Kto je vynálezcom prvej elektrickej lampy. Elektrická žiarovka bola vynájdená v Rusku. História vynálezu elektrickej lampy

Na túto zdanlivo jednoduchú otázku môžete počuť rôzne odpovede. Američania budú nepochybne trvať na tom, že to bol Edison. Angličania povedia, že toto je ich krajan Swann. Francúzi si možno spomenú na „ruské svetlo“ vynálezcu Jabločkova, ktorý začal v roku 1877 osvetľovať ulice a námestia Paríža. Niekto pomenuje ďalšieho ruského vynálezcu - Lodygina. Pravdepodobne budú aj iné odpovede. Kto má teda pravdu? Áno, to je snáď všetko. História žiarovky predstavuje celý reťazec objavov a vynálezov uskutočnených rôznymi ľuďmi v rôznych časoch.

Skôr než prejdem k chronológii vynálezu žiarovky, rád by som poznamenal, čo rozumieme pod pojmom „žiarovka“. V prvom rade je to zdroj svetla, zariadenie, zariadenie, v ktorom sa elektrická energia premieňa na svetelnú energiu. Metódy konverzie však môžu byť rôzne. V 19. storočí bolo známych niekoľko týchto metód. Preto aj vtedy existovalo niekoľko typov elektrických lámp: oblúkové, žiarovkové a plynové. Elektrická lampa je technický systém, t.j. súbor jednotlivých prvkov potrebných na vykonávanie hlavnej úžitkovej funkcie - osvetlenia.

História vzniku a vývoja elektrickej lampy je neoddeliteľná od histórie elektrotechniky, ktorá začína objavom elektrického prúdu v 18. storočí. Neskôr, v 19. storočí, sa svetom prehnala vlna objavov súvisiacich s elektrinou. Bolo to ako reťazová reakcia, keď jeden objav otvoril cestu ďalšiemu. Elektrotechnika zo sekcie fyziky sa vyvinula do samostatnej vedy, na ktorej vývoji pracovala celá plejáda vedcov a vynálezcov: Francúz Andre Marie Ampere, Nemci Georg Simon Ohm a Heinrich Rudolf Hertz, Briti Michael Faraday a James Maxwell a iní.

Úžasné 19. storočie, ktoré položilo základy vedeckej a technologickej revolúcie, ktorá zmenila svet, sa začalo vynálezom chemického zdroja prúdu (voltaického stĺpa). S týmto mimoriadne dôležitým vynálezom sa taliansky vedec A. Volta stretol s novým rokom 1800. A už v roku 1801 sa profesorovi petrohradskej lekársko-chirurgickej akadémie Vasilijovi Petrovovi podarilo presvedčiť svojich nadriadených, aby pre svoju fyzickú kanceláriu zakúpili v tom čase najvýkonnejšiu elektrickú batériu pozostávajúcu zo 4200 párov galvanických článkov. Pri vykonávaní experimentov s touto batériou objavil Petrov v roku 1802 elektrický oblúk - jasný výboj, ktorý sa vyskytuje medzi uhlíkovými tyčami-elektródami spojenými v určitej vzdialenosti. Navrhol tiež použiť na osvetlenie oblúk.

Pri praktickej realizácii tejto myšlienky však nastali mnohé ťažkosti. Experimenty ukázali, že oblúk horí jasne a stabilne len v určitej vzdialenosti medzi elektródami. A počas horenia oblúka sa uhlíkové elektródy postupne vypaľujú, čím sa zväčšuje oblúková medzera. Na udržanie konštantnej vzdialenosti medzi elektródami bol potrebný regulačný mechanizmus.

Vynálezcovia ponúkli rôzne riešenia. Všetky však mali tú nevýhodu, že nebolo možné zaradiť niekoľko svietidiel do jedného okruhu. Pre každé svietidlo som musel použiť iný zdroj energie. Tento problém vyriešil v roku 1856 vynálezca A.I.Shpakovsky, ktorý vytvoril osvetľovaciu inštaláciu s jedenástimi oblúkovými lampami vybavenými originálnymi regulátormi. Táto inštalácia osvetlila Červené námestie v Moskve počas korunovácie Alexandra II.

V roku 1869 ďalší ruský vynálezca V.I. Čikolev aplikoval diferenciálny regulátor na oblúkovú lampu a použil ho vo výkonných námorných svetlometoch. Podobné ovládacie prvky sa dodnes používajú vo veľkých inštaláciách svetlometov. Bohužiaľ, všetky regulátory oblúka boli nespoľahlivé a drahé.

Rozhodujúcu úlohu pri prechode od experimentov s elektrinou k hromadnému elektrickému osvetleniu zohral ruský elektrotechnik Pavel Nikolajevič Yabločkov. Jabločkov začal svoju prácu v Rusku, keď v roku 1875 zorganizoval workshop fyzikálnych nástrojov v Petrohrade. V tom istom roku dostal nápad vytvoriť jednoduchú a spoľahlivú oblúkovú lampu. Finančný kolaps podniku však prinútil Yablochkova odísť do Paríža v roku 1876, kde pokračoval v práci na oblúkovej lampe v slávnej spoločnosti na výrobu hodiniek a presných nástrojov Breguet.

Problém bol rovnaký - bol potrebný regulátor. Nápad prišiel nečakane ako vždy. Prípad pomohol. Jablochkov, ktorý o tomto probléme dôkladne premýšľal, sa išiel zahryznúť do malej parížskej kaviarne. Prišiel čašník. Yablochkov, ktorý pokračoval v premýšľaní o svojom, mechanicky sledoval, ako položil misku, lyžicu, vidličku, nôž ... A zrazu ... Yablochkov náhle vstal od stola a odišiel k východu. Ponáhľal sa do svojej dielne. Riešenie sa našlo! Jednoduché a spoľahlivé! Došlo mu to hneď, ako sa pozrel na vedľa seba ležiaci príbor, paralelne vedľa seba.

Áno, takto by mali byť uhlíkové elektródy umiestnené v lampe - nie horizontálne, ako vo všetkých predchádzajúcich prevedeniach, ale paralelne (!). Potom obe zhoria úplne rovnako a vzdialenosť medzi nimi bude vždy konštantná. A nie sú potrebné žiadne zložité regulátory.

Parížsky čašník ani len netušil, že sa stal akoby spoluautorom vynálezu. Ale ktovie, keby vtedy nôž a lyžicu tak úhľadne nepoložil pred Jabločkova, možno by vynálezcovi nepadol bleskový odhad. Pravda, „náznak“ čašníka našiel úrodnú pôdu. Koniec koncov, Yablochkov hľadal svoje riešenie aj pri stole v kaviarni a čakal na objednávku. Mimochodom, toto je výborný príklad využitia asociatívneho myslenia pri riešení zložitého technického problému. Na druhej strane je tento prípad príkladom riešenia technického problému, kedy ideálne zariadenie (v tomto prípade regulátor) je niečo, čo v skutočnosti neexistuje, ale funkcie sa vykonávajú.

Samozrejme, bol to len nápad, nie úplné riešenie problému - vytvorenie lacnej a spoľahlivej lampy. Dosiahnuť to vyžadovalo veľa práce. Po prvé, pri paralelnom usporiadaní elektród môže oblúk horieť nielen na koncoch elektród, ale aj po celej ich dĺžke a s najväčšou pravdepodobnosťou sa bude valiť k ich základni - k prúdovým svorkám. Tento problém bol vyriešený vyplnením priestoru medzi elektródami izolátorom, ktorý postupne vyhorel spolu s elektródami.

Zloženie tohto izolantu bolo ešte potrebné vybrať, čo sa urobilo pomocou hliny (kaolínu). Ako zapálite lampu? Potom bol hore medzi elektródami umiestnený tenký uhlíkový mostík, ktorý v momente zapnutia vyhorel, čím sa zapálil oblúk. Stále pretrvával problém nerovnomerného spaľovania elektród spojených s polaritou prúdu. Pretože elektróda "+" vyhorela rýchlejšie, spočiatku musela byť hrubšia. Ďalším dômyselným riešením tohto problému bolo použitie striedavého prúdu.

Dizajn oblúkovej lampy sa ukázal byť jednoduchý: dve uhlíkové tyče oddelené izolačnou vrstvou kaolínu a namontované na jednoduchom stojane pripomínajúcom svietnik. Elektródy vyhoreli rovnomerne a lampa vydávala jasné svetlo a dosť dlho. Táto „elektrická sviečka“ bola jednoduchá na výrobu a lacná.

