Лампа накаливания создатель. История создания лампы или почему лампа круглая? История электрической лампочки: этапы открытия
Трудно представить современному человеку, что всего сто с небольшим лет назад электрические лампочки в нашем быту делало свои первые шаги.
Список изобретателей большинства современных устройств, как правило, ограничивается одной-двумя персонами (часто бывает так, что два талантливых изобретателя приходят к воплощению одной и той же идеи с небольшим временным отрывом друг от друга). Но существуют и весьма интересные исключения из этого правила. Например, лампа накаливания. Поверить в то, что простую лампочку изобрел не один, не два и даже не три, а тринадцать ученых, довольно сложно. Но это на самом деле так. И причина тому проста: дело в том, что первую запатентованную лампу накаливания, и ту лампу, которой мы пользуемся в наши дни, разделяют ровно 100 лет постоянных усовершенствований, которые проводились самыми разными изобретателями из разных стран мира.
И каждый из них сделал свой вклад в историю изобретения простой бытовой лампочки. А значит однозначно ответить на вопрос: кто изобрел лампочку, увы, не получится.
Начало превращение электрической энергии в световую положили опыты ученого Василия Петрова, наблюдавшего явление вольтовой дуги в 1803году. В 1810 году то же открытие сделал английский физик Деви. Оба они получили вольтову дугу, пользуясь большой батареей элементов, между концами стерженьков из древесного угля.
И тот, и другой писали, что вольтова дуга может использоваться в целях освещения. Но прежде надо было найти более подходящий материал для электродов, поскольку стержни из древесного угля сгорали за несколько минут и были малопригодны для практического использования.
В XIX веке получили распространение два типа электрических ламп: лампы накаливания и дуговые. Дуговые лампочки появились немного раньше. Свечение их основано на таком интересном явлении, как вольтова дуга. Если взять две проволоки, подключить их к достаточно сильному источнику тока, соединить, а затем раздвинуть на расстояние нескольких миллиметров, то между концами проводников образуется нечто вроде пламени с ярким светом. Явление будет красивее и ярче, если вместо металлических проводов взять два заостренных угольных стержня.
Англичанин Деларю, создал в 1809 году первую лампочку накаливания с платиновой нитью. Первую дуговую лампу с ручным регулированием длины дуги сконструировал в 1844 году французский физик Фуко. Древесный уголь он заменил палочками из твердого кокса. В 1848 году он впервые применил дуговую лампу для освещения одной из парижских площадей.
В 1875 году Павел Николаевич Яблочков предложил надежное и простое решение для дуговых ламп. Он расположил угольные электроды параллельно, разделив их изолирующим слоем. Изобретение имело колоссальный успех. В 1877 году с их помощью было впервые устроено уличное электричество на Avenue de L`Opera в Париже. Всемирная выставка, открывшаяся в следующем году, дала возможность многим электротехникам познакомиться с этим замечательным изобретением. Под названием «русский свет» свечи Яблочкова использовались позже для уличного освещения во многих городах мира.
В 1874 году инженер Александр Лодыгин запатентовал «нитевую лампу». В качестве нити накала использовался угольный стержень, помещенный опять таки в сосуд с вакуумом. В 1890 году Лодыгин придумал заменить угольную нить проволокой из тугоплавкого вольфрама, имевшей температуру накала 3385 градусов. В 1906 г. Лодыгин продаёт патент на вольфрамовую нить компании General Electric. Из-за высокой стоимости вольфрама изобретение находит ограниченное применение.
Первые случаи применения электричества в Украине для нужд освещения известны с 70-х годов позапрошлого века.
В 1878 г. инженер А.П. Бородин оборудовал токарный цех киевских железнодорожных мастерских четырьмя электрическими дуговыми фонарями. Каждый фонарь имел свою электромагнитную машину Грамма. Фонари были расположены в два ряда в шахматном порядке. Угли рассчитаны на 3 часа работы.
В 1886 г. было установлено электрическое освещение в парке «Шато-де-Флер» в Киеве. В 1996 году в этом же городе начала действовать первая электрическая станция общего пользования.
Настоящий переворот в создании лампочки совершили опыты американского изобретателя Эдисона. Прежде чем приступить к опытам он изучил весь опыт газгольдерных компаний в освещении городов и помещений. Он разработал на бумаге подробные схемы електростанции и коммуникационных линий к домам и фабрикам. Подсчитал себестоимиость всех материалов и вычислил, что цена лампочки для потребителя не должна превышать 40 центов.
С 1878 года он проводит более 12 тыс. опытов в своей лаборатории. Подсчитано, что его помощники опробовали не менее 6000 различных веществ и соединений, при этом на опыты было израсходовано свыше 100 тысяч долларов.
