Кто и как усовершенствовал лампу накаливания


Кто и как усовершенствовал лампу накаливания

Автор На чтение 14 мин. Опубликовано

Попытки побороть темноту, прогнать ее принимались людьми с давних времен. Для этого использовали самые разные источники освещения: налитое в глиняный сосуд масло и горящий фитиль, факелы, лучины, свечи из воска и сала. Но все такие светильники «работали» от источника открытого огня и были пожароопасны. Новой эпохой в истории освещения стало изобретение электричества и первой лампы в конце XIX века.

Изобретатель первой лампочки

Первые попытки создать постоянный источник света, который работал бы от электрической сети. Примечательно, что тех, кто придумал лампу накаливания, оказалось аж трое.

Российский ученый Лодыгин Александр Николаевич — изобретатель, создавший лампу накаливания. В ней применялся прокаливаемый без кислорода угольный стержень, помещенный в герметично запаянный сосуд. Вакуум внутри не позволял нитям накаливания быстро окисляться, что продляло их срок службы. Впоследствии Лодыгин предложил использовать вольфрамовые нити или скрученные в спирали молибденовые.

Англичанин Джозеф Уилсон Суон получил патент в 1878 году. Это был усовершенствованный вариант лампы Лодыгина: внутри колбы находилась разреженная кислородная атмосфера, что повышало срок ее службы.

Когда же Томас Эдисон впервые продемонстрировал электрическую лампочку? Его патент датируется 1879 году. Изобретатель предложил использовать платиновую нить, но уже через год он вернулся к угольному волокну. Благодаря упорной работе и тысячам опытов Эдисону удалось получить лампу, которая работала более 1,2 тысяч часов. Также изобретатель активно продвигал свое изобретение, участвовал в создании централизованного электроснабжения и освещения, организовал первую компанию по производству ламп.

Не стоит считать, что ученые «украли» идею друг у друга. Кто же тогда изобрел первую электрическую лампочку, напоминавшую современную? Схожие опыты проводились в разных странах независимо друг от друга, получить практически одинаковый результат не составило труда.

Ее внешний вид

Самая первая — опытная — электролампочка представляла собой вытянутую трубку, внутри которой размещались платиновые полоски, на которые подавался ток. Конструкция не сильно изменилась впоследствии: нити закрутились в спирали, трубка приобрела форму груши.

Для сравнения: лампа Лодыгина была выполнена в виде тонкой угольной палочки, которую зажали медные стержни. Все это было помещено в круглый шар из стекла.

Лампа Эдисона же представляла собой колбу, из который был выкачан воздух. Горел тонкий угольный стержень. Однако изобретатель не остановился на одной лампочке: благодаря его улучшениям (изобретению винтового цоколя, патрона, предохранителей, выключателей и т.д.) увеличилось время работы ламп.

Характеристики, достоинства и недостатки

В XXI веке многие постепенно переходят на энергосберегающие и светодиодные лампы, но у ламп накаливания есть и свои преимущества:

  • Мгновенное возгорание и отсутствие перебоев в работе;
  • Они могут работать как от постоянного, так и от переменного тока;
  • Широкий ассортимент: можно выбрать лампочку с подходящей температурой, напряжением, яркостью;
  • Небольшие размеры;
  • Экологичность;
  • Невысокая цена.

К недостаткам устройств относятся:

  • Невысокий КПД;
  • Хрупкость;
  • Низкий срок службы;
  • Пожароопасность.

Несмотря на недостатки, лампы накаливания были крайне популярны несколько десятков лет и быстро заменили привычные источники освещения.

Этапы развития

Лодыгин, Суон и Эдисон являются создателями современных ламп, но не первой лампочки вообще. Устройство прошло долгий путь «становления»:

В 1840 году английский астроном Де ла Рю во время опыта поместил платиновую проволоку в стеклянную вакуумную трубку и пропустил через нее ток. Это была первая электрическая лампа, принцип работы которой лег в основу дальнейших изобретений.

Угольные нити появились только в 1844 году. Идея была высказана и опробована американцем Старом, который успел получить патент, но вскоре умер.

Важно! В 1840 году в России Милашенко начинал работу над созданием угольных нитей накаливания, но результата не получил.

В 1854 году часовщик из Германии Гёбель использовал обугленную нить из бамбука вместо угольной. Вакуум в верхней части трубки создавался при помощи ртути. Такая лампа могла работать несколько часов и стала прототипом современной.

В 1860 году Суон также продемонстрировал свою лампу и даже получил патент, но его изобретение горело недолго и было малоэффективно. Впрочем через несколько лет изобретатель станет одним из создателей «настоящей» лампочки.

1874 год — получение Лодыгиным патента.

В 1875 году устройство Лодыгина было усовершенствовано русским электротехником Дидрихсоном. Последний полностью откачал воздух из колбы и использовал несколько нитей, чтобы при перегорании одной автоматически включалась другая.

В 1875-1876 годах электротехник Яблочков изобрел дуговую лампу. Он использовал каолиновую нить накала, которая могла работать вне вакуума, не перегорала на воздухе, однако его изобретение не снискало славы.

Первые вольфрамовые нити начали использовать в 1905 году (патент австро-венгры Юст и Ханаман получили годом ранее). Вскоре вольфрам вытеснил все прочие материалы.

Проблема с быстрым испарением нитей в вакууме решили в начале ХХ века: американец Ленгмюр начал использовать инертные газы.

История современных ламп накаливания тесно связана с электричеством. После его изобретения в разных странах начали проводиться исследования, которые привели к появлению «Электрической свечи». И хотя первым патент получил россиянин Лодыгин, «отцом» лампочки считается Эдисон, который не только улучшил свое изобретение, но и много сделал для его популяризации.

Яхт-клуб «Ост Вест» вырос из парусной секции 93 спортивного клуба Балтийского флота. В 1985 году в Калининграде появились три уже не новые килевые парусные яхты. Две класса «Четвертьтонник» и одна «Полутонник». Все корпуса деревянные, постройки Таллинской экспериментальной верфи спортивного судостроения. Капитанами яхт были назначены в то время действующие офицеры ВМФ: Багров И.Л., Жадобко С.М., Нечасткин О.А. Позднее, в 1987 году, появились ещё две новые яхты: деревянный «Четвертьтонник» «Норд» и пластиковый «3/4 тонник» «Аскольд» ( Типа «Телига-104», Польской постройки).

