Download
1 / 19
E N D
На освітлення в побутовому секторі припадає 25% спожитої електроенергії.
Першим джерелом тепла, а заодно ісвітла, єбагаття, де в якостіпаливавикористовується деревина, чивугілля. У цьомувипадку ми маємоджерелоенергійхімічноїприроди. Робочим органом єрозпечений газ, якийутворюється в зонігоріння при термічномурозкладанніпалива в присутностікиснюповітр
На освітлення в побутовому секторі припадає 25% спожитої електроенергії.Потімбагаттядинамізувалиіперетворився на свійпересувнийваріант - факел, а такожмінімізувався до скіпки. Призначеннямібагаттяі факела все-таки було не тількиосвітлення,алеігенерація тепла. Тому першою «лампою» можнаназватисамескіпку. Довгістоліттятакеджерелосвітлацілкомвлаштовував людей. Але вінбув не тількизанадтогроміздким, алеівкрайнеефективнимджереломсвітла. Цеобумовленотим, щозначнучастинусвоєїенергіївін повинен витрачати на термічнерозкладанняматеріалу - пального. Крім того, користуватися ним буловкрайнезручно. Тому з'явилисямаслянілампи. У них джерелоенергій служило рідке масло. Для транспортуванняоліїз резервуару до зонигоріння треба було ввести трансмісію - гніт. Однактаказмінаконструкціїпризвело до ускладненнявідносинміж людьми, оскількипотребувалодесьдобувати масло іробитисвітильники. Надалі, для джереласвітла ми будемовикористовуватитермін «лампа». На початку ХІХ століттяз'явилисяпарафіновісвічокігасовілампи. У дійсності, гасовілампиз'явилисяще в Середністоліття. Але новежиття в них вдихнувпольськийвинахідник І. Лукашевич. Цікавовідзначити, щоірідиннілампипройшлирозвиток, схоже ізсвічками. Так звичайнийшнурок-гніт (умовноточковеджерелосвітло) перетворивсяспочатку в лінійний, а потім у кільцевої (уостанніхгасових ламп).
Наступнимкрокомбулазмінаджерелаенергії на газ. У кінціXVIII століттяз'явилисяпершіводневілампизелектричнимзапалюванням. Однак широкого розповсюдження вони не отримали через складністьівибухонебезпечності. Перша справжнягазова лампа була створена В. Мурдохом. У 1798 роцівін став використовуватилампи на вугільномугазі для освітленнявиробничихприміщень, а в 1802 роціколишнійспівробітникцієїкомпанії С. Клеггорганізувавфірмуі почав масововпроваджуватигазовеосвітлення. Слідзазначити, щогазовілампи по сутісправиємодернізацієюбагаття. Тільки в цьомувипадкутвердепальнеперетворюєтьсяв газ десь на коксовому заводі (в надсистеме), ітількипотімтранспортуєтьсяспоживачеві. Особливо інтенсивнийрозвитокгазовіріжкиотрималипіслявинаходугартівнихсіток, різкозбільшуютьсвітловийпотік. У 1885 роціАуер фон Вельсбахзапропонуваввикористовувати калильное сітку, щопредставляє собою мішечокзтканини, просоченийрозчиномнеорганічнихречовин (різних солей). При прожарюванні тканину згоряла, залишаючи тонкий «скелет», яскравосвітиться при нагріванніпіддієюполум'я. ЦіпристроїотрималиназвуковпачкиАуера. У принципі, на цьомуісторіярозвиткуламп, щовикористовуютьхімічнуенергію в якостіджерелоенергій практично припинилася,
Практично паралельнозрозвиткомхімічнихджерелсвітларозвивалисяелектричні, причому вони з'явилисянавітьтрохиранішегазовихріжків. У 1799 роцііталійськийфізикАлессандро Вольта створив перший хімічнийджерело струму, якийотримавназву "вольтівстовп". Отже, наступнимкласомджерелсвітлаєелектричні, тобтотакіпристрої, яківикористовують як джерелоенергійелектрику, причомуджерелоенергій не входить в технічнісистеми. Основнимикласамибудуть: - Дуговілампи, де піддієюелектричногорозрядусвітиться газ міжелектродами; - Лампирозжарювання, у якихсвітловипромінюєнагріта нитка; - Газосветниелампи, де використовуєтьсятліючийрозряд, якийформується при низькомутиску газу та малому струмі; - Безелектродниелампи (НВЧ); - Світлодіоди.