Сначала Эдисон заменил ломкий уголек более прочным, приготовленным из угля, потом стал делать опыты с различными металлами и, наконец, остановился на нити из обугленных бамбуковых волокон. В 1879 году в присутствии трех тысяч человек Эдисон публично демонстрировал свои электрические лампочки, осветив ими свой дом, лабораторию и несколько прилегающих улиц.
Это была первая лампочка с продолжительным сроком службы, пригодная для массового производства.
Заслуга Эдисона не в том, что «изобрел» лампочку, а в том что он дал начало промышленному производству ламп и ее составлющих: кабелей, двухфазных генераторов (изобретены Эдисоном), электросчетчиков. Патрон и цоколь, а также многие другие элементы электрического освещения, сохранившиеся без изменений до наших дней — выключатели, предохранители, электрические счетчики и многое другое — были также изобретены Эдисоном.
В бизнесе, после окончания работы над изобретениями, он оставался из принципа: обещал довести продажную цену до 40 центов. Продал свою компанию «Эдисон Дженерал Электрик компани» когда цена лампы достигла 22 цента.
Плата за электроэнергию взимались за 1 ч горения лампы фонаря. Цена не препятствовала 
увеличению числа потребителей. Домовладельцы городов охотно проводили электрическое освещение.
Средняя долговечность лампочки Эдисона составляла 800-1000 часов непрерывного горения. Почти тридцать лет лампочки изготавливались способом который разработан Эдисоном, но будущее было за лампочками с металлической нитью.
Начало ХХ-го века – это первые попытки поставить производство лампочек с вольфрамовыми нитями накаливания «на поток», наладить их массовое производство. Увы, это стало возможным лишь в 1906-м году благодаря усилиям Александра Лодыгина и Вильяма Кулиджа, усердно трудившихся над доступными методами получения вольфрамовой нити. В 1910 г. Вильям Кулидж изобретает улучшенный метод производства вольфрамовой нити. Впоследствии вольфрамовая нить вытесняет все другие виды нитей.
Последним этапом усовершенствования лампочки стало использование благородных инертных газов (в частности аргоном) для заполнения полости лампы. Благодаря этому нововведению, предложенному Ирвингом Ленгмюром, современные лампочки не только ярки, но и долговечны.
Сейчас современная наука делает такое простое и такое незаменимое изобретение как лампочка еще проще и эффек тивнее, но имена тех, кто трудился над ее созданием в прошлом, уже записаны золотыми буквами в историю мировой науки.
Лампочка накаливая – предмет, знакомый всем. Электричество и искусственный свет уже давно стали для нас неотъемлемой частью действительности. Но мало кто задумывается, как появилась та самая первая и привычная нам лампа накаливания.
Наша статья расскажет вам, что собой представляет лампа накаливания, как она работает и как появилась в России и во всем мире.
Что собой представляет
Лампа накаливания — электрический вариант источника света, основная часть которого представляет собой тугоплавкий проводник, играющий роль тела накала. Проводник размещен в колбе из стекла, которая внутри бывает накаченной инертным газом или полностью лишенной воздуха. Пропуская через тугоплавкий тип проводника электрический ток, данная лампа может испускать световой поток.
Свечение лампы накаливания
Принцип функционирования базируется на том, что когда электрический ток течет по телу накала, данный элемент начинает накаливаться, нагревая вольфрамовую нить. Вследствие этого нить накала начинает испускать излучение электромагнитно-теплового типа (закон Планка). Для создания свечения температура накала должна составлять пару тысяч градусов. При снижении температуры спектр свечения будет становиться все более красным.
Все минусы, имеющиеся у лампы накаливания, кроются в температуре накала. Чем лучше нужен световой поток, тем большая температура потребуется. При этом вольфрамовая нить характеризуется пределом накала, при превышении которого этот источник света навсегда выходит из строя.
Обратите внимание! Температурный предел нагрева для ламп накаливания — 3410 °C.
Конструкционные особенности
Поскольку лампа накаливания считается самым первым источников света, то вполне закономерно, что ее конструкция должна быть достаточной простой. Особенно, если сравнивать с нынешними источниками света, которые ее постепенно вытесняют с рынка.
В лампе накаливания ведущими элементами считаются:
- колба лампы;
- тело накала;
- токовводы.
Обратите внимание! Первая подобная лампа имела именно такое строение.
Конструкция лампы накаливания
На сегодняшний день разработано несколько вариантов ламп накаливания, но такое строение характерно для самых простых и самых первых моделей.
