En glødelampe eller glødelamper pære ved metonymi , er en elektrisk armatur , som lyser ved glødelampe ved Joule-effekten en glødetråd af wolfram , det metal, der har den højeste smeltepunkt ( 3422 ° C ).
Eksperimentelt i midten af XIX E århundrede blev glødelampen, perfektioneret i XX E århundrede, i løbet af dette århundrede den vigtigste belysningskilde. I det XXI th århundrede, hans dårlige lys effektivitet er officielt anbefale en proces.
Det tidlige vakuum kulstoffilament forsvandt efter udviklingen af ædelgas wolframfilamentet . Denne såkaldte "klassiske" proces fortsatte efter opfindelsen af den dyrere " halogen glødelampe ", hvis gas regenererer glødetråden, når den sublimerer under virkningen af en høj temperatur.
Konventionelle lamper holder længere, jo dårligere tændes de. Industrielle producenter har aftalt at producere lamper med en gennemsnitlig levetid på 1000 timer. Denne aftale mellem medlemmerne af Phoebus-kartellet rejste mistanke om en ulovlig aftale , der havde til formål at konsolidere branchens overskud snarere end at muliggøre sammenligning mellem produkterne.
De første forsøg med elektrisk glødelampe belysning dato fra midten af det XIX th århundrede.
I 1835 præsenterede James Bowman Lindsay i Dundee en elektrisk lampe med konstant lys, sandsynligvis glødelampe, som gjorde det muligt for ham at "læse en bog i en afstand af en fod og en halv" (50 cm ). I 1858 og 1859 testede også franskmændene Charles de Changy og Théodose du Moncel glødelamper.
I 1860 demonstrerede den britiske Joseph Swan , at glødelampen kan forlænges uden at ødelægge glødetråden under vakuum . Udviklingen af effektive vakuumpumper fra 1875 giver ham mulighed for i 1879 at præsentere en funktionel glødelampe med et kulstoffilament under vakuum . Samme år designede og markedsførte Thomas Edison en pære, hvis glødetråd var karboniseret bomuldsfiber . Han udvikler en industriel fremstillingsproces for pærer. I en retssag anerkendes Joseph Swans forreste, men han foreslår ikke en industriel fremstillingsproces. De to mænd er tvunget til at fremstille deres pærer i et fælles firma. De diffunderer hurtigt deres lampe, som har åbenlyse fordele i forhold til den gasbelysning, den erstatter, men kulstoffilamentet skyder glasset ret hurtigt ved at sublimere og derefter kondensere på lampens glas. I 1880'erne deltog producenterne af elektrisk belysning i hård konkurrence. I 1884 rekrutterede Edison Lewis H. Latimer , en selvlært afroamerikansk ingeniør , til at arkivere og forsvare sine patenter og fremme sit system.
I 1897 erstattede Nernsts lampe kulfilamentet med et mere effektivt keramisk glødetråd. Dette materiale sublimerer ikke, hvilket eliminerer behovet for et vakuum; men lampen tændes ikke, før den er varmet op i 10 til 20 sekunder.
Elektrisk lampe af Thomas Edison ( 1879 ).
Gammel lampe med kultråd .
I 1904 udviklede det ungarske firma Tungsram en lampe med wolframfilament, metallet med det højeste smeltepunkt , ved 3422 ° C ). Overtaget i Tyskland af Auer , derefter af alle producenter, eliminerer metallet hurtigt kulstof takket være dets lysere lys og øget levetid.
I 1913 er pæren ikke længere under vakuum, men under ædelgas , argon derefter krypton .
I 1959 frigav Edisons firma, der blev General Electric , jodglødelampen . Jodet, en halogengas og kvartsglasindhyllingen reducerer wolframens sublimering fra glødetråden, hvilket gør det muligt at opvarme det mere, forbedre lysudbyttet og hæve farvetemperaturen . Halogengaslamper, der distribueres bredt først til biler ( jodforlygter ), har mange professionelle anvendelser.
I det XXI th århundrede, EU og andre lande har den tilbagetrækning fra cirkulation af glødelamper grund af deres dårlige lysvirkning i forhold til andre metoder til belysning , lysstofrør , lysstofrør , lysdiode .
I nærvær af dioxygen , den filament bringes til høj temperatur brænder øjeblikkeligt, hvorfor denne type lampe er udstyret med en glas konvolut , den pære som gav sit populære navn til enheden, og som gør det muligt at 'isolere et oxygen - gratis medium .
Pæren er fyldt med en ædelgas, der er karakteristisk for pæretypen, ofte argon eller krypton , eller i nogle tilfælde en halogengas . Tidligere var det vakuumet, der isolerede glødetråden i sin pære.
Uforståeligt fordamper det overophedede filament og mister materiale ved sublimering , så kondenserer denne metaldamp på den køligere kuvert. Pæren bliver mere og mere uigennemsigtig, og glødetråden bliver mere skrøbelig. Glødetråden ender med at bryde efter flere hundrede timer: 1000 timer for en husstandslampe, op til 10 gange mindre eller 8 gange mere for nogle specielle lamper.
Tilstedeværelsen af en ædelgas inde i pæren byder på flere fordele: nogle atomer af wolfram bliver til gas, der kan deponere igen på glødetråden efter en kollision med et ædelgasatom og derved forlænge dets levetid. Filamentet kan også opvarmes yderligere. Endelig begrænser dette aflejringen af wolfram på pærens væg.
I nuværende lamper vikles wolframfilamentet i en spiral for at øge længden af filamentet og dermed mængden af produceret synligt lys .
Den mest almindelige form for en glødelampe er "pære" -pæren, men der er også andre former, herunder et rør kaldet linolit .
En halogenglødelampe, eller mere almindeligt "halogenlampe", er en glødelampe, hvor en gas eller en blanding af gasser, halogen fylder pæren. Denne gas reagerer kemisk med det sublimerede wolfram og danner et wolframhalogenid, der ikke er modstandsdygtigt over for den høje temperatur nær glødetråden, således at wolframet genafsættes på et tilfældigt sted på glødetråden og delvis regenererer det, hvilket øger levetiden for lampen. Denne cyklus kræver en meget varm filament. For at modstå varmen skal lampehuset være af kvartsglas .
I 2008 forbød Europa fornyelse af lagre af halogenerede lamper fra 1 st september 2018.
Lysstyrken for en kilde i en bestemt retning er dens lysintensitet . Da denne lysstyrke varierer alt efter retningen, bruger man til at sammenligne lamperne summen af intensiteterne i alle retninger, udtrykt i lumen , lysstrømsenhed . Den lysvirkning måler forholdet mellem lysstrømmen og elektrisk effekt (i watt ) absorberet; lyseffektivitet udtrykkes i lumen pr. watt (lm / W).
Halogen glødelamper er blevet formidlet bredt i det sidste kvartal af XX th århundrede. Forbrugerne brugte til at sammenligne lamper på baggrund af deres elektriske effekt: så vi valgte en 100 W lampe til intens belysning, 60 eller 40 W til stemningsbelysning og 15 W til en natbelysning osv.
Da de forskellige lamper, der anvendes som alternativer til konventionelle glødelamper, ikke har den samme lyseffektivitet, svarer den elektriske effekt ikke længere til belysningen. Du skal angive den samlede mængde lys, der leveres i lumen.
Nedenstående tabel viser, som en indikation, fordi værdierne varierer lidt fra model til model, korrespondancen mellem lysstrømmen og strømmen fra en konventionel glødelampe:
120 volt lamper | 230 volt lamper | |||
---|---|---|---|---|
Elektrisk strøm |
Luminous flux |
Lysende effektivitet |
Luminous flux |
Lysende effektivitet |
5 W | 25 lm | 5 lm / W | ||
15 W. | 110 lm | 7,3 lm / W | ||
25 W | 200 lm | 8,0 lm / W | 230 lm | 9,2 lm / W |
40 W. | 500 lm | 12,5 lm / W | 430 lm | 10,8 lm / W |
60 W. | 850 lm | 14,2 lm / W | 730 lm | 12,2 lm / W |
75 W. | 1200 lm | 16,0 lm / W | ||
100 W | 1700 lm | 17,0 lm / W | 1380 lm | 13,8 lm / W |
150 W. | 2.850 lm | 19,0 lm / W | 2220 lm | 14,8 lm / W |
200 W | 3.900 lm | 19,5 lm / W | 3150 lm | 15,8 lm / W |
300 W. | 6200 lm | 20,7 lm / W | 5.000 lm | 16,7 lm / W |
500 W | 8.400 lm | 16,8 lm / W |
Glødetråden til en glødepære skal være varm, før elektricitet kan konverteres til synligt lys snarere end varme. Men ved at øge temperaturen for at opnå god lysstyrke fremmes sublimering af filamentet, hvilket fremskynder dets nedbrydning. Pærer er resultatet af et kompromis mellem reduceret elforbrug og en længere levetid mellem omkostningerne ved udskiftning af pærerne og prisen på den nødvendige elektricitet til at drive dem.
Kompromis mellem varighed og lysstyrke:Hvis spændingen reduceres med 18%, eller hvis lampen omvendt er designet til at modstå en spænding, der er større end den tilgængelige spænding, kan levetiden ganges med 24. Til gengæld halveres lysstyrken; to lamper er nødvendige for at opnå den samme belysning. Forbruget af hver lampe er derfor lavere, men i sidste ende tager det 45% mere energi at opnå den samme lysstyrke.
Den århundredgamle pære eller "Livermore-pære" nævnes ofte som et modbevis for implementeringen af planlagt forældelse i fremstillingen af moderne pærer. Denne oprindeligt håndblæste 60W kulfilamentlampe fremstillet i Shelby, Ohio af Shelby Electric Company i slutningen af 1890'erne, siges at have skinnet siden 1901 i Livermore Fire Hall i Californien . Næsten aldrig blevet slukket, ville det være den ældste glødelampe, der stadig er i drift i verden. Stigningen i værdien af modstanden , af dens glødetråd (i kulstof) over tid, forklarer dens levetid. Med en nominel effekt på 60 W i starten af dets levetid er forbruget kun 4 W (7% af startværdien), og dens lysstyrke svarer kun til 0,3% af oprindelsesværdien. Dens effektivitet, kvotienten af lysstyrken ved den forbrugte effekt, gik fra 1 ÷ 60 til 0,003 ÷ 4 , et fald fra 100 til 4,5 . Udbyttet divideres med 22 .
Ligningerne, der relaterer til forbruget, lysstyrken og levetiden på pærerne, kan sammenfattes som følger: Hvis den forsyningsspænding, der påføres pæren, noteres , er lysstyrken proportional med , den elektriske effekt (energiforbruget) er proportional med og levetiden er proportional med . Selvom et lille fald i spænding i høj grad øger levetiden, øger det således den forbrugte elektriske effekt ved konstant lysstyrke.
Andre faktorer er involveret i en lampes levetid. Hvis vi udelukker utilsigtet ødelæggelse på grund af stød på pæren eller overspænding, kan manglende forsegling af huset føre til ødelæggelse af lampen. En lampe kan således fungere, indtil den er udryddet, og brænde dens glødetråd ved tænding, idet ilt er trængt ind i konvolutten i mellemtiden. De termiske stød og den differentielle udvidelse af lampens dele fremmer manglen på tætning. En streng test af lamperne evaluerer modstanden mod et antal frakoblingscyklusser.
Den Phoebus kartellet grupperet sammen fra23. december 1924verdens førende producenter af pærer. Producenter offentliggør et fælles charter, der indikerer, at det ikke længere vil være muligt at fremstille pærer med en levetid på mere end 1.000 timer. For at gøre dette oprettede de et fælles organ til verifikation og mulig undertrykkelse ved hjælp af bøder, der desto højere er, da pærernes levetid er lang. I 1924 var pærens levetid variabel med et gennemsnit på 2.500 timer. I 1927, over hele verden, blev levetiden på pærer fra større mærker tilpasset 1000 timer. Denne situation medfører naturligvis en større fornyelse af pærer fra forbrugerne, og Phœbus-kartellet er blevet beskyldt for at have oprettet det første massive og verdensomspændende program med programmeret forældelse på glødelampen .
Phœbus-kartellets praksis var genstand for en rapport fra 1951 fra den britiske antitrustkommission. Denne rapport fordømmer hovedsageligt et priskartel, der fik forbrugerne til at betale mere for deres lamper inden 2. verdenskrig, men rapporten afviser påstanden om, at levetiden blev valgt til at være kort for at øge salgsmængden. Han forklarer det tekniske kompromis mellem lysstyrke, forbrug, farve og levetid og bemærker, at den optimale varighed af lamper afhænger af forholdet mellem prisen på energi og prisen på udskiftning af lamper, og at der ikke er nogen universel værdi. Industrielle brugere, der betaler personale for at udskifte dem, ofrer effektiviteten for lang levetid ved at reducere deres forsyningsspænding. Livstidsspecifikationen sikrer, at de produkter, der sælges, er sammenlignelige. I en given teknik, svarer en levetid mellem 800 og 1500 timer til at kræve en lysstyrke inden for et bestemt område; men specifikationen af de tusind timer uden at indikere lyseffektiviteten tilskyndede ikke forbedring af lamperne. Kartellet var imod oprettelsen af en sådan standard.
Der findes alternativer til glødelamper med bedre lyseffektivitet på bekostning af et lavere farvegengivelsesindeks . De lysstofrør er i brug i lang tid, især i arbejdsmiljøer; " Kompakte fluorescerende " lamper og lysdioder kan erstatte glødepærer i de samme husstand inventar .
Produktionen af konventionelle lamper er, ligesom mange andre produkter, stort set blevet omlokaliseret: udviklede lande har ikke længere en lokal industri at beskytte. Reduktionen af energiforbruget er kommet frem af økonomiske årsager (stigende energipriser) og økologiske grunde (energiproduktion er en vigtig komponent på miljøniveau) .
Den Europæiske Unions stater har godkendt8. december 2008 udfasningen af salget af 100 watt glødelamper fra 1 st september 2009 (derefter 75 watt-modellerne tændt 1 st september 2010 og de på 60 watt på 1 st september 2011), deres sidste opgivelse at finde sted den 1 st september 2012. Skift til mindre energiforbrugende belysningsmetoder ville gøre det muligt at spare svarende til Rumæniens elforbrug på europæisk skala (dvs. omkring 11 millioner husstande) og dermed reducere kuldioxidemissioner med 15 millioner ton om året.
I tegneserier og tegnefilm er fremkomsten af en idé ofte repræsenteret af en glødelampe, der lyser op over karakterens hoved.
” Svanens tidligere opfindelse blev anerkendt af retten, og Edison mislykkedes. Som en del af retsforliget var Edison forpligtet til at anerkende Swans uafhængige og tidligere opfindelse og at oprette et fælles firma, Edison og Swan United Electric Light Company, til at udnytte glødepæren. "