Nyomonkövetés

Ellenőrizd, hol tart a rendelésed:

Hogyan működik?

Miért pont mi?

  • Nagyon kedvező és
    gyors kiszállítás
  • Lámpáinkra dupla idejű
    garanciát vállalunk
  • Vásárláshoz regisztrálnod
    sem kell
Tovább olvasom »

A világítás feljődésének története

A mesterséges fény előállítása és a sötétség felett való uralkodás azóta foglalkoztatja az emberiséget mióta megismerte a tüzet, így ebben a cikkben a világítás evolúcióját vizsgáljuk, azokból is próbáltuk az érdekesebb eseményeket összegyűjteni. Érintünk pár különleges témát, mint pl. elődeink furcsa alvási szokásait, melyet a világítás változtatott meg, de szó lesz az első izzólámpák különleges felépítéséről, magyar vonatkozásokról és eloszlatunk pár téves következtetést Thomas Edison-ról.
Az ősember is használta a tüzet

Kutatásoknak köszönhetően általánosan elfogadott tény, hogy a tüzet már a Homo erectus is használta. Egyes becslések szerint az emberiségnek már 1,4 millió éve sikerült “megszelídítenie” a tüzet, bár ez a feltevés sokak által vitatott, sokkal valószínűbbnek tartják az előző szám felét, azaz a 700 ezer évet. Vita ide vagy oda abban mindenki egyetért, hogy a tűznek óriási szerepe volt az emberiség feljődését tekintve. Amellett, hogy meleget adott és védelmet nyújtott a ragadozók ellen, segítette a különféle tápanyagok emészthetőbbé tételét, ami jelentősen serkentette az agyi működést, hozzájárulva ezzel a mai modern ember kialakulásáshoz. A felsorolásból természetesen nem felejtettük ki, a cikkünk szempontjából legizgalmasabb jellemzőt sem: történetesen azt, hogy a tűz fényt biztosít. Elődeink számára nagyon sokáig ez volt az egyetlen sötétben is elérhető fényforrás.

A világítás evolúciójában a következő lépcsőfokig nagyjából Kr. e. 640-ig kellett várni. Ekkor jöttek rá az emberek, hogy a napfény, egy megfelelő tisztaságú hegyi kristály és valamilyen gyúlékony anyag (pl. elszáradt falevelek) segítségével pillanatok alatt tűz gyújtható. Ugyanez a jelenség napjainkban is könnyedén rekonstruálható, egy egyszerű nagyítóval és némi papír segítségével.

Több mint 200 évvel később, Kr. e. 406-ban jelentek meg az első olajmécsesek, melyek (funkciójukat tekintve) a mai elemlámpák őseinek mondhatják magukat. Egyszerű felépítsésüknek köszönhetően (hőálló cserépedény, olaj, kanóc) hamar elterjedté váltak: az olajlámpásról a Biblia is említést tesz. Népszerűségük egyik oka az volt, hogy a használathoz szükséges olajat a különböző földrajzi tájegységeken élő népcsoportok, a saját területi adottságaikhoz tudták igazítani: a működéshez szükséges éghető anyagot biztosíthatta halolaj, nyers kőolaj, vagy különböző növényekből (magvakból vagy akár répából) kisajtolt olaj is.

A következő lépcsőfok egy, a mécsesekhez kapcsolódó innovácó volt: sikerült kifejleszteni az újratölthető olajmécseseket, melyekben akár használat közben is lehetőség volt az elégetett olajat pótolni.

Még mindig időszámításunk előtt, egészen pontosan Kr.e. 106-ban járunk amikor megjelentek az első viaszgyertyák és a különböző típusú fáklyák, de (ekkor még) csak vallási szertartásoknál voltak használatban.

Mi már általános iskolában kémia órán megtanulhattuk, hogy az égési folyamatnak két fontos alapanyagra van szüksége: valamilyen szerves (éghető) anyagra és oxigénre. Azonban nem mindenki részesülhetett ebben a kiváltságban, ugyanis az az oxigén fontossága egészen 1260-ig senkinek nem tűnt fel. Ebben az évben viszont Roger Bacon - angol szerzetes - fényt derített erre a nagyon fontos kritériumra, amikor a tüzet zárt edényben vizsgálta.

