Articles

Historie žárovky: prvních dnů Led

první Část: raného vývoje

Bez technologické a obchodní talent jednoho muže – Thomas Edison – svět by vypadal hodně jinak, dnes. V 19. století byla cesta do světla temnou posloupností událostí.

taková byla důležitost žárovky-nebo lampy, jak je známo inženýrům – že výraz vstoupil do jazyka jako synonymum pro vynález. Přesto jeho cesta k nadvládě byl neuspořádaný pouliční boj dominuje jeden člověk – Thomas Alva Edison – který, pro všechny jeho vizionářské schopnosti a obchodní prozíravost, nemohl předvídat, že o století později, jeho vývoj nápad, který rozzářil svět by mohl být vykreslen prakticky zastaralé vznikem světlo-emitující dioda technologie.

V jednom z nejkrásnějších zvratů technologického osudu, takzvaný „vynález“ žárovky nikdy neměl „okamžik žárovky“. Jak s tak mnoho zásadních inovací, které mělo dalekosáhlé důsledky v obchodní a kulturní vývoj lidstva, žárovky – nebo konkrétněji zde, ‚žárovka‘ světlo žárovka – byl produkt z řady nezávislých a dílčích objevů inženýři a vědci odděleny čas a geografie. I když je velký Americký vynálezce a podnikatel Edison, který je konvenčně dané vavříny pro podání žárovka do světa, Smithsonian Instituce, emeritní kurátor Bernard S Finn říká, že jsme byli rafinace jeden z našich nejvýznamnějších objevů od doby, kdy první lidé se dozvěděli, že kontrolovaný oheň mohl produkovat světlo, stejně jako teplo.

Edisonova role v přinášení světla do moderního světa byla jako vývojář myšlenek jiných inženýrů, které před ním šly v 19. století. „Byl to Thomas Edison, kdo přišel s komerčně životaschopným řešením,“ říká Finn. V roce 1879, na Silvestra, Edison rozsvítil svou laboratoř v Menlo Parku-displej viditelný více než 20 mil – a éra elektrického osvětlení byla doslova zapnuta. Edison, vždy připravený se zvukovým skusem, předpověděl, že elektrické světlo se stane „tak levným, že jen bohatí spálí svíčky“.

skutečná hodnota Edison je úspěchem bylo, že to znamenalo konec předběžné fáze při vytváření světla z elektřiny, kterým se stanoví žárovka jako front-runner technologie. V Edisonově elektrickém světle: Umění Vynález, historici Robert Friedel a Paul Izrael citovat 22 vynálezci žárovky před Edison a ještě stále ho pevně na hlavu rodiny. To je způsobeno kombinací tří kritických faktorů, které Edison dostal současně: žhavící materiál, vysoké úrovně vakua a vysoký odpor.

byl to poslední z těchto tří, kterému Edison skutečně rozuměl lépe než jeho předchůdci. Při vysokém odporu by se v prvku místo napájecích vodičů přicházejících ze vzdálených elektrických generátorů hromadilo teplo (a tedy světlo). Po testování stovek materiálů, říká Finn, „usadil se na tenkém proužku – nebo vlákně-uhlíku“. Protože uhlíkové vlákno by hořelo, pokud by bylo vystaveno vzduchu, musel být skleněný kryt nebo „žárovka“ evakuován vakuovou pumpou. Rané verze žárovky (slovo pochází z latiny „žárovky“, což znamená „zářící“) mají „špičku“, která ukazuje, kde bylo čerpadlo původně připojeno. Do roku 1881 byl na elektrickém konci standardní konektor, kde mohla být žárovka nyní zašroubována do zásuvky a mohla být zapínána a vypínána.

bylo to tím, že stál na ramenou těch, kteří šli před ním, že Edison mohl vidět tak daleko do budoucnosti elektrického světla. On neúnavně rafinovaný inovací dalších vědců, jako jsou Humphry Davy, James Bowman Lindsay, Mojžíš G Farmer, William E Sawyer, Joseph Swan a Heinricha Göbela, jehož myšlenky byly komerčně nepraktické. Uvědomili si, že platinum bylo příliš drahé zboží, aby být použit v elektrické osvětlení, byl sledován avenue uhlíku potažené bambusové vlákno (anekdoticky, měl myšlenku využití bambusu z pozorování jeho rybářský prut, zatímco na výlet se dívat na zatmění).

On také kolové a chovala, nabírání patenty jiných inženýrů, zatímco formování strategických aliancí, zejména s jeho Britský konkurent, Joseph Swan (kdo, v mnoha ohledech, byl hráč stejný význam, jehož dům byl první, které mají být osvětlené žárovka). Edison zajištěné značné finanční podporu z Vanderbilt rodina – nejbohatší v Americe poté, co se jejich peníze v lodní a železniční – stejně jako firemní finančník J. P. Morgan. Přitom právě díky čiré vizionářské vynalézavosti se muž s více než tisícovkou patentů na své jméno stal hybnou silou 20.století.

Část druhá: dominance na trhu

po většinu 20. století se zdálo, že žárovka nemá vážného vyzyvatele. Přesto s rostoucím tlakem na zlepšení energetické účinnosti, v posledních desetiletích bylo psaní na zdi.

Cesta zpět v roce 1835, Skotský vynálezce James Bowman Lindsay prokázána jeho rané verze konstantní elektrické světlo s tvrzením, že pomocí těchto technologií, byl schopen „číst knihu ve vzdálenosti jeden a půl nohy“. Sotva mohl očekávat, že během století se žárovka, na kterou tolik přispěl, změní noc na den. To by osvětlují náš život, rozšířit úřední hodiny a učinit fotbalové stadiony ve tmě. Zajistilo by bezpečnost a osvětlení veřejných budov a světlometů, které by vedly válečnou protiletadlovou výzbroj. Silnice by byly osvětleny, aby vyhovovaly neúprosnému vzestupu automobilů a noční letiště by přineslo revoluci v mezinárodní nákladní dopravě.

s úsvitem 20. století přišla bezprecedentní příležitost pro vývojáře nově založené žárovky. Aplikace byly neomezené, od extrémně skromných (jako jsou světlomety jízdních kol) po národní infrastrukturu (jako je osvětlení silnic). Pole bylo otevřené a trh byl brzy zaplaven výrobci, kteří doufali, že vydělají na zlaté horečce v umělém osvětlení.

přesto do Vánoc 1924 začaly být domácnosti jako Osram, Philips a General Electric nervózní. Bylo to proto, že trh, zatímco vzkvétá, se stal nepředvídatelným. Poté, co viděl jeho prodeje bubnové z 63 milionů kusů v 1922-23 o více než polovinu v následujícím roce, vedoucí Osram, William Meinhardt, navrhl, že on se setkal s jeho konkurenty, aby se dohodly na obchodní principy, které by chránit jejich budoucnost. Zatímco Vánoční strom světla ověnčený Švýcarské město Ženeva, 23. prosince 1924, horní mosazné globální žárovka výrobní společenství domluvili tvoří Kartel Phoebus zavést kvóty a území, sdílet znalosti a dohodnout se na normách (jako Edison šroub-na konektoru).

skrytou agendou však byla ochrana příjmů na trhu, kde se výrobci stávali oběťmi vlastního úspěchu. I ve třetím desetiletí 20. století, světlo-žárovka výroba byla tak pokročilá, že jednotky měly provozní životnost 2500 hodin, což znamená, že to bylo let, než jednotky potřeba vyměnit. Jedním z hlavních (a přesto méně vysílaných) výsledků „Úmluvy o vývoji a pokroku v mezinárodním průmyslu žárovek“ bylo, že očekávaná délka života měla být omezena na 1000 hodin. Aby se zajistilo, že společnosti dodržují nová pravidla zastarávání, byly povinny zaslat své výrobky k nezávislému testování ve Švýcarsku. Pokud výrobky vykazovaly nežádoucí dlouhověkost, výrobci čelili vysokým pokutám.

navzdory tomu, že kartel záměrně stagnoval technologický vývoj, žárovka získala trakci jako jednu z velkých inovací té doby. Do konce První Světové Války, s náklady na výrobu elektřiny klesají, to byl také představují vážnou alternativou k plynové osvětlení.

Edison se nemýlil, když řekl, že svíčky spálí jen bohatí. Podle výzkumných údajů zveřejněných Fouquet a Pearson, náklady na umělé světlo spadl v průběhu staletí z tisíců liber za lumen hodinu zlomky penny jako že jsme se vyvinuli z použití ručně vyráběné svíčky, aby sériově vyráběné žárovky. Tento pokles nákladů vedl k tomu, že spotřeba umělého světla ve 20. století byla 100 000krát vyšší než v 18.století.

energie a světlo bylo tak hojné, že si trh mohl dovolit a stal se spokojeným. Wolframové vlákno by mohlo absorbovat zásah z vznikající fluorescenční technologie „strip-light“, která se objevila v továrnách a kancelářích. Náklady na napájení umělé světlo bylo takové, že tam byl žádný skutečný tlak na změnu status quo až do ropné krize v polovině roku 1970. To vyvolalo vznik kompaktní fluorescenční žárovky (CFL), která s ohledem na energetickou účinnost pětkrát větší než žárovkové technologie dělal to vážnou konkurencí. S Philips a Osram je uvedení na trh na začátku roku 1980, první trhliny v žárovkové nadvládu objevil.

efektivita se stala módním slovem. Nové technologie byly fronty být další velká věc. Nemyslitelné se začalo dít: vlády schvalovaly legislativu, která by postupně zhasla žárovku.

část třetí: LED revoluce

s žárovkou nyní účinně dinosaurus a všechny oči na vznikající technologii LED jako všelék na životní prostředí, další evoluční fáze osvětlení je o účinnosti a legislativě.

podle výrobce žárovek Philips představuje dnešní osvětlení celosvětově 19 procent světové spotřeby elektřiny. Vzhledem k tomu, že žárovky účinně odpadu, stejně jako 95 procent své energie, výroba tepla spíše než světlo, tam je obrovský potenciál pro úspory energie ve světě, kde zmírnění poptávky po zdrojích je stále legislativně. Při pohledu na americký trh žárovek v roce 2010-v době, kdy byla po celém světě vypracována legislativa vyřazování žárovek – bylo prodáno osm miliard lamp, z toho polovina byly žárovky, s sotva 10 procenty LED.

V době, spotřebitelé se zdá být připraven na LED revoluce navzdory výzkumu vycházející z University of Cambridge předvídání potenciálních úspor energie pro přechod na Led, aby byl „obrovský“. Iterace základny-line energeticky úsporné postavy, výzkum papír, nazvané Osvětlení pro 21. století, říká, že v UK osvětlení spotřebuje více než pětinu veškeré elektřiny vyrobené v elektrárnách a Led diody mají potenciál, aby tento počet snížit nejméně o 50 procent. Statistiky z amerického Ministerstva Energetiky se shodují, odhad, že do roku 2025, „solid state osvětlení, jako jsou Led diody může snížit celkové množství elektřiny používá k osvětlení o 50 procent a mohl eliminovat 258 milionů tun uhlíkových emisí, zmírnit potřebu 133 nových elektráren a v důsledku kumulativní finanční úspory o více než sto miliard dolarů“.

S univerzální dohoda, že tam jsou obrovské úspory energie lze získat, svět se zdá sada pro spontánní změnu v tom, jak jsme se svítit. Přesto, že předpovídaná revoluce byl pomalý a neochotný, přimět vlády, aby krok v k urychlení změny našich výrobních a spotřebitelských zvyklostí. EU v posledním desetiletí postupně zakázala různé typy žárovek, přičemž letos v září došlo k ukončení halogenových a kompaktních zářivek (CFL) – účinně konec žárovky, jak ji známe.

Energy Saving Trust používá více měřených tónů a říká, že zatímco historicky jsme mohli mít „malé obavy“ nad skutečností, že “ žárovky byly účinné pouze 10%… v posledních několika letech se objevil velmi odlišný přístup k osvětlení“. Ve své bílé knize ‚Světlo‘, Důvěru, říká, že tento nový postoj je jen částečně řízen předpisy, s dobrou vůlí z „rostoucí veřejné zhodnocení roli dobré osvětlení může hrát v zlepšení jejich domovů,“ dodává zbytek posun na trhu.

realita je taková, že průmyslové a domácí se teprve nyní vážně začátku podstoupit zásadní změnu, hnán touhou fáze v energeticky úsporných nově vznikající technologie, jako jsou Led diody na úkor žárovky a halogenové a kompaktní fluoresecents, taky.

Dnes, i přes jeho delší páce více než Brexit jednání, velká Británie je členem Evropské Unie a my se potýkají, co média se rozhodla popsat jako ‚žárovka ban‘, s více vzrušivé denní tisk běžně podávání zpráv o (do značné míry neexistující) veřejné skladování žárovky jako ochrana proti budoucí osvětlené pomocí Led diod. Námitka proti tomu je nejasná, kromě nejasného pocitu, že LED osvětlení není tak „teplé“ jako žhavé. Tento „zákaz žárovek“ je ve skutečnosti souborem návrhů evropských předpisů o účinnosti, které do roku 2020 uvidí odstranění halogenu wolframu a CFL jako světelných zdrojů.

v rámci přezkumu své předpisy o Ekodesignu EU zveřejnila nutnost výměny zdrojů světla mají minimální požadavek na účinnost 85 lumenů na watt a maximální energie v pohotovostním režimu 0,5 W požadavky na Ekodesign jsou povinné pro všechny standardní žárovky, zářivky a reflektory prodávaných v EU. Tyto předpisy stanoví požadavky na energetickou účinnost a další faktory, jako je životnost žárovky, doba zahřívání a označování energie. Podle EU“ s energeticky účinným osvětlením by účty za elektřinu v domácnosti mohly klesnout o 25 eur ročně. Nahrazením halogenové žárovky LED můžete ušetřit až 100 eur za životnost výrobku přibližně 20 let. Energeticky úsporné osvětlení by mohlo ušetřit dostatek energie pro napájení 11 milionů domácností po dobu jednoho roku a vyhnout se emisím 12 milionů tun CO2 v Evropě.“

Ale ne všichni, je docela nadšený o výhodách LED náhrada technologie nebo požadavky na Ekodesign, se zábavním průmyslem, že směrnice EU bude znít umíráček pro dramatické osvětlení. Generální ŘEDITEL německé fázi osvětlení společnost GLP, Udo Künzler, je předpovídání „zánik divadel, koncertních sálů a jiných částech múzických umění, od č. wolframu, příslušenství a mnoho LED-založené zábavy svítidla nezdá se, že splnění těchto požadavků“.

za účelem ochrany profesionálního osvětlovacího průmyslu doufá, že se mu podaří přesvědčit Evropskou komisi, aby ratifikovala výjimku pro náš průmysl. Není času nazbyt. Musíme jednat jako sjednocené odvětví, abychom zabránili zakotvení těchto návrhů v zákoně“.

časová Osa

dlouhé cestě do 20. století žárovku

1761
Ebenezer Kinnersley ukazuje žhnutí od vyhřívaný drát.
1802
Humphry Davy používá „baterii obrovské velikosti“ k vytvoření žárovkového světla průchodem elektrického proudu platinovým vláknem.
1835
James Bowman Lindsay demonstruje konstantní elektrické světlo, kterým bylo možné “ číst knihu ve vzdálenosti jedné a půl stopy.“
1838
Marcellin Jobard vynalezl žárovku s vakuovou atmosférou pomocí uhlíkového vlákna.
1840
Warren de la Rue navrhuje a uzavírá stočené platinové vlákno ve vakuové trubici. Vývoj odložen kvůli ceně platiny.
1841
Frederick de Moleyns získal první patent na žárovku, design využívající platinové dráty obsažené ve vakuové žárovce.
1845
John W. Starr získává patent na svou žárovku zahrnující použití uhlíkových vláken.
1851
Jean Eugene Robert-Houdin veřejně demonstruje žárovky na svém panství v Blois ve Francii.
1859
Moses G. Farmer staví žárovku s platinovým vláknem. Thomas Edison kupuje Farmerův pozdější patent na žárovku.
1872
Ruský Alexander Lodygin vynalezl žárovku používající dusík ve skleněném krytu a získal ruský patent v roce 1874.
1874
Kanadský patent podali Henry Woodward a Mathew Evans na lampu sestávající z uhlíkových tyčí namontovaných ve skleněném válci naplněném dusíkem. Patent později prodal Edisonovi.
1878
Thomas Edison začíná seriózní výzkum vývoje praktické žárovky.
1879
Joseph Swan dává pracovní demonstraci své uhlíkové tyče obloukové lampy. Mosley Street v Newcastle upon Tyne se stává první dálnicí na světě, která svítí žárovkou.
1879
Edison soubory americký patent pro elektrické lampy pomocí „uhlíková vlákna nebo pásky stočený a připojen k platina kontaktní dráty.“
1880
Oregon Railroad and Navigation Company parník Columbia se stává první aplikací pro žárovky Edisonís.
1881
londýnské divadlo Savoy, osvětlené Swanovými žárovkami, se stává první elektricky osvětlenou veřejnou budovou na světě.
1882
společnosti Edison a Swan se sloučily do Edison a Swan United Electric Company (později Ediswan) a později začleněny do Thorn Lighting.
1883
Heinrich Gobela tvrdí navržen tak první žárovka v roce 1854, s tenkou karbonizovaná bambus vlákno vysoký odpor, platinové vést dráty v all-skleněné krytí, a vysoké vakuum.
1883
US Patent Office pravidla, že Edisonovy patenty jsou založeny na“ dosavadním stavu techniky “ Williama Sawyera a jsou proto neplatné.
1889
americký soudce rozhodl, že Edisonův patent na „vlákno uhlíku s vysokou odolností“ je platný.
1896
Arturo Malignani patentuje metodu hromadné výroby žárovek. Patent koupil Edison v roce 1898.