Как шли к открытию?
История лампы накаливания началась в начале XIX века. В школьном курсе физике принято считать изобретателем лампы накаливания Томаса Эдисона (1847–1931), однако, у изделия имелись прародители.
В 1803 году русский изобретатель Василий Владимирович Петров (1761–1834) изучая проводимость материалов, получил электрическую дугу между угольными проводниками. Он предложил пользоваться явлением для освещения пространства. Однако, из-за быстрого сгорания угля, практического применения открытие в те годы не получило.
Подробнее о В.П. Петрове рассказано в видео:
Научно описал в 1809 г. дуговой разряд между угольными стержнями сэр Гемфри Дэви (1778–1829) – создатель английской школы электрохимии. Труды стали основой для последующих открытий. Только в 1838 году бельгийцем Жобаром создан устойчиво работающий прототип лампы с угольным сердечником, горение проходило в воздушной среде, поэтому разрушение электрода завершалось очень быстро.
Вскоре, в 1840 году членкор Петербургской академии наук англичанин по происхождению Уоррен Деларю (1815–1989) в качестве материала нити накаливания использовал платину. Устройство успешно освещало помещение, но из-за дороговизны драгоценного металла и его низких прочностных свойств, до промышленного использования дело не дошло.
Устройства Жобара и Деларю стали прорывом в науке, но запатентованы не были.
Первый патент удалось получить ирландцу Фредерику де Моллейну в 1841 году. Устройство представляло собой спираль из платины, находящуюся в вакууме – это увеличивало срок использования.
Американец Джон У. Старр в 1844 г. получил американский, а в следующем году британский патент на лампочки с углеродной нитью. Работы остановились, серия лампа не пошла в связи со смертью изобретателя.
Не прошел мимо изучения электрической дуги и великий французский ученый Жан Бернар Фуко. Заменив в 1844 древесный уголь на ретортные угольные электроды, он добился увеличения срока использования устройства, придумав попутно «первый диммер» – интенсивность света регулировалась изменением длины электрической дуги.
Следующий шаг был сделан Генрихом Гебелем из Германии. Он вел эксперименты, использовав в качестве электродов обугленные палочки бамбука, находящиеся в вакууме колбы. Прибор Гебеля считается прототипом первой лампочки.
С 1860 по 1878 год англичанин Джозеф Вильсон Свон (Суон) работал над применением угольного волокна и получил в итоге патент на изобретение лампы. Особенностью прибора стала разреженная кислородная атмосфера, в которой нагревалось и излучало видимый свет угольное волокно. Технология позволила увеличить видимое свечение.
Параллельно со Своном проводил эксперименты и получил в 1874 г. патент на нитевую лампу российский ученый А.Н.Лодыгин. Василий Федорович Дидрихсон российский ученый усовершенствовал конструкцию своего соотечественника. Из колбы откачали воздух, и было установлено несколько электродов. После сгорания одного, начинал светиться следующий электрод – время службы повысилось.
В 1976 г. российский физик Павел Николаевич Яблочков, изучая изоляционные материалы, применил обмазку нити белой глиной (каолином). Лампа светилась на воздухе, не требуя создания вакуума. Для пуска приходилось подогревать нити спичками. Сам изобретатель скептически относился к электрическому освещению и прекратил работу в этом направлении. Однако, некоторое время лампы Яблочкова выпускались в промышленном масштабе, но в итоге были вытеснены лампами накаливания. Такими приборами освещался Париж, Лондон, Санкт-Петербург, устанавливались светильники на паровозах и кораблях.
Томасу Эдисону (США) удалось усовершенствовать изобретения Лодыгина и Яблочкова. В 1880 году был получен патент на лампу с угольными электродами.
Хронология изобретения
История лампы накаливания начинается в XIX веке. До представления миру полезного изобретения оставалось еще около 50 лет. Однако английский ученый Гемфри Дэви в своей лаборатории уже проводил опыты с накаливанием проводников электрическим током. Все же он не был тем, кто изобрел лампочку, пригодную для освещения. На протяжении двух десятков лет ряд ведущих европейских и американских физиков пытались усовершенствовать опыт Гемфри Дэви, накаливая металлические и угольные проводники.
