I det här blogginlägget kommer vi att titta på utvecklingen av belysningsteknik, specifikt förändringen från glödlampa till LED-belysning, hur det har påverkat våra liv och miljön och vad framtiden har att erbjuda.
Uppfinningen av glödlampan var mer än bara ett tekniskt genombrott. Uppfann av Thomas Edison 1879, glödlampan var inte bara ett verktyg för att lysa upp mörkret, utan en innovation som i grunden förändrade hur människor använder elektricitet. Tillkomsten av glödlampan skapade en ny social struktur som möjliggjorde nattliga aktiviteter över hela världen, och tillsammans med utvecklingen av industrin ledde det till en acceleration av urbaniseringen. Under många år efter sin uppfinning var glödlampan en viktig belysningsanordning i hem och offentliga utrymmen, och användes flitigt i Sydkorea fram till 1980-talet.
Principen med glödlampor är ganska enkel. Varje ämne med en absolut temperatur över 0 grader Celsius avger elektromagnetiska vågor, ett fenomen som kallas termisk strålning. Glödlampor använder denna värmestrålning för att producera ljus. Glödlampan har ett tunt rör som kallas en glödtråd gjord av volfram i mitten, och när elektrisk energi från ett kraftverk appliceras på glödlampan värmer den upp glödtråden och använder ljuset som avges av värmestrålning för att belysa den. Glödlampor har dock nackdelen att endast 5 % av den tillförda elektriska energin omvandlas till ljusenergi, och de återstående 95 % av energin försvinner i form av värme, vilket resulterar i låg verkningsgrad, och den stora mängden värmeenergi som försvinner höjer temperaturen i rummet i onödan. Om du går till ett gammalt hus på landet eller i en gammal byggnad ser du ofta glödlampor, varför du kan känna dig varm om du sitter under dem länge.
Som sådan var glödlampor en viktig uppfinning i historien, men deras begränsningar ledde snart till behovet av ny teknik. Fluorescerande glödlampor skapades för att övervinna problemet med låg energieffektivitet. Till skillnad från glödlampor producerar lysrör inte ljus genom värme, utan genom urladdning av ånga. Glasröret i en lysrör innehåller en liten mängd kvicksilverånga och argongas, som är lätt att ladda ur. När en spänning läggs på elektroderna på vardera sidan av lysröret frigörs elektroner och kolliderar med kvicksilveratomerna i glasröret. Varje atom har en kärna med protoner och neutroner i centrum och elektroner som kretsar runt den. När en partikel träffar den strömmar elektronerna som kretsar runt den tillfälligt och blir exciterade. I naturen tenderar all materia att hålla sig så stabil som möjligt, till exempel rinner vatten alltid från högre till lägre nivåer. Exciterade elektroner vill också återgå till sitt vilotillstånd och på så sätt avger de energin de fått från kollisionen i form av ljus. Ljuset som sänds ut är i det ultravioletta området, så det är osynligt för våra ögon. Det fluorescerande materialet som appliceras på insidan reagerar dock med den ultravioletta strålningen och avger ljus i det synliga området, vilket vi kan använda. Jämfört med glödlampor avger lysrör starkare ljus, håller dubbelt så länge och förbrukar endast 25-35 % av elektriciteten från glödlampor, vilket kan spara pengar på din elräkning. Nackdelen är dock att de förbrukar mycket energi för att slå på och av, och flimrar efter att de slagits på. Vi har alla gått i skolan under flimrande lysrör vid ett eller annat tillfälle. Om en lysrörslampa går sönder kan dessutom kvicksilverångan inuti frigöras, vilket kan äventyra vår hälsa och orsaka miljöproblem senare.
LED-belysning, även känd som nästa generations belysning, har nyligen introducerats, och det står för Light Emitting Diode. En halvledare är ett material som har egenskaperna hos en ledare som tillåter ström att passera genom den endast under vissa förhållanden. En halvledare är en struktur där ett positivt laddat ämne och ett negativt laddat ämne är sammanbundna, och när en spänning appliceras på det rör sig elektroner och friktion genererar energi, som omvandlas till ljusenergi och avger ljus, vilket är vad lysdioder gör. Beroende på halvledarens material och struktur kan färgen på ljuset som sänds ut av lysdioden justeras. Faktum är att LED har använts i smartphones, TV-apparater, trafikljus, monitorer etc. under lång tid, och först nyligen har de använts för hembelysning. LED-lampor är mycket effektiva och omvandlar cirka 90 % av den elektriska energin till ljusenergi, så att de kan spara pengar på din elräkning, de är lite underhållsfria och är semipermanenta och håller i cirka 20 år när de väl installerats. De är också miljövänliga eftersom de inte använder tungmetaller som kvicksilver, vilket är en stor fördel jämfört med lysrörsbelysning. LED-belysningstekniken är dock ännu inte helt kommersialiserad och kan vara dyr att installera. Det finns också farhågor om att den blå färgen på lysdioder kan ha en negativ effekt på synnerven.
I Sydkorea har tillverkning och import av glödlampor varit förbjuden sedan början av 2014. Du kan fortfarande hitta glödlampor i kaféer, matstånd och andra ställen, men de kommer snart att försvinna. Och inom en snar framtid kommer framsteg inom LED-teknik att tillåta oss att köpa LED-lampor som övervinner sina nuvarande brister till ett billigare pris, och världen kommer att belysas av LED-ljus. Utvecklingen av ljusteknik handlar inte bara om att bli mer energieffektiv, den utvecklas också för att ta hänsyn till den påverkan den har på vårt dagliga liv och miljön. Det är inte bara ett byte av glödlampa, utan en process av ständig utmaning och innovation i mänsklighetens strävan efter en bättre livskvalitet.
