Опубликовано

История электрического освещения

Научное освещение российской истории начинается с ______ века

Решение:

Научное освещение российской истории начинается с XVIII в., когда знания о прошлом, содержавшиеся ранее в форме разрозненных сведений, начали систематизироваться и обобщаться. Но историческая наука имела определенный идеологический подтекст. Она была направлена на обоснование закономерности формирования абсолютной монархии, опирающейся на поддержку дворян.

5.Известный историк С.М. Соловьев основной силой общественного процесса считал …

государственность

«свободное народовластие»

деятельность государей

деятельность политических партий

Решение:

Важный этап в развитии русской исторической науки связан с именем
С.М. Соловьева (1820–1879). Он являлся автором более трехсот публикаций по истории России. Главный труд С.М. Соловьева – «История России с древнейших времен»» в 29 томах. С.М. Соловьев считал государственность основной силой общественного процесса, необходимой формой существования народа, который немыслим без государства. Во всей русской жизни он видел главный процесс – создание национального государственного могущества.

6.Автором первого обобщающего труда по истории России был …

В. Н. Татищев

М. Н. Тихомиров

В. О. Ключевский

М. Н. Покровский

Решение:

Первый научный труд по истории России принадлежал В. Н. Татищеву – крупнейшему дворянскому историку эпохи Петра I. Наряду с государственной деятельностью, Татищев собирал и систематизировал исторические источники, создал пятитомную «Историю Российскую с самых древнейших времен». Выступая поборником сильной монархии, В. Н. Татищев впервые дал общую периодизацию истории России.

7.Первым историком-марксистом, основоположником советской исторической школы, являлся …

М. Н. Покровский

П. Н. Милюков

В. Н. Татищев

Л. Н. Гумилев

Решение:

Первым историком-марксистом, основателем советской историографии, традиционно считают М. Н. Покровского. Начав развивать идеи «экономического материализма» еще до революционных событий 1917 г., он стал ведущим советским историком. Основной его работой является «Русская история с древнейших времен» в 4-х томах.

8.К числу известных русских историков XIX века не относится …

Н. И. Павленко

Н. М. Карамзин

С. М. Соловьев

Б. Н. Чичерин

Решение:

К числу известных русских историков XIX века не относится Н. И. Павленко. Советский историк и писатель, специалист по отечественной истории XVII–XVIII вв. С 1970-х гг. научные интересы Н. И. Павленко все заметнее концентрируются на одной, ведущей теме в проблематике истории России XVIII в. – деятельность и реформы Петра I. Н. И. Павленко является автором ряда монографий, посвященных Петру I и его сподвижникам.

9.Крупнейшим исследователем средневековой истории и культуры России являлся советский историк …

М. Н. Тихомиров

В. О. Ключевский

С. М. Соловьев

М. Н. Покровский

Решение:

Советский историк М. Н. Тихомиров внес значительный вклад в изучение как истории Москвы и Подмосковья, так и истории России периода средневековья в целом. Его труд «Россия в XVI столетии» (1962) – фундаментальное исследование, характеризующее социально-экономическое и государственно-политическое развитие страны. Он был также инициатором публикации русских летописей, неизвестных рукописей.

Тема 5: Древнерусское государство в IX — начале XII вв.

1.Создание первого письменного свода древнерусских законов связано с именем …

Ярослава Мудрого

Олега Вещего

Мстислава Великого

Владимира Красное Солнышко

Решение:

«Русская Правда» – первый свод древнерусских законов, куда вошли Правда Ярослава, Правда Ярославичей, Устав Владимира Мономаха и др. Большинство современных исследователей связывают Древнейшую Правду с именем киевского князя Ярослава Мудрого. «Русская Правда» содержит в себе нормы уголовного, наследственного, торгового и процессуального права. «Русская Правда» является главным источником по истории правовых, социальных и экономических отношений в Древнерусском государстве. Имеются три редакции: Краткая, Пространная, Сокращенная. «Русская Правда» оказала сильное влияние на последующее законодательство.

2.Русь приняла христианство из …

Византии

Болгарии

Венгрии

Польши

Решение:

В 988 г., при Владимире I, в качестве государственной религии было принято христианство. Русь приняла веру из Византии, поэтому все новое, что пришло вместе с верою, имело византийский характер и служило приобщением к ее многовековой и высокой культуре. Принятие христианства не только оказало глубокое воздействие на внутреннюю жизнь государства, но и способствовало укреплению его международных связей.

3.Верования древних славян до принятия у них христианства назывались …

язычеством

синтоизмом

православием

католичеством

Решение:

Религия славян была языческой (политеизм, или многобожие), основанной на поклонении силам природы и духам предков, а также идолопоклонстве. Однако славянское язычество имело особенности: ни один бог не являлся главным среди других. Введение в Киевской Руси христианства как государственной религии было осуществлено в конце X в. князем Владимиром I.

4.Объезд князем и дружиной подвластных земель для сбора дани в Киевской Руси назывался …

полюдьем

погостом

повозом

поместьем

Решение:

Полюдье – объезд князем и дружиной подвластных земель для сбора дани в Киевской Руси. Дань была неопределенных размеров. Происходило полюдье обычно зимой или осенью, после сбора урожая. Княгиня Ольга после трагической гибели своего мужа, князя Игоря во время полюдья в землях древлян в 945 г. провела налоговую реформу и установила уроки и погосты. Эти погосты становились затем опорными центрами княжеской власти. Данная реформа княгини Ольги упорядочила сбор дани и укрепила центральную власть.

5.Налоговая реформа княгини Ольги с целью упорядочивания сбора дани установила …

уроки и погосты

барщину и оброк

полюдье и повоз

ясак и подать

Решение:

После подавления восстания древлян в 945 г. княгиня Ольга провела налоговую реформу, упорядочив сбор дани. Она установила «уроки» (размер дани) и «погосты» (места сбора дани). При уплате налога подданные получали глиняные печати с княжеским знаком, что страховало их от повторного сбора. Реформа содействовала централизации великокняжеской власти и ослаблению власти племенных князей.

6.Центрами образования Древнерусского государства стали города …

Киев и Новгород

Псков и Новгород

Изборск и Белоозеро

Полоцк и Киев

Решение:

В восточнославянских землях к 60-м гг. IX в. образовалось два мощных государственных центра: Среднеднепровский, или Полянский, во главе с Киевом и северо-западный – во главе с Новгородом. Оба они находились на торговом пути «из варяг в греки», складывались как многоэтническое государство и называли себя Русью: южной, где в Киеве утвердилась местная Полянская династия, и северной, где власть взяли норманны.

7.Народное собрание на Руси в X–XIV вв. называлось …

вече

полюдье

мир

вервь

Решение:

Вече – народное собрание на Руси X–XIV вв. Оно решало вопросы войны и мира, призывало и изгоняло князей, принимало законы, заключало договоры с другими землями. Одна из исторических форм прямой демократии на территории славянских государств. Участниками вече могли быть «мужи» – главы всех свободных семейств сообщества (племени, рода, поселения, княжества). Их права на вече могли быть равными либо различаться в зависимости от социального статуса. В Новгороде, Пскове и Вятской земле вече сохранялось до конца XV–начала XVI вв.

