Доғалы шам - Arc lamp

15 кВт ксенон қысқа доғалы шам қолданылған IMAX проекциялау жүйесі.
Криптондық доға шамы (үстіңгі жағы) ксенонның үстінде көрсетілген flashtube. Үшін пайдаланылған екі шам лазерлік сорғы, электродтардың пішіні жағынан өте ерекшеленеді, атап айтқанда, катод (сол жақта).

Ан доға шамы немесе доға жарығы - жарық шығаратын шам электр доғасы (оны вольта доғасы деп те атайды). Ойлап тапқан ауадағы көміртегі электродтары арасындағы доғадан тұратын көміртекті доғалық жарық Хамфри Дэви 1800 жылдардың бірінші онкүндігінде алғашқы практикалық болды электр жарығы.[1] Ол 1870 жылдардан бастап көше мен үлкен ғимараттарды жарықтандыру үшін кеңінен қолданылып, оны ауыстырғанға дейін қолданылды қыздыру шамы 20 ғасырдың басында.[1] Ол жоғары мамандандырылған қосымшаларда пайдалануды жалғастырды, мысалы, қарқындылығы жоғары жарық көзі қажет болды прожекторлар және кинопроекторлар кейінге дейін Екінші дүниежүзілік соғыс. Көміртекті доғалы шам қазір осы мақсаттардың көпшілігінде ескірген, бірақ ол әлі де жоғары қарқындылық көзі ретінде қолданылады ультрафиолет жарық.

Бұл термин қазір қолданылады газды шығаратын шамдар, шыны лампадағы инертті газ арқылы металл электродтары арасындағы доға арқылы жарық шығарады. Жалпы люминесцентті шам бұл төмен қысымды сынапты доға лампасы.[2] The ксенон доға лампасы ол жоғары қарқынды ақ жарық шығарады, қазір бұрын кинопроекторлар мен прожекторлар сияқты көміртегі доғасын қолданған көптеген қосымшаларда қолданылады.

Пайдалану

Ан доға бұл газ болған кезде пайда болатын разряд иондалған. Доға «тұтану» немесе «соғу» үшін жоғары кернеу лампа арқылы импульстанады, содан кейін разрядты төменгі кернеуде ұстап тұруға болады. «Ереуіл» үшін электр тізбегі қажет тұтандырғыш және а балласт. Балласты шаммен тізбектей сым арқылы қосылады және екі функцияны орындайды.

Біріншіден, қуат бірінші рет қосылғанда, тұтандырғыш / стартер (шам бойынша параллель сыммен қосылады) балласт пен стартер арқылы шағын ток орнатады. Бұл балласт орамдарының ішінде шағын магнит өрісін тудырады. Бір сәттен кейін стартер индуктивтілігі жоғары балласттан ағымды тоқтатады, сондықтан ток ағынын ұстап тұруға тырысады (балласт ол арқылы токтың өзгеруіне қарсы тұрады); ол жасай алмайды, өйткені «тізбек» жоқ. Нәтижесінде балластта бір сәтте жоғары кернеу пайда болады, оған шам қосылған; сондықтан лампа осы жоғары кернеуді алады, ол түтік / шам ішіндегі доғаны «ұрады». Шам доғаны ұстап тұру үшін жеткілікті иондалғанға дейін тізбек бұл әрекетті қайталайды.

Шам доғаны ұстап тұрғанда, балласт екінші шаманы басқарады, бұл шамды басқару үшін қажет токпен шектеледі. Шам, балласт және тұтандырғыш бір-біріне сәйкес келеді; бұл бөлшектерді істен шыққан компоненттің деңгейімен ауыстыру керек, әйтпесе шам жұмыс істемейді.

Шам шығаратын жарықтың түсі оның электрлік сипаттамалары температура мен уақытқа байланысты өзгеруіне байланысты өзгереді. Найзағай - атмосфера жер мен дауыл бұлттарының арасындағы жоғары потенциалдар айырымымен (кернеуімен) иондалатын ұқсас қағида.

Жұмыс кезінде криптон доғалы шамы.

