Почему перегорают лампы накаливания в люстре. Как это устранить или починить. Советы и видео инструкция
Содержание статьи:
- Проблема перегорания ламп накаливания
- Несколько причин перегорания ламп накаливания и не только. Способы их устранения
- Заключение
Проблема перегорания ламп накаливания
Сейчас для многих актуальна проблема слишком частого перегорания лам накаливания, галогенок, светодиодов и т.д. Причины: плохое качество ламп и разные внешние факторы. Крайне редко они вырабатывают заявленный производителями ресурс, поэтому нужно разобраться, почему перегорают лампочки и по возможности исправить ситуацию. Повлиять на качество продукции со стороны потребителей весьма затруднительно, поэтому уделим внимание внешним факторам, влияющих на продолжительность работы разных ламп.
Несколько причин перегорания ламп накаливания и не только. Способы их устранения
Определенный процент преждевременно выхода из строя таких источников света приходится на изделия низкого качества, но все же большинство таких случаев не связано с самими лампами.
Перегорание ламп накаливания — Фото 01
Существует несколько причин, почему часто перегорают лампочки, среди которых:
- Излишне высокий уровень напряжения в электрических цепях домов и квартир. Это плохо сказывается на продолжительности эксплуатации ламп, что вполне объяснимо физическими процессами, происходящими внутри колбы. Если напряжение, измеренное мультиметром, показывает не стандартные 220В, а например, 236 В, что укладывается в норму утвержденных отклонений, но на вольфрамовую нить лампы накаливания поступает повышенное напряжение и ее температура, которая обычно составляет примерно 2 0000С, заметно растет. Из-за этого вольфрам нити накаливания начинает испаряться значительно быстрее и оседать на стекле, что вызывает значительное потемнение колбы.
ВАЖНО! При значительной интенсивности испарения вольфрама диаметр нити накаливания уменьшается, что становится причиной ее быстрого разрыва.
Нить накаливания лампы — Фото 02
Справиться с такой ситуацией можно разными способами. Самый простой вариант —
Указание напряжения на лампе накаливания — Фото 03
Указание напряжения на лампе накаливания — Фото 04
- Неисправные патроны и плохие контакты в них. Это является одной из основных причин, почему перегорают лампочки. Сейчас большая часть патронов изготавливаются из пластика, причем не всегда он имеет хорошее качество. Их эксплуатация в основном ограничивается использованием ламп с мощностью до 40Вт. Несоблюдение этого простого правила очень часто приводит к растрескиванию или выгоранию патрона. Но даже при его соблюдении в процессе работы контакты в них окисляются, а это приводит к перегреву ламп и преждевременному выходу их из строя.
Патрон лампы накаливания — Фото 05
Контакты лампы накаливания — Фото 06
Здесь же можно найти ответ на интересующий многих покупателей вопрос: «Почему перегорают лампочки в люстре, причем только в одной?». Если существует такая проблема, да еще и сопровождается периодически возникающими тресками, изменением яркости горения, то с большой долей вероятности можно прийти к выводу, что причина в плохих контактах патронов. Совет использовать керамические патроны в настоящее время не актуален. Поэтому следите за состоянием контактов и в случае необходимости зачищайте их. Подгоревшие патроны следует заменить, а лучше купить новый светильник.
ВАЖНО! Не следует устанавливать в люстры и другие типы светильников лампы с большей мощностью, чем это предусмотрено паспортом изделия.
- Излишне частое включение ламп. Иногда, стремясь сэкономить на расходе электроэнергии, лампы накаливания постоянно выключают, чтобы спустя буквально несколько минут зажечь их снова. При каждом включении величина тока, который проходит через нить накаливания значительно больше, чем когда она находиться в рабочем состоянии. Это значит, что частое включение является одной из причин перегорания вольфрамовой нити. Для экономии лучше установить энергосберегающие или другие современные виды ламп. Впрочем, причиной того, что перегорают энергосберегающие лампы, также является излишне частое их подключение к сети, в том числе и в виде периодических вспышек при отключенном выключателе, имеющим подсветку.
- Проблемы с выключателем. Если он исчерпал свой ресурс, то его нужно просто заменить и тогда ситуация, когда часто перегорают лампочки, будет исправлена. Эту процедуру целесообразно совместить с установкой диммера, что позволит защитить лампы от скачка тока при их включении и изменять яркость освещения по своему желанию. В случае, если выключатель искрит, либо появился заметный нагар на контактах или подходящих к ним проводах, то такое изделие нужно незамедлительно заменить.
Последствия искрения выключателя — Фото 07
- Влияние механических воздействий, вибрации и температуры. На лампы накаливания любые механические воздействия, а также вибрация оказывают пагубное воздействие, приводящее к их перегоранию. В таких местах лучше использовать другие источники света, например, светодиоды. Низкие температуры тоже приводят к тому, что слишком часто перегорают лампочки. Когда в зоне их эксплуатации температура заметно снижается, вслед за ним уменьшается и сопротивление нити накаливания. В тоже время увеличиваются значения пускового тока, что и является причиной перегорания лампы.