Дата добавления: 2015-11-05; просмотров: 1146 | Нарушение авторских прав

Рекомендуемый контект:

Похожая информация:

Поиск на сайте:

3.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ОСВЕЩЕНИЕ

Первым по-настоящему массовым потребителем электрической энергии явилась электрическая лампочка. Она и по нынешний день осталась самым распространенным электротехническим устройством. Начало широкому практическому применению электрической энергии положила электрическая свеча П.Н. Яблочкова (1876 г.) .

Электрическая свеча выдающегося русского изобретателя электротехника Павла Николаевича Яблочкова (1847–1894 гг.) занимает особое место среди дуговых источников света . Изобретение, о котором идет речь, не привело к массовому и устойчивому применению именно этого источника света, но оно заслуживает особой оценки и отдельного рассказа, поскольку именно электрическая свеча явилась тем детонатором, который вызвал бурный рост электротехнической промышленности.

На рис. 3.1 показан внешний вид электрической свечи, где видно, что в держателе с токопроводами укреплялись два параллельных угольных стержня, отделенных один от другого слоем каолина. В верхней части лампы была тонкая проводящая перемычка — запал: когда включали лампу, перемычка сгорала, на ее месте возникала дуга и угли выгорали, уменьшаясь в размерах, как стеариновая свеча.

Одна электрическая свеча могла гореть около 2 ч; при установке нескольких свечей в специальном фонаре, оборудованном переключателем для включения очередной свечи вместо перегоревшей, можно было обеспечить бесперебойное освещение в течение более длительного времени.

Чрезвычайно важно отметить, что изобретение электрической свечи способствовало внедрению в практику переменного тока. В течение всего предшествующего периода электрическая техника базировалась на постоянном токе (телеграфия, гальванотехника, минное дело). Дуговые электрические лампы с регуляторами также питались постоянным током. При этом положительный электрод сгорал быстрее отрицательного, поэтому его приходилось брать большего диаметра.

П.Н. Яблочков установил, что для питания свечи лучше применять переменный ток, в этом случае при электродах одинакового диаметра получалась вполне устойчивая дуга. В связи с тем что осветительные установки по системе П.Н. Яблочкова стали подключать к источникам переменного тока, заметно возрос спрос на генераторы переменного тока, которые раньше не находили практического применения. О значении электрической свечи в расширении производства электрических генераторов переменного тока можно судить по следующему примеру: если до появления электрической свечи завод З.Т. Грамма выпускал в течение 1870–1875 гг. по нескольку десятков машин в год, то за 1876 г. выпуск генераторов возрос почти до 1000 шт. Заводы изготовляли электрические генераторы, специально предназначенные для установок электрического освещения, и даже мощность машин обозначалась по числу питаемых электрических свечей (например, «шестисвечная машина»).

Рис. 3.1. Электрическая свеча Яблочкова

1 — угольные электроды; 2 — изолирующий слой; 3 — зажимы для подключения к источнику электроэнергии

Значительному развитию электротехники способствовала также разработка П.Н. Яблочковым весьма эффективных систем «дробления электрической энергии», обеспечивавших возможность включения в цепь, питаемую одним генератором, нескольких дуговых ламп.

Среди способов «дробления», предложенных П.Н. Яблочковым, два получили практическое применение: секционирование обмотки якоря генератора (в результате получалось несколько независимых цепей, в которые включались свечи) и использование индукционных катушек (рис. 3.2). Первичные обмотки катушек включались последовательно в цепь, а ко вторичной обмотке в зависимости от ее параметров могли подключаться одна, две свечи и более. Если первичная цепь питалась постоянным током, то предусматривалось включение в нее специального прерывателя для наведения ЭДС во вторичных обмотках катушек.

На рис. 3.2 видно, что П.Н. Яблочков впервые использует индукционную катушку в качестве трансформатора. Схема интересна и тем, что в ней впервые получила свое оформление электрическая сеть с ее основными элементами: первичный двигатель — генератор — линия передачи — трансформатор — приемник.

Но значение электрической свечи этим не исчерпывается. Изобретение дешевого приемника электрической энергии, доступного для широкого потребителя, потребовало решения еще одной важнейшей электротехнической проблемы — централизации производства электрической энергии и ее распределения. П.Н. Яблочков первым указал на то, что электрическая энергия должна вырабатываться на «электрических заводах» и распределяться подобно тому, как доставляются к потребителям газ и вода.

Дальнейший прогресс электрического освещения был связан с изобретением лампы накаливания, которая оказалась более удобным источником света, имеющим лучшие экономические и световые показатели.

В 1870–1875 гг. над созданием лампы накаливания работал русский отставной офицер Александр Николаевич Лодыгин (1847–1923 гг.) . Он решил построить летательный аппарат тяжелее воздуха, приводящийся в движение электричеством («электролет») . Вполне естественно, что освещаться этот аппарат должен был электричеством. Дуговая лампа по разным соображениям не подошла, и А.Н. Лодыгин стал конструировать лампу накаливания с тонким угольным стерженьком, заключенным в стеклянном баллоне (рис. 3.3). Стремясь увеличить время горения, А.Н. Лодыгин предложил устанавливать несколько угольных стерженьков, расположенных так, чтобы при сгорании одного автоматически загорался следующий.

Первая публичная демонстрация ламп А.Н. Лодыгина состоялась в 1870 г., а в 1874 г. он получил «русскую привилегию» (авторское свидетельство) на свою лампу. Затем он запатентовал свое изобретение в нескольких странах Западной Европы. Постепенно он усовершенствовал лампы. Первые лампы работали 30–40 мин, но когда он применил вакуумные колбы, срок службы ламп увеличился до нескольких сотен часов.

Рис. 3.2. Схема распределения электрической энергии с помощью индукционных катушек

1 — прерыватель; 2 — индукционные катушки; 3 — электросвечи

Рис. 3.3. Электрические лампы накаливания Лодыгина

а — с одним угольным стержнем; б — с несколькими угольными стержнями разной длины

Больше всего известности, почестей и славы за электрическую лампу выпало на долю Т.А. Эдисона. Но Т.А. Эдисон не изобрел лампу. Он сделал другое: разработал во всех деталях систему электрического освещения и систему централизованного электроснабжения .

В 1879 г. Т.А. Эдисон заинтересовался проблемой электрического освещения. К этому времени он был уже известен как талантливый телеграфист и изобретатель автоматического счетчика голосов, автор усовершенствований в области многократной телеграфии и телефонного аппарата Белла, изобретатель фонографа.

Есть достаточно убедительные сведения о том, что Т.А. Эдисон хорошо знал изобретения своих предшественников в области электрического освещения посредством ламп накаливания, в том числе и работы А.Н. Лодыгина. Он находился также под впечатлением работ П.Н. Яблочкова. Впрочем, сам Т.А. Эдисон любил повторять, что всегда, когда он хотел сделать что-то новое, он тщательно изучал все, что было сделано по данному предмету до него.

Рис. 3.4. Лампа накаливания Эдисона с цоколем, патроном и выключателем

Эдисон сразу поставил перед собой две задачи: 1) лампа должна создавать умеренную освещенность и 2) каждая лампа должна гореть совершенно независимо от других. Так он пришел к выводу о необходимости иметь нить высокого сопротивления, что позволит включать лампы параллельно (а не последовательно, как до этого поступали с любыми электрическими лампами).

