Ampoule électrique commerciale inventée - Histoire

Ampoule électrique commerciale inventée - Histoire

Développer une ampoule commerciale était le Saint Graal pour les inventeurs pendant une grande partie du 19ème siècle. Humphry Davy a inventé la première lumière électrique en 1802. Il a produit une batterie, puis a connecté du carbone à la batterie pour faire briller et créer ainsi de la lumière. Son invention s'appelait une lampe à arc, mais elle n'avait aucune utilisation commerciale. en 1840, le scientifique britannique Warren de la Rue a placé un filament de platine enroulé dans un tube à vide et y a fait passer un courant électrique. La conception fonctionnait mais le coût élevé du platine en faisait une invention peu pratique. Les inventeurs canadiens Henry Woodward et Mathew Evans ont breveté une lumière avec des filaments de carbone maintenus entre des électrodes en verre rempli d'azote. Ils n'ont pas réussi à commercialiser le produit.

En 1878, Thomas Edison a commencé à essayer d'inventer une ampoule commerciale viable. En octobre 1878, il dépose son premier brevet pour « l'amélioration d'une ampoule électrique. Un an plus tard, il déposa un brevet supplémentaire pour créer un filament de carbone à l'aide de "fils de coton et de lin, d'attelles de bois, de papiers enroulés de diverses manières". Peu de temps après, Edison et son aide découvrirent qu'un filament de bambou carbonisé durerait 1 200 heures. ampoule commerciale réalisable et a commencé l'ère de la lumière électrique.


Histoire des lampes électriques et de l'éclairage

L'histoire des lampes électriques commence à peu près au même moment où nous utilisions du gaz et du kérosène pour éclairer les maisons et les rues. Cela a commencé humblement mais cela a changé l'humanité depuis les fondations, de la façon dont nous éclairons les choses à des inventions beaucoup plus complexes.

Les premières expériences d'éclairage électrique ont été réalisées par Sir Humphry Davy, chimiste et inventeur, au XIXe siècle. Il prit un filament, fabriqué à partir d'une bande de platine, et le connecta à une batterie, la plus grosse au monde à l'époque et en 1802 fit le premier prototype d'une lampe à incandescence. Le courant électrique a traversé le filament de platine, l'a chauffé et le filament a commencé à émettre de la lumière. Le platine a été utilisé comme matériau en raison de son point de fusion élevé. La lampe n'a pas duré longtemps car la chaleur brûlait le filament très rapidement, mais c'était un point de départ sur lequel 20 et quelque chose d'inventeurs se sont appuyés sur leurs idées jusqu'à ce que nous obtenions la première lampe électrique qui pourrait être utilisée plus longtemps et avec une force de lumière adéquate. Le prototype d'une première lampe à arc électrique a été fabriqué en 1809, à nouveau par Sir Humphry Davy et est devenu la base d'un autre type de lampe électrique. Dans les années à venir, de nombreux inventeurs ont expérimenté la conception de la lumière électrique. Ils ont changé les matériaux du filament et essayé différentes atmosphères à l'intérieur d'une ampoule - du meilleur vide au gaz noble. Sir Joseph Swann et Thomas Edison ont fabriqué indépendamment la première lampe électrique utilisable dans le commerce dans les années 1870. L'idée de conception principale, ce fonctionnement prolongé de la lampe électrique, consistait à utiliser du filament de carbone dans un meilleur vide. Ce type de lampe électrique fonctionnait plus longtemps, jusqu'à 1200 heures, et donnait une lumière meilleure et plus forte. Après cela, le filament a été fabriqué à partir de tungstène et utilisé dans l'atmosphère de gaz noble, ce qui réduit l'évaporation du filament et donne une lumière plus durable et encore plus brillante. Au début, peu de lampes électriques utilisaient en raison de leur prix élevé, mais avec le temps leur utilisation s'est répandue et on estime qu'en 1885, aux États-Unis seulement, quelque 300 000 lampes électriques ont été vendues. La lumière électrique s'est répandue dans le monde et est toujours là aujourd'hui par nécessité. Il a un large éventail d'utilisations dans de nombreuses parties de notre vie, de l'éclairage domestique à l'éclairage public.

Il existe de nombreuses variantes de lampes électriques, mais il existe trois types généraux :

- Lampes incandescentes. Leur partie principale est le filament qui conduit le courant électrique qui chauffe le filament en raison de sa résistance. Le filament chauffé brûle avec une lumière vive dans une atmosphère de gaz noble, enfermé dans une ampoule en verre.

- Lampes à arc au carbone. Ces lampes sont faites comme deux électrodes qui sont connectées au courant électrique et ont une légère distance entre elles. Lorsque la tension est suffisamment élevée, une panne diélectrique se produit, le gaz dans l'ampoule entre les électrodes s'ionise et une étincelle brillante apparaît.

- Lampes à décharge. Lampes en forme de tube avec des électrodes aux deux extrémités et remplies de gaz pouvant conduire le courant lorsqu'il est ionisé et émettant de la lumière dans tout son volume. Les lampes à décharge de gaz les plus répandues sont les lampes fluorescentes et les lampes au néon.


