Технологии света

Ликбез

"Лампочка Ильича" (это прозвище закрепилось у нас за лампой накаливания после претворения в жизнь ленинского плана ГОЭЛРО) появилась в 1878 году. В первых лампах, производство которых наладил Томас Эдисон, в роли светящейся нити накаливания выступала обугленная стружка японского бамбука, потом ей на смену пришла угольная нить. Вольфрамовые нити впервые появились в 1905 году в изделиях фирмы Osram. Как правило, лампа накаливания горит около 1000 часов, но есть и исключение — в одном из пожарных отделений города Ливермор (США, штат Калифорния) есть 4-ваттная лампа ручной работы. Она практически постоянно горит уже более ста лет — с 1901 года. Очевидно, тому причина — толстая нить накаливания, маленькая мощность и работа в режиме слабого накала. Однако лампы накаливания, освещающие наши дома, на такие рекорды не способны. Кроме того, они нагреваются, сжигают много энергии, а избыточное потребление электричества ведет к дополнительному выбросу в атмосферу парниковых газов, перегрузке сетей, пожароопасности.

Есть усовершенствованный вариант "лампочки Ильича" — галогенные (галогеновые) лампы. Внутри лампа заполнена так называемым галогенным газом, содержащим йод или бром. Нить накаливания сделана из того же материала, что и в обычных лампах, но в галогенной лампе испаряющийся вольфрам не осаждается на относительно холодных стенках колбы, а образует летучее соединение с галогеном. Оно циркулирует по объему колбы и, достигая раскаленной вольфрамовой нити, разлагается на исходные компоненты: галоген возвращается в цикл, а вольфрам частично оседает на нить. Повышенная концентрация паров вольфрама в непосредственной близости от нити резко замедляет его испарение — подобно тому, как влажная атмосфера не дает сохнуть мокрому белью. В результате нить не истончается, а стекло остается прозрачным. Колба такой лампы, в отличие от лампы накаливания, сделана из жаропрочного кварца. Это позволило увеличить до 30% световую отдачу и в полтора-два раза срок службы ламп, поэтому такие лампы позволяют экономить до 30% электроэнергии по сравнению с обычными лампами накаливания. Различные виды галогенных ламп применяют там, где требуются небольшие габариты, для внутреннего и наружного экспозиционного освещения, для акцентированного освещения (в музеях, витринах магазинов, ресторанах и жилых помещениях).

В семействе источников искусственного освещения есть также газоразрядные лампы — например, ртутные и натриевые. В такую лампу впаяны два электрода, между которыми в парах ртути (или натрия) происходит разряд. В конце 1980-х на рынке появились первые компактные люминесцентные лампы (КЛЛ), которые также являются газоразрядными. Принцип действия у них тот же: при работе лампы между двумя электродами возникает электрический разряд. Лампа заполнена инертным газом и парами ртути, проходящий ток приводит к появлению УФ-излучения, которое поглощается люминофором, покрывающим внутренние стенки лампы. Далее вещество излучает видимый свет.

У люминесцентных ламп есть свои недостатки. Например, они содержат ртуть, не сразу выходят на полную яркость и не предназначены для частого включения-выключения.

"Мало кто знает, что ртуть в КЛЛ содержится в очень маленьких количествах",— уточняет Мария Выдренкова из компании "Топсервис". Для сравнения: содержание ртути в градуснике — около грамма, а в современных КЛЛ — не более 4 мг (то есть в 250 раз меньше). И все-таки для отслуживших свой век КЛЛ в Европе существует специальная сеть по утилизации. В России повсеместно подобной сети нет.

Во многих лампах вместо ртути используют амальгаму — ртуть в сплаве с другим металлом. Вред от нее такой же, и выходит она на полную яркость только через минуту. Но есть плюс — лампа работает лучше при высоких и низких температурах, чем стандартная ртутная. Кроме того, заявляют производители, появились лампы, которые включаются быстрее. Проблема износостойкости к частому включению-выключению КЛЛ тоже решаемая — правда, за счет некоторого удорожания ламп.

Но главное, КЛЛ позволяют экономить до 80% электроэнергии по сравнению с лампами накаливания, а значит, сокращается выброс СО2 в атмосферу и опасность возгораний.

Те же преимущества имеют и светодиоды. Принцип их работы основан на способности некоторых полупроводников производить видимое излучение при прохождении электрического тока. Первым об излучении света твердотельным диодом заявил британец Генри Раунд в 1907 году. Следующий шаг в изучении светодиодов сделал русский ученый В. Лосев, получивший в 1927 году авторское свидетельство на "световое реле". Также среди соотечественников, известных в этой области, Жорес Алферов, удостоенный в 2000 году Нобелевской премии за развитие полупроводниковых гетероструктур для высокоскоростной оптоэлектроники.

Светодиоды используются в бытовом, уличном и промышленном освещении, для передачи сигнала по оптоволокну, в подсветке ЖК-экранов (мобильные телефоны, мониторы, телевизоры) и т. д. Минусы светодиодов белого света, используемых в освещении,— малая мощность и высокая цена. Но достижение приемлемых параметров лишь вопрос времени.

Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...
Загрузка новости...