12 апреля 1879 г. Т.А. Эдисон получил первый патент на лампу с платиновой спиралью высокого сопротивления, а затем в январе 1880 г. на лампу с угольными нитями. Он разработал систему откачки баллонов, технологию крепления вводов и угольной нити, и в январе 1880 г. устроил публичную демонстрацию ламп в Менло-Парке — его научном центре близ Нью-Йорка.

Для того чтобы система освещения стала коммерческой, Т.А. Эдисон должен был придумать множество устройств и элементов: цоколь и патрон (рис. 3.4), поворотный выключатель, плавкие предохранители, изолированные провода, крепящиеся на роликах, счетчик электрической энергии. В 1881 г. на Первой Всемирной выставке в Париже лампы Т.А. Эдисона вызвали всеобщий восторг, а сам изобретатель был удостоен высшей награды. В 1882 г. Т.А. Эдисон построил в Нью-Йорке на Пирльстрит первую центральную электростанцию. Т.А. Эдисон превратил электрическую энергию в товар, продаваемый всем желающим, а электрическую установку — в систему централизованного электроснабжения. Это был первый в истории электротехники пример комплексного решения крупной проблемы, оказавший огромное влияние на развитие материальной и общей культуры человечества.

Уже в 80-е годы XIX в. начинается быстрое развитие электрического освещения, все более расширяющееся массовое производство ламп накаливания, вызвавшее дальнейшее развитие электромашиностроительной промышленности, электроприборостроения, электроизоляционной техники и совершенствование способов производства и распределения электрической энергии.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Начало развития электрического освещения

Идея использования электрической энергии для освещения появилась еще у первых исследователей гальванического электричества. В 1801 г. Л. Ж. Тенар, пропуская через платиновую проволоку электрический ток, довел ее до белого накала. В 1802 г. русский физик В. В. Петров, получив впервые электрическую дугу, заметил, что ею может быть освещен «темный покой». Тогда же он наблюдал электрический разряд в вакууме, сопровождавшийся свечением.

Несколько лет спустя английский ученый Г. Дэви также высказывал мысль о возможности освещения электрической дугой. Таким образом, в экспериментальных работах начала XIX в. уже были выявлены три принципиально разные возможности электрического освещения, реализованные позднее в лампах накаливания, дуговых и газоразрядных осветительных приборах, однако до практического их освоения было тогда далеко.

Первые попытки были направлены на создание источника света, действующего вследствие накаливания проводника током. В 1820 г. французский ученый Деларю предложил цилиндрическую трубку с двумя концевыми зажимами для подвода тока и платиновой спиралью в качестве тела накала. Лампа Деларю оказалась непригодной для практического использования. Изобретательская мысль обратилась к отысканию приемлемых материалов для тела накала и технологии его получения.

Бельгийский инженер Жобар в 1838 г., русский изобретатель Барщевский в 1845 г., немецкий механик Г. Гебель в 1846 г., английский физик Д. В. Свон в 1860 г. предлагали новые конструкции и усовершенствования, но ощутимого успеха достигнуто не было. В то же время было установлено, что в качестве тела накала могли быть использованы платина, обугленные растительные волокна или ретортный уголь. Правда, платина была слишком дорогостоящей, а уголь — недолговечным. Для увеличения времени службы лабораторных образцов Г. Гебель в 1856 г. поместил тело накала в вакуум.

К 1860 г. относится создание русским подполковником В. Г. Сергеевым оригинального прожектора (лампы-фары), предназначенного для освещения минных галерей. Телом накала в лампе служила платиновая спираль; предусматривалось водяное охлаждение прибора.

Заметный прогресс в создании электрических осветительных приборов наступил в 70-е годы благодаря работам русского изобретателя А. Н. Лодыгина и американского изобретателя Т. А. Эдисона. В течение 1873—1874 гг. Лодыгин неоднократно устраивал временное электрическое освещение на улицах и в общественных зданиях Петербурга с помощью созданных им светильников.

В качестве тела накала в них использовались стержни из ретортного угля; для увеличения долговечности в ряде образцов (конструкции Лодыгина—Дидрихсона) монтировали несколько стерженьков, автоматически включавшихся взамен сгоравших, а из баллонов откачивали воздух. Лодыгин первым продемонстрировал практическую пригодность и эксплуатационное удобство ламп накаливания, преодолев барьер скептического отношения многих ученых и инженеров к принципиальной возможности осуществления этого вида освещения.

Конструкция лампы накаливания: а — Лодыгина—Дидрихсона, б — Эдисона

В 1879 г. Эдисон, добившись получения высококачественных материалов для тела накала и улучшения откачки воздуха из баллона, создал лампу с продолжительным сроком службы, пригодную для массового употребления. Особенно стремительное развитие электрического освещения начинается после освоения технологии изготовления вольфрамовых нитей. Способ применения вольфрама (или молибдена) для тела накала впервые дал А. Н. Лодыгин, предложивший в 1893 г. накаливать платиновую или угольную нить в атмосфере хлористых соединений вольфрама (или молибдена) вместе с водородом. Начиная с 1903 г. австрийцы Юст, Ф. Ханаман стали использовать идею Лодыгина в промышленном производстве ламп накаливания.

Введение электрического освещения способствовало развитию различных отраслей электротехники (электромашиностроения, электроизоляционной техники, приборостроения) и в конечном счете создавало объективные условия для перехода к централизованному электроснабжению.

На определенном этапе важная историческая роль в развитии электротехники принадлежала также дуговому освещению. Интерес к разработке дуговых источников света проявился несколько позже, чем к лампам накаливания, так как казалось, что создать конструкцию дуговой лампы, в которой бы обеспечивалась неизменность расстояния между электродами по мере их сгорания, затруднительно. Кроме того, долгое время не удавалось разработать технологию изготовления качественных угольных электродов.

Первые дуговые лампы с ручным регулированием длины дуги построили французы — ученый Ж. Б. Л. Фуко и электротехник А. Ж. Аршро в 1848 г. Эти лампы годились лишь для кратковременного подсвечивания. Изобретательская мысль направляется на создание автоматических регуляторов с часовыми механизмами и с электромагнитными устройствами. В 50—70-х годах это были наиболее распространенные электроавтоматические устройства. Дуговые лампы с регуляторами получили некоторое применение на маяках, для освещения гаваней и больших помещений, требующих интенсивной освещенности.

Однако конструкции электродуговых светильников с регуляторами, на усовершенствование которых было затрачено много усилий, не могли служить для массового применения. Радикальное решение проблемы было найдено русским изобретателем П. Н. Яблочковым, предложившим в 1876 г. дуговую лампу без регулятора — «электрическую свечу».

Решение Яблочкова было гениально просто: расположить электродные угли, изолировав их тонким слоем каолина, параллельно один другому и поставить вертикально. В таком положении по мере сгорания углей расстояние между ними не менялось — они сгорали подобно свече, и нужда в регуляторе отпадала. В процессе совершенствования своего изобретения Яблочков пришел к интереснейшим решениям, которые существенно отразились на всем ходе развития электротехники.