Foszforos testfesték

A foszfor egyik lehetséges felhasználási módja, a testfestékbe való keverés

Bacon-on kívül Henning Brand német alkimista akaratlanul is fontos úttörőjévé vált a világítás fejlődés történetének. Az alkimista olyan személy akinek kutatásai a “bölcsek kövének” megtalálására irányulnak. Az elképzelések szerint a bölcsek köve egy olyan anyag, aminek segítségével az alacsonyabb minőségű (és ezáltal a természetben nagy mennyiségben előfoduló) nemesfémek arannyá változtathatóak. Mint előtte már sokan, ő is a vizeletet helyezte kísérletei középpontjába. 1669-ben több napig lombikban vizeletet tartott, amit főzéssel besűrítetett, ezt követően a megmaradt anyagot vörös-izzásig hevítve desztillálta, majd az így keletkezett gőzt víz alatt kondenzáltatta. Ennek a folyamatnak a végén előállt egy viasz-szerű anyag ami a levegővel érintkezve sötétben is fényt bocsátot ki, láng nélkül. Henning “hideg tűz”-nek nevezte el a felfedezett anyagot, amely később megkapta a ma is ismert foszfor nevet. Szerencsére napjainkban már nem vizeletből, hanem kalcium-foszfátból állítják elő a foszfort.

Furcsa alvási szokások

Az 1800-as évek előtt, még mielőtt az első kereskedelmi forgalomban kapható izzók megszülettek volna az emberek egy-egy éjszaka alatt két részletben aludtak. Ez akkoriban teljesen megszokott jelenség volt. Az első szakaszban körülbelül 4,5-5 órát aludtak. Ezt követte 1-2 órás ébrenlét, majd a következő szakaszban kb. 3 órás alvással folytatták a pihenést, összeségben tehát annyit aludtak mint mi, csak két részletben. Viszont ettől eltér a téli időszak, amikor a napi ágyban töltött idő elérte a 9-10 órát is (valljuk meg magunknak ezt azért mi is meg tudnánk szokni). Ekkor nem csak a fény hiánya vagy a lustálkodásra való hajlam volt a meghatározó indok az ágyban maradásra: egészen egyszerűen ez volt a legolcsóbb módja a melegedésnek.
A modern világítás elterjedésével azonban gyökeresen megváltoztak az alvási szokások, ugyanis megjelent a közvilágítás. A vendéglátó iparban tevékenykedő helységek (kávézók, kocsmák, éttermek) tovább tartottak nyitva, ekkor virágzott fel az éjszakai élet. Így már nem igazán jutott elég idő kétszer aludni egy éjszaka alatt, a munkát meg már akkor is reggel kezdték el az emberek.

Térjünk is át az 1800-as évekre, amikor is már javában tombolt az ipari forradalom, felfedezték az elektromos áramot, így egyre nagyobb igény mutatkozott egy villamosengeriával működő, olcsón előállítható, nagy üzemidejű fényforrásra. Teljes lendülettel beindulhattak a kísérletezések, melyek középpontjaiban szinte kivétel nélkül az elektromos áram és a különböző típusú izzószálak álltak.

A fontosabb mérföldköveket az átláthatóság kedvéért idővonalon ábrázoltuk:

Humphry Davy volt az első aki felizzított egy vékony platinaszálat elektromos áram segítségével. Bár az így létrehozott izzó fényereje nem volt nagy, sem pedig tartós, ennek ellenére fontos kiindulópont volt a további kutatások szempontjából.
Irinyi János
szabadalmaztatta
gyufáját, mely zajtalan
és robbanásmentes.
A platina izzószálas,
vákuumos izzót
Frederick de Moleyns
készítette el és ezt követően
szabadalmaztatta is.
John W. Starr szabadalmaztatta a szénszálas izzót.
Ebben az évben fejlesztik ki azt a technikát amely alkalmas a gépi üvegfúvásra, ami a későbbiekben nagyban hozzájárul az izzólámpák tömeggyártásához.
Joseph Wilson Swan elkészíti a cellulóz izzószálas izzót, amit szabadalmaztatott, majd megalapítja a Swan Electric Light Company-t.
Szintén Humphry Davy volt,
aki megalkotta az első
szénelektródos ívlámpát.
Ez még mindig nem egy
tökéletes technológián
alapuló fényforrás volt,
viszont szintén kiemel-
kedő lépcsőfok volt a világítás evolúciójában.
Robert Grove brit
fizikus elkészíti
a vákuum
izzólámpát, amiben
izzótestként egy
platinaspirál világít.