В стандартной лампочке накаливания, кроме вышеописанных элементов имеется предохранитель, который представляет собой звено. Оно состоит из ферроникелевого сплава. Его вваривают в разрыв одного из двух токовводов изделия. Звено размещается в ножке токоввода. Оно нужно для того, чтобы предупредить разрушение стеклянной колбы во время прорыва нити накала. Это связано с тем, что при прорыве вольфрамовой нити создается электрическая дуга. Она может оплавить остатки нити. А ее фрагменты могут повредить колбу из стекла и привести к возникновению возгорания.
Предохранитель же разрушает электрическую дугу. Такое ферроникелевое звено размещается в полости, где давление равняется атмосферному. В данной ситуации дуга гаснет.
Такое строение и принцип работы обеспечили лампе накаливания широкое распространение по миру, но из-за их высокого энергопотребления и непродолжительному сроку службы, она сегодня стали использоваться гораздо реже. Связано это с тем, что появились более современные и эффективные источники света.
История открытия
В создание лампы накаливания в том виде, в котором она известна на сегодняшний день, сделали свой вклад исследователи, как из России, так и из других стран мира.
Александр Лодыгин
До момента, когда изобретатель Александр Лодыгин из России начал трудиться над разработкой ламп накаливания, в ее истории нужно отметить некоторые важные события:
- в 1809 году известный изобретатель Деларю из Англии создал свою первую лампу накаливания, оснащенную платиновой спиралью;
- через почти 30 лет в 1938 году уже бельгийский изобретатель Жобар разработал угольную модель лампы накаливания;
- изобретатель Генрих Гёбель из Германии в 1854 году уже представил первый вариант рабочего источника света.
Лампочка немецкого образца имела обугленную нить из бамбука, которая помещалась в вакуумированный сосуд. В течение пяти последующих лет Генрих Гёбель продолжал свои наработки и в конечном счете пришел к первому опытному варианту рабочей лампочки накаливания.
Первая практичная лампочка
Джозеф Уилсон Суон, знаменитый физик и химик из Англии, в 1860 году явил миру свои первые успехи в области разработки источника света и за свои результаты был вознагражден патентом. Но некоторые трудности, которые возникли с созданием вакуума, показали неэффективную и не долгосрочную работу лампы Суона.
В России, как уже отмечалось выше, исследованиями в области эффективных источников света занимался Александр Лодыгин. В России он смог добиться свечения в стеклянном сосуде угольного стержня, из которого предварительно был откачен воздух. В России история открытия лампочки накаливания началась в 1872 году. Именно в этом году Александру Лодыгины удались его эксперименты с угольным стержнем. Через два года он в России получает патент под номером 1619, который был выдан ему на нитевой вид лампы. Нить он заменил на стержень из угля, находившийся в вакуумной колбе.
Ровно через год В. Ф. Дидрихсон значительно улучшил вид лампы накаливания, созданную в России Лодыгином. Усовершенствование заключалось в замене угольного стержня на несколько волосков.
Обратите внимание! В ситуации, когда один из них перегорал, происходило автоматическое включение другого.
Джозеф Уилсон Суон, который продолжал свои попытки усовершенствовать уже имеющеюся модель источника света, получает патент на лампочки. Здесь в качестве нагревательного элемента выступало угольное волокно. Но здесь оно располагалось уже в разреженной атмосфере из кислорода. Такая атмосфера позволила получить очень яркий свет.
Вклад Томаса Эдисона
В 70-х года позапрошлого столетия в изобретательскую гонку по созданию работающей модели лампы накаливания включился изобретатель из Америки — Томас Эдисон.
Томас Эдисон
Он проводил исследования в вопросе применения в виде элемента накаливания нитей, произведенных из разнообразных материалов. Эдисон в 1879 году получает патент на лампочку, оснащенной платиновой нитью. Но через год он возвращается к уже проверенному угольному волокну и создает источник света со сроком эксплуатации в 40 часов.
Обратите внимание! Одновременно с работой по созданию эффективного источника света, Томас Эдисон создал поворотный тип бытового выключателя.
При том, что лампочки Эдисона работают всего лишь 40 часов, они начали активно вытеснять с рынка старый вариант газового освещения.
Результаты работ Александра Лодыгина
В то время, как на другом конце мира Томас Эдисон проводил свои эксперименты, в России аналогичными изысканиями продолжал заниматься Александр Лодыгин. Он в 90-х годах 19 века изобрел сразу несколько видов лампочек, нити которых были изготовлены из тугоплавких металлов.
Обратите внимание! Именно Лодыгин первым решился использовать вольфрамовую нить в качестве тела накаливания.
Лампочка Лодыгина
Кроме вольфрама он также предлагал использовать нити накаливания, изготовленные из молибдена, а также скручивать их в форме спирали. Такие свои нити Лодыгин размещал в колбах, из которых откачивался весь воздух. Вследствие таких действий нити предохранялись от кислородного окисления, что делало срок службы изделий значительно продолжительным.