Ampoules

L'ampoule flash traditionnelle est un autre type d'ampoule à incandescence. Les premières ampoules flash utilisaient un filament d'aluminium, de zirconium ou de magnésium ou une feuille d'aluminium. Le courant traversait le matériau et il brillait. Le point de fusion et d'ébullition de l'aluminium, du magnésium ou du zirconium est si bas que la lampe vaporiserait le métal, ce qui intensifiait encore la luminosité. Les premières lampes duraient un éclair et devaient être remplacées. Les premières ampoules flash avaient souvent un filetage à vis de type Edison comme une ampoule ordinaire. Les lampes ultérieures pouvaient durer quelques éclairs. Plus tard, des matrices d'ampoules flash jetables ont été développées pour permettre de nombreux flashs sans changer d'ampoule.

L'un des plus grands défis dans le développement d'une ampoule de flash n'est pas l'ampoule elle-même, mais la synchronisation de l'ampoule pour qu'elle corresponde à l'obturateur de l'appareil photo. Cela s'est amélioré avec le développement de l'électronique à semi-conducteurs dans les années 1950.

Des flashs modernes trouvées sur la plupart des appareils photo ne sont plus des ampoules à incandescence. Ce sont de minuscules tubes à arc au xénon. Un arc électrique se forme grâce au gaz xénon. Ceux-ci ont le grand avantage d'être réutilisables. Elles ont l'inconvénient d'être d'une durée plus courte que les ampoules flash à incandescence. Cela signifie qu'ils doivent être plus précisément temps

1927 ?? chez General Electric et Johannes Ostermeier tous deux développent indépendamment la première ampoule électrique sans magnésium. C'est beaucoup plus sûr que les ampoules plus anciennes. Le produit General Electric s'appelle le Sashalite. Cette lumière a remplacé les dangereuses lampes à poudre de magnésium. Les nouvelles lampes brûlaient du papier d'aluminium dans une ampoule remplie d'oxygène. Ostermeier a produit un produit appelé le Vacublitz.
Schenectady, New York

1934 Philips Corp. Inventeur inconnu a créé la première ampoule flash moderne : elle a un fil dans une ampoule sous vide. Le fil brûle de manière plus efficace que les feuilles d'aluminium. Cette conception n'a pas beaucoup changé.
Pays-Bas

années 1960 ?? chez Kodak développe le flashcube qui dispose de quatre petites ampoules flash à usage unique. Le cube peut être tourné pour utiliser la nouvelle ampoule.

Rochester, New York

1968 John D. Harnden Jr. développe à la fois un flash électronique statique (1968) et une lampe flash jetable (1971) avec Bill Kornrumpf. La gamme d'ampoules flash élimine le besoin de remplacer l'ampoule. Cette longue barre d'ampoules en plastique était populaire dans les années 1970 et 1980. Harnden a également développé des dispositifs de chronométrage précis pour les ampoules utilisant des semi-conducteurs qui étaient nouveaux à l'époque.
Schenectady, New York

1968 William P. Kornrumpf a développé l'ensemble d'ampoules flash et la matrice d'ampoules flash jetables pour les appareils photo à faible coût avec John D. Harnden.
Schenectady, New York


Première usine d'ampoules au monde

Attends, on passe directement à Edison maintenant ? Pas du tout. Encore une fois, contrairement à la croyance populaire, la toute première entreprise de fabrication d'ampoules au monde n'a pas été fabriquée par Edison et n'a pas été construite aux États-Unis.

Joseph Wilson Cygne, un autre Anglais, a presque perfectionné le design de De la Rue en 1850. Il a utilisé des filaments de papier carbone au lieu de platine, en l'enfermant dans un vide en verre sous vide. En 1860, il avait un prototype fonctionnel.

Cependant, l'approvisionnement insuffisant en électricité à l'époque et la mauvaise qualité de la fabrication sous vide ont causé la courte durée de vie de l'ampoule. Cependant, il n'a pas initialement abandonné sa poursuite de la lumière électrique.

En 1978, un an avant le brevet d'Edison, il a finalement perfectionné son design avec une ampoule plus durable et éliminé le problème de noircissement avec sa méthode de fil de coton.

Il a commencé à installer des ampoules dans les maisons et les lieux publics, y compris son bon ami, la résidence personnelle de Sir William Armstrong. Sa percée majeure, cependant, est venue quand il a illuminé le célèbre théâtre de Londres La Savoie en 1881.

La même année, il forme The Swan Electric Light Company Ltd à Benwell, Newcastle. En 1881, Swan est à la fois responsable du premier fabricant commercial d'ampoules au monde et du premier bâtiment public au monde éclairé à l'électricité.


Qui a créé la première ampoule à vide ?

En 1865, le chimiste allemand Herman Sprengel a inventé la pompe Sprengel. C'était la technologie du vide qu'ils attendaient tous. Cette avancée technologique a finalement permis aux scientifiques de placer leurs filaments d'ampoules dans des chambres à vide.

Pompe à vide à mercure Sprengel. Conteneur de mercure (A) autorisé par une valve (C) à tomber goutte à goutte dans un long tube de verre (XD) qui se déverse dans un réservoir (H). L'air est piégé entre les gouttes dans le tube et transporté par le poids du mercure hors du fond du tube. Celui-ci évacue lentement le conteneur (R) fixé en haut.


Ampoule électrique commerciale inventée - Histoire

13 février 2007 | Auteur : Administrateur

1752 En attachant une clé à une corde de cerf-volant pendant un orage, Ben Franklin prouve que l'électricité statique et la foudre sont identiques. Sa compréhension correcte de la nature de l'électricité a ouvert la voie à l'avenir.