Часовщик из Германии Генрих Гебель был первым, кто придумал лампу с элементами накаливания, воспользовавшись методом изготовления барометров. Изобретение было представлено в 1854 году на выставке в Нью-Йорке. Сама конструкция была сделана из одеколонных флаконов и стеклянных трубочек, в которых Гебель с помощью ртути создавал вакуум. Внутрь он помещал обугленную бамбуковую нить, которая в колбе с выкачанным воздухом могла гореть до 200 часов.
С 1872 года в Петербурге работу над лампой накаливания начинают русские электротехники А. Н. Лодыгин и В. Ф. Дидрихсон. Между толстыми медными стержнями они расположили тонкую угольную палочку. За это изобретение А. Н. Лодыгин получил Ломоносовскую премию. В 1875 году В. Ф. Дидрихсон меняет угольную палочку на деревянную. Через год морской офицер и талантливый изобретатель Н. П. Булыгин усовершенствовал конструкцию, придуманную соотечественниками. Внешне она почти не изменилась, однако благодаря покрытию угольных стержней слоем меди увеличивалась сила тока.
Многие считают изобретателем первой лампы Томаса Эдисона. Однако до того, как устройство попало в руки американского изобретателя, патент на него уже имели ученые в пяти европейских странах. В каком году Эдисон начал свои разработки электрического освещения, точно неизвестно.
В 70-х годах XIX века лампочка Лодыгина попала в США. Томас Эдисон не привнес ничего нового в устройство русского изобретателя, однако он придумал надстройку конструкции: патрон и винтовой цоколь, выключатели и предохранители, счетчик энергии. С работы Эдисона начинается промышленная история изобретения.
Лампы накаливания освещают мир
Задолго до того, как Томас Эдисон запатентовал — сначала в 1879 году, а затем годом позже, в 1880 году — и начал коммерциализацию своей лампы накаливания, британские изобретатели уже продемонстрировали, что электрический свет можно получить с помощью дуговой лампы.
В 1835 году был продемонстрирован первый постоянный источник электрического света, и в течение следующих 40 лет ученые всего мира работали над лампой накаливания.
Их работы были сосредоточены вокруг совершенствования нити накаливания (части лампы, излучающей свет при нагревании электрическим током) и атмосферы внутри колбы (независимо от того, откачан ли из нее воздух или колба заполнена инертным газом для предотвращения окисления и перегорания нити накала).
Ранние лампы накаливания имели чрезвычайно короткий срок службы, были слишком дорогими в производстве или потребляли слишком много энергии.
Когда Эдисон и его исследователи из Менло-Парка вышли на сцену, они сосредоточились на улучшении нити накаливания — сначала тестировали углерод, затем платину, прежде чем, наконец, вернуться к углеродной нити.
К октябрю 1879 года группа Эдисона изготовила лампочку с карбонизированной нитью из непокрытой хлопчатобумажной нити, которая могла работать в течение 14,5 часов.
Они продолжали эксперименты, пока не остановились на нити, сделанной из бамбука, которая продлила срок службы лампы до 1200 часов — эта нить стала стандартом для ламп Эдисона на следующие 10 лет.
Эдисон также внес и другие улучшения в конструкцию лампочки: например, создал более совершенный вакуумный насос для полного удаления воздуха из лампочки и разработал винт Эдисона (который сейчас является стандартным патроном для лампочек).
Wikimedia: Томас Эдисон демонстрирует публике свою разработку
Нельзя говорить об истории электрической лампочки, не упомянув Уильяма Сойера и Албона Мэна, получивших в США патент на лампу накаливания, и Джозефа Свона, запатентовавшего свою лампочку в Англии.
Вечный вопрос, о котором не перестают спорить и по сей день: не нарушали ли патенты Эдисона на лампочки патенты этих других изобретателей?
В конце концов американская осветительная компания Эдисона объединилась с Thomson-Houston Electric Company — компанией, производящей лампы накаливания по патенту Сойера-Мэна, — чтобы образовать General Electric, и английское освещение Эдисона компания объединилась с компанией Джозефа Свона и образовала Ediswan в Англии).
Что делает вклад Эдисона в электрическое освещение таким выдающимся, так это то, что он не остановился на улучшении лампочки — он разработал целый набор изобретений, которые сделали использование лампочек практичным.
