Поиски в темноте
Что может быть проще обычной лампы накаливания? Она так прочно вошла в нашу жизнь, что представить её отсутствие практически невозможно. Но ещё до середины XIX века такое техническое новшество обывателю трудно было даже представить. Лучина, восковая свеча, керосиновая лампа, газовый рожок – вот небогатый выбор осветительных приборов наших предков. Но в самом начале XIX столетия наш соотечественник Василий Владимирович Петров установил, что при помощи электрической дуги «тёмный покой довольно ясно освещён быть может». Начались поиски, как это сделать, изобретений было много, но все они дальше лабораторий не выходили. Это могло бы продолжаться долго, если бы Лодыгин не создал свою лампу накаливания.
Этапы открытия
В основу изобретения лампочек положили способ свечения проводников, когда через него проходил электрический ток. Его знали еще задолго до того, как создали лампочку. Но главная проблема эффективного, продолжительного и доступного освещения от электрической сети был поиск материала, который бы использовался для изготовления спирали накаливания. Тогда когда электричество уже являлось реальностью, а современные лампы накаливания еще не были изобретены, учеными практиковались лишь несколько видов материалов, среди которых был уголь, платин и вольфрам. Последние два материала считались редкими и дорогими. Уголь относился к более доступному материалу.
Читать также: Прижимная шайба для болгарки
Начиная с XIX столетия имели место события, способствовавшие созданию первой электрической лампочки. В 1820 году французский ученый Деларю создал лампочку с платиновой проволокой. Проволока согревалась и светилась, однако это был всего лишь опытный экземпляр. Но спустя 18 лет исследователь из Бельгии Жобар показал угольную лампу накаливания. В 1854 году немецкий ученый Генрих Гебель как источник для освещения использовал бамбук.
Да будет свет…
Замечательный русский учёный Александр Николаевич Лодыгин родился 18 (по н.ст.) октября 1847 года в Тамбовской губернии. В 1868-м окончил Московское юнкерское пехотное училище, но военную карьеру решил не делать, вышел в отставку уже в 1870 году и всё своё время отныне посвящал изобретательству.
А. Н. Лодыгин
Источник: upload.wikimedia.org
Впервые Лодыгин публично показал, как в городской среде можно применять лампочки накаливания, уже в 1873 году. Очевидец этих событий впоследствии говорил: «Лодыгин первый вынес лампу накаливания из физического кабинета на улицу». Другой эксперимент был проведён также в Петербурге. На Морской улице его лампами был освещён магазин Флорана. Лампочки проработали два месяца. Это был большой успех.
Невиданное доселе изобретение представляло собой стеклянный сосуд, внутри которого на двух медных стержнях был укреплён стерженёк из ретортного угля диаметром 2 мм. Ток подавался по проводам, которые проходили через оправу, закрывающую отверстие сосуда. Вы и сейчас можете увидеть это, взяв в руки обыкновенную лампочку. Правда, теперь это всё выглядит немного по-другому, отличается более продуманным техническим дизайном, стало аккуратнее и безопаснее.
Схемы устройства лампочек Лодыгина
Источник: rodich2007.livejournal.com
За рубежом сразу оценили изобретение Лодыгина. Несколько европейских стран выдали ему привилегии (то есть патенты) на изобретение. И это несмотря на то, что срок службы такой лампы составлял всего 40 минут. Но изобретатель не прекращал работу, постоянно внося изменения в конструкцию. Другие учёные предложили выкачивать из ламп воздух, применять различные вещества для нитей накаливания. В результате усовершенствований лампы стали работать уже 700-1000 часов.
В 1872 году Лодыгин подаёт заявку на своё изобретение, а 23 июля 1874-го получает патент (привилегию № 1619). Академия наук по достоинству оценила это изобретение и присудила автору Ломоносовскую премию в размере 1000 рублей. В почётном отзыве говорилось, что премия выдана за открытие, «обещающее произвести переворот в важном вопросе об освещении».
История создания электрической лампочки
Конечно, история создания лампы неотделима от развития такой науки, как электротехника. Она берет начало с открытия в XVIII веке электрического тока. Это открытие поспособствовало тому, что выдающиеся ученые со всего мира занялись изучением и развитием электротехники, которая к тому времени выделилась в самостоятельную науку.