Прежде всего это относилось к освоению на практике переменных токов. В течение всего предшествующего периода применение электричества базировал исключительно на постоянном токе. Сложилось убеждение, что переменный ток не пригоден для технических целей. Для питания же свечей, как заметил Яблочков, лучше подходил переменный ток, обеспечивавший равномерное сгорание обоих углей. В короткий срок осветительные установки по системе Яблочкова были переведены на питание переменным током. Естественным результатом был увеличившийся спрос на генераторы однофазного переменного тока.

Электрическая свеча П. В. Яблочкова

Яблочкову принадлежит заслуга решения задачи освещения любым числом ламп от одного генератора. До него каждая дуговая лампа должна была иметь свой источник тока. Яблочков разработал несколько весьма эффективных схем «дробления электрической энергии», одна из которых — дробление посредством индукционных катушек — легла в основу построения электроэнергетических установок переменного тока, а сами индукционные катушки стали заметной вехой на пути создания трансформатора. В схемах Яблочкова впервые появились основные элементы современных энергетических установок: первичный двигатель, генератор, линия передачи и приемники.

Электрические свечи Яблочкова, названные «русский свет», в конце 70-х годов появились на улицах и в общественных зданиях многих столиц мира; они проникли в производственные корпуса крупных заводов, на строительные площадки, верфи и т. п. С осени 1878 г., после основания в Петербурге предприятия П. Н. Яблочкова по изготовлению электрических машин и аппаратов, введение электрического освещения в Россия также заметно ускорилось.

Рост установок дугового электрического освещения вызывал потребность в мощных источниках тока. Появление динамомашины — экономичного электромашинного генератора — способствовало расширению сферы энергетического применения электричества. Разработка относительно дешевого и доступного приемника электрической энергии повлекла за собой зарождение идеи централизованного производства электроэнергии. Таким образом, электродуговое освещение, не войдя в дальнейшем. в практику столь широко, как освещение лампами накаливания, сыграло большую историческую роль в развитии новых направлений электротехники.

Шухардин С. «Техника в её историческом развитии»

Электрический свет.


Эта история начинается с очень далекой от электричества темы, чем подтверждается факт, что в науке не бывает тем второстепенных или малоперспективных для изучения. В 1644г. итальянский физик Э.Торичелли изобрел барометр. Прибор представлял собой стеклянную трубку длиной около метра с запаянным концом. Другой конец был опущен в чашечку с ртутью. В трубке ртуть не опускалась полностью, а образовывалась так называемая «торичеллиева пустота», объем которой менялся от погодных условий.

В феврале 1645г. кардинал Джованни де Медичи распорядился установить в Риме несколько таких трубок и держать их под наблюдением. Это удивительно по двум причинам. Торичелли был учеником Г.Галилея, который последние годы был в опале за безбожие. Во-вторых, от иерарха-католика последовала ценная идея и с тех пор начались барометрические наблюдения. В Париже такие наблюдения начались с 1666г.

В один прекрасный день (вернее ночь) 1675г. французский астроном Жан Пикар, в темноте перенося барометр, увидел загадочные огни в «торичеллиевой пустоте». Проверить наблюдение Пикара было легко и поэтому десятки ученых повторяли опыт. Было замечено, что яркость огней зависела от чистоты ртути и наличия остатков воздуха в пустоте. И это все. Никто не мог понять, почему в изолированном пространстве возникает огонь. Это была настоящая головоломка, разгадка которой растянулась на многие годы.
Сэр Исаак и Фрэнсис Гауксби старший

5 декабря 1703г. президентом Английской академии наук становится великий физик Исаак Ньютон. В этот же день в должность оператора академии вступает Фрэнсис Гауксби. В его обязанности входит подготовка и демонстрация экспериментов, проводимых академиками. Такое совпадение означает, что Ньютон знал кого брать себе в помощники. Лондонский механик Гауксби, владелец мастерской, к этому времени считался первоклассным конструктором научных приборов и инструментов, в том числе и изобретателем нового типа вакуум насоса.
В те годы Ньютон работал над проблемами оптики. Он и многие другие ученые тогда интересовались феноменом свечения в темноте различных камней, светлячков, гниющей древесины. К этой теме подходило и свечение барометра. Решили проверить гипотезу о том, что свет в пустоте барометра дает электричество, получающееся от трения ртути о стекло. Ф.Гауксби решил смоделировать этот процесс. Он взял пустотелый стеклянный шар и выкачал из него воздух. Железную ось шара поставил на опоры и с помощью ременной трансмиссии привел его во вращение. При натирании шара ладонями внутри его появился свет, причем «настолько яркий, что можно было читать слова из заглавных букв. Одновременно освещалась вся комната. Свет казался странного пурпурного цвета». . Барометрическая загадка была разгадана.

Британская энциклопедия называет Гауксби ученым, намного опередившим свое время, поэтому не сумевшим развить свои идеи. В частности установка с натираемым шаром являла собой первую электрическую машину. Она была забыта и через десятилетия вновь изобретена в Германии. Но получение ученым тлеющего электрического разряда сыграло большую роль в развитии учения об электричестве. Современная газоразрядная лампа и неоновая реклама ведут свое летоисчисление с этого времени.
Как парадокс отметим еще одну историческую персону. Лондонский аптекарь Самуэл Уолл, по некоторым данным дядя Гауксби, еще в 1700г., имея смутное представление и в оптике и электричестве, заявил, что из натертого янтаря он извлек искру, которая заставила его думать, будто её свет и треск представляет подобие молнии и грома. Но его предположения немедленно были забыты. Вспомнили, когда это оказалось истиной.
Повелитель молний
Освещение электричеством не надо было изобретать. Оно было изобретено самой природой и в этом нас убеждают летние грозы. А сходство искры с грозовым разрядом после Уолла отмечал не один ученый. «Признаюсь, что идея бы очень мне понравилась, — рассуждал один из них, — если бы была хорошо доказана, а доказательства для этого нужны очевидные» ( 5 ). Но как исследовать процесс, проходящий в облаках и чрезвычайно опасный для жизни экспериментатора? Ведь не было ни самолетов, ни воздушных шаров и даже очень высоких зданий, чтобы добраться до грозовых туч.

Да и реквизит исследовательских приборов в середине XYIIв. был весьма скудным. Электрический заряд определялся обыкновенной пробкой из бутылки, подвешенной на шелковой нити. Поднесенная к заряженному телу, она к нему притягивалась, а зарядившись –отталкивалась. Физики имели под рукой еще один прибор – лейденскую банку. Это был примитивный конденсатор. Вода, налитая в бутылку представляла собой одну из его обкладок с выводом контакта из горлышка. Другой обкладкой была ладонь исследователя. Силу электрического разряда экспериментатор проверял на себе.

Можно ли было браться за опаснейшие опыты с набором таких возможностей? Конечно нет! И оптимизм некоторых ученых вызывал горькую улыбку. Но вот за дело берется гений, и задача упрощается до примитивизма. Решение просто, убедительно и даже элегантно.Чтобы попасть в облака великий американец Б.Франклин использует детскую игрушку – бумажный змей, запущенный при ветре в грозовые облака на льняной нити. Мокрая она обладает прекрасной электропроводностью. Когда змей достиг грозовых туч, Франклин поднес к нити вывод лейденской банки и зарядил ее. Вот и всё. Она зарядилась и теперь опыты с зарядом облака можно было проводить в своей квартире. А заряд этой банки давал искры такого же цвета, был ломаным, давал специфический запах, то есть производил те же эффекты, что и электричество, полученное от машины трения.