Эдисон смоделировал свою технологию освещения на основе существующей системы газового освещения. В 1882 году на виадуке Холборн в Лондоне он продемонстрировал, что электричество можно распределять от расположенного в центре генератора по ряду проводов и трубок.
Одновременно он сосредоточился на улучшении производства электроэнергии, разработав первую коммерческую энергетическую станцию под названием Pearl Street Station в Нижнем Манхэттене. А чтобы отслеживать, сколько электроэнергии потребляет каждый потребитель, Эдисон разработал первый электросчетчик.
Сравнение разных модификаций источника света
Элементом накаливания в первой лампе по версии Лодыгина выступал угольный стержень, помещенный в герметичную стеклянную емкость, откуда предварительно откачивали воздух. Прибор светил около получаса и мог использоваться вне лаборатории. Позже этот вариант был доработан В.Ф. Дидрихсоном – в его варианте в одном устройстве присутствовало несколько нитей, и когда одна из них перегорала, автоматически зажигалась следующая. Еще через год появился новый вариант устройства – в нем был один длинный уголек, выдвигающийся из патрона в колбу по мере сгорания.
Первая лампочка Эдисона была более совершенной, чем вариант Лодыгина – даже начальные ее, самые простые модификации горели около 40 часов и были весьма доступны в производстве. Вначале ученый применял платиновую спираль, позже вернулся к угольной нити. Сначала нитями накаливания выступали обугленные бамбуковые волокна. Использование карбонизированного бамбука позволило увеличить период горения прибора до 1200 часов. Затем, для удешевления конструкции, бамбук заменили хлопковыми нитями. Параллельно с этим лампочка Томаса Эдисона «обрастала» дополнительными необходимыми аксессуарами:
- выключателем;
- винтовым патроном;
- цоколем с такой же винтовой резьбой.
Лодыгин, эмигрировавший к тому времени в США, не оставлял своих научных трудов и продолжал изобретать. В середине 1890-х годов он впервые использовал как нить накала тугоплавкий металл, проводил эксперименты с разными газовыми средами в колбах. Через несколько лет И. Ленгмюр, ученый из Америки, впервые придумал заполнить лампу инертным газом. Это существенно повысило время работы прибора. С тех пор почти вся такая продукция использует в качестве заполнения колбы аргон.
Долгое время Thomas Edison& Joseph Wilson Swan были единственной компанией в мире по выпуску осветительной продукции. Первая американская фабрика подобной специализации – The Shelby Electric Company – открылась на рубеже XXI и XX столетий изобретателем А. Шайе, бывшим сотрудником General Electric. Шайе внес свои собственные изменения в уже существующие наработки. Его лампочки:
- светили на 20% ярче остальных;
- служили на 30% долговечнее аналогов;
- были нечувствительными к скачкам напряжения в сети.
Завод был рассчитан на объемы 2000 ламп в день, но уже через год ему пришлось расширить производство до 4000 штук в сутки – настолько продукция была востребована.
Однако фирма, сосредоточившись на выпуске ламп своей собственной разработки, не успевала идти в ногу со временем и модернизировать производственные процессы, ориентируясь на инновационные технологии. В итоге угольные лампочки Шелби не смогли конкурировать с все более популярными вариантами, оснащенными вольфрамовыми нитями. В 1914 году данная фабрика была выкуплена компанией General Electric.
Современная электрическая лампа накаливания по конструкции не отличается принципиально от своих предшественников. Она представляет собой герметичную стеклянную колбу, заполненную аргоном либо полностью лишенную газовой среды (давление внутри ниже 0,1 МПа), внутри которой раскаляется вольфрамовая спираль. Металлическая нить, под воздействием электрического тока, способна испускать световой поток.
Однако современные лампы имеют одну особенность: в их конструкции присутствует элемент, которого не было у предшественников: предохранитель из ферроникелевого сплава, ввариваемый в ножку одного из токовводов. Он предупреждает разрушение стеклянной оболочки лампы в момент разрыва нити. Ведь при ее разрушении в колбе создается электрическая дуга, способная повредить стекло. Предохранитель призван нейтрализовать дугу сразу же в момент ее появления.