Ugyanebben az
évben Warren de la Rue
elkészített egy tekercselt
platinaszálas, vákuum-
búrába zárt lámpát úgy,
hogy az izzószálat felhevítette elektromos árammal. Bár a technológia tökéletesnek bizonyult, a platina magas ára miatt a találmány nem terjedt el.
Tovább fejlesztik az ívlámpát, melyet 1809-ben találtak fel. Az új felépítésben a szénrúd nem égett le olyan hamar, mint az eredeti verzióban, ezáltal már használható fényforrást sikerült előállítani.

Edison vs. Swan

Thomas Alva Edison

Thomas Alva Edison
1847-1931

Thomas Alva Edison

Joseph Wilson Swan
1828-1914

Ha a villanykörte történetéről esik szó akkor mindenkinek Thomas Alva Edison (1847-1931) neve ugrik be, de a korábbiakban láthatjuk, hogy milyen sok ember tette hozzá tudását a mai villanykörték kialakulásához.
Ilyen volt Joseph Wilson Swan (1828-1914) brit feltaláló is. Swan már 1860-ban be tudta mutatni működő izzóját, de a kellő vákuum és áramforrás hiányában csak rövid ideig működött. Ennek ellenére nem adta fel a kísérletezést, az eredmény pedig nem maradt el: ő lett az első ember a világon, akinek az otthonát izzólámpák világították be (szintén az ő háza volt az első, amelynek vízenergia biztosította az áramellátását). 1878-ban kifejlesztett egy eljárást ami meggátolta a búra elfeketedését. A cellulóz szálas izzójához hasonlóan, ezt a talalálmányát is szabadalmaztatta.

Amíg Swan-nak már több szabadalma is volt a szakterületen, addig Thomas Edison csak ekkor kezdett el komolyabban foglalkozni a praktikus izzók kutatásával. 1878-ban létrehozta az Edison Electric Light Company-t New York-ban, majd a következő évben megvásárolta Henry Woodward és Mathew Evans szabadalmát, amit még 1874-ben jegyeztek be. A szabadalom tárgya egy olyan eljárás volt, melyben különböző méretű és formájú szénrudakat helyeztek el egy nitrogénnel töltött üvegbúrában. A szénrudakat (lényegében ezek voltak az izzószálak) elektródok tartották a helyükön, a nitrogén pedig védőgázként funkcionált. Henry és Mathew korábban megpróbáltak kereskedni ötletükkel, de nem jártak sikerrel.

Edison első sikeres kísérlete 1879. október 22-én volt, izzója 13,5 órán keresztül működött.
A továbbfejlesztett változatot november 4-én szabadalmaztatta, és év végén (egészen pontosan decemberben 31-én) bemutatta a nagyközönség előtt. Edison és csapata rengeteg szénszál-előállítási módot próbált ki és szabadalmaztatott (pl. papírból, pamutból, fából készült izzószálakat). Néhány hónappal később arra is rájöttek, hogy a bambuszból készített izzószál akár 1200 üzemórát is működik. Az elszenesített bambuszszál jobb volt elődeihez képest, mivel már néhány száz voltos feszültséggel is használható volt. Nyilván mai szemmel nézve ez nem minősül kiemelkedő értéknek, de arra alkalmas volt, hogy a háztartásokban elterjedjen a praktikus és biztonságos izzó eme formája.

