Λαμπτήρας φωτός
Ένας λαμπτήρας παράγει φως από ηλεκτρισμό. Εκτός από τον φωτισμό ενός σκοτεινού χώρου, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να δείξουν ότι μια ηλεκτρονική συσκευή είναι αναμμένη, για να κατευθύνουν την κυκλοφορία, για θέρμανση και για πολλούς άλλους σκοπούς. Χρησιμοποιούνται δισεκατομμύρια, μερικοί ακόμη και στο διάστημα.
Οι πρώτοι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν κεριά και λάμπες πετρελαίου για φως. Στις αρχές και τα μέσα του 19ου αιώνα κατασκευάστηκαν ακατέργαστα φώτα πυρακτώσεως, αλλά είχαν μικρή χρήση. Οι βελτιωμένες αντλίες κενού και τα καλύτερα υλικά τα έκαναν να λάμπουν περισσότερο και φωτεινότερα στα τέλη του αιώνα. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής έφεραν τον ηλεκτρισμό στις αστικές και αργότερα στις αγροτικές περιοχές για την τροφοδοσία τους. Τα μεταγενέστερα φώτα εκκένωσης αερίου, συμπεριλαμβανομένων των φώτων φθορισμού, χρησιμοποιούν λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια για να παράγουν περισσότερο φως.
Μια λάμπα πυρακτώσεως
Σχέδιο λαμπτήρα πυρακτώσεως
Τύποι λαμπτήρων
Υπάρχουν διάφορα είδη λαμπτήρων:
- λαμπτήρας πυρακτώσεως - ο πιο κοινός λαμπτήρας στο σπίτι μέχρι περίπου το 2003-2010
- "λαμπτήρας αλογόνου" - ένας πιο αποδοτικός λαμπτήρας πυρακτώσεως
- λαμπτήρας εκκένωσης αερίου - ένας τύπος λαμπτήρα που περιλαμβάνει το φως φθορισμού. Οι συμπαγείς λαμπτήρες φθορισμού (ή CFL) αντικαθιστούν πλέον τους λαμπτήρες πυρακτώσεως στο σπίτι
- δίοδος εκπομπής φωτός - προηγουμένως χρησιμοποιούνταν μόνο για χώρους χαμηλής ισχύος, αλλά τώρα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως λαμπτήρες στο σπίτι.
- λαμπτήρας ηλεκτρικού τόξου, ο πρώτος τύπος, σήμερα σπάνιος εκτός από τους μεγάλους προβολείς
Οι λαμπτήρες μετατρέπουν την ηλεκτρική ενέργεια σε φως και θερμότητα. Εκτός από τους λαμπτήρες θερμότητας, η θερμότητα θεωρείται απόβλητο. Ένας λαμπτήρας που παράγει περισσότερο φως και λιγότερη θερμότητα είναι πιο αποδοτικός.
Πυρακτώσεως
]Ο λαμπτήρας πυρακτώσεως μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε φως στέλνοντας το ηλεκτρικό ρεύμα μέσω ενός λεπτού σύρματος που ονομάζεται νήμα. Τα ηλεκτρικά νήματα αποτελούνται κυρίως από μέταλλο βολφραμίου. Η αντίσταση του νήματος θερμαίνει τον λαμπτήρα. Τελικά το νήμα θερμαίνεται τόσο πολύ ώστε να λάμπει, παράγοντας φως.
Το νήμα πρέπει να προστατεύεται από τον αέρα, γι' αυτό και βρίσκεται μέσα στο λαμπτήρα, και ο αέρας στο λαμπτήρα είτε αφαιρείται (κενό) είτε, πιο συχνά, αντικαθίσταται με ένα ευγενές αέριο που δεν επηρεάζει τίποτα, όπως το νέον ή το αργό. Μόνο το 3% περίπου της ενέργειας που πηγαίνει σε έναν λαμπτήρα πυρακτώσεως παράγει πραγματικά φως, το υπόλοιπο παράγει θερμότητα. Αυτός είναι ένας από τους λόγους για τους οποίους οι LED είναι πιο αποδοτικοί.
Αυτός ο τύπος λαμπτήρα δούλευε άσχημα και χρησιμοποιήθηκε ελάχιστα μέχρι που ο Joseph Swan και ο Thomas Edison τον βελτίωσαν τη δεκαετία του 1870. Ήταν ο πρώτος λαμπτήρας που μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε σπίτια - δεν κόστιζε πολύ και λειτουργούσε καλά. Για πρώτη φορά, οι άνθρωποι δεν χρειάζονταν φωτιά (κεριά, λάμπες πετρελαίου, λάμπες κηροζίνης κ.λπ.) για να κάνουν φως. Ήταν αρκετά φωτεινό για να επιτρέπει στους ανθρώπους να διαβάζουν εύκολα τη νύχτα ή να κάνουν δουλειά. Χρησιμοποιήθηκε για τον φωτισμό των καταστημάτων και των δρόμων και οι άνθρωποι μπορούσαν να ταξιδεύουν μετά το σκοτάδι. Έτσι ξεκίνησε η κοινή χρήση του ηλεκτρισμού στα σπίτια και τις επιχειρήσεις. Οι είχαν νήματα άνθρακα μέχρι που αναπτύχθηκαν αυτά του βολφραμίου τη δεκαετία του 1900. Διαρκούν περισσότερο και κάνουν πιο φωτεινό το φως.
Οι πρώτες συσκευές λυχνίας κενού ήταν λαμπτήρες πυράκτωσης που κατασκευάστηκαν για να λειτουργούν σε χαμηλότερες θερμοκρασίες, με πρόσθετα ηλεκτρονικά μέρη.
Λαμπτήρες φθορισμού
Οι λαμπτήρες φθορισμού είναι αποδοτικοί και εκπέμπουν μόνο το ¼ της ποσότητας θερμότητας ενός λαμπτήρα πυρακτώσεως. Διαρκούν επίσης περισσότερο από τους λαμπτήρες πυρακτώσεως, αλλά μέχρι τα τέλη του 20ου αιώνα ήταν πολύ μεγαλύτεροι και δεν χωρούσαν σε πρίζες για μικρά φωτιστικά και λάμπες όπως οι λαμπτήρες πυρακτώσεως.
Ο λαμπτήρας φθορισμού είναι ένας γυάλινος σωλήνας συνήθως γεμάτος με αέριο αργό και λίγο υδράργυρο. Όταν ανάβει, η κάθοδος θερμαίνεται και στέλνει ηλεκτρόνια. Αυτά χτυπούν το αέριο αργό και τον υδράργυρο. Το αέριο αργό δημιουργεί ένα πλάσμα που επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να κινούνται καλύτερα. Όταν τα ηλεκτρόνια χτυπήσουν ένα άτομο υδραργύρου, το μόριο μεταφέρεται σε μια κατάσταση όπου έχει πολλή ενέργεια (αποθηκεύει την ενέργεια). Η ενεργειακή κατάσταση δεν διαρκεί πολύ και όταν η ενέργεια απελευθερώνεται, εκπέμπει ένα φωτόνιο. Τα φωτόνια από τον υδράργυρο δεν είναι ορατά όπως κάποια άλλα φωτόνια- είναι υπεριώδη. Έτσι, υπάρχει μια επίστρωση φωσφόρου στο τοίχωμα του λαμπτήρα. Όταν το φωτόνιο χτυπήσει ένα μόριο φωσφόρου, αυτό με τη σειρά του θέτει το μόριο σε διεγερμένη κατάσταση. Όταν αυτός ο φώσφορος απελευθερώνει ενέργεια, εκπέμπει ένα φωτόνιο που μπορούμε να δούμε, και δημιουργείται φως. Η αλλαγή του τύπου του φωσφόρου μπορεί να αλλάξει το χρώμα που βλέπουμε, αλλά συνήθως οι λαμπτήρες φθορισμού είναι πιο λευκοί από τους λαμπτήρες πυρακτώσεως, οι οποίοι είναι ελαφρώς κίτρινοι.
LED
Ένα LED (επίσης γνωστό ως δίοδος εκπομπής φωτός) είναι κατασκευασμένο όπως τα ηλεκτρονικά. Είναι ένα τσιπ από ημιαγώγιμο υλικό. Οι λαμπτήρες LED είναι πιο αποδοτικοί και διαρκούν πολύ περισσότερο από τους λαμπτήρες πυρακτώσεως ή φθορισμού. Σε αντίθεση με τους λαμπτήρες φθορισμού, οι LED δεν χρησιμοποιούν υδράργυρο, ο οποίος είναι τοξικός. Για αρκετά χρόνια οι λαμπτήρες LED δεν ήταν τόσο φωτεινοί όσο τα άλλα είδη λαμπτήρων και κόστιζαν επίσης περισσότερο.
Προφυλάξεις
- Οι περισσότεροι λαμπτήρες τοποθετούνται σε μια πρίζα που παρέχει ηλεκτρική ενέργεια υψηλής τάσης. Εάν η πρίζα είναι ανοιχτή, ακόμη και αν ο λαμπτήρας είναι σβηστός, υπάρχει πραγματικός κίνδυνος ηλεκτροπληξίας.
- Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως θερμαίνονται πολύ όταν ανάβουν και χρειάζονται κάποιο χρόνο για να κρυώσουν. Το άγγιγμα του λαμπτήρα όταν είναι καυτός μπορεί να προκαλέσει εγκαύματα.
- Οι περισσότεροι λαμπτήρες είναι κατασκευασμένοι από γυαλί, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να σπάσουν εύκολα. Το σπασμένο γυαλί έχει αιχμηρές άκρες που μπορούν να κόψουν το δέρμα.
- Εάν ένας λαμπτήρας φθορισμού σπάσει, ο υδράργυρος στο εσωτερικό του θα εκλύσει ατμούς οι οποίοι μπορούν να προκαλέσουν δηλητηρίαση από υδράργυρο εάν αναπνευστούν.
Γκαλερί
·
Λαμπτήρας φθορισμού
·
Δίοδος εκπομπής φωτός
·
Μεγάλος λαμπτήρας LED
·
Λαμπτήρας Edison Musée des Lettres et Manuscrits