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백열등
백열등(白熱燈)는 높은 온도를 이용해서 빛을 내는 전기적인 조명 장치이다. 백열전구(白熱電球)라고도 한다. 오래전부터 수많은 백열등들이 존재하기는 했으나 수명이 하루를 넘어가지 못하고 가정에서 사용하기에는 단점이 너무 많아 상용화되지 못하다 1879년에 토머스 에디슨이 최초로 이전의 백열전구들의 단점을 거의 모두 보완한 수명 40시간의 백열등을 발명함으로써 상용화되게 된다. 그는 전구에 쓰일 필라멘트의 재료를 찾기 위해 수많은 실험을 하였으며, 현재는 필라멘트로 텅스텐이 사용되고 있다. 세상에 나온지 100년이 넘었지만 값이 저렴하기 때문에 아직도 널리 사용되고 있다.
자동차의 전조등도 백열전구에서 할로겐, HID(High Intencity Discharge) 그리고 LED로 변화해왔다. 전조등의 시초는 석유를 사용한 오일램프지만, 전기를 이용한 최초의 전조등은 백열등이었다. 백열전구는 텅스텐으로 이루어진 필라멘트에 전류를 흘려보냄으로써 내부의 저항에 의해 빛으로 발산되는 에너지를 이용한다. 하지만, 백열전구의 필라멘트 부분은 작은 충격에도 쉽게 끊어지기 때문에, 당시 차량의 진동에 견디지 못하고 쉽게 손상되었다고 한다.[1]
개요[편집]
백열등이란 전구 내부의 필라멘트를 가열해 빛을 내는 조명 장치를 말한다. 뜨겁게 달궈진 쇠가 뻘건 빛을 내는 것과 같은 원리이다. 지금 기준으로 보면 단순하기 짝이 없고, 그래서인지 제조 단가도 매우 쌌다. 전기조명의 시조격인 조명 장치이자, 우리 생활에 혁신을 가져왔던 위대한 발명품 중 하나였었다. 그리고 현재는 역사 속으로 거진 사라졌다.
흔히 알려진 것과는 다르게 토머스 에디슨이 백열등을 발명한 게 아니다. 스코틀랜드 발명가, 천문학자, 철학자인 제임스 보먼 린지(James Lindsay, 1799~1862)가 1835년 발명하고 여러 차례에 걸쳐 개량했지만 수명이 너무 짧고 열이 엄청난다든지 여러 단점으로 끝내 상품화하지 못했다. 린지 본인도 그다지 상품화에 열의를 보이지 않았다. 그리고 1860년 영국 화학자인 조지프 윌슨 스완 경(Sir Joseph Wilson Swan, 1828 ~ 1914)이 더 발전된 걸 개발했다. 1875년 여러 번에 걸쳐 개량한 백열등을 만든 스완은 특허를 신청했고, 에디슨이 스완의 아이디어를 도용하여 만든 것 뿐이다. 그래 놓고 에디슨은 오히려 스완이 자신의 아이디어를 도용했다고 고소했다 패배했다. 그래서 에디슨은 스완과 합작으로 수익을 나누며 Edison & Swan United Electric Light Company 줄여서 'Ediswan; 에디스완'이란 업체를 만들어 백열 전구를 팔았다. 그나마 에디슨은 가장 상업적으로 잘된 전구를 개량해 판 것 뿐이지 발명은 아니다.
발명된 지 180년이 넘게 지난 현재는 법적으로 판매가 완전 금지된고로 남아있는 백열등은 기존에 생산되었던 것들이며, 그 마저도 이젠 구하기 힘들다.
대한민국에서 백열등은 1887년 2월 10일 경복궁에서 최초로 사용되었다.
구조와 종류[편집]
백열등은 유리구 속에 텅스텐 필라멘트를 봉입하고 내부를 진공으로 만들거나 또는 불활성 가스인 질소나 아르곤 등을 넣은 것이다. 금속 부분은 전류를 통하는 역할뿐만 아니라 전구를 소켓에 고정시키는 역할을 한다. 필라멘트는 20W 이하의 것에는 단(單)코일, 그 이상의 것에는 2중 코일의 필라멘트로 되어 있다. 2중 코일로 하면 봉입 가스의 대류로 인한 열손실을 감소시킬 수가 있어 효율을 높일 수가 있다. 또 가스를 봉입하는 것은 텅스텐이 고온으로 증발되어 유리구의 내면에 부착되어 까맣게 되는 흑화현상을 방지하기 위해서이다. 유리구의 내면을 잿빛유리로 만든 것은 눈부신 것을 막는다.