С началом перестройки в начале 90-х годов, когда было открыто более-менее свободное плавание по Мировому океану, а не только в территориальном море СССР, экипажи буквально ринулись «На Запад». «Четвертьтонники» ( капитаны Жадобко С.М., Горшков В.С.,Нечасткин О.А. ) активно осваивали Вислинский и Гданьский заливы – порты Гданьск, Элдьблонг, Гдыня, Крыница Морска, Хель и с тех пор яхтсмены нашего клуба поддерживают исключительно тёплые и дружеские отношения с польскими яхтсменами этого региона. Эти отношения никогда, ни разу за прошедшие годы не были омрачены политическими передрягами между нашими государствами.

С появлением яхты «Аскольд» спортивные дальние походы совершались каждый год. Освоены порты и яхтенные гавани Польши, Германии, Дании, Швеции, Голландии и Великобритании. Походы имели и политическую подоплёку: мы несли на Запад флаг нового государства – Россия. В тот период на «Аскольде», в разные годы ходили капитанами: Горшков В.С., Жадобко С.М., Багров И.Л.

Осенью 1992 года офицеры – члены парусной секции Спортклуба Балтийского флота участвовали в дерзком, по своей сути, и не безопасном, по существу, выводе двух яхт из Рижского яхтклуба ВМФ в Калининград. В этом экстремальном походе принимали участие Шуткин А.Н., Корогодский С.Н., Горшков В.С. и другие офицеры ВМФ. Несмотря на сопротивление, в том числе и силовых структур Латвии, яхты благополучно дошли до Калининграда. Это были деревянные яхты: две — постройки Ленинградской верфи ВЦСПС типа «Л-6», «Арктика» и «Балтика», а так же один «Четвертьтонник» Таллинской постройки «Ушкуйник». Яхта «Балтика» простояла на стенке в навигацию 1993 года пока экипаж не возглавил яхтенный капитан Евченко С.В.

В 1993 году экипаж офицеров ВМФ с капитаном Горшковым В.С. на яхте «Арктика» был приглашён наследником Английского престола принцем Чарльзом в королевский яхт-клуб «Вулверстоун» (Порт Ипсвич) на празднование 150 — летия образования этого яхт-клуба.

Споры о том, кто был истинным изобретателем лампы накаливания, ведутся по сей день. В основном, фигурируют два имени – Томас Эдисон и Александр Лодыгин. На самом же деле, великое открытие состоялось благодаря упорной работе многих ученых.

Кто первым в мире и когда придумал и изобрел?

С древних времен люди искали способы освещения в ночное время. Например, в Древнем Египте и Средиземноморье использовались аналоги керосиновой лампы. Для этого в особые глиняные сосуды вставлялся фитиль из хлопчатобумажной ткани и наливалось оливковое масло.

Жители побережья Каспийского моря использовали похожее устройство, только вместо масла в сосуд наливали нефть. В Средние века глиняные светильники сменили свечи из пчелиного воска и сала.

Но во все времена ученые и изобретатели искали возможность создать долговечный и безопасный осветительный прибор.

После того как человечество узнало об электричестве, исследования вышли на качественно новый уровень.

За изобретение первых электрических ламп, подходящих для коммерческого использования, мы должны благодарить трех ученых из разных стран. Независимо друг от друга они проводили свои эксперименты и в итоге добились результата, перевернувшего мир.

ВАЖНО! В 70-е годы XIX века было получено три патента на новейшие устройства – угольные лампы накаливания в вакуумных колбах.

В 1874 г. выдающийся ученый Александр Николаевич Лодыгин запатентовал свою лампу накаливания в России.

В 1878 г. Джозеф Уилсон Суон подал заявку на британский патент.

В 1879 г. американский патент получил изобретатель Томас Эдисон.

Именно Эдисон создал первую промышленную компанию по производству ламп накаливания. Большой заслугой стало то, что он сумел добиться длительной продолжительности работы – более 1200 часов – благодаря использованию карбонизированного бамбукового волокна.

В начале 80-х годов XIX века Эдисон и Суон организовали в Британии совместную компанию. Она так и называлась «Эдисон и Суон». В то время она стала самым крупным производителем электрических ламп.

В 90-е годы Александр Лодыгин переехал в Америку, где и предложил использовать вольфрамовую или молибденовую спираль. Это был очередной технологический прорыв. Лодыгин продал свой патент компании General Electric, которая начала производить электрические лампы с вольфрамовой нитью.

А уже в 1920 году один из работников компании Уильям Дэвид Кулидж рассказал миру, как можно производить вольфрамовую нить в промышленных масштабах. В том же году другой ученый из General Electric по имени Ирвинг Ленгмюр предложил наполнять колбу лампочки инертным газом.

Именно это значительно повысило период работы лампы накаливания, а также увеличило светоотдачу.

Этими устройствами человечество пользуется по сей день.

История создания электрической лампочки

Конечно, история создания лампы неотделима от развития такой науки, как электротехника. Она берет начало с открытия в XVIII веке электрического тока. Это открытие поспособствовало тому, что выдающиеся ученые со всего мира занялись изучением и развитием электротехники, которая к тому времени выделилась в самостоятельную науку.

  • XIX век стал веком глобальных открытий. В 1800 году был изобретен гальванический элемент – химический источник тока. Его еще называют вольтовым столбом в честь итальянского ученого Алессандро Вольта.
  • В следующем году в Санкт-Петербурге руководство Петербургской медико-химической Академии приобрело электрическую батарею. Это мощное устройство было куплено в кабинет профессора Василия Петрова. Состояла батарея из 420 пар гальванических элементов. Целый год профессор Петров проводил с ней эксперименты, пока в 1908 году не открыл знаменитую электрическую дугу. Она представляет собой разряд, возникающий между угольными стержнями-электродами, разведенными на определенное расстояние. Тогда же и было предложено использовать электрическую дугу как источник света.
  • Первым шагом к созданию современных ламп накаливания стало изобретение в 1809 году первой лампы с платиновой спиралью в основе. Сделал это англичанин Деларю.
  • Через несколько десятилетий, в 1854 году немецкий ученый Генрих Гебель создал похожее устройство. Главным отличием было то, что он использовал обугленную бамбуковую нить, помещенную в вакуумный сосуд. То есть, этот вариант был уже гораздо ближе к известной всем нам электрической лампе. Гебель продолжал совершенствовать свое изобретение еще пять лет, создав устройство, которое называют первой практической лампой. К сожалению, получить патент он не мог, т. к. был эмигрантом без денег и связей. Тем не менее, он использовал свое изобретение для освещения принадлежавшего ему магазина часов.
  • Что касается массового электрического освещения, то здесь несомненный вклад внес наш соотечественник, выдающийся ученый Павел Николаевич Яблочков. Свои эксперименты он начал в России, а затем продолжил в Париже после эмиграции. Именно он создал простую, недорогую и долговечную «электрическую свечу». В 1876 году ученый представил свое изобретение на выставке в Лондоне. В том же году лампы, созданные Яблочковым стали появляться сначала на самых посещаемых улицах Парижа, а затем распространились на весь мир.