“Olyan olcsóvá tesszük az elektromosságot, hogy csak a gazdag fog gyertyákat égetni.”
Thomas Edison

Edison and Swan United Electric Light Company

Az Ediswan egyik korabeli
plakátja

Edison és Swan is hosszú éveken keresztül próbálta megalkotni a lehető legtökéletesebb izzót. Emiatt a közös kapcsolódási pont miatt akkoriban sokan azt a következtetést vonták le, hogy együtt dolgoznak. A valóságban azonban ez közel sem volt így, kettejük munkája teljesen különálló volt. Bár mindketten hallottak egymásról és tudtak egymás munkásságáról, sokáig egyáltalán nem kommunikáltak. A kapcsolat a két feltaláló között 1883-ban született meg, amikor a két versengő társaság úgy döntött, hogy egyesül kiaknázva ezzel mind Edison, mind Swan elképzeléseit. Ebből a fúzióból alakult meg az Edison & Swan United Electric Light Company, másik ismert nevén az Ediswan. Természetesen a két cég kollaborációjához vezető út nem ilyen egyszerű történet, nézzük meg kicsit részletesebben.

A két cég egyesülése előtt Edison Amerikában azon dolgozott, hogy a Swan által kitalált és szabadalmaztatott izzókat tökéletesítse. Bár Swan volt az aki kitaposta az utat, Edisonnak is sikerült szabadalmaztatnia saját izzóját ami egy meglehetősen közvetlen másolata volt Swan-énak. Miután a szabadalmaztatás megtörtént, Edison lejárató kampányt indított, miszerint Swan másolta le az ő elképzelését. Ráadásul Edison-nak még ez sem volt elég: beperelte Swan-t, hogy ellopta az ötletét. Bár Swan korábbi munkái, publikálásai és szabadalmai által bizonyítható volt, hogy Edison hamisan vádaskodik, az ügy végén inkább úgy döntöttek, hogy egyesülnek. Valószínűleg azért, mert Swan (akit sokkal inkább az elismerés mint a pénz motivált) kialkudta, hogy Edison csak Amerikában kereskedhessen termékeivel, Swan szülőhazájában az Egyesült Királyságban nem. Az egyezkedések végén 1883-ban megalakult az Ediswan, ahol továbbra is Swan 1881-be szabadalmaztatott cellulóz izzószálát használják. (Az Edison Company ez alól kivétel volt, egészen 1892-ig, amikor is az Edison General Electric Company - Edison amerikai cége - egyesült a Thomson-Houston Electric Company-vel. Ekkor álltak át ők is a cellulóz izzószálas gyártásra)

Ezen idő alatt persze a többi feltaláló sem tétlenkedett és sorra jöttek az új ötletek és szabadalmak:

Az első világítótorony (Anglia), ami már villanyfénnyel működik.
Az ipari forradalomban találták fel a háromfázisú rendszert, mellyel az elektromos áramot kábelen keresztül messzebbre el tudták juttatni.

1880 októberében Hiram S. Maxim szabadalmaztatta szénszál hidrogén-
karbonátokkal történő
bevonásáról szóló
ötletét, mely segített
növelni a szénszál
élettartamán.