Первый тип коммерческой лампочки, произведенный в Америке, содержала вольфрамовую нить и изготавливалась по патенту Лодыгина.
Также стоит отметить, что Лодыгиным были разработаны газонаполненные лампы, содержащие угольные нити и заполненные азотом.
Таким образом, авторство первой лампочки накаливания, отправленной в серийное производство, принадлежит именно российскому исследователю Александру Лодыгину.
Особенности работы лампочки Лодыгина
Для современных ламп накаливания, которые являются прямыми потомками модели Александра Лодыгина, характерны:
- отменный световой поток;
- отличная цветопередача;
Цветопередача лампы накаливания
- низкий показатель конвекции и проводимости тепла;
- температура накала нити — 3400 K;
- при максимальном уровне показателя температуры накала коэффициент для полезного действия составляет 15 %.
Кроме этого данный тип источника света в ходе своей работы потребляет много электроэнергии, по сравнению с другими современными лампочками. Из-за конструкционных особенностей такие лампы могут работать примерно 1000 часов.
Но, несмотря на то, что по многим критериям оценки данная продукция уступает более совершенным современным источникам света, она, благодаря своей дешевизне, все еще остается актуальной.
Заключение
В создании эффективной лампы накаливания участвовали изобретатели из разных стран. Но только российский ученый Александр Лодыгин смог создать самый оптимальный вариант, которым мы, собственно, и продолжаем пользоваться по сегодняшний день.
Секреты установки точечных светильников в натяжной потолок: насколько это сложно?
Упорное заблуждение, отчасти подогреваемое энциклопедиями, будто бы электрическая лампочка была создана американским изобретателем Томасом Эдисоном, а не русскими инженерами и электротехниками Павлом Яблочковым и Александром Лодыгиным, до сих пор весьма популярно в массах. Что же, попытаемся и мы пролить свет на это совсем уж темное дело.
За каждым из вышеназванных изобретателей тянется более или менее длинный шлейф изобретений. У Александра Николаевича Лодыгина никто не отнимает его прав на водолазный аппарат и индукционную печь. Павел Николаевич Яблочков не только сконструировал первый генератор переменного тока, но и первым применил переменных ток для промышленных целей, создал трансформатор переменного тока, а также электромагнит с плоской обмоткой и впервые использовал статические конденсаторы в цепи переменного тока. Были и другие изобретения, которые не сохранились до наших дней, кроме упоминания о них.
Поручик в отставке Яблочков, как говорят, проснулся знаменитым в апрельский день 1876 года, когда на Лондонской выставке демонстрировал свечу собственного изобретения. На невысоких металлических постаментах, на приличном расстоянии друг от друга стояли четыре обернутые в асбест свечи, от которых вели провода. В соседнем помещении стояла динамо-машина. При повороте ее рукоятки обширное помещение заливал очень яркий, немного голубоватый электрический свет. Публика пребывала в полном восторге от русского изобретения, и вскоре в печати на всех европейских языках появился модный термин "свеча Яблочкова". Да что там Европа и даже США, "русский свет" залил покои короля Камбоджи и сераль персидского шаха.
"Свеча Яблочкова" и "русский свет" — это, безусловно, не лампочка накаливания. И приоритет русского изобретателя в этом вопросе вроде бы никто не оспаривает. Но нам не до лампочки, или, наоборот, именно до нее, родимой! Подлинным царем (как увидим ниже и самым настоящим) электрической лампочки с полным правом должен именоваться Александр Лодыгин.
Внесенные им улучшения и изменения фактически могут приравниваться к открытию, несмотря на то, что у него были предшественники. С некоторой условностью изобретение Лодыгина можно сравнить с открытием Колумбом Америки, в которую плавали викинги и даже древние финикийцы, но для всего остального мира это, по большому счету, было неважно.
Выходившая большим тиражом газета New York Herald от 21 декабря 1879 года писала: "Вплоть до 1873 года электрическое освещение лампами накаливания обнаружило, однако, слабый прогресс, и изобретатели рассматривали метод накаливания как заслуживающий значительно меньшего внимания, чем применение вольтовой дуги. В указанном году, тем не менее, интерес к методу освещения накаливания усилился благодаря изобретению мистера Лодыгина, построившего лампу, в которой были преодолены многие трудности, казавшиеся ранее непреодолимыми".
Впрочем, неизвестно точно, с какого времени парижские и американские газеты именовали нашего соотечественника на французский лад Alexandre de Lodyguine или Alexander de Lodyguine . Особенную пикантность добавляла аристократическая приставка "де", что и не удивительно, ведь Александр Николаевич вел свой род от знатной дворянской фамилии Российской империи. Несмотря на бедность родителей, генеалогия рода Лодыгина не уступала правящей царской семье, поскольку происходил он от общего с Романовыми предка — Андрея Кобылы.
