
นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสที่ประสบความสำเร็จยิ่งกว่านั้น Shayeซึ่งเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 ได้พัฒนาหลอดไส้คาร์บอนที่ทนทานและสว่างยิ่งขึ้น องค์กรซึ่งเปิดในสหรัฐอเมริกา มีความเจริญรุ่งเรืองเป็นเวลากว่าครึ่งโหล แต่ชายไม่มีเวลาสร้างใหม่ทันเวลา และหลอดทังสเตนรุ่นใหม่ก็บังคับให้คาร์บอนวาไรตี้ออกจากตลาด
อนึ่ง! หลอดไฟไส้คาร์บอน "นิรันดร์" อายุ 113 ปีกำลังลุกไหม้ที่แผนกดับเพลิงลิเวอร์มอร์ในแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา
หลอดไฟฟ้า
ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 นักวิจัยชาวรัสเซีย Lodygin เริ่มทำการทดลองโดยใช้โลหะทนไฟ - โมลิบดีนัมและทังสเตน เขาเป็นคนตัดสินใจบิดไส้หลอดให้เป็นเกลียว เนื่องจากเป็นการเพิ่มความต้านทานของวัสดุ เพิ่มความสว่างของแสงและยืดอายุ เป็นผลให้เขาขายสิทธิบัตรสำหรับไส้หลอดทังสเตนให้กับ บริษัท General Electric ของ Thomas Edison ซึ่งนำเทคโนโลยีมาสู่ความสมบูรณ์แบบ
พนักงานบริษัทอเมริกัน เออร์วิง แลงเมียร์ เพื่อยืดอายุของไส้หลอดทังสเตนและปรับปรุงประสิทธิภาพการเรืองแสง เขาแนะนำให้เติมก๊าซเฉื่อยลงในขวด นี่เป็นทรัพยากรที่ยอดเยี่ยมและทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีราคาไม่แพงและมีคุณภาพสูงซึ่งลดลงเกือบเท่าเดิมในสมัยของเรา
หลอดฮาโลเจน - รุ่นปรับปรุงที่ใช้คู่ของโลหะมีตระกูล ต้องขอบคุณพวกเขาที่ทำให้ความสว่างของแสงเพิ่มขึ้นและอายุการใช้งานก็เพิ่มขึ้นอย่างมากเช่นกัน
หลอดฟลูออเรสเซนต์
การพัฒนาไฟส่องสว่างทำให้นักวิจัยมองหาตัวเลือกอื่นๆ ที่จะให้ความสว่างที่ดีพร้อมประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น ท้ายที่สุดแล้ว ใน หลอดไส้ พลังงานส่วนใหญ่ใช้ในการให้ความร้อนแก่ขดลวดและถูกปล่อยออกมาในรูปของความร้อน
คนแรกที่เสนอโดยใช้การออกแบบในรูปแบบที่ทันสมัยคือนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน E. Germer ในปี ค.ศ. 1926. ต่อมา บริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริกได้ซื้อสิทธิบัตรซึ่งทำให้องค์ประกอบบางอย่างของอุปกรณ์สมบูรณ์และในปี 2481 ได้เปิดตัวหลอดไฟประเภทนี้ในการผลิตภาคอุตสาหกรรม
หลักการทำงาน แตกต่างไปจากตัวเลือกมาตรฐาน การเรืองแสงเกิดขึ้นเนื่องจากการอาร์คที่เกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดสองขั้วซึ่งอยู่ที่ปลายด้านต่างๆ ของหลอดไฟ พื้นที่ด้านในเต็มไปด้วยส่วนผสมของก๊าซเฉื่อยและไอปรอทซึ่งก่อให้เกิดรังสีอัลตราไวโอเลต ผนังขวดถูกเคลือบด้วยสารเรืองแสงจากด้านในเพื่อให้เป็นแสงที่มองเห็นได้ ด้วยการเปลี่ยนองค์ประกอบของสารเคลือบ คุณสามารถบรรลุลักษณะของแสงที่แตกต่างกัน
