16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/15/896.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 11 (15) ноябрь 2001 года

История лампочки

Назначение искусственного освещения - создать благоприятные условия видимости, сохранить хорошее самочувствие человека и уменьшить утомляемость глаз. При искусственном освещении все предметы выглядят иначе, чем при дневном свете. Это происходит потому, что изменяется положение, спектральный состав и интенсивность источников излучения.

История искусственного освещения началась тогда, когда человек стал использовать огонь. Костер, факел и лучина стали первыми искусственными источниками света. Затем появились масляные лампы и свечи. В начале XIX века научились выделять газ и очищенные нефтепродукты, появилась керосиновая лампа, которая используется по сегодняшний день.

При зажигании фитиля возникает светящееся пламя. Пламя испускает свет только тогда, когда твердое тело нагревается этим пламенем. Не горение порождает свет, а лишь вещества, доведенные до раскаленного состояния, излучают свет. В пламени свет излучают раскаленные частички сажи. В этом можно убедиться, если поместить стекло над пламенем свечи или керосиновой лампы.

На улицах Москвы и Петербурга осветительные масляные фонари появились в 30-х годах XVIII века. Затем масло заменили спиртово-скипидарной смесью. Позднее в качестве горючего вещества стали использовать керосин и, наконец, светильный газ, который получали искусственным путем. Световая отдача таких источников была очень мала из-за низкой цветовой температуры пламени. Она не превышала 2000 К.

По цветовой температуре искусственный свет сильно отличается от дневного, и это различие давно было замечено по изменению цвета предметов при переходе от дневного к вечернему искусственному освещению. В первую очередь было замечено изменение цвета одежды. В ХХ веке с широким распространением электрического освещения изменение цвета при переходе к искусственному освещению уменьшилось, но не исчезло.

Сегодня редкий человек знает о заводах, производивших светильный газ. Газ получали при нагревании каменного угля в ретортах. Реторты - это большие металлические или глиняные полые сосуды, которые наполняли углем и нагревали в печи. Выделившийся газ очищали и собирали в сооружениях для хранения светильного газа - газгольдерах.

Более ста лет назад, в 1838 году, "Общество освещения газом Санкт-Петербурга" построило первый газовый завод. К концу XIX века почти во всех крупных городах России появились газгольдеры. Газом освещали улицы, железнодорожные станции, предприятия, театры и жилые дома. В Киеве инженером А.Е. Струве газовое освещение было устроено в 1872 году.

Создание электрогенераторов постоянного тока с приводом от паровой машины позволило широко использовать возможности электричества. В первую очередь изобретатели позаботились об источниках света и обратили внимание на свойства электрической дуги, которую впервые наблюдал Василий Владимирович Петров в 1802 году. Ослепительно яркий свет позволял надеяться, что люди смогут отказаться от свечей, лучины, керосиновой лампы и даже газовых фонарей.

В дуговых светильниках приходилось постоянно пододвигать поставленные "носами" друг к другу электроды - они достаточно быстро выгорали. Сначала их сдвигали вручную, затем появились десятки регуляторов, самым простым из которых был регулятор Аршро. Светильник состоял из неподвижного положительного электрода, закрепленного на кронштейне, и подвижного отрицательного, соединенного с регулятором. Регулятор состоял из катушки и блока с грузом.

При включении светильника через катушку протекал ток, сердечник втягивался в катушку и отводил отрицательный электрод от положительного. Дуга поджигалась автоматически. При уменьшении тока втягивающее усилие катушки уменьшалось и отрицательный электрод поднимался под действием груза. Широкого распространения эта и другие системы не получили из-за низкой надежности.

В 1875 году Павел Николаевич Яблочков предложил надежное и простое решение. Он расположил угольные электроды параллельно, разделив их изолирующим слоем. Изобретение имело колоссальный успех, и "свеча Яблочкова", или "Русский свет", нашла широкое распространение в Европе.

Кто придумал лампочку?

Изобретателем электрической лампочки накаливания считают русского электротехника А.Н. Лодыгина. В 1872 году он продемонстрировал образец лампы накаливания с угольной нитью и получил привилегию (патент) №1847.