Доға шамындағы доғаның температурасы Цельсий бойынша бірнеше мың градусқа жетуі мүмкін. Сыртқы шыны конверт Цельсий бойынша 500 градусқа дейін жетуі мүмкін, сондықтан қызмет көрсетпес бұрын шамды ұстап тұру үшін оның жеткілікті салқындағанын қамтамасыз ету керек. Көбінесе, егер бұл шамдар сөніп қалса немесе электр қуатын жоғалтып алса, шамды бірнеше минут бойы қайта бастай алмайсың (суық рейкп лампалары деп аталады). Алайда кейбір шамдарды (негізінен люминесцентті түтіктер / энергияны үнемдейтін шамдар) өшірілген бойда өшіруге болады (ыстық рейкп лампалары деп аталады).

1975 жылы Дэвид Кэмм мен Рой Нодуэлл ойлап тапқан Vortek су-қабырға плазмалық доға лампасы. Британдық Колумбия университеті, Ванкувер, Канада, Гиннестің рекордтар кітабына 1986 және 1993 жылдары 300 кВт-тан астам немесе 1,2 миллион шам шамасындағы үздіксіз жанатын жарық көзі ретінде кірді.[3]

Көміртекті доға шамы

A көміртегі доға шамы, қақпағы алынған, тұтану нүктесінде. Бұл модель электродтарды қолмен реттеуді қажет етеді
«Доға» әсерін көрсететін электр доғасы.
Дэвидікіне ұқсас сұйық аккумуляторлармен жұмыс жасайтын көміртегі доғасының алғашқы тәжірибесі
Медициналық көміртекті доға лампасы тері ауруларын емдеу үшін қолданылады, 1909 ж
Уильям Эдвардс Стайт ұсынған өзін-өзі реттейтін доға лампасы және Уильям Петри 1847 ж

Танымал қолданыста бұл термин доға шамы білдіреді көміртегі доға шамы тек. Ішінде доғалы шам, электродтар - бос ауадағы көміртекті өзекшелер. Шамды жағу үшін шыбықтар бір-біріне тиіп, осылайша салыстырмалы түрде төмен кернеу доғасына соғуға мүмкіндік береді.[1] Содан кейін шыбықтар біртіндеп алшақтатылады, ал электр тогы жылынып, саңылау бойымен доға ұстап тұрады. Көміртек таяқшаларының ұштары қызады және көміртегі буланады. Доғадағы көміртегі буы өте жарық, сондықтан жарқын жарық пайда болады.[1] Шыбықтар пайдалануда баяу күйіп кетеді, және доғаны ұстап тұру үшін олардың арасындағы қашықтықты үнемі өзгерту қажет.[1]

Қашықтыққа автоматты түрде әсер ететін көптеген тапқыр механизмдер, негізінен, негізделген соленоидтар. Ең қарапайым механикалық реттелетін формалардың бірінде (оны көп ұзамай тегіс әсер ететін құрылғылар алмастырды) электродтар тігінен орнатылады. Доға беретін ток беріледі серия жоғарғы электродқа бекітілген электромагнит арқылы. Егер электродтардың нүктелері жанасса (іске қосылғандай) кедергі төмендейді, ток күші артады және электромагниттен тартылған күштің күші нүктелерді алшақтатады. Егер доға істен шыға бастаса, ағым төмендейді және нүктелер қайтадан жабылады.

The Яблочков шамы реттегіші жоқ қарапайым доға лампасы, бірақ оның кемшіліктері бар, оны доңғалақты қайта қосу мүмкін емес (бір рет қолдану) және шектеулі қызмет ету мерзімі бірнеше сағат.