Предыстория вмешательства в чисто "русскую историю" янки Эдисона такова. В 1877 году морской офицер А. Н. Хотинский принимал в Америке крейсеры, строящиеся по заказу Российской империи. При посещении им лаборатории Т. Эдисона он передал последнему лампу накаливания Лодыгина и "свечу Яблочкова". Эдисон подобрал наиболее удачный материал — обугленный бамбук, помещенный в вакуум — для волоска лампы, который обеспечивал достаточнуюпродолжительность работы, и в ноябре 1879 года получил патент на свое изобретение. Яблочков выступил в печати с обвинением в нарушении его авторских прав. На протяжении следующего десятилетия лампочку продолжали улучшать, но Эдисон продолжал числиться ее изобретателем.
Если бы Эдисон, украв идею русских лаптей, превратил бы их в кроссовки типа Nike , вот это было бы под стать изобретению Лодыгина. Но Томас Алва Эдисон всего-навсего улучшил стельки или разгладил шнурки, а выдал как за свое детище. Не будем слишком строги к предприимчивому янки, заколачивавшему длинный американский доллар. В конце концов, что действительно придумал этот изворотливый малый и за что мы его даже не благодарим, когда, каждый раз, поднимая телефонную трубку, на разных языках произносим: "Алло!"
А вот царскому родственнику Лодыгину не везло по жизни. Романовы — самая богатейшая династия в мире, а его родители едва-едва сводят жизнь с концами. Да и сам Александр, свет Николаевич, тоже малость подкачал. Голова и руки вроде на месте, Бог и талантом не обидел, но почему же так отчаянно не везет?
Проект создания электролета заинтересовал французское правительство, хотя предназначался родной сторонушке. Комитет национальной обороны Франции выделяет Лодыгину 50 тысяч франков, но по пути у рассеянного изобретателя то ли французские апаши, то ли русские жиганы украли чемодан. Да и черт бы с бумажками, хотя на них нанесены водяные знаки, выкрали все чертежи. Вместо того чтобы стать во главе конструкторского бюро, Александр Николаевич удовольствовался профессией слесаря. И лихорадочно принялся восстанавливать по памяти утраченные расчеты. Получилось вполне по пословице: не было бы счастья, да несчастье помогло. Так родилась идея электрической лампочки.
Мы уже упоминали о реакции Лодыгина на фокусы Эдисона, ведь свое прошение на привилегию, как тогда на Руси называли патент, Александр Николаевич подал еще в 1872 году. Минимум за пятилетку до наглого трудоголика Эдисона. Но, согласитесь, дело не только в бумажках… Восемь фонарей с лампочкой Лодыгина освещали улицы Санкт-Петербурга уже в 1873 году — а это уже весьма наглядный аргумент. Но, как обычно, поставить на место зарвавшегося янки помешала и русская лень, и русская дурь. Александр Лодыгин заигрался в политику, примкнув к "народовольцам", которые с бомбами охотились на русского царя. Чудом избежав ареста, в 1880 году Лодыгин был избран членом Российского технического общества. Кажется, за предложение заменить вакуум в колбе на инертный газ.
И все-таки ему пришлось покинуть Отчизну. И пока талантливый изобретатель изображал негодование прогнившим царским режимом, его американский коллега не объявлял бойкота воротилам Уолл-стрита. Его небольшой свечной… простите, лампочный заводик ежедневно штамповал по 500 штук электрических лампочек. Политический эмигрант Лодыгин не в состоянии был отслеживать судьбу своих заявок в Бюро патентов США, и как только сроки их рассмотрения заканчивались, Эдисон, не скупившийся на ловких стряпчих, тут же подавал собственное прошение и моментально получал свой копирайт.
Вера в технический прогресс на закате XIX века была неумолимой - изобретена анестезия, пневматическая шина, паровой двигатель и много чего ещё из того, что сегодня нам кажется простым и привычным. Отдельно хотелось бы остановится на лампе накаливания. В конце января 1880 годаТомас Эдисон получил один из более, чем 1000 своих патентов, но, пожалуй, самый главный - это был патент как раз на лампу накаливания, которая светила тогда более 14 часов, что было очень хорошим стартом.
Активно прослужив людям более 100 лет, делая их жизнь в прямом смысле слова ярче, лампы накаливания постепенно начинают уходить в лету. Так, в конце 2013 года телеканал CNN посвятил некоторое время своего эфира некрологу лампе накаливания - этому послужил запрет на производство и продажу 40- и 60-ватных ламп накаливания в США. В некрологе приводилось высказывание правнука Томаса Эдисона, который заявил, что знаменитый предок был всецело за прогресс, и наверняка он радушно бы воспринял общий переход на более экологичные и долговечные светодиодные осветительные приборы.
