2.4. Освещение
Одна из первых функций, которую стало выполнять электричество, связана с освещением. Древние города никак не освещались, в лучшем случае – факелами или лампами с маслом. В домашнем освещении много веков преобладала свеча, а в избах простого народа лучина. Первое постоянное ночное освещение стало возможно с изобретением керосиновых фонарей. Широко распространена была профессия фонарщика, в его обязанности входило обслуживание фонарей, их заправка, зажигание вечером и тушение утром. Следующий шаг связан с появлением системы газового освещения, представление о котором мы можем составить из фильмов, показывающих Лондон времен Шерлока Холмса.
Газовое освещение было неудобным, дорогим и небезопасным. Революция в деле ночного освещения произошла с изобретением Александром Николаевичем Лодыгиным в 1872 г. электрической лампочки накаливания. Источником свечения в ней являлся тонкий угольный стерженек, светящийся при пропускании через него электрического тока.
Изобретение Лодыгина попадает в руки Эдисону. Со свойственной ему энергией и при наличии финансов американский предприниматель очень быстро усовершенствует лампу и тут же начинает промышленное производство в Америке.
В 1876 г. Павел Николаевич Яблочков получает патент на изобретенную им электрическую свечу. В его лампочке светится газ электрической дуги. На Всемирной выставке в Париже в 1878 г. свеча демонстрируется с большим успехом.
Париж переходит с газового освещения на электрическое, а свет дуговых ламп стал называться во Франции «русским светом». Правда, потом усовершенствованные в Европе лампы стали появляться в России и вызывали у населения ассоциации с освещенной и просвещенной Европой, не в пример «темной» России. Кое-где его даже стали называть парижским светом. Так «русский» свет вернулся на Родину.
Сегодня не только Париж и Петербург сияют в ночное время искусственным светом электрических ламп. Каждый мегаполис «купается» по ночам в электрическом свете. При приближении к большому городу можно за 30–50 километров увидеть
отсвет электрического освещения на облаках. Большую часть своего времени мы проводим при электрическом освещении, особенно в зимнее время. Современный человек – это человек искусственного освещения. Первое и самое главное неудобство при отключении электроэнергии мы связываем с отсутствием света. В сознании современного человека электричество и свет настолько связаны друг с другом, что их часто используют как синонимы. Кто не слышал выражение «Сегодня отключили свет!».
При массовом потреблении электроэнергии на освещение выяснились существенные недостатки ламп накаливания и дуговых ламп – большая часть их энергии излучается в невидимом, тепловом диапазоне, а КПД не превышает и 10 %. Лампы накаливания правильнее называть не лампами, а печками, так как они больше греют, чем светят. Это хорошо знает тот, кто хотя бы раз стоял на сцене под светом мощных ламп – софитов. Когда около 35 % всей потребляемой электрической энергии стало приходиться на освещение, стало очевидно, что лампам накаливания пора искать альтернативу.
Замена лампам накаливания нашлась не скоро – только в 60-е годы XX в. появились электрические лампы другого принципа действия. Это люминесцентные лампы. Электрический разряд, протекающий через инертный газ, вызывает ультрафиолетовое свечение, преобразуемое поверхностью лампы в видимое. Именно потому такие лампы иногда называют световыми трансформаторами. Они значительно экономичнее и долговечнее ламп накаливания, но имеют свои недостатки – часть выходящего из нее ультрафиолетового излучения может принести вред зрению.
Следующая световая революция может по праву называться светодиодной. Она произошла относительно недавно, и все мы являемся ее свидетелями. Теперь никто не берет в поход тяжелый фонарик с лампами накаливания, непрерывно работающий не более двух часов, в ходу легкие компактные фонарики. Две небольшие «пальчиковые» батареи обеспечивают работу такого фонарика в течение года, а яркость света при этом несравнимо больше!
Светодиоды произвели качественный скачок в световом окружении человека: они могут светиться самыми разными цветами, давать рассеянный и узконаправленный свет. Отсутствие вакуумированных баллонов и нитей накала, сверхминиатюрность, низковольтность, простота управления свечением, долговечность, надежность, ударо-, взрыво– и пожаробезопасность, экологичность – все это преимущества светодиодов. Но самое главное, что современные светодиоды по достигнутой светоотдаче (80—120 лм/Вт) во много раз превзошли лампы накаливания и некоторые типы люминесцентных источников.