تاریخچه لامپ:
بیش از 150 سال پیش، مخترعان شروع به کار بر روی یک ایده روشن کردند که تأثیر شگرفی بر نحوه استفاده ما از انرژی در خانه ها و دفاترمان خواهد داشت. این اختراع نحوه طراحی ساختمان‌ها را تغییر داد، طول متوسط روز کاری را افزایش داد و کسب‌وکارهای جدیدی را شروع کرد. همچنین منجر به پیشرفت‌های جدید انرژی شد از نیروگاه‌ها و خطوط انتقال برق گرفته تا لوازم خانگی و موتورهای الکتریکی. مانند همه اختراعات بزرگ، لامپ را نمی توان به یک مخترع نسبت داد. این مجموعه ای از پیشرفت های کوچک در ایده های مخترعان قبلی بود که منجر به لامپ هایی شد که امروزه در خانه های خود استفاده میکنیم. در این مقاله تلاش میکنیم به بیانی ساده تاریخچه لامپ و روند تولید این کالا تا به امروز را مورد بررسی قرار دهیم پس تا انتهای این متن همراه ما باشید.
لامپ های رشته ای راه را روشن می کنند:
مدتها قبل از ثبت اختراع توماس ادیسون ابتدا در سال 1879 و سپس یک سال بعد در سال 1880 و شروع به تجاری سازی لامپ رشته ای خود، مخترعان بریتانیایی نشان می دادند که نور الکتریکی با لامپ قوس امکان پذیر است. در سال 1835، اولین نور الکتریکی ثابت نشان داده شد، و برای 40 سال آینده، دانشمندان در سراسر جهان بر روی لامپ رشته ای کار کردند و با رشته (بخشی از لامپ که هنگام گرم شدن با جریان الکتریکی نور تولید می کند) و اتمسفر لامپ (خواه هوا از لامپ خارج شود یا با گاز بی اثر پر شود تا از اکسید شدن و سوختن رشته جلوگیری شود). این لامپ های اولیه عمر بسیار کوتاهی داشتند، برای تولید بسیار گران بودند یا انرژی زیادی مصرف می کردند.
زمانی که ادیسون و محققانش در منلو پارک وارد صحنه نورپردازی شدند، روی بهبود رشته تمرکز کردند. ابتدا کربن و سپس پلاتین را آزمایش کردند تا در نهایت به رشته کربن برگردند. تا اکتبر 1879، تیم ادیسون یک لامپ با رشته‌ای کربنیزه شده از نخ پنبه‌ای بدون پوشش تولید کرد که می‌توانست 14.5 ساعت دوام بیاورد. آنها به آزمایش رشته‌ای ادامه دادند تا اینکه روی رشته‌ای ساخته شده از بامبو مستقر شدند که به لامپ‌های ادیسون تا ۱۲۰۰ ساعت طول عمر می‌داد – این رشته به استانداردی برای لامپ ادیسون برای ۱۰ سال آینده تبدیل شد. ادیسون همچنین پیشرفت‌های دیگری در لامپ انجام داد، از جمله ایجاد یک پمپ خلاء بهتر برای حذف کامل هوا از لامپ و توسعه پیچ ادیسون (چیزی که اکنون اتصالات سوکت استاندارد برای لامپ‌ها است).
تاریخچه لامپ
نمی توان در مورد تاریخچه لامپ بدون اشاره به ویلیام سایر و آلبون من که حق اختراع لامپ رشته ای را در ایالات متحده دریافت کرد و جوزف سوان که لامپ خود را در انگلستان ثبت اختراع کرد، صحبت کرد. بحث هایی در مورد این لامپ وجود داشت. آیا اختراعات لامپ های ادیسون حق ثبت اختراعات مخترعان دیگر را نقض می کند یا خیر؟ در نهایت شرکت روشنایی ایالات متحده ادیسون با شرکت تامسون-هوستون الکتریک – شرکتی که لامپ های رشته ای را تحت پتنت Sawyer-Man تولید می کند – ادغام شد و جنرال الکتریک و نورپردازی انگلیسی ادیسون را تشکیل داد. شرکت با شرکت جوزف سوان ادغام شد و Ediswan را در انگلستان تشکیل داد.