Эдисон ли изобрёл?
В конце XIX века идеи великих открытий прямо витали в воздухе и почти одновременно одни и те же революционные продукты изобретали люди разных национальностей на разных концах света. Так теперь и спорят - в каждой стране пальму первенства присваивают соотечественникам или гражданам наиболее дружественных стран.
Для начала надо сказать, что история освещения электричеством началась с дуговой лампы (там свечение происходит за счёт дуги, которая образуется между двух электродов). Эту самую дугу изобрёл в начале XIX века российский учёный Василий Петров, но первую лампочку с таким принципом освещения представил в Британии Гемри Дэфи. Этот прототип мало подходил для освещения маленьких комнат, так как был слишком ярким и весьма пожароопасным, а вот для уличного освещения и освещения аудиторий подходил вполне. Такая лампа была уже значительно дешевле газового освещения, которым пользовались в то время.
Одной из самых известных ламп, которые светятся за счёт угольной дуги стала «свеча Яблочкова». Инженер Павел Яблочков представил её на Всемирной выставке во Франции в 1878 году, там она произвела фурор и немедленно была «взята на вооружение».
Но за 40 лет до Яблочкова такая лампа была уже представлена общественности шотландцем Боумен Линдси, правда, он тогда не стал её совершенствовать и защищать свои права на неё, и изобретение забылось.
Ещё один первопроходец из России - Александр Лодыгин первым догадался откачивать из стеклянной колбы воздух, чтоб угольная нить сгорала медленнее. Свой патент в Российской Империи он получил летом 1874 года.
В этом же году за океаном в Канаде аналогичный патент получили товарищи-изобретатели Генри Вудворд и Мэтью Эванс, но по причине тотальной бедности наукой они заниматься перестали и продали свой патент Томасу Эдисону.
При желании можно набрать ещё с десяток светлых умов из разных частей мира, которые примерно в это же время додумались до лампы накаливания и даже получили на неё патент.
Проблемы со сроком службы
Существует легенда, что лампочки накаливания специально создают таким образом, чтоб срок их службы не превышал 1000 часов. Якобы в 20-30-е годы прошлого столетия представители картеля Phoebus (объединение производителей ламп накаливания) решили специально производить лампы с ограниченным сроком службы, чтобы искусственно создать спрос.
Сейчас в мире разворачивается крупномасштабная компания против ламп накаливания. Вопросами перехода на альтернативные источники света (в основном на светодиоды) занимаются правительства США, почти всех стран Южной Америки, почти всех стран Европы, Китая, ЮАР, Индии и ряда других стран. Что же касается России, то наше правительство также пытается поспевать за передовыми странами, так к 2020 году Минэнерго запланировало замену всех уличных осветительных приборов на светодиодные. Также у нас уже запрещён оборот 100-ватных лампочек, и обсуждается запрет об обороте 40- и 60-ватных.
Важно заметить, что недаром страны озаботились этим вопросом - светодиодные лампы служат несколько десятков тысяч светочасов, и потребляют они около 10% от потребляемого лампой накаливания электричества при том же самом уровне освещения.
Живая легенда
Сегодня, когда лампочке накаливания активно сочиняются некрологи, в США в небольшом городе Ливермор в Калифорнии на пожарной части до сих пор горит лампа, впервые вкрученная в 1901 году! Тогда ещё Эдисон жил. За более чем миллион часов горения долгожительница несколько раз переезжала и к 2018 году пережила всех, кто её вкручивал, 20 президентов США, 2 Мировые войны и три веб-камеры, которые поочерёдно были установлены, чтоб все желающие смогли наблюдать за тем, как работает столетняя лампа.
Изучавшие этот феномен люди пришли к выводу, что для того, чтобы лампа горела так долго, нужна особенно толстая и прочная нить накаливания. Также эту лампочки очень редко выключали - это положительным образом сказывается на сроке жизни ламп накаливания.
Представитель сайта, который занимается онлайн-трансляцией этого чуда света заявил, что, по его мнению, лампа проработает ещё пару столетий, а потом люди вкрутят другую, запасную лампочку, которая является её ровесницей, и надо полагать, её тоже хватит на пару сотен лет.
Есть будущее у лампы накаливания?
Как бы ни было прекрасно то, что лампочка может гореть непрерывно на протяжении 117 лет, лампы накаливания всё равно сильно проигрывают светодиодам по КПД и сроку жизни.
Правда, учёные не так давно опубликовали статью, где рассказывалось о том, как им удалось в разы увеличить эффективность лампы накаливания. Тепло, которое каждая лампочка отдаёт во внешнюю среду перенаправлялось с помощью фотонных кристаллов внутрь.
