Ответы на этот, казалось бы, простой вопрос можно услышать разные. Американцы, несомненно, будут настаивать, что это был Эдисон. Англичане скажут, что это их соотечественник Сван. Французы, возможно, вспомнят "русский свет" изобретателя Яблочкова, который начал освещать улицы и площади Парижа в 1877 году. Кто-то назовет еще одного русского изобретателя - Лодыгина. Вероятно, будут и другие ответы. Так кто же прав? Да пожалуй, все. История электрической лампочки представляет собой целую цепь открытий и изобретений, сделанных разными людьми в разное время.
Прежде чем перейти к хронологии изобретения электрической лампочки, хотелось бы отметить, а что мы подразумеваем под понятием "электрическая лампочка". Прежде всего, это источник света, прибор, устройство в котором происходит преобразование электрической энергии в световую. А вот способы преобразования могут быть разными. В XIX веке этих способов было известно несколько. Поэтому, уже тогда появились несколько типов электрических ламп: дуговые, накаливания и газоразрядные. Электрическая лампа - это техническая система, т.е. совокупность отдельных элементов, необходимых для выполнения главной полезной функции - освещения.
История появления и развития электрической лампы неотделима от истории электротехники, которая начинается с открытия электрического тока в XVIII веке. Позже, в XIX веке, по всему миру прокатилась волна открытий, связанных с электричеством. Пошла как бы цепная реакция, когда одно открытие открывало дорогу последующим. Электротехника из раздела физики выделилось в самостоятельную науку, над развитием которой работали целая плеяда ученых и изобретателей: француз Андре-Мари Ампер (фр. Andre Marie Ampere), немцы Георг Ом (нем. Georg Simon Ohm) и Генрих Герц (нем. Heinrich Rudolf Hertz), англичане Майкл Фарадей (Michael Faraday) и Джеймс Максвелл (James Maxwell) и другие.
Удивительный XIX век, заложивший основы научно-технической революции, так изменившей мир, начался с изобретения - химического источника тока (вольтова столба). Этим чрезвычайно важным изобретением итальянский ученый А.Вольта встретил новый 1800 год. А уже в 1801 году профессору Петербургской медико-хирургической академии Василию Петрову удалось уговорить начальство приобрести для своего физического кабинета мощнейшую по тем временам электрическую батарею, состоящую из 4200 пар гальванических элементов. Проводя опыты с этой батареей, Петров в 1802 году открыл электрическую дугу - яркий разряд, который возникает между сведенными на определенное расстояние угольными стержнями-электродами. Он же и предложил использовать дугу для освещения.
Однако, при практической реализации этой идеи возникло много сложностей. Опыты показали, что дуга горит ярко и устойчиво только при определенном расстоянии между электродами. А во время горения дуги угольные электроды постепенно сгорают, увеличивая дуговой промежуток. Требовался механизм-регулятор для поддержания постоянного расстояния между электродами.
Изобретатели предлагали разные решения. Но все они имели тот недостаток, что нельзя было включить несколько ламп в одну цепь. Приходилось использовать для каждого светильника свой источник питания. Эту проблему решил в 1856 году изобретатель А.И.Шпаковский, создав осветительную установку с одиннадцатью дуговыми лампами, снабженными оригинальными регуляторами. Эта установка освещала Красную площадь в Москве во время коронации Александра II.
В 1869 году еще один русский изобретатель В.И.Чиколев применил к дуговой лампе дифференциальный регулятор и использовал его в мощных морских прожекторах. Подобные регуляторы используются до сих пор в больших прожекторных установках. К сожалению, все регуляторы горения дуги были ненадежными и дорогими.
Решающую роль в переходе от опытов по электричеству к массовому электрическому освещению сыграл русский электротехник Павел Николаевич Яблочков . Свои работы Яблочков начал в России, организовав в 1875 году в Петербурге мастерскую физических приборов. В этом же году ему и пришла идея создать простую и надежную дуговую лампу. Однако финансовый крах предприятия вынудил Яблочкова в 1876 году уехать в Париж, где он продолжил свои работы над дуговой лампой в знаменитой фирме по изготовлению часов и точных приборов Бреге (Breguet).
Проблема стояла все та же - нужен был регулятор. Идея пришла как всегда неожиданно. Помог случай. Напряженно думая над этой проблемой, Яблочков зашел перекусить в небольшое парижское кафе. Пришёл официант. Яблочков, продолжая думать о своём, машинально смотрел, как тот ставит блюдо, кладёт ложку, вилку, нож... И вдруг... Яблочков резко поднялся из-за стола и пошёл к выходу. Он торопился к себе в мастерскую. Решение найдено! Простое и надёжное! Оно пришло к нему, едва он глянул на лежащие рядом, параллельно друг другу, столовые приборы.
Да, именно так надо расположить в лампе угольные электроды - не горизонтально, как во всех прежних конструкциях, а параллельно (!). Тогда оба будут выгорать совершенно одинаково, и расстояние между ними всегда будет постоянным. И никакие сложные регуляторы не нужны .
Парижский официант и не подозревал, что стал как бы соавтором изобретения. Но кто знает, не положи он тогда перед Яблочковым столь аккуратно нож и ложку, может, и не осенила бы изобретателя молниеносная догадка. Правда, "подсказка" официанта нашла благодатную почву. Ведь Яблочков искал своё решение даже за столиком кафе, дожидаясь заказа. Кстати, это прекрасный пример применения ассоциативного мышления в решении сложной технической задачи. С другой стороны этот случай является примером решения технической проблемы, когда идеальным устройством (в данном случае регулятором) является то, чего на самом деле нет, но функции выполняются.
Конечно, это была только идея, а не полное решение проблемы - создания недорогой и надежной лампы. Потребовалось проделать еще много работы, чтобы этого достичь. Прежде всего, при параллельном расположении электродов дуга может гореть не только на концах электродов, но и по всей их длине, а скорее всего, скатится к их основанию - к токоподводящим зажимам. Эта проблема была решена путем заполнения пространства между электродами изолятором, который постепенно сгорал вместе с электродами.
Состав этого изолятора еще нужно было подобрать, что и было сделано, применив для этого глину (каолин). А как зажечь лампу? Тогда наверху, между электродами была помещена угольная тоненькая перемычка, которая сгорала в момент включения, поджигая дугу. Оставалась еще проблема неравномерного сгорания электродов, связанная с полярностью тока. Т.к. электрод "+" сгорал быстрее, его первоначально приходилось делать толще. Другим, гениальным, решением этой проблемы явилось применение переменного тока.
Конструкция дуговой лампы оказалась простой: два угольных стержня разделенные изолирующим слоем каолина и укрепленные на простой подставке, напоминающей подсвечник. Сгорали электроды равномерно, и лампа давала яркий свет, причём достаточно продолжительное время. Такая "электрическая свеча" была проста в изготовлении, и стоила дёшево.
В 1876 году русский изобретатель представил свое изобретение на Лондонской выставке. А год спустя предприимчивый француз Денейруз добился учреждения акционерного общества "Общество изучения электрического освещения по методам Яблочкова". Лампы Яблочкова появились в самых посещаемых местах Парижа, на улице - Авеню де ль"Опера и на площади Оперы, а также в магазине "Лувр" тусклое газовое и жидкостное освещение заменили матовые шары, которые светились белым, мягким светом. Началось триумфальное шествие "La lumiere russe" (Русского света) по миру. За два года свеча Яблочкова завоевала весь Старый свет, распространившись на Востоке до дворцов персидского шаха и короля Камбоджи.
Рис. 1. Павел Николаевич Яблочков и его свеча.
В 1876-77 годах были получены несколько французских патентов, как на конструкцию самой лампочки, так и на системы их питания. Производство было поставлено на промышленную основу. Небольшой завод в Париже производил более 8000 свечей в день и несколько десятков электрических генераторов в месяц. Однако вскоре всему этому благополучию пришел конец. Свеча Яблочкова начала постепенно вытесняться более дешевой и долговечной лампой накаливания.
Принято считать, что изобретателем лампы накаливания является знаменитый американский изобретатель Томас Альва Эдисон (Thomas Alva Edison). 21 декабря 1879 года в газете "New York Herald" появилась статья о новом изобретении Т.А.Эдисона - "Edison"s light" (Эдисоновский свет), о лампе накаливания с угольной нитью. Спустя несколько дней, 1 января 1880 г., 3 тысячи человек присутствовали в Менло-Парке (США) на демонстрации электрического освещения для домов и улиц. А 27 января того же года им был получен патент США № 223898 "Electric-Lamp" (см. рис. 2.). Все это так. Но в действительности, история с этим патентом и с лампой накаливания гораздо сложнее и интереснее.