چیزی که سهم ادیسون در روشنایی الکتریکی را فوق‌العاده می‌کند این است که او به بهبود لامپ بسنده نکرد – او مجموعه کاملی از اختراعات را توسعه داد که استفاده از لامپ‌ها را کاربردی کرد. ادیسون فناوری روشنایی خود را بر اساس سیستم روشنایی گاز موجود مدلسازی کرد. در سال 1882 با پل هولبورن در لندن، او نشان داد که الکتریسیته را می توان از یک ژنراتور در مرکز از طریق یک سری سیم و لوله (که به آنها مجرا نیز می گویند) توزیع کرد. به طور همزمان، او بر بهبود تولید برق متمرکز شد و اولین شرکت برق تجاری به نام ایستگاه خیابان مروارید در منهتن پایین را توسعه داد. و برای ردیابی میزان مصرف برق هر مشتری، ادیسون اولین کنتور الکتریکی را توسعه داد.
در حالی که ادیسون روی کل سیستم روشنایی کار می‌کرد، مخترعان دیگر به پیشرفت‌های کوچک ادامه می‌دادند و فرآیند تولید رشته و کارایی لامپ را بهبود می‌دادند. تغییر بزرگ بعدی در لامپ رشته ای با اختراع رشته تنگستن توسط مخترعان اروپایی در سال 1904 رخ داد. در سال 1913، ایروینگ لانگمویر متوجه شد که قرار دادن یک گاز بی اثر مانند نیتروژن در داخل لامپ، کارایی آن را دو برابر می کند. دانشمندان در طول 40 سال آینده به پیشرفت هایی ادامه دادند که باعث کاهش هزینه و افزایش کارایی لامپ رشته ای شد. اما در دهه 1950، محققان هنوز متوجه شده بودند که چگونه حدود 10 درصد از انرژی مصرفی لامپ رشته ای را به نور تبدیل کنند و شروع به تمرکز انرژی خود بر روی راه حل های روشنایی دیگر کردند.
کمبود انرژی منجر به پیشرفت های فلورسنت می شود:
در قرن نوزدهم، دو آلمانی – هاینریش گایسلر شیشه‌گر و پزشک جولیوس پلوکر – کشف کردند که می‌توانند با حذف تقریباً تمام هوا از یک لوله شیشه‌ای بلند و عبور جریان الکتریکی از آن، نور تولید کنند، اختراعی که به نام معروف شد. لوله گیسلر این لامپ ها تا اوایل قرن بیستم که محققان به دنبال راهی برای بهبود کارایی روشنایی بودند، به عنوان یک نوع لامپ تخلیه محبوبیت پیدا نکردند. لامپ های تخلیه پایه بسیاری از فناوری های روشنایی از جمله چراغ های نئون، لامپ های سدیم کم فشار (نوعی که در روشنایی فضای باز مانند لامپ های خیابان استفاده می شود) و چراغ های فلورسنت تبدیل شدند.
هر دو توماس ادیسون و نیکولا تسلا در دهه 1890 با لامپ های فلورسنت آزمایش کردند، اما هیچ یک آنها را به صورت تجاری تولید نکردند. در عوض، پیشرفت پیتر کوپر هیویت در اوایل دهه 1900 بود که به یکی از پیش سازهای لامپ فلورسنت تبدیل شد. هویت با عبور جریان الکتریکی از بخار جیوه و ترکیب یک بالاست (وسیله ای متصل به لامپ که جریان جریان را از طریق لوله تنظیم می کند) نور سبز آبی ایجاد کرد. در حالی که لامپ‌های کوپر هویت کارآمدتر از لامپ‌های رشته‌ای بودند، به دلیل رنگ نور، کاربردهای مناسب کمی داشتند.
تاریخچه لامپ
در اواخر دهه 1920 و اوایل دهه 1930، محققان اروپایی آزمایشاتی را با لوله های نئونی پوشیده شده با فسفر (ماده ای که نور فرابنفش را جذب می کند و نور نامرئی را به نور سفید مفید تبدیل می کند) انجام می دادند. این یافته ها جرقه برنامه های تحقیقاتی لامپ های فلورسنت در ایالات متحده را برانگیخت و در اواسط و اواخر دهه 1930، شرکت های روشنایی آمریکایی چراغ های فلورسنت را به نیروی دریایی ایالات متحده و در نمایشگاه جهانی نیویورک 1939 نشان دادند. این لامپ ها دوام بیشتری داشتند و تقریباً سه برابر کارآمدتر از لامپ های رشته ای بودند. نیاز به روشنایی کارآمد در نیروگاه های جنگی آمریکا منجر به پذیرش سریع فلورسنت ها شد و تا سال 1951، نور بیشتری در ایالات متحده توسط لامپ های فلورسنت خطی تولید می شد.