- Еще один вариант ответа на вопрос: «Почему перегорают лампочки?» — из-за неправильно выбранной схемы их подключения. Почему-то чаще всего выбирают вариант, когда каждая лампа подключается к единому проводу, на который и приходится суммарная нагрузка. В случае, если по какой-либо причине на первой лампе, если считать от распределительной коробки, окислились контакты внутри патрона, то начинается цепная реакция, при которой перегреваются провода, отходящие от патрона, а потом и места соединений с общим проводом. Далее не избежать и их окисления, которое усугубляется значительно большей нагрузкой следующих светильников, а это означает, что
Схема включения ламп накаливания — Фото 08
Электрическая схема подключения трех ламп люстры — Фото 09
- Неправильное либо не особо качественное соединение проводов в люстре, распределительной коробке и т.д. При таких обстоятельствах довольно часто перегорают светодиодные лампы, а также галогенные, люминесцентные и др. Очень распространен вариант, когда для соединения используют скрутку. Тогда неизбежно окисление проводов, а также появление вихревых токов. Исправить ситуацию совсем не сложно —
Заключение
Были перечислены основные проблемы, вызывающие перегорание разных типов ламп и способы их устранения. В случае если вы сомневаетесь, что можете справиться с проблемой сами, прибегайте к услугам профессионалов, или, по крайней мере, проконсультируйтесь у них, изложив все особенности ситуации.
Горит ли столетняя лампочка сейчас ?
В одном из пожарных отделений Ливермора (Калифорния, США) с 1901 года работает самая старая лампочка в мире, выполняющая функцию технической подсветки. 4-ваттная лампа ручной работы называется «Столетней» и даже имеет свой сайт , на котором любой пользователь сети Интернет может, в частности, следить за ней через веб-камеру – свежий снимок устройство делает каждые 10 секунд.
Посмотрите сами горит ли лампочка и узнайте о ней подробнее …
Секрет долговечности лампы, которая занесена в Книгу рекордов Гиннеса как самая старая из работающих, — в том, что её практически никогда не выключали. По всей вероятности, лампочка была установлена в середине июня 1901 года, а выключалась всего на 22 минуты в 1976 году, когда её перевели на другой объект из соображений безопасности. К слову, почетный эскорт при перевозке лампочки возглавлял капитан пожарной части; в нем также участвовали другие сотрудники подразделения и полицейские.
🙁 скрипт в ЖЖ не работает. Смотрите тут — http://voweb.net/blog/samaya_staraya_lampochka_smotret_39_veb_kameru/2008-10-22-166 или тут http://www.centennialbulb.org/cam.htm
Примечательно, что лампочка была изготовлена ShelbyElectricCo не по чертежам изобретателя Томаса Алвы Эдисона, а в соответствии с работой его главного конкурента, Адольфа Шайе. В качестве элемента накаливания в устройстве служит угольная нить, а стеклянный корпус выдут вручную. Дебора Катц, профессор физики из американской Naval Academy (Индианаполис) для объяснения секрета безотказности лампы приводит результаты исследования винтажных ламп производства ShelbyElectric. Принципиальными отличиями изделий, выпускаемых в те годы, была, во-первых, толщина нити накаливания (она в 8 раз толще, чем у современных ламп), и использование в качестве неё полупроводника, вероятнее всего, на основе углерода. Отметим, что когда в лампах накаливания, производимых сегодня, перегревается светонесущая спираль, она перестает проводить электричество, в то время как изделия от ShelbyElectric горели тем сильнее, чем больше нагревались нити накаливания.
Таким образом, отсутствие циклов включения-выключ
Технологически, в чуде вечной лампы из Ливермора нет ничего необычного. В мире известны и другие лампы-долгожители. Так, в изданной 1970 году книге рекордов Гиннеса упоминалась работающая из магазина в Нью-Йорке, изготовленная в 1912. В настоящий момент судьба ее, правда, неизвестна. А вот за Ливерморской лампочкой наблюдает целый общественный комитет, который так и называется — Livermore Lightbulb Centennial Committee (Ливерморский Комитет Вековой Лампочки). В планах комитета — и дальше поддерживать работу лампы как можно дольше. Так что, возможно, она всех нас еще пересветит.
Кстати говоря, обычная электрическая лампочка живет всего-то около 1000 часов.
Известно, что основной личиной перегорания лампочек является постепенный износ вольфрамовой нити. Эта нить нагрета почти до температуры плавления вольфрама (3300°С), иначе не получить интенсивный световой поток. При такой температуре атомы вольфрама в кристаллической решетке интенсивно колеблются и некоторые из них отрываются и уходят в пространство, оседая на стенках колбы. Постепенно нить истончается, и в самом тонком месте температура переходит рубеж плавления, нить перегорает.
Очевидно, что для повышения срока службы лампочки необходимо устанавливать более толстую нить. Но при этом для сохранения сопротивления нити нужно увеличивать ее длину. Увеличение диаметра нити в два раза приводит к увеличению массы вольфрама в 8 раз. А вольфрам — дорогой металл, поэтому нынешние производители лампочек стараются его экономить.
Но есть еще одна причина износа ламп, о которой почти никто не знает. Дело в том, что тонкое стекло колбы в нагретом состоянии пропускает газ. Имеются таблицы для различных стекол и различных газов при различных температурах. Например, 1 см2 поверхности стекла толщиной 1 мм за 1 с и при разности давлений в 1 мм рт.ст. пропускает при температуре 600°С 6,5*10 в (-12) степени см3 азота (основной части воздуха).