Франклин даже определил, что облака наэлектризованы в основном отрицательным зарядом. Причем тоже просто. Он зарядил одну лейденскую банку зарядом из облака, другую от натертого стеклянного шара. Когда поднес к первой банке пробку на шелковой нити – Пробка притянулась и оттолкнулась. Поднеся же ко второй банке ее же уже заряженную, обнаружил, что она притянулась, продемонстрировав, что грозовой заряд и стеклянное (положительное) электричество имеют разные знаки.
Эти опыты, проведенные в 1751г., были настолько убедительными, что не оставляли тени сомнения. А электрический свет ослепительно яркий можно было бы получать, если бы продлить искру молнии с тысячных долей секунды (как у молнии) до реально требуемого для освещения времени.
Электрическая дуга

В 1799г. А Вольта создает первый гальванический элемент. Химическая энергия элемента позволяла генерировать потребителю электроэнергию значительное время, не то, что лейденская банка. Правда потенциал зарядов был низким. Ученые для получения высоких напряжений начали соединять элементы последовательно в батареи.
Петербургский академик В.В.Петров вскоре собрал батарею с электродвижущей силой порядка 2000вольт. Конечно в сравнении с потенциалом грозового облака это было маловато, зато разряд искусственной молнии мог продолжаться минуты.
В одном из опытов, используя древесные угли в качестве электродов, Петров получил при сближении углей до 5-6 мм очень яркий и продолжительный разряд. Его потом назовут электрической дугой. Сложность и стоимость изготовления химического источника тока были таковы, что ни о каком практическом применении такого освещения не могло быть и речи. А первые попытки просто показать его публике ограничивались показом «восхода солнца» в Парижской опере, организацией ночной рыбалки на Сене или иллюминацией Московского кремля на коронационных торжествах.
Генералы заинтересовались
С 1745г. электрической искрой научились поджигать спирт и порох. Полвека эта способность демонстрировалась в университетах, балаганах и школах, но практического применения не находила. Виной тому была сложность электризации тел трением для получения искры. Одно дело получать искры в сухом отапливаемом помещении или летом, а на практике? История сохранила такой казус.
Мы уже упоминали С.Уолла, предположившего сходство молнии и искры. Несомненно, что искру он получал, но в присутствии членов Лондонского Королевского общества он не смог повторить свой же опыт, поэтому его не избрали членом этого Общества.

С появлением гальванических элементов положение изменилось. В любое время можно было гарантированно получать искру. Тогда и обратили внимание на нее военные. Русский офицер и дипломат П.Л.Шиллинг в 1812г. произвел первый подводный взрыв порохового заряда, что другим способом сделать почти невозможно.

Для ввода в армейскую практику электроподрыва мин много энергии вложил генерал К.А.Шильдер, который применял работоспособную электроарматуру своей конструкции для взрывов – запалы, контактные устройства, разъединители. Им же сделано наблюдение, что электроподжог можно сделать одним проводом, используя вместо другого электропроводность земли и воды.

Борис Семёнович Якоби

Moritz Hermann von Jacobi

Учитывая возможности электричества в 1840г. военном Инженерном ведомстве было создано Техническое Гальваническое заведение, в котором обучались военнослужащие обращению с электроприборами, а также выполнялись исследовательские и конструкторские функции. К военноэлектрической проблематике был подключен физик мирового уровня Б.С.Якоби, роль которого трудно переоценить в развитии нового направления военной науки.

Действующая модель электродвигателя Б.С. Якоби — Политехнический музей.
Техническое Гальваническое заведение может гордиться, своим выпускником 1869г. П.Н.Яблочковым, внедрившим в мировую практику применение переменных токов, трансформаторы и дуговые светильники под названием «Русский свет», но это будет позже, а сейчас электрические запалы входят в практику русской армии и широко используются в войне на Кавказе – Чечне и Дагестане. Иногда армия выполняет и заказы гражданских ведомств – очищает взрывами от заторов льда реку Нарва или Кронштадтскую гавань. ( 9 )
Минная война

Деталь панорамы Франца Рубо Оборона Севастополя
Крымская война разразилась в 1853г. Коалиция западных стран в очередной раз вмешалась в дела стран, лежащих далеко от пределов их границ, не давая возможностей мирного развития России. Основные события развернулись на Черном море. Союзники против российского парусного флота применяют уже паровой, а против гладкоствольных русских ружей применяют винтовки. Нашим соотечественникам флот пришлось утопить, чтобы не позволить вражеским пароходам войти в бухты Севастополя. Что же касается винтовок агрессора, то пули из них безнаказанно поражали с расстояний, недоступным русским ружьям. Плохо быть технически отсталой страной.

При осаде неприятелем Севастополя пришлось возводить средневековую инженерную защиту – рвы, бастионы, защитные стенки. Тогда шансы стрелков уравнивались. В ближнем бою годились и ружья, а всем известной была сила русского штыка. К укреплениям противники боялись приближаться. Тогда союзники начали минную войну. Что это такое?

Чтобы избежать потерь под стенами осажденной крепости, саперы нападающей армии прокладывают под землей галереи, шурфы, сапы. Роют норы под самые стены укреплений, закладывают взрывчатку и подрывают. Гибнут защитники, а разрушенные сооружения брать легче. Защитники же ведут контрминную войну. И все это связано с большим количеством подземных работ.

При защите Севастополя саперами России было произведено большое количество земляных работ. За семь месяцев подземной минной войны защитники проложили под землей 7 км коммуникаций. И все лопатой и киркой без вентиляции. Это были в большинстве своем норы. Инженера А.Б.Мельникова, руководителя подземных работ, друзья в шутку называли «Обер-кротом».

.

Отсутствие вентиляции обычно усугубляется еще и дымным воздухом поля битвы. Гарь пороха и дым, содержащие в себе опасный для человека угарный газ, бывают страшнее пуль. У саперов появляется так называемая минная болезнь. Вот симптомы ее серьезного проявления: «Больной внезапно падает, дыхание его останавливается и при явлениях бессознательного состояния и судорог наступает смерть». ( 11 )
Принудительную вентиляцию в условиях войны организовать невозможно. Увеличивать диаметры нор – значит терять время. Оставался один резерв: освещение подземных работ. Обычно саперы пользовались свечами. Они служили и источниками огня при подрыве, их же можно было использовать для задержки времени, чтобы дать возможность саперу уйти из зоны поражения. К заряду подсыпалась дорожка из пороха и в нее вставлялся огарок свечи. Когда он догорал – происходил взрыв. Понятно, что работа с порохом и открытым огнем приводила к большим потерям от несчастных случаев
Но не только этим был плох открытый огонь. Вот что написано в учебнике химии того времени: «Человек сжигает своим дыханием каждый час 10 г. углерода. Горение свечи, лампы и газа изменяет состав воздуха так же, как дыхание человека». ( 12 ). Если воспользоваться источником света, который не потребляет кислорода, проблемы вентиляции саперов были бы решены наполовину. Такой свет можно было создать с помощью электричества. И к этому у военных были все предпосылки. Источник электричества у них был без дела почти все время, исключая секунды для подрыва.
Опыт Крымской войны показал, что электрический метод подрыва, применяемый русскими минерами, был более надежным и удобным, чем огневой, применяемый союзниками. Например, число отказов при взрывах у русских минеров составляло лишь 1%, а у противника 22%.
Для внедрения электроосвещения под землей оставалось за немногим. Нужно было заняться этим вопросом вплотную. А это можно было сделать только после окончания войны.
Первые попытки внедрения
Поражение России в Крымской войне и успехи в ней минной войны убедили генералитет в необходимости лидирования в области применения электричества в военном деле. С 1866г. начинаются первые попытки применения электроосвещения под землей. Применение для освещения подземных работ яркого света электрической дуги было безрассудным .Единственно возможным способом в то время было освещение с помощью трубок Гейслера. Таковая и поныне экспонируется в Политехническом музее Москвы.