V roku 1876 ruský vynálezca predstavil svoj vynález na londýnskej výstave. O rok neskôr podnikavý Francúz Deneiruz dosiahol založenie akciovej spoločnosti „Spoločnosť pre štúdium elektrického osvetlenia Yabločkovovými metódami“. Yabločkovove lampy sa objavili na najnavštevovanejších miestach Paríža, na ulici - Avenue de l'Opera a na Place de l'Opera, ako aj v obchode Louvre, matné plynové a kvapalinové osvetlenie nahradilo matné gule, ktoré svietili biele, mäkké svetlo. Triumfálny sprievod "La lumiere russe "(Ruské svetlo) okolo sveta. Za dva roky si Jabločkovská svieca podmanila celý Starý svet a na východe sa rozšírila až do palácov perzského šacha a kambodžského kráľa .

Ryža. 1. Pavel Nikolajevič Jabločkov a jeho sviečka.

V rokoch 1876-77 bolo získaných niekoľko francúzskych patentov, a to ako na dizajn samotnej žiarovky, tak aj na ich napájacie systémy. Výroba bola postavená na priemyselnej báze. Malá továreň v Paríži vyrábala viac ako 8 000 sviečok denne a niekoľko desiatok elektrických generátorov mesačne. Čoskoro sa však tento blahobyt skončil. Sviečka Yablochkov sa začala postupne nahrádzať lacnejšou a odolnejšou žiarovkou.

Predpokladá sa, že vynálezcom žiarovky je slávny americký vynálezca Thomas Alva Edison. 21. decembra 1879 sa v New York Herald objavil článok o novom vynáleze T.A. Edisona – „Edisonovom“ svetle, o žiarovke s uhlíkovým vláknom. O niekoľko dní neskôr, 1. januára 1880, 3 tis. zúčastnili demonštrácie elektrického osvetlenia domov a ulíc v Menlo Parku (USA) a 27. januára toho istého roku získali americký patent č. príbeh s týmto patentom a so žiarovkou je oveľa komplikovanejší a zaujímavejší.

Ryža. 2. Patent Thomasa A. Edisona na elektrickú lampu

Prvé pokusy s ohrevom vodičov elektrickým prúdom uskutočnil začiatkom 19. storočia anglický vedec Humphry Davy. Jeden z prvých pokusov použiť prúdové rozžeravenie vodičov práve na účely osvetlenia uskutočnil v roku 1844 inžinier de Molein, ktorý rozžeravil platinový drôt umiestnený vo vnútri sklenenej gule. Tieto experimenty nepriniesli požadované výsledky, keďže platinový drôt sa roztavil príliš rýchlo.

V roku 1845 v Londýne King nahradil platinu tyčinkami uhlia a získal patent na „Použitie horúcich kovových a uhlíkových vodičov na osvetlenie“.

V roku 1954, 25 rokov pred Edisonom, predstavil nemecký hodinár Heinrich Goebel v New Yorku prvé praktické žiarovky s uhlíkovým vláknom so životnosťou asi 200 hodín. Ako niť použil 0,2 mm hrubú karbonizovanú bambusovú niť, umiestnenú vo vákuu. Namiesto banky použil Gebel z ekonomických dôvodov najskôr kolínske fľaše a neskôr sklenené skúmavky. V sklenenej banke vytvoril vákuum naplnením a vyliatím ortuti, teda metódou používanou pri výrobe barometrov.

Gebel použil vytvorené lampy na osvetlenie svojho obchodu s hodinkami. Aby si zlepšil finančnú situáciu, jazdil po New Yorku na invalidnom vozíku a všetkých pozýval pozerať sa na hviezdy cez ďalekohľad. Kočík však zdobili jeho žiarovky. Gebel sa tak stal prvým človekom, ktorý použil svetlo na reklamné účely. Nemecký emigrant pre nedostatok peňazí a konexií nemohol získať patent na svoju lampu s uhlíkovým vláknom a na jeho vynález sa rýchlo zabudlo.

Od roku 1872 začal Alexander Nikolajevič Lodygin experimentovať s elektrickým osvetlením v Petrohrade. V jeho prvých lampách bola medzi masívnymi medenými tyčami v hermeticky uzavretej sklenenej guli vložená tenká tyčinka uhlia. Napriek nedokonalosti lampy v tom istom roku bankár Kozlov v spolupráci s Lodyginom založil spoločnosť na využitie tohto vynálezu. Akadémia vied udelila Lodyginovi Lomonosovovu cenu 1000 rubľov.

Na osvetlenie Petrohradskej admirality boli použité žiarovky s uhlíkovou tyčou, ktorú zostrojil Lodygin v roku 1874. V roku 1875 sa Kon stal vedúcim partnerstva a pod vlastným menom vydal vylepšenú lampu Lodygin, ktorú navrhol V.F. Didrikhson. V tejto lampe boli uhlíky umiestnené vo vákuu a vyhorený uhlík bol automaticky nahradený iným. V roku 1875 bol Florentov obchod s bielizňou v Petrohrade osvetlený troma takýmito lampami na dva mesiace a tiež na návrh P. Struveho boli kesony osvetlené pod vodou pri stavbe Alexandrovho mosta cez Nevu.

V roku 1875 začal Didrichson vyrábať drevené uhlie z dreva zuhoľňovaním drevených valcov bez prístupu vzduchu v grafitových téglikoch naplnených uhoľným práškom. V roku 1876, po Cohnovej smrti, sa partnerstvo rozpadlo. Ďalšie vylepšenie lampy urobil N.P. Bulygin v roku 1876. V jeho lampe svietil koniec dlhého uhlia, ktorý sa automaticky vytiahol, keď jeho koniec zhorel. Konštrukcia svietidiel sa ukázala ako náročná a nenáročná na výrobu, a teda nie lacná, hoci sa neustále zdokonaľovala.

Koncom 70. rokov toho istého storočia sa v jednej zo severoamerických lodeníc stavali lode pre Rusko, a keď prišiel čas ich prijatia, vydal sa tam poručík ruskej flotily A. N. Chotinskij. Vzal si so sebou niekoľko žiaroviek Lodygin. Vynález už bol patentovaný vo Francúzsku, Rusku, Belgicku, Rakúsku a Veľkej Británii. Ruské lampy ukázal vynálezcovi menom Thomas Edison, ktorý v tom čase tiež riešil problém elektrického osvetlenia.

Teraz je ťažké určiť, do akej miery opísaná okolnosť ovplyvnila Edisonov vynález. Nakoniec však vďaka jeho práci došlo ku kvalitatívnemu skoku vo zdokonaľovaní žiarovky. Edison neurobil žiadne prevratné zmeny na Lodyginovej žiarovke. Jeho lampou bola sklenená banka s uhlíkovým závitom, z ktorej sa však vzduch čerpal oveľa opatrnejšie ako Lodygin. Prednosťou Edisona je však predovšetkým to, že vynašiel a vytvoril supersystém pre túto lampu a spustil jej výrobu, čo viedlo k výraznému zníženiu nákladov. Vynašiel skrutkovaciu základňu pre lampu a objímku do nej, vynašiel poistky, vypínače, prvý merač energie. Práve s Edisonovou žiarovkou sa elektrické osvetlenie stalo skutočne masívnym a dostalo sa aj do domácností obyčajných ľudí.

Zvlášť pozoruhodný je Edisonov prístup k riešeniu problému hľadania materiálu pre vlákno. Išiel len tak, že prešiel všetky látky a materiály, ktoré mal k dispozícii (pokus-omyl). Edison vyskúšal 6000 látok s obsahom uhlíka, od obyčajných šijacích nití potiahnutých dreveným uhlím až po potraviny a decht. Najlepšie dopadol bambus, z ktorého bolo vyrobené puzdro na japonský palmový vejár. Táto titánska práca trvala asi dva roky.

Na druhej strane Atlantického oceánu, v Anglicku, približne v rovnakom čase ako Lodygin a Edison, Sir Joseph Wilson Swan pracoval na žiarovke. Ako vykurovacie teleso použil zuhoľnatenú bavlnenú niť a tiež odčerpával vzduch z banky. Swann získal britský patent na svoje zariadenie v roku 1878, asi rok pred Edisonom. Od roku 1879 začal inštalovať elektrické lampy do anglických domácností. Založením spoločnosti The Swan Electric Light Company v roku 1881 začal komerčnú výrobu lámp. Swan sa neskôr spojil s Edisonom, aby komercializoval značku Edi-Swan.

Z toho, čo bolo povedané, vyplýva, že elektrická žiarovka mala niekoľko vynálezcov vo veľmi ranom štádiu. Takmer všetci mali patenty. Pokiaľ ide o najznámejší z nich, americký Edisonov patent, ten bol súdom vyhlásený za neplatný až do uplynutia ochranných práv. Súd zistil, že žiarovku vynašiel Heinrich Gebel niekoľko desaťročí pred Edisonom.