НА ЗАМЕТКУ! Отличительной чертой «свечи Яблочкова» было то, что для нее не требовалось вакуума. Нить накала, изготовленная из каолина, не перегорала и не теряла своих свойств на открытом воздухе.

И, конечно, говоря об истории электротехники, нельзя не вспомнить ученых, перевернувших мир – Александре Лодыгине и Томасе Эдисоне. Именно они, проводя эксперименты независимо друг от друга, в 70-е годы XIX века создали электрическую лампу.

Александр Лодыгин – изобретатель из России

В 1872 году в Санкт-Петербурге Александр Николаевич Лодыгин приступил к опытам по электрическому освещению.

Его первые лампы представляли собой тонкую угольную палочку, зажатую между объемными стрежнями из меди. Все это находилось в закрытом стеклянном шаре.

Это было еще несовершенное устройство, тем не менее, они начали активно использоваться для освещения зданий и улиц Петербурга.

В 1875 году в товариществе с Коном была выпущена усовершенствованная электрическая лампа. В ней угольки заменялись автоматически, кроме того, они располагались в вакууме. Эта разработка принадлежит электротехнику Василию Федоровичу Дитрихсону.

В 1876 году другой исследователь, Булыгин также внес коррективы. В его разработке уголек выдвигался по мере сгорания.

В конце 70-х годов лампа накаливания, созданная Лодыгиным и запатентованная в России, Франции, Великобритании, Австрии и Бельгии, попала, наконец, и в США. Лейтенант Хотинский отправился к побережью Америки, чтобы принять корабли, построенные для Российского флота. Именно Хотинский посетил лабораторию и показал «лампу Лодыгина» и «свечу Яблочкова» американскому исследователю Томасу Эдисону.

Доподлинно неизвестно, как это повлияло на ход мыслей Эдисона, который и сам в то время работал над созданием искусственного освещения. Как бы то ни было, именно Эдисон довел конструкцию лампы накаливания до качественно нового уровня, а также популяризовал ее, организовав массовое производство. Это помогло значительно снизить стоимость, что позволяло покупать лампу даже беднякам.

Александр Лодыгин также не останавливался в своем рвении усовершенствовать лампу накаливания. После переезда в США, в 1890 году, Лодыгин получил еще один патент – на лампу с металлической нитью из тугоплавких металлов — осьмия, иридия, родия, молибдена и вольфрама. Это был настоящий прорыв в области электротехники. Изобретение имело оглушительный успех, и в 1906 году патерн на него был куплен компанией General Electric. К слову, компания эта принадлежала Томасу Эдисону.

Создание лампочки Эдисоном

Во всем мире принято считать, что электрическую лампочку изобрел ученый Томас Альва Эдисон.

На протяжении многих лет Эдисон ставил эксперименты в области электротехники. В течение почти двух лет он искал идеальный вариант для нити накаливания.

Исследователь провел эксперименты более чем с шестью тысячами углеродсодержащих материалов. Методично перебирая и исследуя разнообразные вещества, Эдисон пришел к выводу, что лучшим вариантом является японский бамбук, из которого создан футляр для веера.

В 1879 году появилась первая заметка в газете, гласящая об изобретении Томасом Эдисоном лампы накаливания с угольным стержнем. Названа она была «Эдисоновский свет». Такая лампа могла непрерывно гореть в течение сорока часов. В том же году Эдисон запатентовал свое изобретение.

Нельзя сказать, что Эдисон внес значительные изменения в лампу накаливания, созданную Лодыгиным.

Как выглядел вариант лампы Эдисона?

Это также была стеклянная колба, из которой был полностью выкачан воздух. Горел в ней так же угольный тонкий стержень. Но именно Эдисон создал условия для максимально комфортной работы ламп накаливания. Он изобрел такие вещи, как винтовой цоколь, патрон, счетчики энергии, а также выключатели и предохранители.

Более того, организовав собственное производство, он поставил на поток изготовление электрических лампочек и механизмов электрический системы. Несмотря на то что лампа накаливания была создана задолго до получения патента американским ученым, именно благодаря Эдисону электрическое освещение получило столь широкое распространение.

Патент Эдисона на лампу накаливания вскоре (еще до окончания срока действия) был призван недействительным.

Говоря о великом изобретении – лампе накаливания – нельзя называть только одно имя. Без сомнения, у нее было несколько выдающихся изобретателей, каждый из которых внес неоценимый вклад в развитие электротехники.

История ламп накаливания

самое глубокое изобретение со времен искусственного пожара


История лампы накаливания (1802 - сегодня)

лампа накаливания была второй разработанной формой электрического света. для коммерческого использования после угольной дуговой лампы. Это вторая по популярности лампа в мире после люминесцентных ламп. лампы. На этой странице мы расскажем о традиционных лампах накаливания.Галоген лампы также являются источниками света накаливания, но у них есть своя страница Вот. Традиционная лампа накаливания не только источник света, но и стал символом новаторства.

Преимущества:
* Отлично подходит для освещения небольших площадей
* Хорошая цветопередача: CRI 100, что является наилучшим возможным
* Недорого в производстве
* Отсутствие количества токсичных материалов, которые нужно утилизировать (например, ртуть, токсичные сплавы, или полупроводники)
* Легко используется в схемах стробоскопа или диммирования

Недостатки:
* Неэффективно (90% энергии уходит на тепло, 10% делает видимым свет)
* Обычные лампы накаливания не подходят для освещения больших области.Требуется много, чтобы осветить большую площадь, тогда как только одна лампа HID можно осветить большую открытую площадку. Для этого пригодится галогенная лампа накаливания. цель, но она не рассматривается на этой странице.