- XIX век стал веком глобальных открытий. В 1800 году был изобретен гальванический элемент – химический источник тока. Его еще называют вольтовым столбом в честь итальянского ученого Алессандро Вольта.
- В следующем году в Санкт-Петербурге руководство Петербургской медико-химической Академии приобрело электрическую батарею. Это мощное устройство было куплено в кабинет профессора Василия Петрова. Состояла батарея из 420 пар гальванических элементов. Целый год профессор Петров проводил с ней эксперименты, пока в 1908 году не открыл знаменитую электрическую дугу. Она представляет собой разряд, возникающий между угольными стержнями-электродами, разведенными на определенное расстояние. Тогда же и было предложено использовать электрическую дугу как источник света.
- Первым шагом к созданию современных ламп накаливания стало изобретение в 1809 году первой лампы с платиновой спиралью в основе. Сделал это англичанин Деларю.
- Через несколько десятилетий, в 1854 году немецкий ученый Генрих Гебель создал похожее устройство. Главным отличием было то, что он использовал обугленную бамбуковую нить, помещенную в вакуумный сосуд. То есть, этот вариант был уже гораздо ближе к известной всем нам электрической лампе. Гебель продолжал совершенствовать свое изобретение еще пять лет, создав устройство, которое называют первой практической лампой. К сожалению, получить патент он не мог, т. к. был эмигрантом без денег и связей. Тем не менее, он использовал свое изобретение для освещения принадлежавшего ему магазина часов.
- Что касается массового электрического освещения, то здесь несомненный вклад внес наш соотечественник, выдающийся ученый Павел Николаевич Яблочков. Свои эксперименты он начал в России, а затем продолжил в Париже после эмиграции. Именно он создал простую, недорогую и долговечную «электрическую свечу». В 1876 году ученый представил свое изобретение на выставке в Лондоне. В том же году лампы, созданные Яблочковым стали появляться сначала на самых посещаемых улицах Парижа, а затем распространились на весь мир.
НА ЗАМЕТКУ! Отличительной чертой «свечи Яблочкова» было то, что для нее не требовалось вакуума. Нить накала, изготовленная из каолина, не перегорала и не теряла своих свойств на открытом воздухе.
И, конечно, говоря об истории электротехники, нельзя не вспомнить ученых, перевернувших мир – Александре Лодыгине и Томасе Эдисоне. Именно они, проводя эксперименты независимо друг от друга, в 70-е годы XIX века создали электрическую лампу.
Читать также: Изготовление шаров на токарном станке
Кто первый изобрел лампочку
С 1870-х годов начинается серьёзная работа над изобретением электрической лампочки. Многие видные учёные и изобретатели посвятили годы и десятилетия своей жизни работе над этим проектом. Лодыгин, Яблочков и Эдисон — эти три изобретателя параллельно работали над конструкцией ламп накаливания, так что до сих пор продолжаются споры о том, кто же из них может считаться первым в мире изобретателем электрической лампы накаливания.
Лампа Лодыгина А. Н.
Свои опыты по изобретению лампы накаливания начал в 1870 году после выхода в отставку. При этом изобретатель одновременно работал над несколькими проектами: созданием электролёта, водолазного аппарата и лампочки.
В 1871-1874 годах он проводил опыты по поиску наиболее подходящего материала для спирали накаливания. Изначально попытавшись использовать железную проволоку и потерпев неудачу, изобретатель принялся экспериментировать с помещённым в стеклянную ёмкость угольным стержнем.
В 1874 году Лодыгин получил патент на изобретённую им лампу накаливания, причём не только российский, но и международный, запатентовав своё изобретение во многих европейских странах и даже в Индии и Австралии.
В 1884 году по политическим мотивам изобретатель покинул Россию. Последующие 23 года он работал то во Франции, то в США. Он и в эмиграции продолжал разрабатывать новые проекты ламп накаливания, запатентовав те из них, где в качестве материала для спирали используются тугоплавкие металлы. В 1906 году эти патенты Лодыгин продал в США «Дженерал электрик компани». В ходе своих исследований изобретатель пришёл к выводу о том, что лучшие материалы для нитей спирали накаливания — это вольфрам и молибден. И выпускаемые в США первые лампы накаливания делались по его проекту и именно с вольфрамовой нитью.