Рассчитаем температуру колбы стандартней 40-ватной лампочки, у которой площадь поверхности колбы 200 см2, а площадь поверхности вольфрамовой нити (ориентировочно) 0,3 см2, т.е. разница в 660 раз.
Используя методику расчетов по закону Стфана-Больцмана и учитывая, что все инфракрасное излучение нити греет колбу (видимый свет составляет не более 3%), получаем температуру колбы порядка 400°С (в том, что это так, каждый может убедиться, прикоснувшись к колбе светящейся лампочки). Далее, приняв толщину стекла колбы колбы 0,5 мм, разность давлений 760 мм рт.ст. и время 1 год, получим проникновение газа в лампу порядка 4-5 см.
За несколько лет, если не перегорит нить накала, то лампа заполнится газом, возникнет газовый разряд, а вместе с ним ионная бомбардировка нити накала. Тогда эта нить будет истончаться быстрее. Таким образом, чтобы создать лампу накаливания с большим сроком службы необходимо: установить толстую вольфрамовую нить, увеличить площадь поверхности колбы лампы (при этом температура колбы станет ниже и просачивание газа уменьшается), увеличить толщину стекла колбы лампы.
Очевидно, эти условия и были выполнены в лампе-долгожительнице. А нынешние производители эти условия выполнять не хотят, во-первых, из соображений экономии (вольфрама и стекла), во-вторых, производителям просто не интересно выпускать «вечные» лампочки (иначе они «прогорят»).
Давайте я вам еще что нибудь напомню из интересного: вот например Великая алмазная афёра 1872 года, а вот Цитаты с Уолл-стрит и Занимательные логические парадоксы. Вспомните про Символы, утратившие своё первоначальное значение и Как появилась буква Ё Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — http://infoglaz.ru/?p=55804
Лампочка, которая светит уже 113 лет
Средняя продолжительность работы лампы накаливания колеблется в пределах от 1,000 до 2,000 часов. Светодиодные лампы могут похвастаться более долгой «жизнью» — от 25,000 до 50,000 часов, отчего постепенно и вытесняют традиционные лампы накаливания с рынка осветительных приборов.
Но все это ничто по сравнению с одиноко висящей лампочкой в подвале калифорнийской пожарной части, которая бесперебойно дает свет вот уже 989,000 часов, то есть почти 113 лет. Эксперты General electrics и физики всего мира уже провозгласили ее источником вечного света.
Возникает вопрос: как такое может быть? Либо это очередное чудо природы, либо признак того, как мало мы знаем о лампах накаливания и что современные экземпляры им и в подметки не годятся. Попробуем разобраться.
Краткая история электрической лампочки
Лавры изобретателя электрической лампочки принадлежат небезызвестному Томасу Эдисону (Thomas Edison,1879), но следует сказать, что не он один пытался создать электрический источник света.
В 1802 году британский химик Гемфри Дэви (Humphry Davy) впервые получает свет, раскалив добела при помощи тока тонкие полоски платины. В течение последующих 75 лет эксперимент Дэви служил своего рода основой для поисков других изобретателей, которые также пытались найти способ извлечь яркий и долговечный свет, нагревая тонкие нити того или иного металла.
Шотландский изобретатель Джеймс Боумен Линдси (James Bowman Lindsay) в 1835 году смог получить яркий свет, который, по его словам, позволил ему «читать книгу на расстоянии полутора футов», — но он вскоре забросил эксперименты в этой области, чтобы полностью сосредоточиться на разработке беспроводной телеграфии.
Спустя пять лет команда британских ученых проводила опыты с нагревом платиновой нити внутри вакуумной трубки. Несмотря на то, что платина — это весьма дорогой металл, а следовательно — лампочки с платиновой нитью были бы доступны далеко не каждому, именно дизайн этой лампочки лег в основу патента первой электрической лампочки в 1841 году.
Американский изобретатель Джон У. Старр (John W. Starr) мог претендовать на звание первооткрывателя электрической лампочки (в 1845 году он интегрировал в уже существующий дизайн лампы углеродные нити и вполне успешно), но в следующем году он скончался от туберкулеза, а его коллеги так и не смогли довести его начинания до конца, поскольку не обладали ни знаниями его уровня, ни опытом. Несколько лет спустя Джозеф Свон (Joseph Swan) применил достижения Старра в своих поисках и в 1878 году смог-таки собрать первый работающий прототип современной лампы и стал первым человеком, который осветил свой дом с помощью электричества.
Между тем американский изобретатель Томас Эдисон продолжил работу над усовершенствованием углеродных нитей. К 1880 ему удалось продлить жизнь такой лампочки до 1,200 часов и наладить выпуск таких лампочек до 130,000 экземпляров в год.
В разгар всех этих событий родился человек, создавший в итоге ту самую «вечную» лампочку, о которой было сказано во вступительном абзаце.
The Shelby Electric Company
Адольф Шайе (Adolphe Chaillet) родился в 1867 году в Париже в разгар бурного роста легкой промышленности во Франции. С 11 лет он начал работать на небольшой фирме своего отца, шведского иммигранта — в компании по производству лампочек. Он быстро учился, серьезно увлекся физикой и впоследствии закончил академию наук и во Франции, и в Германии. После нескольких лет, которые Адольф провел, проектируя волокна для крупной германской энергетической компании, он переезжает в США.