Спочатку почали розвиватисясистеми, яківикористовувалиелектричну дугу. Спостерігалицеявищеодночасно Х. Деві в Англіїі В. Петров у Росії, що в черговий раз підтверджуєнеминучістьвинаходів. Цікавовідзначити, щоігорінняелектричної дуги ісвітіннярозпеченій дроту піддією струму спостерігалися в один і той же рік. Однактільки через 42 роки французькийфізик Фуко створив першу дугову лампу зручнимрегулюваннямдовжини дуги, яка знайшладостатньоширокезастосування. Однакручнерегулюваннябуловкрайнезручнимі в днікоронаційних торжеств в Москві на баштах Кремля запалилисядуговілампизавтоматичнимрегулюваннямвідстанейміжвугіллям - дітищевинахідникаОлександраШпаковського (Не плутатизМиколою!). НевдовзіПавло Яблочков удосконаливконструкцію, поставивши електроди вертикально ірозділившиїх шаром ізолятора. Такаконструкція одержала назву «свічка Яблочкова» йвикористовувалась в усьомусвіті: наприклад, за допомогою таких «свічок» висвітлювавсяПаризькийоперний театр.
Зазвичайісторіюлампочокрозжарюваннязв'язуєтьсязім'ямЕдісона. Однак, першим, хторозробив першу лампочку, використавшиобвугленубамбукову нитку в вакуумированнойпосудинібувнімецькийвинахідникГенріхГебель. Йогоспіввітчизникхімік Герман Спренгел повторив це в 1865 році. А потімпішовцілийводоспаддосліджень. У Великобританіїцебули, Cruto, Gobel, Farmer, Maxim, Lane-Fox, Sawyer іMann. Перший канадський патент був представлений ГенріВудвардіМетью 24 липня 1874. Найбільшвідомимивиявилися лампочки Лодигінаі Свана. ХочаЕдісон не винайшовелектричну лампу розжарювання, він, тим не менш, переністеорію в практику ібув першим, хтоуспішноосвоївринокосвітлення лампами розжарювання. Найголовніша заслуга Едісонаполягає в тому, щовін створив всю інфраструктуру для їхвикористання, щоі принесло, в кінцевомупідсумку, комерційнийуспіх.
Серйознимнедоліком ламп розжарюваннябувзанадто короткий термінїхроботи. Цебуловикликаношвидкимруйнуванням нитки в атмосферікисню. Тому, розвиток ламп розжарюванняйшло за двоманапрямками: - поліпшення характеристик нитки - змінаатмосфери в лампі. Поліпшення характеристик нитки йшло у напрямкупідвищеннятермостійкостіматеріалу. Спочаткувикористовувалисярізнівугілля на основі бамбука, бавовниі т.д. До кінцяXIX століттясвітловіддача таких лампочок становила 3 люмен / ватів. Потім стали використовуватирізнітугоплавкіматеріали. Так Ауерпропонує лампу зосмієваспіраллю (Тпл = 2700oС), намагалисявикористати тантал з температурою плавлення 2996oС ефективністьякого в лампах становила 7 люмен / ват, а ряд винахідників, в тому числіЛодигін, намагалисязастосовувати для цихцілей вольфрам. Однактількипісля того, як Куліджвдалосяотримати ковкий вольфрам лампочки розжарюваннявпевненообійшлигазовіріжкиідуговілампи.
КомпактнілюмінесцентнілампиОсновнаособливість пристрою компактнихлюмінесцентних ламп полягає в доданнірізними способами розряднійтрубці таких форм, які б забезпечилирізкезниженнядовжинилампи. Крім того, більшістьмалопотужних ламп, призначених для заміни ламп розжарювання, влаштовані таким чином, щоможутьбезпосередньоабо через адаптер ввертати в різьбовій патрон. Термінслужби у більшості ламп становить 10000 год, тобто в 10 разіввище, ніж у ламп розжарювання. Енерго-економічність - однезголовнихпереваг КЛЛ в порівнянніз лампами розжарювання. Компактнілюмінесцентнілампипоєднали в собікращівластивості, притаманні лампам розжарюванняізвичайнимлюмінесцентнимлампам, іпочинаютьпоступововитіснятиціджерелазтрадиційнихгалузейїхзастосування в житловихбудинках та громадськихбудівлях. Однак у люмінесцентних ламп єдужесуттєвийінездоланнийнедолік: вони використовують пари ртуті (в дужемалихкількостях, від 40 до 70 мг). Ця доза не завдастьбагатошкоди, навітьякщо лампа розбилася. Але якщопостійнопіддаватися пагубному впливупарівртуті, то вони будутьнакопичуватися в організмілюдини, завдаючи шкоду здоров'ю. Тому, останнім часом, з'явиласятенденція до обмеженнязастосуваннялюмінесцентних ламп.
Світлодіоди • СвітлодіодиСвітлодіоди (LED - light-emitting diode) - напівпровідниковийелемент, який при подачінапруги у "прямому зміщення" ("плюс" джерелаживленнняподається на анод, "мінус" - на катод) випромінюємонохроматичне, некогерентне (на відмінувіднапівпровідникового лазера) світло. Колірсвітіннязалежитьвідзастосовуваного при виробництвісвітлодіоданапівпровідника (більшоюмірою - відвикористовуванихдомішокприїхвиробництві) ісьогодніохоплює весь видимий спектр, захоплюючиінфрачервоний, а в останніхрозробках - навітьультрафіолетовий. В силу високого ККД інизькихробочихструмівінапругсвітлодіоди - відміннийматеріал для виготовленняавтономнихджерелсвітла. У компактнихліхтарях вони не маютьсобірівнихіз часом, швидше за все, повністювитіснятьзцього сектору лампирозжарювання.
