아아크

Arc lamp
IMAX 투영 시스템에 사용되는 15kW 제논 쇼트 아크 램프.
형광 현미경의 수은 아크 램프.
크립톤 롱 아크 램프(상단)가 제논 플래시 튜브 위에 표시됩니다.레이저 펌핑에 사용되는 두 개의 램프는 전극, 특히 음극(왼쪽)의 모양이 매우 다릅니다.

아크 램프 또는 아크 라이트는 전기 아크(볼타 아크라고도 함)에 의해 빛을 내는 램프입니다.

1800년대 초 험프리 데이비에 의해 발명된 공기 중의 탄소 전극 사이의 호로 이루어진 탄소 아크 빛은 최초의 실용적인 [1][2]전등이었다.그것은 1870년대부터 거리와 대형 건물 조명으로 널리 사용되었고, [1]20세기 초에 백열등으로 대체되었다.서치라이트나 영화 프로젝터 등 고휘도 광원이 필요한 특수한 용도에 제2차 세계대전 이후까지 계속 사용되었습니다.카본 아아크 램프는 현재 대부분의 용도로 사용되지 않고 있지만 여전히 고강도 자외선원으로 사용되고 있습니다.

이 용어는 현재 유리 전구의 가스를 통해 금속 전극 사이에서 호를 그리며 빛을 내는 가스 방전 램프에 사용됩니다.일반적인 형광등은 저압 수은 아크 [3]램프입니다.고휘도 백색광을 내는 제논 아크 램프는 영화 프로젝터 및 서치라이트 등 이전에 탄소 아크를 사용하던 많은 용도로 사용됩니다.

작동

아크는 가스가 이온화되었을 때 발생하는 방전입니다.램프를 통해 고전압이 펄스되어 아크를 "점화" 또는 "스트라이크"하고, 그 후 방전을 낮은 전압으로 유지할 수 있습니다."스트라이크"에는 점화기와 밸러스트가 있는 전기 회로가 필요합니다.밸러스트는 램프와 직렬로 배선되며 두 가지 기능을 수행합니다.

첫째, 전원을 처음 켜면 점화기/스타터(램프에 병렬로 배선됨)가 밸러스트 및 스타터를 통해 소량의 전류를 설정합니다.이로 인해 밸러스트 권선 내에 작은 자기장이 생성됩니다.잠시 후 스타터는 밸러스트로부터의 전류 흐름을 차단합니다. 밸러스트는 높은 인덕턴스를 가지므로 전류 흐름을 유지하려고 합니다(밸러스트는 밸러스트를 통한 모든 전류 변화에 반대합니다). 더 이상 '회로'가 없기 때문에 그럴 수 없습니다.그 결과 램프가 연결된 밸러스트에 순간적으로 고전압이 나타나며, 따라서 램프가 이 고전압을 수신하여 튜브/램프 내부의 아크를 '스트라이크'합니다.회로는 램프가 아크를 유지할 수 있을 만큼 이온화될 때까지 이 동작을 반복합니다.

램프가 아크를 유지하면 밸러스트가 두 번째 기능을 수행하여 전류를 램프 작동에 필요한 전류로 제한합니다.램프, 밸러스트 및 점화기는 서로 정격이 일치합니다. 이들 부품을 고장 난 구성 요소와 동일한 정격을 사용하여 교체해야 합니다. 그렇지 않으면 램프가 작동하지 않습니다.

램프가 방출하는 빛의 색상은 온도와 시간에 따라 램프의 전기적 특성이 변화합니다.번개는 대기가 지구와 폭풍 구름 사이의 높은 전위차(전압)에 의해 이온화되는 유사한 원리이다.

작동 중 크립톤 아크 램프

아크 램프의 아크 온도는 섭씨 수천 도에 이를 수 있습니다.외부 글라스 엔벨로프는 섭씨 500도에 이를 수 있으므로, 수리하기 전에 전구가 취급하기에 충분히 냉각되었는지 확인해야 합니다.이러한 유형의 램프가 꺼지거나 전원 공급이 끊기면 몇 분 동안 램프를 다시 켤 수 없습니다(콜드 리스트리크 램프라고 함).그러나 일부 램프(주로 형광 튜브/에너지 절약 램프)는 꺼짐과 동시에 재설치할 수 있습니다(핫 리스트리크 램프라고 함).

