Что изобрел лампочку. Кто изобрёл электрическую лампочку? Как изобреталась современная электрическая лампочка

Современную жизнь сложно представить без электрификации и, в частности, без электрической лампы. Многие уверены, что изобретателем лампочки является Томас Эдисон, но на самом деле история создания этого прибора достаточно долгая и не такая простая, как кажется. Большое количество ученых трудилось над изобретением, без которого сейчас невозможно представить жизнь.

История изобретения

Люди стали освещать свои дома с тех пор, как научились добывать огонь. По мере развития человечества в качестве источников искусственного освещения применялись самые разные вещества:

растительные масла;
животный жир;
нефть;
лучина;
природный газ.

Самый первый способ освещения придуман еще древними египтянами, которые пользовались специальными сосудами, куда наливали масло и опускали хлопчатобумажные фитили. С тех пор как люди стали добывать нефть, настала эра керосиновых ламп, пришедшим на смену лучинам и свечам. Последним этапом развития в этой области стало изобретение электрических ламп.

Этапы развития

На вопрос, кто изобрел лампу накаливания, трудно ответить однозначно, так как в создании этого необходимого прибора участвовало большое количество ученых. В разное время и на различных этапах свои знания, труды и умения приложили многие ученые умы:

Жерар Деларю и Генрих Гебель

Французский ученый впервые попытался создать аналог современной лампочки еще в 1820 году. В качестве нити накала использовали платиновую проволоку, способную отлично нагреваться и ярко светить.

«Прабабушка» современных ламп навсегда осталась опытным образцом, и автор изобретения к нему больше не вернулся.

Немецкий исследователь Генрих Гебель представил собственное изобретение в 1854 году. В основе создания электрической лампочки лежали бамбук и сосуд с откаченным воздухом. В сосуд помещалась бамбуковая нить, служащая в качестве лампы накаливания.

Именно Гебель считается первым человеком, который изобрел электролампочку , используемую для освещения. Ученый впервые сумел догадаться, что вакуумное пространство позволит лампе накаливания гореть дольше. Благодаря использованию вакуума время работы прибора удалось продлить на несколько часов. Чтобы создать полностью безвоздушное пространство, ученому потребовались годы.

Русский ученый Александр Лодынин

Несмотря на предыдущие опыты, первым изобретателем лампочки считается русский ученый Александр Лодынин . Именно он реализовал мечту человечества о постоянном источнике освещения. Свое изобретение российский инженер впервые представил в 1872 году, а через год на петербургских улицах зажглись первые лампочки Лодынина.

Этот источник освещения мог работать до получаса, и для того времени это был прогресс. Если выкачать воздух, лампа продолжала работать. То есть это был первый источник освещения, работающий в постоянном режиме.

Лодынину был вручен патент на лампу с угольной нитью накала. Впоследствии ученый проводил опыты по использованию для стержня различных тугоплавких материалов. Он первым предложил применить для этих целей вольфрам, а также откачивать воздух из лампочки, наполняя ее инертным газом.

Изобретатель Павел Яблочков

Еще одному русскому изобретателю - Павлу Яблочкову удалось продлить работу электрических ламп до полутора часов. Павел Николаевич, посвятивший всю свою жизнь электротехнике, сумел создать не только первую лампочку, но и стал «отцом» электрической свечи. Благодаря этому появилась возможность освещать города по ночам.

Электрическое изобретение Яблочкова имело невысокую стоимость и могло освещать пространство в течение полутора часов. После сгорания лампу заменяли новой. Эта обязанность лежала на дворниках. Позднее появились фонари с автоматической заменой свечи.

Именно изобретение Яблочкова проложило путь к массовому внедрению электричества для уличного освещения.

Новизна изобретения Яблочкова заключалась в том, что в его лампах находилась каолиновая нить накала, не требовавшая наличия вакуума для продолжительного горения. При этом устройство русского электротехника требовало предварительного разогрева проводника, например, при помощи спички.

Американец Томас Эдисон

Когда говорят об изобретателе, создавшем лампу накаливания, всегда упоминают Томаса Эдисона. Но мало кто знает, что американец всего лишь усовершенствовал изобретенный до него прибор, вовремя оформил на него патент и запустил массовое производство. Поэтому Эдисон в большей степени бизнесмен, чем ученый, а первым изобрел лампочку россиянин Александр Лодынин.

В Америке об изобретении Лодынина стало известно благодаря морскому офицеру Хотинскому. Побывав в лаборатории Эдисона, он передал ему изобретения Лодынина и Яблочкина.

Американец доработал новинку, применив вместо угольного стержня буковую нить. Чтобы придумать, как усовершенствовать работу лампы , ему пришлось предпринять около 6000 попыток, но цель была достигнута - его лампочка могла гореть почти сто часов. Эдисон запатентовал изобретение как свое, чем вызвал протест у Яблочкова.

Американский ученый внес и свой вклад в прибор, который стал необходимым для всего человечества. Он создал цоколь и патрон для лампы, а также поворотный выключатель, без которого электрическая свеча не будет работать.

Из истории создания видно, что к изобретению лампочки причастны многие передовые ученые того времени. Кто бы ни был первооткрывателем, без этого удивительного изобретения мир был бы совсем иным.

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

Сложно представить себе, как раньше люди существовали без электрической лампы. Когда по техническим причинам отключается электричество, все вокруг замирают в ожидании. Появляется такое ощущение, что замедляется пульс планеты. Попробуем проследить эволюцию этого прибора, без которого сейчас просто не обойтись.

Немного истории

Кто изобрел первую лампочку накаливания? Ответить конкретно и без сомнений на этот вопрос очень трудно. Все это потому, что не один конкретный человек принимал участие в изобретении. В разное время и на разных этапах развития электрической лампы, многие люди вложили свой труд и знания, чтобы она получилась такой, какую мы ее видим и знаем сейчас.

На первый взгляд лампа может показаться простой, но на самом деле это довольно сложная технология. Еще в древнем Египте и у народа Средиземноморья для освещения жилищ использовались масла , которые заливались в специальные сосуды с фитилями из хлопчатобумажных ниток. На берегу Каспийского моря вместо масел применяли нефть. Уже в то время люди придумывали различные технологии, помогающие видеть в темное время суток.

Совершенно точно известно, что лампа накаливания была изобретена в XIX столетии. На протяжении всего этого времени многие люди пытались изобретать и изменять к лучшему «электрическую свечу».

В изобретении электрической лампочки принимало активное участие несколько человек, а именно:

Яблочков Павел Николаевич;
Жерар;
Деларю;
Генрих Гёбель;
Лодыгин Александр Николаевич;
Томас Эдисон;
Вильям Девид Кулидж.

Этапы развития изобретения

Первую лампу накаливания, которая очень напоминала настоящую, изобрел Яблочков Павел Николаевич. Всю свою жизнь он посвятил электротехнике. Изобретать новшества в этой сфере и внедрять все это в жизнь, было основным его занятием. Первая электрическая свеча – это тоже его изобретение. Благодаря его свечам появилась возможность освещать ночные города . Первые электрические свечи появились на улицах Санкт-Петербурга. Стоила такая свеча недорого и хватало ее на полтора часа. После сгорания ее нужно было заменить новой. Ответственной работой занимались городские дворники. Позже, чтобы облегчить их труд были изобретены фонари с автоматической сменой свечи.

Бельгийцу Жерару в 1838 году удалось изобрести электрическую лампу, в которой источником света служил угольный стержень, к нему подводился электрический ток.

Через два года после этого, житель Англии с французскими корнями Деларю, придумал вместо угля использовать для накаливания платиновую нить. Эти два варианта считались огромным толчком в изобретении электрической лампы накаливания, но на практике именно в то время их применение сопровождалось многими неудобствами. Угольная лампа накаливания была неудобна и быстро сгорала , а электрическая лампа с использованием платиновой нитки отличалась своей дороговизной. Поэтому многие продолжали искать другие альтернативные варианты, изобретали и внедряли в жизнь все новые и новые источники света. Всем хотелось, чтобы лампа накаливания горела как можно дольше, но многих постигали неудачи в работе над изобретением.

В 1854 году немецкому ученому Генриху Гёбелю приходит идея, что лампа накаливания будет дольше гореть в вакуумном пространстве. Время горения электрической лампы удалось продлить на несколько часов. Еще несколько лет учеными было потрачено на то, чтобы обеспечить в лампе полный вакуум.

И только в 1874 году нашему соотечественнику Лодыгину Александру Николаевичу удалось придумать и создать идеальную электрическую лампу, которая горела постоянно. Его детище прошло все тесты. Именно тогда была изобретена настоящая современная лампа. Лодыгина, поэтому и считают первооткрывателем, поскольку его лампочка могла уже гореть почти на протяжении получаса . После выкачивания из нее воздуха она продолжала снова работать. В 1983 году впервые улицы Петербурга были освещены лампочками Лодыгина. Александр Николаевич происходил из знатного российского рода, несмотря на бедность своей семьи. Его предок был общим предком с Романовыми – Андрей Кобыла.

В Америке узнали об этих опытах и изобретениях Александра Николаевича, благодаря морскому офицеру Н. Хотинскому. Российская империя заказывала в Америке крейсеры. Во время одного из визитов морского офицера в Америку он посетил лабораторию Томаса Эдисона и передал ему из рук в руки изобретения Яблочкова и Лодыгина. Томас Эдисон стал пытаться усовершенствовать уже, казалось бы, совершенную лампу накаливания. В 1879 году ему удалось это сделать. Вместо угольного стержня Томас попытался применить буковую нить и достиг желаемого результата. Лампочка стала гореть намного дольше.

К этому результату Томас шел не один день. Более 6000 попыток с угольными нитками ему пришлось преодолеть. Он всегда добивался того, чего хотел и нашел искомое. Его электрические лампочки могли гореть по сто часов. В ноябре Томас запатентовал якобы свое изобретение, что возмутило Яблочкова, он выступил с обвинением в адрес американца.

Это изобретение было не единственной заслугой Томаса Эдисона. Он также создал бытовой поворотный выключатель, без которого уже трудно себе представить процесс работы электрической лампочки, цоколь и патрон. Его имя связано с изобретением телефонного передатчика, мимеографа и фонографа. Он первый открыл масштабное производство лампочек, что помогло многим людям ощутить всю прелесть электричества. На протяжении последующих десяти лет многие ученые пытались усовершенствовать электрическую лампочку , но ее изобретателем считался Томас Эдисон.

Александр Николаевич Лодыгин продолжал, независимо от своего коллеги и конкурента из Америки, создавать и модернизировать свое детище. Он искал универсальную и долгоиграющую нить накаливания. Ему удалось достичь неплохих успехов с использованием вольфрамовой и молибденовой нитями накаливания. Производить лампы из этих материалов было дорого по тем временам, поэтому изобретение оказалось неэффективным и затратным делом. В 1910 году американскому исследователю Вильяму Девиду Кулиджу удалось упростить создание вольфрамовой нити , это стало дешевле и дало возможность массово выпускать недорогие электрические лампочки накаливания.

Да будет свет!

В итоге получилась современная лампочка накаливания, которая состоит из нескольких важных элементов.

Колба.
Полости колбы (вакуумная или наполненная газом).
Тело накала.
Электроды (токовый ввод).
Крючки для поддержания тела накала.
Ножки лампы.
Внешнее звено токоотвода, предохранителя.
Корпус цоколя.
Изолятор цоколя (стекла).
Контакт донышка цоколя.

Заключение

Таким образом, к созданию «лампочки Ильича» сам Ленин не имел ни малейшего отношения. Над этим чудесным изобретением, которому наконец-то удалось рассеять тьму, почти одновременно трудилось несколько человек. Каждый из них внес свою немалую лепту в создание настоящей электрической лампочки. Если отвечать на вопрос, кто изобрел лампу, стоит обязательно вспомнить всех этих людей. Своим кропотливым трудом они помогли перенести изобретение из лабораторий в наши жилища и в корне изменить жизнь людей к лучшему. Все вместе и каждый в отдельности достоин нашего внимания, уважения и благодарности.

Мы все привыкли и не замечаем такую обыденную и повседневную вещь, как электрическая лампочка. Максимум, что на эту тему думает обыватель: «не заменить ли мне лампу накаливания на более интересный дизайн или перейти на энергосберегающую технологию?». Между тем, для своего века это была по-настоящему революционная вещь! Идут споры, кому первому принадлежит вклад в изобретение первой лампочки. Наши соотечественники уверены, что это русский инженер Александр Николаевич Лодыгин , но над этой проблемой работали учёные разных стран: Суон из Англии, Гебель из Германии, Деларю из Франции, все они немало работали в этой области научных открытий. Кто же изобрёл первым лампочку?

Древние прототипы

Как древние люди расписывали пещеры наскальной росписью, когда отсутствовало естественное освещение? Факелы и костры? Но от них идёт дым и копоть, да и особо много так не нарисуешь, в трёх метрах от костра уже темновато… Историки размышляют на эту тему и не могут прийти к единому мнению. Единственное упоминание об освещении – на египетских пирамидах изображены люди, в руках которых лампы очень похожие на электрические .

Первые опыты с дуговой лампой

История изобретения электролампы

Каждый ученик на уроке физики проходил тему истории изобретения электричества. Принято считать что изобретение конструкции действующей электрической лампы принадлежит Томасу Эдисону, который опубликовал своё открытие в 1879 году. Однако за этим изобретением стоит гораздо больше упорного труда , чем нам кажется.