Некоторое время он работал на уже упомянутой нами General Electrics, а затем, пользуясь своей славой гениального электрика и инженера, сумел изыскать финансовое обеспечение для собственной компании — Shelby Electric Company. Хотя успех Шайе на поприще производства ламп уже был широко известен, все же ему требовалось с нуля доказывать американской публике, что его изделия светят ярче и дольше. Рискуя собственной репутацией, он решился на смелый эксперимент: Шайе разместил свои лампочки и лампы лидирующей на рынке компании бок о бок, подключил к сети и постепенно наращивал напряжение. Из этого импровизированного состязания, которое он устроил на публике, Адольф вышел победителем и мгновенно привлек внимание общественности к своему продукту: они единственные остались гореть, тогда как остальные просто повзрывались.
Успех Шайе определило его собственное изобретение: закрученные спиралью углеродные нити.
Ссылаясь на эти достижения, Shelby заявила, что их лампочки светят на 30% дольше и на 20% ярче, чем любая другая лампочка в мире. Вскоре компания пережила ошеломительный успех: по словам издания Western Electrician, Shelby Electric Company на 1 марта получила столько заказов, что ей потребовалось увеличить масштабы своего завода и работать сутки напролет. К концу этого года они смогли вдвое увеличить объем выпускаемых ламп: с 2000 до 4000 в день.
Преимущество ламп Shelby было настолько очевидным, что не вызывало сомнений даже у самых скептически настроенных умов.
В следующую декаду компания продолжала выводить новые продукты, но после того, как рынок осветительных приборов заметно расширился и новые компании стали использовать более совершенные технологии (вольфрамовые нити и т.д.), Shelby Electric Company не сумели приспособиться к изменившимся условиям и в итоге были куплены General Electric, а выпуск лампочек был остановлен.
Столетний свет
75 лет спустя в 1972 году начальник пожарной инспекции калифорнийского города Ливермор обратился в местную газету с сообщением, которое повергло всех в шок: он обнаружил в подвале пожарной части одиноко висящую лампочку Shelby, которая беспрерывно работала на протяжении десятилетий. Сами пожарные уже давно относились к этой лампочке как к своего роде легенде, местной достопримечательности, но доподлинно никто не знал, сколько точно эта лампочка уже горит и откуда она вообще взялась. Майк Данстен (Mike Dunstan), молодой репортер из газеты Tri-Valley Herald, взялся за расследование деталей этой истории и то, что в итоге откопал, оказалось не менее интересным и захватывающим.
Проследив историю появления этой лампочки через десятки устных рассказов и письменных свидетельств, Данстен определил, что лампочка была куплена в конце 1890-х годов неким Деннисом Берналем, которому на тот момент принадлежала первая энергетическая компания в городе — Livermore Power and Water Co. После продажи компании, Деннис пожертвовал эту лампочку местной пожарной части. Сейчас это звучит несколько комично, но нужно помнить, что на тот момент лишь 3% всех домов в США освещались с помощью электричества, и лампочки были настоящим ходовым товаром.
Поначалу несколько месяцев лампочка просто лежала в корзине, где хранился пожарный инвентарь. Затем ее повесили в здании городской мэрии, но там она пробыла недолго и вновь вернулась в пожарную часть. С тех самых пор, как заявляет нынешний начальник пожарной охраны, эта лампочка тушилась очень редко, за исключением того периода, когда пожарную часть перестраивали: тогда все электричество было отключено на неделю. Бывало, что несколько раз отключали свет, а в 1976 году лампочку и вовсе перевезли в новое строение пожарной части. Это звучит и вовсе невероятно, но за процессом повторной инсталляции лампы наблюдала целая толпа народа. В какой-то момент показалось, что лампочка перегорела, но электрики покрутили рубильники, и она вновь озарила ярким светом всю округу.
В помещении, куда поместили лампочку, было проведено видеонаблюдение, чтобы убедиться, не погаснет ли лампа со временем и способна ли она бесперебойно работать целые сутки. Уже тогда к ней относились как к чуду, но после того, как народные умельцы организовали онлайн-трансляцию и за работой лампочки начали наблюдать все, кому не лень, она превратилась в культ.
В какой-то момент лампа погасла и все решили, что это и есть финал истории, но после 9,5 часов оказалось, что перегорела не лампа, а проводка. Провода заменили, и лампочка засветила вновь. В итоге эта Shelby-легенда смогла пережить не только проводку, но и три камеры видеонаблюдения.
Эта легендарная лампочка светит и по сей день, но, по заявлению очевидцев, дает очень мало света: всего 4 ватт. Однако, вся пожарная команда относится к этому крохотному стеклянному шарику как к фарфоровой кукле. «Никто не хочет, чтобы лампочка погасла» — как-то сказал бывший начальник пожарной Гари Стюарт. «Если это случится, это будет не очень хорошим завершением моей карьеры».
Они делают их не так, как раньше
Долголетие этой лампочки пробуждало интерес у многих, и каждый пытался раскрыть секрет этого устройства. В пожарную часть даже приезжали из известной телепередачи «Разрушители легенд» (Mythbusters), но ответ так и не нашли.
