ประวัติความเป็นมาของแสงไฟฟ้า
2021-10-23 15:31:35
การปฏิบัติเร็วที่สุด โคมไฟไฟฟ้า เป็นหลอดไส้ โคมไฟ, แต่ก่อนเกิดของหลอดไส้ โคมไฟThe British Humphrey David ใช้แบตเตอรี่ 2000 ก้อนและแท่งคาร์บอนสองแท่งเพื่อทำหลอดไฟอาร์ค แต่หลอดไฟอาร์คนี้สว่างเกินไปและผลิตความร้อนมากเกินไป มันมากเกินไปและไม่คงทนและไม่สามารถใช้ในสถานที่ทั่วไปได้
ในปี 1854 Henry Gobert ช่างซ่อมนาฬิกาเยอรมันที่อพยพไปยังสหรัฐอเมริกาใช้ลวดไม้ไผ่คาร์บอนที่วางไว้ในขวดแก้วสูญญากาศเพื่อให้โคมไฟไฟฟ้าในทางปฏิบัติครั้งแรกซึ่งกินเวลา 400 ชั่วโมง แต่เขาไม่ได้ทำให้ทันเวลา สมัครสิทธิบัตร
ในปีพ. ศ. 2403 ชาวอังกฤษโจเซฟสวอนยังทำโคมไฟไฟฟ้าเส้นใยคาร์บอน แต่เขาล้มเหลวในการรับสภาพแวดล้อมสุญญากาศที่ดีเพื่อให้เส้นใยคาร์บอนทำงานเป็นเวลานาน
มันไม่ได้จนกว่าจะถึงปี 1878 ที่เทคโนโลยีสุญญากาศของอังกฤษพัฒนาไปสู่ระดับที่ต้องการว่าเขาคิดค้นหลอดไฟที่มีพลังด้วยลวดคาร์บอนภายใต้สุญญากาศและได้รับสิทธิบัตรของอังกฤษ บ้านของ Swann เป็นบ้านส่วนตัวแห่งแรกที่มีกระแสไฟฟ้าในสหราชอาณาจักร
ในปี 1874 ช่างไฟฟ้าสองคนในแคนาดานำไปใช้สำหรับสิทธิบัตรสำหรับแสงไฟฟ้า: ไนโตรเจนเต็มไปด้วยหลอดแก้วเพื่อเปล่งแสงด้วยคาร์บอนคาร์บอนที่มีพลัง อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่มีทรัพยากรทางการเงินที่เพียงพอที่จะดำเนินการต่อไปอย่างต่อเนื่องเพื่อให้พวกเขาขายสิทธิบัตรในปี 1875 ไปยัง Edison หลังจากซื้อสิทธิบัตรเอดิสันพยายามปรับปรุงเส้นใยและในที่สุดก็สร้างเส้นใยไม้ไผ่คาร์บอน โคมไฟ ในปี 1880 ที่สามารถอยู่ได้นาน 1,200 ชั่วโมง
อย่างไรก็ตามสำนักงานสิทธิบัตรของสหรัฐตัดสินว่าการประดิษฐ์ของ Edison เกี่ยวกับหลอดไส้หลอดไส้คาร์บอนถูกทิ้งไว้ข้างหลังและสิทธิบัตรไม่ถูกต้อง หลังจากผ่านไปหลายปีของการฟ้องร้อง Henry Goebblels ได้รับสิทธิบัตรและเอดิสันก็ซื้อสิทธิบัตรจากแม่ม่ายที่ยากจนของ Goebbels ในสหราชอาณาจักรหงส์ฟ้องเอดิสันเพื่อละเมิดสิทธิบัตร ต่อมาพวกเขาได้ตัดสินนอกศาลและจัดตั้ง บริษัท ร่วมในสหราชอาณาจักรในปี 1883 สวอนในภายหลังขายหุ้นและสิทธิบัตรของเขาไปยังเอดิสัน
ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ไส้อัดลมถูกแทนที่ด้วยใยทังสเตนและหลอดไส้หลอดไส้ทังสเตนยังคงใช้งานอยู่ในปัจจุบัน
ในปี 1938 หลอดฟลูออเรสเซนต์เกิดมา ไฟ LED สีขาวเกิดในปี 1998
พิมพ์
1. หลอดไฟฟ้า
หลอดไฟหลอดไส้ที่ทันสมัยมีเส้นใยทังสเตนขดและในเชิงพาณิชย์ในปี ค.ศ. 1920 และได้รับการพัฒนาจาก โคมไฟใยคาร์บอน แนะนำประมาณปี 1880
น้อยกว่า 3% ของพลังงานอินพุตจะถูกแปลงเป็นแสงที่ใช้งานได้ พลังงานอินพุตเกือบทั้งหมดจะกลายเป็นความร้อนในที่สุด ในสภาพอากาศที่อบอุ่นความร้อนนี้จะต้องถูกปล่อยออกจากอาคารผ่านการระบายอากาศหรือเครื่องปรับอากาศซึ่งมักจะนำไปสู่การใช้พลังงานมากขึ้น ในสภาพอากาศที่หนาวเย็นที่ต้องใช้ความร้อนและแสงสว่างในช่วงฤดูหนาวที่เย็นชาและความร้อนจากผลิตภัณฑ์ความร้อนมีค่าที่แน่นอน เนื่องจากประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำของหลอดไส้หลายประเทศกำลังทำให้หลอดไส้ออกมา
นอกเหนือจากหลอดไฟสำหรับแสงทั่วไปแล้วยังมีช่วงกว้างมากรวมถึงแรงดันไฟฟ้าต่ำชนิดพลังงานต่ำที่ใช้กันทั่วไปเป็นส่วนประกอบอุปกรณ์ แต่ตอนนี้ส่วนใหญ่ถูกแทนที่ด้วยไฟ LED
2. โคมไฟฮาโลเจน
มักจะเล็กกว่าหลอดไส้มาตรฐานมาก โคมไฟเพราะเพื่อการทำงานที่ประสบความสำเร็จอุณหภูมิหลอดไฟมักจะต้องเกิน 200 ° C ด้วยเหตุนี้ส่วนใหญ่มีซิลิกาที่หลอมรวม (ควอตซ์) หรือหลอดแก้วอลูมิเนียม ซึ่งมักจะปิดผนึกในชั้นแก้วเพิ่มเติม กระจกด้านนอกเป็นข้อควรระวังด้านความปลอดภัยที่ช่วยลดรังสีอัลตราไวโอเลตและมีเศษแก้วร้อนเมื่อปลอกด้านในระเบิดในระหว่างการทำงาน
เนื่องจากการสะสมของความร้อนที่มากเกินไปในพื้นที่ปนเปื้อนสารตกค้างของลายนิ้วมือมันอาจทำให้เปลือกควอตซ์ร้อนแตก ความเสี่ยงของการเผาไหม้หรือไฟของหลอดไฟเปลือยก็ยิ่งใหญ่กว่าซึ่งนำไปสู่การห้ามใช้ในบางสถานที่เว้นแต่ว่าพวกเขาจะถูกปิดล้อม โคมไฟ
3. ไฟฟลูออเรสเซนต์
ประกอบด้วยหลอดแก้วที่มีไอปรอทหรืออาร์กอนที่ความดันต่ำ กระแสกระแสไหลผ่านท่อทำให้ก๊าซปล่อยพลังงานรังสีอัลตราไวโอเลต ด้านในของหลอดถูกเคลือบด้วยฟอสเฟอร์ซึ่งปล่อยแสงที่มองเห็นได้เมื่อฉายรังสีโดยโฟตอนรังสีอัลตราไวโอเลต ประสิทธิภาพของพวกเขาสูงกว่าหลอดไส้มาก โคมไฟ. สำหรับปริมาณแสงที่เกิดขึ้นเท่ากันพวกเขามักจะใช้ประมาณหนึ่งในสี่ถึงหนึ่งในสามของพลังของหลอดไส้ โคมไฟ.
ประสิทธิภาพของระบบไฟส่องสว่างแบบเรืองแสงประสิทธิภาพแสงทั่วไปคือ 50-100 ลูเมนต่อวัตต์ซึ่งมีหลายเท่าของหลอดไส้ที่มีการส่งออกแสงที่เทียบเท่า ฟลูออเรสเซนต์ โคมไฟ มีราคาแพงกว่าหลอดไส้หลอดไส้เพราะพวกเขาต้องการบัลลาสต์เพื่อควบคุมกระแสผ่านหลอดไฟ แต่ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานที่ลดลงมักจะชดเชยต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้น
4. นำ
ไดโอดเปล่งแสงของแข็ง (ไฟ LED) เป็นที่นิยมในฐานะไฟแสดงสถานะในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและอุปกรณ์เครื่องเสียงระดับมืออาชีพตั้งแต่ปี 1970 ในปี 2000 ประสิทธิภาพและผลผลิตได้เพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่ไฟ LED ใช้ในการใช้งานแสง (เช่นไฟหน้ารถและไฟเบรก) ไฟฉายและไฟจักรยานและแอปพลิเคชั่นตกแต่ง (เช่นแสงวันหยุด)
ตัวบ่งชี้ LED เป็นที่รู้จักกันในช่วงอายุการใช้งานที่ยาวนานมากถึง 100,000 ชั่วโมง แต่การดำเนินงานของไฟ LED แสงสว่างน้อยกว่ามากดังนั้นจึงมีอายุการใช้งานที่สั้นลง
เทคโนโลยี LED มีประโยชน์ต่อนักออกแบบให้แสงสว่างเพราะมีการใช้พลังงานต่ำความร้อนต่ำการควบคุมการเปิด / ปิดทันทีและในกรณีของไฟ LED แบบ monochromatic ความต่อเนื่องของสีและต้นทุนการผลิตที่ค่อนข้างต่ำ ชีวิตของ LED ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของไดโอด
ในปี 1854 Henry Gobert ช่างซ่อมนาฬิกาเยอรมันที่อพยพไปยังสหรัฐอเมริกาใช้ลวดไม้ไผ่คาร์บอนที่วางไว้ในขวดแก้วสูญญากาศเพื่อให้โคมไฟไฟฟ้าในทางปฏิบัติครั้งแรกซึ่งกินเวลา 400 ชั่วโมง แต่เขาไม่ได้ทำให้ทันเวลา สมัครสิทธิบัตร
ในปีพ. ศ. 2403 ชาวอังกฤษโจเซฟสวอนยังทำโคมไฟไฟฟ้าเส้นใยคาร์บอน แต่เขาล้มเหลวในการรับสภาพแวดล้อมสุญญากาศที่ดีเพื่อให้เส้นใยคาร์บอนทำงานเป็นเวลานาน
มันไม่ได้จนกว่าจะถึงปี 1878 ที่เทคโนโลยีสุญญากาศของอังกฤษพัฒนาไปสู่ระดับที่ต้องการว่าเขาคิดค้นหลอดไฟที่มีพลังด้วยลวดคาร์บอนภายใต้สุญญากาศและได้รับสิทธิบัตรของอังกฤษ บ้านของ Swann เป็นบ้านส่วนตัวแห่งแรกที่มีกระแสไฟฟ้าในสหราชอาณาจักร
ในปี 1874 ช่างไฟฟ้าสองคนในแคนาดานำไปใช้สำหรับสิทธิบัตรสำหรับแสงไฟฟ้า: ไนโตรเจนเต็มไปด้วยหลอดแก้วเพื่อเปล่งแสงด้วยคาร์บอนคาร์บอนที่มีพลัง อย่างไรก็ตามพวกเขาไม่มีทรัพยากรทางการเงินที่เพียงพอที่จะดำเนินการต่อไปอย่างต่อเนื่องเพื่อให้พวกเขาขายสิทธิบัตรในปี 1875 ไปยัง Edison หลังจากซื้อสิทธิบัตรเอดิสันพยายามปรับปรุงเส้นใยและในที่สุดก็สร้างเส้นใยไม้ไผ่คาร์บอน โคมไฟ ในปี 1880 ที่สามารถอยู่ได้นาน 1,200 ชั่วโมง
อย่างไรก็ตามสำนักงานสิทธิบัตรของสหรัฐตัดสินว่าการประดิษฐ์ของ Edison เกี่ยวกับหลอดไส้หลอดไส้คาร์บอนถูกทิ้งไว้ข้างหลังและสิทธิบัตรไม่ถูกต้อง หลังจากผ่านไปหลายปีของการฟ้องร้อง Henry Goebblels ได้รับสิทธิบัตรและเอดิสันก็ซื้อสิทธิบัตรจากแม่ม่ายที่ยากจนของ Goebbels ในสหราชอาณาจักรหงส์ฟ้องเอดิสันเพื่อละเมิดสิทธิบัตร ต่อมาพวกเขาได้ตัดสินนอกศาลและจัดตั้ง บริษัท ร่วมในสหราชอาณาจักรในปี 1883 สวอนในภายหลังขายหุ้นและสิทธิบัตรของเขาไปยังเอดิสัน
ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ไส้อัดลมถูกแทนที่ด้วยใยทังสเตนและหลอดไส้หลอดไส้ทังสเตนยังคงใช้งานอยู่ในปัจจุบัน
ในปี 1938 หลอดฟลูออเรสเซนต์เกิดมา ไฟ LED สีขาวเกิดในปี 1998
พิมพ์
1. หลอดไฟฟ้า
หลอดไฟหลอดไส้ที่ทันสมัยมีเส้นใยทังสเตนขดและในเชิงพาณิชย์ในปี ค.ศ. 1920 และได้รับการพัฒนาจาก โคมไฟใยคาร์บอน แนะนำประมาณปี 1880
น้อยกว่า 3% ของพลังงานอินพุตจะถูกแปลงเป็นแสงที่ใช้งานได้ พลังงานอินพุตเกือบทั้งหมดจะกลายเป็นความร้อนในที่สุด ในสภาพอากาศที่อบอุ่นความร้อนนี้จะต้องถูกปล่อยออกจากอาคารผ่านการระบายอากาศหรือเครื่องปรับอากาศซึ่งมักจะนำไปสู่การใช้พลังงานมากขึ้น ในสภาพอากาศที่หนาวเย็นที่ต้องใช้ความร้อนและแสงสว่างในช่วงฤดูหนาวที่เย็นชาและความร้อนจากผลิตภัณฑ์ความร้อนมีค่าที่แน่นอน เนื่องจากประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำของหลอดไส้หลายประเทศกำลังทำให้หลอดไส้ออกมา
นอกเหนือจากหลอดไฟสำหรับแสงทั่วไปแล้วยังมีช่วงกว้างมากรวมถึงแรงดันไฟฟ้าต่ำชนิดพลังงานต่ำที่ใช้กันทั่วไปเป็นส่วนประกอบอุปกรณ์ แต่ตอนนี้ส่วนใหญ่ถูกแทนที่ด้วยไฟ LED
2. โคมไฟฮาโลเจน
มักจะเล็กกว่าหลอดไส้มาตรฐานมาก โคมไฟเพราะเพื่อการทำงานที่ประสบความสำเร็จอุณหภูมิหลอดไฟมักจะต้องเกิน 200 ° C ด้วยเหตุนี้ส่วนใหญ่มีซิลิกาที่หลอมรวม (ควอตซ์) หรือหลอดแก้วอลูมิเนียม ซึ่งมักจะปิดผนึกในชั้นแก้วเพิ่มเติม กระจกด้านนอกเป็นข้อควรระวังด้านความปลอดภัยที่ช่วยลดรังสีอัลตราไวโอเลตและมีเศษแก้วร้อนเมื่อปลอกด้านในระเบิดในระหว่างการทำงาน