V roku 1890 si Lodygin patentoval v USA lampu s kovovým závitom zo žiaruvzdorných kovov – oktia, irídia, ródia, molybdénu a volfrámu. Lodyginové lampy s molybdénovým vláknom boli vystavené na parížskej výstave v roku 1900 a mali taký úspech, že v roku 1906 od neho tento patent kúpila americká spoločnosť General Electric. Najzaujímavejšie je, že General Electric založil sám Thomas Edison. To bol koniec korešpondenčného sporu medzi veľkými vynálezcami.

Tým sa však vylepšenie žiarovky neskončilo. Od roku 1909 sa používali žiarovky s cikcakovým volfrámovým vláknom a v rokoch 1912-13 sa objavili žiarovky plnené dusíkom a inertnými plynmi (Ar, Kr). A nakoniec, posledné zlepšenie zo začiatku XX storočia - volfrámové vlákno sa začalo vyrábať najskôr vo forme špirály a potom vo forme bis-špirály (špirála navinutá zo špirály) a trojšpirála. Elektrická žiarovka konečne získala vzhľad, aký sme predtým videli.

Kto teda vynašiel žiarovku? Mená už boli pomenované: Petrov, Shpakovsky, Chikolev, Yablochkov, Edison, Devi, King, Gebel, Lodygin, Svan. Zdalo by sa dosť. Ale ak si vezmete „Malý encyklopedický slovník Brockhausa a Efrona“ vydaný na začiatku 20. storočia, potom sa tam dočítate: Žiarovky sú sklenený uzáver, z ktorého sa odčerpáva vzduch a kde je uhlie alebo kovové vlákno. umiestnené, vyhrievané elektrickým prúdom. Uhlíkové vlákno sa ťaží karbonizáciou bambusových vlákien (Edisonova žiarovka), hodvábu, bavlneného papiera (Swannova žiarovka). Od konca 90. rokov 19. storočia. objavili sa nové žiarovky: namiesto uhlíkového vlákna sa žiaru vystaví tyč vylisovaná z ohňovzdorných látok: oxid horečnatý, tórium, zirkónium a ytrium (Nernstova žiarovka) alebo vlákno z kovového osmia (Auerove žiarovky) a tantalu ( Boltonove a Feuerleinove žiarovky).

Ako vidíte, objavili sa nové mená – Nernst, Auer, Bolton, Feuerlein. Ak chcete, vykonaním hlbšieho vyhľadávania je možné tento zoznam doplniť.

Na otázku „Kto vynašiel žiarovku“ je asi zbytočné hľadať jednoznačnú odpoveď. Mnoho vynálezcov v tom uplatnilo svoju inteligenciu, vedomosti, prácu a talent. A to platí iba pre typy žiaroviek, ktoré boli vyvinuté v počiatočnej fáze zavádzania elektrického osvetlenia: oblúkové a žiarovky.

Na samom začiatku vývoja žiaroviek sa zistilo, že majú nízku účinnosť, t.j. veľmi malé percento energie elektrického prúdu sa premieňa na svetelnú energiu. Preto sa pokračovalo v hľadaní ďalších spôsobov premeny elektrickej energie na svetlo a robili sa pokusy o ich využitie v nových typoch elektrických svetelných zdrojov. Takýmito zdrojmi svetla sa stali plynové výbojky - zariadenia, v ktorých sa elektrická energia premieňa na optické žiarenie pri prechode elektrického prúdu cez plyny a iné látky (napríklad ortuť).

Prvé experimenty s plynovými výbojkami začali takmer súčasne so žiarovkami. V roku 1860 sa v Anglicku objavili prvé ortuťové výbojky. Avšak až do začiatku XX storočia bolo všetkých týchto experimentov málo a zostali iba experimentmi bez skutočného praktického využitia.

V prvej dekáde 20. storočia, v období masívneho zavádzania elektrického osvetlenia pomocou žiaroviek, sa zintenzívnili práce na plynových výbojkách, čo viedlo k množstvu vynálezov a objavov. V roku 1901 Peter Cooper Hewitt vynašiel nízkotlakovú ortuťovú výbojku. V roku 1906 bola vynájdená vysokotlaková ortuťová výbojka. 1910 - otvorenie halogénového cyklu. Neónovú lampu vyvinul francúzsky fyzik Georges Claude v roku 1911 a rýchlo si našla cestu do reklamy.

V 20. - 40. rokoch v mnohých krajinách pokračovali práce na plynových výbojkách, čo viedlo k zdokonaľovaniu už známych typov výbojok a objaveniu nových. Boli vyvinuté: nízkotlaková sodíková výbojka, žiarivka, xenónová výbojka a iné. V 40. rokoch sa začalo masívne používať žiarivky na osvetlenie.

Neskôr boli vynájdené ďalšie typy elektrických lámp: sodíkové vysokotlakové; halogén; kompaktná žiarivka; LED svetelné zdroje a iné. Teraz na svete existuje asi 2000 druhov svetelných zdrojov.

Napriek takémuto obrovskému množstvu typov elektrických lámp nápaditý nápad nezostáva stáť. Už známe svetelné zdroje sa naďalej zdokonaľujú. Príkladom tohto zlepšenia je vytvorenie kompaktných žiariviek v roku 1983, ktoré dosiahli veľkosť bežnej žiarovky. Na ich zapnutie nie je potrebné žiadne špeciálne štartovacie zariadenie, zapájajú sa do bežnej objímky pre žiarovky a čo je najdôležitejšie, pri rovnakom množstve vytvoreného svetla tieto svietidlá spotrebujú niekoľkonásobne menej elektriny a vydržia niekoľkonásobne dlhšie. V posledných rokoch našli takéto energeticky úsporné žiarovky čoraz väčšie využitie, a to aj napriek ich stále vyššej cene ako tradičné žiarovky.

Invenčný nápad však nekončí ani tam. Takmer súčasne dve americké firmy, Technical Consumer Products (TCP) a O · ZONELite, uviedli na trh energeticky úsporné fluorescenčné žiarovky s neočakávanými novými vlastnosťami. Podľa týchto výrobcov ich žiarovky Fresh2 a O · ZONELite (oba názvy sú registrované ochranné známky) okrem osvetlenia miestnosti eliminujú aj nepríjemné pachy, prečisťujú vzduch, zabíjajú baktérie, vírusy a plesne. Nie je to zázrak?

Tajomstvom je, že žiarovky sú potiahnuté oxidom titaničitým (TiO2), pri ožiarení fluorescenčným svetlom dochádza k fotokatalytickej reakcii. Pri tejto reakcii sa uvoľňujú negatívne nabité častice – elektróny, ktoré zanechávajú na svojom mieste kladne nabité „diery“. Vďaka tomu, že sa na povrchu žiarovky objavuje kombinácia plusov a mínusov, molekuly vody vo vzduchu sa premieňajú na veľmi silné oxidanty – hydroxidové radikály (HO), a preto majú tieto žiarovky také nezvyčajné a úžasné vlastnosti.

Ryža. 3. Plynové výbojkové úsporné žiarivky Fresh2 a O.ZONELite

Ako je možné vidieť na obrázku 3, tieto žiarovky sú dokonca navonok veľmi podobné a ich charakteristiky sú približne rovnaké. Pozoruhodný je špirálovitý tvar oboch svietidiel. Ich tvorcovia na to išli kvôli zvýšeniu svetelného výkonu, rovnako ako ich predchodcovia – tvorcovia žiaroviek. Skutočne, história sa pohybuje v špirále.

Dá sa konštatovať, že plynové výbojky si v posledných rokoch získavajú čoraz väčšiu obľubu aj v osvetlení domácností a vytláčajú žiarovky. Spotrebúvajú menej energie, rovnako ľahko sa používajú a môžu mať množstvo ďalších úžasných a užitočných vlastností. Vyššia cena, ktorá stále brzdí rozšírenie týchto svietidiel, je kompenzovaná 8-10-násobnou životnosťou a 3-5-násobnou účinnosťou. A s väčšou hromadnou výrobou bude cena postupne klesať. A keď vezmete do úvahy neustále narastajúce energetické a environmentálne problémy, ktoré zvyšujú cenu elektriny a nútia prijať úsporné opatrenia, je jasné, že vyhliadky kompaktných žiariviek sú veľmi dobré. A v najbližších rokoch nemajú prakticky žiadnu alternatívu.

Nič však nestojí. Hoci posledných 100 rokov vo vývoji osvetľovacej techniky prešlo pod víťazným pochodom plynových výbojok, objavili sa aj iné druhy svetelných zdrojov. Najsľubnejším smerom sa teraz javí smer spojený s využívaním LED svetelných zdrojov, pretože sú dokonca účinnejšie ako plynové výbojky.

Prvé priemyselné LED diódy sa objavili v 60-tych rokoch XX storočia. Nízky výkon ich však nedovoľoval použiť na osvetlenie. Našli uplatnenie ako indikátory v rôznych elektronických zariadeniach, najmä v mikrokalkulačkách, hodinách a iných domácich a vedeckých zariadeniach.