Рис. 2. Патент Томаса А. Эдисона на электрическую лампу
Первые опыты с накаливанием проводников электрическим током проводились еще в начале XIX века английским ученым Деви (Humphry Davy). Одни из первых попыток применить накаливание проводников током, именно с целью освещения, проводились в 1844 году инженером де-Молейном, который накаливал платиновую проволоку, помещенную внутрь стеклянного шара. Эти эксперименты не приносили желаемых результатов, т.к. платиновая проволока слишком быстро переплавлялась.
В 1845 году в Лондоне Кинг заменил платину палочками угля и получил патент "Применение накаленных металлических и угольных проводников для освещения".
В 1954 году, за 25 лет до Эдисона германский часовщик Генрих Гебель представил в Нью-Йорке первые, подходящие для практического применения, лампы накаливания с угольными нитями со сроком горения около 200 часов. В качестве нити он применил обугленную бамбуковую нить толщиной 0,2 мм, помещенную в вакуум. Вместо колбы Гебель из соображений экономии использовал сначала флаконы от одеколона, а позднее - стеклянные трубки. Вакуум в стеклянной колбе он создавал путем заполнения и выливания ртути, то есть с помощью метода, применявшегося при изготовлении барометров.
Созданные лампы Гебель использовал для освещения своего часового магазина. Чтобы улучшить свое финансовое положение, он разъезжал по Нью-Йорку на коляске и предлагал всем желающим посмотреть на звезды в подзорную трубу. Коляска, при этом, была украшена его лампочками. Таким образом, Гебель стал первым человеком, кто использовал свет в рекламных целях. Из-за отсутствия денег и связей германский эмигрант не смог получить патент на свою лампу с угольной нитью и о его изобретении быстро забыли.
С 1872 года Александр Николаевич Лодыгин начал в Петербурге опыты по электрическому освещению. В его первых лампах между массивными медными стержнями, расположенными в герметически закрытом стеклянном шаре, была зажата тонкая палочка угля. Несмотря на несовершенство лампы в этом же году банкир Козлов в товариществе с Лодыгиным основал общество для эксплуатации этого изобретения. Академия наук присудила Лодыгину Ломоносовскую премию в 1000 рублей.
Построенные Лодыгиным лампы накаливания с угольным стержнем в 1874 году были использованы для освещения петербургского Адмиралтейства. В 1875 году во главе товарищества стал Кон, выпустивший под своим именем усовершенствованную лампу Лодыгина, спроектированную В.Ф.Дидрихсоном. В этой лампе угольки помещались в вакууме, и перегоревший уголек автоматически заменялся другим. Тремя такими лампами в течение двух месяцев освещался в 1875 году магазин белья Флорана в Петербурге, а также, по предложению П.Струве, освещались под водой кессоны при постройке Александровского моста через Неву.
В 1875 году Дидрихсон начал изготовлять угольки из дерева, путем обугливания деревянных цилиндриков без доступа воздуха в графитовых тиглях, засыпанных угольным порошком. В 1876 году после смерти Кона товарищество распалось. Дальнейшее усовершенствование лампы было сделано Н.П. Булыгиным в 1876 году. В его лампе накаливался конец длинного уголька, выдвигавшегося автоматически по мере обгорания его конца. Конструкция ламп оказалась непростой и нетехнологичной в изготовлении, а поэтому недешевой, хотя постоянно подвергалась усовершенствованию.
В конце 70-х годов того же века на одной из Северо-Американских верфей строили корабли для России, и когда настало время их принимать, туда поехал лейтенант русского флота А. Н. Хотинский. Он взял с собой несколько ламп накаливания Лодыгина. Изобретение уже тогда было запатентовано во Франции, России, Бельгии, Австрии и Великобритании. Он показал русские лампы изобретателю по имени Томас Эдисон, который в то время также работал над проблемой электрического освещения.
Сейчас трудно установить насколько описанное обстоятельство повлияло на изобретение Эдисона. Однако, в конце концов, благодаря его работам был совершен качественный скачок в усовершенствовании лампы накаливания. Никаких революционных изменений в лампочку Лодыгина Эдисон не внес. Его лампа представляла собой стеклянную колбу с угольной нитью, из которой выкачан воздух, правда, гораздо тщательнее, чем у Лодыгина. Но заслуга Эдисона, прежде всего в том, что он изобрел и создал надсистему для этой лампы и поставил ее производство на поток, что привело к сильному удешевлению стоимости. Он придумал для лампы винтовой цоколь и патрон к ней, изобрел предохранители, выключатели, первый счетчик энергии. Именно с лампочки Эдисона, электрическое освещение стало действительно массовым, придя в дома простых людей.
Особого внимания заслуживает подход Эдисона к решению проблемы нахождения материала для нити накаливания. Он просто пошел путем перебора всех доступных ему веществ и материалов (метод проб и ошибок). Эдисон перепробовал 6000 веществ, содержащих углерод, от обыкновенных швейных ниток, покрытых углем, до продуктов питания и смолы. Лучшим оказался бамбук, из которого был сделан футляр японского пальмового веера. На эту титаническую работу ушло около двух лет .
По другую сторону Атлантического океана, в Англии, примерно в тоже время что Лодыгин и Эдисон, над электрической лампочкой работал сер Джозеф Вильсон Сван (Sir Joseph Wilson Swan). В качестве элемента накала он использовал обугленную хлопковую нить и также выкачивал из колбы воздух. Сван получил Британский патент на свое устройство в 1878 году, примерно за год до Эдисона. Начиная с 1879 года, он начал устанавливать электрические лампы в английских домах. Организовав в 1881 году компанию "The Swan Electric Light Company" начал коммерческое производство ламп. Позднее Сван объединился с Эдисоном для коммерческой эксплуатации единой торговой марки "Edi-Swan".
Из сказанного следует, что у электрической лампы накаливания на самом раннем этапе было несколько изобретателей. Почти все они имели патенты. Что касается самого известного из них, американского патента Эдисона, то он был признан судом недействительным до окончания срока действия охранных прав. Суд признал, что лампа накаливания была изобретена Генрихом Гебелем за несколько десятилетий до Эдисона.
В 1890 году Лодыгин запатентовал в США лампу с металлической нитью из тугоплавких металлов - осьмия, иридия, родия, молибдена и вольфрама. Лампы Лодыгина с молибденовой нитью были выставлены на парижской выставке 1900 года и имели такой большой успех, что в 1906 году американская компания "General Electric" купила у него этот патент. Самое интересное, что компания "General Electric" была организована самим Томасом Эдисоном. На этом заочный спор великих изобретателей был закончен.
Однако совершенствование лампы накаливания на этом не закончилось. C 1909 года стали применяться лампы накаливания с зигзагообразно расположенной вольфрамовой нитью, а в 1912-13 годах появились лампы, наполненные азотом и инертными газами (Ar, Kr). И наконец, последнее усовершенствование начала XX века - вольфрамовую нить стали изготовлять, сначала, в виде спирали, а затем в форме биспирали (спирали, навитой из спирали) и триспирали. Электрическая лампа накаливания, наконец, приобрела вид, какой мы привыкли ее видеть.
Так кто же изобрел электрическую лампочку? Уже были названы имена: Петров, Шпаковский, Чиколев, Яблочков, Эдисон, Деви, Кинг, Гебель, Лодыгин, Сван. Казалось бы достаточно. Но если взять "Малый энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона" выпущенный в начале XX века, то там можно прочесть: Лампочки накаливания представляют собою стеклянный колпачок, из которого выкачан воздух, и где помещается угольная или металлическая нить, накаливаемая электрическим током. Угольная нить добывается обугливанием волокон бамбука (лампочки Эдисона), шелка, хлопчатой бумаги (лампочка Свана). С конца 1890-х гг. явились новые лампочки накаливания: вместо угольной нити накаливанию подвергается стерженек спрессованный из огнестойких веществ: окиси магния, тория, циркония и иттрия (лампочка Нернста) или нить из металлического осмия (лампочки Ауэра) и тантала (лампочки Больтона и Фейерлейна).
Как видно появились еще новые имена - Нернст, Ауэр, Больтон, Фейерлейн. При желании, проведя более углубленный поиск, этот список можно еще пополнить.