Статистика
* CRI 100 (наилучший возможный индекс цветопередачи)
* Цветовая температура - есть все варианты, но обычно 2700 - 5000 К
* Люмен на ватт 8 - 24
* Срок службы лампы: 750 - 1000 часов (стандартная бытовая лампа)
Срок службы можно значительно продлить, если использовать лампу при цене ниже нормальное напряжение.

Общий использует: используется везде, практически для любого приложения. От 1 до 10 000 W.

Ниже: Видео о лампе накаливания. 6 мин. YouTube должен не будет заблокирован вашим сервером .

1. Как это работает

Лампа накаливания лампочки работают, пропуская электрический ток через резистивный материал.Обычно материалы начинают светиться до достижения точки плавления. Наиболее материалы будут светиться тускло-красным цветом, когда они достигнут 525 по Цельсию. Большинство материалов загораются или расплавляются, и из них нельзя получить хорошую нить.

Нити сделаны из материалов с высокой температурой плавления. вольфрам может достигать 3422 C, прежде чем он тает. Это более высокая температура чем дойдет любая лампа (кроме угольной дуговой лампы, которая достигает 3500 C).Из других материалов получаются хорошие волокна или части волокон, включая тантал, молибден и углерод.

Почему излучает ли материал свет при пропускании электрического тока через Это?

Когда вы проходите ток через материал нити накала, сопротивление создает тепло. Атомы в материале поглощают энергию. Электроны вокруг атомов возбуждены и временно достигают орбитали, которая находится дальше от ядра.Когда электронная орбита коллапсирует на более низкую орбиталь, она выбрасывает лишнюю орбиту. энергия в виде фотона.

Накаливание - это тепловое излучение. Постоянно выделяется тепло объекты вокруг нас, мы просто не можем их видеть. Когда жара становится достаточно сильной он достигает видимых нам длин волн. Он начинается с красного и идет вверх по спектру. Длина волны / цвет света зависит от того, как высвобождается много энергии и какой атом высвобождает.В лампе накаливания большая часть тепловой энергии (90%) выделяется в инфракрасный спектр, который находится чуть ниже видимого света. Это тоже что делает лампу неэффективной. Мы не используем эту часть спектра для ламп нам нужен только видимый спектр. Это основное объяснение. Подробнее о химии можно прочитать в учебнике. или онлайн.

2. История и разработки

г. история лампы накаливания сосредоточена на развитии типов нитей, поэтому организуем по нитям.

Платина и иридиевые нити: 1802-1880's

Хамфри Дэви создал первую лампу накаливания, пропустив ток через платиновую полоску. Это вызвало свечение и не длились долго, но положили начало развитию ламп накаливания. В течение следующих 70 лет экспериментаторы продолжали использовать платину. и иридий. Frederick de Moleyns использовал платиновую нить в вакуумированной стеклянной трубке для изготовления лампочки.Это было только мягко удачно из-за почернения колбы, которая перекрывала свет выход. Возгорание материала нити и почернение верхняя сторона лампы была неприятной постоянной проблемой для первых изобретателей ламп. Платиновый материал также был дорогим.

.

Кто на самом деле изобрел лампочку накаливания?

Электрическая лампочка, в частности лампа накаливания, на протяжении многих лет стала синонимом термина «лампочка». Хотя это всего лишь одно из различных доступных решений по искусственному освещению, именно о нем думают многие, когда используют термин «лампочка».

СВЯЗАННЫЕ С: 19 БОЛЬШИХ ИЗОБРЕТЕНИЙ, ПРЕВРАЩАЮЩИХ ИСТОРИЮ

Но кто это изобрел и когда? Был ли это Томас Эдисон, как утверждают многие, или Джозеф Свон, как утверждают другие? Участвовал ли в этом процессе Никола Тесла?

Как вы вскоре узнаете, ответ на эту загадку не совсем ясен.Это также зависит от того, что вы считаете «настоящей» лампочкой. Но, как и многие изобретения во все времена, конечный продукт - это совокупный труд многих изобретателей на протяжении всей истории, то же самое верно и для лампочки.

В следующей статье мы кратко рассмотрим историю возникновения лампочки и остановимся на некоторых ключевых игроках. Держись крепче.

Томас Эдисон действительно изобрел лампочку? Источник: Wikimedia Commons

Кто и когда изобрел лампочку?

Изобретение лампочки (в частности, лампы накаливания) - вопрос, мягко говоря, довольно спорный.Хотя Томас Альва Эдисон часто получает все заслуги, действительно ли это правда?

Как и многие изобретения на протяжении всей истории, современная лампочка на самом деле представляет собой комбинацию множества крошечных ступенек. Многие историки утверждают, что не менее 20 изобретателей создали различные конструкции ламп накаливания задолго до Эдисона.

СВЯЗАННЫЕ: 85 ЛЕТ НАСЛЕДИЯ: КАК ТОМАС ЭДИСОН ОСВЕЩАЛ МИР

Вкладом Томаса Эдисона в эволюцию лампочки стало создание первой коммерчески практичной лампы.Поскольку его дизайн был настолько успешным, он фактически доминировал на рынке и опередил все другие версии.

В этом смысле было бы правильнее назвать его «усовершенствовавшим лампочку». Но сначала давайте углубимся.

Одним из наиболее важных шагов до Эдисона была работа великого британского ученого сэра Хамфри Дэви . В 1802 году ему удалось создать первый в мире настоящий искусственный электрический свет.

Дуговая лампа Дэви и батарея Источник: Chetvorno / Wikimedia Commons

Используя недавно изобретенную электрическую батарею, Дэви подключил к ней набор проводов к куску углерода.Дэви был поражен, обнаружив, что кусок углерода начал светиться и испускал много света.

Только что была создана первая в мире дуговая лампа. Единственная проблема заключалась в том, что это длилось недолго, а излучаемый свет был слишком ярким для практического использования.