Alkalmazottja,
Lewis Latimer
egy hőkezelési eljárást
fejlesztett ki, mely csökken-
tette a szénszál törékenyését, lehetővé téve az izzószál formára hajlítását. 1882. január 17-én jegyeztette be szabadalmát.
Az Egyesült Izzólámpa és
Villamossági Rt. mérnökei -
Dr. Just Sándor és
Hanaman Ferenc -
1904. december
13-án Budapesten
szabadalmaztatták
a volfrám izzószál
gyártási eljárását.
Ezek az izzószálak
fényesebben és
hosszabb élettartammal világítottak, mint a korábbi szénszálas megfelelőik. Volfrám izzót először az Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt. gyártott és forgalmazott. Európában Tungsram márkanéven váltak ismertté.
Az Ediswan létrehozta az Egyesült Királyság első izzókatódos cső gyárát Ponders End-ben. Később ez a hely (Brimsdown közelében, London északi részén) és Enfield közeli területek több alkatrész gyártásának központjává nőtték ki magukat.
Bródy Imre és csapata
felismerte, hogy jobb fény-
hasznosítás és nagyobb
élettartam érhető el, ha az
izzó buráját kriptongázzal
töltik fel. A kriptonlámpa
szabadalmát egy évvel
később 1930-ban jegyezték be.
Megjelenik az első fénycső.
Kísérletképpen London egyik forgalmas útkereszteződésen gázlámpával működő jelzőkarokat helyeztek el. Sajnálatos módon a lámpa nem sokkal később felrobbant, egy halálos áldozatot követelve. Ezután felhagytak ezzel az irányítási formával.
Walther Nernst kifejleszti
a kerámiából készült
izzószálat. Később ezt
az izzószálat használó
lámpákat elnevezték
Nerst-lámpának.
Különlegessége
az volt, hogy nem
volt szüksége vákuumra,
töltőgázra se búrára. Az akkori szén-
szálas izzóknál kétszer hatékonyabb és népszerűbb volt.
Carl Auer von Welsbach
az 1890-es években
platina-, majd
ozmiumszálas izzólámpát
fejlesztett ki. 1898-ban
szabadalmaztatta
a működő változatot,
amit 1902-ben tudott
piacra dobni. Ez volt az első fémszálas izzólámpa ami átvette a stafétát a vezető izzók sorában.
William D. Coolidge
kidolgozott egy porkohásza-
ti és húzási eljárást,
amely hatékonyabbnak
bizonyult az 1906-os
General Electric által
fejlesztett eljárásánál.
Irving Langmuir felismerte,
ha a lámpát vákuum helyett
semleges gázzal tölti meg,
akkor kétszeresére növelhető
a hatásfok, ráadásul a
búrafeketedés is
jelentősen csökken.
Millner Tivadar és Túry Pál
(róla sajnos nincs fotónk)
kidolgozták a nagykristályos
volfrám gyártási
technológiát. Fejlesztésük
forradalmi előrelépést
jelentett a fényforrások és az
elektroncsövek területén.
A Budapesti Ipari Vásáron bemutatják a kripton gázzal töltött égőt, amely szintén Bródy Imre találmánya.
Először használnak un. xenon lámpákat. Ezeknek a lámpáknak a színhőmérséklete közel van a napfényhez és a fény-
hasznosításuk is jó. Ezt követik a halogénizzók, majd a nagynyomású fémhalogén lámpák, végül pedig a fénykibocsátó diódák (LED-ek).

A LED-ek ideje

A LED-et már 1961-ben szabadalmaztatta Bob Biard és Gary Pittman. Ők fedezték fel az úgynevezett gallium-arzenid fénykibocsátását, amelyet elektromos áramot gerjeszt. Ez a fény az infravörös tartományba esik, így nem látható.
Az ifj. Nick Holonyak a General Electric Company-től (Thomas Edison által alapított cég) fejlesztette ki az első, gyakorlatban használható, látható fényű LED-et 1962-ben.
Nagy áttörés volt 1972-ben a kék fényt kibocsátó LED felfedezése, amelynek első verziója Jacques Pankove nevéhez fűződik. 1993-94-ben Akasaki Isamu, Amano Hirosi és Nakamura Súdzsi kutatásainak és fejlesztéseinek köszönhetően a kék fénnyel világító LED nagy fényerő növekedést ért el. 2014-ben Nobel díjat kaptak érte.

Akasaki Isamu Akasaki Isamu Amano Hirosi Amano Hirosi Nakamura Súdzsi Nakamura Súdzsi

2003 szeptemberében a Cree nevű cég egy új típusú LED-et mutatott be, melynek hatékonysága négyszerese volt az áltagos kereskedelmi forgalomban kapható izzóknál. A cree típusú LED-ek ezek után folyamatosan fejlődtek (és fejlődnek a mai napig), egyre nagyobb és nagyobb teljesítményt produkálva. A cree ledekről korábbi cikkünkből (ide kattintva) többet is megtudhatsz.

Hasznos volt számodra ez a cikk?

  • Igen
  • Semleges
  • Nem
« vissza az előző oldalra Kérdéseiddel keresd bátran ügyfélszolgálatunkat!
© 2012-2020 www.creeledtech.hu - Minden jog fenntartva