Вероятно, искать однозначный ответ на вопрос "Кто изобрел электрическую лампочку" бессмысленно. Многие изобретатели приложили к этому свой ум, знания, труд и талант. И это касается только типов лампочек получивших развитие на начальном этапе внедрения электрического освещения: дуговых и накаливания.
Еще в самом начале развития ламп накаливания было замечено, что они имеют низкий КПД, т.е. очень небольшой процент энергии электрического тока переходит в световую энергию. Поэтому продолжались поиски других способов преобразования электрической энергии в световую, и предпринимались попытки их использования в новых типах электрических источников света. Такими источниками света стали газоразрядные лампы - приборы, в которых электрическая энергия преобразуется в оптическое излучение при прохождении электрического тока через газы и другие вещества (например, ртуть).
Первые эксперименты с газоразрядными лампами начинались практически одновременно с лампами накаливания. В 1860 году в Англии появились первые ртутные разрядные лампы. Однако вплоть до начала XX века все эти эксперименты были немногочисленными и оставались только экспериментами, без реального практического применения.
В первом десятилетии XX века, в период массового внедрения электрического освещения с помощью ламп накаливания, интенсифицируются работы над газоразрядными лампами, что приводит к ряду изобретений и открытий. В 1901 году Петер Купер Хьюит (Peter Cooper Hewitt) изобретает ртутную лампу низкого давления. В 1906 году изобретена ртутная лампа высокого давления. 1910 год - открытие галогенного цикла. Неоновая лампа была разработана французским физиком Жоржом Клауди (Georges Claude) в 1911 году и очень быстро нашла применение в рекламных целях.
В 20 - 40-е годы работы над газоразрядными лампами продолжались во многих странах, что приводило к совершенствованию уже известных типов ламп и к открытию новых. Были разработаны: натриевая лампа низкого давления, люминесцентная лампа, ксеноновая лампа и другие. В 40-е годы началось массовое применение люминесцентных ламп для освещения.
Позже были изобретены и другие типы электрических лам: натриевые высокого давления; галогенные; компактные люминесцентные; светодиодные источники света и другие. Сейчас в мире общее число типов источников света насчитывается около 2000 .
Не смотря на такое огромное количество типов электрических ламп, изобретательская мысль не стоит на месте. Уже известные источники света продолжают совершенствоваться. Примером такого совершенствования, может служить создание в 1983 году компактных люминесцентных ламп, которые стали размером с обыкновенную лампу накаливания. Для их включения не требуется специальной пусковой аппаратуры, они подключаются к стандартному патрону для ламп накаливания, и самое главное, при одинаковом количестве вырабатываемого света эти лампы потребляют в несколько раз меньше электроэнергии и служат в несколько раз дольше. В последние годы такие энергосберегающие лампочки находят все большее применение, не смотря на их пока еще большую стоимость, чем у традиционных ламп накаливания.
Однако и на этом изобретательская мысль не останавливается. Почти одновременно, две американские фирмы Technical Consumer Products (TCP) и O·ZONELite выпустили на рынок флуоресцентные энергосберегающие лампочки с новыми неожиданными свойствами. Как утверждают эти производители, их лампочки Fresh2 и O·ZONELite (оба названия являются зарегистрированными торговыми марками) кроме освещения помещения также устраняют неприятные запахи, очищают воздух, убивают бактерии, вирусы и грибки. Разве не чудо?
Секрет в том, что лампочки покрыты двуокисью титана (TiO2), при облучении которой флуоресцентным светом возникает фотокаталитическая реакция. В ходе этой реакции выпускаются отрицательно заряженные частицы - электроны, а на их месте остаются положительно заряженные "дырки". Благодаря появлению комбинации плюсов и минусов на поверхности лампочки, содержащиеся в воздухе молекулы воды, превращаются в очень сильные окислители - радикалы гидроокиси (HO), из-за чего эти лампочки и обладают такими необычными и замечательными свойствами.
Рис. 3. Газоразрядные флуоресцентные энергосберегающие лампы Fresh2 и O.ZONELite
Как видно из рисунка 3 эти лампочки даже внешне очень похожи, да и характеристики их примерно одинаковы. Обращает на себя внимание спиралевидная форма обеих ламп. Их создатели пошли на это для увеличения светоотдачи, точно также как и их предшественники - создатели ламп накаливания. Вот уж действительно, история движется по спирали.
Можно сделать вывод, что газоразрядные лампы в последние годы завоевывают все большую популярность даже в бытовом освещении, вытесняя лампы накаливания. Они потребляют меньше энергии, так же просты в эксплуатации и могут обладать еще целым рядом замечательных и полезных свойств. Более высокая цена, которая пока еще сдерживает распространение этих ламп, компенсируется 8-10 кратной продолжительностью службы и 3-5 кратным КПД. А при более массовом производстве цена будет постепенно снижаться. А если еще учесть все возрастающие энергетические и экологические проблемы, которые вызывают увеличение стоимости электроэнергии и вынуждающие вводить жесткие меры экономии, то станет понятно, что перспективы у компактных флуоресцентных ламп самые радужные. И в ближайшие годы альтернативы у них практически нет.
Но, ни что не стоит на месте. Хотя последние 100 лет в развитии светотехники прошли под победное шествие газоразрядных ламп, появились и другие типы источников света. Наиболее перспективным сейчас представляется направление, связанное с использованием светодиодных источников света, т.к. они обладают еще большим КПД, чем газоразрядные лампы.
Первые промышленные светодиоды появились еще в 60-х годах XX века. Однако, небольшая мощность не позволяла их использовать для освещения. Они нашли применение в качестве индикаторов в различных электронных устройствах, в частности, в микрокалькуляторах, часах и других бытовых и научных приборах.
Так бы все и продолжалось, если бы человечество не столкнулось с проблемой энергосбережения. Оказалось, что на сегодняшний день, у светодиодов самый высокий процент преобразования электрической энергии в световую энергию. Нельзя было не попытаться использовать светодиоды в качестве источников света. Они и нашли, первоначально, применение в ручных электрических фонариках. К тому же, это были фонарики небольшой мощности, которые не очень сильно светили, однако были миниатюрными, что позволяло их использовать даже в качестве брелков.
Проблем у светодиодных лампочек конечно еще много. Многие из них успешно решаются, тем более что сейчас в это направление вкладывает большие деньги крупный капитал. И успехи уже налицо - в продаже уже появились энергозберегающие светодиодные лампы.
Литература
* 1. Н.А.Капцов, Павел Николаевич Яблочков 1894-1944. ОГИЗ. Государственное издательство технико-теоретической литературы. Москва, Ленинград, 1944.
* 2. В. Малов, Как парижский официант русскому изобретателю помог. / Спутник ЮТ - научно-популярный дайджест / №4, 2001 / http://jtdigest.narod.ru/dig4_01/offic.htm
* 3. Я.И. Хургин, Да, нет, может быть... - Москва,: Наука, 1977, с.208
* 4. История осветительной техники. / 2003-2005 ЗАО НПК "Далекс" / http://www.daleks.ru
* 5. Fresh2 compact fluorescent light bulbs remove odor while emitting energy efficient light./ http://www.fresh2.com/
* 6. The Bright Future of Indoor Air Quality! / http://www.ozonelite.com/index.html
Автор статьи: Александр Мицкевичус
Обыкновенная лампочка накаливания, которая используется практически в каждом доме, часто упоминается как лампочка Эдисона. История ее изобретения оказалась не такой простой. Прежде чем дарить искусственный свет миллиардам людей, она прошла длинный путь развития.
Лампочка Эдисона
Американец Томас Альва Эдисон - один из самых предприимчивых людей этого мира. Ему принадлежит около 4 тысяч патентов на различные изобретения. Этот человек стал автором фонографа, телеграфа, угольного микрофона, кинетоскопа, железо-никелевого аккумулятора и других приборов. Именно с его именем связывают идею создания лампочки накаливания.
Однако лампочка Эдисона с угольной нитью внутри была далеко не первой в мире. Больше десяти изобретателей работали над проблемой создания Появлялись лампы различных форм и размеров, внутри которых располагались бамбуковые, платиновые и угольные нити. Многие из них были официально зарегистрированы.
Почему среди такого количества изобретателей мировая слава досталась только Эдисону? Главная его роль проявилась не в идее создания лампы, а в разработке способа сделать механизм простым в использовании, дешевым и общедоступным.