Všetko by teda pokračovalo, keby ľudstvo nečelilo problému šetrenia energie. Ukázalo sa, že dnes majú LED diódy najvyššie percento premeny elektrickej energie na svetelnú energiu. Nedalo sa neskúsiť použiť LED diódy ako svetelné zdroje. Spočiatku našli uplatnenie v ručných elektrických baterkách. Navyše to boli malé baterky, ktoré síce veľmi nesvietili, ale boli miniatúrne, čo umožnilo ich použitie aj ako kľúčenky.

Samozrejme, s LED žiarovkami je stále veľa problémov. Mnohé z nich sú úspešne vyriešené, najmä preto, že teraz veľký kapitál investuje veľa peňazí týmto smerom. A úspech je už evidentný – v predaji sa už objavili energeticky úsporné LED žiarovky.

Literatúra

* 1. N. A. Kaptsov, Pavel Nikolajevič Jabločkov 1894-1944. OGIZ. Štátne vydavateľstvo technickej a teoretickej literatúry. Moskva, Leningrad, 1944.

* 2. V. Malov, Ako parížsky čašník pomohol ruskému vynálezcovi. / Sputnik UT – populárno-vedecký prehľad / №4, 2001 / http://jtdigest.narod.ru/dig4_01/offic.htm

* 3. Ja.I. Khurgin, Áno, nie, možno... - Moskva,: Nauka, 1977, s. 208

* 4. História svetelnej techniky. / 2003-2005 ZAO NPK Daleks / http://www.daleks.ru

* 5. Kompaktné fluorescenčné žiarovky Fresh2 odstraňujú zápach a zároveň vyžarujú energeticky účinné svetlo./ http://www.fresh2.com/

* 6. Svetlá budúcnosť kvality vzduchu v interiéri! / http://www.ozonelite.com/index.html

Na otázku, kto vynašiel žiarovku, sa rozhodne odpovedať nedá. Obyvatelia Spojených štátov určite odpovedia, že Edison, Veľká Británia - ten Swann, a Rusi budú menovať mená Lodygin a Yablochkov.

Takže kto vynašiel túto vec ako prvý, poďme na to nižšie.

Žiarovky a vlastnosti ich práce

Žiarovka je osvetľovacie teleso, v ktorom sa elektrická energia premieňa na svetelnú energiu. Existuje však niekoľko spôsobov konverzie, v závislosti od toho sú žiarovky nasledujúcich typov:

• vypúšťanie plynu;
• žiarovka;
• oblúk.

Potom, čo vynálezcovia 18. storočia objavili elektrický prúd, nastala vlna všelijakých vynálezov, ktoré boli neoddeliteľne spojené s týmto fenoménom. Takíto slávni vedci pracovali na vývoji elektrickej technológie:

Začiatkom 19. storočia bol vynájdený galvanický článok, slúžiaci ako zdroj chemického prúdu. V tom istom čase ruský vedec Petrov objavil elektrický oblúk - to je výboj, ktorý sa objavuje medzi uhlíkovými tyčami-elektródami, spojenými v určitej vzdialenosti. Taký oblúk navrhnuté na použitie na osvetlenie. V tom čase to však bolo ťažké realizovať v praxi, pretože oblúk mohol jasne horieť iba pri dodržaní určitej vzdialenosti medzi elektródami a uhlíkové elektródy tiež pomaly dohoreli a zväčšila sa medzera oblúka. Preto, aby sa udržala konštantná vzdialenosť medzi elektródami, bol potrebný špeciálny regulátor.

Vtedajší vynálezcovia ponúkali svoje nápady, ale všetky boli nedokonalé, pretože v jednom okruhu nebolo možné zapnúť niekoľko lámp naraz. Ale rozhodol o tom vynálezca Shpakovsky, ktorý vynašiel inštaláciu s oblúkovými lampami, vybavenými regulátormi, ktoré v polovici 19. storočia mohli osvetliť Červené námestie v Moskve.

Yablochkov ako prvý vynálezca žiarovky

V druhej polovici 19. storočia vynálezca Pavel Yablochkov začal vyvíjať oblúkovú lampu... V Rusku je málo známy, keďže svoje diela prezentoval vo Francúzsku, kde pracoval v slávnej hodinárskej dielni Breguet.

Keď Yablochkov pracoval na vývoji elektrického regulátora, napadlo ho umiestniť uhlíkové elektródy v lampe nie vodorovne, ako predtým, ale rovnobežne. V tomto prípade začali horieť rovnakým spôsobom a vzdialenosť medzi nimi bola neustále udržiavaná.

Ale riešenie bolo ešte ďaleko od implementácie. Pri paralelne umiestnených elektródach by mohol oblúk horieť nielen na ich koncoch, ale aj po celej dĺžke. Tento problém bol vyriešený vďaka tomu, že v priestore medzi elektródami bol umiestnený izolátor, ktorý postupne vyhorel spolu s elektródami.

Izolant bol vyrobený na báze kaolínu. A na zapálenie elektrickej lampy medzi elektródami bola tenká uhlíková prepojka, ktorá v momente zapnutia vyhorela a zároveň sa zapálil oblúk. Ale tiež vyskytol sa jeden problém- ide o nerovnomerné spaľovanie elektród, ktoré súviselo s polaritou prúdu. Keďže kladná elektróda vyhorela rýchlejšie, musela byť najskôr hrubšia. A bolo tiež navrhnuté použiť striedavý prúd.

Oblúková lampa jedného z jej prvých vynálezcov mala nasledujúci dizajn:

Yablochkovov vynález bol predstavený v Londýne na výstave v roku 1876. Potom žiarovky tohto vynálezcu ocele objavia v uliciach Paríža, potom sa rozšírili do celého sveta. Toto pokračovalo, kým iní vynálezcovia nepredložili lacnejšiu žiarovku, ktorá rýchlo nahradila Yabločkovov vynález.

Kto ako prvý vynašiel žiarovku?

Kto teda ako prvý prišiel s takým zariadením, ako je klasická žiarovka, ktorú mnohí používajú dodnes?

Predpokladá sa, že prvým vynálezcom takejto lampy bol Thomas Edison. Skutočnosť, že to bol on, kto vynašiel žiarovku, sa v roku 1879 objavil vo veľkej americkej publikácii a bol prijatý zodpovedajúci patent na tento vynález.

Ale bol Edison prvý? V skutočnosti experimenty s ohrevom vodičov pomocou elektrického prúdu uskutočnil začiatkom 19. storočia vedec Devi z Veľkej Británie. A v polovici storočia inžinier Moleyn prvýkrát začal praktizovať zahrievanie vodičov pomocou prúdu na osvetlenie zahrievaním platinového drôtu vo vnútri sklenenej gule. Ale takýto experiment skončil neúspechom, pretože platinový drôt bol rýchlo pretavený.

V roku 1845 získal londýnsky vedec King patent na vynájdenie nového spôsobu použitia žeravého uhlia a kovových vodičov na osvetľovacie účely, pričom platinu nahradil uhoľnými tyčinkami.

Prvé praktické žiarovky s uhlíkovým vláknom vynašiel Heinrich Gebel v Nemecku 25 rokov pred slávnym Edisonovým vynálezom. Charakteristiky ich práce boli nasledovné:

• doba horenia bola asi 200 hodín;
• niť bola vyrobená z bambusu a mala hrúbku 0,2, bola vo vákuu;
• namiesto banky sa najskôr použili fľaštičky na parfumy a potom sklenené trubice;
• vákuum v sklenenej banke vzniklo plnením a nalievaním ortuti.

Napriek tomu, že Gebel ako jeden z prvých vynašiel žiarovku, rýchlo sa na neho zabudlo, pretože na svoj vynález nikdy nedostal patent.

Lodygin - vynálezca vylepšenej lampy

Vynálezca Alexander Lodygin začal svoje experimenty s elektrickým osvetlením realizovať v 70. rokoch 19. storočia v Petrohrade. Prvé žiarovky, ktoré vynašiel, boli vybavené veľkými medenými tyčami, ktoré sa nachádzali v hermeticky uzavretej sklenenej guli, bola medzi nimi upnutá tenká uhoľná palica. Žiarovka nebola ani zďaleka dokonalá, potom bola spustená do sériovej výroby a akadémia vied udelila Lodyginovi za tento vynález cenu.

O niečo neskôr žiarovku vylepšil Didrichson. V ňom boli uhlíky vo vákuu a spálené uhlíky rýchlo nahradili iné. Začali sa používať na osvetlenie ulíc a obchodov. Potom prešla ešte niekoľkými zmenami.

Koncom 70-tych rokov priniesli vzorky takýchto elektrických žiaroviek do Spojených štátov zástupcovia námorníctva, predtým boli patentované v iných krajinách ako Rusko:

• Rakúsko;
• Belgicko;
• Francúzsko;
• Veľká Británia.