Некоторые, как, например, профессор электротехники калифорнийского университета в Беркли Дэвид Тсе (David Tse), настроены более скептично и считают всю историю с вечной лампочкой абсурдным вымыслом. Другие, как студент инженерного факультета Генри Слонски (Henry Slonsky), напротив, убеждены в правдивости истории и объясняют столь долгое время работы лампочки тем, что в те далекие времена вещи делались более качественно.
В 2007 году профессор физики Дебора М. Катц (Debora M. Katz) из Аннаполиса приобрела аналогичную лампочку, что висит в пожарной части, и провела серию экспериментов, пытаясь выяснить, что же отличает ее от современных ламп и объясняет такое завидное долголетие.
Первое, на что она обратила внимание, — это ширина нити. Но оказалось, что и в современных лампах, и в лампах Shelby ширина нити накаливания примерно одинакова и составляет 0,08 мм.
Тогда профессор предположила, что все дело не в ширине нити, а в ее плотности: по этому показателю лампочки Shelby превосходили современные в 8 раз. В нынешних образцах используются более тонкие вольфрамовые нити, которые дают больше света и тепла (от 40 до 200 Ватт). Дебора поясняет: «Представьте себе животное с медленным метаболизмом. Это и есть лампочка Shelby. Она дает меньше света, но служит гораздо дольше». Катц также не исключает, что причиной долголетия может быть и тот факт, что лампочку редко выключали. Процесс включения-выключения оказывает негативное воздействие на любой механизм, он изнашивается.
Что думает индустрия?
Средняя продолжительность работы современной лампы накаливания составляет 1,500 часов. Светодиодные лампы горят дольше — 30,000 часов, но и стоят, соответственно, дороже. Лампочка Shelby светит уже 113 лет, то есть около миллиона часов. В чем же могли ошибиться производители, что настолько сократили рабочий период устройства? А, может быть, это было сделано специально?
Дело в том, что в те времена, на которые и пришелся взлет Shelby Electric Company, в маркетинге делался упор на долговечность товара. Поэтому в компании Шайе так гордились отменным качеством своих изделий. Но в начале XX века акцент в маркетинге смещается в противоположный полюс и начинает доминировать совершенно иная риторика, которая для нас должна звучать вполне привычно: продукт, который не изнашивается, грозит бизнесу крахом и банкротством. Эта мысль получила развитие в намеренном, запланированном устаревании продукта, когда компания-производитель специально сокращает срок работы продукта, стимулируя повторные продажи.
В 1924 такие крупные международные компании, как Osram, General Electric, Philips и некоторые другие компании основали так называемый Phoebus Cartel, организацию, которая устанавливала стандарты производства лампочек. Но так звучала публичная версия. На деле же эти компании занялись решением задачи по запланированному устареванию. В итоге продолжительность работы лампочки была сокращена до 1,000 часов (хотя десятилетие назад Эдисон достиг показателя в 1,200 часов), а все, кто выводил на рынок продукцию, не отвечающую этим стандартам, могли быть оштрафованы.
Так продолжалось вплоть до начала Второй Мировой войны. Но эти 20 лет эта организация могла легко препятствовать проведению исследования в области создания более износостойких ламп.
Заключение
Доказательства, указывающего на то, что современные производители лампочек намеренно изготавливают товары худшего качества, нет, поэтому вопрос о запланированном устаревании сегодня является весьма спорным.
Так или иначе, но объем производства традиционных ламп накаливания сокращается во всем мире. Более эффективными сейчас являются галогенные лампы, светодиодные, компактные люминесцентные лампы, фары магнитной индукции. Вот только ни одна из них все еще не приблизилась к рекорду той лампочки, которая до сих пор висит в подвале пожарной части и отказывается гаснуть.
Высоких вам конверсий!
По материалам priceonomics.com
21-10-2015
Вечная лампа накаливания работает уже 113 лет
17.11.14
Вечная лампа накаливания
Непостижимая история 113-летней лампочки накаливания
Среднестатистическая лампа накаливания работает в течении 1000 – 2000 часов, по истечении которых перегорает. Длительность работы светодиодных (LED) ламп колеблется в пределах 25000 – 50000 часов.
Но есть в калифорнийской пожарной части одна лампа, время работы которой насчитали 989 000 часов – почти 113 лет. Установлена эта лампа была в 1901 году. С тех пор многое изменилось, поменялось много сотрудников противопожарной службы, но неизменной осталась одна “вечная лампа накаливания”. Долговечность ее работы до сих пор остается загадкой.
Краткая история лампочки накаливания
Карбоновая лампа Томаса Эдисона
Считается, что Томас Эдисон изобрел первую лампочку в 1879 году. Хотя и ранее изобретатели экспериментировали в этом направлении.
В 1802 году британский химик Гэмфри Дэви придумал лампу накаливания, подавая ток на платиновые полоски. В последующие 75 лет изобретатели повторяли и усовершенствовали нить накала.
Известен шотландский изобретатель Джеймс Боуман Линдсей, который в 1835 году хвастался своей новой лампочкой, позволяющей ему «читать книгу на расстоянии полутора метров», но позже он переключился на беспроволочную телеграфию.