Тарих

Көміртекті доғалық жарықтандыру тұжырымдамасын алғаш рет көрсеткен Хамфри Дэви 19 ғасырдың басында, бірақ дереккөздер ол оны алғаш көрсеткен жыл туралы келіспейді; 1802, 1805, 1807 және 1809 жж. Дэви көмір таяқшаларын және екі мыңұяшық батарея 4 дюймдік (100 мм) саңылауға доға жасау. Ол электродтарын көлденең етіп орнатып, ауаның конвекция ағыны күшті болғандықтан, доғаның доға тәрізді формасын қалыптастырғанын атап өтті. Ол «арка шамы» терминін енгізді, ол құрылғылар «доғалық шаммен» шартты түрде қолданыла бастаған кезде пайда болды.[4]

ХІХ ғасырдың соңында электр доғалық жарықтандыру көпшілікке жарық беру үшін кеңінен қолданылды. Электр доғаларының жыпылықтауға және ысқыруға бейімділігі үлкен проблема болды. 1895 жылы, Герта Айртон арналған бірқатар мақалалар жазды Электрик, бұл құбылыстар доғаны құруға қолданылатын көміртегі өзектерімен оттегінің жанасуының нәтижесі екенін түсіндірді.[5][6] 1899 жылы ол өзінің қағазын оқудан бұрын оқыған алғашқы әйел болды Электр инженерлері институты (IEE). Оның қағаздары «Электр доғасының Hissing» болды.[7]

Доға шамы электр қуатын алғашқы коммерциялық мақсатта пайдалануды қамтамасыз етті, бұл бұрын тәжірибе, телеграф және ойын-сауықпен шектелген құбылыс.[8]

АҚШ-тағы көміртекті доғалық жарықтандыру

Доға шамының мысалдары.jpg

Америка Құрама Штаттарында 1850 жылдан кейін доғалық шамдарды шығаруға тырысулар болды, бірақ тұрақты электр қуатының болмауы күш-жігерді тоқтатты. Осылайша электр инженерлері мәселені жақсарту мәселесіне баса бастады Фарадейдікі динамо. Тұжырымдаманы бірқатар адамдар жетілдірді, соның ішінде Уильям Эдвардс Стайт [де ] және Чарльз Ф.. Сияқты шамдар 1870 жылдарға дейін болған жоқ Яблочков шамы жиі кездесетін. 1877 жылы Франклин институты динамо жүйелерін салыстырмалы тестілеу өткізді. Браш жасаған біреуі ең жақсы нәтижеге қол жеткізді, ал Браш өзінің жетілдірілген динамосын бірден доғалық жарықтандыруға қолданды, бұл ерте қолдану болды Қоғамдық алаң жылы Кливленд, Огайо, 1879 жылдың 29 сәуірінде.[9] Осыған қарамастан, Вабаш, Индиана штаты «қылқалам шамдарымен» жарықтандырылған алғашқы қала деп мәлімдейді. Осы шамдардың төртеуі 1880 жылы 31 наурызда белсенді болды. Вабаш, IN Вабаш толығымен 4 шаммен жарықтандырылатындай кішкентай қала болды, ал Кливлендтің қоғамдық алаңындағы қондырғы сол үлкен қаланың бір бөлігін ғана жарықтандырды. Brush Lights, Кливленд 1880 жылы қылқалам құрды Brush Electric компаниясы.

Қатал және керемет жарық Кливлендтің қоғамдық алаңы сияқты қазіргі заманғыға қарағанда шамамен 200 есе күштірек қоғамдық орындар үшін ең қолайлы болып табылды. жіп тәрізді шамдар.

Brush электр доғалы шамдарын қолдану тез таралды. Ғылыми американдық 1881 жылы жүйенің келесіде қолданылғаны туралы хабарлады:[10]Прокат өндірістерінде, болат зауыттарында, дүкендерде 800 жарық, жүн, мақта, зығыр мата, жібек және басқа фабрикаларда 1240 жарық, ірі дүкендерде, қонақ үйлерде, шіркеулерде 425 жарық, саябақтарда, доктарда және жазғы демалыс орындарында 250 жарық, 275 жарық теміржол деполары мен дүкендері, шахталарда 130 балқыту, балқыту жұмыстары, әртүрлі типтегі фабрикалар мен мекемелерде 380 шамдар, жарықтандыру бекеттерінде 1500 жарық, қаланы жарықтандыру үшін, Англияда және басқа да шет елдерде 1200 жарық, барлығы 6000-нан астам жарық нақты сатылған.