1800 Première batterie électrique inventée par Alessandro Volta. Le “volt” est nommé en son honneur.

1808 Humphry Davy a inventé la première lampe à arc efficace. La lampe à arc était un morceau de carbone qui brillait lorsqu'il était attaché à une batterie par des fils.

1820 Expériences séparées par Hans Christian Oersted, A.M. Ampère et D.F.G. Arago a confirmé la relation entre l'électricité et le magnétisme.

1821 Le premier moteur électrique est inventé par Michael Faraday.

1826 Georg Ohm a défini la relation entre la puissance, la tension, le courant et la résistance dans la “Ohms Law.”

1831 En utilisant son invention l'anneau d'induction, Michael Faraday a prouvé que l'électricité peut être induite (faite) par des changements dans un champ électromagnétique. Les expériences de Faraday sur le fonctionnement du courant électrique ont permis de comprendre les transformateurs et les moteurs électriques.
Joseph Henry a découvert séparément le principe de l'induction électromagnétique mais n'a pas publié son travail. Il a également décrit un moteur électrique.

1832 En utilisant les principes de Faraday, Hippolyte Pixii construit la première dynamo, un générateur électrique capable de fournir de l'énergie pour l'industrie. La dynamo de Pixxi utilisait une manivelle pour faire tourner un aimant autour d'un morceau de fer enveloppé de fil. Parce que ce dispositif utilisait une bobine de fil, il produisait des pointes de courant électrique suivies d'aucun courant.

1835 Joseph Henry invente le relais électrique, utilisé pour envoyer des courants électriques sur de longues distances.

1837 Thomas Davenport a inventé le moteur électrique, une invention qui est utilisée dans la plupart des appareils électriques aujourd'hui.

1839 Sir William Robert Grove met au point la première pile à combustible, un appareil qui produit de l'énergie électrique en combinant de l'hydrogène et de l'oxygène.

1841 James Prescott Joule a montré que l'énergie est conservée dans les circuits électriques impliquant un flux de courant, un chauffage thermique et des transformations chimiques. Une unité d'énergie thermique, le Joule, porte son nom.

1844 Samuel Morse invente le télégraphe électrique, une machine capable d'envoyer des messages sur de longues distances par fil.
Publication de la théorie mathématique des champs électromagnétiques dans les années 1860. J.C. Maxwell a créé une nouvelle ère de la physique lorsqu'il a unifié le magnétisme, l'électricité et la lumière. Les quatre lois de l'électrodynamique de Maxwell (les équations de Maxwell) ont finalement conduit à l'énergie électrique, aux radios et à la télévision.

1876 ​​Charles Brush a inventé la dynamo (ou générateur) à bobine ouverte qui pouvait produire un courant d'étude de l'électricité.

1878 Joseph Swan et l'Anglais inventèrent la première ampoule à incandescence (également appelée « lampe électrique »). Son ampoule a brûlé rapidement.
Charles Brush a développé une lampe à arc qui pouvait être alimentée par un générateur.
Thomas Edison a fondé la Edison Electric Light Co. (États-Unis), à New York. Il a acheté un certain nombre de brevets liés à l'éclairage électrique et a commencé des expériences pour développer une ampoule pratique et durable.

1879 Après de nombreuses expériences, Thomas Edison invente une ampoule à incandescence qui peut être utilisée pendant environ 40 heures sans s'éteindre. En 1880, ses ampoules pouvaient être utilisées pendant 1200 heures.

1879 Les lampes électriques (lampes à arc Brush) ont été utilisées pour la première fois pour l'éclairage des rues publiques, à Cleveland, Ohio.
California Electric Light Company, Inc. à San Fransicso a été la première entreprise d'électricité à vendre de l'électricité à ses clients. L'entreprise a utilisé deux petits générateurs Brush pour alimenter 21 lampes à arc Brush.

1881 Le tramway électrique est inventé par E.W. c. Siemens

1882 Thomas Edison ouvre la centrale électrique de Pearl Street à New York. La station Pearl Street était l'une des premières centrales électriques au monde et pouvait alimenter 5 000 lumières. La station Pearl Street était un système d'alimentation à courant continu (CC), contrairement aux systèmes d'alimentation que nous utilisons aujourd'hui qui utilisent du courant alternatif (CA).
La première centrale hydroélectrique a ouvert dans le Wisconsin.
Edward Johnson a d'abord mis des lumières électriques sur un arbre de Noël.

1883 Nikola Tesla a inventé la bobine de Tesla, un transformateur qui transforme l'électricité de basse tension en haute tension, ce qui facilite son transport sur de longues distances. Le transformateur était une partie importante du système de courant alternatif (AC) de Tesla, encore utilisé aujourd'hui pour fournir de l'électricité.

1884 Nikola Tesla invente l'alternateur électrique, un générateur électrique qui produit du courant alternatif (AC). Jusqu'à cette époque, l'électricité était produite à l'aide de courant continu (CC) à partir de batteries. Les systèmes électriques à courant alternatif sont meilleurs pour envoyer de l'électricité sur de longues distances.
Le générateur à turbine à vapeur, capable de générer d'énormes quantités d'électricité, a été inventé par Sir Charles Algernon Parsons.

1886 William Stanley met au point le transformateur à bobine d'induction et un système électrique à courant alternatif.

1888 Nikola Tesla a fait la démonstration du premier système électrique à courant alternatif (CA) « polyphasé ». Son système AC comprenant tout le nécessaire pour la production et l'utilisation de l'électricité : générateur, transformateurs, système de transmission, moteur (utilisé dans les appareils) et lumières. George Westinghouse, le chef de Westinghouse Electric Company, a acheté les droits de brevet du système AC.
La première utilisation d'un grand moulin à vent pour produire de l'électricité a été construite par l'inventeur Charles Brush. Il a utilisé le moulin à vent pour charger les batteries dans la cave de sa maison à Cleveland, Ohio.