Bol teda Edison prvý?

V Spojených štátoch v tom čase pracoval vynálezca Thomas Edison, ktorý riešil problémy elektrické osvetlenie. Videl vzorky privezené z Ruska a veľmi ho zaujali.

Ako sa Edisonov vynález líšil od Lodyginových žiaroviek:

• Edisonova lampa mala podobne ako Lodyginov vynález tvar sklenenej banky s uhlíkovým závitom, z ktorej sa odčerpával vzduch, no bolo to dôkladnejšie premyslené;
• svietidlo je navyše vybavené základňou a objímkou;
• boli tam vypínače a poistka;
• objavil sa prvý merač energie.

Edison dokončil Lodyginov vynález a spustil výrobu žiaroviek, čím zmenil elektrické osvetlenie z luxusu na masový fenomén.

Edison sa tiež podrobne zaoberal otázkou hľadania materiálu pre vlákna. Jednoducho prešiel cez všetko možné látky a materiály Celkovo vyskúšal asi 6 tisíc látok s obsahom uhlíka: sú to šijacie nite s uhlím, živicou a dokonca aj potravinárske výrobky. Najvhodnejšou možnosťou sa ukázal byť bambus.

V tom istom čase Joseph Swann pracoval na vynáleze elektrickej lampy vo Veľkej Británii. Na ohrevný článok sa použila spálená bavlnená niť a z banky sa odčerpal vzduch. V 80. rokoch 19. storočia Swann založil vlastnú spoločnosť a výroba žiaroviek sa rozbehla. Potom on a Edison zlúčili výrobu a objavila sa ochranná známka Edi-Swan.

A sám Lodygin už v USA, kam sa presťahoval z Ruska, patentoval v 90. rokoch žiarovku s kovovým závitom na báze žiaruvzdorných materiálov:

• volfrám;
• irídium;
• octium;
• ródium;
• molybdén.

Žiarovky, ktoré Lodygin vynašiel, boli úspešne predstavené na parížskej výstave v roku 1900 a už v roku 1906 patent získala americká spoločnosť General Electric. Túto spoločnosť organizoval Thomas Edison.

V tejto fáze sa vývoj vynálezu nezastavil. Žiarovky boli vynájdené už v roku 1909, vybavené volfrámovým závitom usporiadané do cikcaku. O niekoľko rokov neskôr boli vynájdené lampy s dusíkom a inertnými plynmi. Volfrámová niť bola najprv vyrobená vo forme špirály a potom bi- a triskoilov. Výsledkom bolo získanie moderného vzhľadu žiarovky.

V ranom štádiu mala elektrická lampa niekoľko vynálezcov naraz a takmer všetkých mal patent k tvojmu vynálezu. Pokiaľ ide o patent získaný Thomasom Edisonom, jeho súd ho vyhlásil za neplatný až do uplynutia doby ochrany. Podľa súdneho rozhodnutia sa zistilo, že prvú žiarovku vynašiel Heinrich Goebel dávno pred Edisonom.

Nikto nevie odpovedať, kto bol medzi prvými, kto vynašiel žiarovku. Každý z tých, ktorí na tom pracovali, prispel k spoločnej veci. A to platí len pre tieto typy svietidiel, ktorý sa objavil na samom začiatku vývoja elektrického osvetlenia. A vymenovať všetkých, ktorí ďalej pracovali na vývoji osvetľovacích elektrických zariadení v rámci jedného článku, bude jednoducho nemožné.

Pre moderného človeka je ťažké predstaviť si, že len pred viac ako sto rokmi urobili elektrické žiarovky prvé kroky v našom každodennom živote.

Zoznam vynálezcov najmodernejších zariadení je spravidla obmedzený na jednu alebo dve osoby (často sa stáva, že dvaja talentovaní vynálezcovia prídu na stelesnenie tej istej myšlienky s malým časovým odstupom). Existuje však niekoľko veľmi zaujímavých výnimiek z tohto pravidla. Napríklad žiarovka. Je dosť ťažké uveriť, že jednoduchú žiarovku vynašiel nie jeden, nie dvaja alebo dokonca traja, ale trinásti vedci. Ale v skutočnosti je to tak. A dôvod je jednoduchý: faktom je, že prvá patentovaná žiarovka a žiarovka, ktorú používame dnes, sú presne 100 rokov nepretržitého zdokonaľovania, ktoré vykonávajú rôzni vynálezcovia z celého sveta.

A každý z nich prispel k histórii vynálezu jednoduchej domácej žiarovky. To znamená, že nemôžete jednoznačne odpovedať na otázku: kto vynašiel žiarovku, bohužiaľ, nebude fungovať.

Začiatok premeny elektrickej energie na svetlo položili experimenty vedca Vasilija Petrova, ktorý v roku 1803 pozoroval fenomén elektrického oblúka. V roku 1810 urobil anglický fyzik Devi rovnaký objav. Obaja dostali elektrický oblúk pomocou veľkej batérie článkov medzi koncami tyčí dreveného uhlia.

On aj ten druhý napísali, že galvanický oblúk možno použiť na osvetľovacie účely. Najprv však bolo potrebné nájsť vhodnejší materiál na elektródy, keďže tyče dreveného uhlia vyhoreli za pár minút a na praktické využitie boli málo použiteľné.

V 19. storočí sa rozšírili dva typy elektrických lámp: žiarovky a oblúkové lampy. Oblúkové žiarovky sa objavili o niečo skôr. Ich žiara je založená na tak zaujímavom fenoméne, akým je elektrický oblúk. Ak zoberiete dva vodiče, pripojíte ich k dostatočne silnému zdroju prúdu, spojíte a následne od seba oddialite niekoľko milimetrov, medzi koncami vodičov sa vytvorí niečo ako plameň s jasným svetlom. Úkaz bude krajší a jasnejší, ak namiesto kovových drôtov vezmete dve nabrúsené uhlíkové tyče.

Angličan Delarue vytvoril prvú žiarovku s platinovým vláknom v roku 1809. Prvú ručne ovládanú oblúkovú lampu navrhol v roku 1844 francúzsky fyzik Foucault. Drevené uhlie nahradil tyčinkami tvrdého koksu. V roku 1848 prvýkrát použil oblúkovú lampu na osvetlenie jedného z parížskych námestí.

V roku 1875 Pavel Nikolaevič Yablochkov navrhol spoľahlivé a jednoduché riešenie pre oblúkové lampy. Uhlíkové elektródy umiestnil paralelne a oddelil ich izolačnou vrstvou. Vynález mal obrovský úspech. V roku 1877 bola s ich pomocou prvýkrát zavedená pouličná elektrina na Avenue de L'Opera v Paríži. Svetová výstava, ktorá sa otvorila nasledujúci rok, poskytla príležitosť mnohým elektrotechnikom zoznámiť sa s týmto pozoruhodným vynálezom. Pod názvom „Ruské svetlo“ sa Yabločkovove sviečky neskôr začali používať na pouličné osvetlenie v mnohých mestách po celom svete.

V roku 1874 si inžinier Alexander Lodygin nechal patentovať „vláknovú lampu“. Ako vlákno bola použitá uhlíková tyč, opäť umiestnená v nádobe s vákuom. V roku 1890 prišiel Lodygin s myšlienkou nahradiť uhlíkové vlákno drôtom vyrobeným zo žiaruvzdorného volfrámu, ktorý mal teplotu ohrevu 3385 stupňov. V roku 1906 Lodygin predal patent na volfrámové vlákno spoločnosti General Electric. Vzhľadom na vysokú cenu volfrámu má vynález obmedzené uplatnenie.

Prvé prípady využitia elektriny na Ukrajine pre potreby osvetlenia sú známe už od 70. rokov minulého storočia.

V roku 1878 inžinier A.P. Borodin vybavil sústruh kyjevských železničných dielní štyrmi elektrickými oblúkovými svetlami. Každá lampa mala svoj vlastný elektromagnetický Gram stroj. Lampy boli rozmiestnené v dvoch radoch. Uhlie sú navrhnuté na 3 hodiny práce.

V roku 1886 bolo v parku Château de Fleur v Kyjeve inštalované elektrické osvetlenie. V roku 1996 začala v tom istom meste fungovať prvá verejná elektráreň.

Skutočnú revolúciu vo vytváraní žiarovky urobili experimenty amerického vynálezcu Edisona. Predtým, ako sa pustil do experimentov, študoval všetky skúsenosti spoločností, ktoré sú držiteľmi plynu v osvetľovaní miest a priestorov. Na papieri vypracoval podrobné schémy elektrárne a komunikačných liniek do domácností a tovární. Počítal som náklady na všetok materiál a vypočítal som, že cena žiarovky pre spotrebiteľa by nemala presiahnuť 40 centov.