Heinrich Geißler Генрих Гейслер

Немецкий изобретатель Генрих Гейслер после изобретения ртутного насоса, будучи стеклодувом, основал в Бонне мастерскую научных приборов. С 1858г. он начал массовый выпуск стеклянных трубок различных конфигураций и размеров с двумя электродами в вакуумное пространство, заполнявшееся разными разреженными газами. В электрическом поле они светили различными цветами (разный состав газа) даже от обыкновенной электрофорной машины. (Вспомним открытие Гауксби). С широким внедрением гальванических элементов трубку можно было зажечь от них, но с помощью индукционных катушек, которые повышали напряжение до высоких потенциалов.

Трубки были высококачественными, изготавливались в больших количествах и поэтому получили имя изготовителя трубок. Находили они применение в демонстрационных целях физических кабинетов гимназий и университетов. А также в научных целях в спектроскопии газов. Инженерное ведомство сделало попытку освещения подземных работ с помощью таких трубок

Густав Кирхгоф (слева) и Роберт Бунзен (справа)
В нашем распоряжении имеются результаты первых таких попыток. Применялись элементы Бунзена и индукционная катушка Румкорфа. Менялись напряжения питания катушки и частота тока трубки, а также длина питающих проводов. Испытания проводились под землей в реальных условиях Усть-Ижорского лагеря.
Трубка давала «беловатый сильно мерцающий свет. На стене на расстоянии метра образовывалось пятно такой яркости, что можно было отличать печатные буквы от письменных, но читать затруднительно».

Конструкция индукционной катушки Румкорфа
Вполне объяснимая в полевых условиях сырость сильно влияла на результаты испытаний. Высокое напряжение ощущали испытатели в виде ударов током. Катушка Румкорфа отсырела и работала нестабильно. Контакт самопрерывателя беспрестанно подгорал, и требовалась зачистка. Вот заключение саперных инженеров: «Эти обстоятельства заставляют сомневаться в успешности применения трубки Гейслера, как по слабому их свету, так и по сложности с которой нужно обращаться с этими приборами».

Так трубкам Гейслера был вынесен приговор, но он не был окончательным для применения электричества вообще. В акте об испытаниях звучат и оптимистические ноты: «Трубки Гейслера давали мало надежды на успешное применение их к работам в минных галереях, в то же время занялись приисканием более надежного средства». Подполковник Сергеев, например, «предложил воспользоваться прибором наподобие предложенных им осветительных аппаратов для свидетельствования каналов в орудиях. Устройство основано на раскаливании платиновой проволоки» ( 13 ).
Необходимость – путь к изобретению
Стволы артиллерийских орудий после многократных выстрелов под действием пороховых газов неравномерно изнашиваются. Для их дефектировки издавна использовался «Прибор для осмотров канала ствола». В комплект прибора входило зеркало, укрепленное на шомполе длиной около 2 метров и свечки на специальном штыре. Процесс сводился к тому, что при помощи свечи освещался участок ствола, а его состояние видно было по отражению в зеркале.
Понятно, что такой ответственный контроль (а стволы, бывает, разрываются) в неверном отражении колеблющегося пламени свечи не мог быть качественным. Поэтому раскаленная платиновая проволока при такой же яркости, как свеча, но дававшая ровный свет, была предпочтительней. Осветительный аппарат В.Г.Сергеева не сохранился, хотя устройство для «осмотра каналов ствола» есть в фондах Музея артиллерии Петербурга.
Идея использования раскаленной платиновой нити для освещения подземных работ была поддержана командованием и приказано воплотить ее в жизнь тому же Сергееву. Он заведовал мастерскими Саперного батальона, поэтому сложностей при изготовлении образцов не было. Положение упрощалось тем, что к окончанию войны в России были разработаны новые более, более мощные взрывчатые вещества, некоторые из них от пламени не взрывались. Для возбуждения взрыва их стали применять малый заряд пороха с направленным взрывом, служивший детонатором.
Конструкция такого заряд-детонатора была предложена в 1865г. Д.И.Андриевским. В этом запале были использованы железные опилки для образования кумулятивной выемки. (Рис.1). Порох здесь поджигался платиновой нитью, раскаливаемой током. Без пороха и железных опилок этот запал представлял собой элементарный электрический фонарик с коническим отражателем.
Однако применять в таком виде светильник было невозможно. Мало того, что он мог послужить причиной взрыва при закладке заряда в горн, как и свеча. Но для работы в местах, где имеется болотный газ, его надо было окружать предохраняющей от взрыва сеткой Дэви, как это сделано в шахтерских лампах. Или придумывать что-то другое. В.Г.Сергеев от сетки отказывается.

Рис.1. Промежуточный заряд-детонатор Д.И.Андриевского. 1—железные опилки, 2 – порох. Рис.2. Окончательный вариант светильника В.Г.Сергеева с раскаливаемой нитью.
Испытания, проведенные в августе 1869г. показали, что «главное удобство фонаря при употреблении в минных галереях состоит в том, что он может освещать работы там, где свеча не горит (!!!) и удобен при откапывании земли», то есть при тяжелых физических работах, так как при горении «не портит воздух».
Одна батарея элементов Грове освещала по времени от 3 до 4 часов. Сначала фонарь охлаждался водой, но при ее нагревании всплывали пузырьки воздуха между стеклами и ухудшали качество светового луча. Световой луч давал свет такой силы, что «можно было читать от фонаря на расстоянии двух саженей (более 2 метров)». (16)
Фонарь Сергеева был принят на вооружение и существовал еще в 1887г., когда великий русский ученый Д.И Менделеев поднимался на воздушном шаре Саперного батальона для наблюдения солнечного затмения.

Увы о дальнейшей судьбе первого светильника с накаливанием нити, нашедшего практическое применение в России, ничего не известно, хотя конструкция была перспективной и современные шахтерские светильники в принципе ничем не отличаются от фонаря Сергеева, разве что источник питания шахтеры носят с собой.
Вместо заключения
Впервые явление вольтовой дуги наблюдал в 1803 году русский ученый Василий Петров. В 1810 году то же открытие сделал английский физик Деви. Оба они получили вольтову дугу, пользуясь большой батареей элементов, между концами стерженьков из древесного угля. И тот, и другой писали, что вольтова дуга может использоваться в целях освещения. Но прежде надо было найти более подходящий материал для электродов, поскольку стержни из древесного угля сгорали за несколько минут и были мало пригодны для практического использования. Дуговые лампы имели и другое неудобство – по мере выгорания электродов надо было постоянно подвигать их навстречу друг другу. Как только расстояние между ними превышало некий допустимый минимум, свет лампы становился неровным, она начинала мерцать и гасла.

