Sự phát triển của đèn điện

Đèn điện thực tế sớm nhất là một đèn sợi đốt, nhưng trước khi sinh đèn sợi đốt, Humphrey David của Anh đã sử dụng 2000 pin và hai thanh carbon để tạo ra một đèn hồ quang, nhưng đèn hồ quang này quá sáng và tạo ra quá nhiều nhiệt. Nó quá nhiều và không bền, và nó không thể được sử dụng ở những nơi nói chung.

Năm 1854, Henry Gobert, một nhà đồng hồ Đức di cư sang Hoa Kỳ, đã sử dụng một dây tre cacbonized được đặt trong chai thủy tinh chân không để làm cho đầu tiên thực tế đèn điện, kéo dài trong 400 giờ, nhưng anh ta đã không làm điều đó kịp thời. Áp dụng cho bằng sáng chế.

Năm 1860, người Anh Joseph Swan cũng đã tạo ra một sợi carbon đèn điện, nhưng anh ta đã không có được một môi trường chân không tốt để giữ cho dây tóc carbon hoạt động trong một thời gian dài.

Mãi đến năm 1878, công nghệ chân không của Anh đã phát triển đến mức mong muốn, ông mới phát minh ra một bóng đèn được cung cấp năng lượng bằng dây carbon dưới chân không và có được bằng sáng chế của Anh. Nhà riêng của Swann, là ngôi nhà riêng đầu tiên được thắp sáng bằng điện ở Anh.

Vào năm 1874, hai kỹ thuật viên điện ở Canada đã áp dụng bằng sáng chế cho đèn điện: nitơ được lấp đầy dưới một bóng đèn thủy tinh để phát ra ánh sáng với một thanh carbon năng lượng. Tuy nhiên, họ không có đủ nguồn tài chính để tiếp tục hoàn thiện sáng chế, vì vậy họ đã bán bằng sáng chế vào năm 1875. cho Edison. Sau khi mua bằng sáng chế, Edison đã cố gắng cải thiện dây tóc, và cuối cùng đã sản xuất một đèn dây tóc tre cacbon hóa vào năm 1880 có thể kéo dài trong 1.200 giờ.

Tuy nhiên, Văn phòng Bằng sáng chế Hoa Kỳ phán quyết rằng phát minh ra đèn sợi đốt của Edison Filent bị bỏ lại và bằng sáng chế không hợp lệ. Sau nhiều năm kiện, Henry Goebbels đã giành được bằng sáng chế, và cuối cùng Edison đã mua bằng sáng chế từ góa phụ nghèo khó của Goebbels. Ở Anh, Swan đã kiện Edison vì vi phạm bằng sáng chế. Sau đó, họ đã định cư bên ngoài tòa án và thành lập một công ty chung ở Anh vào năm 1883. Swan sau đó đã bán vốn chủ sở hữu và bằng sáng chế của mình cho Edison.

Vào đầu thế kỷ 20, dây tóc cacbon hóa đã được thay thế bằng dây tóc vonfram, và đèn sợi đốt dây tóc vonfram vẫn còn được sử dụng cho đến ngày nay.

Năm 1938, đèn huỳnh quang ra đời. Đèn LED trắng được sinh ra năm 1998.

loại hình

1. Đèn sợi đốt

Bóng đèn sợi đốt hiện đại đã cuộn các sợi vonfram và được thương mại hóa vào những năm 1920, và được phát triển từ đèn dây tóc carbon được giới thiệu vào khoảng năm 1880.

Ít hơn 3% năng lượng đầu vào được chuyển đổi thành ánh sáng có thể sử dụng. Hầu như tất cả các năng lượng đầu vào cuối cùng sẽ trở thành nhiệt. Trong khí hậu ấm áp, sức nóng này phải được thải ra từ tòa nhà thông qua thông gió hoặc điều hòa không khí, thường dẫn đến mức tiêu thụ năng lượng nhiều hơn. Ở vùng khí hậu lạnh đòi hỏi phải sưởi ấm và chiếu sáng trong mùa đông lạnh và tối, sản phẩm phụ của nhiệt có một giá trị nhất định. Do hiệu quả năng lượng thấp của bóng đèn sợi đốt, nhiều quốc gia đang loại bỏ bóng đèn sợi đốt.