Пять лет спустя за эксперименты с платиновыми нитями накаливания взялась уже целая группа ученных. И хотя высокая цена платины не позволила создать устройство для массового производства, но разработанная ими конструкция легла в основу первого патента лампы накаливания, полученного в 1841 году.
Американский изобретатель Джон У. Старр заменил дорогие платиновые нити накаливания на более дешевые угольные, но вскоре умер от туберкулеза, не успев довести до ума свою разработку.
Несколько лет позже британский физик Джозеф Сван, используя идеи Старра, создал рабочий экземпляр лампы, и в 1878 году стал первым человеком в мире, который украсил свой дом лампочками накаливания.
Томас Эдисон в Америке работал над усовершенствованием угольных нитей накала. Увеличив степень вакуума в колбе лампы, совместно с усовершенствованной угольной нитью накала, в 1880 году удалось добиться 1200 часов работы лампы и запустить ее в массовое производство в количестве 130000 лампочек в год.
В это же время родился человек, которому суждено было создать самую долговечную лампочку в мире.
The Shelby Electric Company
Адольф Шайе
Родившийся в 1867 году Шайе проживал в Париже и имел возможность наблюдать, как растет популярность электрических лампочек. В 11 лет он решил зарабатывать собственные деньги и стал сопровождать своего отца, шведского иммигранта и владельца небольшой компании, производящей лампы накаливания. Шайе увлекся физикой и закончил обучение сразу в двух академиях наук – немецкой и французской. После обучения Шайе занимался проектированием нитей накаливания в крупной немецкой энергетической компании, а в 1896 году переехал в США, где некоторое время работал в General Electric, но затем ему удалось получить 100000$ инвестиций (что в 2014 году эквивалентно сумме $2750000) и открыть фабрику по производству ламп Shelby Electric Company.
Чтобы показать превосходящее качество своей продукции Шайе решил провести публичное испытание. Лампочки разных производителей были размещены рядом и все были подключены к одному источнику питания, напряжение в котором постепенно повышалось. Western Electrician в 1897 году рассказывает, что произошло дальше:
«Лампы различных марок стали сгорать и взрываться, пока лаборатория не осталась освещаться только лампами Шелби, ни одна из которых не пострадала даже при достаточно высоком напряжения во время столь наглядного испытания».
Патент Шайе
Компания Шелби заявляла, что ее лампочки работают на 30% больше и горят на 20% ярче, чем любые другие лампы в мире. Это способствовало взрывному успеху компании. В 1897 г. журнал Western Electrician сообщил, что компания «получила столько заказов на первое марта [1897], что пришлось работать ночами напролет и резко увеличить размеры завода». К концу года производительность компании выросла в два раза – с 2000 до 4000 ламп в день, а «преимущества использования ламп Шелби были настолько очевидными, что без сомнения не остались незамеченными даже среди наиболее скептически настроенных потребителей».
Выпуск продукции продолжался все следующее десятилетие. За это время появились новые технологии с вольфрамовыми нитями накала и новые производители. Компания Шелби не смогла вовремя модернизировать свое производство и оказалась не в состоянии конкурировать с новыми производителями. В 1914 году они были выкуплены General Electric, а выпуск лампочек Шелби был прекращен.
The Centennial Light
В 1972 году начальник пожарной инспекции в городе Ливермор в Калифорнии сообщил местной газете об одной странности. Лампочка Шелби, находящаяся на потолке его станции непрерывно горит вот уже в течение десятилетий. Эта лампочка уже давно стала легендой в пожарной части и никто не знает наверняка, как долго он горит и откуда взялась. Майк Данстан, молодой репортер с Tri-Valley Herald, занялся расследованием данного вопроса и то, что он нашел, было действительно впечатляющим.
Собрав десятки устных рассказов и письменных историй, Данстан определил, что эта лампочка была приобретена Деннисом Берналем в компании Livermore Power and Water Co. (первая энергетическая компания города) примерно в конце 1890-х годов, а затем передана в пожарную часть города в 1901 году, после того, как Берналь продал компанию.
В первые годы использования лампочка, известная как Centennial Light или «Столетний свет» была перемещена всего несколько раз: несколько месяцев она висела в помещении пожарного отдела, а затем, после краткого пребывания в гараже и мэрии, была перенесена в пожарное депо Ливермора. «Она оставалась включенной по 24 часа в день, чтобы осветиться темный путь для сотрудников компании, – рассказал Данстан тогдашний начальник пожарной станции Джек Бейрд».
Хотя Бэрд признал, что ее все-таки однажды выключали «примерно на неделю, когда сотрудники управления общественных работ, созданного Рузвельтом, провели реконструкцию пожарной части еще в 30-е годы», представители Книги Рекордов Гиннесса все-таки установили, что выдутая вручную лампа на 30-ватт достигла 71-летнего строка эксплуатации и была «старейшей лампой накаливания в мире».
Помимо реконструкции пожарной части в 1930-м году, лампочка выключалась еще пару раз – в 1976 году, когда ее привезли в новую пожарную часть Ливермора № 6. В сопровождении «эскорта, состоящего из множества полицейских и пожарных машин» лампочка прибыла на встречу к большой толпе жаждущих увидеть, как она вновь зажжется.
