Šajā emuāra ierakstā ir pētīts, kā apgaismojuma tehnoloģijas ir attīstījušās, kļūstot viedākas un efektīvākas, sākot no kvēlspuldzēm līdz dienasgaismas spuldzēm, LED spuldzēm un viedajam apgaismojumam.
Kopš kvēlspuldzes izgudrošanas apgaismes ķermeņi, kas izmanto elektrisko enerģiju, ir nepārtraukti uzlabojušies, koncentrējoties uz gaismas efektivitātes palielināšanu un armatūras kalpošanas laika pagarināšanu. Gaismas efektivitāte attiecas uz patērētās elektroenerģijas attiecību, kas tiek pārveidota gaismā. Šeit gaisma attiecas uz redzamo gaismu – elektromagnētiskā viļņa veidu, kas atrodas starp infrasarkano un ultravioleto gaismu. Mūsdienu apgaismes ķermeņi attīstās efektīvākā un videi draudzīgākā virzienā, notiekot dažādām tehnoloģiskām inovācijām.
Kvēlspuldzei ir vienkārša struktūra: kvēldiegs, kas ievietots noapaļotā stikla spuldzē, kas piepildīta ar inertu gāzi. Kad kvēldiegam tiek pielikts spriegums, uzkarsētais kvēldiegs daļu savas enerģijas izstaro elektromagnētisko viļņu veidā. Šo elektromagnētisko viļņu garums veido nepārtrauktu spektru, kur gaisma veido aptuveni 10%, bet pārējā daļa ir infrasarkanais starojums siltuma veidā. Lielākā daļa spuldzei pievadītās enerģijas tiek izstarota siltuma veidā, kā rezultātā gaismas efektivitāte ir ļoti zema. Turklāt kvēldiegs tiek uzkarsēts līdz augstām temperatūrām, padarot to viegli pārtrūkstošu un saīsinot spuldzes kalpošanas laiku. Palielinot spuldzei pielikto spriegumu, paaugstinās kvēldiega temperatūra, palielinot izstarotās gaismas īpatsvaru, bet saīsinot kalpošanas laiku. Šo problēmu dēļ kvēlspuldzes pakāpeniski aizstāj citas augstas efektivitātes apgaismes ierīces.
Luminescences spuldzes sastāv no cilindriskas stikla caurules, kas satur dzīvsudrabu un inertu gāzi, un kuras abos galos ir piestiprināti pavedieni. Kad no kvēldiega izstarotie termoelektroni saduras ar dzīvsudraba daļiņām, rodas ultravioletā gaisma. Šī ultravioletā gaisma skar fluorescējošo materiālu, kas pārklāts ar caurules iekšpusi, pārvēršot to redzamā gaismā. Šīs gaismas krāsa mainās atkarībā no fluorescējošā materiāla veida, un arī ultravioletā starojuma pārvēršanas redzamā gaismā efektivitāte atšķiras, ietekmējot lampas kopējo gaismas efektivitāti. Tā kā luminiscences spuldzes neiegūst gaismu tieši no kvēldiega, tās var darboties zemākā sildīšanas temperatūrā. Tas ļauj tām radīt tādu pašu spilgtumu kā kvēlspuldzēm, vienlaikus patērējot aptuveni par 30% mazāk enerģijas. Tās arī izstaro mazāk infrasarkanā starojuma nekā kvēlspuldzes, un to kalpošanas laiks ir aptuveni 5 līdz 6 reizes ilgāks. Tomēr luminiscences spuldzes satur arī dzīvsudrabu, radot bažas par vidi un drošības problēmas to utilizācijas laikā.
Gaismas diodes (LED) tiek izgatavotas, savienojot divu veidu pusvadītājus: p-tipa un n-tipa. Pievadot spriegumu, starp abiem pusvadītājiem rodas nemainīga sprieguma starpība. Šajā brīdī elektroni, kas pārvietojas starp tiem, izstaro gaismu, kuras enerģija ir vienāda ar šo sprieguma starpību. Nepieciešamais spriegums un izstarotās enerģijas daudzums mainās atkarībā no savienojumiem, kas veido abus savienotos pusvadītājus. Izstarotās gaismas viļņa garumu nosaka šis enerģijas līmenis, kā rezultātā LED gaisma izskatās vienkrāsaina. LED apgaismojums ir ļoti populārs, pateicoties tā zemajam enerģijas patēriņam, ilgajam kalpošanas laikam un spējai nodrošināt gaismu plašā krāsu gammā.
Lai gaismas diodes (LED) izmantotu kā apgaismošanas gaismu emitējošus elementus, tām jāspēj izstarot gaismu visā redzamajā spektrā. Tāpēc uz gaismu emitējošā ķermeņa tiek uzklāts fluorescējošs materiāls, kas rada monohromatisku gaismu, nodrošinot gaismas izstarojumu līdzīgi kā dienasgaismas spuldzēm. Tomēr, tā kā LED nav sildelementa, piemēram, kvēldiega, tām ir ilgāks kalpošanas laiks un mazāki enerģijas zudumi salīdzinājumā ar dienasgaismas spuldzēm. Pateicoties LED tehnoloģijas attīstībai, tās tagad ir kļuvušas par galvenajiem apgaismes ķermeņiem, kas aizstāj kvēlspuldzes un dienasgaismas spuldzes, un tiek izmantotas dažādos pielietojumos.
Apgaismes ķermeņu, kas izmanto elektroenerģiju, attīstība turpinās, un nesen ir parādījušās viedās apgaismojuma sistēmas, kas vēl vairāk uzlabo apgaismes ķermeņu efektivitāti un ērtības. Viedais apgaismojums izmanto lietu interneta (IoT) tehnoloģiju, lai lietotāji varētu attālināti kontrolēt apgaismojumu un maksimāli ietaupīt enerģiju, izmantojot automatizētas apgaismojuma regulēšanas funkcijas. Šie tehnoloģiskie sasniegumi ne tikai palielina apgaismes ķermeņu efektivitāti, bet arī ievērojami veicina lietotāju dzīves kvalitātes uzlabošanu.
