Фона́рь (от греч. Φανάρι) — переносной или стационарный искусственный источник света. Прибор для освещения отдельных участков пространства в темное время суток.

Разновидности фонарей

• Ручной фонарь — используется для автономного освещения.
• Керосиновая/газовая лампа — используется для освещения в отсутствие электричества.
• Уличное освещение — используется для освещения городов, посёлков, автомобильных дорог. Обычно размещаются на фонарных столбах.

Искусственные источники света — технические устройства различной конструкции и с различными способами преобразования энергии, основным назначением которых является получение светового излучения (как видимого, так и с различной длиной волны, например, инфракрасного). В источниках света используется в основном электроэнергия, но также иногда применяется химическая энергия и другие способы генерации света (например, триболюминесценция,радиолюминесценция и др.). В отличие от искусственных источников света, естественные источники света представляют собой природные материальные объекты:Солнце, Полярные сияния, светлячки, молнии и проч.

История развития искусственных источников света

Свеча

Древнее время — свечи, лучины и лампады

Самым первым из используемых людьми в своей деятельности источником света был огонь (пламя) костра. С течением времени и ростом опыта сжигания различных горючих материалов люди обнаружили, что большее количество света может быть получено при сжигании каких-либо смолистых пород дерева, природных смол, масел и воска. С точки зрения химических свойств подобные материалы содержат больший процент углерода по массе и при сгорании сажистые частицы углерода сильно раскаляются в пламени и излучают свет. В дальнейшем при развитии технологий обработки металлов, развития способов быстрого зажигания с помощью огнива позволили создать и в значительной степени усовершенствовать первые независимые источники света, которые можно было устанавливать в любом пространственном положении, переносить и перезаряжать горючим. А также определенный прогресс в переработке нефти, восков, жиров и масел и некоторых природных смол позволил выделять необходимые топливные фракции: очищенный воск, парафин, стеарин, пальмитин, керосин и т. п. Такими источниками стали прежде всего свечи, факелы, масляные, а позже нефтяные лампы и фонари . С точки зрения автономности и удобства, источники света, использующие энергию горения топлив, очень удобны, но с точки зрения пожаробезопасности (открытое пламя), выделений продуктов неполного сгорания (сажа, пары топлива, угарный газ ) представляют известную опасность как источник возгорания. История знает великое множество примеров возникновения больших пожаров, причиной которых были масляные лампы и фонари , свечи и пр.

Газовые фонари

Газовый фонарь вВроцлаве( Польша )

Дальнейший прогресс и развитие знаний в области химии, физики и материаловедения, позволили людям использовать также и различные горючие газы, отдающие при сгорании большее количество света. Газовое освещение было достаточно широко развито в Англии и ряде европейских стран. Особым удобством газового освещения было то, что появилась возможность освещения больших площадей в городах, зданий и др., за счёт того что газы очень удобно и быстро можно было доставить из центрального хранилища (баллонов) с помощью прорезиненных рукавов (шлангов), либо стальных или медных трубопроводов, а также легко отсекать поток газа от горелки простым поворотом запорного крана. Важнейшим газом для организации городского газового освещения стал так называемый «светильный газ», производимый с помощью пиролиза жира морских животных (китов, дельфинов, тюленей и др.), а несколько позже производимый в больших количествах из каменного угля при коксовании последнего на газосветильных заводах.

Одним из важнейших компонентов светильного газа, который давал наибольшее количество света, был бензол, открытый в светильном газе М. Фарадеем. Другим газом, который нашёл значительное применение в газосветильной промышленности, был ацетилен, но ввиду его значительной склонности к возгоранию при относительно низких температурах и большим концентрационным пределам воспламенения, он не нашёл широкого применения в уличном освещении и применялся в шахтерских и велосипедных «карбидных» фонарях. Другой причиной, затруднившей применение ацетилена в области газового освещения, была его исключительная дороговизна в сравнении с светильным газом.

Параллельно с развитием применения самых разнообразных топлив в химических источниках света, совершенствовалась их конструкция и наиболее выгодный способ сжигания (регулирование притока воздуха), а также конструкция и материалы для усиления отдачи света и питания (фитили, газокалильные колпачки и др.). На смену недолговечным фитилям из растительных материалов(пенька) стали применять пропитку растительных фитилей борной кислотой и волокна асбеста, а с открытием минерала монацита обнаружили его замечательное свойство при накаливании очень ярко светиться и способствовать полноте сгорания светильного газа. В целях повышения безопасности использования рабочее пламя стали ограждать металлическими сетками и стеклянными колпаками различной формы.

Появление электрических источников света

Дальнейший прогресс в области изобретения и конструирования источников света в значительной степени был связан с открытием электричества и изобретением источников тока. На этом этапе научно-технического прогресса стало совершенно очевидно, что необходимо для увеличения яркости источников света увеличить температуру области, излучающей свет. Если в случае применения реакций горения разнообразных топлив на воздухе температура продуктов сгорания достигает 1500-2300 °C, то при использовании электричества температура может быть ещё значительно увеличена. При нагревании электрическим током различных токопроводящих материалов с высокой температурой плавления они излучают видимый свет и могут служить в качестве источников света той или иной интенсивности. Такими материалами были предложены: графит (угольная нить), платина, вольфрам, молибден, рений и их сплавы. Для увеличения долговечности электрических источников света их рабочие тела (спирали и нити) стали размещать в специальных стеклянных баллонах (лампах), вакуумированных или заполненных инертными либо неактивными газами (водород, азот, аргон и др.). При выборе рабочего материала конструкторы ламп руководствовались максимальной рабочей температурой нагреваемой спирали, и основное предпочтение было отдано углероду (лампа Лодыгина, 1873 год) и в дальнейшем вольфраму. Вольфрам и его сплавы с рением и по настоящее время являются наиболее широко применяемыми материалами для изготовления электрических ламп накаливания, так как в наилучших условиях они способны быть нагреты до температур в 2800-3200 °C. Параллельно с работой над лампами накаливания, в эпоху открытия и использования электричества также были начаты и значительно развиты работы по электродуговым источником света (свеча Яблочкова) и по источникам света на основе тлеющего разряда. Электродуговые источники света позволили реализовать возможность получения колоссальных по мощности потоков света (сотни тысяч и миллионы кандел), а источники света на основе тлеющего разряда — необычайно высокую экономичность. В настоящее время наиболее совершенные источники света на основе электрической дуги — криптоновые, ксеноновые и ртутные лампы, а на основе тлеющего разряда в инертных газах (гелий, неон, аргон, криптон и ксенон) с парами ртути и другие. Наиболее мощными и яркими источниками света в настоящее время являются лазеры. Очень мощными источниками света также являются разнообразные пиротехнические осветительные составы, применяемые для фотосъемки, освещения больших площадей в военном деле (фотоавиабомбы, осветительные ракеты и осветительные бомбы).

Типы источников света

Электрические: Электрический нагрев тел каления или плазмы. Джоулево тепло, вихревые токи, потоки электронов или ионов.Для получения света могут быть использованы различные формы энергии, и в этой связи можно указать на основные виды (по утилизации энергии) источников света.

• Ядерные: распад изотопов или деление ядер.

• Химические: горение (окисление) топлив и нагрев продуктов сгорания или тел каления.

• Электролюминесцентные: непосредственное преобразование электрической энергии в световую (минуя преобразование энергии в тепловую) в полупроводниках (светодиоды, лазерные светодиоды) или люминофорах, преобразующих в свет энергию переменного электрического поля (с частотой обычно от нескольких сотен Герц до нескольких Килогерц),либо преобразующих в свет энергию потока электронов (катодно-люминесцентные

• Биолюминесцентные: бактериальные источники света в живой природе.

Применение источников света

Источники света востребованы во всех областях человеческой деятельности — в быту, на производстве, в научных исследованиях и т. п. В зависимости от той или иной области применения к источникам света предъявляются самые разные технические, эстетические и экономические требования, и подчас отдается предпочтение тому или иному параметру источника света или сумме этих параметров.

История электрического фонаря

- Эволюция костра и мечта человека о переносном огне.

В те далёкие времена, когда уже был костёр, человек искал способы создания портативного (переносного) источника света. Сначала это была подожжённая в костре ветка дерева, затем появились факелы, свечи и керосиновые лампы, которые и по сей день с нами.

У этих портативных источников света были проблемы – безопасность, непрактичность, выделение вредных веществ.

Фонарь электрический на лампе накаливания, в скором времени был ответом на все эти недостатки.

- Томас Эдисон и Карл Гесснер стали частью истории создания первого в мире электрического фонаря на лампе накаливания.

1866 год - Французский изобретатель Жордж Лекланше (Georges Leclanche) создал первый прототип электрической батареи. Это был стеклянный сосуд заполненный раствором хлорида аммония, где происходила химическая реакция и на электродах из цинкового анода и угольного катода, который был окружен смесью измельченного диоксида магния и угля, появлялась электрическая энергия. Эта электрическая батарея имела ряд недостатков, она была хрупкая, тяжелая и очень опасная.