После установки лампы на новом месте за ней стали вести видеонаблюдение, чтобы убедиться, что последняя действительно горит без перерыва. В последующие годы, в интернете появилась онлайн камера под названием «BulbCam», демонстрирующая работу лампы в реальном времени. В прошлом году, поклонники лампочки (из которых на Facebook присутствует почти 9000 человек) страшно напугались, когда она перестала светиться.
Поклонники лампочки в фейсбуке
Сначала показалось, что она, наконец, закончила свою работу, но после девяти с половиной часов, было обнаружено, что вышли из строя источники бесперебойного питания лампочки. Как только их работа была восстановлена лампочка вновь начала освещать собой помещение. Таким образом, 113-летняя лампа накаливания пережила свой блок питания (впрочем, она также пережила три камеры видеонаблюдения).
Сейчас лампа-долгожительница имеет свой собственный сайт www.centennialbulb.org, на котором, в числе прочего, можно следить за ее работой через веб-камеру (снимки делаются с интервалом 10 секунд).
За лампочкой следит видеокамера
Сегодня лампа все еще сияет, хотя один отставной пожарник-волонтер как-то сказал, что «она уже не дает много света» (всего около 4 Вт). Но владельцы хрупкого кусочка истории относятся к нему с большой ответственностью: пожарные Ливермора ухаживают за маленькой лампочкой, как за фарфоровой куклой. «Никто не хочет, чтобы эта лампочка вышла из строя на их глазах, – как-то сказал бывший начальник пожарной охраны Стюарт Гари. – Если бы она сломалась, в то время как я все еще был главным, это не очень хорошо отразилось бы на моей карьере».
Они ведут себя не так как обычно
Каждый, начиная от «Разрушителей мифов» и заканчивая Национальным Общественным Радио, выдвинул свои объяснения причин долголетия лампочки Шелби. Но, в общем, тут есть только один ответ – полнейшая загадка, ведь патент Шайе большую часть процесса оставил необъясненным.
Некоторые, как например, профессор по электротехнике из Калифорнийского университета в Беркли, Дэвид Це, откровенно сомневается в подлинности лампочки. Другие же, как студент инженерного факультета Генри Слонски, утверждают, что это, скорее всего, связано с тем, что когда-то все вещи делали с огромным запасом прочности, нежели сегодня. «В то время, – говорит он, – люди делали все куда более прочным, чем требовалось».
Джастин Фелгар, один из студентов доктора Кац, дополнительно изучил лампочку и опубликовал в 2010 году свой труд под названием «Нить накала лампы Centennial». В нем Фелгар пишет, что ему удалось выяснить одну любопытную закономерность: чем сильнее нагревается лампа Шелби, тем большее количество электроэнергии проходит через нить накаливания Centennial Light (а это полная противоположность того, что происходит с современными вольфрамовыми нитями). Фелгар утверждает, что для того, чтобы определить точную причину несгораемости нитей накаливания лампы Шелби, было бы необходимо «оторвать один кусочек» и пропустить его через ускоритель частиц в Военно-морской академии, однако это очень дорогостоящий процесс, а потому он до сих пор остается не проверенным.
В конечном счете, Кац и ее коллеги так и не имеют точного объяснения этой загадке. «Я думала, что наверняка все физические процессы должны, в конце концов, заканчиваться, – говорит она. – Но, возможно, с этой конкретной лампочкой произошло нечто случайное». Экс-заместитель начальника пожарной охраны Ливермора согласен с ней. «Реальность такова, что вероятно перед нами просто очередная ошибка природы, – сказал он журналистам NPR в 2003 году, – лишь одна из миллиона лампочек может вот так продолжать светится год за годом».
Ламповый картель
Сегодня средняя лампа накаливания работает около 1500 часов, тогда как первоклассные светодиодные лампочки (ценой по 25 $ каждая) излучают свет около 30 000 часов. Независимо от того, имела ли столетняя лампочка секретную формулу работы или нет, она горела в течение 113 лет – то есть около 1 миллиона часов. Так почему же мы не можем создать точно такую же долговечную лампочку?
Такие ламповые компании, как The Shelby Electric Company гордились длительным сроком работы своих изделий, причем настолько, что долговечность их продукции постоянно была в центре внимания их маркетинговых кампаний. Но к середине 1920-х годов способы ведения бизнеса несколько изменились и в них начало преобладать новое правило:
«Продукты, которые не изнашиваются – трагедия для бизнеса». Это направление мысли называется «запланированное устаревание», в рамках которого производители намеренно сокращают период эксплуатации своих товаров, что приводит к их более быстрой замене.
В 1921 году многонациональный производитель лампочек Osram сформировал «Internationale Glühlampen Preisvereinigung” (Международная ассоциацию по формированию цен на лампочки), чтобы регулировать цены и ограничить конкуренцию. General Electric вскоре отреагировал на это, основав в Париже «Международную компанию General Electric». Вместе эти организации торговали патентами и информациях о продажах, чтобы укреплять свои позиции на рынке освещения.
В 1924 году Osram, Philips, General Electric и другие крупные электроэнергетические компании встретились и образовали картель «Феб» под видом общего сотрудничества, якобы направленного на стандартизацию лампочек. Вместо этого они начали заниматься запланированным устареванием. Для достижения последнего компании согласились ограничить продолжительность жизни лампочек на 1000 часов – а это меньше, чем даже длительность работы ламп Эдисона (1200 часов). Любая компания, которая производит лампочку, работающую более 1000 часов, будет оштрафована.