ด้วยหลักการทำงานนี้จึงมีความเข้มของการส่องสว่างเช่นเดียวกับในหลอดไส้ แต่ค่าไฟฟ้าลดลง 5 เท่า ในขณะเดียวกัน แสงก็จะกระจายออกไป ซึ่งทำให้มองเห็นได้สบายตาและกระจายแสงในห้องได้ดีขึ้น ด้วยการติดตั้งและการใช้งานที่เหมาะสม อายุการใช้งานจึงยาวนานกว่าผลิตภัณฑ์คลาสสิกหลายเท่า
แต่ตัวเลือกนี้ก็มีข้อเสียเช่นกัน ที่สำคัญที่สุดคือการมีไอปรอทอยู่ภายในซึ่งก่อให้เกิดอันตรายในกรณีที่เกิดความเสียหายและต้องแยก รีไซเคิล โคมไฟพวกเขาไม่ยอมให้เปิดและปิดอย่างต่อเนื่องพวกเขาใช้ดีที่สุดในสถานที่ที่มีแสงทำงานในโหมดคงที่
หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์สำหรับซ็อกเก็ตมาตรฐานมีข้อดีทั้งหมดของหลอดมาตรฐานรุ่น สามารถใช้แทนหลอดไส้โดยไม่ต้องดัดแปลงระบบ
แหล่งกำเนิด LED
ตัวเลือกนี้ปรากฏค่อนข้างเร็ว แต่ก็แซงหน้าสายพันธุ์อื่นๆ ในแง่ของความเร็วและแพร่กระจายมากขึ้นเรื่อยๆ ทุกปี แหล่งกำเนิดแสงคือ ไฟ LED สีขาว เมื่อมีการพัฒนาตัวเลือกที่สว่างมาก ทิศทางนี้มีแนวโน้มที่ดีทั้งสำหรับในร่มและสำหรับ ไฟถนน.
โซลูชันนี้มีข้อดีหลายประการที่ทำให้เป็นที่นิยม:
- การใช้พลังงานต่ำสุด เมื่อเทียบกับหลอดไส้ ความแตกต่างเกือบ 90% ด้วยการติดตั้งไฟ LED คุณสามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้
- ประสิทธิภาพจะสูงกว่ามาก เนื่องจากไม่เปลืองพลังงานในการให้ความร้อนแก่ขดลวดหรืออาร์ค
- อายุการใช้งานภายใต้สภาวะการทำงานปกติสามารถเกิน 50,000 ชั่วโมง นี้มากเกินกว่าสายพันธุ์อื่นๆ
- LED สามารถผลิตแสงที่มีอุณหภูมิสีต่างกัน ซึ่งช่วยให้คุณสามารถเลือกโซลูชันที่เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ใดก็ได้ ในขณะเดียวกันก็แทบไม่มีการสั่นไหวซึ่งช่วยลดความเมื่อยล้าของดวงตาได้
- ซื้อได้ทั้งโคมและหลอดไฟมาตราฐาน ตลับหมึก.
ไฟ LED ยังมีข้อเสียบางประการ ประการแรกนี่คือความเข้มงวดในคุณภาพของตัวระบายความร้อน หากไม่สามารถจัดการกับความร้อนส่วนเกินได้ การทำงานของ LED จะหยุดชะงัก และทรัพยากรจะลดลงอย่างมากลดราคามีผลิตภัณฑ์คุณภาพต่ำจำนวนมากที่มีไดโอดที่ไม่ได้ให้คุณภาพแสงปกติ
วิดีโอนี้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับประวัติและวิวัฒนาการของการจัดแสง
ไฟฟ้าแสงสว่างได้ผ่านหลายขั้นตอนในการพัฒนา และควรสังเกตว่าทั้งหมด ตัวเลือกหลอดไฟ ยกเว้นชนิดไส้คาร์บอนที่ยังคงใช้อยู่ในปัจจุบัน และถึงแม้จะมีการพัฒนาเทคโนโลยีและการเกิดขึ้นของแหล่งกำเนิดแสง LED แต่หลอดไส้ยังคงมีบทบาทนำ แต่ปริมาณการผลิตประจำปีของพวกเขาก็เกินกว่าที่อื่นๆ รวมกันทั้งหมด