В наше время существует огромное количество различных видов электрических ламп. Их принцип действия отличается друг от друга, но все они основаны на преобразовании в свет электроэнергии. Первой электрической лампой была лампа накаливания. До настоящего времени она остается самой распространенной.
История создания и принцип действия
История лампочки началась в середине XIX века, когда немец спроектировал и вскоре создал устройство, состоящее из бамбуковой нити, по которой пропускался электрический ток, находящейся в сосуде, заполненном вакуумом. Однако такая нить достаточно быстро перегорала. Чуть позже русский учёный Александр Николаевич Лодыгин изобрёл более совершенную лампу, которая представляла собой угольный стержень, помещённый всё в тот же вакуум. В конце 70-х годов американец Томас Эдисон создал на её основе лампу, способную работать около 40 часов, и, несмотря на такой короткий срок, его изобретение быстро распространилось. В самом конце века Лодыгин использовал в качестве нити для лампы тугоплавкий металл вольфрам. В 1909 году американцем Ленгмюром был найден ещё один способ продлить жизнь лампочки. Он предложил заполнять пространство вокруг вольфрамовой нити инертным газом.
Принцип действия лампы накаливания состоит в видимом электромагнитном излучении, которое возникает при достижении нитью накаливания определённой температуры. Повышение температуры происходит вследствие теплового действия электрического тока, проходящего через нить. Чем больше сила тока, проходящего через лампу, тем сильнее она нагревается и тем сильнее свечение. Температура плавления вольфрамовой нити, около 3500 градусов по Цельсию, не даёт достигнуть максимального эффекта и ограничивает возможность нагрева. Для большей долговечности и одновременно приемлемого свечения используется температура гораздо ниже – около 2500 градусов. Чтобы ещё увеличить срок службы ламп, их согласно изобретению почти вековой давности, наполняют аргоном.
Современные лампы
В наше время существуют так называемые галогенные лампы, которые обладают большей долговечностью и позволяют достичь большей температуры и свечения. Это достигается путём добавления галогенов йода или брома, вступающих в химическую реакцию с атомами вольфрама, в пространство, заполненное аргоном. Такие лампы используются, например, в фарах автомобилей.
Кроме ламп накаливания широко распространены люминесцентные лампы, называемые «лампами дневного света». Их принцип действия основан на свечении особых веществ люминофоров при воздействии на них ультрафиолетового излучения разряда. Она имеет лучшие характеристики, но содержит в небольших количествах пары ядовитого металла – ртути. Их использование началось значительно позже ламп накаливания, примерно в середине прошлого века.