1893 La Westinghouse Electric Company utilise un système à courant alternatif (AC) pour éclairer l'Exposition universelle de Chicago.

Une ligne électrique à courant alternatif de 22 miles a été ouverte, envoyant de l'électricité de Folsom Powerhouse en Californie à Sacramento.

1896 Une ligne électrique à courant alternatif qui transmet l'électricité à 20 miles des chutes du Niagara à Buffalo, New York, a été ouverte.

1897 Electron découvert par Joseph John Thomson.

1900 Ligne de transmission à plus haute tension 60 kilovolts.

1901 Première ligne électrique entre les États-Unis et le Canada à Niagara Falls.

1902 Turbine de 5 mégawatts pour la station Fisk St. (Chicago).

1903 Première turbine à gaz réussie (France).
Première station au monde entièrement à turbine (Chicago).
Shawinigan Water & Power installe la plus grande génératrice au monde (5 000 watts) et la ligne de tension la plus grande et la plus élevée au monde — 136 km et 50 kilovolts (vers Montréal).

1908 Aspirateur électrique – J. Spangler.
Lave-linge électrique - A. Fisher.

1909 Première station de pompage (Suisse).

1911 Climatisation électrique – W. Carrier.

1913 T. Murray a créé le premier dispositif de contrôle de la pollution de l'air, le “cinder catcher.”
Réfrigérateur électrique – A. Goss.

1920 Commission fédérale de l'électricité (FPC).

1921 Lakeside Power Plant dans le Wisconsin devient la première centrale électrique au monde à ne brûler que du charbon pulvérisé.

1922 Lancement du Connecticut Valley Power Exchange (CONVEX), pionnier de l'interconnexion entre les services publics.

1923 Des cellules photoélectriques sont découvertes.

1928 Début de la construction du barrage de Boulder.
La Federal Trade Commission entame une enquête sur les sociétés de portefeuille.

1933 Création de la Tennessee Valley Authority (TVA).

1935 Loi sur la société de portefeuille d'utilité publique.
Loi fédérale sur l'électricité.
Commission de Sécurité et d'Echanges.
Administration de l'énergie de Bonneville.
Le premier match de baseball des ligues majeures (Reds contre Phillies) a eu lieu dans l'Ohio le 24 mai.

1936 La température de vapeur la plus élevée atteint 900 degrés Fahrenheit contre 600 degrés Fahrenheit au début des années 1920.
Le barrage de Boulder (Hoover) a été achevé. Une ligne électrique de 287 kilovolts s'étendait sur 266 milles jusqu'au barrage de Boulder (Hoover).
Loi sur l'électrification rurale.

1947 Transistor inventé par des scientifiques des Laboratoires téléphoniques Bell.

1953 Première ligne de transmission de 345 kilovolts.
Première centrale nucléaire commandée en Angleterre.

1954 La première centrale nucléaire au monde (Russie) commence à produire de l'électricité.
Première ligne à courant continu à haute tension (CCHT) (20 mégawatts/1900 kilovolts, 96 km).
La loi sur l'énergie atomique de 1954 autorise la propriété privée de réacteurs nucléaires.


L'histoire de l'ampoule

L'invention de l'ampoule est parfois attribuée à Thomas Alva Edison, mais aujourd'hui, il est bien connu que Heinrich Goebel a construit des ampoules fonctionnelles trois décennies plus tôt. Beaucoup d'autres ont également contribué au développement d'un dispositif pratique pour la production d'éclairage électrique.

En 1801, Sir Humphry Davy, un chimiste anglais, a fait briller des bandes de platine en faisant passer un courant électrique à travers elles, mais les bandes se sont évaporées trop rapidement pour faire une lampe utile. En 1809, il créa la première lampe à arc, qu'il démontra à l'Institution royale de Grande-Bretagne en 1810, en créant un arc petit mais aveuglant entre deux tiges de charbon connectées à une batterie.

En 1840, un scientifique britannique Warren De la Rue enferma une bobine de platine dans un tube sous vide et y fit passer un courant électrique. La conception était basée sur le concept que le point de fusion élevé du platine lui permettrait de fonctionner à des températures élevées et que la chambre sous vide contiendrait moins de particules de gaz pour réagir avec le platine, améliorant ainsi sa longévité. Bien qu'il s'agisse d'une conception efficace, le coût du platine le rendait peu pratique pour un usage commercial.

En 1835, James Bowman Lindsay fit une démonstration d'une lumière électrique constante lors d'une réunion publique à Dundee. Il a déclaré qu'il pouvait lire un livre à une distance d'un pied et demi. Cependant, ayant perfectionné l'appareil, à sa propre satisfaction, il se tourna vers le problème de la télégraphie sans fil et ne développa plus la lumière électrique.

En 1841, Frederick de Moleyns d'Angleterre a obtenu le premier brevet pour une lampe à incandescence, avec une conception utilisant du charbon de bois en poudre chauffé entre deux fils de platine.

En 1854, l'inventeur allemand Heinrich Goebel a développé la première ampoule ‘modern’ : un filament de bambou carbonisé, dans une bouteille sous vide pour éviter l'oxydation. Au cours des cinq années suivantes, il a développé ce que beaucoup appellent la première ampoule pratique. Ses lampes duraient jusqu'à 400 heures. Il n'a pas immédiatement déposé de brevet, mais sa priorité a été établie en 1893.