Od roku 1878 vykonal vo svojom laboratóriu viac ako 12 tisíc experimentov. Odhaduje sa, že jeho asistenti testovali najmenej 6 000 rôznych látok a zlúčenín a na experimenty sa minulo viac ako 100 000 dolárov.

Najprv Edison vymenil krehké žeravé uhlíky za odolnejšie z uhlia, potom začal experimentovať s rôznymi kovmi a napokon sa usadil na nite zo zuhoľnatených bambusových vlákien. V roku 1879 Edison za prítomnosti troch tisícok ľudí verejne vystavil svoje elektrické žiarovky, ktorými osvetlil svoj dom, laboratórium a niekoľko priľahlých ulíc.

Bola to prvá žiarovka s dlhou životnosťou vhodná pre sériovú výrobu.

Edisonova zásluha nie je v tom, že „vynašiel“ žiarovku, ale v tom, že dal podnet k priemyselnej výrobe svietidiel a ich komponentov: káblov, dvojfázových generátorov (vynašiel Edison), elektromerov. Zásuvka a základňa, ako aj mnoho ďalších prvkov elektrického osvetlenia, ktoré sa zachovali v nezmenenej podobe - spínače, poistky, elektromery a mnoho ďalšieho - boli tiež vynájdené Edisonom.
V biznise po skončení prác na vynálezoch zostal na princípe: sľúbil, že predajnú cenu dostane na 40 centov. Predal svoju spoločnosť spoločnosti Edison General Electric Company, keď lampa dosiahla 22 centov.

Poplatky za elektrinu boli účtované za 1 hodinu horenia lampy. Cena neodradila zvýšenie počtu spotrebiteľov. Majitelia domov v mestách ochotne zabezpečili elektrické osvetlenie.

Priemerná životnosť Edisonovej žiarovky bola 800-1000 hodín nepretržitého horenia. Takmer tridsať rokov sa žiarovky vyrábali spôsobom, ktorý vyvinul Edison, ale budúcnosť bola v žiarovkách s kovovým vláknom.

Začiatok dvadsiateho storočia je prvým pokusom o uvedenie výroby žiaroviek s volfrámovým vláknom do "prúdu", o nastolenie ich masovej výroby. Bohužiaľ to bolo možné až v roku 1906 vďaka úsiliu Alexandra Lodygina a Williama Coolidgea, ktorí tvrdo pracovali na dostupných metódach na získanie volfrámového vlákna. V roku 1910 William Coolidge vynašiel vylepšený spôsob výroby volfrámového vlákna. Následne volfrámové vlákno vytlačí všetky ostatné typy vlákien.

Poslednou etapou zdokonaľovania žiarovky bolo použitie vzácnych inertných plynov (najmä argónu) na vyplnenie dutiny žiarovky. Vďaka tejto inovácii, ktorú navrhol Irving Langmuir, sú moderné žiarovky nielen jasné, ale aj odolné.

Moderná veda dnes ešte zjednodušuje a zefektívňuje taký jednoduchý a nenahraditeľný vynález, akým je žiarovka, no mená tých, ktorí na jej vzniku v minulosti pracovali, sa už zapísali zlatým písmom do dejín svetovej vedy.

Ľudstvo sa snaží bezpečne osvetliť svoj domov, odkedy dostalo oheň do vlastných rúk. Spočiatku to boli vatry v jaskyni, potom fakle a iné predmety nebezpečné pre požiar. S rozvojom ľudstva a techniky sa metódy osvetlenia menili a zlepšovali.

Nebudeme robiť hlboké exkurzie do histórie a nezistíme celý vývoj osvetľovacích zariadení: na túto tému možno napísať viac ako jednu knihu. Zoberieme do úvahy jednu z najzaujímavejších otázok - kto a kedy vynašiel alebo vynašiel modernú elektrickú žiarovku.

Trochu histórie

Na túto otázku, položenú v rôznych krajinách, možno odpovedať úplne inak. Američania s obvyklým sebavedomím budú tvrdiť, že je to vynálezca prvej žiarovky – ich krajan Edison, ktorý na svoj vynález dostal v roku 1880 patent. Francúzi pomenujú ruského vedca Yablochkov: s pomocou jeho vynálezu začali osvetľovať námestia a divadlá hlavného mesta tejto krajiny. Možno si niekto spomenie na Lodygina, vynálezcu z Petrohradu, ktorého lampy v roku 1873 začali osvetľovať ulice mesta. S najväčšou pravdepodobnosťou budú aj iné odpovede: všetko závisí od povedomia danej osoby o tejto problematike.

Najprekvapujúcejšie je, že v tomto prípade bude mať každý pravdu. Ako je to možné?

S vynálezom elektriny (objav elektrického prúdu) nasledovali vedecké objavy jeden za druhým. Navyše ich vyrobili úplne iní vedci a vynálezcovia v úplne iných krajinách. Postupne vznikla elektrotechnika ako samostatná veda (spočiatku to všetko súviselo s fyzikálnymi javmi).

Začiatkom vývoja a hľadania riešení pre vynález elektrickej žiarovky bolo prijatie elektrického oblúka od vtedy najsilnejšej elektrickej batérie ruským akademikom Petrovom v roku 1802. Na druhej strane bolo vytvorenie tejto batérie možné vďaka vynálezu talianskeho Volta zdroja chemickej energie - galvanického článku. Z jedného vynálezu teda vzišli ďalšie objavy, ktoré zase viedli k novým nápadom a skúsenostiam.

V polovici 19. storočia mnohí vedci a vynálezcovia experimentovali, aby získali stabilnú a dlhotrvajúcu žiaru. Rôzne nápady viedli k tomu, že vynikli tri oblasti rozvoja. Niektorí vedci sa pokúšali vylepšiť elektrickú oblúkovú lampu, iní bojovali o žiarovku a ďalší pracovali s plynovými výbojkami.

Napriek tomu bol elektrický oblúk považovaný za najsľubnejší z hľadiska osvetlenia: práve v tomto smere sa uskutočnila väčšina výskumov a uskutočnili sa rôzne experimenty. Všetci výskumníci však čelili rovnakému problému: medzi elektródami je jasný a v určitej vzdialenosti medzi nimi je vytvorený stabilný oblúk. Väčšina experimentov bola vykonaná pomocou uhlíkových elektród, ktoré pomerne rýchlo vyhoreli a vzdialenosť oblúka sa neustále menila.

Bol potrebný automatický regulátor. Boli navrhnuté rôzne možnosti, ale všetky mali jednu nevýhodu: pre každú elektrickú žiarovku bol potrebný samostatný zdroj energie. Veľký prielom v tomto smere urobil v roku 1856 vynálezca Shpakovsky: podarilo sa mu zostaviť inštaláciu 11 oblúkových lámp, ktoré pracovali v jednom okruhu z jedného zdroja energie.

O trinásť rokov neskôr, v roku 1869, Čikolev vynašiel a úspešne otestoval diferenciálny regulátor pre oblúkové lampy. Tento vynález (v vylepšenej forme) sa dnes úspešne používa vo výkonných inštaláciách. Príkladom sú námorné svetlomety a majáky.

Prielom Yablochkov

V polovici druhej polovice 19. storočia v lavíne technických výdobytkov a nových vynálezov nastal relatívny pokoj. Vynálezcovia a elektrotechnici stále nedokázali vyriešiť hlavný problém: nerovnomerné spaľovanie uhlíkových elektród. Taktiež sa nenašiel účinný a kompaktný regulátor. Stojí však za zmienku, že sa dosiahli určité úspechy: elektródy boli umiestnené v sklenenej banke, čo im poskytlo určitú ochranu pred mechanickými a atmosférickými vplyvmi.

Ako to už pri veľkých vynálezoch býva, pomohla náhoda. Yablochkov, ktorý bol extrémne premyslený nad riešením tohto problému, zadal objednávku čašníkovi a zamyslene ho sledoval, ako usporiada taniere a príbory. Predstavte si čašníkovo prekvapenie, keď vážený pán zrazu vyskočil a niečo si zamrmlal popod nos a vybehol z kaviarne. Snáď nikdy nezistil, že sa proti svojej vôli stal spoluautorom revolučného riešenia, ktoré posunulo vynález efektívnej žiarovky z mŕtveho bodu.

Faktom je, že dovtedy všetci výskumníci umiestňovali elektródy do banky vodorovne, čo viedlo k nerovnomernému vytvoreniu oblúka medzi nimi. Pri pohľade na rovnobežne ležiaci príbor Yablochkovej svitlo: takto treba umiestniť elektródy. V tomto prípade bude vzdialenosť medzi nimi rovnaká: potreba regulátorov jednoducho zmizne sama.

Samozrejme, konečné riešenie problému bolo ešte veľmi vzdialené, ale to hlavné sa podarilo: dostal sa nový impulz k invenčnej myšlienke a prelomila sa bariéra rokov označovania času.

