Elettricità L'Illuminazione
Elettricità L'Illuminazione
SCIENZE - ELETTRICITÀ - L'ILLUMINAZIONE
PRESENTAZIONE
I primi tentativi di illuminazione mediante l'impiego di energia elettrica avvengono nel 1813.In quel periodo vengono costruiti rudimentali prototipi di lampadine; H. Davy, ad esempio, sperimenta la lampada ad arco formata da due bacchette di carbone tra le quali intercorre un arco luminoso. Sempre della stessa specie, ma più comoda, è la "candela", di Jablockov, risalente al 1875: era costruita affiancando due elettrodi di carbone divisi dal caolino(materiale isolante); l'accensione si otteneva innescando l'arco in cima ai due elettrodi. A questo punto, a causa della temperatura altissima, il caolino si sbriciolava.
In seguito a vari ed infelici tentativi, come ad esempio quello di W. Starr del 1845, che utilizzò un filo di carbone incandescente chiuso in una ampolla di vetro sottovuoto per produrre luce, nel 1879 Th. A. Edison riuscì, per la durata di 45 ore, a tenere accesa una lampada a filamento di carbone. Già l'anno seguente prese vita, a Menlo Park, la prima fabbrica di lampadine che nel 1881 ne produceva 34.000 esemplari.
Le lampadine ad incandescenza oggi in commercio sono formate da un filamento di tungsteno, a forma di spirale singola o doppia che diviene incandescente al passaggio di corrente elettrica in un bulbo di vetro; se nel bulbo è introdotto del gas inerte, le lampade sono di potenza media o grande, se allo stesso bulbo viene tolta l'aria praticando il vuoto, la lampada sarà di bassa potenza.
Le lampade ad incandescenza hanno, come ogni cosa, vantaggi e svantaggi; quest'ultimi sono: una scarsa efficienza di luminosità, una elevata produzione di calore e una vita media relativamente bassa; i vantaggi, invece, contano: un minimo ingombro, una accensione facile ed immediata e la possibilità di funzionare in qualsiasi posizione.
La potenza delle lampadine raggiunge anche i 1500 watt e se si introduce nel bulbo, insieme al gas, una minima parte di alogeno che solitamente è iodio, il bulbo non si annerisce poiché i frammenti di tungsteno, che si dividono dal filamento a causa dell'alta temperatura, vengono riportati sul filamento stesso. Le lampade alogene hanno degli ulteriori accorgimenti vantaggiosi: sono molto piccole (o per lo meno lo possono essere) delle lampadine "normali", durano circa il doppio (2000 ore) ed hanno una luce più intensa.
Il loro utilizzo può essere svariato, dal campo cinematografico e televisivo, inserite nei proiettori di ripresa, a quello sportivo, per illuminare campi da gioco; viene inoltre adoperata per i fari delle automobili e per le lampadine di potenza inferiore, come ad esempio 25 - 150 watt, anche per uso casalingo.
Vedi nella figura: A a incandescenza per ambienti, B a incandescenza per veicoli (a due luci), C a tubo fluorescente, D a vapori di sodio, E a vapori a mercurio, F a isotopi radioattivi. 1 zoccolo con attacco a vite, 2 bulbo di vetro o ampolla, 3 supporto di vetro del filamento, 4 fili adduttori di corrente, 5 fili metallici di sostegno del filamento, 6 filamento di tungsteno trafilato, 7 riempimento di gas inerte, 8 zoccolo con attacco a baionetta, 9 filamento per piena luce, 10 filamento per mezza luce (schermata), 11 schermo, 12 peduncoli di attacco, 13 tubo di vetro, 14 rivestimento di fosfori (sostanze fluorescenti), 15 elettrodi (filamenti di tungsteno rivestiti con sostanze che facilitano l'emissione), 16 riempimento di gas inerte (argon), 17 tracce di vapore di mercurio, 18 attacco a vite, 19 ampolla esterna, 20 ampolla interna, 21 elettrodi principali, 22 elettrodo ausiliario di adescamento, 23 vapori di sodio e neon, 24 ampolla esterna di vetro, 25 ampolla interna di quarzo, 26 elettrodo superiore, 27 elettrodo inferiore, 28 vapori di mercurio, 29 vetro ottico diffusore, 30 armatura con superficie interna riflettente, 31 capsula trasparente schermata contro le radiazioni, 32 cristalli di fosforo, 33 gas radioattivi (krypton 85) che eccita la luminosità del fosforo]
LA RESISTENZA ELETTRICA
Per resistenza elettrica si intende l'ostacolo che si impone al movimento delle cariche elettriche. I metalli, ad esempio, anche se sono conosciuti come buoni conduttori di elettricità, oppongono una certa resistenza al passaggio di corrente. Secondo la definizione datane dal fisico George Ohm, la resistenza corrisponde al rapporto costante esistente fra la tensione applicata ai capi di un circuito elettrico e l'intensità di corrente che circola in esso. La resistenza, oltre che dal materiale del circuito, dipende dalle sue dimensioni geometriche e dalla temperatura.
Ad esempio l'argento è un metallo che insieme al rame oppone una minima resistenza; è già un po' più difficile attraversare elettricamente l'alluminio e le cose si complicano ulteriormente se parliamo di altri metalli.
È appunto la caratteristica di ognuno di essi nei confronti del passaggio di corrente che li rende adatti o meno all'uso nell'industria elettrica.
Il rame quindi, viste le sue proprietà, viene utilizzato largamente, anche perché il suo prezzo è inferiore a quello dell'argento.
CENNI STORICI
La prima lampada a gas nella storia dell'illuminazione risale al 1807 in Inghilterra.
Fu dopo quindici anni circa che questo "nuovo" metodo di illuminazione era in grado di dare luce nelle strade delle città inglesi; subito diffusa la notizia, anche altri paesi iniziarono a far uso delle lampade a gas, così la Francia, gli Stati Uniti, la Germania diedero luce ai loro centri urbani. Nel 1832, in Italia, a Milano per la precisione, viene illuminata a gas la Galleria de Cristoforis, e nel 1838 sorge a Torino il "gasometro" per l'illuminazione della rete stradale.
Questo tipo di illuminazione darà per molti anni il suo servizio, ostacolando l'utilizzazione dell'energia elettrica, notevolmente più costosa.
La lampada a gas venne modificata nel 1885 con l'inserimento della "reticella ad incandescenza", che costituita da fili di amianto uniti ad una miscela di particolari terre, forniva una luce più forte e più calda.
Un passo avanti si otterrà nel 1892, con L. Arons, che fece notare la possibilità di utilizzo dei vapori di mercurio nelle lampade a scarica nei gas; trascorreranno parecchi anni, ma nel 1945 le lampade a vapori di mercurio vennero massicciamente utilizzate per l'illuminazione stradale ed industriale. Oggi tali lampade sono formate da un tubo di quarzo dalle dimensioni ridotte, chiuso in un bulbo di vetro che contiene vapori di mercurio a notevole pressione, oltre ad un gas inerte che aiuta la scarica; infine alle estremità sono applicati gli elettrodi.
Il compito del bulbo è di assorbire le radiazioni ultraviolette, e se esso viene ricoperto da polveri fluorescenti la qualità della luce risulta nettamente migliorata.
Le caratteristiche positive di questo tipo di lampada sono: una durata di circa 6000-9000 ore, un ingombro relativamente piccolo e una eccellente luminosità; quelle negative: una accensione non immediata, che per di più necessita di un apparecchio ausiliario.
Le potenze variano ampiamente dai 50 watt ai 2000 e, se si applica in aggiunta un filo di metallo al tubo di scarico sopra citato, si può ottenere una miscelazione di luce con radiazioni di colore rosso.
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