1975년 캐나다 밴쿠버 브리티시컬럼비아 대학의 데이비드 캠과 로이 노드웰에 의해 발명된 보텍 수벽 플라즈마 아크 램프는 300kW 또는 120만 개의 [4]초전력으로 지속적으로 연소하는 가장 강력한 광원으로 1986년과 1993년에 기네스북에 올랐다.

카본아크램프

점화 지점에 있는 카본 아크 램프(커버 제거)이 모델에서는 전극을 수동으로 조정해야 합니다.
"아치" 효과를 보여주는 전기 아아크.
초기 실험용 카본 아아크 라이트(Davy의 것과 유사한 액체 배터리로 구동)
피부 상태 치료에 사용되는 의료용 카본 아크 램프, 1909년
1847년 윌리엄 에드워즈 스타이트와 윌리엄 페트리가 제안한 자동조절 아크 램프

일반적으로 아크 램프라는 용어는 카본 아크 램프만을 의미합니다.카본아크램프에서 전극은 자유공기 중의 카본로드이다.램프를 점화하기 위해 로드가 서로 접촉되어 상대적으로 낮은 전압이 [1]아크를 타격할 수 있습니다.그런 다음 로드가 천천히 분리되고 전류가 가열되어 간극을 가로질러 호를 유지합니다.탄소봉의 끝부분은 가열되고 탄소는 증발한다.아크의 탄소 증기는 매우 밝기 때문에 밝은 [1]빛을 냅니다.로드 사용 시 서서히 연소되며 아크를 [1]유지하기 위해 로드 사이의 거리를 정기적으로 조정할 필요가 있습니다.

많은 기발한 메커니즘이 거리에 자동으로 영향을 미치도록 발명되었는데, 대부분 솔레노이드에 기초한다.전극은 기계적으로 가장 간단한 형태(곧 보다 부드럽게 작동하는 장치로 대체됨) 중 하나로 수직으로 장착됩니다.아크를 공급하는 전류는 상부 전극에 부착된 솔레노이드를 통해 직렬로 흐릅니다.전극의 포인트가 (시동 시처럼) 닿으면 저항이 떨어지고 전류가 증가하며 솔레노이드에서 늘어난 당김이 점을 서로 끌어당깁니다.아크가 실패하기 시작하면 전류가 떨어지고 포인트가 다시 닫힙니다.

Yablochkov 양초는 조절기가 없는 단순한 아크 램프이지만, 아크 재시동(일회 사용)이 불가능하고 수명이 몇 시간밖에 되지 않는다는 단점이 있습니다.

역사

탄소 아크 조명의 개념은 19세기 초에 험프리 데이비에 의해 처음 입증되었지만, 1802, 1805, 1807 그리고 1809에 대해서는 그가 처음 증명한 해에 대해 의견이 엇갈린다.데이비는 4인치(100mm) 간격의 아크를 만들기 위해 숯 막대기와 2,000셀 배터리를 사용했습니다.그는 전극을 수평으로 장착했고, 공기의 강한 대류 흐름 때문에 아크가 아치 모양을 이루고 있다는 것을 알아챘다.그는 "아치 램프"라는 용어를 만들었는데, 이 용어는 장치가 일반적으로 [5]사용되기 시작하면서 "아치 램프"로 축약되었습니다.

19세기 후반, 전호 조명은 공공 조명으로 널리 사용되었다.전기 아크가 깜박이고 쉬쉬하는 경향이 큰 문제였습니다.1895년, 헤르타 에어튼은 전기 기사 시리즈에 이러한 현상들이 [6][7]아크를 만드는데 사용된 탄소 막대와 접촉한 산소의 결과라고 설명하면서 글을 썼다.1899년, 그녀는 전기 기술자 협회(IEE) 이전에 자신의 논문을 읽은 최초의 여성이었다.그녀의 논문은 "전기 [8]아크의 쉬익"이었다.

아아크 램프는 실험, 전신 및 엔터테인먼트에 [9]국한된 현상인 전기에 대한 최초의 상업적 용도 중 하나를 제공했습니다.

미국의 카본 아크 조명

Arc Lamp Examples.jpg

미국에서는 1850년 이후 상업적으로 아아크 램프를 생산하려는 시도가 있었지만, 지속적인 전기 공급이 부족하여 노력이 좌절되었다.그래서 전기 기술자들은 패러데이의 발전기를 개선하는 문제에 집중하기 시작했다.그 개념은 윌리엄 에드워즈 스타이트와 찰스 F를 포함한 많은 사람들에 의해 개선되었다. 브러시. 야블로치코프 촛불과 같은 램프가 더 흔하게 목격된 것은 1870년대에 이르러서였다.1877년, 프랭클린 연구소는 발전기 시스템의 비교 테스트를 실시했습니다.Brush가 개발한 것이 가장 잘 작동했고 Brush는 1879년 [10]4월 29일 오하이오 주 클리블랜드의 Public Square에서 초기 응용 프로그램인 아크 라이팅에 그의 개선된 발전기를 즉시 적용했습니다.그럼에도 불구하고, 인디애나 주 와바시는 "브러쉬 라이트"로 불을 밝힌 최초의 도시라고 주장한다.이 불빛들 중 4개는 1880년 3월 31일에 그곳에서 활동하게 되었다.와바시, IN 와바시는 4개의 불빛으로 완전히 밝혀질 만큼 작은 도시였지만 클리블랜드 퍼블릭 스퀘어의 설치는 그 큰 도시의 일부만을 비추었다.Cleveland의 Brush Lights 1880년 Brush는 Brush Electric Company를 설립했습니다.

이 거칠고 찬란한 빛은 클리블랜드의 퍼블릭 스퀘어 같은 공공장소에 가장 적합하며 현대식 필라멘트 램프보다 약 200배 더 강력했다.

브러시 아아크 라이트의 사용은 빠르게 확산되었습니다.사이언티픽 아메리칸 1881년에 시스템이 압연 공장, 제강소, 상점, 모직, 면, 리넨, 실크에 1,240명 불, 그리고 다른 공장, 공원, 부두에 큰 가게, 호텔, 교회, 250빛에 425불, 그리고 여름 리조트나 철도 창고에서 275불빛과 상점, 광산에 130불, sme에[11]800조명:에서 사용되는 있다고 보도했다.그것은ing works, 380개의 공장 및 시설, 1,500개의 조명, 도시 조명, 1,200개의 조명, 영국과 다른 외국에서의 조명.실제로 판매되고 있는 라이트는 총 6,000개가 넘습니다.

1880년대에는 세 가지 주요 발전이 있었다: Frantishek Kiijik은 1880년에 전극의 자동 조정을 가능하게 하는 메커니즘을 발명했다.아크는 탄소 소비를 늦추기 위해 작은 튜브에 둘러싸여 있었습니다(수명을 약 100시간으로 늘렸습니다).화염 아크 램프는 탄소봉에 금속 소금(일반적으로 마그네슘, 스트론튬, 바륨 또는 불화칼슘)이 첨가되어 광출력을 증가시키고 다양한 색상을 생성하도록 도입되었습니다.

미국에서는 아아크 라이트 시스템의 특허 보호와 발전된 다이너모에 대한 특허 보호가 어려워졌고 그 결과 아아크 라이트 산업의 경쟁이 치열해졌다.Brush의 주요 경쟁자는 Elihu Thomson과 Edwin J 팀이었다. 휴스턴.이 둘은 1880년에 미국 전기 회사를 설립했지만 곧 찰스 A에 의해 인수되었다. Coup은 매사추세츠주 Lynn으로 이사했고 Thomson-Houston Electric Company로 이름을 바꿨다.그러나 Thomson은 조명 시스템의 개선 사항을 특허화한 회사의 주요 발명 천재로 남아 있었습니다.Thomson-Houston의 변리사 Frederick P의 지도 아래. 피쉬, 회사는 새로운 특허권을 보호했어.Coup의 경영진은 또한 회사를 인수와 경쟁사와의 합병이라는 공격적인 정책으로 이끌었습니다.두 전략 모두 전기 조명 제조 산업의 경쟁을 줄였습니다.1890년까지 그 U.S.[12]니콜라 테슬라에서 Thomson-Houston 회사는 지배적인 전기 제조 회사 미국 특허 447920,"운영 Arc-Lamps 법"(3월 10일, 1891년), power-frequency 고조파의 불쾌한 소리 아크 램프 fre에 대해 생산을 억제하는 두번째 교류 발전기 당 1만 사이클에 대해 설명합니다를 받았다.마이지 산 풍경 명승구사람의 청력 범위 내에서의 발작.

세기가 바뀔 무렵, 아크 조명 시스템은 쇠퇴했지만, Thomson-Houston은 도시 조명 시스템에 대한 주요 특허를 통제했습니다.이 제어는 토마스 에디슨의 에디슨 제너럴 일렉트릭 컴퍼니에 의해 개발되고 있는 백열 조명 시스템의 확장을 늦추었다.반대로 에디슨의 직류 분배 및 기계 특허 생성에 대한 제어는 톰슨-휴스턴의 추가 확장을 막았습니다.확장의 장애물은 1892년 두 회사가 합병하여 제너럴 일렉트릭 [12]컴퍼니를 설립하면서 제거되었다.

아아크 램프는 초기 영화 스튜디오에서 실내 사진을 비추기 위해 사용되었다.한 가지 문제는 그들이 너무 높은 수준의 자외선을 만들어내기 때문에 많은 배우들이 자외선으로 인한 눈의 통증을 완화하기 위해 카메라 밖에 있을 때 선글라스를 써야 한다는 것이었다.램프 앞에 일반 유리창을 덧대어 자외선을 차단함으로써 문제를 해결했다."토키"가 등장할 무렵, 영화 스튜디오의 아크 램프는 다른 종류의 [13]조명들로 대체되었다.1915년, 엘머 앰브로즈 스페리는 그의 고강도 탄소 아크 서치라이트를 발명하기 시작했다.이것들은 20세기 동안 모든 해군의 군함에서 [14]적들에게 신호를 보내고 조명을 비추기 위해 사용되었다.1920년대에 카본 아크 램프는 자연광의 [15]대용품인 가족 건강 제품으로 판매되었다.

아크 램프는 대부분의 역할에서 필라멘트 램프로 대체되었으며, 영화 투영, 스포트라이트 및 서치라이트와 같은 특정 틈새 애플리케이션에만 남아 있습니다.이러한 애플리케이션에서도 기존의 카본 아크 램프 폐기에 크세논 아크 램프에 의한 것이지만, 여전히 스포트 라이트로 늦어도 1982[16] 같은 적어도 제작되어 지고 아직도 최소 하나의 목적 –"가속 노화"기계들에 햇빛을 시뮬레이션을 추정하기 위한 것을 위해 제작된 추진되고 있는 정도 재료 b. 것 같다ed환경 [17][18]노출로 인해 흐트러짐.

2,000피트 릴에 영화를 전송 및 투사하고 두 개의 프로젝터 간에 "전환"을 사용하는 관행은 약 22분의 수명을 가진 프로젝터 램프 하우스에서 사용되는 탄소 막대가 사용되었기 때문입니다(24프레임/초로 투사했을 때 해당 릴의 필름 양과 동일).필름 릴을 교환할 때 프로젝터는 카본 로드를 교체합니다.1970년대에 제논 프로젝터 램프가 등장하면서 2개의 프로젝터 전환 장치는 대부분 사라졌고, 1개의 프로젝터 플래터 시스템으로 대체되었지만, 필름은 계속해서 2,000피트의 리엘로 영화관으로 운송되었습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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  17. ^ Center, Copyright 2015 Edison Tech. "Arc Lamps - How They Work & History". www.edisontechcenter.org. Archived from the original on 2017-06-17. Retrieved 2018-01-13.
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참고 문헌

외부 링크

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