Lampa cu arc de carbon a fost prima lampă cu arc și prima sursă de lumină alimentată de electricitate. Descărcarea arcului are loc în aer liber între două tije de carbon. Adesea , la electrod se adaugă săruri ale metalelor pământurilor rare pentru a crește luminozitatea arcului [1] . Arcul este de obicei aprins prin contactul pe termen scurt al capetelor electrozilor.
În timpul funcționării, tijele se ard treptat, așa că este necesar să se mențină o distanță constantă între ele. Multe dispozitive au fost inventate pentru a automatiza acest proces. De exemplu, curentul poate fi trecut prin mai mulți solenoizi , conectați mecanic la electrozi. Când electrozii sunt în contact, rezistența circuitului este mică, un curent mare împinge electrozii departe unul de celălalt. În cazul în care arcul se stinge, curentul dispare, iar electrozii, de exemplu, sub acțiunea gravitației, se închid din nou. Într-un design fără regulator - o lumânare Yablochkov- electrozii paraleli sunt separați de un strat dielectric care arde în timpul funcționării, iar aprinderea se efectuează atunci când legătura fuzibilă se arde, ceea ce a necesitat înlocuirea lămpii de fiecare dată când a fost aprinsă. Odată cu dezvoltarea designului lumânării, acest dezavantaj a fost depășit.
Arcul electric a fost descoperit independent de VV Petrov [2] și Sir Humphrey Davy [3] .
În a doua jumătate a secolului al XIX-lea s-au încercat realizarea de lămpi practice cu arc, dar răspândirea lor largă a fost îngreunată atât de dificultatea de a menține distanța dintre electrozi, cât și de imperfecțiunea surselor de energie. Abia la sfârșitul anilor 1870 au fost rezolvate aceste probleme, după care lămpile cu arc s-au răspândit în iluminatul stradal. Până în 1880, lămpile cu arc au fost îmbunătățite semnificativ:
Acest design a fost îmbunătățit de un număr de oameni, inclusiv William Stite și Charles F. Brush. Până în anii 1870, lămpile precum lumânarea Yablochkov nu au fost utilizate pe scară largă. În 1877, Institutul Franklin a efectuat teste comparative ale sistemelor dinam . Sistemul lui Brush s-a dovedit a fi cel mai eficient, iar Brush a aplicat imediat dinamul său îmbunătățit la iluminarea arcului. Lămpile lui Brush au fost instalate în Piața Publică din Cleveland , Ohio, la 29 aprilie 1879 [4] . În 1880, Brush a înființat Brush Electric Company. În SUA, protecția prin brevet pentru sistemele de iluminat cu arc și dinamul îmbunătățit s-a dovedit dificilă, ceea ce duce la o concurență ridicată în industria de iluminat cu arc. Principalii concurenți ai lui Brush au fost Elihu Thomson și Edwin J. Houston. Cei doi au creat American Electric Company în 1880, care a fost în curând cumpărată de Charles A. Coffin. Thomson a rămas însă principalul inventator al companiei. Sub conducerea lui Thomson și Huston și cu ajutorul avocatului de brevete Frederick P. Fish, compania și-a protejat noile modele cu brevete. Conducerea lui Coffin a condus compania la o politică agresivă de cumpărare și fuziune cu concurenții. Ambele strategii au redus concurența în industria iluminatului electric. În 1890, Thomson-Houston a ajuns să domine producția de energie electrică din SUA [5] . Nikola Tesla a primit brevetul american 447.920 (10 martie 1891), care descrie cum să suprimați sunetul neplăcut al unei lămpi cu arc atunci când funcționează pe curent alternativ la o frecvență ridicată (10.000 Hz), care se află în raza auzului uman.
La sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea, lămpile cu arc au fost înlocuite de lămpile cu incandescență mai convenabile și fiabile, deși oarecum mai puțin eficiente . Thomson-Houston a controlat brevetele cheie în sistemele de iluminat urban și a încetinit expansiunea sistemelor de lămpi cu incandescență dezvoltate de Thomas Edison și Edison General Electric Company. În schimb, brevetele lui Edison au blocat extinderea Thomson-Houston în continuare. Aceste bariere au căzut când cele două companii au fuzionat în 1892 pentru a forma General Electric Company [5] .
Luminile cu arc au fost folosite și în iluminarea filmelor de studio, dar produceau atât de multă lumină ultravioletă încât actorii au fost nevoiți să poarte ochelari pentru a preveni bolile oculare. Această problemă a fost rezolvată prin adăugarea de foi de sticlă obișnuită care este opac la lumina ultravioletă. Apoi, iluminatoarele cu arc au făcut loc totuși lămpilor cu incandescență. În 1915, Ambrose Elmer Sperry a început să producă lămpile cu arc de mare intensitate pe care le-a inventat. Au fost folosite la bordul navelor tuturor marinelor în timpul secolului al XX-lea pentru semnalizare și pentru iluminarea inamicului. În anii 1920, lămpile cu arc de carbon au fost folosite ca surse de lumină ultravioletă terapeutică, ca înlocuitor pentru soarele de munte.
Lămpile cu arc au rămas principala sursă de lumină în proiectoarele profesionale de film timp de câteva decenii , unde au fost folosite până la mijlocul anilor 1960. Cu toate acestea, din cauza inconvenientelor asociate cu necesitatea convergenței automate a cărbunilor pe măsură ce aceștia ard, lămpile cu arc de carbon au făcut loc celor cu xenon .
| Concepte | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Modul de apariție |
| ||||||||||||||
| Alte surse de lumină | |||||||||||||||
| Tipuri de iluminat |
| ||||||||||||||
| Corpuri de iluminat |
| ||||||||||||||
| Articole similare | |||||||||||||||