Первые лампы накаливания
В начале, нужно разобраться в том, кто изобрел лампу накаливания? История лампы накаливания довольно запутана и ее появление связано с разными изобретениями сразу нескольких ученых.Согласно традиционной версии, история лампы накаливания началась в далеком 1872 году в тот момент, когда русский ученый А. Н. Лодыгин придумал пропустить электрический ток через угольный стержень.Он поместил стержень в безвоздушное пространство стеклянной прозрачной колбы. С увеличением силы тока увеличивалась и интенсивность светоотдачи, пока не произошло достижение температуры плавления, и лампа погасла. Таким образом, он установил оптимальные режимы работы для первых ламп накаливания и уже спустя год – в 1873 г. в Санкт-Петербурге было продемонстрировано несколько фонарей с такими лампами.В то же самое время одновременно с Лодыгиным разработками лампы накаливания занимался американский ученый Томас Эдисон. Именно он в 1879 году получил патент на изобретение лампы накаливания с угольной нитью. По этой причине именно его называют «отцом лампы накаливания». Однако, как и в случае со многими другими открытиями, лампу изобрели в разных странах почти в одно время, по этой причине нельзя с полной уверенностью одного человека назвать автором.В процессе работы над модернизацией лампы с угольной нитью, Лодыгин в 1890 году предлагает сменить нить накаливания на металлическую, созданную из тугоплавкого металла – вольфрама. В вольфрам выгодно отличается от остальных проводящих электрический ток материалов довольно высокой температурой плавления – примерно 3410°C.Эдисон в этой время тоже не бездельничал. Он предложил применять в конструкции ламп придуманную им резьбовую систему патрон-цоколь. Данная конструкция используется и сегодня, практически в неизменном виде. Сегодня цоколь в лампах накаливания маркируют «Е-XX», где «Е» – цоколь Эдисона (Edison Screw), а «XX» – наружный диаметр в мм. Наибольшей популярностью пользуются цоколи Е27 и Е14.В 1910 году американский физик Ленгмюр совершил еще одно открытие. Он предложил заменить ровную вольфрамовую нить на скрученную в тонкую спираль. Таким образом, удалось уменьшить размеры стеклянной колбы, продлить период эксплуатации, а также повысить уровень светоотдачи.
Какими были источники освещения раньше
В эпоху до существования электричества единственной технологией освещения пространства во всем мире был огонь. Сначала – в виде открытого пламени, затем в той или иной цивилизации начали появляться прообразы первых ламп. Обычно они представляли огнестойкую емкость, в которую заливали:
- жир;
- минеральное или растительное масло;
- чистую нефть;
- керосин или другие продукты нефтепереработки.
Внутрь жидкости опускался фитиль из ткани или жгута нитей. Позже в качестве поддерживающего состава начали использовать не жидкость, а специальный светильный газ – смесь нескольких горючих газообразных веществ. Такие устройства давали весьма мало света, чадили, были пожароопасными. В Средние века появились более эффективные, менее чадящие, но все такие же опасные, свечи. Их изготавливали из пчелиного воска, сала.
Как выглядит лампа накаливания
Лампа накаливания – это электрический источник света. Его основа состоит из тугоплавкого проводника, который выполняет функции тела накала. Проводник находится в стеклянной колбе, внутрь которой накачивают инертный газ или полностью выпускают воздух.
После прохождения через проводник электрического тока лампа источает световой поток. Считается, что лампочку накаливания придумал Томас Эдисон. Однако вклад в появление этого устройства внесли многие исследователи.
Как она работает
Принцип работы устройства основывается на том, что при прохождении электротока по телу канала этот элемент разогревается. Как следствие, повышается температура вольфрамовой нити. В итоге нить начинает испускать электромагнитно-тепловое излучение. Чтобы добиться свечения, температура накала должна достигать около 2000 градусов. При уменьшении температуры в свечении будет появляться все больше красноватых оттенков.
Все недостатки лампы накаливания заключаются в температуре накала. Чем лучше требуется световой поток, тем более высокая температура нужна. При этом вольфрамовая нить отличается пределом накала. Если его превысить, источник света полностью ломается
Важно учитывать, что максимально допустимый порог нагревания составляет 3410 градусов
Итак, к главным характеристикам устройств относят следующее:
- Световая отдача – представляет собой отношение излучаемого потока света к потребляемой мощности. Этот параметр измеряется в люменах на Ватт.
- Световой поток – это физический параметр, который характеризует количество световой мощности в определенном потоке излучения.