1880 жылдары үш үлкен жетістік болды: Франтишек Кижиж 1880 жылы электродтарды автоматты түрде реттеуге мүмкіндік беретін механизм ойлап тапты. Доғалар көміртекті тұтынуды бәсеңдету үшін кішкене түтікке салынған (өмір сүру ұзақтығын 100 сағатқа дейін). Доғалы лампалар Көміртек таяқшаларында жарық шығаруды арттыру және түрлі түстер шығару үшін метал тұздары (әдетте магний, стронций, барий немесе кальций фторидтері) қосылған жерлерде енгізілді.

АҚШ-та доға жарықтандыру жүйелерін және жетілдірілген динамоларды патенттік қорғау қиынға соқты, нәтижесінде доға жарықтандыру саласы жоғары бәсекеге қабілетті болды. Қылқаламның негізгі сайысы команда құрамынан болды Элиху Томсон және Хьюстон Эдвин Дж. Бұл екеуі 1880 жылы Американдық электр корпорациясын құрды, бірақ оны көп ұзамай сатып алды Чарльз А., көшті Линн, Массачусетс, және атауын өзгертті Томсон-Хьюстон электр компаниясы. Томсон компанияның жарықтандыру жүйесінің жетілдірілуін патенттеудің басты өнертапқыш данышпаны болып қала берді. Томсон-Хьюстонның патенттік сенімді өкілі басшылығымен, Фредерик П. Балық, компания өзінің жаңа патенттік құқықтарын қорғады. Табыт басшылығы компанияны бәсекелестермен бірігу және сатып алу саясатын жүргізді. Екі стратегия да электр жарығын өндіру саласындағы бәсекелестікті төмендеткен. 1890 жылға қарай Томсон-Хьюстон компаниясы АҚШ-тағы электр өндіруші компания болды.[11] Никола Тесла 447920 АҚШ патентін алды «Доғалы шамдарды пайдалану әдісі«(1891 ж. 10 наурыз), бұл секундына 10000 циклді сипаттайтын, адамның есту ауқымындағы жиіліктерде жұмыс істейтін доға лампалары шығаратын қуат жиілігі гармоникасының келіспейтін дыбысын басу үшін.

Ғасырдың басында доға жарықтандыру жүйелері құлдырады, бірақ Томсон-Хьюстон қалалық жарықтандыру жүйелерінің негізгі патенттерін басқарды. Бұл бақылау қыздыру жарықтандыру жүйелерінің кеңеюін баяулатады Томас Эдисон Келіңіздер Edison General Electric компаниясы. Керісінше, Эдисонның тұрақты токтың таралуын және машиналар шығаратын патенттерді басқаруы Томсон-Хьюстонның одан әрі кеңеюіне тосқауыл қойды. Екі компания бірігіп, 1892 жылы пайда болған кезде кеңеюге жол берілмейді General Electric компаниясы.[11]

Доғалы лампалар кейбір алғашқы киностудияларда интерьер кадрларын жарықтандыру үшін қолданылған. Бір мәселе, олар осындай жоғары деңгейге ие болды ультра күлгін көптеген актерлер киюі керек жарық күннен қорғайтын көзілдірік ультра күлгін сәуледен пайда болатын ауырсынуды жеңілдету үшін камерадан тыс кезде. Мәселе ультра күлгінге тосқауыл қойып, шамның алдына кәдімгі терезе әйнегі парағын қосу арқылы шешілді.[дәйексөз қажет ] «Талкидің» таңында киностудияларда доға шамдары басқа жарық түрлерімен ауыстырылды.[дәйексөз қажет ] 1915 жылы, Elmer Ambrose Sperry өзінің қарқындылығы жоғары көміртекті доғасын ойлап таба бастады прожектор. Бұлар 20 ғасырда барлық әскери-теңіз күштерінің әскери кемелерінде дұшпандарға белгі беру және жарықтандыру үшін қолданылған.[12] 20-шы жылдары көміртекті доғалы шамдар табиғи күн сәулесінің орнын басатын отбасылық денсаулық сақтау құралдары ретінде сатылды.[13]