청색 유리를 사용한 주광색(晝光色)전구, 내열성 색소를 칠한 색전구(色電球), 순백색의 산광성도료(散光性塗料)를 칠한 전광전구(全光電球), 유리구의 모양을 반사갓형으로 하고 그 내면을 도금한 리플렉터 램프 등이 있다. 회중 전등용의 꼬마전구도 전압이 낮을 뿐 구조는 마찬가지이다. 꼬마전구를 잘 이용한 것은 플래시 라이트(회중전등)이며 그 전원으로서는 주로 건전지와 축전지가 사용된다. 전구는 최초의 밝기의 80%가 되기까지의 시간을 수명이라 하는데 현재의 규격으로는 1000 ∼ 1200시간이다. 전구는 함께 사용하는 기구(셰이드나 글로브)의 선택이 중요하며 또 먼지가 묻어 조명 효과를 손실하는 일이 없도록 손질을 해 주는 것도 중요하다. 일반주택의 경우는 제곱미터당 약 10W 정도가 적당하다.
빛 뿐만 아니라 열도 내기 때문에 작동 중에 만지면 화상의 위험이 있으며, 작동 중에 물이 닿으면 파손되어 유리 파편이 날아오는 위험도 있다. 꺼져도 열이 일정기간 남아있으니 주의해야 한다.
특징[편집]
2000년대 초반까지만 해도 형광등은 전원을 켜고 빛이 완전히 들어오기까지 잠깐의 시간이 필요하기 때문에 가동 시간이 짧고 자주 켰다 껐다 해야 하는 집 현관이나 화장실, 베란다 등에는 백열등이 많이 쓰였다. 또 형광등을 새로 켤 때 순간적으로 상당한 전기가 소모된다는 잘못된 인식이 있었던 탓도 있다. 형광등 문서 참조. 하지만 에너지 효율이 크게 떨어지기 때문에 장시간 사용 시 비경제적이며, 상대적으로 빛의 세기가 약하고, 형광등 안정기 또한 많이 좋아져서 2000년대 후반 이후에 지어진 아파트들은 이런 곳에도 형광등이 들어간다. 이 경우 둥글둥글한 전등갓 속에 노란색 등이 들어가 있어도 전등갓을 벗겨 보면 형광등을 구부려서 만든 전구색 안정기 내장형 형광등이 들어 있다.
LED로도 백열전구를 흉내낼 수 있다. 둥근 형광등과는 한눈에 봐도 구분이 가능한데, 안정기 내장형 형광등은 길다란 형광등을 구부려서 만들어야 하기 때문에 모양부터가 확 다르지만, LED는 작은 구 여러 개를 빼곡히 박아 모양부터 백열전구를 흉내낼 수 있다. LED는 연색성이 백열등에 비해 매우 낮아 백열전구와는 빛의 느낌이 사뭇 다른데, 백열전구가 좀 더 부드럽게 퍼지는 느낌이라면 LED의 경우 특유의 공정 덕분에 점 형태의 빛이 빼곡히 나오는 느낌이다. 근래에는 사물인터넷을 접목한 물건도 나오고 있다.
둘 다 쉽게 구할 수 있는 제품이기 때문에 가정집에서도 쓰던 백열등의 수명이 다 하면 이런 제품으로 대체가 가능하다.
퇴출[편집]
전구의 주 목적은 결국 빛을 내는 것인데, 백열등은 에너지 대부분이 열로 빠져 나가버리고 빛으로 전환되는 비율이 낮다. 이런 비효율 때문에 결국 2014년부터 수입 및 생산이 전면 중단되었다. 기존 생산된 재고 물량의 판매는 허용된다. 그리고 특유의 장점인 온화한 색감도 할로겐 램프로 갈음하거나 형광등이나 LED 조명 가운데 원하는 색으로 고를 수 있기 때문에 백열등이 꼭 필요했던 이유가 사라졌다. 특히 LED의 경우 색깔 뿐만 아니라 모양까지 백열전구인 것도 있다.
대한민국뿐만 아니라 백열전구 퇴출은 세계적인 흐름이다. 북유럽의 경우 2009년 9월 이후로 EU 방침으로 생산 및 판매가 중단되었다. 한국과 마찬가지로 과거에 생산된 제품이 2012년까지 공급되었으나 EU 방침으로 기존 아르곤을 사용한 백열등이 에너지 등급이 기준에 미치지 못해 CE 마크를 획득하지 못함으로 전면 공급중단되었다. 공급되는 물건 가운데 비슷하게 생긴 것은 할로겐 백열등, 메탈할라이드램프, 형광등 또는 LED 제품이다. 한때, 판매가 중단된 전구는 150와트 이하의 전구이며, 시장에서 널리 사용되는 전구는 거의 200와트 이상이었다. 현재는 고출력 백열등마저 생산이 중단되면서 완전히 역사의 뒤안길로 사라졌다.
위 내용은 전통적인 방식의 백열등에 해당하며, 할로겐 기체가 주입된 진공관 속에 필라멘트를 가열해서 점등하는 할로겐 백열등은 아직도 특수 목적으로 생산되어 판매된다. 이는 할로겐 램프로 따로 팔리며, 기존 백열등보다 수명과 광효율이 나아졌다. 기존 백열등보다 효율이 조금 나아져서 인증을 받아 판매할 수 있는 거라 현재 시점에선 여전히 비효율적이다.
동영상[편집]
각주[편집]
- ↑ MCARFE, 〈자동차 램프 발전사〉, 《네이버 블로그》, 2014-05-26
참고자료[편집]
같이 보기[편집]
