Нет ничего более постоянного, чем непредвиденное (Поль Валери)

Эволюция освещения: от огня до светодиодов

Эволюция освещения: от огня до светодиодов

Эволюция освещения, от открытия огня до современных светодиодных ламп, увлекательная история, сопровождающая человека с незапамятных времен.


На заре человечества свет был успокаивающим элементом, а тьма ночи приносила с собой страхи и страхи. Поскольку человек не мог генерировать свет, он мог полагаться на лунный свет, когда была видна звезда и небо было ясным. Пока человек не открыл огонь : с тех пор он строил факелы, масляные лампы, свечи, факелы, вплоть до электрических лампочек. Эволюция освещения — увлекательная история, сопровождающая человека с незапамятных времен.



Открытие огня и первые в истории лампы

Мы не знаем, когда и как человек открывает огонь. Ученые прослеживают это событие до 500 000 лет назад, когда его совершил Homo Erectus, но абсолютных определений нет. Не вызывает сомнений то, что открытие огня способствовало эволюции человечества , поскольку человек становится единственным существом на земле, способным обращаться с ним. Более того, миф о Прометее, который крадет огонь у богов, чтобы отдать его людям, прекрасно иллюстрирует важность этого элемента.

Прометей дает огонь человечеству

Прометей дает огонь человечеству,
Генрих Фридрих Фюгер, холст, масло, 1817 г.


Вскоре огонь стал очень важным элементом выживания первобытных людей. Его использовали для защиты от животных, для обогрева, для приготовления пищи, для ковки металлов и, конечно же, для освещения. Кострами первобытный человек освещал пещеры и пещеры, первые жилища в истории, делая их более уютными. В какой-то момент он понимает, что жирные вещества способствуют горению, поэтому создает факел, обматывая одну или несколько деревянных палочек тканью, пропитанной маслом или животным жиром.

Первые лампы в истории

Открытие этих примитивных видов топлива привело к созданию ламп или контейнеров, в которые вместе с фитилем помещали жирное вещество . Емкости изначально были ракушками, затем мы переходим к каменным чашам и, наконец, к глиняным и бронзовым артефактам. Фитиль делали из растительных волокон, а в качестве топлива использовали растительные масла или животный жир.

Эволюция освещения, терракотовая масляная лампа

Эволюция освещения, терракотовая масляная лампа


Эти первые лампы, также называемые масляными лампами, развивались по мере того, как человек приобретал более сложные методы обработки. Для их подвешивания добавляются крышки, цепи и крючки или пьедесталы, что также придает лампам художественную и символическую ценность. В римские времена стали использовать свечи , в основном из сала, реже из пчелиного воска. Только после середины 19 века стали использовать более дешевые парафиновые свечи.

Самые старые из сохранившихся свечей из пчелиного воска к северу от Альп с алеманнского кладбища в Оберфлахте (Германия), датируемые VI/VII веками нашей эры.

Самые старые из сохранившихся свечей из пчелиного воска к северу от Альп с алеманнского кладбища в Оберфлахте (Германия), датируемые VI/VII веками нашей эры.


Таким образом расстилались более или менее сложные канделябры, способные нести несколько свечей одновременно. Рождаются аппликации и люстры, более практичные, чем масляные лампы, для освещения интерьеров домов, особенно для самых богатых.

Канделябр римского периода

Канделябр римского периода


В средние века освещение не развивалось дальше, за исключением формы и типов масляных ламп и канделябров. Самыми популярными формами люстр были круги, короны или кресты. Небольшой новинкой является фонарь — кованый сосуд, защищенный толстым стеклом, в который помещали масляную лампу или свечу.

ПОРТРЕТ АРНОЛЬФИНИ , ЯН ВАН ЭЙК, ПАНЕЛЬ, МАСЛО, 1434 г.

ПОРТРЕТ АРНОЛЬФИНИ, ЯН ВАН ЭЙК,
ПАНЕЛЬ, МАСЛО, 1434 г.


ДЕТАЛЬ ИОСИФА, ДЕРЖАЩЕГО ФОНАРЬ СО СВЕЧОЙ, СКРУЧЕННОЙ НЕСКОЛЬКИМИ ФИТИЛЯМИ, В РОЖДЕСТВЕ, ОК.1485-1495
ДЕТАЛЬ ИОСИФА, ДЕРЖАЩЕГО ФОНАРЬ СО СВЕЧОЙ,
СКРУЧЕННОЙ НЕСКОЛЬКИМИ ФИТИЛЯМИ, В РОЖДЕСТВЕ,
ОК.1485-1495

СРЕДНЕВЕКОВАЯ ЛЮСТРА В МИНИАТЮРЕ ИЗ LE LIVRE DES TOURNOIS , РЕНЕ I Д'АНЖИО, ОК.1460
СРЕДНЕВЕКОВАЯ ЛЮСТРА В МИНИАТЮРЕ
ИЗ LE LIVRE DES TOURNOIS,
РЕНЕ I Д'АНЖИО, ОК.1460

ИЛЛЮСТРАЦИЯ ПОЛА ШТЕФФЕНСЕНА ИЗ ДАТСКОГО РОМАНА КАРИТ ЭТЛАР «DRONNINGENS VAGTMESTER», 1658–1660 г.г.