- Люмен – это единица измерения потока света.
История создания
Интересно, что в первых лампах использовался не вольфрам, а ряд других материалов, включая бумагу, графит и бамбук. Поэтому, несмотря на то, что все лавры за изобретение и усовершенствование лампы накаливания принадлежат Эдисону и Лодыгину, приписывать все заслуги только им — неправильно.
Писать о неудачах отдельных ученых не станем, но приведем основные направления, к которым прилагали усилия мужи того времени:
- Поиски лучшего материала для нити накаливания. Нужно было найти такой материал, который одновременно был устойчив к возгоранию и характеризовался высоким сопротивлением. Первая нить была создана из волокон бамбука, которые покрывались тончайшим слоем графита. Бамбук выступал в качестве изолятора, графит — токопроводящей среды. Поскольку слой был малым, то существенно возрастало сопротивление (что и требовалось). Все бы хорошо, но древесная основа угля приводила к быстрому воспламенению.
- Далее исследователи задумались над тем, как создать условия строжайшего вакуума, ведь кислород — важный элемент для процесса горения.
- После этого нужно было создать разъемные и контактные компоненты электрической цепи. Задача усложнялась из-за использования слоя графита, характеризующегося высоким сопротивлением, поэтому ученым пришлось использовать драгоценные металлы — платину и серебро. Так повышалась проводимость тока, но стоимость изделия была чересчур высока.
- Примечательно, что резьба цоколя Эдисона используется и по сей день — маркировка E27. Первые способы создания контакта включали пайку, но при таком раскладе сегодня говорить о быстро заменяемых лампочках было бы сложно. А при сильном нагреве подобные соединения быстро бы распадались.
В наше время популярность подобных ламп падает в геометрической прогрессии. В 2003 году в России была увеличена амплитуда питающего напряжения на 5 %, к сегодняшнему дню этот параметр составляет уже 10 %. Это привело к сокращению срока эксплуатации лампы накаливания в 4 раза. С другой стороны, если вернуть напряжение на эквивалентное значение вниз, то существенно сократится отдача светового потока — до 40 %.
Кто и когда первым в мире изобрел электрическую лампочку.
Все изменилось с изобретением электричества. Постепенно изобретатели нашли способ безопасно, ярко и дешево осветить дома всех людей.
В вопросе о приоритете изобретения лампочки, как и во многих других, отечественные и мировоззренческие взгляды расходятся.
В России первооткрывателями считаются Павел Николаевич Яблочкин и Александр Николаевич Лодыгин. Ученые придумали разные типы осветительных приборов. Яблочкин первым сконструировал дуговую лампу в 1875-1876 гг. Однако впоследствии он был признан неэффективным. Лодыгин двумя годами раньше (1874 г.) получил первый патент на лампу накаливания.
В мире считается, что первую лампочку изобрел Томас Эдисон. Свой патент американский ученый получил в 1879 году, на пять лет позже Лодыгина. Эдисон после долгих экспериментов сконструировал устройство, которое горело почти 40 часов — максимально возможное для того времени время. Кроме того, изобретатель добился снижения производственных затрат, чтобы каждый человек мог позволить себе лампочку.
Однозначного ответа на вопрос о приоритете изобретения лампы нет. Над ним работали многие исследователи в разных странах, но не все из них запатентовали свои открытия. Лампочку определенно можно назвать коллективным детищем мирового научного сообщества.
Борьба за патенты
Так как работа по созданию электрических источников света велась во многих странах, патенты на похожие изобретения получили сразу несколько ученых. Однако в США множественное открытие стало причиной борьбы за получение патента на лампу с элементами накаливания.
За первенство в правообладании электрической лампочкой боролись 2 маститых изобретателя — англичанин Джозеф Суон и американец Томас Эдисон. Англичанин запатентовал лампу с угольным волокном, которая стала использоваться в промышленном производстве на британских островах. Томас Эдисон работал над усовершенствованием нитевой лампы Александра Лодыгина. В качестве нитей он перепробовал множество металлов и остановился на угольном волокне, доведя срок горения лампы до 40 часов.