Первые попытки
Сложно в точности сказать, кому принадлежит авторство идеи создать лампочку. Но, до того как появилась лампочка Эдисона, были проведены сотни опытов и заявлено множество схожих изобретений. Вначале появляются дуговые, а уж потом и лампочки накаливания. В XIX веке открытие явления вольтовой дуги приводит изобретателей к мысли о создании искусственного света. Для этого требовалось подключить две соединенных проволоки к электричеству, а затем немного отдалить друг от друга. Так между проволоками появлялось свечение.
Существуют сведения о том, что бельгиец Жерар первым создал лампу с угольным стержнем. К прибору подводился ток, и стержень производил свет. Позже стало известно об англичанине Деларю, который заменил уголь платиновой нитью.
Такие лампочки считались ценными открытиями, но их применение сопровождалось большими трудностями. Платиновая нить была дорогостоящим удовольствием, не все могли позволить себе пользоваться такой лампой. Угольный стержень был гораздо дешевле, но надолго его не хватало.
Твердые успехи
В 1854 году немецкий часовщик Генрих Гёбель создает лампу с тонким угольным стержнем, которая светит гораздо дольше предыдущих. Добиться этого изобретателю удалось при помощи создания вакуума. Лампа Гёбеля долгое время была незамеченной, и лишь спустя годы ее объявили первой лампочкой, годной для практического использования (признав патент Эдисона недействительным).
Над усовершенствованием механизма работали Джозеф Суон, Александр Лодыгин. Последний патентует изобретение «нитевой лампы», работающей на угольном стержне в вакууме. В 1875 году заметно отличился придумав «электрические свечи». Русский инженер использовал нить накала из каолина, которая не нуждалась в вакууме. Лампы Яблочкова применялись для уличного освещения и получили широкое распространение в Европе.
Усовершенствование механизма
Основное направление было давно известно. Стержень из определенного материала находится в вакууме и подключается к электрическому току. Оставалось выбрать правильный материал для электрода, для длительного свечения.
В 1878 году Эдисон заинтересовался поиском удачного решения для лампочек. Изобретатель действовал методом практических проб: карбонизируовал массу растений, подставлял различные материалы в качестве нити накала. После 6 тысяч опытов ему удается сделать лампу из углей бамбука, которая работает 40 часов. Лампочка Эдисона начинает производиться массово, вытесняя на рынке остальные лампы. В 1890 году инженер Лодыгин регистрирует использование стержня из вольфрама, а позже продает патент компании General Electric.
Заслуги Эдисона
Занимаясь разработкой лампы, Эдисон понимал, что кроме выбора материалов важно и оформление механизма. Так, он изобретает винтовой цоколь, создает предохранители, счетчики, первые выключатели, электрогенераторы. Многие из компонентов для освещения, которые придумал Эдисон, являются стандартными и до сих пор используются во всем мире.
Изобретатель сделал так, что лампочки стали доступны всем. Для этого он начал продавать их по заниженной цене. Электрическая лампочка Эдисона стоила чуть больше доллара. В планах предприимчивого американца было сделать изобретение настолько доступным, что даже восковые свечи казались бы роскошью по сравнению с ним. Быстрая автоматизация производства позволила снизить затраты и при этом выпускать большое количество товара. Вскоре себестоимость лампы стала около 22 центов. Сбылась мечта изобретателя - лампочки появились в каждом доме.
Лампочки Эдисона в интерьере
В настоящее время лампочки являются обычным делом. Они доступны и весьма удобны в использовании. Более того, появилось множество различных типов и моделей ламп. Их практическое значение отошло на второй план, теперь они стали важным дополнением домашнего интерьера.
«Лампочка Эдисона» (фото смотрите выше) - это название определенного Они оформлены в стиле ретро и схожи с теми, что использовались во времена Томаса Эдисона. Такие лампы излучают мягкий приятный свет, имеют вид стеклянной колбы или шара на прочном шнуре. Лампочки Эдисона часто используют для дизайна общественных помещений - баров, кафе, или для оформления гостиных комнат и спален.
Александр Николаевич Лодыгин (18.10.1847-16.03.1923)
Волшебный свет изобрели в России
Светлана Макарова, газета «Пенсионер и », № 11 , 2007 г.
Дорогая моя редакция! Во-первых, спасибо, что вы есть. Во-вторых, желаю, чтобы газета «Пенсионер и общество» продолжала гнуть свою линию. Вернее, нашу общую линию – на возрождение в нашей бескрайней стране национальной гордости великого и несокрушимого русского народа. Горько и больно смотреть на то, как малообразованные подонки и откровенно случайные людишки, получившие в своё распоряжение телеканалы, калечат подрастающие в России поколения. Ни для кого не секрет, что на весь мир идёт системная ложь из микроскопического государства , распространяется глобальное враньё из . Устами детей дошкольного возраста холуйствующие перед Западом телесценаристы сообщают, что первый самолёт построили американцы братья Райт, а не наш Можайский ! Кстати, задолго до них. А про лампочку ещё в советское время врали, что её изобрёл американец Эдисон. Как будто не было Яблочкова и Лодыгина , а за полвека до них! – Петрова . Мне хочется плакать, когда мои внуки повторяют ту чушь, которую продюсер Гуревич – какая заграница ему платит? – выдаёт с так называемого «детского телеканала» «Бибигон». Или в школьные годы у Гуревича были двойки по истории? Неужели у нас уже не осталось никого, кто способен противостоять этим лжецам?
Татьяна Васильевна Полтавец, Московская область.
Почему в ушлые историки
До обращения к заданной теме отметим, что таких писем в нашей редакции немало. Ещё больше телефонных звонков и электронных сообщений. Однако мы, в отличие от некоторых читателей, категорически против того, чтобы всех тележурналистов стричь под одну гребёнку. За последние годы на отечественном телевидении появились хорошо образованные и ответственные молодые сотрудники, выросшие не на пресловутых учебниках . Поэтому и понимающие, что происходило и порой ещё происходит в нашей стране.
А мы с вами начнём борьбу за восстановление исторической справедливости не с авиастроителя Можайского, которого замалчивают ушлые историки США, а с электролампочки. Для этого заглянем в замечательную книгу Леонида Борисовича Репина «Открыватели» . Вот что он пишет о знаменитом Лодыгине.
В одной старой книге, выпущенной в начале двадцатого века в издательством Маврикия Вольфа, в очерке о великом русском изобретателе написано следующее: «Лодыгин – эта фамилия мало кому известна. А между тем, с этим именем связано огромного значения усовершенствование в области электрического освещения, положившее начало повсеместному распространению электрического света».
И действительно, даже и в превосходном словаре Брокгауза и Эфрона о нём не найти ни слова. Есть один Лодыгин – известный знаток коннозаводства, разработавший генеалогию рысистой породы, а Александра Николаевича , изобретателя , намного опередившего известного всем Эдисона, – нет! Постарались газетчики в Штатах, потрудилась реклама, разворотливость американская, не жалеющая больших денег ради ещё большей прибыли, и вся слава, успех – Эдисону. Дома о Лодыгине помалкивали , хотя официальный документ-патент, подтверждающий русский приоритет, существовал неоспоримо. Не ценим своих. Спустя десятилетия после того, как уходят они из жизни, – тогда бывает, спохватываемся. Вдогонку посокрушаться мы можем…
После триумфальных сполохов «русского света» , озарившего улицы ряда европейских столиц, и после ранней смерти его измученного за жизнь русского изобретателя Яблочкова стало ясно, каким станет следующий шаг. Стало ясно, что должна вот-вот появиться некая волшебная лампа, которая превратит электрическое освещение из явления удивительного, необычайного – в повсеместное. Экономичное, надёжное, эффективное. Но от кого ждать такого свершения, способного представить весь мир в новом свете – от американца Эдисона, уже ошеломившего современников каскадом замечательных изобретений, или от русских, делающих свои дела, потихоньку, но уж очень ярко, по-своему и всегда – неожиданно?
Отвлечёмся немного. Не сразу сложился изобретатель Лодыгин. И не сразу занялся он проблемой электрического света. Он был ровесником Павла Николаевича Яблочкова , и судьбы их сложились во многом похоже. Правда, Лодыгин намного Яблочкова пережил. Но тут уж кому что отпущено…
Лодыгин сначала изобрёл электролёт!