Joseph Wilson Swan (1828-1914) était un physicien et chimiste né à Sunderland, en Angleterre. En 1850, il commence à travailler avec des filaments de papier carbonisé dans une ampoule de verre sous vide. En 1860, il a pu démontrer un appareil fonctionnel, mais le manque d'un bon vide et d'un approvisionnement adéquat en électricité a entraîné une courte durée de vie de l'ampoule et une lumière inefficace. Au milieu des années 1870, de meilleures pompes sont devenues disponibles et Swan est revenu à ses expériences. Swan a reçu un brevet britannique pour son appareil en 1878. Swan a signalé le succès à la Newcastle Chemical Society et lors d'une conférence à Newcastle en février 1879, il a fait la démonstration d'une lampe de travail qui utilisait un filament de fibre de carbone. La caractéristique la plus importante de la lampe Swan était qu'il y avait peu d'oxygène résiduel dans le tube à vide pour enflammer le filament, permettant ainsi au filament de briller presque à blanc sans prendre feu. À partir de cette année, il a commencé à installer des ampoules dans des maisons et des monuments en Angleterre et au début des années 1880, il avait créé sa propre entreprise.

Outre-Atlantique, des évolutions parallèles ont également eu lieu. Le 24 juillet 1874, un brevet canadien a été déposé pour le Woodward and Evan's Light par un électricien médical de Toronto nommé Henry Woodward et un collègue Mathew Evans, qui était décrit dans le brevet comme un "Gentleman" mais en réalité un hôtel gardien. Ils ont construit leur lampe avec une tige en forme de carbone maintenue entre des électrodes dans une ampoule de verre remplie d'azote. Woodward et Evans ont trouvé impossible d'obtenir un soutien financier pour le développement de leur invention et, en 1875, Woodward a vendu une part de leur brevet canadien à Thomas Edison.

Edison a acheté le brevet Woodward et Evans et a demandé à une équipe de développeurs de rechercher un matériau de filament alternatif. Finalement, il a utilisé un filament de carbone qui a brûlé pendant quarante heures (le premier test réussi a eu lieu le 21 octobre 1879, il a duré 13 heures et demie). Edison a continué à améliorer leur conception. En 1880, il disposait d'un appareil qui pouvait durer plus de 1200 heures en utilisant un filament dérivé du bambou, plus longtemps que les 400 heures de l'ampoule précédente de Heinrich Goebel.

En janvier 1882, Lewis Latimer a reçu un brevet pour le « Process of Manufacturing Carbons », une méthode améliorée pour la production de filaments d'ampoules qui ont donné des ampoules plus durables que la technique d'Edison.

En Grande-Bretagne, Swan a poursuivi Edison en justice pour contrefaçon de brevet. Edison a perdu et dans le cadre du règlement, Edison a été contraint de prendre Swan en tant que partenaire dans ses travaux électriques britanniques. La société s'appelait Edison and Swan United Electric Company. Finalement, Edison a acquis tous les intérêts de Swan dans la société. Swan a vendu ses droits de brevet américain à la Brush Electric Company en juin 1882.

Edison et son équipe n'ont trouvé un filament commercialement exploitable (bambou) que plus de 6 mois après qu'Edison a déposé la demande de brevet. Le filament de carbone faible et de courte durée (40-150 heures) a finalement été remplacé par le filament de tungstène. En 1903, Willis Whitnew a inventé un filament qui ne rendrait pas l'intérieur d'une ampoule sombre. C'était un filament de carbone recouvert de métal. En 1906, la General Electric Company a été la première à breveter une méthode de fabrication de filaments de tungstène à utiliser dans les ampoules à incandescence. Les filaments étaient coûteux, mais en 1910, William David Coolidge (1873-1975) avait inventé une méthode améliorée de fabrication de filaments de tungstène. Le filament de tungstène a duré plus longtemps que tous les autres types de filaments et Coolidge a rendu les coûts pratiques


Contenu

Les types d'éclairage électrique comprennent :

    , un filament chauffé à l'intérieur d'une enveloppe de verre
      sont des lampes à incandescence qui utilisent une enveloppe de quartz fondu remplie de gaz halogène
        , une lampe fluorescente destinée à remplacer une lampe à incandescence

      Différents types de lumières ont des efficacités et des couleurs de lumière très différentes. [6]

      Nom Spectre optique Efficacité nominale
      (lm/W)
      Durée de vie (MTTF)
      (les heures)
      Température de couleur
      (kelvin)
      Couleur Couleur
      le rendu
      indice
      Ampoule à incandescence Continu 4–17 2–20,000 2,400–3,400 Blanc chaud (jaunâtre) 100
      Lampe halogène Continu 16–23 3,000–6,000 3,200 Blanc chaud (jaunâtre) 100
      Lampe fluorescente Ligne Mercure + Phosphore 52–100 (blanc) 8,000–20,000 2,700–5,000 * Blanc (différentes températures de couleur), ainsi que des couleurs saturées disponibles 15–85
      Lampe aux halogénures métalliques Quasi-continu 50–115 6,000–20,000 3,000–4,500 Blanc froid 65–93
      Lampe au soufre Continu 80–110 15,000–20,000 6,000 Vert pâle 79
      sodium haute pression Haut débit 55–140 10,000–40,000 1,800–2,200 * Orange rosé 0–70
      Sodium basse pression Ligne étroite 100–200 18,000–20,000 1,800 * Jaune, pas de rendu des couleurs 0
      Lampe à LED Ligne plus phosphore 10–200 [7] (blanc) 50,000–100,000 Divers blancs de 2 700 à 6 000 * Différentes températures de couleur, ainsi que des couleurs saturées 70–85 (blanc)
      Lampe sans électrode Ligne Mercure + Phosphore 70-90 (blanc) 80,000–100,000 Divers blancs de 2 700 à 6 000 * Différentes températures de couleur, ainsi que des couleurs saturées 70–85 (blanc)