Таким образом, в теории КПД можно увеличить с 2% до 40%, что уже будет сопоставимо с энергосберегающими конкурентами. При этом учёные подчёркивают, что просто хотели поэкспериментировать, а не ставили перед собой цель модернизации лампы накаливания.
Современный мир невозможно представить без электричества. А ведь сравнительно недавно, каких-то двести лет назад, о нем можно было только мечтать. Освещение домов в темное время суток было доступно лишь состоятельным людям: жизнь простых крестьян и горожан зависела от солнечного света. Изобретение лампочки положило конец этому неравенству. Привычный для нас прибор сконструировали далеко не сразу. Давайте вспомним, какой путь прошли изобретатели, чтобы в домах было всегда светло.
Cодержание
Светильники до появления электрического аналога.
Человек искал пути освещения в ночное время с тех самых пор, как стал “человеком разумным”. Если на экваторе световой день достаточно длинный, то в северных широтах зимой он составляет всего 6-7 часов. Человек – не медведь, он не может спать остальные 16-17 часов. Технология освещения жилищ во всем мире в доэлектрическую эпоху была одна: огонь . Вначале это был просто костер в пещере. Затем, по мере цивилизации и усложнения жизненного уклада, стали появляться прообразы ламп. В огнестойкую емкость заливали подходящий состав и клали фитиль из ткани. В разных странах для этих целей использовали разные жидкости: жиры, растительные и минеральные масла, природный газ. Подобные лампы были пожароопасны и нещадно чадили. Да и свет от них был весьма тусклым.
В Средние века придумали свечи из пчелиного воска. Чадили они меньше. Использование большого количества свечей позволяло хорошо освещать помещения. Но пожароопасность никуда не ушла – необходимо было вовремя их гасить. Естественно, что использование большого количества свечей было доступно только богатым аристократам или мещанам. Простолюдинам по-прежнему оставалось довольствоваться тусклым светом восковой свечки или керосиновой лампы.
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 первенства изобретения лампочки, как и во многих других, отечественная и мировая точка зрения различаются. В России принято считать первооткрывателями Павла Николаевича Яблочкина и Александра Николаевича Лодыгина . Ученые придумали разные типы осветительных приборов. Яблочкин в 1875-1876 годах первым сконструировал дуговую лампу . Однако в дальнейшем ее признали неэффективной. Лодыгин же двумя годами ранее (1874 год ) получил первый патент на лампу накаливания .
В мире же считается, что первая лампочка изобретена Томасом Эдисоном . Свой патент американский ученый получил в 1879 году, на пять лет позже Лодыгина. Эдисон после долгих экспериментов сконструировал прибор, горевший почти 40 часов – максимально возможный срок для того времени. Кроме этого, изобретатель добился удешевления производства, чтобы лампочку мог позволить себе каждый человек.
В вопросе первенства изобретения лампы нет однозначного ответа. Множество ученых в разных странах трудились над ней, но далеко не все патентовали свои открытия. Электрическую лампочку однозначно можно назвать коллективным детищем мирового научного сообщества.
История электрической лампочки: этапы открытия.
Рассмотрим историю создания осветительного прибора подробнее. Привычная лампа – это один из простых электротехнических приборов. Электротехника оформилась в отдельную науку почти сразу после открытия электричества во второй половине XVIII века. Историю лампочки стоит начать с изобретения химического источника тока – первого гальванического элемента. Его сконструировал итальянский ученый Алессандро Вольта в 1800 году. Почти сразу Санкт-Петербургская Академия закупила для опытов целую электрическую батарею, состоявшую из 420 пар гальванических элементов. Профессор Василий Петров несколько лет проводил с ней эксперименты. В результате в 1808 году он открыл электрическую дугу: разряд, возникающий между стержнями-электродами, разведенными на определенное расстояние. Петров предположил, что это свечение можно использовать для освещения. К такому же выводу через два года пришел английский ученый Гэмфри Деви. Электроды использовались, как металлические, так и угольные. Последние светили ярче, но быстро сгорали. Также необходимо было постоянно сдвигать электроды для поддержания необходимого расстояния. Ученым не удалось создать осветительный прибор, но их труды послужили основой для дальнейших исследований.
В 1838 году бельгийскому ученому Жобару удалось создать работающий прототип лампы с угольными электродами. Но они быстро сгорали, так как свечение проходило в воздушной среде.
В 1840 году член Петербургский Академии наук Уоррен Деларю (англичанин по происхождению) сконструировал лампу с платиновой спиралью. Устройство работало довольно продолжительное время и успешно освещало помещение, но из-за дороговизны материалов дальше опытного образца производство не пошло.
В 1841 году ирландский ученый Фредерик де Моллейн получил первый на осветительный прибор. Устройство состояло из платиновой спирали, помещенной в вакуум.
