Booglamp

Het concept van koolstofboogverlichting werd voor het eerst gedemonstreerd door Humphry Davy aan het begin van de 19e eeuw, maar de bronnen zijn het niet eens over het jaar waarin hij het voor het eerst demonstreerde; 1802, 1805, 1807 en 1809 worden alle genoemd. Davy gebruikte houtskoolstokjes en een tweeduizendcellige batterij om een boog te creëren over een opening van 100 mm (4 inch). Hij monteerde zijn elektroden horizontaal en merkte op dat, door de sterke convectiestroom van lucht, de boog de vorm van een boog vormde. Hij bedacht de term “booglamp”, die werd verkort tot “booglamp” toen de apparaten algemeen in gebruik kwamen.

In de late negentiende eeuw werd elektrische boogverlichting op grote schaal gebruikt voor openbare verlichting. De neiging van elektrische bogen om te flikkeren en te sissen was een groot probleem. In 1895 schreef Hertha Ayrton een reeks artikelen voor The Electrician, waarin zij uitlegde dat deze verschijnselen het gevolg waren van zuurstof dat in contact kwam met de koolstofstaven die gebruikt werden om de vlamboog te maken. In 1899 was zij de eerste vrouw ooit die haar eigen artikel voorlas aan het Institution of Electrical Engineers (IEE). Haar artikel was “The Hissing of the Electric Arc”.

De booglamp verschafte een van de eerste commerciële toepassingen voor elektriciteit, een fenomeen dat voorheen beperkt was tot experimenten, de telegraaf en amusement.

Koolstofboogverlichting in de V.S.S.Edit

In de Verenigde Staten werden na 1850 pogingen ondernomen om booglampen commercieel te produceren, maar het gebrek aan een constante elektriciteitsvoorziening dwarsboomde de inspanningen. Elektrotechnici begonnen zich te richten op het probleem van de verbetering van Faraday’s dynamo. Het concept werd verbeterd door een aantal mensen, waaronder William Edwards Staite en Charles F. Brush. Pas in de jaren 1870 werden lampen zoals de Yablochkov kaars meer algemeen toegepast. In 1877 voerde het Franklin Instituut een vergelijkende test uit van dynamosystemen. Het door Brush ontwikkelde systeem presteerde het best en Brush paste zijn verbeterde dynamo onmiddellijk toe op boogverlichting. Een vroege toepassing was Public Square in Cleveland, Ohio, op 29 april 1879. Desondanks beweert Wabash, Indiana de eerste stad te zijn die ooit verlicht werd met “Brush Lights”. Vier van deze lichten werden er actief op 31 maart 1880. Wabash, IN Wabash was klein genoeg om volledig verlicht te worden door 4 lichten, terwijl de installatie op Cleveland’s Public Square slechts een deel van die grotere stad verlichtte. Brush Lights, Cleveland In 1880 richtte Brush de Brush Electric Company op.

Het harde en briljante licht werd het meest geschikt bevonden voor openbare ruimten, zoals Cleveland’s Public Square, omdat het ongeveer 200 maal krachtiger was dan de hedendaagse gloeilampen.

Het gebruik van de elektrische booglampen van Brush verspreidde zich snel. Scientific American meldde in 1881 dat het systeem werd gebruikt in: 800 lampen in walserijen, staalfabrieken, winkels, 1.240 lampen in wollen, katoenen, linnen, zijden en andere fabrieken, 425 lampen in grote winkels, hotels, kerken, 250 lampen in parken, dokken en zomerresorts, 275 lampen in spoorwegdepots en winkels, 130 lampen in mijnen, smelterijen, 380 lampen in fabrieken en inrichtingen van verschillende soorten, 1.500 lampen in lichtstations, voor stadsverlichting, 1.200 lampen in Engeland en andere vreemde landen.In totaal meer dan 6.000 lampen die daadwerkelijk zijn verkocht.

Er waren drie grote vooruitgangen in de jaren 1880: František Křižík vond in 1880 een mechanisme uit waarmee de elektroden automatisch konden worden afgesteld. De bogen werden in een kleine buis ingesloten om het koolstofverbruik te vertragen (waardoor de levensduur tot ongeveer 100 uur werd verlengd). Er werden vlambooglampen geïntroduceerd waarbij aan de koolstofstaven metaalzouten (gewoonlijk magnesium-, strontium-, barium- of calciumfluoriden) werden toegevoegd om de lichtopbrengst te verhogen en verschillende kleuren te produceren.

In de V.S. bleek de octrooibescherming van vlamboogverlichtingssystemen en verbeterde dynamo’s moeilijk te zijn en als gevolg daarvan werd de vlamboogverlichtingsindustrie zeer concurrerend. De voornaamste concurrentie van Brush kwam van het team van Elihu Thomson en Edwin J. Houston. Deze twee hadden in 1880 de American Electric Corporation opgericht, maar deze werd al snel opgekocht door Charles A. Coffin, verhuisde naar Lynn, Massachusetts, en omgedoopt tot de Thomson-Houston Electric Company. Thomson bleef echter de belangrijkste uitvinder achter de onderneming, die verbeteringen aan het verlichtingssysteem patenteerde. Onder leiding van de octrooigemachtigde van Thomson-Houston, Frederick P. Fish, beschermde het bedrijf zijn nieuwe octrooirechten. Coffin’s management leidde het bedrijf ook naar een agressief beleid van buy-outs en fusies met concurrenten. Beide strategieën verminderden de concurrentie in de elektrische verlichtingsindustrie. Tegen 1890 was de onderneming Thomson-Houston de dominante elektrische fabrikant in de V.S. Nikola Tesla kreeg U.S. Patent 447920, “Method of Operating Arc-Lamps” (10 maart 1891), dat een 10.000 cycli per seconde wisselstroomgenerator beschrijft om het onaangename geluid te onderdrukken van stroomfrequentieharmonischen die worden geproduceerd door booglampen die werken op frequenties binnen het bereik van het menselijk gehoor.

Aan het begin van de eeuw raakten boogverlichtingssystemen in verval, maar Thomson-Houston controleerde belangrijke octrooien voor stedelijke verlichtingssystemen. Deze controle vertraagde de uitbreiding van gloeilampverlichtingssystemen die werden ontwikkeld door Thomas Edison’s Edison General Electric Company. Omgekeerd blokkeerde Edisons controle over de octrooien op gelijkstroomdistributie en opwekkingsmachines de verdere expansie van Thomson-Houston. De blokkade voor uitbreiding werd opgeheven toen de twee bedrijven in 1892 fuseerden tot de General Electric Company.

Arc-lampen werden in sommige vroege filmstudio’s gebruikt om opnamen van binnenuit te verlichten. Een probleem was dat ze zo’n hoog niveau van ultraviolet licht produceerden dat veel acteurs een zonnebril moesten dragen als ze niet in beeld waren om pijnlijke ogen als gevolg van het ultraviolette licht te verlichten. Het probleem werd opgelost door een stuk gewoon vensterglas voor de lamp te plaatsen, waardoor het ultraviolette licht werd tegengehouden. Bij het begin van de “talkies” waren de booglampen in de filmstudio’s vervangen door andere soorten lampen. In 1915 begon Elmer Ambrose Sperry met de fabricage van zijn uitvinding van een koolstof-zoeklicht met hoge intensiteit. Deze werden in de 20e eeuw aan boord van oorlogsschepen van alle marines gebruikt voor het seinen en verlichten van vijanden. In de jaren 1920 werden kooldraadlampen verkocht als gezondheidsproducten voor het gezin, een vervanging voor natuurlijk zonlicht.

Kooldraadlampen werden in de meeste functies verdrongen door gloeilampen en bleven alleen bestaan in bepaalde niche-toepassingen zoals filmprojectie, volgspots, en zoeklichten. Zelfs bij deze toepassingen worden conventionele koolstofbooglampen door xenonbooglampen in onbruik gedrongen, maar ze werden nog ten minste tot 1982 als schijnwerpers vervaardigd en worden nog steeds vervaardigd voor ten minste één doel – het simuleren van zonlicht in “versnelde verouderings”-machines bedoeld om te schatten hoe snel een materiaal waarschijnlijk zal worden afgebroken door blootstelling aan het milieu.

De praktijk van het verzenden en projecteren van films op rollen van 2000 voet, en het gebruik van “wisselingen” tussen twee projectoren, was te wijten aan de koolstofstaven die in projectorlamphuizen worden gebruikt en die een levensduur van ruwweg 22 minuten hebben (wat overeenkomt met de hoeveelheid film in genoemde rollen wanneer geprojecteerd bij 24 beelden/seconde). De projectionist verving de koolstofstaaf bij het verwisselen van de filmspoelen. De twee-projector wisselopstelling verdween grotendeels in de jaren 1970 met de komst van xenon projectorlampen, en werd vervangen door single-projector platter systemen, hoewel films nog steeds naar bioscopen werden verzonden op 2000-voet rollen.

Invloed op gloeilamp ontwerpEdit

Deze sectie heeft uitbreiding nodig. U kunt helpen door er iets aan toe te voegen. (Januari 2021)

Thomas Edison’s uitvinding van zijn gloeilampen werd geïnspireerd door booglampen ontwikkeld door de Connecticut uitvinder William Wallace.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.