Появлению современных электрических ламп предшествовало большое количество подготовительных исследований в разных странах мира изобретателями-учёными. Совершенствовались достижения предыдущий поколений, проводились эксперименты с разными типами среды, в которую помещалась нить накаливания, изменялась и совершенствовалась лампочка. История изобретения насчитывает множество этапов.

Задача перед учёными стояла простая и сложная одновременно — получить такую конструкцию, которая бы могла использоваться в повседневной жизни. Одним из перспективных направлений оказалось исследование эффекта накаливания различных материалов .

Если пропускать электрический ток через некоторые металлы, они будут накаливаться и давать источник света. Вопрос был только в одном – как не допустить перегревания, плавки материала или его горения. Множество опытов проводилось в этом направлении. Учёные понимали, что достижение баланса между элементом накаливания и средой, в которой он нагревается, будет означать гигантский прорыв.

Что же такое горение? Прежде всего, это прямой контакт с кислородом. Поскольку он содержится в окружающей среде, единственный способ избежать возгорания элемента накаливания - ограничить контакт нагревательного элемента с воздухом. Следовательно, нужна ёмкость, лампа .

Вклад русских исследователей

Эра Эдисона

Надо сказать, что помимо гениального склада ума, у Томаса Эдисона имелся очевидный талант коммерсанта . Он первым сообразил, какие грандиозные финансовые выгоды сулит массовый выпуск ламп накаливания. Над усовершенствованием конструкции лампы Эдисон начал работу в 1878 году и сразу заявил, что он решил проблему электролампы. На тот момент Эдисон являлся изобретателем телефонного аппарата и фонографа, поэтому ему сразу же поверили. Высказывание Эдисона отразилось на бирже. Акции газовых компаний стремительно поползли вниз в цене.

Однако Эдисон слегка погорячился . Решить проблему моментально не удалось. У изобретателя была идея по созданию выключателя для нормальной работы лампы, таким образом, чтобы не было излишнего перегрева элемента накала. Но они срабатывали не в нужный момент, что было неприятно глазу и приводило к мерцанию. Конструкция была неприменима в массовом выпуске. Лаборатория во главе с Эдисоном проводила множественные опыты с экспериментами из разных материалов нити накаливания и разных сред, куда её помещали.

Прорыв помог осуществить молодой сотрудник-физик из Принстонского института по фамилии Аптон . Физики стали изучать уже полученные патенты и открытия в этой области. И натолкнулись на идею о свойствах сопротивляемости металлов применительно к технологии накаливания. Выяснилось, что металлы с наиболее высоким коэффициентом сопротивления легче нагреваются и не горят. К началу 1880 года стали появляться первые результаты. Лучше всего работала конструкция из сочетания вакуумной лампы и угольных стержней из бамбука в виде нити. Так появилась первая эффективно работающая электрическая лампа.

Кроме проблемы улучшения лампы накаливания, Эдисон занимался также и проблемой питания лампы. Его лаборатории принадлежат изобретения цоколя, выключателя для лампы. Через 2 года коммерческий талант Эдисона раскрылся во всю ширину. Была основана компания Edison Electrical Light Company с сетью станций и филиалами магазинов по всему Нью-Йорку, лампы интенсивно рекламировались и продавались. Таковы были первые аналоги современных лампочек.

У Эдисона в Англии был серьёзный соперник, который тоже работал над проблемой усовершенствования электрической лампы. Англичанин Свон понял, что с помощью насоса можно делать вакуум лучшего качества. Но его угольный стержень был слишком толстым и оставлял копоть, поэтому на практике такую лампу было сложно использовать.

Проанализировав успехи Эдисона, Свон стал использовать его открытия в своих лампах. Он открыл собственную компанию по производству ламп. Эдисон не оставил такую наглость без внимания и подал иск о нарушении авторского законодательства. Некоторое время продолжались споры, но оба исследователя решили примириться и объединить усилия в одной компании. Так, появилась Edison Swan United, крупный производитель электроламп во всем мире.

Какого изобретателя считать первым?

И русский, и американский изобретатели работали над своими проектами практически одновременно .

Александр Николаевич Лодыгин получил патент на изобретение лампы в 1874 году, Томас Эдисон начал исследования пятью годами позже.

Конечно, при всем уважении к коммерческому таланту Т. Эдисона, деле продвижения и массового использования такого нужного и полезного изобретения, главное место за изобретение электрической лампы по праву отдано русскому изобретателю А. Н. Лодыгину .

Современные лампы накаливания являются модификациями изобретения Лодыгина, поскольку они имеют более эффективный поток света, а также отличную цветопередачу, более высокий КПД. Сегодня мы вправе гордиться своим соотечественником за его вклад в гениальное и полезное изобретение.

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.