В то же время другой изобретатель электрической лампочки, по другую сторону Атлантики, впервые задумался об использовании электрического освещения, когда газовая компания отключила газ в его мастерской за неуплату. Его имя - Томас Алва Эдисон. На Всемирной выставке в 1881 г. он представил разработанную им систему освещения. Позднее его современник Эмиль Ратенау так описал свои впечатления: "По тогдашним понятиям гигантский генератор тока, названный "Джумбо", по своей конструкции и мощности намного уступал современным колоссам. Однако впервые были созданы машины, которые могли претендовать на это название. В центре новой системы находился шедевр - лампа накаливания с угольной нитью. Система освещения Эдисона была настолько продумана до мельчайших деталей и мастерски выполнена, что высказывалось мнение, будто она десятилетиями опробовалась в многочисленных городах". Следует отметить, что современные лампы с телом накала из спирализованной вольфрамовой проволоки имеют световую отдачу в 8...10 раз выше, чем первые лампы с угольной нитью.

Несколько лет спустя Эмиль Ратенау (основатель концерна "Альгемайне электрицитетс-акциенгезельшафт" ("АЭГ"), Германия) оснастил лампами накаливания Эдисона королевский театр в Мюнхене, чтобы продемонстрировать публике преимущества этого технического достижения.

Главной трудностью на пути к широкому применению угольнодугового освещения было отсутствие надежного и недорогого источника электрической энергии. Это препятствие было устранено в 1867 году Греммом, который изобрел самовозбуждаемую динамомашину, вырабатывающую постоянный ток. Примерно в то же время было сделано еще одно открытие, повлиявшее на прогресс электрического освещения: Спренгел изобрел мощный вакуумный насос.

Многие материалы, которые окисляются при накаливании на воздухе, благополучно выполняли свои функции в "вакууме".

В 1878 году Эдисон обратился к нерешенной проблеме электрического освещения в быту. Электрическому свету нужно было выдержать конкуренцию в цене, яркости и удобстве с газовым рожком. Прежде чем приступить к лабораторным исследованиям, Эдисон до тонкостей изучил газовую промышленность. На бумаге он разработал план центральной электростанции и схему радиальных линий к домам и фабрикам. Затем он подсчитал стоимость меди и других материалов, которые потребуются для изготовления ламп и добычи электроэнергии с помощью динамомашин, движимых паром. Анализ этих цифр определил не только размеры лампы, но и цену ее, равнявшуюся 40 центам.

Когда Эдисон убедился, что сможет решить проблему электрического освещения, он принялся работать над лампой с угольной нитью накаливания, помещенной в стеклянный шар, из которого выкачан воздух. 27 января 1880 года Эдисон получил патент на изобретение №223898.

Сама по себе мысль была не новой, если не считать того, что по конструкции лампа Эдисона отличалась от своих предшественниц. Главное его достижение - это исчерпывающее изучение материалов и то, что он в удивительно короткий срок нашел наиболее эффективный и надежный уголь для нити накаливания.

Лампочка №1

Первые нити накаливания представляли собой обыкновенные швейные нитки, покрытые углем. Они могли находиться в раскаленном виде в течение сорока часов. Эдисон перепробовал все вещества, содержащие углерод: продукты питания, смолы - в общем счете шесть тысяч разновидностей растительного волокна. Лучший результат показал бамбук, особенно тот сорт бамбука, из которого был сделан футляр японского пальмового веера.

В последний день 1879 года на заказанных Эдисоном специальных поездах три тысячи человек прибыли поглядеть на сотни электрических лампочек, которые горели в его мастерской и на окрестных дорогах, энергия подводилась к ним от центральной динамомашины по подземным проводам.

Слава Эдисона была так велика, что еще до того, как в 1880 году был выдан первый патент на новое изобретение, слухи о том, что Эдисон решил проблему электрического освещения, повлекли за собой резкое падение акций газовых компаний.

После каждой демонстрации, устраиваемой Эдисоном, цены акций начинали колебаться, а однажды на Лондонской бирже произошла настоящая паника.

Все настолько ново...

Но планы Эдисона были значительно шире, чем усовершенствование электрической лампы. "Все это настолько ново, - говорил Эдисон, - что каждый шаг делаешь в потемках. Нужно создавать динамомашину, лампы, проводники и думать о тысяче вещей, о которых еще никто никогда не слышал". Эдисон употреблял термины, применяемые в газовом освещении: динамомашины соответствовали газовым резервуарам; изолированные провода, уложенные вдоль улиц, были эквивалентом газовых труб. Предстояло еще изобрести электрические счетчики по аналогии с газовыми для измерения потребления энергии.