Ngoài bóng đèn để chiếu sáng chung, còn có một phạm vi rất rộng, bao gồm các loại điện áp thấp, công suất thấp thường được sử dụng làm thành phần thiết bị, nhưng hiện được thay thế chủ yếu bằng đèn LED.

2. Đèn halogen

Nó thường nhỏ hơn nhiều so với đèn sợi đốt tiêu chuẩn, vì để hoạt động thành công, nhiệt độ bóng đèn thường được yêu cầu vượt quá 200 ° C. Vì lý do này, hầu hết đều có một silica (thạch anh) hoặc bóng đèn thủy tinh aluminosilicate. Điều này thường được niêm phong trong một lớp thủy tinh bổ sung. Kính bên ngoài là một biện pháp phòng ngừa an toàn làm giảm bức xạ cực tím và chứa các mảnh thủy tinh nóng khi vỏ bên trong phát nổ trong quá trình hoạt động.

Do sự tích tụ của nhiệt quá mức trong khu vực bị ô nhiễm, dư lượng nhờn của dấu vân tay có thể khiến vỏ thạch anh nóng bị nứt. Nguy cơ bị bỏng hoặc hỏa hoạn của bóng đèn trần cũng lớn hơn, dẫn đến việc cấm sử dụng ở một số nơi trừ khi chúng được đặt bởi đèn.

3. Đèn huỳnh quang

Nó bao gồm một ống thủy tinh có chứa hơi thủy ngân hoặc argon ở áp suất thấp. Dòng điện chảy qua ống làm cho khí giải phóng năng lượng tia cực tím. Bên trong của ống được phủ phosphor, phát ra ánh sáng có thể nhìn thấy khi được chiếu xạ bởi các photon cực tím. Hiệu quả của chúng cao hơn nhiều so với đèn sợi đốt. Đối với cùng một lượng ánh sáng được tạo ra, chúng thường sử dụng khoảng một phần tư đến một phần ba công suất của đèn sợi đốt.

Hiệu quả của hệ thống chiếu sáng huỳnh quang hiệu quả ánh sáng điển hình là 50-100 lumens mỗi watt, gấp nhiều lần bóng đèn sợi đốt với đầu ra ánh sáng tương đương. Đèn huỳnh quang đắt hơn so với đèn sợi đốt vì chúng đòi hỏi phải có chấn lưu để điều chỉnh dòng điện thông qua đèn, nhưng chi phí năng lượng thấp hơn thường bù đắp chi phí ban đầu cao hơn.

4. LED

Các điốt phát sáng trạng thái rắn (đèn LED) là đèn báo hiệu trong các thiết bị điện tử tiêu dùng và thiết bị âm thanh chuyên nghiệp từ những năm 1970. Trong những năm 2000, hiệu quả và đầu ra đã tăng đến mức đèn LED hiện được sử dụng trong các ứng dụng chiếu sáng (như đèn pha xe hơi và đèn phanh), đèn pin và đèn xe đạp, và các ứng dụng trang trí (như ánh sáng ngày lễ).

Các chỉ số LED được biết đến với tuổi thọ cực kỳ dài, lên tới 100.000 giờ, nhưng hoạt động của đèn LED chiếu sáng ít bảo thủ hơn nhiều và do đó có tuổi thọ ngắn hơn.

Công nghệ LED rất hữu ích cho các nhà thiết kế chiếu sáng vì nó có mức tiêu thụ năng lượng thấp, nhiệt độ thấp, điều khiển bật/tắt tức thì và trong trường hợp đèn LED đơn sắc, tính liên tục màu sắc và chi phí sản xuất tương đối thấp. Tuổi thọ của đèn LED phần lớn phụ thuộc vào nhiệt độ của diode.