В течение следующих 70 лет или около того многие другие изобретатели создали свои собственные версии лампочек. Хотя все они были многообещающими, большинство из них, если не все, оказались слишком дорогими в производстве или имели другие проблемы, которые помешали им стать коммерчески жизнеспособными.

Одна из самых известных версий была создана другим британским ученым Уорреном де ла Рю в 1840 году. Он заключил катушку из платиновой нити внутри вакуумной трубки и пропустил через нее ток.

Поскольку платина была очень дорогим металлом, это серьезно ограничивало коммерческую жизнеспособность его конструкции.

Джозеф Свон изобрел лампочку до Эдисона?

В 1850 году другой британский изобретатель, Джозеф Уилсон Свон , применил свои значительные таланты.Чтобы решить проблемы, с которыми столкнулся де ла Рю, Свон решил поэкспериментировать с менее дорогими нитевыми материалами.

Углеродные лампы накаливания Swan. Источник: Ulfbastel / Wikimedia Commons

В конце концов он остановился на использовании карбонизированной бумаги для замены платины, что показало некоторые перспективы.

К 1860 году у него был рабочий прототип, но отсутствие хорошего вакуума и достаточного количества электроэнергии привело к созданию лампы, срок службы которой был слишком коротким, чтобы считаться эффективным источником света.

Он также имел тенденцию к почернению или образованию сажи внутренней части вакуумной трубки, что было далеко не идеально (как вы можете видеть на изображении выше).

Несмотря на эти неудачи, Swan продолжал работать над своим дизайном.

По мере совершенствования технологии изготовления электронных ламп в 1870-х годах Свон смогла совершить еще несколько значительных прорывов.

Кульминацией всей его работы стала разработка в 1878 году лампочки с длительным сроком службы. Как и его предшественники, он использовал нить накала, содержащуюся в вакуумированной трубке, за исключением того, что он заменил карбонизированную бумагу хлопковой нитью.

Он запатентовал свой дизайн в 1879 году и позже вступил в прямой конфликт с Томасом Эдисоном.

Еще одна интересная попытка была предпринята в 1874 году парой канадских изобретателей. Генри Вудворд и Мэтью Эванс , оба из Торонто, спроектировали и изготовили свои собственные лампочки.

Пара создала ряд ламп разных размеров и форм, в которых использовались угольные стержни, помещенные между электродами в стеклянных цилиндрах, заполненных азотом. Вудворд и Эванс попытались продать свою лампу, но безуспешно.

В конце концов они продали свой патент Томасу Эдисону в 1879 году.

Как Томас Эдисон изобрел лампочку?

В 1879 году, в том же году, когда Свон подал заявку и получил патент в Англии, Томас Эдисон решил обратить свое внимание на разработку электрических лампочек. Эдисон, всегда будучи заядлым бизнесменом, хотел разработать коммерчески жизнеспособную и практичную версию для вывода на рынок.

Он надеялся выйти на прибыльный рынок газового и масляного освещения в Соединенных Штатах.Если бы он смог сломить гегемонию этих двух систем, он мог бы просто заработать состояние.

В октябре 1879 года он наконец запатентовал свою первую заявку на «Улучшение электрического освещения» в патентном бюро. Но на этом он не остановился.

Эдисон продолжал работать над своими проектами и улучшать их. Он экспериментировал с различными металлами для изготовления нитей, чтобы улучшить характеристики своего первоначального патента.

Первая успешная лампочка Эдисона. Источник: Alkivar / Wikimedia Commons

В 1879 году Эдисон подал еще один патент на электрическую лампу, в которой использовалась углеродная нить или полоса, скрученная и соединенная.... к контактным проводам из платины. "Это решение очень похоже на решение Joseph Swan почти 20 лет назад.

В этом патенте также описаны возможные средства создания указанной углеродной нити. Они включают использование" хлопковой или льняной нити , деревянные шины и бумага, свернутая по-разному ».

Всего через несколько месяцев после его более позднего патента Эдисон и его команда смогли обнаружить, что карбонизированный бамбук сделал свое дело. Этот материал оказался способным прослужить более лет. 1200 часов .

Это открытие ознаменовало начало коммерческого производства лампочек, и в 1880 году компания Томаса Эдисона, Edison Electric Light Company , начала продавать свой новый продукт.

Впечатляет, но не все было гладко.

Так похоже было собственное изобретение Эдисона, что Свон решила подать на Эдисона в суд за нарушение авторских прав. Британские суды вынесли решение против Эдисона, и в качестве наказания Эдисон должен был сделать Суона партнером в своей электрической компании.

Источник: Wikimedia Commons

Позже даже U.Патентное ведомство S. Patent Office решило в 1883 году, что патент Эдисона недействителен, так как он также дублирует работу другого американского изобретателя. Но, несмотря на все это, Эдисона навсегда запомнят как изобретателя лампочки.

Томас Эдисон впоследствии стал одним из самых плодовитых изобретателей и бизнесменов XIX и XX веков. К моменту своей смерти он приобрел ошеломляющие 2332 патента с 389 только на электрическое освещение и питание.

Кто изобрел лампочку Тесла или Эдисон?

Хотя Томас Эдисон по праву получил некоторую «горячку» за «кражу» многих изобретений и разработок Николы Теслы, лампочка к их числу не относится.На самом деле, Тесла тратил совсем немного времени на разработку любого вида электрического освещения.

Tesla, однако, внесла свой вклад в развитие дугового освещения. Он также провел несколько интересных экспериментов с возможностью беспроводного освещения.

Но претензии относительно изобретения Эдисоном лампы накаливания, как мы видели, спорны. Но нельзя отрицать тот факт, что Эдисон, в отличие от всех изобретателей лампочки до него, смог создать коммерчески жизнеспособную и надежную конструкцию.

По этой причине и его деловой хватке в целом именно дизайн Эдисона (и Джозефа Свона) стал бы повсеместным во всем мире.

.

История лампочки

Более 150 лет назад изобретатели начали работу над яркой идеей, которая оказала огромное влияние на то, как мы используем энергию в наших домах и офисах. Это изобретение изменило способ проектирования зданий, увеличило продолжительность среднего рабочего дня и дало толчок развитию новых предприятий. Это также привело к новым прорывам в области энергетики - от электростанций и линий электропередач до бытовой техники и электродвигателей.