Джозеф Суон подал в суд на американского коллегу по поводу нарушения авторских прав, поэтому лампа, представленная Эдисоном, впоследствии носила название лампа Эдисона-Суона. Когда позже из Японии были привезены бамбуковые волокна, продолжительность горения которых доходила до 600 часов, ученые снова оказались в суде, так как стали использовать этот материал в своих изобретениях. Дело закончилось тем, что Эдисон и Суон основали совместную компанию по производству электрических лампочек, которая быстро вышла в мировые лидеры.
Появление лампы Эдисона
Итак, когда появилась лампочка в том виде, в котором мы знаем ее сегодня? Не ранее празднования нового (1880) года. Уже через 8 лет после изобретения Лодыгина и через 7 лет после рождения электроосвещения в Санкт-Петербурге. Однако даже во время того новогоднего празднования Эдисону рано было говорить про конвейерное производство гениального агрегата – разве что про выпуск опытного объема в целях последних доработок. Обозначенный выше «великий самоучка» использовал не шарообразную форму тщательно избавленной от воздуха колбы (как его русские коллеги), а вытянутую. Да часто и грушевидную. Тело накала представляло собой идущий из патрона (основания лампы) выступ, заканчивающийся спиралью (нитью), к которой с каждой из сторон крепились электроды. Принцип конструкции применялся в разных модификациях и позже. И даже сегодня в широкой продаже мы еще встречаем такие варианты. Правда, ныне нить стараются изготовлять именно из вольфрама – у него свойство не перегорать.
В 1881 г. по всему миру началось массовое производство таких ламп (в США, разумеется, годом ранее). В дальнейшем в СССР появились «лодыгинские» груши, но с полностью круглой нижней частью (ведь экспериментов с дизайном не проводили, стараясь быстрее наладить глобальный промышленный выпуск). Ходовым прибор освещения стал с 1887 года – тогда самые богатые купцы (Общество Электрического Освещения) стали облагораживать фонарями Москву.
В городскую провинцию электрофонари стали проникать лишь при Николае Втором. В селах же все еще пользовались примусами (в принципе,
так дело обстояло даже до середины XX в). Поздние русские устройства (сделанные по
эдисоновскому принципу) в дальнейшем прозвали «лампочками Ильича», так как
именно лидер РСДРП (б) внедрил (уже одновременно с приходом большевиков к
власти) план электрификации страны.
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.
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.
История создания электрической лампочки
Конечно, история создания лампы неотделима от развития такой науки, как электротехника. Он восходит к открытию электричества в 18 веке. Это открытие способствовало тому, что именитые ученые со всего мира начали изучать и развивать электротехнику, которая к тому времени стала самостоятельной наукой.
- XIX век стал веком глобальных открытий. В 1800-х годах был изобретен гальванический элемент, источник химического тока. Его также называют гальваническим столбом в честь итальянского ученого Алессандро Вольта.
- В следующем году в Санкт-Петербурге руководство Санкт-Петербургской медико-химической академии приобрело электрическую батарею. Это мощное устройство было куплено в кабинете профессора Василия Петрова. Батарея состояла из 420 пар гальванических элементов. Целый год профессор Петров экспериментировал с ним, пока в 1908 году не открыл знаменитую электрическую дугу. Это разряд, который возникает между угольными стержнями-электродами, расположенными на определенном расстоянии. При этом в качестве источника света предлагалось использовать электрическую дугу.
- Первым шагом к созданию современных ламп накаливания стало изобретение в 1809 году первой лампы с платиновой спиралью в основании. Это сделал англичанин Деларю.
- Спустя несколько десятилетий, в 1854 году, немецкий ученый Генрих Гебель создал похожее устройство. Основное отличие заключалось в том, что в нем использовалась обугленная бамбуковая нить, помещенная в вакуумный сосуд. То есть этот вариант уже был намного ближе к известной всем нам электрической лампе. Гебель продолжал совершенствовать свое изобретение еще пять лет, создав устройство, которое называют первой практичной лампой. К сожалению, получить патент ему не удалось, так как он был эмигрантом без денег и связей. Однако он использовал свое изобретение, чтобы осветить свой часовой магазин.Что касается массового электрического освещения, то здесь несомненный вклад внес наш соотечественник, выдающийся ученый Павел Николаевич Яблочков. Он начал свои эксперименты 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 этом же году лампы, созданные Яблочковым, сначала стали появляться на самых посещаемых улицах Парижа, а затем распространились по миру.