เนื่องจากการสะสมของความร้อนที่มากเกินไปในพื้นที่ปนเปื้อนสารตกค้างของลายนิ้วมือมันอาจทำให้เปลือกควอตซ์ร้อนแตก ความเสี่ยงของการเผาไหม้หรือไฟของหลอดไฟเปลือยก็ยิ่งใหญ่กว่าซึ่งนำไปสู่การห้ามใช้ในบางสถานที่เว้นแต่ว่าพวกเขาจะถูกปิดล้อม โคมไฟ
3. ไฟฟลูออเรสเซนต์
ประกอบด้วยหลอดแก้วที่มีไอปรอทหรืออาร์กอนที่ความดันต่ำ กระแสกระแสไหลผ่านท่อทำให้ก๊าซปล่อยพลังงานรังสีอัลตราไวโอเลต ด้านในของหลอดถูกเคลือบด้วยฟอสเฟอร์ซึ่งปล่อยแสงที่มองเห็นได้เมื่อฉายรังสีโดยโฟตอนรังสีอัลตราไวโอเลต ประสิทธิภาพของพวกเขาสูงกว่าหลอดไส้มาก โคมไฟ. สำหรับปริมาณแสงที่เกิดขึ้นเท่ากันพวกเขามักจะใช้ประมาณหนึ่งในสี่ถึงหนึ่งในสามของพลังของหลอดไส้ โคมไฟ.
ประสิทธิภาพของระบบไฟส่องสว่างแบบเรืองแสงประสิทธิภาพแสงทั่วไปคือ 50-100 ลูเมนต่อวัตต์ซึ่งมีหลายเท่าของหลอดไส้ที่มีการส่งออกแสงที่เทียบเท่า ฟลูออเรสเซนต์ โคมไฟ มีราคาแพงกว่าหลอดไส้หลอดไส้เพราะพวกเขาต้องการบัลลาสต์เพื่อควบคุมกระแสผ่านหลอดไฟ แต่ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานที่ลดลงมักจะชดเชยต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้น
4. นำ
ไดโอดเปล่งแสงของแข็ง (ไฟ LED) เป็นที่นิยมในฐานะไฟแสดงสถานะในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและอุปกรณ์เครื่องเสียงระดับมืออาชีพตั้งแต่ปี 1970 ในปี 2000 ประสิทธิภาพและผลผลิตได้เพิ่มขึ้นจนถึงจุดที่ไฟ LED ใช้ในการใช้งานแสง (เช่นไฟหน้ารถและไฟเบรก) ไฟฉายและไฟจักรยานและแอปพลิเคชั่นตกแต่ง (เช่นแสงวันหยุด)
ตัวบ่งชี้ LED เป็นที่รู้จักกันในช่วงอายุการใช้งานที่ยาวนานมากถึง 100,000 ชั่วโมง แต่การดำเนินงานของไฟ LED แสงสว่างน้อยกว่ามากดังนั้นจึงมีอายุการใช้งานที่สั้นลง
เทคโนโลยี LED มีประโยชน์ต่อนักออกแบบให้แสงสว่างเพราะมีการใช้พลังงานต่ำความร้อนต่ำการควบคุมการเปิด / ปิดทันทีและในกรณีของไฟ LED แบบ monochromatic ความต่อเนื่องของสีและต้นทุนการผลิตที่ค่อนข้างต่ำ ชีวิตของ LED ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของไดโอด
