Виды и принцип работы фонариков

Фонарь – это осветительное оборудование индивидуального использования, характерное компактностью, что позволяет носить его с собой. Ручные фонарики успешно заменили собой морально устаревшие масляные и керосиновые лампы. Виды фонарей разнообразны, но всех их объединяет источник питания – электричество. Нынешние осветительные устройства мобильные и универсальные, в отличие от тех ламп, где для образования света требуется поддержание горения. В статье разберём, что такое фонарик, какие бывают виды фонарей, их устройство и историю изобретения.

Фонарики
Фонарики

История

Открытие электричества привело к технологическому прорыву. Научный прогресс двигался семимильными шагами, и вскоре стало понятно, что эффективность источников света можно повысить увеличением площади излучения.

Одна из первых ручных моделей
Одна из первых ручных моделей

Что такое фонарик, полноценная его версия, вскоре стало понятно, но до этого было проделано немало работы. Сперва в 1866 году Джордж Лекланше придумал батарейку, а в 1879 году Томас Эдисон – лампочку накаливания. В 1887 году аккумулятор получил достаточно доработок, и вскоре человечество научилось пользоваться батареями с сухим связующим звеном, которым выступал гипс. Это было началом осветительной революции.

Первый фонарик

Первый фонарик, работающий от электричества, появился в конце XIX века. Разработка присвоена Дэвиду Майзеллу в 1896 году. Его осветительное устройство было удобным и безопасным, не могло стать источником пожара, в отличие от свечей и факелов, и при этом не выделяло дыма. Первые электрические фонарики легко включались и выключались, за что в 1899 году быстро распространились среди полицейских Нью-Йорка.

Раритетный фонарик
Раритетный фонарик

Но первые разработки имели ряд недостатков, из-за чего некоторые время не удостаивались повышенного внимания. Первые фонари собирались из бумажных трубок, лампы и отражателя из латуни. Включая батарею, общий вес устройства доходил до килограмма. Цена их была немалая, а эффективность, если сравнивать с нашим временем, минимальная. Что такое фонарь тех времен – прибор, дающий короткую вспышку. Поэтому его так и назвали – flash, что в переводе «мигать», «мерцать». Позднее появились новые технологии изготовления аккумуляторов, что повлекло за собой рост популярности ручных фонариков.

В 1922 году в США фонарями пользовались уже более 10 миллионов человек. Начали появляться модели с дополнительными элементами, улучшающими удобство использования. Из первых быстро стал популярен крючок, позволяющий подвесить фонарь на гвоздь или прикрепить на веревке.

Первый фонарик, устойчивый к воздействию влаги, появился в 1970 году. Галогенные модели с более ярким свечением – в 1980-е. Светодиодные элементы, актуальные и по наше время, увидели свет во второй половине 1990-х годов.

Еще одна разновидность старинного фонарика
Еще одна разновидность старинного фонарика

Изобретения механика-самоучки Ивана Кулибина

Многие российские историки в курсе, кто изобрел фонарь-прожектор, часы, микроскоп и трехколесную самокатку. Иван-Кулибин, в честь которого и сейчас называют талантливых мастеров-самоучек – выдающийся русский механик и инженер, сделавший значительный вклад в науку.

Родился Иван Петрович Кулибин 21 апреля 1735 года в семье торговца мукой. С ранних лет он обучился грамоте и счету, но больше его влекло чтение и часовые механизмы. В годы юношества его комната больше походила на мастерскую. В ней он с легкостью уже восстанавливал жернова и иные устройства, не забывая про увлечение часами.

В возрасте 23 лет у Кулибина уже была своя часовая мастерская в Нижнем Новгороде. Со временем весть о талантливом мастере разнеслась на многие километры. В 1767 году, во время удачной встречи с Екатериной II, Иван Кулибин показал свои изобретения, и поделился идеей сделать в ее честь часы.

Два года спустя государыне преподнесли подарок – часы, размером немногим меньше гусиного яйца, украшенные витиеватым золотистым узором. Их особенность проявлялась в полдень – тогда из часов начинала звучать музыка. Но это не все. Конструкция предполагала сложнейший механизм, благодаря работе которого на поверхности часов появлялся миниатюрный театр, где разыгрывалось представление.

Часы, изготовленные Кулибиным
Часы, изготовленные Кулибиным

Впоследствии Кулибин подарил Екатерине II телескоп, микроскоп, электрическую машинку. За выдающиеся изобретения, впечатлившие царицу, мастер был удостоен места заведующего мастерской в Петербургской академии наук.

В свое время Иван Кулибин разработал проект деревянного арочного моста через Неву. По расчетам все было идеально, но средства для реализации проекта правительство так и не выделило.

Фонарь-прожектор – тоже его изобретение. Это было одно из первых осветительных устройств. За счет параболического отражателя из мельчайших зеркал фонарь делал мощный поток света из пламени одной свечи. Называли его тогда оптическим телеграфом, и он успешно применялся как днем, так и ночью.

Фонарь-прожектор, часы, мост, лифт, повозку-самокатку, ножной протез, водяное колесо и многое другое – вот кто изобрел все это – Кулибин.

Фонарь-прожектор И.П.Кулибина
Фонарь-прожектор И.П.Кулибина

Виды фонарей по способу электропитания

Важно знать, какие бывают фонарики, от этого во многом зависит комфорт использования.

Классификация по источнику питания лампы:

  • батарейки;
  • аккумулятор;
  • электродинамический механизм.

Фонарик на батарейках

В сравнении с иными разновидностями, устройства, работающие от батареек, наиболее доступны. По весу довольно легкие, да и подзарядка им не требуется. Только время от времени необходимо менять источник питания – батарейки. И чем они качественнее, тем дольше и ярче будет светить фонарик.

С экономической точки зрения приборы проигрывают аккумуляторным. Но с батарейками никогда нет проблем – найти их можно буквально на каждом углу, даже на кассе супермаркета. То есть с таким фонарем не окажешься без света в ответственный момент. Устройства на батарейках оптимальны, если пользоваться ими планируется на непостоянной основе и на короткое время.

Модель на батарейках в металлическом корпусе
Модель на батарейках в металлическом корпусе

Фонари на аккумуляторах

Более современный вариант осветительного устройства. Модели, оснащенные аккумуляторной батареей, подзаряжаются от электросети. Они комплектуются специальным зарядным устройством и кабелем для подключения. В плане цены аккумуляторный фонарь дороже, но восстановить заряд куда проще и экономически целесообразней, чем покупать новые батарейки.

Несмотря на это, есть у фонариков, питающихся от АКБ, ряд недостатков:

  • немалый вес;
  • цена;
  • работают только при заряженном аккумуляторе. То есть зависимы от электроэнергии;
  • продолжительность работы на одном заряде зависит от технических характеристик питающего элемента.

Аккумуляторы устроены несколько иначе, чем батарейки. Если полностью зарядить фонарь и взять его только спустя пару месяцев, может оказаться, что он не светит. Причина – саморазряд источника питания.

Аккумуляторные фонарики оптимальны в качестве профессиональных приспособлений, когда предполагается регулярное их использование. Днем фонарь активен, а вечером стоит на подзарядке. В случае с батарейками понадобилось бы поменять уже не одну упаковку.

Перезаряжаемый фонарик
Перезаряжаемый фонарик

Если же фонарик нужен лишь изредка, актуальней будет модель на батарейках. Они теряют заряд не так быстро, как аккумуляторные приборы.

Фонарики с ручным «приводом»

Речь об устройстве с динамо-машиной, которое светит только если активно поработаешь рукой. Накопительного источника питания у фонаря нет. Вместо него – генератор переменного тока. Работает это так: применяешь ручную силу – вырабатывается энергия, необходимая для питания лампы. Если речь идет о качественном фонарике, его ресурс свечения, можно сказать, бесконечен. Энергия преобразуется, когда пользователь вращает рукоять или сжимает специальный рычаг.

Обычно электродинамическими моделями пользуются, когда фонарь нужен ненадолго. Ведь постоянно работать руками, чтобы был свет, непросто.

Существует немало производителей фонариков с ручным «приводом». Одни модели светят только когда вращается генератор, другие идут со встроенной аккумуляторной батареей. АКБ сохраняет энергию, выработанную генератором. То есть можно одну минуту повращать рычаг, а получить в итоге куда более продолжительное свечение.

Казалось бы, одни преимущества. Но недостатки все же есть:

  • генератор издает шум, когда работает;
  • быстро устаешь из-за физической нагрузки;
  • по яркости свечения обычно проигрывают иным моделям.
Фонарь с динамомашиной
Фонарь с динамомашиной

Особенно актуальны фонари с динамо-машиной в условиях туристического похода, где нет доступа к электричеству. К тому же есть устройства с USB-портом, с помощью которого получится подзарядить гаджет.

Типы фонарей по используемым в них лампам

Лампа – второй по значимости фактор, от которого зависит эффективность осветительного устройства. При разработках инженеры стремились увеличить дальность и яркость фонарика, а также продлить работу светового элемента.

Характеристики, которые стоит учесть:

  • люмены. Ими измеряется сила светового потока. Чем больше – тем более далеко будет доставать световой луч;
  • кельвины. Характеристика цветовой температуры. Больше значение – «холоднее» цвет.

Источником свечения фонариков выступают лампа накаливания, галогеновая, ксеноновая лампа или светодиоды, и у каждого свои технические характеристики.

Фонарик с лампой накаливания
Фонарик с лампой накаливания

Лампы накаливания

Представляет собой вольфрамовую или углеродную нить, заточенную в колбе, из которой откачан воздух. Тепловой диапазон электрического источника света в среднем до 2500 кельвинов, что дает желтое свечение. Сегодня фонарики с такими лампами практически не выпускаются, чему есть ряд объяснений:

  • тянут много электроэнергии, а светят недостаточно ярко;
  • ограниченный ресурс;
  • плохая устойчивость к механическим повреждениям;
  • если элемент питания нестабилен, нить запросто может перегореть.

Такие лампы еще встречаются в устаревших шахтерских и аварийных фонариках.

Фонарь производства СССР
Фонарь производства СССР

Галогенные лампы

Устройство тоже предполагает колбу с нитью накаливания, только находящуюся не в условиях вакуума, а в среде с инертным газом – галогеном. За счет этого получилось повысить яркость на 30%, одновременно продлив срок службы лампы. Но в плане энергопотребления эта разновидность «прожорлива». К тому же светоэлемент при мощности 15В в турборежиме может нагреться до +300° C, и корпус фонаря должен быть рассчитан на такие температурные нагрузки. Все это отражается на конструкции и конечной стоимости осветительного прибора.

Многие ручные галогенные фонарики громоздки и тяжелы, что не делает их мобильными. Да, в плане яркости вариант отличный, но только в турборежиме, работающем несколько минут. И то в течение них элемент питания разрядится на 20 – 30%, так как нагреется до предельных температур. Фонарь и дальше будет светить, но с яркостью в 50 – 60% от изначальной. Пока основной элемент питания остывает, работают более «слабые».

Мощная модель с галогенной лампочкой
Мощная модель с галогенной лампочкой

Ксеноновые лампы

По принципу действия — это газоразрядные осветительные устройства. Такие обычно находят применение в качестве автомобильного света. Также актуальны для ночной фото- и видеосъемки, так как характерны отличной передачей цвета. Встречаются ручные фонари с ксеноновыми лампами, и светят они действительно ярко. Но в соотношении энергопотребления к светоотдаче срок их работы составляет 2 – 3 часа, что во многом зависит от типа установленной батареи.

Преимущества ксеноновых ламп:

  • значение мощности;
  • цветопередача приближена к натуральной;
  • практически не греются.

Справедливости ради отметим и недостатки:

  • сравнительно малый ресурс. За 3000 часов работы – деградация на 30%;
  • цена.

Поток света ксенонового фонарика настолько силен, что отчетливо виден днем на расстоянии нескольких километров. Не зря такие модели распространены среди спасательных служб.

Свечение ксенонового фонаря
Свечение ксенонового фонаря

Светодиоды

Этот источник света встречается сегодня повсеместно. Отрицательных качеств у него всего два:

  • сильно греются светоэлементы с параметром светоотдачи более 3000 кельвинов, если установлены в фонаре с пассивным охлаждением, не предполагающем качественного отвода тепла;
  • производители, чтобы повысить «дальнобойность» осветительных приборов, применяют «холодный» спектр свечения.

Решение первой задачи – увеличение веса фонаря путем размещения в нем радиаторов и термоизоляции.

А вот с решением второй задачи никто не торопится. Светодиоды, дающие «мягкий» свет, и одновременно обеспечивающие яркое свечение, встречаются редко. Более распространены доступные LED-фонари с бело-синим «холодным» светом. Светят они далеко, но слепят глаза и не способствуют хорошему различению цветов.

Во всем остальном, недостатков у светодиодных ламп не наблюдается. Стоит отметить и их внушительный рабочий ресурс – порядка 50000 часов свечения.

Светодиодный фонарь
Светодиодный фонарь

Основные категории фонарей по назначению

Ручной фонарь – востребованный прибор, и производители это понимают. Модели, выпускаемые сейчас, могут применяться в самых разных условиях.

Карманные

EDC-устройство наиболее компактные, а источником их питания всегда служат батарейки. Яркость свечения сравнительно небольшая, но этого достаточно, чтобы подсветить себе дорогу в темное время суток. Размеры некоторых карманных фонариков настолько малы, что их используют в качестве брелока, вещая на связку с ключами.

Сегодня EDC-приборы практически не востребованы, так как много у кого есть смартфоны, где фонарик светит в разы ярче.

Карманный фонарь
Карманный фонарь

Туристические

По сути это универсальные осветительные устройства, которые находят применение как в быту, так и в путешествиях. Если говорить о конкретно туристических моделях, большинство из них оснащены дополнительными возможностями. Одна из таких – разъем для подзарядки мобильных устройств. Как правило, корпус делается ударопрочным и влагостойким, а аккумуляторы устанавливаются емкие, что обеспечивает продолжительную работу фонарика на одном заряде.

Фонарик охраны

Визуально ничем не отличается от обычной дубинки. Такие фонари крупные и тяжелые, как правило, мощные, и заточены в ударопрочный корпус. Распространены среди охраны, так как не только дают хороший световой поток, но и годятся как инструмент защиты, наподобие полицейской дубинки. Все модели, относящиеся к охранным, высокоустойчивы к механическим воздействиям, соответственно долго служат.

Светодиодный фонарь-дубинка
Светодиодный фонарь-дубинка

Тактические

Такими фонарями пользуются служащие силовых структур. Осветительный прибор фиксируется на персональном огнестрельном оружии посредством планки Пикатини или соединением «ласточкин хвост». Схема включения обычно делается выносной, чтобы человек, держа оружие, мог беспроблемно включать/отключать свет.

Модель с креплением к стволу
Модель с креплением к стволу

Аварийные

Фонарики этого класса создают для спасателей. Ими пользуются в ходе ремонтных и восстановительных работ, сопровождающихся обычно сложными условиями. Аварийные фонарики к тому же характерны взрывозащитным корпусом. То есть ими можно работать в условиях помещений, где выявлена утечка газа. Искра, образуемая при работе элемента питания фонарика, никаким образом не спровоцирует воспламенение газа. Еще аварийные осветительные приборы отличаются повышенной яркостью свечения и влагостойкостью.

Элементом питания выступают обычно батарейки, так как фонари лежат в аварийных укладках и шкафах, когда ими не пользуются по назначению.

Аварийная модель оранжевого цвета
Аварийная модель оранжевого цвета

Для подводного плавания

Устройства с герметичной конструкцией корпуса, способные запросто выдерживать погружение в воду. Такими пользуются дайверы и подводные охотники. Яркость – сильная сторона фонариков. Ее достаточно, чтобы «пробиться» сквозь толщу мутной воды. Корпуса делаются из особых материалов, обеспечивающих устойчивость к коррозии, высокому давлению и иным воздействиям, имеющим место на глубине.

Фонарь для подводной охоты «Днепр»
Фонарь для подводной охоты «Днепр»

Шахтерские

Крепящиеся на голову модели с взрывозащищенным корпусом, так как предполагают работу в условиях с высокой вероятностью скопления горючих газов. Светят такие ярко и долго. Их заряда хватает на полную рабочую смену, что обеспечивается качественными емкими аккумуляторами.

Шахтёрский фонарик
Шахтёрский фонарик

Кемпинговые

Подтип туристических фонариков. Только луч света у них не направленный, а рассеивается на 360°, освещая площадку. Лампа успешно противостоит перепадам температуры. Сам фонарь фиксируется на площадке, крепится на магнит или подвешивается на веревке.

Разновидности светильников для кемпинга
Разновидности светильников для кемпинга

Принцип работы

Перед покупкой осветительного устройства не помешает разобраться, как работает фонарик.

Из чего состоит ручной фонарь:

  • отражателя, как еще называют рефлектор;
  • источника света – светодиод;
  • радиатора охлаждения для диода;
  • драйвера управления и стабилизации тока;
  • источника питания – аккумулятора;
  • кнопки включения/выключения;
  • корпуса.

За управление лучом света отвечает отражатель. Им увеличивается или уменьшается угол свечения. На качество и эффективность рефлектора влияет его материал и структура. Вариант из пластика дешевле, чем из алюминия.

За свечение отвечают сейчас преимущественно светодиоды, которые куда эффективней и долговечней ламп накаливания и иных предшественников. Даже в китайские фонарики сейчас ставят мощные диоды, мощность которых превышает 30Вт.

Важным элементом осветительного прибора является радиатор, отводящий тепло от светодиода. Мощному диоду требуется охлаждение, иначе он перегорит и испортится. Уже поэтому формируется вывод, что пластиковые фонарики светят не так ярко, как металлические.

За управление светом отвечает драйвер светодиода. Он стабилизирует ток и переключает режимы. Достаточно нажать кнопку, чтобы окончить предыдущий режим и включить следующий.

Источником питания выступают обычно литий-ионные аккумуляторные батареи. В основном это модель 18650.

Уже по одному корпусу можно судить, насколько качественен прибор, и как хорошо он будет светить. Предпочтение стоит отдавать моделям в металлическом корпусе, как более устойчивым и эффективным.

🔦 Как выбрать фонарик: дальнобойный, EDC, налобный + Рейтинг лучших фонарей на 2022. Top 5 фонариков🔦 Как выбрать фонарик: дальнобойный, EDC, налобный + Рейтинг лучших фонарей на 2022. Top 5 фонариков

ElectricX.ru - все об электричестве

Мы используем файлы cookie на нашем сайте

OK