ИЛЛЮСТРАЦИЯ ПОЛА ШТЕФФЕНСЕНА
ИЗ ДАТСКОГО РОМАНА КАРИТ ЭТЛАР
«DRONNINGENS VAGTMESTER», 1658–1660 г.г.


В конце семнадцатого века распространился обычай наносить хрустальные капли на патроны для ламп — уловка, которая помогала отражать свет, увеличивая яркость.

Эволюция освещения: от масляной лампы до светодиодов

В 1783 году швейцарский химик Эме Арган (1750-1803) усовершенствовал масляную лампу, создав металлический резервуар для топлива, увенчанный стеклянным цилиндром. Свернутый фитиль служит дольше, а стекло помогает ограничить дым.

АРГАН ЛАМПА

АРГАН ЛАМПА


АРГАН ЛАМПА

АРГАН ЛАМПА


В это же время французский изобретатель Филипп Лебон (1767-1804) запатентовал первую систему газового освещения. Свойство генерировать свет и тепло газом, выделяющимся при сгорании ископаемого угля, было уже известно. Однако Лебон первым создал настоящую систему освещения, в 1801 году. Система состояла из большой дровяной печи, газы которой, полученные путем дистилляции, направлялись по трубам в различные комнаты для их освещения, а нагрев обеспечивался теплом, выделяемым печью. Однако газовые лампы в основном используются для освещения городов, заводов и общественных мест. На самом деле газовая система предусматривала слишком большие затраты на строительство домов, а также вызывала определенные опасения.

Домашнее освещение еще долго будет зависеть от масляных ламп, даже если они будут усовершенствованы и улучшены с точки зрения эффективности и эстетики. Надо сказать, что масло или животный жир уже давно заменены топливом из углеводородов, таким как керосин и нефть. Но сейчас приближается электрическая революция. После открытий в области электричества и различных изобретений, таких как «воздушная лампа с горючим воздухом» с электрическим зажиганием и «вольтова столб» Алессандро Вольта (1745-1827), мы имеем в 1800 г. «электрическую дугу» Гемфри Дэви, а в 1857 г. трубка Гейслера, предшественница неоновых ламп, которые освещались за счет ионизации содержащегося в них газа.

Лампа накаливания

Изобретение лампы накаливания приписывают Эдисону, но на самом деле это результат экспериментов нескольких изобретателей. Мы живем в конце семидесятых годов девятнадцатого века, и химик сэр Джозеф Уилсон Свон в 1878 году разработал лампочку, состоящую из стеклянной колбы с вакуумом внутри и угольной нити, которая, нагреваясь электрическим током, излучала свет это газ.

Ранние типы электрической молнии

Ранние типы электрической молнии. Бамбуковые угольные лампы накаливания А. Эдисона (типа 1880-1881 гг.); внизу слева электрическая свеча Б. Таблочкова (1876 г.); внизу справа оригинальная электрическая лампа Newcastle Carbon Rod Electric К. Свона (1878 г.)


Томас Эдисон совершенствует его, но между ними возникает спор, который заканчивается основанием компании Edison-Swan, одного из крупнейших производителей лампочек в мире. В 1910 году американский физик Уильям Дэвид Кулидж ввел в колбу газ и заменил угольную нить на вольфрамовую. В результате получается лампочка, которая не чернеет и гарантирует более длительный срок службы.

Электрическая лампочка

Электрическая лампочка


Люстра в стиле модерн, работающая от электричества, 1890 г., литография Антона Седера (1850–1916)

Люстра в стиле модерн,
работающая от электричества, 1890 г.,
литография Антона Седера (1850–1916)>


Другие типы лампВ то же время были разработаны другие типы ламп, от ртутной лампы (1901 г.) до неоновых трубок (1938 г.), от галогенной лампы (1959 г.) до компактной люминесцентной лампы (1980 г.). В соответствии с европейскими законами многие типы лампочек были запрещены либо из соображений безопасности, либо из-за экономии энергии. К ним относятся ртутные, лампы накаливания и галогенные лампы.