Как и все великие изобретения, лампочку нельзя приписать одному изобретателю.Это была серия небольших улучшений идей предыдущих изобретателей, которые привели к созданию лампочек, которые мы используем сегодня в наших домах.

Лампы накаливания освещают путь

Задолго до того, как Томас Эдисон запатентовал - сначала в 1879 году, а затем год спустя, в 1880 году - и начал коммерциализацию своей лампы накаливания, британские изобретатели продемонстрировали, что электрический свет возможен с дуговыми лампами. В 1835 году был продемонстрирован первый постоянный электрический свет, и в течение следующих 40 лет ученые всего мира работали над лампой накаливания, возясь с нитью накала (та часть лампы, которая излучает свет при нагревании электрическим током) и атмосферу колбы (независимо от того, откачивается ли воздух из колбы или она заполнена инертным газом, чтобы предотвратить окисление и выгорание нити).Эти первые лампочки имели чрезвычайно короткий срок службы, были слишком дороги в производстве или потребляли слишком много энергии.

Когда Эдисон и его исследователи из Menlo Park вышли на сцену освещения, они сосредоточились на улучшении нити накала - сначала тестировали углерод, затем платину, прежде чем наконец вернуться к углеродной нити. К октябрю 1879 года команда Эдисона изготовила лампочку с карбонизированной нитью из хлопковой нити без покрытия, которая могла работать 14,5 часов. Они продолжали экспериментировать с нитью накала, пока не остановились на ней, сделанной из бамбука, что дало лампам Эдисона срок службы до 1200 часов - эта нить накала стала стандартом для ламп Эдисона на следующие 10 лет.Эдисон также внес другие улучшения в лампочку, в том числе создал более совершенный вакуумный насос для полного удаления воздуха из лампы и разработал винт Эдисона (то, что сейчас является стандартным патроном для лампочек).

(Историческая сноска: нельзя говорить об истории лампочки, не упомянув Уильяма Сойера и Албона Мэна, получивших патент США на лампу накаливания, и Джозефа Свана, который запатентовал свою лампочку в Англии. дебаты о том, нарушали ли патенты Эдисона на лампочки патенты этих других изобретателей.В конце концов, американская осветительная компания Эдисона объединилась с Thomson-Houston Electric Company - компанией, производящей лампы накаливания по патенту Сойера-Мэна - и образовала General Electric, а английская осветительная компания Эдисона объединилась с компанией Джозефа Свона и образовала Ediswan в Англии.)

Что делает вклад Эдисона в электрическое освещение настолько выдающимся, так это то, что он не остановился на улучшении лампочки - он разработал целый ряд изобретений, которые сделали использование лампочек практичным.Эдисон смоделировал свою технологию освещения на основе существующей газовой системы освещения. В 1882 году на виадуке Холборн в Лондоне он продемонстрировал, что электричество можно распределять от расположенного в центре генератора через серию проводов и трубок (также называемых трубопроводами). Одновременно он сосредоточился на улучшении выработки электроэнергии, разработав первую коммерческую энергосистему под названием Pearl Street Station в нижнем Манхэттене. А чтобы отслеживать, сколько электроэнергии потребляет каждый покупатель, Эдисон разработал первый электросчетчик.

Пока Эдисон работал над всей системой освещения, другие изобретатели продолжали делать небольшие успехи, улучшая процесс производства нити накала и эффективность лампы. Следующее большое изменение в лампах накаливания произошло с изобретением вольфрамовой нити европейскими изобретателями в 1904 году. Эти новые лампы накаливания прослужили дольше и имели более яркий свет по сравнению с лампами с углеродной нитью. В 1913 году Ирвинг Ленгмюр понял, что размещение инертного газа, такого как азот, внутри колбы удваивает ее эффективность.В течение следующих 40 лет ученые продолжали вносить улучшения, которые снизили стоимость и повысили эффективность лампы накаливания. Но к 1950-м годам исследователи еще только выяснили, как преобразовать около 10 процентов энергии, используемой лампой накаливания, в свет, и начали фокусировать свою энергию на других осветительных решениях.

Дефицит энергии ведет к прорыву флуоресценции

В 19 веке два немца - стеклодув Генрих Гайсслер и врач Юлиус Плюкер - обнаружили, что они могут производить свет, удаляя почти весь воздух из длинной стеклянной трубки и пропуская электрический ток. ток через нее, изобретение, которое стало известно как трубка Гейслера.Эти газоразрядные лампы не пользовались популярностью до начала 20 века, когда исследователи начали искать способ повысить эффективность освещения. Газоразрядные лампы стали основой многих технологий освещения, включая неоновые лампы, натриевые лампы низкого давления (тип, используемый в наружном освещении, таком как уличные фонари) и люминесцентные лампы.

И Томас Эдисон, и Никола Тесла экспериментировали с люминесцентными лампами в 1890-х годах, но ни один из них никогда не производил их в коммерческих целях.Вместо этого именно прорыв Питера Купера Хьюитта в начале 1900-х годов стал одним из предшественников люминесцентной лампы. Хьюитт создал сине-зеленый свет, пропустив электрический ток через пары ртути и включив балласт (устройство, подключенное к лампочке, которое регулирует ток через трубку). Хотя лампы Cooper Hewitt были более эффективными, чем лампы накаливания, они мало пригодны для использования из-за цвета света.

К концу 1920-х - началу 1930-х годов европейские исследователи проводили эксперименты с неоновыми трубками, покрытыми люминофором (материалом, который поглощает ультрафиолетовый свет и преобразует невидимый свет в полезный белый свет).Эти открытия послужили толчком к осуществлению программ исследований люминесцентных ламп в США, и к середине и концу 1930-х годов американские осветительные компании демонстрировали люминесцентные лампы для ВМС США и на Всемирной выставке 1939 года в Нью-Йорке. Эти фонари прослужили дольше и были примерно в три раза эффективнее, чем лампы накаливания. Потребность в энергоэффективном освещении американских военных заводов привела к быстрому распространению люминесцентных ламп, и к 1951 году в США больше света производилось линейными люминесцентными лампами.

