Plus de 150 ans, les inventeurs ont commencé à travailler sur une idée lumineuse qui pourrait avoir un impact dramatique sur la façon dont nous utilisons l’énergie dans nos maisons et bureaux. Cette invention a changé la façon dont nous concevons les bâtiments, augmenté la durée de la journée de travail moyenne et lancé de nouvelles entreprises. Il a également conduit à de nouvelles percées énergétiques-des centrales électriques et des lignes de transmission électrique aux appareils ménagers et aux moteurs électriques.
comme toutes les grandes inventions, l’ampoule ne peut être attribuée à un seul inventeur., C’était une série de petites améliorations sur les idées des inventeurs précédents qui ont conduit aux ampoules que nous utilisons dans nos maisons aujourd’hui.
les Ampoules À Incandescence éclairent la voie
bien avant que Thomas Edison ne brevette-d’abord en 1879, puis un an plus tard en 1880-et ne commence à commercialiser son ampoule à incandescence, Les Inventeurs Britanniques démontraient que la lumière électrique était possible avec la lampe à arc., En 1835, la première lumière électrique constante a été démontrée, et pendant les 40 années suivantes, les scientifiques du monde entier ont travaillé sur la lampe à incandescence, bricolant le filament (la partie de l’ampoule qui produit de la lumière lorsqu’elle est chauffée par un courant électrique) et l’atmosphère de l’ampoule (que l’air soit aspiré hors de l’ampoule ou qu’il soit rempli d’un gaz inerte pour empêcher le filament de s’oxyder et de brûler). Ces premières ampoules avaient une durée de vie extrêmement courte, étaient trop chères à produire ou utilisaient trop d’énergie.,
lorsque Edison et ses chercheurs de Menlo Park sont arrivés sur la scène de l’éclairage, ils se sont concentrés sur l’amélioration du filament-testant d’abord le carbone, puis le platine, avant de finalement revenir à un filament de carbone. En octobre 1879, L’équipe D’Edison avait produit une ampoule avec un filament carbonisé de fil de coton non couché qui pouvait durer 14,5 heures. Ils ont continué à expérimenter avec le filament jusqu’à s’installer sur un Fabriqué à partir de bambou qui a donné aux lampes D’Edison une durée de vie allant jusqu’à 1 200 heures this ce filament est devenu la norme pour L’Ampoule Edison pour les 10 prochaines années., Edison a également apporté d’autres améliorations à l’ampoule, y compris la création d’une meilleure pompe à vide pour éliminer complètement l’air de l’ampoule et le développement de la vis Edison (ce qui est maintenant les raccords à douille standard pour les ampoules).
(note historique: on ne peut pas parler de l’histoire de l’ampoule sans mentionner William Sawyer et Albon Man, qui ont reçu un brevet américain pour la lampe à incandescence, et Joseph Swan, qui a breveté son ampoule en Angleterre. Il y a eu un débat sur la question de savoir si les brevets D’ampoules D’Edison enfreignaient les brevets de ces autres inventeurs. Finalement Edison états-UNIS, lighting company a fusionné avec Thomson-Houston Electric Company-la société fabriquant des ampoules à incandescence sous le brevet Sawyer-Man-pour former General Electric, et Edison English lighting company a fusionné avec la société de Joseph Swan pour former Ediswan en Angleterre.)
ce qui rend la contribution D’Edison à l’éclairage électrique si extraordinaire, c’est qu’il ne s’est pas arrêté à améliorer l’ampoule he IL a développé toute une série d’inventions qui ont rendu l’utilisation des ampoules pratique. Edison modélisé sa technologie d’éclairage sur les gaz d’éclairage., En 1882, avec le Viaduc Holborn à Londres, il a démontré que l’électricité pouvait être distribuée à partir d’un générateur situé au centre par une série de fils et de tubes (également appelés conduits). Simultanément, il s’est concentré sur l’amélioration de la production d’électricité, en développant le premier service public d’électricité commercial appelé Pearl Street Station dans le Lower Manhattan. Et pour suivre la quantité d’électricité utilisée par chaque client, Edison a développé le premier compteur électrique.,
pendant Qu’Edison travaillait sur L’ensemble du système d’éclairage, d’autres inventeurs continuaient à faire de petits progrès, améliorant le processus de fabrication du filament et l’efficacité de l’ampoule. Le prochain grand changement dans l’ampoule à incandescence est venu avec l’invention du filament de tungstène par Les Inventeurs européens en 1904. Ces nouvelles ampoules à filament de tungstène duraient plus longtemps et avaient une lumière plus vive par rapport aux ampoules à filament de carbone. En 1913, Irving Langmuir a compris que placer un gaz inerte comme l’azote à l’intérieur de l’ampoule doublait son efficacité., Les scientifiques ont continué à apporter des améliorations au cours des 40 prochaines années qui ont réduit le coût et augmenté l’efficacité de l’ampoule à incandescence. Mais dans les années 1950, les chercheurs n’avaient encore trouvé comment convertir environ 10% de l’énergie utilisée par l’ampoule à incandescence en lumière et ont commencé à concentrer leur énergie sur d’autres solutions d’éclairage.,
les pénuries D’énergie conduisent à des percées fluorescentes
au 19e siècle, deux Allemands-le souffleur de verre Heinrich Geissler et le médecin Julius Plücker-ont découvert qu’ils pouvaient produire de la lumière en éliminant presque tout l’air d’un long tube de verre et en y faisant passer un courant électrique, une invention Un type de lampe à décharge, ces lumières n’ont pas gagné en popularité jusqu’au début du 20ème siècle lorsque les chercheurs ont commencé à chercher un moyen d’améliorer l’efficacité de l’éclairage., Les lampes à décharge sont devenues la base de nombreuses technologies d’éclairage, y compris les néons, les lampes au sodium basse pression (le type utilisé dans l’éclairage extérieur tel que les lampadaires) et les lampes fluorescentes.
Thomas Edison et Nikola Tesla ont tous deux expérimenté des lampes fluorescentes dans les années 1890, mais aucun ne les a jamais produites commercialement. Au lieu de cela, C’est la percée de Peter Cooper Hewitt au début des années 1900 qui est devenue l’un des précurseurs de la lampe fluorescente., Hewitt a créé une lumière bleu-vert en faisant passer un courant électrique à travers la vapeur de mercure et en incorporant un ballast (un dispositif connecté à l’ampoule qui régule le flux de courant à travers le tube). Alors que les lampes Cooper Hewitt étaient plus efficaces que les ampoules à incandescence, elles avaient peu d’utilisations appropriées en raison de la couleur de la lumière.
à la fin des années 1920 et au début des années 1930, des chercheurs européens faisaient des expériences avec des tubes au néon recouverts de phosphores (un matériau qui absorbe la lumière ultraviolette et convertit la lumière invisible en lumière blanche utile)., Ces résultats ont déclenché des programmes de recherche sur les lampes fluorescentes aux États-Unis, et au milieu et à la fin des années 1930, les entreprises D’éclairage américaines montraient des lampes fluorescentes à la marine américaine et à L’Exposition Universelle de New York de 1939. Ces lampes duraient plus longtemps et étaient environ trois fois plus efficaces que les ampoules à incandescence. La nécessité d’un éclairage économe en énergie les usines de guerre américaines ont conduit à l’adoption rapide des fluorescents, et en 1951, plus de lumière aux États-Unis était produite par des lampes fluorescentes linéaires.,
c’est une autre pénurie d’énergie-la crise pétrolière de 1973-qui a amené les ingénieurs en éclairage à mettre au point une ampoule fluorescente pouvant être utilisée dans des applications résidentielles. En 1974, les chercheurs de Sylvania ont commencé à étudier comment ils pouvaient miniaturiser le ballast et le rentrer dans la lampe. Bien qu’ils aient développé un brevet pour leur ampoule, ils n’ont pas trouvé de moyen de la produire de manière réalisable. Deux ans plus tard, en 1976, Edward Hammer chez General Electric a compris comment plier le tube fluorescent en forme de spirale, créant la première lumière fluorescente compacte (CFL)., Comme Sylvania, General Electric a abandonné cette conception parce que les nouvelles machines nécessaires à la production en série de ces lumières étaient trop chères.
Les premières LFC sont arrivées sur le marché au milieu des années 1980 à des prix de détail de 25 à 35$, mais les prix pouvaient varier considérablement d’une région à l’autre en raison des différentes promotions effectuées par les entreprises de services publics. Les consommateurs ont souligné le prix élevé comme leur principal obstacle à l’achat de LFC. Il y avait d’autres problèmes — beaucoup de LFC de 1990 étaient gros et encombrants, ils ne rentraient pas bien dans les appareils, et ils avaient un faible rendement lumineux et des performances incohérentes., Depuis les années 1990, l’amélioration des performances, du prix, de l’efficacité (ils consomment environ 75% d’énergie en moins que les lampes à incandescence) et de la durée de vie (ils durent environ 10 fois plus longtemps) en ont fait une option viable pour les locataires et les propriétaires. Près de 30 ans après L’introduction des LFC sur le marché, une LFC ENERGY STAR® coûte aussi peu que 1,74 $par ampoule lorsqu’elle est achetée dans un paquet de quatre.
led: L’avenir est là
l’une des technologies d’éclairage les plus rapides à développer aujourd’hui est la diode électroluminescente (ou LED)., Un type d’éclairage à semi-conducteurs, les LED utilisent un semi-conducteur pour convertir l’électricité en lumière, sont souvent de petite superficie (moins de 1 millimètre carré) et émettent de la lumière dans une direction spécifique, réduisant ainsi le besoin de réflecteurs et de diffuseurs pouvant piéger la lumière.
ils sont également les lumières les plus efficaces sur le marché. Aussi appelée efficacité lumineuse, l’efficacité d’une ampoule est une mesure de la lumière émise (lumens) divisée par la puissance qu’elle tire (watts). Une ampoule efficace à 100% pour convertir l’énergie en lumière aurait une efficacité de 683 lm/W., Pour mettre cela en contexte, une ampoule à incandescence de 60 à 100 watts a une efficacité de 15 lm/W, une CFL équivalente a une efficacité de 73 lm/W, et les ampoules de remplacement à LED actuelles sur le marché vont de 70 à 120 lm/W avec une efficacité moyenne de 85 lm/W.
en 1962, alors qu’il travaillait pour General Electric, Nick Holonyak, Jr., a inventé la première LED à spectre visible sous forme de diodes rouges. Les diodes jaune pâle et verte ont ensuite été inventées. Alors que les entreprises continuaient à améliorer les diodes rouges et leur fabrication, elles ont commencé à apparaître