И, конечно же, говоря об истории электротехники, нельзя не вспомнить ученых, перевернувших мир: Александру Лодыгину и Томаса Эдисона. Именно они, проводя эксперименты независимо друг от друга, создали в 70-х годах XIX века электрическую лампу.
Что такое лампа накаливания
То есть физическое явление излучения света вызвано нагревом нити накала.
Краткая история лампы накаливания
Первые лампы
Лампы накаливания являются оригинальной формой электрического освещения и используются уже более 100 лет. В то время как Томас Эдисон считается изобретателем лампы накаливания, есть ряд людей, которые изобрели компоненты и прототипы лампочки задолго до Эдисона.
В 1802 году Хамфри Дэви изобрел первый электрический свет. Он экспериментировал с электричеством и изобрел электрическую батарею. Когда он подсоединил провода к своей батарее и кусочку углерода, углерод засветился, производя свет. Его изобретение было известно как электрическая дуговая лампа. И хотя она производила свет, углерода хватало ненадолго, и свет был слишком ярким для практического использования.
Одним из первооткрывателей был также британский физик Джозеф Уилсон Свон, который фактически получил первый патент на лампочку накаливания с углеродной нитью накаливания в 1878 году. Дом Свона был первым в мире, освещенным электрической лампочкой. Свон разработал более долговечную лампочку с использованием обработанной хлопчатобумажной нити, которая также устранила проблему раннего почернения лампы.
Эдисону часто приписывают данное изобретение, потому что его версия смогла превзойти более ранние версии благодаря сочетанию трех факторов: эффективный материал накаливания, более высокий вакуум и высокое сопротивление, которое сделало распределение электроэнергии от централизованного источника экономически выгодным.
В 1906 году компания «Дженерал Электрик» первой запатентовала метод изготовления вольфрамовых нитей для использования в лампах накаливания. Сам Томас Эдисон знал, что вольфрам окажется лучшим выбором для нитей накаливания.В 1910 Уильям Дэвид Кулидж усовершенствовал процесс производства, чтобы получить самые долговечные вольфрамовые нити.В 1920-е годы были выпущены первая лампа с матовым покрытием и лампа с регулируемой мощностью для автомобильных фар и неонового освещения.1930-е ознаменовались изобретением маленьких одноразовых фотовспышек для фотографии и люминесцентной лампы для загара.1950-е годы — производство кварцевого стекла и галогенной лампы накаливания.В 1990-е годы начинают продаваться лампы с длительным сроком службы и компактные люминесцентные лампы.
Современные лампы накаливания не являются энергоэффективными — менее 10% электроэнергии, подаваемой в лампу, преобразуется в видимый свет. Оставшаяся энергия теряется в виде тепла. Однако эти неэффективные лампочки по-прежнему широко используются сегодня благодаря таким преимуществам, как:
- широкая и недорогая доступность;
- простое встраивание в электрические системы;
- возможность работы при низком напряжении, например, в устройствах с батарейным питанием;
- широкий ассортимент формы и размера.
К несчастью для лампы накаливания, законодательство многих стран, включая США, предписывает постепенно отказаться от нее в пользу более энергоэффективных вариантов, таких как компактные люминесцентные лампы и светодиодные лампы. Однако эта политика встретила значительное сопротивление из-за низкой стоимости ламп накаливания, мгновенной доступности света и опасений загрязнения ртутью из-за люминесцентных ламп. Однако теперь значительно снизились цены на светодиоды.
Лампочка Лодыгина появилась в 1872 году
Внесенные улучшения и изменения можно фактически приравнять к открытию, несмотря на наличие предшественников. По некоторым условностям изобретение Лодыгина можно сравнить с открытием Колумбом Америки, в которой плавали викинги и даже древние финикийцы, но для остального мира это в целом не имело значения.
Большой тираж New York Herald от 21 декабря 1879 года писал:
Однако точно неизвестно, с какого времени парижские и американские газеты называли нашего соотечественника Александром де Лодигином или Александром де Лодигином по-французски. Аристократическая приставка «де» добавляла особой пикантности, что неудивительно, ведь Александр Николаевич происходил из дворянского дворянского рода Российской Империи. Несмотря на бедность родителей, родословная рода Лодыгиных не уступала правящей царской семье, так как происходила от общего с Романовыми предка — Андрея Кобылы.