این کمبود انرژی بود – بحران نفتی 1973 – که باعث شد مهندسان روشنایی یک لامپ فلورسنت بسازند که می‌توان از آن در کاربردهای مسکونی استفاده کرد. در سال 1974، محققان در سیلوانیا شروع به بررسی این موضوع کردند که چگونه می توانند بالاست را کوچک کرده و آن را در لامپ قرار دهند. در حالی که آنها یک حق اختراع برای لامپ خود ایجاد کردند، نتوانستند راهی برای تولید آن به طور عملی پیدا کنند. دو سال بعد در سال 1976، ادوارد همر در جنرال الکتریک متوجه شد که چگونه لوله فلورسنت را به شکل مارپیچی خم کند و اولین نور فلورسنت فشرده (CFL) را ایجاد کند. مانند سیلوانیا، جنرال الکتریک این طرح را کنار گذاشت زیرا ماشین آلات جدید مورد نیاز برای تولید انبوه این چراغ ها بسیار گران بود.
CFLهای اولیه در اواسط دهه 1980 با قیمت های خرده فروشی 25 تا 35 دلار به بازار آمدند، اما قیمت ها ممکن است بسته به منطقه به طور گسترده ای متفاوت باشد زیرا تبلیغات متفاوتی که توسط شرکت های برق انجام می شود. مصرف کنندگان به قیمت بالا به عنوان مانع شماره یک خود در خرید CFL اشاره کردند. مشکلات دیگری هم وجود داشت — بسیاری از CFLهای سال 1990 بزرگ و حجیم بودند، به خوبی در وسایل جا نمی‌افتادند و نور خروجی کم و عملکرد ناسازگاری داشتند. از دهه 1990، بهبود عملکرد CFL، قیمت، کارایی (آنها حدود 75 درصد انرژی کمتری نسبت به لامپ های رشته ای مصرف می کنند) و طول عمر (حدود 10 برابر بیشتر دوام می آورند) آنها را به گزینه ای مناسب برای اجاره کنندگان و صاحبان خانه تبدیل کرده است.
تاریخچه لامپ
LED ها:
یکی از سریع‌ترین فناوری‌های روشنایی در حال توسعه امروزه دیود ساطع نور (یا LED) است. نوعی از روشنایی حالت جامد، LED ها از نیمه هادی برای تبدیل الکتریسیته به نور استفاده می کنند، اغلب مساحت کوچکی دارند (کمتر از 1 میلی متر مربع) و نور را در جهت خاصی ساطع می کنند و نیاز به بازتابنده ها و پخش کننده هایی را که می توانند نور را به دام بیندازند کاهش می دهد. آنها همچنین کارآمدترین چراغ های موجود در بازار هستند. راندمان لامپ که به آن کارآیی نورانی نیز می‌گویند، اندازه‌گیری نور ساطع شده (لومن) تقسیم بر توانی که می‌کشد وات است. لامپی که 100 درصد در تبدیل انرژی به نور کارآمد باشد، کارایی 683 lm/W دارد. برای قرار دادن این موضوع، یک لامپ رشته ای 60 تا 100 وات دارای راندمان 15 lm/W، یک CFL معادل دارای کارایی 73 lm/W و لامپ های جایگزین مبتنی بر LED موجود در بازار از 70- است. 120 lm/W با متوسط راندمان 85 lm/W. در سال 1962 هنگام کار برای جنرال الکتریک، نیک هولونیاک جونیور، اولین LED با طیف مرئی را به شکل دیودهای قرمز اختراع کرد. سپس دیودهای زرد و سبز کم رنگ اختراع شدند. همانطور که شرکت ها به بهبود دیودهای قرمز و تولید آنها ادامه دادند، ظاهر شدند.