Эдисон сконструировал двухфазный генератор, тем самым решив проблему, казавшуюся безнадежной даже ведущим электрикам того времени. Люди, которые высмеивали Эдисона за его невежество в теоретических вопросах, не могли поверить, что можно изобрести динамомашину, которая работала бы в условиях меняющейся электрической нагрузки. Ведь потребители все время включают и выключают свет в доме или в разных домах на одной улице. Динамомашина Эдисона была построена вопреки всем канонам конструкторской науки того времени, но он и на этот раз оказался прав.

Затем Эдисон приступил к изготовлению динамомашин, кабелей, лампочек и осветительных приборов. Он вызвал из Англии Сэмюэла Инсэлла и назначил его распорядителем своей фирмы. Так началась карьера Инсэлла на поприще создания городских коммунальных удобств.


После того как производство было налажено, многие вспомогательные фабрики были проданы концерну, возглавляемому Генри Уиллардом, который нажил состояние на постройке железных дорог на Западе. Новая корпорация стала называться "Эдисон Дженерал Электрик компани".

Эдисон оставался в электроламповой компании просто из принципа. Он дал себе слово добиться, чтобы лампочка стоила не больше 40 центов, иначе весь проект не будет иметь коммерческого значения, и должен был сдержать это слово, чтобы не уронить себя в собственных глазах. Он занялся механизацией метода производства ламп. В первый год лампа стоила 1 доллар 25 центов, на следующий год - 1 доллар 10 центов, а уже в течение третьего года цена ее снизилась до 50 центов. На следующий год каждая лампа уже приносила прибыль в три цента, и новые доходы покрыли все предыдущие потери. Когда цена лампы стала равна 22 центам, Эдисон продал фабрику.

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 11 (15) ноябрь 2001 года:

  • Казахстан добудет нефть

    В 2002 году Казахстан рассчитывает добыть 46 млн. тонн нефти и газового конденсата. Об этом заявил, выступая в парламенте, министр экономики и торговли Казахстана Жаксыбек Кулекеев. По данным министра, добыча нефти и газового конденсата в республике в этом году может составить 40 млн. тонн. В 2000 году в Казахстане было добыто 35 млн. тонн нефти и газового конденсата. ...

  • Заключение

    Отечественное арматуростроение развивается. Пока существует еще немало проблем отрасли, среди которых, безусловно, важнейшими являются создание условий для подготовки квалифицированных рабочих специалистов для предприятий, а также выход отечественных производителей на международный рынок. Потенциал для этого есть - уже сейчас многие предприятия, входящие в ассоциацию, производят продукцию, по качеству отнюдь не уступающую западным образ...

  • Радиация: страх и истина

    Повышенный радиационный фон был обнаружен на строительной площадке в Новосибирске инспектором службы радиационной безопасности, который производил замеры на стройплощадке для дачи разрешения на строительство дома. Приборы показывали, что радиационный фон составляет 1100 микрорентген в час, что в несколько десятков раз превышает установленный фон. Источником радиационного излучения оказались осколки неустановленного прибора, сообщил оп...

  • Плутоний: опаснейший из всех

    "Атомные реакторы производят смесь радионуклидов плутония, и нет сомнения, что плутоний, попав в легкие человека, становится мощным фактором возникновения рака. Всего лишь около пяти миллионных долей грамма реакторного плутония, попавших в легкие, способны вызвать рак". Плутоний, побочный продукт технологии ядерного распада, является одним из наиболее смертоносных веществ, когда-либо созданных человеком, поскольку он - одно из самых т...

  • Радиация: страх и истина

    Необходимо отказаться от массового использования атомных источников энергии, так как обеспечить их безопасность невозможно, считают зеленые. Группа "Экозащита" заявляет: терроризм превратился в реальный жизненный фактор не только в России, но и в США, Франции, Великобритании, Испании и других странах. Таким образом, развитые страны, включая Россию, оказались в ситуации, когда электроэнергетические мощности являются очень уязвимыми для в...