Патент 64113 от 23 апреля 1867 года.

1879 год - Томас Эдисон (Thomas Edison), выдающийся изобретатель, изобрёл первую в мире лампу накаливания, которая имела углеродную нить накаливания.

Патент 223898 от 27 января 1880 года.

1886 год - Национальная Углеродная Компания (NCC), которая была создана для производства деталей из углерода, очень нужных для батарей, стала производить углеродные стержни для сухих электрических батарей. Эта компания в будущем, стала, основным поставщиком батарей для электрических фонарей.

1887 год - Карл Гесснер (Carl Gessner) создал первую портативную электрическую батарею из цинка. Это была первая электрическая батарея, где химические вещества находились внутри контейнера из цинка.

Любой электрический фонарь без источника тока не может существовать , и это его неотъемлемая часть, в те годы это была портативная батарея, сегодня это привычные для нас батарейки и аккумуляторы.

Все эти факторы в будущем и повлияли на появление первого в мире электрического фонаря.

Человек всё ближе был к заветной мечте - безопасному и переносному источнику света - электрическому фонарю.

- Электрический фонарь - это портативный и переносной источник света.

Идея о создании электрического фонаря появилась совершенно случайно, в конце XIX века.

Джошуа Лайонел Коуэн большой любитель комнатных растений и изобретатель, решил подсветить одно из своих растений лампой накаливания, спрятав при этом батарейку в цветочную вазу. Таким образом, он по-другому, взглянул на своё растение, и был поражен, растение имело потрясающий и фантастический вид. Коуэн был далеко не первым человеком, который подключил лампочку к батарее. Его товарищ Конрад Хьюберт, очень предприимчивый человек, увидел это, и понял, что можно создавать и производить подобные переносные светильники, которые должны в будущем неплохо продаваться.

1896 год - Конрад Хьюберт (Conrad Hubert), скопив небольшую сумму денег, выкупает у Джошуа Лайонела Коэна права на его открытие - электрическую подсветку комнатных растений. Электрическая подсветка комнатных растений нуждалась в технической доработке, что бы начинать её продажи, но, к сожалению, Конрад Хьюберт, был всего лишь удачливым продавцом, а не техническим гением.

Русский иммигрант по имени Конрад Хьюберт (также он известен как Акиба Горовиц) открывает свою собственную компанию в Америке, в Нью-Йорке, American Electrical Novelty and Manufacturing Company (AENMC), и приглашает к себе Дэвида Майзелла (David Misell), профессионального изобретателя.

Конрад Хьюберт и Дэвид Майзелл благодаря совместной работе, создали электрический фонарь в виде трубы, за которую можно было держать фонарь в руке, что и явилось прототипом в будущем, самому популярному на сегодня – ручному фонарю. Изначально фонарь ручной был очень больших размеров, благодаря очень большой лампе накаливания, с углеродной нитью внутри, и больших размеров портативной батареи.

К сожалению, первые электрические фонари на лампах накаливания с угольной нитью светили очень тускло, да и батареи для питания в те времена были слабоваты, поэтому электрический фонарь после замыкания контактов, светил всего лишь несколько секунд. Ещё были проблемы в создании переключателя для включения и выключения фонаря.

Flashlight - было первое название электрического фонаря, в переводе с английского, как вспышка света.

1896 год - была изобретена электрическая батарея размера D, в будущем, это позволило, значительно продвинутся в разработке электрических фонарей.

1896 год - Дэвид Майзелл получает патент на первый электрический фонарь . Корпус этого фонаря был выполнен из дерева. Фонарь имел ручку для переноски, выключатель для включения и выключения, эту роль выполняла металлическая пластина, которая при повороте замыкала электрические контакты. Внутри стояли три электрические батареи размера D.

Патент 559143 от 28 апреля 1896 года.

Посмотреть электрический фонарь в деревянном корпусе в музее фонарей Stuarta Schneidera.

1898 год - Конрад Хьюберт и Дэвид Майзелл открывают Компанию Ever Ready ® (в переводе с английского - Всегда готов!) по производству электрических фонарей.

1898 год - Дэвид Майзелл получает патент на первый электрический фонарь для велосипеда. Корпус этого велосипедного фонаря был так же выполнен из дерева, как и первый его фонарь . Фонарь велосипедный имел поворотную ручку для переноски, выключатель для включения и выключения, эту роль выполняла также металлическая пластина, которая при повороте замыкала электрические контакты, расположенные на корпусе. Внутри стояли три электрические батареи размера D. Сзади, на корпусе, фонарь имел крепление к велосипеду.

Патент 603112 от 26 апреля 1898 года.

В наши дни - это совсем другие велосипедные фонари , выполненные по передовым технологиям, с использованием самых современных материалов, источников тока и источников освещения.

1898 год - Национальная Углеродная Компания наладила серийное производство первых электрических батарей размера D, специально созданных для использования в фонарях. Появление таких батарей, позволило значительно шагнуть вперёд новым разработкам электрических фонарей.

Благодаря стараниям Конрада Хьюберта, как продавца, и Дэвида Майзелла, как профессионального изобретателя, и несмотря на подозрительное отношение покупателей к новинке (так как многие к этой новинке относились с опаской, да и дороговато было), они сумели убедить их, и доказали, что фонарь электрический должен служить людям .

1899 год - Дэвид Майзелл получает патент на первый ручной фонарь электрический цилиндрической формы, более 100 лет тому назад. Первый корпус ручного фонаря электрического был изготовлен из бумаги, а рефлектор (отражатель) из латуни. Этот фонарь напоминал трубу, внутри которой стояли три электрические батареи размера D, на конце трубы стоял отражатель с лампой накаливания. При нажатии на кольцо, электрическая цепь замыкалась и фонарь горел. Но были недостатки у этого фонаря, для включения фонаря, нужно было постоянно держать большим пальцем кольцо нажатым, да и батарей надолго тоже не хватало.

Такой фонарь появился, благодаря производству электрических круглых батарей размера D, в результате этого, стали появляется различные модели ручных фонарей, очень удобные для использования и переноски.

Патент 617592 от 10 июня 1899 года.

Посмотреть электрический фонарь в деревянном корпусе в музее фонарей Stuarta Schneidera.

1899 год – Компания Ever Ready ® выпускает первый в Мире каталог электрических фонарей, под громким названием - Да будет свет! На обложке каталога был изображен, освещённый фонарём глобус.

В этот период, Конрад Хьюберт и его молодая Компания Ever Ready® уже запатентовали 25 видов фонарей. Это были в основном настольные фонари , в виде подсвечников для свечей, где вместо свечей, светили лампы накаливания, а вместо подставки была коробка, где находилась электрическая батарея. В те времена было много интересных моделей фонарей: разные декоративные сундучки и коробочки с подсветкой, и это было только начало.

1900 год – был создан первый велосипедный электрический фонарь на батареях размера D (R20).

1903 год - Конрад Хьюберт получает патент на фонарь электрический в цилиндрическом корпусе с очень интересным перекидным переключателем.

Патент 737107 от 25 августа 1903 года.

1905 год – появились электрические фонари с кнопкой, которую для включения фонаря, необходимо было держать постоянно нажатой и это вызывало неудобство.

1906 год – углеродную нить накаливания в лампах заменили на более прочную, вольфрамовую проволоку - это позволило в дальнейшем уменьшить значительно размеры ламп накаливания, и соответственно уменьшить размеры электрических фонарей. Лампы накаливания стали ярко светить!

1906 год - Национальная Углеродная Компания, которая являлась поставщиком электрических батарей для фонарей, покупает половину акций за 200 000 долларов у компании Конрада Хьюберта Ever Ready®, но президентом по-прежнему остаётся Хьюберт и политика компании при этом не меняется. В результате этого, в дальнейшем, изменилось название компании Ever Ready® на более сокращённое название Eveready®.

Конрад Хьюберт понимал, что фонарь электрический, должен быть очень полезным для полицейских и иных охранных структур. Он, в качестве рекламы дал несколько фонарей полицейским из Нью-Йорка, для патрулирования ночных улиц. В результате этого, он получил положительную оценку и поддержку не только полицейских из Нью-Йорка, но и прессы, которая писала об этом событий, и это в дальнейшем, позволило значительно увеличить продажи фонарей на электрических батареях.

Электрический фонарь прекрасно вошёл в жизни человека и заменил такие небезопасные вещи, как свечи и керосиновые лампы.

1910 год - стали появляться новые, современные в те времена, материалы: никелированные трубы, вулканизационная резина, ну и лампы накаливания с вольфрамовой нитью внутри. Всё это дало значительный прорыв в производстве электрических фонарей. Электрические фонари ручные теперь изготавливали в надёжном металлическом корпусе.

В дальнейшем электрический фонарь изменял форму и размеры несколько раз, но основная идея, форма ручного фонаря в виде цилиндрической трубы, куда устанавливались электрические батарей, осталась прежней, так как, гораздо удобнее держать фонарь в руке и направлять его яркий луч вдаль.

1911 год – ползунковый переключатель у фонаря имел ряд недостатков, одно из них, это самопроизвольное включение фонаря, например в кармане или в сумке, нужна была фиксации положения ползункового переключателя, в результате, в переключатель, была встроена специальная кнопка, которая при нажатии, утопала в корпусе фонаря и фиксировала переключатель.

1912 год - появился первый металлический фонарь на плоской батарейке с ползунковым переключателем.

При перемещении пластины переключателя у фонаря вверх, пластина давила на подпружиненный контакт, в результате она отгибалась и замыкала контакт плоской батарейки на металлический корпус фонаря.

Патент 1047525 от 19 декабря 1912 года.

В наши дни - это совсем другие электрические фонарики на батарейках квадратных, выполненные по передовым технологиям, с использованием современных материалов, источников тока и источников освещения.

1914 год - Национальная Углеродная Компания покупает у Хьюберта всю его компанию. В результате этого появляется компания National Carbon Company, которая потом и занималась выпуском электрических батарей и осветительных приборов, в том числе и электрических фонарей. В продаже появились электрические батареи Eveready ®, в наши дни это уже другой бренд батареек - Energizer.

1966 год - корпуса фонарей стали изготавливать из пластмассы.

1967 год - появились перезаряжаемые фонари на аккумуляторах.

1968 год - налажено производство люминесцентных фонарей.

1970 год - для любителей активного отдыха, появились в продаже водонепроницаемые фонари .

Фонарь электрический прошёл долгий путь от простых начинаний, до современных в наши дни, фонарей на светодиодах - это действительно настоящая революция портативного освещения.

1998 год - Компания Eveready ® празднует немалый юбилей, 100 лет производства фонарей и светотехнической продукции.

В наши дни, уже никого не удивишь электрическим фонарём, который можно неоднократно перезаряжать, где нет внутри батареек, там стоят надёжные, неоднократно перезаряжаемые аккумуляторы - это аккумуляторные фонари .

Есть фонари вообще без батареек и аккумуляторов, такие электрические фонари используют индукционную энергию или солнечную, и это динамо фонари .

Использование в качестве источника света светодиодов, позволяет экономить энергию батареек или аккумуляторов, в разы! Теперь, электрический фонарь светит не часами, а сутками!

С появлением в производстве миниатюрных источников тока - батареек и очень надёжных источников света - светодиодов, появилась возможность производить фонари миниатюрных размеров - фонарики брелоки.

Большая часть электрических фонарей, подразделяются на две основные категории:

1. Фонари , которые являются очень яркими, фонари на мощных галогенных лампах, а лучше выбирать фонари на сверхярких светодиодах Cree, они пользуются популярностью у полиции , военных и МЧС , разных охранных структур и жилищных хозяйств. Такие, очень мощные электрические фонари стоят значительно дороже.

2. Большинству людей требуется более простой фонарь электрический, который стоит недорого. Ассортимент таких недорогих фонарей очень большой и может удовлетворить любого покупателя.

Все электрические фонари можно разделить на ряд подразделений и категорий.

1. По типу переноски и крепления, фонари бывают:

- Ручные фонари , налобные фонари, велосипедные фонари, фонари кемпинговые и фонари брелоки.

2. По типу питания, фонари подразделяются:

- Фонари на батарейках, аккумуляторные фонари, фонари без батареек и фонари динамо.

С появлением в нашей жизни современных материалов, корпуса фонарей электрических стали изготавливать из очень прочных пластиков, иногда покрывая их резиной для комфортного удобства, или лёгких авиационных алюминиевых сплавов, с удобными для держания в руке, углублениями (насечками) на рукоятке фонаря.

Новые технологии в производстве источников света, позволяют создавать фонари электрические очень разных форм и расцветок, шагающих в ногу со временем, которые учитывают очень важные факторы для фонаря: потребность и запросы покупателей, удобство, практичность, надёжность, безопасность.

Итог: Фонарь электрический появился в нашей жизни благодаря таким, очень важным в нашей жизни изобретениям, как электрическая батарея и лампа накаливания, которые и по сей день, мы используем в повседневной жизни.