• Po prvé, elektrotechnici čelili novému problému: paralelné tyče začali horieť po celej dĺžke: oblúk sa neustále valil smerom k svorkám s prúdom. Problém sa vyriešil až po umiestnení izolačnej podložky medzi elektródy. Po mnohých pokusoch bol kaolín uznaný ako najlepší v tejto kvalite: topil sa rovnomerne s elektródami;
• Ďalším problémom, ktorému Yabločkovov tím čelil, bola otázka, ako zapáliť elektródy? Riešením bola uhlíková prepojka umiestnená na vrchu lampy, ktorá po privedení prúdu vyhorela a vytvorila oblúk;
• Problém nerovnomerného stenčenia elektród bol vyriešený tým, že kladná tyč bola hrubšia ako záporná. Iba použitie striedavého prúdu dokázalo tento problém úplne vyriešiť.

V roku 1876, prezentovaná na výstave v anglickom hlavnom meste, mala sviečka Yablochkov pomerne jednoduchý dizajn: dve vertikálne umiestnené elektródy vyžarovali jasné a jemne matné svetlo. Rok po výstave vznikla akciová spoločnosť zaoberajúca sa problematikou štúdia elektrického osvetlenia na základe výskumu a úspechov Yablochkova.

Počas týchto dvoch rokov boli tiež získané potrebné patenty na výrobu sviečok Yablochkov, ktoré sa v Európe nazývali „ruské svetlo“, začali vo Francúzsku. Rozbehla sa aj výroba elektrických generátorov, ktoré poháňali prvú sériovo vyrábanú žiarovku.

Žiarovky

Takmer paralelne s tým pokročili vynálezy a výskum so žiarovkami. Edison získal celosvetovú slávu: verí sa, že to bol on, kto vynašiel prvú lampu fungujúcu na princípe žiarovky. To všetko je zároveň pravda a trochu nepravda. Rovnako ako v predchádzajúcom prípade, prácu vykonávali rôzni vedci v rôznych častiach sveta. Každý nový objav a úspech posunul všetkých vynálezcov o krok vpred.

Pokusy s elektrickým prúdom sa začali hneď po jeho objavení. Už na začiatku 19. storočia sa robili pokusy s ohrevom rôznych vodičov. Účel použitia tejto techniky na osvetlenie stanovil v roku 1844 vynálezca de Molain. Na žeravenie použil platinový drôt, ktorý umiestnil do sklenenej banky. Takýto drôt sa však rýchlo roztavil. V roku 1845 anglický vedec King navrhol nahradiť platinu uhlíkovými tyčinkami.

Prvú žiarovku, vhodnú na svietenie a fungujúcu cca 200 hodín, predstavil verejnosti G. Goebel. Pre žiarovkový elektrický prúd bolo do vákuovej lampy inštalované bambusové vlákno. Pravdepodobne sa pýtate, ako sa vám vtedy podarilo získať vákuum? V skutočnosti je všetko jednoduché. Goebel použil princíp používaný pre barometre: nalial ortuť do banky a po naliatí do vákua. No kvôli nedostatku peňazí na patent sa na tento celkom úspešný experiment čoskoro zabudlo.

Potom veľký vedec A. Lodygin začal svoje experimenty v oblasti elektrického osvetlenia v Petrohrade. Experimenty sa začali v roku 1872 a skončili skutočným úspechom: lampy navrhnuté Lodyginom sa začali používať v mnohých oblastiach a Petrohradská akadémia vied dokonca udelila autorovi cenu 1000 rubľov.

V. Didrikhson v roku 1875 zdokonalil Lodyginovu lampu: odčerpal vzduch z banky, kde sa nachádzalo uhlíkové vlákno, a tiež vynašiel mechanizmus na automatickú výmenu vyhoreného vlákna. V tom istom roku Didrikhson vynašiel úplne nový a na tú dobu unikátny spôsob výroby uhlia do lampy: vákuové zuhoľnatenie pomocou grafitu. Čoskoro však zomrel predseda partnerstva, ktoré financovalo celý výskum, a tak sa experimenty a ďalšie zdokonaľovanie lampy zastavili.

V roku 1876 sa tejto myšlienky chopil N. Bulygin a začal ju rozvíjať. Vynašiel samovysúvací mechanizmus, ktorý, keď uhlíkové tyčinky vyhoreli, ich postupne zatlačil do vákuovej banky, aby pokračovali v procese žeravenia. Technológia bola zložitá, a preto jej výroba bola nákladná.

Do konca 19. storočia bola lampa Lodygin, braná ako základ, známa v Rusku, Veľkej Británii, Francúzsku, Belgicku a ďalších krajinách. V rovnakom čase v Amerike T. Edison pracoval na vytvorení udržateľného osvetlenia z elektriny. V roku 1878 Khotinsky oficiálne prišiel do Severnej Ameriky a niesol so sebou niekoľko lámp privezených z Ruska. Teraz nie je isté, či stretnutie medzi Khotinským a Edisonom bolo náhodné alebo nie, ale stretli sa a Edison mal možnosť študovať vývoj Lodygina.

Potom Edison lampu vylepšil: metódou pokus-omyl vybral najvhodnejší materiál pre vlákno. Týmto materiálom bola podľa tohto vynálezcu bambusová niť. V roku 1880 získal Edison patent na svoj vynález a dal ho do streamingovej produkcie. Okrem toho to bol on, kto prišiel s analógom modernej skrutkovej základne a tiež vyvinul a implementoval držiak lampy. Prvú komerčnú elektrickú lampu skutočne vynašiel Thomas Edison.

Približne v rovnakom čase pracoval na podobnom vynáleze J. Swann v Anglicku. Ako vlákno použil bavlnenú niť, ktorá v banke žiarila vo vákuu. Po získaní patentu v roku 1878 boli lampy Swann inštalované v domoch v Londýne. Rozvoj výroby podnietil anglického vynálezcu k vytvoreniu veľkej spoločnosti na výrobu žiaroviek. Neskôr obaja prví výrobcovia spojili svoje sily a vytvorili spoločnú firmu na výrobu žiaroviek.

Ďalší vývoj

Prirodzene, vývoj a zdokonaľovanie žiaroviek sa tým neskončilo: stále boli dosť neúčinné. To znamená, že mali nízku účinnosť a slúžili veľmi krátko. Pokusy o zlepšenie svojich vynálezov robili všetci vývojári a vynálezcovia.

Napríklad Lodygin našiel riešenie a ako vlákno začal používať zliatiny rôznych žiaruvzdorných kovov. Používal volfrám, irídium, molybdén a ďalšie kovy. V roku 1890 si dal patentovať takéto vlákno a na parížskej výstave v roku 1900 predstavil vylepšené lampy širokej verejnosti.

Zaujímavým faktom celej histórie absentérskej konfrontácie a súťaženia medzi dvoma vynálezcami – Lodyginom a Edisonom, je kúpa patentu od Lodygina na jeho vynález americkou spoločnosťou General Electric. Zaujímavý nie je samotný fakt kúpy, ale to, že zakladateľom tejto spoločnosti je Thomas Edison. Môžeme teda povedať, že Edison monopolizovala nielen výrobu žiaroviek, ale všetku slávu z jej vynálezu.

Ale aj elektrické žiarovky zavedené do streamingovej výroby sa neustále zdokonaľovali, boli efektívnejšie a odolnejšie. V roku 1909 sa teda konečne rozhodlo použiť volfrámové vlákno. Taktiež ho od tej doby začali cikcakovito umiestňovať na niekoľko izolačných tyčí.

S rozvojom technológií a novými objavmi sa do baniek už zapečatených lámp napumpoval najskôr dusík, potom inertný plyn. To umožnilo zvýšiť jas a dobu žiary, čo sa tiež stalo technologickým prelomom na začiatku storočia. Neskôr, okolo 20. rokov 20. storočia, bolo volfrámové vlákno nahradené špirálou vyrobenou z rovnakého materiálu. Tým sa znížil počet prepálení vlákna a zvýšila sa životnosť. Následne, s rozvojom technického potenciálu, sa špirála zlepšila: najprv sa objavila dvojšpirála a potom trojšpirála.

Zhrnutie

Ako vidíte, na vynáleze žiarovky sa podieľalo mnoho vynikajúcich vedcov a vynálezcov 19. - 20. storočia. Nie je možné jednoznačne odpovedať, kedy bola vynájdená prvá žiarovka: všetky práce sa vykonávali paralelne a takmer nezávisle od seba, pretože vtedajšie komunikačné prostriedky neumožňovali okamžite zdieľať svoje úspechy so širokou verejnosťou. Niekedy trvalo roky, kým sa o novom vynáleze či objave dozvedel celý svet.

Moderní ľudia si už nevedia predstaviť svoj život bez jasného svetla, ktoré vyžarujú žiarovky.

