Лампочка ВасИльича

Юрий ЕГОРОВ

История создания осветительных ламп накаливания началась в далёком 1809 г., когда англичанин Деларю изготовил первую лампу с нитью накаливания из платины. Затем на некоторое время об этом изобретении забыли, и только в 1860 г. Джозеф Сван сумел запатентовать лампу накаливания своей конструкции. Вслед за ним в дело включились русские изобретатели – в 1874 г. Александр Ладыгин получил патент на нитевую лампу.

Все 70-е гг. XIX столетия над созданием электроламп разных конструкций работал американец Томас Эдисон. Он изобрёл такие ныне привычные для нас элементы систем освещения, как выключатель, ламповые патрон и цоколь. В 80-х гг. его лампам с нитью из угольного волокна удаётся завоевать популярность на рынке. Однако своим современным видом лампа обязана уже упомянутому Александру Лодыгину, который предложил применять в электрических светильниках нити из вольфрама, закрученные в виде спирали, а для уменьшения их окисления откачивать из колб воздух. В 1906 г. Ладыгин продаёт патент на вольфрамовую нить американской компании General Electric, которая и начала массовый выпуск ламп накаливания.

В России электрическое освещение широко распространилось только после Октябрьской революции, в ходе реализации плана ГОЭЛРО, а лампу накаливания стали в народе величать «лампочкой Ильича».

Несмотря на свою простоту и дешевизну, лампа накаливания обладает одним серьёзным недостатком – для образования светового потока она использует только 5% потребляемой энергии, а всё остальное превращает в тепло.

В середине прошлого века появились более экономичные источники света – газоразрядные ртутные люминесцентные лампы «дневного» света (РЛЛ), которые прижились, несмотря на массу недостатков. В частности, РЛЛ мерцают с частотой 50 Гц, что отрицательно влияет на зрение по причине стробоскопического эффекта. В кино, где смена кадров идёт с частотой 24 Гц, с этим можно мириться, а в быту и на производстве стробоскопия резко повышает утомляемость при работе на высокоскоростных станках, а также при выполнении работ, требующих повышенной точности. Кое-где в Европе и Америке есть программы по утилизации таких ламп, но, как правило, отслужившие колбы летят в обычные мусорные контейнеры и вывозятся на свалки, а ведь в каждой лампе РЛЛ содержится 2 г ртути. Если учесть, что их выпускают 1,5 млрд в год, то на помойки ежегодно попадает около 2000 т ядовитого для людей металла.

Нынче входят в моду компактные ртутные люминесцентные лампы (КЛЛ) со спиральными трубками. Они якобы более экономичны. На электроэнергии вы, может, с ними и сэкономите, а вот на покупке самих ламп – разоритесь. Стоит КЛЛ минимум 150 руб. за штуку. Это связано с тем, что в них есть так называемый «электронный балласт», расположенный в цоколе. Он состоит из четырёх диодов, трёх конденсаторов, дросселя и микроконтроллера. И всё это – из недешёвых редкоземельных металлов. Добавим к этому, что утверждение о том, что КЛЛ служат в 3-4 раза дольше ламп накаливания, сильно преувеличено.

Поскольку КЛЛ обладают всеми теми же недостатками, что и РЛЛ, эксперты потребительского рынка Европы советуют не использовать такие лампы для чтения и держать их подальше от детей. Представитель Федерации немецких инженеров Андреас Киршнер пояснил, что вокруг светящейся спиральной трубки возникает электрический смог, и такие лампы нельзя использовать в непроветриваемых помещениях. Если это, правда, то гигантскую индустрию «энергосберегающих» ламп очень скоро ждёт неминуемый крах.

Компактная люминесцентная лампа и её «недешёвая» начинка

А что же взамен?

Как правило, в качестве альтернативы предлагаются светодиодные лампы. Но они ещё дороже люминесцентных. И это всё, что предлагает современная наука!

Между тем, уже есть источник света, лишённый многих недостатков, присущих уже существующим лампам. Его придумал Юрий Васильевич Макаров, старший научный сотрудник Московского авиационного института.

Лампа Макарова выполнена на базе стандартной электролампочки накаливания с металлическим цоколем. А различия заключаются в следующем: внутри основной колбы нить накаливания помещена ещё в одну тонкостенную колбу, расположенную в зоне максимальных температур (1000-2000°С) и выполненную из металлической сетки или жаростойкой ткани (асбест, углеткань). На эту колбу равномерно нанесём слой высокотемпературного люминофора. После включения такой лампы спираль почти мгновенно разогревает люминофор до 1500°С, и он превращает поглощаемую тепловую энергию в световое излучение.

Устройство лампы накаливания Макарова

Что же это за материал высокотемпературный люминофор? Современной науке известно несколько веществ, которые под воздействие температуры начинают светиться, например сульфид цинка, активированный катионами меди, или соли натрия, калия, активированные катионами других металлов.

Яркость лампы в целом обещает быть в 2-3 раза больше яркости спирали, разогревающей люминофоровую колбу. Поэтому светоотдача нового светильника при мощности в 40 Вт будет эквивалентна светоотдаче обычной лампы накаливания мощностью примерно в 150 Вт. При этом экономия энергии составить 70-80 %.

Вы видите на фото первую экспериментальную лампу, собранную Макаровым с помощью плоскогубцев, отвёртки и паяльника на письменном столе. Здесь сетка с люминофором помещена вообще снаружи светильника, что не даёт ей возможность нагреваться до оптимальной температуры. Но даже в этом варианте достоинства очевидны.

Для организации массового выпуска новых ламп накаливания с абсолютно безвредной термической люминесценцией потребуется лишь минимальная модернизация существующего лампового производства. Стоимость одной новой лампочки, по расчётам Макарова, не превысит 10 руб.