Лампа Яблочкова П. Н.
В 1875 году, оказавшись в Париже, занялся изобретением дуговой лампы без регулятора. Яблочков ещё и раньше, живя в Москве, начинал работу над этим проектом, однако потерпел неудачу. Столица Франции стала тем городом, где он сумел добиться выдающихся результатов.
К началу весны 1876 года изобретатель закончил работу над проектом конструкции электрической свечи, а 23 марта того же года получил на неё патент во Франции. Этот день стал знаменательным не только в судьбе самого П. Н. Яблочкова, но и поворотным моментом для дальнейшего развития электро- и светотехники.
Свеча Яблочкова была проще и дешевле в эксплуатации, чем угольная лампа Лодыгина. К тому же у неё не было ни пружин, ни каких-либо механизмов. Она имела вид двух стержней, зажатых в двух отдельных клеммах подсвечника, которые разделяла перегородка из каолина, изолирующая их друг от друга. На верхних концах зажигали дуговой заряд, после чего пламя дуги медленно жгло уголь и испаряло изолирующий материал, одновременно с этим испуская яркое свечение.
Позднее Яблочков пробовал менять цвет освещения, для чего добавлял в изоляционный материал для перегородки соли различных металлов.
В апреле 1876 года изобретатель продемонстрировал свою свечу на выставке электрических приборов в Лондоне. Многочисленная публика была в восторге от залившего помещение яркого голубовато-белого электрического света.
Так кто же на самом деле придумал лампочку?
Ну, это сложный вопрос, и, конечно, на него нельзя ответить в одной строке.
История этого невероятного изобретения начинается задолго до первого коммерческого успеха лампочки в 1879 году. Чтобы лучше объяснить эту историю, мы сделали график крупных прорывов в разработке лампы накаливания.
1761: Эбенезер Киннерсли впервые показал, что проволока может нагреваться до накала.
1802: Хамфри Дэви создал лампу накаливания, пропустив ток через тонкую платиновую полосу. Ток генерировался от батареи на 2000 ячеек. Тем не менее, свет длился очень короткое время и не был достаточно ярким.
1835: Джеймс Боуман Линдсей изобрел постоянный электрический свет, который мог позволить людям читать книги с расстояния 45 сантиметров. Тем не менее, он не придумал лучшего дизайна в дальнейшем.
1838: Марселлин Джобард использовал углеродную нить для создания лампы накаливания, заключенной в небольшом вакуумном пространстве.
1840: Чтобы продлить срок службы, Уоррен де ла Рю пропустил ток через спиральную платиновую нить, заключенную в вакуумную трубку. Хотя идея сработала отлично, высокая стоимость платины помешала ей стать коммерческим успехом.
1841: Первый патент на лампу накаливания (состоящую из платиновых проводов, заключенных в вакуумную лампу) был выдан Фредерику де Молейнсу .
1845: Джон В. Старр использовал углеродные нити для создания ламп накаливания. Ему выдан патент на это изобретение, но он умер год спустя, и его творение так и не увидело свет.
1859: Моисей Джерриш Фармер использовал платиновую нить накаливания для создания электрических ламп накаливания. Через несколько лет Томас Эдисон купил свою запатентованную технологию.
1872: Александр Лодыгин использовал два маленьких углеродных стержня (герметично закрытых в стакане) для создания лампы накаливания. Ток мог проходить от одного стержня к другому, и стакан был заполнен азотом. Он приобрел патенты на лампы накаливания, изготовленные из различных нитей, в том числе вольфрама, молибдена и хрома.
1874: Генри Вудворд и Мэтью Эванс изобрели колбу с углеродными стержнями, установленными в цилиндрическом стакане, заполненном газообразным азотом. Они не смогли коммерциализировать свое изобретение и поэтому продали свой патент Томану Эдисону в 1879 году.
Углеродные лампы накаливания затемняют внутренности своих стеклянных колб
1878: Джозеф Уилсон Свон работал над собственной версией лампочки с 1850 года. С появлением более качественных вакуумных насосов в 1870-х годах прототип Свона стал лучше: он заключил обработанную хлопчатобумажную нить в вакуумное стекло, что в конечном итоге сняло проблему раннего почернения колбы и увеличило ее срок службы до 13,5 часов. Он приобрел британский патент в 1880 году.