Другой недостаток энергии - нефтяной кризис 1973 года - заставил инженеров-осветителей разработать люминесцентные лампы, которые можно было бы использовать в жилых помещениях. В 1974 году исследователи из Сильвании начали исследовать, как можно миниатюризировать балласт и вставить его в лампу. Хотя они разработали патент на свою лампочку, они не могли найти способ ее производства. Два года спустя, в 1976 году, Эдвард Хаммер из General Electric придумал, как изгибать люминесцентную лампу в форме спирали, создав первую компактную люминесцентную лампу (КЛЛ).Как и Sylvania, General Electric отложила этот дизайн, потому что новое оборудование, необходимое для массового производства этих фонарей, было слишком дорогим.

Первые компактные люминесцентные лампы появились на рынке в середине 1980-х годов по розничным ценам от 25 до 35 долларов, но цены могли сильно различаться в зависимости от региона из-за различных рекламных акций, проводимых коммунальными предприятиями. Потребители указали на высокую цену как на препятствие номер один при покупке КЛЛ. Были и другие проблемы - многие КЛЛ 1990 года были большими и громоздкими, они плохо вписывались в светильники, у них была низкая светоотдача и непостоянные характеристики.С 1990-х годов улучшение характеристик КЛЛ, цены, эффективности (они потребляют примерно на 75 процентов меньше энергии, чем лампы накаливания) и срока службы (они служат примерно в 10 раз дольше) сделали их жизнеспособным вариантом как для арендаторов, так и для домовладельцев. Спустя почти 30 лет после того, как КЛЛ были впервые представлены на рынке, КЛЛ ENERGY STAR® стоит всего 1,74 доллара за лампу при покупке в упаковке по четыре штуки.

Светодиоды: будущее уже здесь

Одна из самых быстро развивающихся технологий освещения сегодня - это светодиоды (или LED).Тип твердотельного освещения, светодиоды используют полупроводник для преобразования электричества в свет, часто имеют небольшую площадь (менее 1 квадратного миллиметра) и излучают свет в определенном направлении, что снижает потребность в отражателях и рассеивателях, которые могут задерживать свет.

Это также самые эффективные фонари на рынке. Эффективность лампочки также называется световой эффективностью. Это мера излучаемого света (люмены), деленная на потребляемую мощность (ватты). Лампа, которая на 100 процентов эффективна при преобразовании энергии в свет, будет иметь эффективность 683 лм / Вт.Чтобы представить это в контексте, лампа накаливания мощностью от 60 до 100 Вт имеет эффективность 15 лм / Вт, эквивалентная CFL имеет эффективность 73 лм / Вт, а текущие сменные лампы на основе светодиодов на рынке варьируются от 70 до 120 лм / Вт со средней эффективностью 85 лм / Вт.

В 1962 году, работая в General Electric, Ник Холоняк-младший изобрел первый светодиод видимого спектра в виде красных диодов. Затем были изобретены бледно-желтые и зеленые диоды. Поскольку компании продолжали улучшать красные диоды и их производство, они начали появляться в

.

Кто изобрел лампочку?

Хотя Томасу Эдисону обычно приписывают изобретение лампочки, знаменитый американский изобретатель был не единственным, кто внес свой вклад в разработку этой революционной технологии. Многие другие известные деятели также запомнились работой с электрическими батареями, лампами и созданием первых ламп накаливания.

Ранние исследования и разработки

История лампочки началась задолго до того, как Эдисон запатентовал первую коммерчески успешную лампочку в 1879 году.В 1800 году итальянский изобретатель Алессандро Вольта разработал первый практический метод производства электричества - гальваническую батарею. Сделанная из чередующихся дисков из цинка и меди, перемежаемых слоями картона, пропитанного соленой водой, куча проводила электричество, когда на обоих концах был подключен медный провод. Светящийся медный провод Вольты, на самом деле предшественник современных батарей, также считается одним из самых ранних проявлений освещения лампами накаливания.

Вскоре после того, как Вольта представил свое открытие постоянного источника электричества Королевскому обществу в Лондоне, Хэмфри Дэви, английский химик и изобретатель, создал первую в мире электрическую лампу, соединив гальванические батареи с угольными электродами.Изобретение Дэви 1802 года было известно как электрическая дуговая лампа, названная в честь яркой дуги света, излучаемой между двумя угольными стержнями.

Хотя дуговая лампа Дэви, безусловно, была улучшением автономных свай Volta, она все же не была очень практичным источником освещения. Эта примитивная лампа быстро перегорела и была слишком яркой для использования дома или на работе. Но принципы, лежащие в основе дугового света Дэви, использовались на протяжении 1800-х годов при разработке многих других электрических ламп и лампочек.

В 1840 году британский ученый Уоррен де ла Рю разработал электрическую лампочку, в которой вместо меди использовалась спиральная платиновая нить накала, но высокая стоимость платины помешала лампочке добиться коммерческого успеха. А в 1848 году англичанин Уильям Стейт увеличил срок службы обычных дуговых ламп, разработав часовой механизм, который регулировал движение быстро разрушающихся угольных стержней ламп. Но стоимость батарей, используемых для питания ламп Стэйта, сдерживала коммерческие начинания изобретателя.

Джозеф Свон против Томаса Эдисона

В 1850 году английский химик Джозеф Суон занялся проблемой экономической эффективности предыдущих изобретателей и к 1860 году разработал электрическую лампочку, в которой вместо платиновых нитей использовались углеродные бумажные волокна. Свон получил патент в Великобритании в 1878 году, а в феврале 1879 года он продемонстрировал рабочую лампу на лекции в Ньюкасле, Англия, по данным Смитсоновского института. Как и в более ранних версиях лампочки, нити Свана были помещены в вакуумную трубку, чтобы свести к минимуму их воздействие кислорода и продлить срок их службы.К несчастью для Свана, вакуумные насосы его времени не были эффективными, как сейчас, и, хотя его прототип хорошо работал для демонстрации, на практике он был непрактичным.

Эдисон понял, что проблема с конструкцией Свана была в нити накала. Тонкая нить накала с высоким электрическим сопротивлением сделает лампу практичной, потому что для ее свечения потребуется лишь небольшой ток. Он продемонстрировал свою лампочку в декабре 1879 года. Свон включил усовершенствование в свои лампочки и основал компанию по производству электрического освещения в Англии.Эдисон подал в суд за нарушение патентных прав, но патент Суона был серьезным заявлением, по крайней мере, в Соединенном Королевстве, и два изобретателя в конечном итоге объединили усилия и сформировали Edison-Swan United, которая стала одним из крупнейших производителей лампочек в мире, согласно данным Музей неестественной тайны.

Лебедь был не единственным конкурентом, с которым Эдисон столкнулся. В 1874 году канадские изобретатели Генри Вудворд и Мэтью Эванс подали патент на электрическую лампу с угольными стержнями разного размера, помещенными между электродами в стеклянном цилиндре, заполненном азотом.Пара безуспешно пыталась коммерциализировать свои лампы, но в конце концов продала свой патент Эдисону в 1879 году.

За успехом лампочки Эдисона последовало основание в 1880 году компании Edison Electric Illuminating Company в Нью-Йорке. финансовые взносы JP Morgan и других богатых инвесторов того времени. Компания построила первые электростанции, которые питали бы электрическую систему и недавно запатентованные лампы. Первая генерирующая станция была открыта в сентябре 1882 года на Перл-стрит в нижнем Манхэттене.

По данным Министерства энергетики США, другие изобретатели, такие как Уильям Сойер и Албон Ман, присоединились к слиянию своей компании с компанией Эдисона и образовали General Electric.

Первая практичная лампа накаливания

По данным Министерства энергетики, Эдисон преуспел и превзошел своих конкурентов в разработке практичной и недорогой лампочки. Эдисон и его команда исследователей в лаборатории Эдисона в Менло-Парке, штат Нью-Джерси, протестировали более 3000 конструкций лампочек в период с 1878 по 1880 годы.В ноябре 1879 года Эдисон подал патент на электрическую лампу с углеродной нитью. В патенте перечислено несколько материалов, которые могут быть использованы для нити, включая хлопок, лен и дерево. Следующий год Эдисон потратил на поиск идеальной нити для своей новой лампы, тестируя более 6000 растений, чтобы определить, какой материал будет гореть дольше всего.

Через несколько месяцев после выдачи патента 1879 года Эдисон и его команда обнаружили, что обугленная бамбуковая нить может гореть более 1200 часов.Бамбук использовался для изготовления нитей в лампах Эдисона, пока его не начали заменять более долговечными материалами в 1880-х и начале 1900-х годов. [По теме: Какая лампа горит дольше всего?]

В 1882 году Льюис Ховард Латимер, один из исследователей Эдисона, запатентовал более эффективный способ производства углеродных волокон. А в 1903 году Уиллис Р. Уитни изобрел обработку этих нитей, которая позволила им ярко гореть, не затемняя внутреннюю поверхность их стеклянных колб.

Вольфрамовые нити

Уильям Дэвид Кулидж, американский физик из General Electric, в 1910 году усовершенствовал метод производства вольфрамовых нитей.Вольфрам, который имеет наивысшую температуру плавления среди всех химических элементов, был известен Эдисону как отличный материал для нити накаливания лампочек, но в конце 19 века не было оборудования, необходимого для производства сверхтонкой вольфрамовой проволоки. Вольфрам по-прежнему является основным материалом, который сегодня используется в нити накаливания.

Светодиодные фонари

Светоизлучающие диоды (светодиоды) теперь считаются будущим освещения из-за меньшего энергопотребления, более низкой ежемесячной цены и более длительного срока службы, чем у традиционных ламп накаливания.

Ник Холоняк, американский ученый из General Electric, случайно изобрел красный светодиод, пытаясь создать лазер в начале 1960-х годов. Как и в случае с другими изобретателями, принцип, согласно которому некоторые полупроводники светятся при подаче электрического тока, был известен с начала 1900-х годов, но Холоняк был первым, кто запатентовал его для использования в качестве осветительной арматуры.

По данным Министерства энергетики, в течение нескольких лет к смеси были добавлены желтые и зеленые светодиоды, которые использовались в нескольких приложениях, включая световые индикаторы, дисплеи калькуляторов и светофоры.Синий светодиод был создан в начале 1990-х годов Исаму Акасаки, Хироши Амано и Сюдзи Накамура, группой японских и американских ученых, за что они получили Нобелевскую премию по физике 2014 года. Синий светодиод позволил ученым создавать белые светодиодные лампы, покрывая диоды люминофором.

Сегодня выбор освещения расширился, и люди могут выбирать различные типы лампочек, в том числе компактные люминесцентные (КЛЛ) лампы, работающие за счет нагрева газа, который производит ультрафиолетовое излучение, и светодиодные лампы.

Несколько осветительных компаний раздвигают границы возможностей лампочек, в том числе Phillips и Stack. Phillips - одна из нескольких компаний, которые создали беспроводные лампочки, которыми можно управлять через приложение для смартфона. В Phillips Hue используется светодиодная технология, которую можно быстро включить, выключить или затемнить одним щелчком на экране смартфона, а также можно запрограммировать. Высококачественные лампочки Hue можно даже настроить на широкий диапазон цветов (всего около шестнадцати миллионов) и синхронизировать их с музыкой, фильмами и видеоиграми.

Stack, начатый инженерами Tesla и NASA, разработал интеллектуальную лампочку с использованием светодиодной технологии с широким спектром функций. Он может автоматически определять окружающее освещение и регулировать его по мере необходимости, он выключается и включается с помощью датчика движения, когда кто-то входит в комнату, может использоваться в качестве оповещения о пробуждении и даже настраивает цвет в течение дня в соответствии с естественными циркадными циклами человека и узоры естественного света. Лампочки также имеют встроенную программу обучения, которая со временем адаптируется к потребностям жителей.И все эти функции можно программировать или контролировать с любого смартфона или планшета. Подсчитано, что интеллектуальные лампочки Stack могут потреблять примерно на шестьдесят процентов меньше энергии, чем обычные светодиодные лампы, и служат от двадцати до тридцати тысяч часов в зависимости от модели (по сравнению с двадцатью пятью и пятьдесят тысячами часов для обычных светодиодных лампочек. в соответствующих корпусах).

Эти лампочки совместимы (или скоро будут) со многими вариантами превращения всего дома в умный дом, включая использование с Amazon Alexa, Google Home и Apple HomeKit.

Следуйте за Элизабет Палермо в Twitter @techEpalermo, Facebook или Google+. Следите за LiveScience @livescience. Мы также в Facebook и Google+.

Рэйчел Росс внесла свой вклад в эту статью.

Дополнительные ресурсы

.

Смотрите также