Málokto však premýšľa o tom, kto vynašiel žiarovku a ako sa to stalo.

Vývoj tohto elektrického zariadenia je zložitý a zdĺhavý.

Na práci sa podieľalo mnoho skvelých vedcov, ktorí žiarovku postupne zdokonaľovali, aby bola taká, ako ju vidíme teraz.

Už v dávnych dobách sa ľudia pokúšali vyrábať zariadenia, ktoré by v noci vydávali svetlo. Prvé známe „žiarovky“, ktoré sa používali na svietenie, bežali na tuk. Na tento účel sa použil akýkoľvek rastlinný olej alebo živočíšny tuk. Do hlinenej nádoby sa nalial tuk, ponoril sa do nej látkový knôt a zapálil sa.

Neskôr ľudia začali ťažiť ropu, potom prišla petrolejka, ktorá nahradila „sviečku v nádobe“. Potom sa objavili prvé sviečky na báze včelieho vosku a bravčového tuku. Všetky vyššie uvedené svetelné zdroje však mali nevýhody, takže vedci pracovali na vynáleze bezpečnejších a odolnejších zariadení.

Je to zaujímavé! Prvé bezpečnostné svietidlo, ktoré sa hojne využívalo na svietenie, sa objavilo približne v druhej polovici 19. storočia. Práve v tomto období padlo veľké množstvo objavov, ktoré úzko súvisia s rozvojom elektriny.

História vynálezu

S rozsiahlym zavedením elektriny do rôznych odvetví hospodárstva a každodenného života sa začali objavovať prvé osvetľovacie zariadenia. Žiarovka je pre ľudstvo veľkým úspechom. V 18. storočí sa objavili 2 typy lámp: oblúkové a vláknové. Prvé osvetľovacie prvky sa objavili skôr, fungovali vďaka fenoménu oblúkového výboja. Vyjadruje sa vo vzhľade elektrického výboja medzi dvoma mierne oddelenými vodičmi (kov alebo uhlie). Tento jav skúmal vedec V. Petrov a o niečo neskôr - anglický fyzik Devi.

Oblúkové zariadenie však bolo schopné svietiť maximálne 5 minút, preto sa v praxi nepoužívalo. Žiarovka bola vybavená veľkým počtom elektród medzi dvoma tyčami, ktoré sa museli často posúvať k sebe, pretože rýchlo vyhoreli. Okrem toho výrobok občas vydával blikanie.

V roku 1844 Foucault vynašiel dizajn pevného koksového vodiča. Táto žiarovka sa začala používať na pouličné osvetlenie. Vysokovýkonná batéria si však vyžadovala veľké materiálové náklady, takže jej použitie bolo krátkodobé. O niečo neskôr vzniklo zariadenie s hodinovým mechanizmom, ktoré elektródy po určitom čase pri vyhorení automaticky približuje. Ani takéto svietidlá však nenašli široké uplatnenie, v tom čase sa vedci zaoberali vynálezom atraktívnejšieho svetelného zdroja.

Nie všetci ľudia vedia, kto vlastne vynašiel pracovnú žiarovku. Väčšina z nich udeľuje titul vynálezcu Thomasovi Edisonovi, ale na vytvorení svetelného prvku pracovalo veľa vedcov (vrátane Rusov).

Vynálezcovia z rôznych krajín uskutočnili experimenty, v ktorých boli vlákna umiestnené do rôznych typov médií. Ich cieľom bolo vytvoriť žiarovku, ktorá by sa dala použiť na osvetlenie obytných priestorov. Na tento účel sa skúmal účinok žeravenia rôznych materiálov, prechádzal nimi prúd, zahrievali sa a žiarili. Pre vynálezcov bolo dôležité nedovoliť, aby sa vodiče prehriali, roztaviť alebo spáliť, a tiež nájsť rovnováhu medzi vláknom a prostredím, v ktorom sa nachádza. Bolo potrebné chrániť vodič pred ničivými účinkami vzduchu, na to použili nádobu, teda žiarovku.

Prečítajte si tiež Ako pripojiť dve žiarovky alebo dve svietidlá k jednému spínaču

Jedna z prvých žiaroviek sa objavila v prvej polovici 18. storočia, jej elektródy boli odliate z platiny. Takýto dirigent bol však dosť krehký a drahý, takže nebol populárny.

Dizajn uhlíkového vlákna sa tiež nestal populárnym, pretože rýchlo vyhorel kvôli prítomnosti kyslíka v banke. Potom zariadenie začalo používať vodiče zo zuhoľnateného bambusu a z banky sa odčerpával kyslík. Ide o prvé moderné svietidlo, no stále nie je dokonalé.

Koncom 18. storočia vedci vynašli žiarovku s molybdénovou a volfrámovou cievkou. Bola schopná pracovať 30 minút. Potom bola štruktúra doplnená niekoľkými vlasmi dreveného uhlia, ktoré sa postupne spálili.

Potom americkí vedci začali s revíziou existujúcich technológií.

Etapy vývoja

Ak vás stále zaujíma, kto vynašiel žiarovku, venujte pozornosť chronológii, ktorá je uvedená v tabuľke:

Dátum v rokoch	Udalosť spojená s vývojom žiarovky
1803	Petrov z Ruska dostal voltaický oblúk pomocou výkonnej batérie.
1808	Oblúkový výboj na svietenie používal aj G. Davy (Anglicko), no nie nadlho.
1838	Jobar z Belgicka vynašiel lampu, ktorá bola osadená uhlíkovými tyčami.
1840	Anglický astronóm Delarue predstavil svoj vynález v podobe lampy s platinovými vodičmi.
1841	Vďaka úsiliu F. Moleina z Anglicka sa objavili zariadenia s platinovými tyčami a uhlíkovou výplňou.
1845	King nahradil platinové vodiče uhlíkovými elektródami.
1854	G. Gebel vynašiel prototyp modernej žiarovky s vláknom zo zuhoľnateného bambusu.
1860	D. Swan (Anglicko) predstavil žiarovku, kde bol ako vodič použitý uhlíkový papier.
1874	A. Lodygin dostal právo na osvetľovacie zariadenie s uhlíkovými elektródami.
1875	Didrikhson začal optimalizovať žiarovku Lodygin.
1875 – 1876	P. Yablochkov vynašiel kaolínovú žiarovku.
1878	D. Swan si dal patentovať zariadenie s uhlíkovým vláknom.
1879	T. Edison dostal práva na lampu s platinovými elektródami.
1890	Lodygin patentoval zariadenie s molybdénovou a volfrámovou cievkou.
1904	S. Yust, F. Hanaman zabezpečili práva na žiarovku s volfrámovou špirálou (podobne ako Lodyginova žiarovka).
1906	W. Coolidge navrhol vyrábať žiarovky s volfrámovými vodičmi v tvare cikcaku, dvojitej alebo trojitej špirály.

Ako vidíte, história vývoja žiarovky je dlhá, na jej vytvorení sa podieľali vynálezcovia z rôznych krajín.

Gerard Delarue a Heinrich Goebel

V roku 1840 astronóm z Anglicka J. Delarue vynašiel štruktúru, ktorá pozostávala z vákuovej trubice a platinovej špirály vo vnútri. Jeho objav sa stal prvou žiarovkou na svete, kde je vlákno prezentované vo forme špirály. Zariadenie vyžarovalo jasnú žiaru a dalo sa používať takmer pri akejkoľvek teplote. Jeho cena však bola vysoká a životnosť krátka, takže nebol populárny.

V roku 1854 G. Gebel navrhol prvý prototyp žiarovky. Toto je zariadenie s vákuovou žiarovkou a zuhoľnateným bambusovým vláknom. Namiesto fľaštičky sa používali flakóny na parfumy. Vákuové prostredie vzniklo pridávaním a vylievaním ortuti. Toto zariadenie bolo krehké, malo krátku životnosť, no praktickejšie ako jeho predchodcovia.

Ruský vedec Alexander Lodygin

V druhej polovici 18. storočia slávny vedec A. Lodygin vynašiel a patentoval vláknový svetelný zdroj s uhlíkovými elektródami. Ako vykurovacie teleso sa používali volfrámové alebo molybdénové špirály. Aby sa predĺžila životnosť žiarovky, vynálezca navrhol z nej odsať vzduch, potom budú vodiče oxidovať pomalšie. Tieto svetelné prvky boli okamžite použité na osvetlenie ulíc a budov v Rusku.

Je to zaujímavé! Prvé žiarovky predávané v Amerike boli vyrobené podľa patentu A. Lodygina. Okrem toho vedec vynašiel uhoľné osvetľovacie zariadenia, ktorých žiarovka je naplnená dusíkom.

O niečo neskôr Lodyginovu žiarovku vylepšil V. Didrikhson, ktorý do banky nainštaloval niekoľko postupne horiacich vlákien.