      * La température de couleur est définie comme la température d'un corps noir émettant un spectre similaire ces spectres sont assez différents de ceux des corps noirs.

      La source de lumière électrique la plus efficace est la lampe au sodium à basse pression. Il produit, à toutes fins utiles, une lumière jaune-orange monochromatique, qui donne une perception tout aussi monochromatique de toute scène illuminée. Pour cette raison, il est généralement réservé aux applications d'éclairage public extérieur. Les lampes au sodium basse pression sont privilégiées pour l'éclairage public par les astronomes, car la pollution lumineuse qu'elles génèrent peut être facilement filtrée, contrairement aux spectres à large bande ou continus.

      Ampoule à incandescence Modifier

      L'ampoule à incandescence moderne, avec un filament enroulé de tungstène, et commercialisée dans les années 1920, s'est développée à partir de la lampe à filament de carbone introduite vers 1880.

      Moins de 3 % de l'énergie d'entrée est convertie en lumière utilisable. La quasi-totalité de l'énergie d'entrée finit sous forme de chaleur qui, dans les climats chauds, doit ensuite être évacuée du bâtiment par la ventilation ou la climatisation, ce qui entraîne souvent une consommation d'énergie plus élevée. Dans les climats plus froids où le chauffage et l'éclairage sont nécessaires pendant les mois d'hiver froids et sombres, le sous-produit de la chaleur a une certaine valeur. Les ampoules à incandescence sont progressivement supprimées dans de nombreux pays en raison de leur faible efficacité énergétique.

      Outre les ampoules pour l'éclairage normal, il existe une très large gamme, y compris les types basse tension et faible puissance souvent utilisés comme composants dans les équipements, mais maintenant largement remplacés par les LED.

      Lampe halogène Modifier

      Les lampes halogènes sont généralement beaucoup plus petites que les lampes à incandescence standard, car pour un fonctionnement réussi, une température de l'ampoule supérieure à 200 °C est généralement nécessaire. Pour cette raison, la plupart ont une ampoule en silice fondue (quartz) ou en verre aluminosilicaté. Ceci est souvent scellé à l'intérieur d'une couche de verre supplémentaire. Le verre extérieur est une mesure de sécurité, pour réduire l'émission d'ultraviolets et pour contenir les éclats de verre chauds si l'enveloppe intérieure explose pendant le fonctionnement. Les résidus huileux des empreintes digitales peuvent faire éclater une enveloppe de quartz chaude en raison d'une accumulation excessive de chaleur sur le site de contamination. Le risque de brûlures ou d'incendie est également plus important avec des ampoules nues, ce qui conduit à leur interdiction à certains endroits, sauf enfermés par le luminaire.

      Ceux conçus pour un fonctionnement en 12 ou 24 volts ont des filaments compacts, utiles pour un bon contrôle optique. En outre, ils ont des efficacités plus élevées (lumens par watt) et une meilleure durée de vie que les types non halogènes. Le flux lumineux reste presque constant tout au long de leur vie.

      Lampe fluorescente Modifier

      Les lampes fluorescentes sont constituées d'un tube de verre qui contient de la vapeur de mercure ou de l'argon sous basse pression. L'électricité circulant dans le tube provoque l'émission d'énergie ultraviolette par les gaz. L'intérieur des tubes est recouvert de phosphores qui émettent de la lumière visible lorsqu'ils sont frappés par des photons ultraviolets. [8] Elles ont une efficacité beaucoup plus élevée que les lampes à incandescence. Pour la même quantité de lumière générée, ils utilisent généralement environ un quart à un tiers de la puissance d'une ampoule à incandescence. L'efficacité lumineuse typique des systèmes d'éclairage fluorescents est de 50 à 100 lumens par watt, soit plusieurs fois l'efficacité des ampoules à incandescence avec un rendement lumineux comparable. Les luminaires à lampe fluorescente sont plus coûteux que les lampes à incandescence, car ils nécessitent un ballast pour réguler le courant à travers la lampe, mais le coût énergétique inférieur compense généralement le coût initial plus élevé. Les lampes fluorescentes compactes sont disponibles dans les mêmes tailles courantes que les lampes à incandescence et sont utilisées comme alternative écoénergétique dans les maisons. Parce qu'elles contiennent du mercure, de nombreuses lampes fluorescentes sont classées comme déchets dangereux. L'Environmental Protection Agency des États-Unis recommande que les lampes fluorescentes soient séparées des déchets généraux pour être recyclées ou éliminées en toute sécurité, et certaines juridictions exigent leur recyclage. [9]