Доғалы шамдардың орнын жіп тәрізді шамдар басты рөлдерде атқарды, мысалы, тек белгілі бір қосымшаларда ғана қалды кино болжам, кейінгі нүктелер және прожекторлар. Осы қосымшалардың өзінде кәдімгі көміртекті доға лампалары ескіруге мәжбүр ксенон доға лампалары, бірақ әлі күнге дейін прожекторлар ретінде кем дегенде 1982 жылдың соңында шығарылды[14] және әлі күнге дейін кем дегенде бір мақсатта өндіріледі - қоршаған ортаның әсерінен материалдың қаншалықты тез ыдырайтындығын бағалауға арналған «жедел қартаю» машиналарында күн сәулесін модельдеу.[15][16]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ а б c г. e Whelan, M. (2013). «Доға шамдары». Ресурстар. Edison Tech орталығы. Мұрағатталды түпнұсқасынан 2014 жылғы 10 қарашада. Алынған 22 қараша, 2014.
  2. ^ Чен, Као (1990). «Флуоресцентті шамдар». Өнеркәсіптік электр энергиясын тарату және жарықтандыру жүйелері. Электротехника және электроника. 65. Нью-Йорк: Деккер. б. 350. ISBN  978-0-8247-8237-5. Флуоресцентті лампа ... төмен қысымды сынап доғасымен ... іске қосылады.
  3. ^ Войер, Роджер (1994). Жаңа инноваторлар: канадалықтар білімге негізделген экономиканы қалай қалыптастыруда?. Торонто: James Lorimer & Company Ltd. б.20. ISBN  978-1-55028-463-8.
  4. ^ Слинго, Уильям; Брукер, Артур (1900). Электрлік жеңіл қолөнершілерге арналған электротехника. Лондон: Longmans, Green and Co. б. 607. OCLC  264936769.
  5. ^ Оукс, Элизабет А. Әлем ғалымдарының энциклопедиясы (2 басылым). Нью-Йорк: Файлдағы фактілер. б. 35. ISBN  9781438118826.
  6. ^ Брутон, Элизабет (2018). «Герта Айртонның өмірі мен материалдық мәдениеті». Ғылым мұражайының журналы. Ғылым мұражайы, Лондон. дои:10.15180/181002. Алынған 23 мамыр 2019.
  7. ^ Айртон, Герта (Маусым 1899). «Электр доғасының Hissing». Электр инженерлері институтының журналы. 28 (140): 400–436. дои:10.1049 / jiee-1.1899.0020.
  8. ^ Гилберт, Жерар. Сыншының таңдауы Тәуелсіз, 6 қазан 2011 ж
  9. ^ «Кливленд + қоғамдық өнер» (PDF). Позитивті Кливленд. 2008. б. 3. мұрағатталған түпнұсқа (брошюра) 2008-05-17. Алынған 2009-05-18.
  10. ^ «Қылқалам электр жарығы». Ғылыми американдық. 44 (14). 2 сәуір, 1881. мұрағатталған түпнұсқа 2011 жылдың 11 қаңтарында.; Огайо жадының жинағы қақпақты көбейту Мұрағатталды 2016-03-13 Wayback Machine
  11. ^ а б Дэвид Ф. Нобль, Америка дизайны бойынша: ғылым, технология және корпоративті капитализмнің өрлеуі (Нью-Йорк: Oxford University Press, 1977), 6-10.
  12. ^ I. C. B. Құрметті және Питер Кемп, редакция., «Сперри, Элмер Амброуз», Оксфордтың кемелер мен теңізге серігі, 2-ші басылым. (Нью-Йорк: Oxford University Press, 2006). ISBN  0-19-920568-X
  13. ^ «Eveready Carbon Arc күн сәулесінің шамы туралы жарнамалар». Einhorn Press. Мұрағатталды түпнұсқадан 2009 жылғы 1 маусымда. Алынған 11 қараша 2008.
  14. ^ [1]
  15. ^ Center, Copyright 2015 Edison Tech. «Доға шамдары - олар қалай жұмыс істейді және тарих». www.edisontechcenter.org. Мұрағатталды түпнұсқасынан 2017-06-17. Алынған 2018-01-13.
  16. ^ «Индексі / суга». Архивтелген түпнұсқа 2015-04-27. Алынған 2015-04-16.

Библиография

Сыртқы сілтемелер