Павел Николаевич Яблочков

Первую дуговую лампу с ручным регулированием длины дуги сконструировал в 1844 году французский физик Фуко. Древесный уголь он заменил палочками из твердого кокса. В 1848 году он впервые применил дуговую лампу для освещения одной из парижских площадей. Это был короткий и весьма дорогой опыт, так как источником электричества служила мощная батарея. Затем были придуманы различные приспособления, управляемые часовым механизмом, которые автоматически сдвигали электроды по мере их сгорания.

Понятно, что с точки зрения практического использования желательно было иметь лампу, не осложненную дополнительными механизмами. Но можно ли обойтись без них? Оказалось, что да. Если поставить два уголька не друг против друга, а параллельно, притом так, чтобы дуга могла образовываться только между двумя их концами, то при этом устройстве расстояние между концами углей всегда сохраняется неизменным. Конструкция такой лампы кажется очень простой, однако создание ее потребовало большой изобретательности. Она была придумана в 1876 году русским электротехником Яблочковым, который работал в Париже в мастерской академика Бреге.

Свеча Яблочкова
Но даже в таком усовершенствованном виде дуговые лампы не могли получить достаточно широкого распространения. Вольтова дуга представляет собой очень сильный источник света. Яркость ее горения невозможно уменьшить ниже некоторого предела. Поэтому дуговые лампы использовались для освещения больших залов, вокзалов или площадей. Но они были совершенно непригодны для применения в маленьких жилых или рабочих помещениях. Намного удобнее в этом смысле были лампочки накаливания. Устройство их всем известно: электрический ток, проходя через тонкую нить, раскаливает ее до высокой температуры, благодаря чему она начинает ярко светиться.

Александр Николаевич Лодыгин
Еще в 1820 коду французский ученый Деларю изготовил первую такую лампу, в которой накаливаемым телом служила платиновая проволока. После этого в течение полувека лампы накаливания почти не использовались, поскольку не могли найти подходящего материала для нити. Поначалу наиболее удобным казался уголь. В 1873 году русский электротехник Лодыгин сделал лампочку с нитью из роторного угля. Он же первый начал откачивать из баллона воздух. В конце концов ему удалось создать первую лампочку накаливания, получившую некоторое практическое применение, но она оставалась еще очень несовершенной. В 1878 году американские электротехники Сойер и Манн нашли способ изготавливать маленькие угольные дуги небольшого сечения путем обугливания картона в графитовом порошке. Эти дуги заключали в стеклянные колпачки. Однако и эти лампочки были очень недолговечны.

Ясно, что полукустарные мастерские русских изобретателей не могли выполнять массу исследовательских, конструкторских и технологических работ. И дело стояло на мертвой точке, хотя в России были изобретатели первой величины, достаточно вспомнить Яблочкова и Лодыгина. У них попросту не было больших денег для этого.
В 1879 году за усовершенствование электрической лампочки взялся знаменитый американский изобретатель Эдисон. Он понимал: для того, чтобы лампочка светила ярко и долго и имела ровный немигающий свет, необходимо, во-первых, найти подходящий материал для нити, и, во-вторых, научиться создавать в баллоне сильно разреженное пространство. Было проделано множество экспериментов с различными материалами, которые ставились со свойственным для Эдисона размахом. Подсчитано, что его помощники опробовали не менее 6000 различных веществ и соединений, при этом на опыты было израсходовано свыше 100 тысяч долларов. Сначала Эдисон заменил ломкий бумажный уголек более прочным, приготовленным из угля, потом стал делать опыты с различными металлами и наконец остановился на нити из обугленных бамбуковых волокон. В том же году в присутствии трех тысяч человек Эдисон публично демонстрировал свои электрические лампочки, осветив ими свой дом, лабораторию и несколько прилегающих улиц. Это была первая лампочка с продолжительным сроком службы, пригодная для массового производства. Но поскольку изготовление нитей из бамбука оказалось достаточно дорогим, Эдисон разработал новый способ выделки их из специальным образом обработанных волокон хлопка. Сначала хлопок помещали в горячий хлорно-цинковый раствор, где он постепенно растворялся. Полученную жидкость сгущали с помощью насоса до тестообразного состояния и выдавливали через тонкую трубку в сосуд со спиртом. Здесь она превращалась в тонкую нить и наматывалась на барабан. Полученную нить путем нескольких промежуточных операций освобождали от хлорно-цинкового раствора, сушили, разрезали, заключали в v-образные формы и обугливали в печи без доступа воздуха. Затем на нити напыляли тонкий слой угля. Для этого их помещали под колпак, заполненный светильным газом, и пропускали через них ток. Под действием тока газ разлагался, и на нити осаждался тонкий слой углерода. После всех этих сложных операций нить была готова для употребления.

Эдисон, создав в 1879г. свою конструкцию лапочки, уже владел могучей компанией «Эдисон энд Ко» Поэтому и смог довести дело по внедрению лампочки накаливания до финала. Акционеры же русских ламповых фабрик предпочитали вместо затрат на оборудование ввозить все основные полуфабрикаты, как стекло, вольфрам, молибден из-за границы. В основном из Германии. Поэтому в первую мировую войну вступили, не умея делать радиолампы. В те времена была распространена шутка, что «в русской электролампочке только воздух русский, да и тот весь выкачен». Кстати выкачен некачественно, ибо радиолампа не могла работать с таким вакуумом».

Первая лампочка Эдисона
Процесс изготовления лампочки тоже был очень сложным. Нить помещали в стеклянный колпачок между двумя платиновыми электродами, вплавленными в стекло (дорогой платиной приходилось пользоваться потому, что она имела одинаковый со стеклом коэффициент теплового расширения, что было очень важно для создания герметичности). Наконец, с помощью ртутного насоса из лампочки выкачивали воздух, так что в ней оставалось не более одной миллиардной того воздуха, который содержался в ней при нормальном давлении. Когда выкачивание заканчивалось, лампочку запаивали и насаживали на цоколь с контактами для вкручивания в патрон (и патрон, и цоколь, а также другие элементы электрического освещения, сохранившиеся без изменений до наших дней – выключатели, предохранители, электрические счетчики и многое другое – были также изобретены Эдисоном). Средняя долговечность лампочки Эдисона составляла 800-1000 часов непрерывного горения.
Почти тридцать лет лампочки изготавливались описанным выше способом, но будущее было за лампочками с металлической нитью. Еще в 1890 году Лодыгин придумал заменить угольную нить металлической проволокой из тугоплавкого вольфрама, имевший температуру накала 3385 градусов. Однако промышленное изготовление таких лампочек началось только в XX веке.