Светодиодное освещение

Освещение в настоящее время в основном возложено на светодиодные лампы, которые считаются более эффективными, безопасными и универсальными. Светодиодные лампы были изобретены лауреатом Нобелевской премии по физике Сюдзи Накамурой в 1993 году. Технология светодиодов ( светоизлучающих диодов ) основана на принципе твердотельного освещения, в котором свет генерируется с помощью полупроводников, а не с помощью нити накала или газа. Светодиоды сейчас используются во всех областях, в которых необходимо использовать свет, от декоративных ламп до фар автомобилей, от уличного освещения до архитектурного освещения.

Светодиодное освещение

Светодиодное освещение>

Эволюция освещения: исследования электричества

Эволюция освещения претерпевает бурное развитие после открытия электричества и возможностей его применения к лампам. В наше время некоторые ученые начинают интересоваться явлением электричества. Этимология термина раскрывает его греческое происхождение:

ELEKTRICOS происходит от электрона, желтого янтаря, и объясняет свойство этого камня притягивать частицы при трении.
Мы обязаны английскому ученому Уильяму Гилберту (1544–1603) первым трактатом на эту тему, De Magnete, в котором он перечисляет материалы, обладающие «электрическими» свойствами. На основе этих исследований немецкий ученый Отто фон Герике (1602-1686) изобрел первый автоматический насос для создания вакуума и облегчения притяжения между наэлектризованными телами, устраняя трение воздуха. В 1672 году он построил первый электростатический генератор, состоящий из шарика серы, который вращается механически. Статическое электричество возникает при трении руки о движущийся шар. Следует отметить, что целью этих опытов было изучение обмена электричеством между телами, а не получение люминесценции.

Иллюстрация из тома «Experimenta Nova Magdeburgica de Vacuo Spazio» Отто фон Герике (Амстердам, 1672 г.): электрическая машина с серным шаром.

Иллюстрация из тома «Experimenta Nova Magdeburgica de Vacuo Spazio» Отто фон Герике (Амстердам, 1672 г.): электрическая машина с серным шаром.


Начиная с восемнадцатого века эволюция освещения резко ускоряется. Англичанин Стивен Грей (1666-1736) открыл проводящие и изолирующие свойства материалов по отношению к электрической энергии, названной тогда электрической жидкостью. Французский химик Шарль дю Фэй (1698-1739) открыл электрический заряд и, как следствие, поляризацию между отрицательным и положительным зарядом. В 1745 году Эвальд Юрген фон Клейст (1700-1748) для хранения электрической энергии изобрел первый электрический конденсатор, бутыль, наполненную водой или ртутью, названную лейденской банкой.

Эвальд Юрген фон Клейст и «лейденская банка»

Эвальд Юрген фон Клейст и «лейденская банка»


Именно итальянец Алессандро Вольт в 1800 году объединил эти и другие исследования в революционную «вольтову батарею» — батарею, состоящую из колонны из медных и цинковых дисков, окруженных слоем пропитанной кислотой ткани. По сравнению с электростатическим генератором, которым нужно было управлять вручную, гальваническая батарея позволяла непрерывно генерировать электричество.

Ла Пила Алессандро Вольта, из Fondo Antiguo de la Biblioteca de la Universidad de Sevilla из Севильи, Испания.

Ла Пила Алессандро Вольта, из Fondo Antiguo de la Biblioteca de la Universidad de Sevilla из Севильи, Испания.


Вольтова батарея усовершенствована другими учеными, такими как Майкл Фарадей (1781-1867) , который изобрел динамо, генератор, преобразующий механическую энергию в постоянный ток. Соединение динамо-машины с гидравлической турбиной привело к строительству первой гидроэлектростанции недалеко от Ниагарского водопада в 1879 году. Теперь электричество доступно каждому.

Единица измерения
Электричество измеряется с использованием различных параметров:
  • Мощность P - единица измерения Ватт, где 1 кВт = 1000 Вт.
  • Потребляемая мощность - кВт, где мощность кВтч потребляется за 1 час.
  • Мощность равна произведению между напряжением -V, измеренным в Вольтах-, и током -I, измеренным в Амперах А.
  • Напряжение - электростатическая сила в электрическом поле
  • Сила тока - количество зарядов, движущихся в проводнике
  • Постоянный ток - постоянное значение во времени
  • Переменный ток - значение, которое изменяется с течением времени путем чередования значений положительное и отрицательное равны. Электричество в наших домах находится в переменном напряжении.




(Copyrighted © Перевод с итальянского языка Louiza Smith)



Источник:
CINZIA CORBETTA,
«Evoluzione dell’illuminazione, dal fuoco ai LED»