Заключення Складаєтьсясвітлодіодна лампа залюмінієвого корпусу абоколби, яка зробленазміцного матового абопрозорого пластика, щоробитьїїбільшстійкою до будь-якихзовнішніхпошкоджень. Виконаназвикористаннямсвітлодіодних ламп підсвічуваннявідрізняєтьсяпідвищеноюяскравістю, тривалимтерміномслужбиі красою, тому часто лампиданого типу використовують для створеннядекоративнихефектів. Світлодіоднілампимаютьдужевисокий ККД інизькийробочою температурою, що не перевищує +90 с. Даний тип ламп володієнеобмеженим запасом цикліввключення/вимикання. Світлодіоднілампимаютьоднорідністюсвітлаі прекрасною передачею кольору. Перевагиінедолікисвітлодіодних ламп пояснюютьсяїхконструкцією. Для багатьохспоживачівважливимєтакуперевагу, як енергозбереження. Світлодіодна лампа більш, ніж в 5 разівекономічніше, ніжкомпактніенергозберігаючілампи. Забезпечуючисвітловувіддачу в 60 Вт, світлодіодна лампа споживаєвсього 2.5 Вт. Такожважливо, щодеякізтипівсвітлодіодних ламп здатніпрослужити до 100 тисяч годин, щоробитьзамінулампочокдужерідкісноїідозволяєзаощадитичималікошти на обслуговуванніосвітлення. Світлодіоднілампивиявляютьпідвищені характеристики міцностіістійкості до будь-якихмеханічнихвпливівівібрації, так як корпус такої лампочки виготовляєтьсязміцногонебиткого пластика іалюмінію. Світлодіоднілампиволодіютьпрекраснимипоказникамиекологічноїбезпекизогляду на те, що вони не містятьртуті та інших, шкідливих для людськогоорганізмуінавколишньогосередовища, речовин. Світлодіодєнизьковольтнимприладом, який практично не нагрівається. Тому використання таких ламп найбільш оптимально та безпечно в дитячійкімнаті, навчальних закладах та іншихприміщеннях, де електро - та пожежобезпечністьвідіграютьвелику роль. Важливоюперевагоюєі те, що при використаннісвітлодіодноїлампивідсутні шум, пульсація, пусковікидки струму і т.д. Сучаснівиробникипропонуютьдосить широкий вибірсвітлодіодних ламп, якіможутьдаватитепло-білий, деннийбілийсвітііншіваріанти, щодозволяєвикористовуватитакілампи для створеннярізнихдизайнерськихрішень.
НоведослідженнявченихзТихоокеанськоїпівнічно-західноїнаціональноїлабораторії (PNNL) показує, щосвітловипромінювальнихдіодєбільшекологічно чистим, ніжкомпактнілюмінесцентнілампиілампирозжарювання. Протеєідеякіпроблеми.Уходіекспериментівлампирозжарюванняспоживали 60 Вт електроенергії, в той час як світлодіоднілампи - тільки 12,5 Вт, при приблизнооднаковійкількостісвітла. Люмінесцентнілампитежвиявилися вельми економічні - 15 Вт Якбилюдствовідмовилосявід ламп розжарювання на користьсвітлодіодівабокомпактнихлюмінесцентних ламп, то негативнийвплив на навколишнєсередовище, пов'язанезіспалюваннямвикопногопалива, зменшилася б в 3-10 разів. Протевченізосередилися не лише на очевиднихперевагахсвітлодіодів (економіїелектроенергії). Вони визначили "екологічнуланцюжок": впливрізнихджерелсвітла на навколишнєсередовищенавсьомупротязіжиття лампочки, тобтовідвидобуткусировини для неї, до утилізаціївідпрацьованогопристрої.Виявляється, якщоз точки зоруенергоспоживаннялюмінесцентніісвітлодіодніламписхожі, то в планізагальнихекологічних характеристик світлодіоди однозначно виграють.За більшістюкритеріївкомпактнілюмінесцентнілампизавдаютьнавколишньомусередовищу не більшешкоди, ніжсвітлодіодна лампа. Але основнаскладність - утилізаціялюмінесцентних ламп, якімістятьтоксичніречовини.У світлодіодівтакожєсерйознийекологічнийнедолік: алюмінієвийрадіатор, щоохолоджуєкомпонентисвітлодіодним лампочки. Справа в тому, щопроцесвидобутку, очищенняйобробкиалюмініюєдужеенергоємнимістворюєкількапобічнихпродуктів, таких як сірчана кислота. Цестворюєдодатковенавантаження на навколишнєсередовище, щознижує "екологічнаякість" світлодіоднихджерелсвітла.Вченівважають, що в найближчіп'ятьроківбудутьрозробленібільшефективнісвітлодіодизнабагатоменшмасивнимирадіаторами.
