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電球の歴史:Ledへの初期の頃

パートワン:初期の開発

一人の男-トーマス-エジソンの技術とビジネスの才能がなければ、世界は今日は多く 戻る19世紀には、光への旅は、イベントの影のシーケンスでした。

そのような電球の重要性でした-またはランプ、それは技術者に知られているように-表現が発明の同義語として言語に入ったこと。

そのような しかし、覇権への道は、一人の男-トーマス-アルバ-エジソンによって支配されただらしない通りの戦いだった-彼は、すべての彼の先見の明の腕前とビジネスの洞察力のために、一世紀後、世界を照らすアイデアの彼の開発は、発光ダイオード技術の出現によって事実上時代遅れになるだろうと予測することができませんでした。

技術的運命の最もきれいなねじれの一つでは、電球のいわゆる”発明”は、”電球の瞬間”を持っていませんでした。 人類の商業的および文化的発展に多大な影響を与えた多くの重要な技術革新と同様に、電球-またはより具体的には、ここでは”白熱電球”電球は、時間と地 それは、従来、世界に電球をもたらすための栄冠を与えられている偉大なアメリカの発明家で起業家エジソンですが、スミソニアン機関学芸員名誉バーナードSフィンは、私たちは初期の人間が制御された火が光だけでなく、熱を生成することができることを学んだので、私たちの最も重要な発見の一つを精製してきたと言います。

現代の世界に光をもたらすエジソンの役割は、19世紀に彼の前に行った他のエンジニアのアイデアの開発者としてでした。 「商業的に実行可能な解決策を思いついたのはThomas Edisonでした」とFinn氏は言います。 1879年、大晦日に、エジソンはメンロパークで彼の研究室を点灯-20マイル以上のために見えるディスプレイ-と電気照明の時代は文字通りオンになりました。 常に健全な一口で準備ができて、エジソンは、電灯が”金持ちだけがろうそくを燃やすほど安くなる”と予測しました。

エジソンの業績の真の価値は、白熱灯をフロントランナー技術として確立することによって、電気からの光を作り出す暫定的な段階の終わりを エジソンの電灯の中で: 発明の芸術、歴史家ロバート-フリーデルとポール-イスラエルは、エジソンに先んじて白熱電球の22の発明者を引用し、まだまだ家族の頭にしっかりと彼を置 白熱材料、高真空レベルと高い抵抗:これは、エジソンが同時に右になった三つの重要な要因の組み合わせによるものです。

エジソンが前任者よりも本当によく理解していたのは、これら三つの最後でした。 高抵抗では、遠隔発電機からの給電線の代わりに、熱(したがって光)が要素内に蓄積します。 何百もの材料をテストした後、フィンは”彼は炭素の薄いストリップまたはフィラメントに落ち着いた”と言います。 空気にさらされると炭素フィラメントが燃焼するため、ガラスの筐体、または”電球”は真空ポンプで排気する必要がありました。 白熱電球の初期のバージョン(単語はラテン語の「白熱」を意味する「白熱」から来ています)は、ポンプが最初に接続された場所を示す「先端」を持っています。 1881年までに、電球がソケットにねじ込まれ、オンとオフを切り替えることができる電気端に標準的なコネクタがありました。

エジソンがこれまでのところ電灯の未来を見ることができたのは、彼の前に行った人たちの肩の上に立っていたことでした。 彼はハンフリー-デービー、ジェームズ-ボウマン-リンゼイ、モーゼス-ゲベル、ウィリアム-E-ソーヤー、ヨーゼフ-スワン、ハインリヒ-ゲベルのような他の科学者の革新を執拗に洗練したが、そのアイデアは商業的には実用的ではなかった。 プラチナは電気照明で使用するにはあまりにも高価な商品であることを認識し、彼はカーボンコーティングされた竹のフィラメントの道を追求した(逸話的に、彼は日食を見るためにフィールドトリップ中に彼の釣り竿を観察することから竹を使用するという考えを持っていた)。

彼はまた、他のエンジニアの特許をスクープしながら、特に彼の英国の競争相手であるJoseph Swan(多くの点で、同じ重要な選手であり、その家が電球で最初に点灯した)と戦略的提携を結んでいた。 エジソンはヴァンダービルト家(アメリカで最も裕福で、海運と鉄道でお金を稼いだ)と企業の金融家J・P・モルガンの両方から実質的な財政的支援を得た。 しかし、それは彼の名前に千以上の特許を持つ男が20世紀を照らすの背後にある原動力となったことを全く先見の明の創意工夫によって主でした。

パート2:市場支配

20世紀の多くのために、白熱電球は深刻な挑戦者を持っていなかったように見えました。 しかし、エネルギー効率を向上させるための圧力が高まっているため、数十年の終わりには執筆が壁にありました。

1835年に戻って、スコットランドの発明家James Bowman Lindsayは、そのような技術を使用することによって、彼は”一フィート半の距離で本を読むことができた”と主張して、constant electric lightの初期バージョンを実証しました。 彼は一世紀以内に、彼がそんなに貢献していた白熱電球が夜を昼に変えることをほとんど期待していなかったでしょう。 それは私たちの生活を照らし、営業時間を延長し、サッカースタジアムを暗闇の中で輝かせるでしょう。 これは、戦時対空兵器を導くために公共の建物やサーチライトのセキュリティと照明を提供します。 自動車の絶え間ない上昇に対応するために道路が点灯し、夜間対応の空港は国際貨物に革命をもたらすでしょう。

20世紀の夜明けには、新しく設立された白熱電球の開発者にとって前例のない機会が訪れました。 用途は無限であり、自転車のヘッドライトなどの非常に控えめなものから道路照明などの国家インフラまで多岐にわたっていました。 フィールドが開いていたし、市場はすぐに人工照明のゴールドラッシュに現金化することを望んでメーカーであふれていました。しかし、1924年のクリスマスまでに、Osram、Philips、General Electricなどの家庭用の名前は緊張していました。 これは、市場が活況を呈している間に予測不可能になっていたためです。 1922年から1923年にかけて63万台から翌年には半分以上の売り上げが落ちたのを見た後、オスラムの責任者であるウィリアム-マインハートは、競合他社と会って将来を守る取引原則に同意することを提案した。 1924年12月23日、スイスのジュネーヴでクリスマスツリーが飾られる中、世界的な白熱電球製造コミュニティのトップブラスは、クォータと領土を確立し、知識を共有し、基準(エジソンのねじ込みコネクタなど)に同意するために、フィーバス-カルテルを結成するために結託しました。

しかし、隠された議題は、メーカーが自分の成功の犠牲者になっていた市場での収益保護でした。 20世紀の第三十年に戻っても、電球の製造は、ユニットが交換する必要がある前に、それが年だったことを意味し、2,500時間の動作寿命を持っていた “国際白熱電球産業の発展と進歩のための条約”の主要な(そしてまだ少ない放送)成果の一つは、平均寿命が1,000時間にreinedされることだったということでした。 企業が新しい陳腐化規制に準拠していることを確認するために、彼らはスイスで独立したテストのために製品を送る義務がありました。 製品が不要な長寿を表示した場合、製造業者は重い罰金に直面した。

カルテルが意図的に技術開発を停滞させたにもかかわらず、白熱電球は当時の偉大な技術革新の一つとして牽引力を得ました。 第一次世界大戦の終わりまでに、電気のコストが急落し、それはまた、ガス照明に深刻な代替を提示していました。彼は金持ちだけがろうそくを燃やすだろうと言ったとき、エジソンは間違っていませんでした。

フーケとピアソンによって公開された研究データによると、人工光のコストは、手作りのろうそくの使用から大量生産された電球に進化したため、何世紀にもわたってルーメン時間あたり数千ポンドからペニーの分数に落ちていました。 このコストの低下により、20世紀の人工光の消費量は100,000倍になり、18世紀の消費量よりも多くなりました。

エネルギーと光は、市場がする余裕ができるように豊富だった、とした、自己満足になりました。 タングステンのフィラメントは工場およびオフィスで現われた緊急時の蛍光”ストリップライト”の技術からの衝突を吸収できます。 1970年代半ばのオイルショックまで、人工光に電力を供給するコストは現状を変える圧力がなかったため、白熱電球の5倍のエネルギー効率を持つコンパクトな蛍光灯(CFL)が登場し、深刻な挑戦となった。 フィリップスとオスラムが1980年代初頭までに市場に投入されると、白熱電球の覇権の最初の亀裂が現れました。効率は流行語になりました。

新しい技術は、次の大きなものになるようにキューイングしていました。 考えられないことが起こり始めていた:政府は白熱電球を段階的に廃止するための法律を可決していた。

パートスリー:LED革命

白熱電球は今効果的に恐竜と環境万能薬として緊急LED技術のすべての目で、照明の次の進化段階は、すべての効率と法律に

電球メーカーフィリップスによると、今日の照明は世界の電力消費量の19%を占めています。 白熱電球は、光ではなく熱を生み出すエネルギーの95%を効果的に無駄にすることを考えると、資源需要の緩和がますます法制化されている世界では、省エネルギーの可能性が非常に高い。 2010年の米国の電球市場を見ると、白熱電球の段階的廃止法が世界中で起草された頃には、80億個のランプが販売されており、そのうち半分は白熱電球で、10%のLedはほとんどありませんでした。

当時、消費者は、Ledへの切り替えのための潜在的なエネルギー節約が”巨大”であることを予測ケンブリッジ大学から出てくる研究にもかかわらず、LED革命の準備ができていないように見えました。 ベースラインの省エネ数値を反復すると、”21世紀の照明”と題された研究論文は、英国では照明は発電所で発生するすべての電力の5分の1以上を消費し、Ledはこの数字を少なくとも50%削減する可能性があると述べている。 米国エネルギー省の統計によると、2025年までに”Ledなどのソリッドステート照明は、照明に使用される電力の世界的な量を50パーセント削減し、258万トンの炭素排出量を排除し、133の新しい発電所の必要性を緩和し、千億ドル以上の累積的な財政節約をもたらす可能性がある”と推定している。

得られるべき大きいエネルギー節約があること普遍的な一致と世界は私達がそれを照らす方法の自発的な変更のために置かれるようである。

しかし、その予測された市場革命は遅く、消極的であり、政府は製造と消費パターンの変化を加速させるために介入する原因となっています。 EUは、この9月にハロゲンとコンパクト蛍光灯(Cfl)の段階的廃止を見て、過去10年間で様々な白熱電球の種類を徐々に禁止してきました-事実上、私たちが知

Energy Saving Trustは、より多くの測定されたトーンを使用していますが、歴史的には”電球は10%しか効率的ではなかった”という事実については”ほとんど心配”してい.. 照明への非常に異なる態度は、過去数年間で浮上しています”。 ホワイトペーパー”The Right Light”では、この新しい態度は法律によって部分的にしか推進されておらず、”良い照明が家庭の改善に果たす役割の国民の感謝の高まり”からの善意が市場シフトの残りの部分を供給していると述べている。

現実には、産業と家庭は、白熱灯を犠牲にしてLedなどのエネルギー効率の高い新興技術を段階的に導入したいという欲求によって、真剣に段階的な変

今日、Brexit交渉に対する長期の腕の格闘にもかかわらず、英国はまだ欧州連合のメンバーであり、我々はメディアが”電球禁止”として記述することを選択したものに直面しており、より興奮する日刊紙は、Ledによって照らされた未来に対する保護として、白熱電球の(主に存在しない)公共の備蓄について定期的に報告している。 LED照明が白熱灯のように「暖かい」ものではないという漠然とした感覚を除いて、それに対する異議は不明である。 この”電球禁止”は、実際には2020年までに光源としてタングステンハロゲンとCflの除去が表示されます効率上のドラフト欧州規制のセットです。