В сентябре 1870 года на стол генерала от инфантерии и кавалера Милютина , военного министра , лёг любопытнейший документ, который бы должен сыграть важнейшую роль в истории техники, но, тем не менее, остался втуне, поскольку министр интереса к нему не проявил . Отставной двадцатитрёхлетний юнкер Александр Николаев сын Лодыгин, отслуживший в Воронежском кадетском корпусе лаборантом физического кабинета и наблюдателем метеостанции, а также подручным кузнеца на Тульском оружейном заводе, писал в прошении: «Опыты, произведённые комиссиею над применением воздушных шаров к военному делу, дают мне смелость обратиться к Вашему превосходительству с просьбою обратить Ваше внимание на изобретённый мною электролёт – воздухоплавательную машину, которая может двигаться свободно на различных высотах и в различных направлениях и, служа средством перевозки груза и людей, может удовлетворить в то же время специально военным требованиям…»
Министр, как мы уже отметили, внимания не обратил, хотя, ради одного только любопытства, должен бы вызвать к себе изобретателя электролёта. Не захотело начальство ознакомиться с теорией Лодыгина, не говоря уже о том, что и не подумало выделить ему необходимые средства для устройства пробной машины. А тот, не теряя времени даром, принялся изобретать электрическую лампу, необходимую для ночного полёта. И, судя по имеющимся сведениям, успел даже провести с нею кое-какие опыты.
Так и не дождавшись ответа, Лодыгин с немалыми трудами наскрёб денег на поездку в Париж и, нимало не позаботясь о своём гардеробе, как был в армяке, в рубашке навыпуск, да сапогах, отправился в страну, являющуюся признанной законодательницей моды. Не за тем, конечно, чтобы одеться там по-европейски, в соответствии со временем. А чтобы осуществить свои технические идеи. Раз дома не удалось сдвинуться с места, может, во он сумеет хоть чего-то добиться… Тем более, что петербургский профессор, с которым молодому изобретателю удалось связаться, ознакомившись с расчётами и чертежами, подтвердил их основательность и верность в теории.
Электролёт Лодыгина удивительным образом предвосхитил идею и основные конструктивные черты вертолёта . В то время уже появлялись проекты управляемых аэростатов, но лодыгинская машина являла собой грядущий этап инженерной мысли и, по существу, ничего общего не имела с ними. Она замышлялась конструктором в виде вытянутого цилиндра, конусообразного спереди и шаровидного с торца позади. Винт, расположенный в кормовой части, должен был сообщать аппарату движение в горизонтальном направлении, а винт сверху, с вертикально стоящей осью, в зависимости от угла, под которым повёрнуты лопасти, придавал различные скорости и в вертикальном, и в горизонтальном направлении. Не суждено было этой машине воплотиться в металл – слишком уж опережал русский изобретатель Лодыгин своё время …
Для электролёта была нужна электролампочка
В истории с электролётом есть одна воистину поразительная страница. Из идеи электрического освещения в ночном полёте возникло создание, которому и было суждено прославить имя Лодыгина . Именно электрическая лампа, а не замечательный электролёт, ради которого он был готов на любые лишения, принесла ему поначалу успех, славу, а затем, увы, несправедливое забвение.
Но как пришёл к своему великому изобретению? Как удалось сделать то, к чему стремились многие? Ведь такие умы, такие таланты пытались добиться того же! Может быть, случай повернул колесо везения в его сторону и помог достигнуть успеха? Мгновенная вспышка догадки – и всё улеглось, пришло решение?
Что угодно, только не случай. Случаев было великое множество, но таких, что только мешали ему. А миг озарения был, наверное. Только ведь надо учесть, что далеко не каждому дано вызвать в себе, пережить озарение счастливо найденной мысли. Решения.
Уже семьдесят лет в после опыта русского гения Василия Владимировича Петрова знали: если пропустить достаточно сильный ток через два близко поставленных угольных стержня, соединить их, а затем развести, меж их концами возникает ослепительный свет – электрическая дуга. Дуга Петрова . Она будет сиять, пока не сгорят электроды. Петров сразу понял, сколь важное открытие удалось ему сделать: «…от которого тёмный покой довольно освещён быть может» . И он оказался прав. В главном: дуга нашла применение. Но никак не удавалось из неё надёжный источник света получить. Лодыгин решил избрать другой путь: не дуговая лампа осветит мир, а лампа накаливания .
Через опыты, нескончаемые опыты продвигался Александр Николаевич Лодыгин к своей исторической цели. Далеко не каждый проводник годился в качестве источника свечения. Свечение – результат нагрева, а при нагреве непременно происходят превращения вещества проводника – либо он сгорает, либо, как выражался изобретатель, «химически разлагается». Значит, выход один: пропускать ток через проводник в пустом пространстве или в азоте. Хотя, конечно, можно попробовать заменить азот каким-нибудь другим , не соединяющимся с веществом проводника.
Вот в этом решение : необходим вакуум или нейтральный газ в стеклянной колбе, куда через герметически закупоренный конец введён проводник.
Лодыгин сделал несколько ламп по этому принципу, и каждая давала пример различных решений. Самая большая трудность состояла в том, что не было надёжного насоса, который бы мог до нужной степени разрежённости выкачивать воздух. Кроме того, Лодыгин искал и всевозможные способы герметизации. В конце концов, он выбрал лампу, открытым основанием, погружённую в масляную ванну. Изолированные провода тянулись через ванну к угольным стержням. Их было два: как только выгорал первый, подключался другой. Два с половиной часа непрерывного света – это победа!
Демонстрация лампы вызывала восторг, восхищение. Люди толпами ходили смотреть электрический свет Лодыгина. Это был первый в мире опыт электрического освещения улицы. Пришло признание. Петербургская присуждает Лодыгину почётнейшую Ломоносовскую премию. Помимо признания и известности, это тысяча рублей – деньги большие, которые можно употребить для дальнейших исследований. 11 июля 1874 года изобретатель получает патент на «Способ и аппараты дешёвого электрического освещения». Некто Флоран, хозяин модного магазина белья в Петербурге, устанавливает три вакуумных лампы Лодыгина в своём салоне. Инженер Струве предлагает использовать лампы Лодыгина при подводном освещении во время кессонных работ при постройке Александровского моста.
В России изобретатели не конкурируют, а дружат!
Слава о новых, невиданных русских лампах перекатилась за границу. В 1873 году Лодыгин получает патенты в Австрии, Италии, Португалии, Венгрии, Испании и даже в таких отдалённых странах, как Австралия, Индия. В Германии на его имя выписаны патенты в целом ряде отдельных княжеств. Получены привилегии на имя компании, основанной Лодыгиным и во Франции. Западные газеты наперебой печатали сообщения о новом русском изобретении. Но ни в самой России, ни за границей никто не брался за серийное изготовление лодыгинских ламп. Дело новое, и как знать, куда может всё повернуться… А другой «русский свет» – свеча Яблочкова? Не одержит ли верх она? Высвеченные ею театры и магазины Парижа, да и других городов – разве это не лучшее, не убедительнейшее свидетельство её возможностей и яркой электрической будущности?
И что же сам Яблочков ? Они с Лодыгиным дружат, и Яблочков, продолжая работу по совершенствованию своей свечи, выступает с публичными лекциями в поддержку электрического освещения, в поддержку Лодыгина и даже даёт тому возможность экспериментировать на заводе, выпускающем «электросвечи» – дуговые лампы Яблочкова. И, не сдерживаясь, обрушивается к тому же на скороспелых последователей Лодыгина. Спешивших нажиться на его изобретении, в том числе и на Эдисона . На энергичного Эдисона, бросившегося разрабатывать идею русского инженера Александра Лодыгина без каких-либо ссылок. То, что Эдисон знал о новом русском чуде, – это бесспорно.
Томас Эдисон – научно-технический вор?
Только весной 1879 года, спустя шесть лет после Лодыгина, беззастенчивый американец ставит свой первый опыт с лампой накаливания, и притом неудачный: лампа Эдисона взрывается . Лишь через тринадцать месяцев, затратив огромнейшие деньги, Эдисон приходит к успеху. Но Петербург-то уже за шесть лет до того осветился лампой Лодыгина!
А меж тем, уже вершится несправедливость . Российские газеты, позабыв о собственном восхищении лодыгинской лампой, на все лады расхваливают Эдисона ! Лодыгин же не возмущается, не выступает ни публично, ни в печати с доказательствами своего неопровержимого приоритета. Что же, ему всё равно? Или, быть может, он чем-то занят и не считает возможным, нужным прерваться для словопрений?
Ну, конечно же, занят. Лодыгин движется дальше: от лампы с угольной нитью накаливания – к с нитью из тугоплавких металлов . Мечтает подарить своей лампе вечность. А людям – немеркнущий свет. И такую лампу он создаёт – с вольфрамовой нитью, и патент на неё покупает одна из крупнейших в мире компаний – американская «Дженерал электрик» . Сделаем заметку попутно: ныне всемирно известная американская фирма покупает патент русского Лодыгина , а не американца Эдисона ! Понятно и почему: с вольфрамовой и молибденовой нитью эти лампы, выставленные на Всемирной выставке в Париже в 1900 году, в буквальном смысле затмили другие достижения науки и техники.
Признание пришло. После смерти…
Судьба Лодыгина побросала. Какое-то время работал в старшим химиком на заводе аккумуляторов – пришлось на время покинуть Россию. Видимо, как-то он был связан с народовольцами и вместе с теми, кому удалось бежать от арестов – ещё в конце декабря 1884 года, в явной спешке уехал в Париж. Потом работал на строительстве Нью-Йоркского метрополитена – инженером по электроосвещению, строил электромобиль собственной конструкции , сделал ряд других и через двадцать три года отсутствия вновь ступил на русскую землю.
С собой он привёз чертежи и расчёты нескольких новых изобретений, в том числе военных – специальные сплавы для броневых плит и снарядов, электрохимический способ выделения алюминия и свинца из руды, лёгкий и сильный двигатель, пригодный для субмарин и летательных аппаратов, «воздушное торпедо для атаки неприятельских аэропланов, дирижаблей и прочего (по типу ракеты)». А сбережений никаких не привёз . Наоборот, всё, что имелось, растратилось. Не умел он, в пример Эдисону, жадно зарабатывать деньги. Что же осталось ему, кроме того, как искать службу… А ведь уже шестьдесят… Электротехнический институт предложил курс по проектированию электрохимических заводов, и Лодыгин с радостью согласился.
В 1910 году отмечалось сорокалетие лампы накаливания. Вот теперь-то, после , где на каждом шагу прославлялся удачливый Эдисон, прорвалась у Александра Николаевича горечь, обида за несправедливость. Написал в газете «Новое время»:
Много разговоров и необоснованных споров стоит вокруг этого вопроса. Кто изобрел лампу накаливания? Одни утверждают, что это Лодыгин, другие, что Эдисон. Но все куда сложнее, давайте разберемся с хронологией исторических событий.
Существует множество методов трансформации электрической энергии в световую. К ним относятся лампы дугового принципа действия, газоразрядного и те, где источником свечения является нагревательная нить. Фактически лампочку накаливания тоже можно считать искусственным источником освещения, поскольку для ее работы применяется эффект нагреваемого проводника, через который проходит ток. В качестве накаливаемого элемента чаще всего выступает металлическая спираль или угольная нить. Помимо проводника в конструкцию лампочки входит колба, токоввод, предохранитель и цоколь. Однако всё это мы знаем уже сейчас. А ведь не так давно было время, когда несколько учёных вели одновременные разработки в области искусственных источников света и боролись за звание изобретателя лампочки.
| 1802 г. | Электрическая дуга Василия Петрова. |
| 1808 г. | Гемфри Дэви описал дуговой электрический разряд между двумя угольными стержнями, создав первую лампу. |
| 1838 г. | Бельгийский изобретатель Жобар, создал первую лампу накаливания с угольным сердечником. |
| 1840 г. | Уоррен де ла Рю создал первую лампочку с платиновой спиралью. |
| 1841 г. | Англичанин Фредерик де Молейн запатентовал лампу с платиновой нитью и углеродным наполнением. |
| 1845 г. | Кинг заменил платиновый элемент на угольный. |
| 1845 г. | Немец Генрих Гёбель создал прототип современной лампочки. |
| 1860 г. | Англичанин Джозеф Суон (Свон) получил патент на лампу с углеродной бумагой. |
| 1874 г. | Александр Николаевич Лодыгин запатентовал лампу с угольным стержнем. |
| 1875 г. | Василий Дидрихсон усовершенствовал лампу Лодыгина. |
| 1876 г. | Павел Николаевич Яблочков создал каолиновую лампу. |
| 1878 г. | Английский изобретатель Джозеф Уилсон Суон запатентовал лампу с угольным волокном. |
| 1879 г. | Американец Томас Эдисон запатентовал свою лампу с платиновой нитью. |
| 1890 г. | Лодыгин создает лампы с нитями накаливания из вольфрама и молибдена. |
| 1904 г. | Шандор Юст и Франьо Ханаман запатентовали лампу с вольфрамовой нитью. |
| 1906 г. | Лодыгин запустил производство ламп в США. |
| 1910 г. | Вильям Дэвид Кулидж усовершенствовал метод производства вольфрамовых нитей. |
Если вы хотите действительно разобраться, то настоятельно рекомендуем прочитать статью целиком.
Первые преобразования энергии в свет
В XVIII веке произошло знаменательное открытие, положившее начало огромной череде изобретений. Был обнаружен электрический ток. На рубеже следующего столетия итальянским учёным Луиджи Гальвани был изобретен способ получения электрического тока из химических веществ – вольтов столб или гальванический элемент. Уже в 1802 году физик Василий Петров открыл электрическую дугу и предложил применять ее в качестве осветительного устройства. Через 4 года королевское общество увидело электрическую лампу Гемфри Дэви, она освещала помещение за счёт искорок между стержнями из угля. Первые дуговые лампы отличались чересчур высокой яркостью и ценой, что делало их непригодными для ежедневного использования.
Лампа накаливания: прототипы
Первые разработки осветительных ламп с накаливаемыми элементами начались в середине 19-ого века. Так, в 1838 году бельгийский изобретатель Жобар представил проект лампы накаливания с угольным сердечником. Хотя время работы этого устройства не превышало получаса, оно являло собой свидетельство технологического прогресса в данной области. В 1840 -м году, Уоррен де ла Рю, английский астроном, произвёл лампочку с платиновой спиралью, первую в истории электротехники лампу с накаливаемым элементом в виде спирали. Изобретатель пропустил электрический ток через вакуумную трубку с помещенным в нее мотком платиновой проволоки. В результате нагревания платина излучала яркое свечение, а практически полное отсутствие воздуха позволяло использовать устройство в любых температурных условиях. Из-за дороговизны платины в коммерческих целях применять такую лампу было нелогично, даже с учётом её эффективности. Однако в дальнейшем именно образец этой лампочки стали считать предком других ламп накаливания. Уоррен де ла Рю спустя несколько десятилетий (в 1860 -х) принялся активно изучать феномен газоразрядного свечения под воздействием тока.
В 1841 году англичанин Фредерик де Молейн запатентовал лампы, представлявшие собой колбы с платиновой нитью, наполненные углеродом. Однако, проведенные им в 1844 г. испытания в отношении проводников, не увенчались успехом. Это было связано с быстрым плавлением платиновой нити. В 1845 году уже другой учёный, Кинг, заменил платиновые элементы накаливания на угольные палочки и получил на свое изобретение патент. В эти же годы за океаном, в США, Джон Старр запатентовал лампочку с вакуумной сферой и углеродной горелкой.
В 1854 -м году немецкий часовщик Генрих Гёбель придумал устройство, считающееся прототипом современных лампочек. Он продемонстрировал её на электротехнической выставке в США. Она представляла собой вакуумную лампу накаливания, которая действительно годилась для применения в самых различных условиях. В качестве источника света Генрих предложил использовать бамбуковую нить, которая была обуглена. Взамен колбы учёный брал простые бутылочки от туалетной воды. Вакуум в них создавался за счёт добавления и выливания ртути из колбы. Недостатком изобретения являлась излишняя хрупкость и время работы всего на несколько часов. В годы активной исследовательской жизни Гёбель не смог встретить должного признания в обществе, но в 75 лет он был назван изобретателем первой практичной лампы накаливания на основе угольной нити. Кстати, именно Гёбель впервые воспользовался осветительными проборами в рекламных целях: он ездил по Нью-Йорку на телеге, украшенной лампочками. На издали привлекающей внимание коляске была установлена подзорная труба, через которую ученый позволял за некоторую плату взглянуть на звёздное небо.
Первые результаты
Наиболее эффективные результаты в области получения вакуумной лампочки были достигнуты известным химиком и физиком из Англии – Джозефом Суоном (Своном). В 1860 годе он получил патент на своё изобретение, хотя лампа работала не слишком долго. Это было связано с использованием углеродной бумаги — она быстро превращалась в крошки после горения.
В середине 70-х гг. 19-го века параллельно со Своном несколько изобретений запатентовал и российский учёный. Выдающийся учёный и инженер Александр Лодыгин изобрёл в 1874 году нитевую лампу, в которой для нагревания использовался угольный стержень. К опытам по изучению осветительных приборов он приступил в 1872 году, находясь в Петербурге. В результате, благодаря банкиру Козлову, было основано общество по эксплуатации лампочек с углём. За своё изобретение учёный получил премию в Академии наук. Эти лампы сразу же стали использоваться для уличного освещения и здания Адмиралтейства.
Алекса́ндр Никола́евич Лоды́гин
Лодыгин также был первым, кто придумал применять закрученные в спираль вольфрамовые или молибденовые нити. К 1890 -м гг. у Лодыгина на руках было несколько разновидностей ламп с накаливаемыми нитями из разных металлов. Он предложил откачивать воздух из лампочки, чтобы процесс окисления шёл медленнее, а значит, срок службы лампы был больше. Первая коммерческая лампа со спиралевидной нитью из вольфрама в Америке производилась в дальнейшем как раз по патенту Лодыгина. Он изобрёл даже лампочки с газом, заполненные угольной нитью и азотом.
Идея Лодыгина в 1875 году была усовершенствована другим русским механиком-изобретателем Василием Дидрихсоном. Он изготавливал угольки, обугливая древесные цилиндрики в графитовых тиглях. Именно он первым сумел осуществить откачку воздуха и установил в лампочку более одной нити, чтобы при перегорании происходила замена. Выпущена такая лампа была под руководством Кона, а освещать ею стали большой магазин белья и подводные кессоны во время строительства моста в Петербурге. В 1876 году лампу усовершенствовал Николай Павлович Булыгин. Учёный накаливал только один конец уголька, который постоянно выдвигался в процессе обгорания. Тем не менее, устройство было сложным и дорогим.
В 1875-76 гг. электротехник Павел Яблочков, создавая электрическую свечу, обнаружил, что каолин (разновидность белой глины) под воздействием высокой температуры хорошо проводит электричество. Он изобрёл каолиновую лампочку с нитью накаливания из соответствующего материала. Отличительной особенностью этой лампы является тот факт, что для её работы не требовалось помещать каолиновую нить в вакуумную колбу – она сохраняла работоспособность при контакте с воздухом. Созданию лампочки предшествовала долгая работа учёного над дуговыми лампочками в Париже. Однажды Яблочков посещал местное кафе и, наблюдая за расставлением столовых приборов официантом, пришёл к новой идее. Угольные электроды он решил располагать параллельно друг другу, а не горизонтально. Существовала, правда, опасность, что выгорать будет не только дуга, но и токопроводящие зажимы. Дилемму решили за счёт добавления изолятора, постепенно выгоравшего вслед за электродами. Этим изолятором и стала белая глина. Чтобы лампочка загоралась, между электродами разместили перемычку из угля, а неравномерное сгорание самих электродов было сведено к минимуму за счёт использования генератора переменного тока.
Своё изобретение Яблочков продемонстрировал на технологической выставке в Лондоне в 1876 году. Уже через год один из французов, Денейруз, учредил акционерное общество по исследованию осветительных технологий Яблочкова. Сам учёный слабо верил в будущее лампы накаливания, однако электрические свечи Яблочкова имели огромную популярность. Успех был обеспечен не только низкой ценой, но и продолжительностью горения в 1,5 часа. Благодаря этому изобретению появились фонари с заменой свеч, и улицы стали освещать гораздо лучше. Правда, минусом таких свечей было наличие только переменного потока света. Чуть позже физик из Германии, Вальтер Нернст, разработал лампочку такого же принципа, но нить накаливания сделал из магнезии. Лампа зажигалась только после нагревания нити, для чего использовали сначала спички, а потом электрические нагреватели.
Борьба за патенты
К концу 1870-х гг. свою исследовательскую деятельность начал выдающийся инженер и изобретатель Томас Эдисон, живший в США. В процессе создания лампы он перепробовал разные металлы для нитей накаливания. Изначально учёный полагал, что решение проблемы электрических лампочек можно за счёт автоматического их отключения при высоких температурах. Но эта идея не сработала, так как постоянное выключение холодной лампы приводило лишь к получению непостоянного мерцающего излучения. Существует версия, что в конце 70-х гг. лейтенант русского флота Хотинский привёз несколько лампочек накаливания Лодыгина и показал их Эдисону, что и повлияло на его дальнейшие разработки.
Не останавливаясь на своих достижениях в Англии, Джозеф Суон (Joseph Swan), уже известный на тот момент в научных кругах, в 1878 году запатентовал лампу с угольным волокном. Оно помещалось в разреженную атмосферу с кислородом, поэтому свет выходил очень ярким. Уже через год в Англии появилось электрическое освещение в большинстве домов.
То́мас А́льва Эдисон
Тем временем, Томас Эдисон взял на работу в свою лабораторию Френсиса Аптона. Вместе с ним материалы стали тестировать точнее, и внимание было приковано к недочётам предыдущих патентов. В 1879 г. Эдисоном была запатентована лампочка с платиновой основой, а уже через год учёный создал лампу с угольным волокном и бесперебойным действием на 40 часов. За время работы американец провёл 1,5 тысячи испытаний и смог создать также поворотный выключатель бытового типа. Никаких новых изменений в электрическую лампочку Лодыгина Томас Эдисон в принципе не внёс. Просто из его стеклянной сферы с угольной нитью выкачивалась большая доля воздуха. Важнее то, что американский учёный разработал надсистему для лампочки, изобрел винтовой цоколь, патрон и предохранители, а в последствии организовал массовое производство.
Новые источники света смогли вытеснить газовые, а само изобретение некоторое время называлось лампой «Эдисона-Суона». В 1880 году Томас установил самое верное значение вакуума, которое создавало самое устойчивое безвоздушное пространство. Из лампочки воздух откачивали с помощью ртутного насоса.
К концу 1880 года бамбуковые волокна в лампочках могли гореть около 600 часов. Этот материал из Японии был признан лучшим угольным компонентом органического типа. Поскольку бамбуковые нити стоили довольно дорого, изготавливать их Эдисон предложил из хлопковых волокон, обработанных специальных способов. Первые компании для возведения крупных электрических систем были созданы в Нью-Йорке в 1882 году. В этот период Эдисон даже подавал в суд на Суона по поводу нарушения авторских прав. Но в итоге учёные создали совместную фирму «Edison-Swan United», которая довольно быстро выросла в мирового лидера по производству электрических лампочек.
За свою жизнь Томас Эдисон смог получить 1093 патента. Среди его известных изобретений: фонограф, кинетоскоп, телефонный передатчик. Однажды его спросили, не обидно ли было ошибаться 2 тысячи раз перед созданием лампочки. Учёный ответил: «Я не ошибался, а обнаружил 1 999 способов, как не нужно делать лампочку».
Металлические нити накаливания
На исходе 1890-х гг. стали появляться новые лампочки. Так, нити накаливания Вальтер Нернст предложил делать из особого сплава, в состав которого входили окиси магния, иттрия, тория и циркония. В лампе Ауэра (Карл Ауэр фон Вельсбах, Австрийская республика) излучателем света выступала осмиевая нить, а в лампочке Больтона и Фейерлейна – танталовая. Александр Лодыгин в 1890 году запатентовал лампу накаливания, где применялась быстронакаливаемая нить из вольфрама (было использовано несколько тугоплавким металлов, но именно вольфрам по результатам исследований имел лучшие показатели). Примечательно, что спустя 16 лет он продал все права на своё революционное изобретение промышленному гиганту «General Electric», компании, основанной великим Томасом Эдисоном.
Однако в истории электротехники известно два патента на вольфрамовую лампу – в 1904 году дуэт ученых Шандора Юста и Франьо Ханамана зарегистрировали изобретение, аналогичное лодыгинскому. Спустя год в Австро –Венгрии приступили к массовому выпуску этих ламп. Позднее в «General Electric» стали производить лампочки-колбы с инертными газами. Учёному из этой организации, Ирвингу Ленгмюру, в 1909 году удалось модернизировать изобретение Лодыгина, добавив в неё аргон с целью продлить срок действия и увеличить светоотдачу.
В 1910 году Вильям Кулидж усовершенствовал процессы промышленного изготовления вольфрамовых нитей, после чего начался выпуск ламп не только с элементом накаливания в виде спирали, но и в виде зигзага, двойной и тройной спирали.
Дальнейшие изобретения
- С момента создания первых осветительных электроприборов постоянно проводились изучения свойств газоразрядных ламп, однако вплоть до начала 20-го столетия ученые проявляли к ним слабый интерес. Примером может послужить тот факт, что первейшие примитивные прототипы ртутных ламп были сконструированы в Великобритании еще в 1860-х годах, однако лишь в 1901 году Петер Хьюит изобрёл ртутную лампу низкого давления. Через пять лет в производство вышли аналоги высокого давления. А в 1911 году Жорж Клауди, инженер-химик из Франции, показал миру неоновую лампочку, которая тут же стала центром внимания всех рекламщиков.
- В 1920-40-е гг. были изобретены натриевые лампы, люминесцентные и ксеноновые. Часть из них стали массово производить даже для использования в быту. На сегодняшний день в известно порядка 2 тысяч разновидностей источников света.
- В СССР разговорным названием лампы накаливания стало словосочетание «лампочка Ильича». Именно эта идиома стала родной для крестьян и колхозников во времена всеобщей электрификации. В 1920 г. Владимир Ленин посетил одну из деревень для запуска электростанции, тогда-то и появилось крылатое выражение. Впрочем, изначально данное выражение применялось для обозначения плана по электрификации сельского хозяйства, поселков и деревень. Лампочка Ильича представляла собой патрон, свободно подвешиваемый за провод к потолку и свисающий вниз без плафона. В конструкцию патрона также входил выключатель, а проводка прокладывалась открытым способом по стенам.
- Светодиодные лампы были разработаны в 60-х гг. для промышленных целей. Они имели небольшую мощность и не могли освещать территорию как следует. Однако сегодня именно это направление считается самым перспективным.
- В 1983 г. появились компактные люминесцентные лампочки. Их изобретение было особенно важно в условиях необходимости экономии электроэнергии. К тому же, они не требуют дополнительной пусковой аппаратуры и подходят к стандартным патронам для ламп накаливания.
- Не так давно сразу две фирмы из Америки создали для потребителей флуоресцентные лампы с возможностью очищения воздуха и удаления неприятных запахов. Поверхность их покрыта двуокисью титана, которая, облучаясь, запускает фотокаталитическую реакцию.
Видео как делают лампы накаливания на старых заводах.
Ответ на этот, казалось бы, элементарный и незамысловатый вопрос до сих пор неоднозначен. Считается, что лампочку изобрёл в не столь далеком 1879 году американец Томас Эдисон. Ну, или по крайней мере, так учат наших школьников.
Но стоит разобраться в вопросе и выяснить: так ли это? Ведь на самом деле история всем известной лампочки представляет собой последовательную цепь изобретений и открытий, которые были сделаны в разное время различными людьми.
- Доподлинно известно, что «прародительница» современной лампы появилась давно. Уже с древних времен предпринимались попытки создать приборы, способные освещать темноту ночью. И некоторые попытки были вполне удачными и впечатляющими. Согласно историческим данным:
- Неподалеку от Аппиевой дороги в одной из римских гробниц удалось обнаружить светящуюся лампу. Получается, что она проработала, в среднем, 1 600 лет.
- При этом в другой гробнице Рима был обнаружен уникальный фонарь «Полланта». Он светил, в среднем, 2 000 лет.
- «Прародительница» лампочки была известна египтянам и обитателям Средиземноморья. Они для освещения жилищ стали первыми использовать оливковое масло. Его заливали в особые глиняные сосуды со вставными фитилями из хлопчатобумажного полотна. Изображение предмета, весьма напоминающего по своему строению лампу накаливания, было найдено в построенном древними египтянами храме Хатхор.
- А вот обитатели побережья Каспийского моря заливали в сосуды из глины не оливковое масло, а нефть.
- Данные о существовании интенсивных и долговечных ламп встречаются у известных авторов различных эпох. В частности, о них писали Аврелий Августин, Плутарх, Лукиан, Павсаний и многие другие. О «вечной лампе» в своих трудах написал и Сирано де Бержерак.
В Средние века глиняные сосуды сменили первые свечи, в состав которых входили натуральный пчелиный воск и сало.Далее, на протяжении столетий многие величайшие ученые, гении и изобретатели нашей Земли трудились над изобретением безопасного для человека осветительного прибора.
Тем не менее первая безопасная конструкция, пригодная для массового производства, появилась ориентировочно в середине 19 века.
В это время по всему свету прокатилась волна разнообразных открытий, тесно связанных с электричеством. Можно сказать, что пошла своего рода цепная реакция: одно относительно небольшое открытие прокладывало дорогу еще более масштабным замыслам и грандиозным идеям.
«Авторы» лампочек из разных стран
Василий Петров (Россия)
В 1803 году он получил электрическую дугу с помощью емкостной батареи. Сконструировав эту огромную и весьма мощную батарею, он первым в мире заявил о том, что электрической вольтовой дугой можно освещать предметы и помещения ночью. Первооткрывателю было сложно проводить опыты, так как древесные угли, используемые в качестве электрода, сгорали за считанные минуты.
Британский изобретатель Деларю
Работы по созданию и усовершенствованию лампочки продолжились. В 1809 году британец сконструировал первую в мире модель лампы с нитью накаливания, которая была изготовлена из платины. Но платиновая спираль была излишне хрупкой и при этом слишком дорогой. Поэтому она не получила признания и активного распространения.
Бельгийский ученый Жобар
Учитывая недостатки предыдущих конструкций лампочек, он взялся за оптимизацию и в 1938 году представил свету угольную лампу накаливания. Но и его лампа была с изъяном: в ней содержался кислород, поэтому угольный стержень сгорал довольно быстро.
Жан Бернар Фуко (Франция)
Перехватив «эстафетную палочку», ученый из Франции в 1844 году заменил в дуговой лампе электроды из древесного угля на электроды из ретортного угля. Он же оснастил лампу ручным регулированием длины дуги, при этом источником электричества служила довольно мощная для того времени батарея.
Генрих Гебель (Германия)
Лампочка продолжала видоизменяться. «Автором» первой лампы современного образца стал ученый из Германии, который в 1855 году поместил обугленную бамбуковую нить в вакуумную емкость. Лампа была еще далека от совершенства, но она стала уже более практичной.
Александр Лодыгин (Россия)
Он в 1874 году запатентовал уникальную нитевую лампу. Ученый поместил палочку угля в вакуумированную колбу. Вольфрам послужил материалом для нитей накала. Благодаря этому удалось заметно продлить срок эксплуатации данных ламп.
Василий Дидрихсон (Россия)
Усовершенствовав конструкцию своего соотечественника, он в 1875 году откачал из лампы воздух. Кроме того, ученый на этот раз применил несколько волосков для того, чтобы в случае перегорания какого-то из них, следующий волосок начинал работать автоматически.
Павел Яблочков (Россия)
Его стараниями долгие и плодотворные опыты переросли в массовое электрическое освещение. В 1875 году он придумал создать простую и при этом весьма надежную дуговую лампу. В 1876 и 1877 годах им были получены несколько патентов: на конструкцию непосредственно самой дуговой лампочки, а также на их системы питания.
Производство вскоре было поставлено на промышленную основу, но постепенно «Свеча Яблочкова»была вытеснена более долговечной, современной и экономичной лампой накаливания.
Джозеф Вильсон Сван (Англия)
На фоне этих открытий, в 1878 году англичанин запатентовал несколько иную лампу. В своем изобретении он поместил угольное волокно в довольно разреженную кислородную атмосферу. Благодаря этому свет от лампы стал заметно ярче.
Томас Эдисон (США)
Он доработал и оптимизировал уже существующие на то время технологии. В 1880 году он запатентовал угольную лампу, которая была способна светить порядка 40 часов. Ему также удалось значительно снизить себестоимость лампы. Вскоре его лампы вытеснили газовое освещение.
Таким образом, в разработку технологии был внесен существенный вклад сразу нескольких трудолюбивых ученых-изобретателей из Германии, России, Бельгии, США, Франции, Англии и других стран. Именно поэтому одни приписывают авторство непосредственно Томасу Эдисону, а другие твердо уверены в правоте Александра Лодыгина.
Бесспорно, лампа была придумана задолго до того, как ее запатентовал американец. Тем не менее, его огромной и неоспоримой заслугой является то, что, объединив все лучшее, он открыл миру практическую лампу вместе с электрической системой. Именно за это достижение ему, как правило, и приписывают роль первого автора лампочки.
Ну и напоследок интересное видео, где девушка «расследует» изобретение ламп.