      Lampe LED Modifier

      La diode électroluminescente (DEL) à semi-conducteurs est populaire comme voyant lumineux dans l'électronique grand public et les équipements audio professionnels depuis les années 1970. Dans les années 2000, l'efficacité et le rendement ont augmenté au point où les LED sont désormais utilisées dans des applications d'éclairage telles que les phares de voiture et les feux de freinage, dans les lampes de poche et les feux de vélo, ainsi que dans des applications décoratives, telles que l'éclairage de vacances. Les LED indicatrices sont connues pour leur durée de vie extrêmement longue, jusqu'à 100 000 heures, mais les LED d'éclairage fonctionnent de manière beaucoup moins prudente et ont donc une durée de vie plus courte. La technologie LED est utile pour les concepteurs d'éclairage, en raison de sa faible consommation d'énergie, de sa faible génération de chaleur, de son contrôle marche/arrêt instantané et, dans le cas des LED monocolores, de la continuité de la couleur tout au long de la vie de la diode et de son coût de fabrication relativement faible. La durée de vie des LED dépend fortement de la température de la diode. L'utilisation d'une lampe LED dans des conditions qui augmentent la température interne peut réduire considérablement la durée de vie de la lampe.

      Lampe à arc au carbone Modifier

      Les lampes à arc au carbone sont constituées de deux électrodes en tige de carbone à l'air libre, alimentées par un ballast limiteur de courant. L'arc électrique est déclenché en touchant les pointes des tiges puis en les séparant. L'arc qui s'ensuit produit un plasma chauffé à blanc entre les pointes des tiges. Ces lampes ont une efficacité supérieure à celle des lampes à filament, mais les tiges de carbone sont de courte durée et nécessitent un ajustement constant en cours d'utilisation, car la chaleur intense de l'arc les érode. Les lampes produisent une sortie ultraviolette importante, elles nécessitent une ventilation lorsqu'elles sont utilisées à l'intérieur et, en raison de leur intensité, elles ont besoin d'une protection contre la vue directe.

      Inventé par Humphry Davy vers 1805, l'arc au carbone fut la première lampe électrique pratique. Il a été utilisé commercialement à partir des années 1870 pour l'éclairage des grands bâtiments et des rues jusqu'à ce qu'il soit remplacé au début du 20e siècle par la lumière incandescente. Les lampes à arc au carbone fonctionnent à haute puissance et produisent une lumière blanche de haute intensité. Ils sont également une source ponctuelle de lumière. Ils sont restés utilisés dans des applications limitées qui nécessitaient ces propriétés, telles que les projecteurs de cinéma, l'éclairage de scène et les projecteurs, jusqu'après la Seconde Guerre mondiale.

      Lampe à décharge Modifier

      Une lampe à décharge a une enveloppe de verre ou de silice contenant deux électrodes métalliques séparées par un gaz. Les gaz utilisés comprennent le néon, l'argon, le xénon, le sodium, les halogénures métalliques et le mercure. Le principe de fonctionnement de base est sensiblement le même que celui de la lampe à arc au carbone, mais le terme "lampe à arc" fait normalement référence aux lampes à arc au carbone, avec des types plus modernes de lampe à décharge de gaz normalement appelés lampes à décharge. Avec certaines lampes à décharge, une très haute tension est utilisée pour amorcer l'arc. Cela nécessite un circuit électrique appelé allumeur, qui fait partie du circuit du ballast électrique. Après l'amorçage de l'arc, la résistance interne de la lampe chute à un niveau bas et le ballast limite le courant au courant de fonctionnement. Sans ballast, un excès de courant s'écoulerait, provoquant une destruction rapide de la lampe.

      Certains types de lampes contiennent un peu de néon, ce qui permet de s'allumer à une tension de fonctionnement normale, sans circuit d'allumage externe. Les lampes au sodium basse pression fonctionnent de cette façon. Les ballasts les plus simples ne sont qu'un inducteur et sont choisis là où le coût est le facteur décisif, comme l'éclairage public. Des ballasts électroniques plus avancés peuvent être conçus pour maintenir un flux lumineux constant pendant toute la durée de vie de la lampe, peuvent entraîner la lampe avec une onde carrée pour maintenir une sortie complètement sans scintillement et s'arrêter en cas de certains défauts.

      Facteurs de forme Modifier

      De nombreuses lampes, ou ampoules, sont spécifiées dans des codes de forme et des noms de douille normalisés. Incandescent bulbs and their retrofit replacements are often specified as "A19/A60 E26/E27", a common size for these kind of light bulbs. In this example, the "A" parameters describe the bulb size and shape while the "E" parameters describe the Edison screw base size and thread characteristics.

      Life expectancy for many types of lamp is defined as the number of hours of operation at which 50% of them fail, that is the median life of the lamps. Production tolerances as low as 1% can create a variance of 25% in lamp life, so in general some lamps will fail well before the rated life expectancy, and some will last much longer. For LEDs, lamp life is defined as the operation time at which 50% of lamps have experienced a 70% decrease in light output.

      Some types of lamp are also sensitive to switching cycles. Rooms with frequent switching, such as bathrooms, can expect much shorter lamp life than what is printed on the box. Compact fluorescent lamps are particularly sensitive to switching cycles.

      The total amount of artificial light (especially from street light) is sufficient for cities to be easily visible at night from the air, and from space. This light is the source of light pollution that burdens astronomers and others.


      The History of the Light Bulb

      Ask the question: &lsquoWho invented the light bulb?&rsquo and chances are people will say Thomas Edison. Yet whilst it&rsquos certainly true that the American inventor created a commercially viable incandescent bulb, many others had put a lot of, er, &lsquoenergy&rsquo into the invention of electric light before him. To tell you more, Socket Store has compiled this not-so-brief history of the light bulb!

      1802: For some time, inventors had been trying to convert electricity into light and finally a British chemist called Thomas Davy succeeded after creating an electric version of the recently invented battery. By attaching wires and a piece of carbon to his battery, he was able to generate a small but very bright light. His &lsquoelectric arc lamp&rsquo was much too bright and the light didn&rsquot last for long &ndash but he had invented electric incandescent lighting and paved the way for Edison.

      1815: Davy studied gases, and a group of miners from Newcastle wrote to tell him of the dangers they faced of underground explosions, caused when their candles sparked methane gas. Davy invented a safety light called the Davy lamp later that year engineer George Stephenson also produced a safety lamp.

      1840: Another British scientist, Warren de la Rue, invented a glass bulb with a platinum coil inside, which lit up when an electric current was passed through it. De la Rue&rsquos light was efficient and lasted longer than Davy&rsquos, but platinum was too expensive to be used commercially.

      1850: Joseph Swan was another English scientist keen to find a long-lasting light source. He started to develop a glass bulb using carbonised paper filaments but it was to be another decade before he had a working prototype.

      1860: Swan obtained a British patent for a partial vacuum, carbon filament incandescent lamp. But the lack of a good vacuum and an adequate supply of electricity meant his device had too short a span to be truly effective.

      1874: A patent was filed in Canada by Henry Woodward, a Toronto medical electrician, and Mathew Evans. Their lamps, made in different sizes and containing carbon rods held between electrodes in nitrogen-filled bulbs, worked well, but they couldn&rsquot convert their idea into a successful business.

      1878: The development throughout the 1870s of better vacuums had allowed Swan to improve his light and, in 1878, he gave the first public demonstration of his incandescent carbon lamp in Newcastle. But, after burning brightly for a few moments, the lamp broke down due to excessive current!

      1879: On January 17, Swan successfully repeated the demonstration after refining his invention. His bulbs began to appear in homes throughout England, including Cragside in Northumberland, the first house in the world to be lit by hydroelectricity!

      Meanwhile, on the other side of the Atlantic, Woodward and Evans had sold their patent to a certain Thomas Edison, an American inventor researching the development of a practical incandescent lamp. He experimented with thousands of filaments and discovered a carbon variety that could glow for up to 40 hours in an oxygen-free bulb without burning out. Edison continued to improve his bulb until he produced a bamboo filament version capable of emitting light for more than 1,200 hours. This became the standard for the next decade &ndash during which time he also invented the Edison screw, which today remains the standard socket fitting for light bulbs!

      1880: The Edison Electric Light Company began to market the incandescent light bulb.

      1901: An American inventor called Peter Cooper-Hewitt created a mercury vapour lamp that was to become the direct forerunner of the fluorescent bulb. Despite radiating lots of blue and green light and hardly any red, Cooper-Hewitt&rsquos arc lamp was extremely popular due to its efficiency he claimed it was eight times as efficient as an incandescent bulb. However, within a few years his mercury bulb was falling behind the huge advances in incandescent lighting&hellip

      1906: Edison had long ago realised that tungsten would make the best filament but didn&rsquot have the technology to develop his idea. The General Electric Company eventually patented a method of making tungsten filaments and refined their invention over the next few years.

      1919: General Electric bought out the Cooper-Hewitt Company.

      1927: A Russian radio technician called Oleg Losev published details of the first light emitting diode (LED) in a Russian journal after noticing that diodes used in radio receivers gave out light when a current ran through them.

      In the same year, Berlin-born Edmund Germer patented a fluorescent lamp and in the 1930s developed a high-pressure variant of Cooper-Hewitt&rsquos vapour arc lamp. His original low-pressure lamps had emitted large amount of ultra-violet light but Germer and his colleagues worked out that by coating the inside of the light bulb with a fluorescent chemical, the UV light would be absorbed and the energy re-radiated as visible light. The lamp therefore provided a more economical light with less heat.

      1938: By now, GE had bought Germer&rsquos patent and a group of scientists had improved his fluorescent light, leading to the first lamps being sold.

      1962: The first red luminescence diode, developed by American Nick Holonyak, went on sale.

      1971: Green, orange and yellow LEDs were produced &ndash although the blue LED was to elude scientists for a further two decades.

      1993: Shuji Nakamura from Japan developed the first blue LED, essential for producing white LEDs - which he later designed too.

      1995: The first white LEDs went on sale.

      2006: LEDs with more than 100 lumens per watt were produced.

      2014: Professor Nakamura, along with Professors Isamu Akasaki and Hiroshi Amano won the Nobel prize for physics in recognition of their breakthrough work on the blue LED. Professor Holonyak, now in his 80s, questioned why the work of his team had been overlooked.


      The Final Product

      Edison was able to produce over 13 continuous hours of light with the cotton thread filament, and filed his first light bulb patent on January 27, 1880. Later, he and his researchers found that the ideal filament substance was carbonized bamboo, which produced over 1,200 hours of continuous light. The first large-scale test of Edison's lights occurred September 4, 1882 when 25 buildings in New York City's financial district were illuminated.

      "The electric light has caused me the greatest amount of study and has required the most elaborate experiments," Edison later wrote. "I was never myself discouraged, or inclined to be hopeless of success. I cannot say the same for all my associates."


      Voir la vidéo: Invention Of BULB. The Dr. Binocs Show. Best Learning Video for Kids. Preschool Learning