エコデザイン法の見直しの一環として、EUは、ワットあたり85ルーメンの最小効率要件と0.5Wの最大待機電力を持つように交換光源の必要性を これらの規則は球根の寿命、ウォームアップ時間およびエネルギー分類のようなエネルギー効率の条件そして他の要因を置いた。 EUによると、”エネルギー効率の高い照明では、家庭の電気料金は年間€25で落ちる可能性があります。 ハロゲンランプをLEDに置き換えることで、製品の寿命が約20年間で最大100ユーロを節約できます。 エネルギー効率の高い照明は、1年間1,100万世帯に電力を供給し、ヨーロッパで1,200万トンのCO2排出を避けるのに十分なエネルギーを節約できます。”

まだ誰もがeu指令が劇的な照明のための死の鐘を鳴らすだろうと言ってエンターテイメント業界で、LED交換技術やエコデザインの要件の利点に ドイツの舞台照明会社GLPのCEO、Udo Künzlerは、”タングステン器具や多くのLEDベースのエンターテイメント器具がこれらの要件を満たしていないように見える

プロの舞台照明業界を保護するために、彼は”私たちの業界の例外を批准するために欧州委員会を説得することに成功することを望んでいます。 失う時間はありません。 私たちは、これらの提案が法律に守られるのを防ぐために、統一された産業として行動する必要があります。

タイムライン

20世紀の電球への長い道のり

1761
Ebenezer Kinnersleyは加熱されたワイヤからの白熱を示しています。
1802
Humphry Davyは”巨大なサイズのバッテリー”を使用して、白金フィラメントに電流を流すことによって白熱光を作り出します。
1835
James Bowman Lindsayは、”一フィート半の距離で本を読むことができた一定の電灯を示しています。”
1838
Marcellin Jobardは、炭素フィラメントを使用して真空雰囲気の白熱電球を発明しました。
1840
Warren de la Rueは、真空管にコイル状の白金フィラメントを考案して封入している。 開発は白金のコストのために棚上げされた。
1841
Frederick de Moleynsは、真空電球内に含まれる白金線を使用した白熱電球の最初の特許を取得しました。
1845
ジョン-W-スターは炭素フィラメントの使用を含む白熱電球の特許を取得しました。
1851
Jean Eugene Robert-Houdinは、フランスのブロワにある彼の財産に白熱電球を公に示しています。
1859
モーゼス-G-ファーマーは白金フィラメントを用いた白熱電球を製造している。 トーマス-エジソンは後にファーマーの電球特許を購入した。
1872
ロシアのAlexander Lodyginは、ガラスの筐体に窒素を使用した白熱電球を発明し、1874年にロシアの特許を取得しました。
1874
カナダの特許は、窒素で満たされたガラスシリンダーに取り付けられた炭素棒からなるランプのためにヘンリー*ウッドワードとマシュー*エヴァンスによ 特許は後にエジソンに売却された。
1878
トーマス-エジソンは実用的な白熱電球の開発に真剣な研究を開始します。
1879
ジョセフ-スワンは、彼のカーボンロッドアークランプの作業デモンストレーションを提供します。 ニューカッスル-アポン-タインのモズリー-ストリートは、白熱電球で照らされる世界で最初の高速道路になります。
1879
エジソンは、”炭素フィラメントまたはストリップをコイル状にしてプラチナコンタクトワイヤに接続した電気ランプの米国特許を提出した。”
1880年
オレゴン鉄道および運行会社はエジソンの白熱電球の最初の適用になる。
1881年
ロンドンのサヴォイ劇場は、白鳥の白熱灯によって点灯し、世界で最初の電気的に点灯した公共の建物になります。1882年エジソンとスワンの会社が合併してエジソン・アンド・スワン・ユナイテッド・エレクトリック・カンパニー(後のエディスワン)が設立され、後にソーン・ライティングに吸収された。
1883
Heinrich Gobelは、1854年に最初の白熱電球を設計したと主張しており、高抵抗の薄い炭化された竹のフィラメント、白金のリードイン線を全ガラス封筒に入れ、高真空を備えていた。
1883
米国特許庁は、エジソンの特許はウィリアム-ソーヤーの”先行技術”に基づいているため、無効であることを規則しています。
1889
米国の裁判官は、エジソンの”高抵抗の炭素のフィラメント”の特許が有効であることを規則しています。
1896
Arturo Malignani電球の大量生産の特許方法。 1898年にエジソンが特許を取得した。