До своего роспуска во время Второй мировой войны, картель якобы в течение двадцати лет останавливал все исследования, направленные на создания лампочек с более длительным сроком использования.
***
Независимо от того, стоит ли до сих пор запланированное устаревание на повестке дня у производителей лампочек, этот вопрос является весьма спорным и о том, что все это происходило (или происходит) на самом деле не существует никаких точных доказательств. В любом случае, производство ламп накаливания постепенно сокращается по всему миру: эта тенденция начала просматриваться в Бразилии и Венесуэле в 2005 году, а многие страны последовали их примеру (Европейский союз, Швейцария и Австралия резко сократили выпуск таких ламп в 2009 году, Аргентина и Россия – в 2012 году, а Соединенные Штаты, Канада, Мексика, Малайзия и Южная Корея – в 2014 году).
Как только появились более эффективные технологии (галогенные, светодиодные, компактные люминесцентные лампы, магнитные индукционные светильники), старые лампы с нитями накаливания постепенно превращаются в пережиток прошлого. Но свисающая с белого потолка пожарной станции Ливермора № 6 невероятно старая лампочка как никогда актуальна и по-прежнему отказывается выходить из строя.
– По материалам из priceonomics.com –
Комментарии:
Газовое озеро КивуДорога из солнечных панелей в Нидерландах
Андрей Маркелов. Лампа, горящая под ЛЭП
Лампа, горящая под ЛЭП
В подмосковном городе Красногорске есть участок высоковольтной 500-киловольтной линии электропередач, где очень сильно провисают провода. Настолько сильно, что под ними попросту страшно ходить: расстояние до них от земли составляет всего около 5 метров. При езде на велосипеде от руля сильно бьет током, а пройтись в дождь с зонтиком в тех местах решится только сумасшедший. Причем, провода расположены не на пустыре, а прямо в жилой зоне. Рядом дома и больница.
Но речь в этой статье пойдет не о санитарных нормах, а о физике. Дело в том, что ЛЭП создает довольно сильное электрическое поле, которое в комбинации с низковисящими проводами может дать интересный эффект.
Это люминесцентная лампа, которая горит без всяких проводов и других ухищрений под линией электропередач. Лампа самая обыкновенная, точно такие же используются для освещения в офисах. Разве что длина несколько больше — полтора метра вместо 75 сантиметров. Лампа горит не только на земле, но и просто в воздухе, а также в руках.
Почему светится лампа? Из-за напряжения на ее концах, которое в свою очередь возникает из-за электромагнитного поля, создаваемого ЛЭП. Электростатический потенциал на проводах очень высок, а потенциал на земле, как известно, нулевой. Иными словами, между проводами и землей существует разность потенциалов, или напряжение. И на концах лампы тоже существует разница потенциалов, потому что один из концов стоящей вертикально лампы всегда ближе к проводам, а второй дальше от них либо находится на земле.
Но эта разность потенциалов все же достаточно мала, чтобы дать ток такой силы, который представлял бы опасность для человека. А раз ток такой слабый, то и лампу он зажечь не должен. Кроме того, люминесцентные лампы устроены не так-то просто: внутри расположены специальные стартеры, которые зажигают ее особым способом. Почему же лампа горит?
Потому что такие лампы в принципе горят по другим причинам. Вместо раскаленной вольфрамовой дуги внутри стеклянной трубки имеются пары ртути, которые создают ультрафиолетовое
излучение (преобразовываемое в видимый свет белым люминофором на стекле) за счет напряжения, но не на концах лампы, а на протяжении всей ее длины, то есть и на контактах, и на самой ртути.
Поле под линией электропередач создает разность потенциалов на парах ртути внутри лампы, заставляя их светиться. Поэтому для свечения не нужен стартер, поэтому
под ЛЭП не светятся обычные лампы накаливания и поэтому человека не убивает удар тока. Просто в основу наблюдаемого эффекта положена несколько иная природа.
Лампа светится очень сильно, если воткнуть ее в землю, немного слабее, если держать ее вертикально в руках и еще слабее, если держать ее горизонтально. Причина
в разном напряжении на лампе: воткнутый в землю конец дает моментальный путь для стекания тока, а вертикальное положение создает большую разницу потенциалов за счет
разного расстояния от концов лампы до проводов.
При этом можно обнаружить, что лампу достаточно взять за середину двумя руками, и тогда свечение перестает быть равномерным. В промежутке между руками оно угасает вовсе, а также
сильно спадает на участке от руки до нижнего конца, если этот участок не слишком большой. Лампа не горит между рук потому, что в этом месте разность потенциалов слишком мала, чтобы
зажечь пары ртути: потенциал с концов лампы проходит по ней и стекает через руки в землю, а между ними напряжения попросту недостаточно.
Аналогично ведет себя лампа, взятая со свободным нижним концом.
Кроме того, свечение лампы резко падает при поднесении к массивным железным конструкциям или широким кустам. Вероятно, эти объекты тоже способствуют стеканию потенциала в землю, «утягивая» поле рядом с собой.
Предлагаю также взглянуть на видеолекцию, где похожий эксперимент проводится с генератором Ван де Граафа.