Сегодня лампы накаливания постепенно уступают рынок энергосберегающим аналогам.
Но еще 200 лет назад лучшие ученые умы и изобретатели из разных стран «соревновались» в том, кто первым создаст источник света, который бы заменил свечи и газовые/керосиновые фонари.
Принято считать, что первооткрывателем стал Томас Эдисон, но до него были те, кто находился в поиске и экспериментировал с различными материалами, чтобы сконструировать лампу, способную гореть долго и ярко.
История создания лампы накаливания (кем была изобретена, в каком году, кто и как ее усовершенствовал) представлена в статье.
Содержание
Кто был самым первым изобретателем в мире?
Если принимать во внимание внешнее сходство и принцип работы первой лампы с современным аналогом, то изобретателем можно смело назвать английского астронома Уоррена Де ла Рю.
Другой человек – Фредерик де Молейн из Ирландии – в 1841 году решил, что у ламп с платиновой нитью накала есть будущее, а потому оформил патент, который позволял производить их для освещения улиц, домов и движущихся объектов. Его имя осталось неизвестным общественности, как и документ, не принесший ему славы и денег.
Первым к идее использования проводника в виде нити накаливания пришел бельгиец Жобар, который для этих целей использовал уголь. «Жизнь» такой лампы была так непродолжительна, что его изобретение осталось без внимания, поэтому его нельзя рассматривать в качестве «первооткрывателя».
Что стало прототипом изобретения?
Впервые о применении электричества для освещения помещений ученые начали задумываться после того, как Алессандро Вольта придумал и создал первый гальванический «столб», вырабатывающий электричество. Благодаря итальянскому ученому появился новый раздел в науке – электротехника.
Событие произошло в 1799 году и навсегда изменило мир, а уже в 1800 – был открыт электролиз Николсоном и Карлайлом, а затем в 1803 – электрическая дуга, созданная Василием Петровым.
Так, Хамфри Дэви, основатель электрохимии, в 1807 году стал экспериментировать с угольными стержнями. Он соединил их с полюсами гальванического столба, состоящего из 2 000 элементов, получив настолько мощную электрическую дугу, что она освещала комнату.
Именно эксперименты и открытия этих ученых стали основой для других при изобретении ламп накаливания.
Как менялись модели с XIX века до современности?
Первая успешная попытка создать прибор с более длительным периодом свечения принадлежит Александру Лодыгину. Он поместил в колбу угольную нить, расположив ее на медных стержнях, откачал воздух, создав вакуум, и лампа заработала.
Его успех состоял не только в том, что его изобретение могло светить до 40 минут, но и в том, что он вынес его за пределы лаборатории – на улицы Москвы и Петербурга, продемонстрировав свою работу в 1873 году. Дальнейшая задача изобретателя состояла в том, чтобы увеличить время свечения.
Изобретение Лодыгина так впечатлило членов Российской академии наук, что ему присудили премию имени Ломоносова и 1000 рублей. В 1874 году он получает на него патент на родине.
О лампе русского изобретателя узнали в Европе, во многих странах которой он также получил документы, подтверждающие авторство на его «детище». Ирония состоит в том, что, когда Лодыгин решил получить патент в США, ему не хватило денег на его оплату.
Еще один тип ламп появился благодаря Павлу Яблочкову. Он стал использовать в качестве нити накала каолин. Преимущество его изобретения в том, что оно не требовало откачки воздуха для работы, но нуждалось в разогреве.
Чтобы нить накалилась, каолин нужно было довести до белого каления, после чего он приобретал свойства электропроводности. В первых лампах это делали при помощи спичек, а затем стали применять электрические нагреватели.
Кроме них, над лампой работал английский физик Джозеф Суон. Он первым применил обугленную бамбуковую нить в качестве материала накаливания. Он получил на нее патент в 1878 году, а уже в 1879 в Англии начали проводить электричество в частные дома.
В то же время в США над лампой накаливания с длительным сроком работы «бился» Томас Эдисон. Он применил карбонизированную бамбуковою нить, увеличив свечение до 1200 часов. Эдисон и Суон основали общую компанию по изготовлению лампочек. Однако на этом не остановились работы по усовершенствованию этого изделия.
Лодыгин, эмигрировав в США из России, стал первым использовать тугоплавкие металлы в качестве нити накала. Именно он установил в лампе спиральную проволоку из вольфрама, потому и получил на свое изобретение патент в 1906 году.
В дальнейшем все лампы с нитью из этого металла производились по его патенту, пока он не продал его компании Томаса Эдисона.
Кто оказал влияние и какое именно на электрическую лампочку и ее развитие?
Никто так не старался найти оптимальный вариант материала для нити накаливания, как Томас Эдисон. Сперва он провел 1500 испытаний с разными металлами и другими материалами. После этого приступил к карбонизации – изменению органических материалов путем сокращения в них уровней водорода и кислорода с дальнейшим увеличением углерода и почернением.
Конец XIX века можно назвать «битвой» за материалы. Многие изобретали в разных странах предлагали свои версии нитей накаливания, сразу оформляя на них авторские права. Так, Лодыгин использовал проволоку из молибдена и вольфрама, закрученную в спираль.
Вальтер Нернст, известный немецкий физик, применил в своих приборах окиси:
- иттрия;
- тория;
- циркония;
- магния.
Карл Ауэр фон Вельсбах, ученый из Австрии, использовал осмий, а Отто Фейерлейн и Вернер фон Болтон – тантал. Но, как бы ни старались все эти ученые и изобретатели, после того, как Уильям Кулидж (американский физик) усовершенствовал и удешевил производство нитей из вольфрама, этот материал вытеснил все остальные с рынка.
Еще один ученый-создатель внес вклад в развитии ламп накаливания – Ирвинг Ленгмюр. Он стал использовать инертные газы в колбах вместо откачки воздуха, что всегда была проблемой и «тормозило» производство.
Интересные факты и рекорды
Хотя эта продукция считается недолговечной и достаточно хрупкой, в мире есть несколько ламп, которые заслуженно были внесены в Книгу рекордов Гиннесса.
Например, одна такая светит без выключения с 1901 года, когда ее вкрутили в пожарной части Ливермора (США, Калифорния).
В ее основе углеродные нити. Возможно, первые годы она сияла на все заявленные 60 Вт, но постепенно тускнела и сейчас выдает не более 4 Вт. Специалисты считают, что ее долговечность заключается в столь небольшой мощности.
Участники были заинтересованы в потребительском спросе, а потому строго следили за соблюдением правил картеля. Ими даже были предусмотрены штрафы за лампочки, работавшие более 1000 часов. За 15 лет существования картеля была снижена конкуренция между его членами и повышен контроль качества готового продукта.
При этом рынок сбыта был поделен ими:
- На территории, где располагались производители. В этих местах другие участники не имели права торговли.
- На колониальные территории, принадлежавшие Англии.
- Общие территории – страны, где не было производственных мощностей компаний-участниц, а потому там могли торговать все желающие.
Картель перестал существовать в 1939 году.
Видео по теме статьи
О лампе накаливания расскажет видео:
Заключение
Лампы накаливания стали привычными атрибутами быта уже очень давно. Хотя сейчас большим спросом пользуются «экономки», у них все еще есть потенциал.
Так, ученые в MIT создали вокруг нити накаливания кристаллическую решетку, которая эффективно отражает тепло, вырабатываемое ей, обратно. Тем самым они увеличили свечение, повысив КПД до 40 %. Таким образом, у ламп накаливания скоро может начаться новая история.