В 1844 году американский патент получает Джон Старр . Его лампа работала на основе углеродной нити. В связи со смертью ученого исследования прекратились.
<>Спустя еще десять лет в 1854 году ученый из Германии Генрих Гебель разработал первый прототип современной лампы: в качестве электродов использовались обугленные палочки бамбука, помещенный в колбу с откачанным воздухом. Ученому удалось создать прибор, которым он освещал собственный магазин. К сожалению, Гебель не смог получить патент на свое устройство.
В 1860 году физик-англичанин Джозеф Уилсон Суон представил свой вариант осветительного прибора. Его патентованная лампа работала в вакууме с угольным волокном. Из-за сложностей поддержания нужного разрежения технология не получила дальнейшего распространения.
Наконец, в 1874 году российский инженер Александр Лодыгин изобретает и получает патент на нитевую лампу. В качестве элемента накаливания он выбирает угольный стержень. Нить накала помещалась в герметичный стеклянный сосуд с откачанным воздухом. Такое решение сразу повысило срок службы лампы до 30 минут и позволило использовать ее вне лабораторных стен. Через год ученый Василий Федорович Дидрихсон внес важные улучшения в конструкцию Лодыгина: поместил несколько нитей накаливания в одно устройство. При перегорании одного угольного стержня следующий начинал работать автоматически.
Электротехник Павел Яблочков в 1875-1876 годах совершил открытие, которое привело к изобретению дуговых ламп. Ученый изучал свойства каолина (белой глины) и увидел, что при определенных условиях он светится на открытом воздухе. Конструкция «свечи Яблочкова», как их тогда называли, проста. Она состояла из двух параллельных угольных стержней, покрытых каолином. Стержни стояли на подставке типа подсвечника. Электроды связывала тоненькая угольная перемычка. Она сгорала в момент включения лампы, разогревая каолин, который и светился в дальнейшем. Мировая общественность проявила к изобретению Яблочкова огромный интерес. Практически сразу же его лампы стали применять для освещения улиц Парижа, а потом и других столиц. К сожалению, срок службы «свечи Яблочкова» был невелик, и постепенно их заменили лампы накаливания.
Тем временем Джозеф Уилсон Свон продолжал свои труды и в 1878 году запатентовал новую конструкцию лампы с угольным волокном, помещенным в разреженную кислородную атмосферу.
Американский изобретатель Томас Эдисон не остался в стороне от проблемы создания лампы. Путем изучения мирового опыта и собственных многолетних экспериментов в 1879 году ученый патентует свою лампу. Вначале Эдисон использовал платиновую спираль, но затем вернулся к угольному волокну. И в 1880 году он создает лампу со сроком службы целых 40 часов. Устройство работало в герметичном корпусе с откачанным воздухом . Электроды изготавливались по специальной технологии из обугленных бамбуковых волокон. Лампа светила ярко и не мигала. Однако производство было слишком дорогим. Для удешевления Эдисон заменяет бамбук хлопковыми нитями. Попутно ученый изобретает выключатель, цоколь и патрон для лампочек. Винтовая конструкция последних позволяла быстро и безопасно заменить осветительный прибор.
В конце 80-х годов XIX века Лодыгин эмигрировал в США, где продолжил свои научные труды. В 1890-х годах он придумал использовать тугоплавкие металлы в качестве нити накала для лампочек. В результате экспериментов Лодыгин остановился на нитях из вольфрама и молибдена, закрученных в спираль. Также он проводил эксперименты с газонаполнением ламп. В частности Лодыгиным была изготовлено устройство с угольной нитью в атмосфере азота. В дальнейшем в 1906 году ученый продает идею использования вольфрамовой нити компании Эдисона. Сам Лодыгин сосредоточился на электрохимическом получении тугоплавких металлов. Данный метод отличался высокой стоимостью. Из-за этого вольфрамовые нити применялись редко, пока в 1910 году Уильям Кулидж не удешевляет их производство. С этого момента вольфрамовые спирали вытесняют все другие варианты нитей накаливания.
Годом ранее решилась проблема быстрого испарения нити в вакууме: в 1909 году американский ученый Ирвинг Ленгмюр начал заполнять колбу лампы накаливания инертными газами. Чаще всего использовался аргон. Все это привело к существенному повышению времени работы лампы накаливания.
За прошедшие сто с лишним лет их конструкция принципиально не изменилась: герметичная стеклянная колба, заполненная аргоном и вольфрамовая спираль. Несмотря на появление новых осветительных приборов (светодиодных, люминесцентных и других), лампа накаливания не сдает своих позиций и широко используется во всем мире. Тем приятнее осознавать, что к изобретению столь популярного осветительного прибора приложили руку (и голову) многие российские ученые .