Пост восстановлен 11.02.13

Более чем 150 лет назад изобретатели начали разрабатывать изобретение, которое сильно повлияет на то, как мы будем использовать энергию в наших домах и офисах. Это изобретение увеличило длину рабочего дня, изменило способ проектирования зданий и дало старт для многих предприятий. Также оно привело к новым энергетическим прорывам, от электростанций и линий передач, до бытовой техники и электродвигателей.

Как и все великие изобретения, лампочка не может быть причислена одному изобретателю. Все началось с небольшой идеи, затем последовал ряд небольших улучшений уже другими изобретателями, которые и привели к лампочкам, какими мы их знаем сейчас.

В этой статье будет рассмотрена история развития электрического освещения, история развития лампочки от ее первоисточника и самой примитивной модели, до современных мощных осветительных приборов, потребляющих минимум энергии и выдающих много света.

Самое начало, лампа накаливания

История электрического освещения началась еще задолго до того, как Томас Эдисон сначала в 1879, а потом еще раз через год в 1880 запатентовал свою лампу накаливания и начал ее популяризировать английские изобретатели показывали, что электрический свет можно получить с помощью дуговой лампы. Первый электрический свет люди увидели в 1835 году. После того еще целых 40 лет ученые со всего мира работали над усовершенствованием лампы накаливания и перебирали различные нити (часть лампы, которая при прохождении через нее электрического тока накаляется и производит свет) и атмосферы лампы (нужно ли использовать вакуум или заполнить лампу инертным газом, чтобы нить не перегорала так быстро).

Эти первые лампы накаливания имели очень короткий срок жизни, были слишком дороги, чтобы наладить их массовое производство, а также потребляли много энергии.

Когда Эдисон и его последователи из Менло-Парк начали заниматься вопросом искусственного освещения, они сосредоточились на усовершенствовании самой нити накаливания. Они пытались выбрать наилучший материал, первым был углерод, затем платина, затем исследователи опять вернулись к углероду. К концу октября 1879 года команда Эдисона создала лампочку из обугленной хлопчатобумажной нити, которая могла светить 14.5 часов.

Команда и дальше продолжала экспериментировать с нитями накаливания, пока они не остановились на одном из сортов бамбука. Такие лампочки могли гореть до 1200 часов. Эта нить стала стандартом для лампочки Эдисона в течение следующих десяти лет. Эдисон также делал другие усовершенствования для ламп накаливания, он предложил выкачать весь воздух из колбы, чтобы нить не перегорала так быстро, а также он ввел стандарт, на способ подключения лампы к сети ввинчиванием.

Нельзя говорить об истории лампочки не вспомнив об Уильяме Сойере и Абоне Мэне, которые получили патент США на лампы накаливания. Еще был Джозеф Свон, получивший патент на лампу накаливания в Англии. В то время было много споров, нарушает ли лампа накаливания Эдисона патенты всех этих людей. Но, в конце концов, компания Эдисона слилась с компанией Thomson-Houston Electric, которая выпускала лампы под патентом Сойера-Мэна и стала называться General Electric. Затем к этой компании присоединилась английская компания Джозефа Свона.

Вклад Эдисона в историю электрического освещения очень большой. Он не остановился на улучшении лампы накаливания. Он разработал целый ряд изобретений, которые сделали использование лампочек более практичным. Эдисон смоделировал свою технологию освещения на основе существующей газовой системы.

В 1882 году, в Лондоне он показал, что электричество может быть распределено от центрального генератора в нужные места с помощью электрических проводов и труб. Одновременно с этим он сосредоточился на повышении выработки энергии. Была разработана первая коммерческая электростанция Pearl Street Station в нижнем Манхэттене. Кроме того, чтобы отследить сколько энергии использовал каждый клиент Эдисон разработал первый электрический счетчик.

В то время, пока Эдисон работал над своей системой освещения, другие изобретатели продолжали делать маленькие подвижки в улучшении нити накаливания и повышении эффективности лампочки. Следующее большое изменение в лампе накаливания произошло с изобретением вольфрамовой нити европейскими изобретателями в 1904. Новые лампы горели дольше и имели более яркий свет по сравнению с углеродными лампами. В 1913 Ирвинг Ленгмора выяснил, что вместо вакуума лучше использовать инертный газ, такой как азот. Это повысило эффективность лампы накаливания в два раза. В следующие 40 лет ученые продолжали вносить мелкие улучшения, что повысило эффективность лампы и уменьшило потребление энергии. Но в 50 х годах ученые выяснили, что на свет используется только 10 процентов энергии, все остальное уходит на тепло. Тогда они переключились на другие решения. На этом история освещения не закончилась.

Люминисцентные лампы

В 19-том веке два немца, стеклодув Генрих Гейслер и врач Плюккер обнаружили, что они могут получать свет, удалив весь воздух из длинной стеклянной трубки и пропустив через нее ток. Это изобретение стало известно как трубка Гейслера. Тем не менее газоразрядные лампы не могли набрать популярность до начала двадцатого века, когда исследователи начали искать способы повышения эффективности освещения. Газоразрядные лампы стали основой многих технологий освещения, в том числе неоновых ламп, лампы низкого давления, натриевые лампы, используемые в прожекторах и лампы дневного света.

Томас Эдисон и Никола Тесла тоже экспериментировали с газоразрядными лампами в 1890х годах, но до промышленного производства дело так и не дошло. Настоящий прорыв в этой сфере сделал Питер Купер Хьюитт в начале 1900 годов. Он стал одним из изобретателей люминесцентной лампы. Хьюитт получил сине-зеленый свет путем пропускания электрического тока через трубу с парами ртути при включенном балластическом резисторе, устройстве, которые регулирует протекание тока через лампу. Эти лампы были намного эффективнее, но им не нашлось применения из-за цвета свечения.

В конце 1920х годов европейские исследователи начали делать эксперименты с неоновыми трубками, покрытыми люминофором. Люминофор — это материал, который поглощает ультрафиолетовый свет и преобразует его в видимое белое свечение.

Это изобретение вызвало разработку люминесцентных ламп и уже 1930 году американские компании демонстрировали лампы дневного света ВМС США на ярмарке в Нью-Йорке. Они светили дольше и были в три раза эффективнее чем обычные лампы накаливания. Необходимость энергоэффективного освещения американских военных заводов привела к быстрому распространению люминесцентных ламп. К 1951 году большая часть света в США производилась именно такими лампами.

Затем случился еще один дефицит энергии, нефтяной кризис в 1973. Это заставило светотехников разработать люминесцентные лампы, которые могут работать в жилых помещениях. В 1974 начались попытки сделать такие лампы более миниатюрными. Два года спустя в General Electric согнули люминесцентную трубку в виде спирали, создав этим первую компактную люминесцентную лампу (КЛЛ). Но проект был отложен, потому что для массового производства эти лампы были слишком дорогими.

Первые компактные люминесцентные лампы появились на рынке в середине 1980-х годов. Цены на них очень сильно отличались в разных регионах из-за акций, проводимых коммунальными компаниями. Многие такие лампы были очень громоздкие и не всегда помещались в светильники. Начиная с 1990 было внесено очень много улучшений в такие лампы, уменьшена цена, улучшена эффективность. Теперь они эффективнее на 75% за лампы накаливания, а их срок службы в 10 раз больше. Это и дало стимул населению их использовать.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *