چه کسی برای اولین بار لامپ رشته ای را اختراع کرد. چه کسی اولین لامپ برق را اختراع کرد؟ چه کسی شمع برقی را اختراع کرد

تاریخچه لامپ برق در سال 1802 در سن پترزبورگ آغاز شد. در آن زمان بود که استاد فیزیک واسیلی ولادیمیرویچ پتروف جریان الکتریکی را از دو میله زغال چوب عبور داد. شعله های آتش بین آنها کمان بود. قبلاً خواص ناشناخته الکتریسیته کشف شد - توانایی دادن نور و گرمای روشن به مردم. به اندازه کافی عجیب، این احتمال بود که کمتر از همه دانشمند را مورد توجه قرار داد. او عمدتاً توجه خود را به دمای شعله جلب کرد، به طوری که فلزات در آن ذوب می شوند. پس از 80 سال، یکی دیگر از دانشمندان روسی بناردوس از این خاصیت برای جوشکاری فلزات استفاده کرد.
کشف پتروف مورد توجه قرار نگرفت. ده سال بعد، قوس الکتریکی توسط هامفری دیوی انگلیسی دوباره کشف شد. اما هنوز 60 سال قبل از ظهور لامپ الکتریکی باقی مانده بود.
برای استفاده از قوس الکتریکی برای روشنایی، نیاز به حل سه مشکل بود.

اولاً ، انتهای زغال سنگ ، که بین آنها قوس درخشید ، به سرعت در شعله آن سوخت. فاصله بین آنها زیاد شد و قوس بیرون رفت. بنابراین، لازم بود راهی برای حفظ شعله نه برای چند دقیقه، بلکه برای صدها ساعت، یعنی ایجاد یک لامپ الکتریکی مناسب برای استفاده، پیدا شود. معلوم شد که این سخت ترین است.
دوم، یک منبع جریان قابل اعتماد و اقتصادی مورد نیاز بود. آنچه مورد نیاز بود ماشینی بود که بتواند جریان الکتریکی ارزان قیمت تولید کند. باتری های گالوانیکی که در آن زمان وجود داشتند حجیم بودند و برای ساخت آنها روی گران قیمت زیادی لازم بود.
و در نهایت، ثالثاً، ما نیاز به روشی برای "تقسیم انرژی الکتریکی" داشتیم، به عبارت دیگر، از جریان تولید شده توسط دستگاه برای چندین لامپ نصب شده در مکان های مختلف استفاده کنیم.
به لطف کشف مایکل فارادی در مورد تأثیر ظاهر شدن جریان الکتریکی در یک سیم عایق هنگام حرکت در یک میدان مغناطیسی، اولین ژنراتورهای جریان الکتریکی به نام دینام ها ساخته شد.

سهم اصلی در ایجاد لامپ برق توسط سه نفر انجام شد که از قضا در همان سال 1847 متولد شدند. اینها مهندسان روسی پاول نیکولاویچ یابلوچکوف، الکساندر نیکولایویچ لودیگین و توماس آلوا ادیسون آمریکایی بودند.
A. N. Lodygin از مدرسه نظامی فارغ التحصیل شد، اما پس از آن استعفا داد و وارد دانشگاه سن پترزبورگ شد. در آنجا کار بر روی یک پروژه هواپیما را آغاز کرد. در روسیه، او فرصت ساخت اختراع خود را نداشت و لودیگین 23 ساله در سال 1870 به فرانسه می رود. سپس یک جنگ فرانسه و پروس رخ داد و مخترع جوان می خواست فرزندان خود را برای نیازهای نظامی تطبیق دهد. دولت فرانسه پیشنهاد او را پذیرفت و ساخت دستگاهی شبیه هلیکوپتر مدرن آغاز شد. اما فرانسه در جنگ شکست خورد و کار متوقف شد. خود لودیگین در حین کار بر روی اختراع خود با مشکل روشنایی آن در شب مواجه شد. این مشکل به قدری او را مجذوب خود کرد که پس از بازگشت به روسیه، Lodygin به طور کامل به حل آن روی آورد.

لودیگین آزمایش‌هایی را با یک قوس الکتریکی آغاز کرد، اما خیلی سریع آنها را رها کرد، زیرا دید که انتهای داغ میله‌های کربن از خود قوس درخشان‌تر می‌درخشند. مخترع به این نتیجه رسید که قوس مورد نیاز نیست و شروع به آزمایش با مواد مختلف کرد و آنها را با جریان برق درخشید. آزمایش با سیم های ساخته شده از فلزات مختلف چیزی به دست نداد - سیم فقط چند دقیقه درخشید، سپس سوخت. سپس Lodygin به زغال سنگ بازگشت که برای تولید قوس الکتریکی مورد استفاده قرار گرفت. اما او میله های کربن ضخیم را نگرفت، بلکه میله های نازک را برداشت. میله کربنی بین دو نگهدارنده مسی در یک گوی شیشه ای قرار می گرفت و جریان الکتریکی از آن عبور می کرد. زغال سنگ نور نسبتاً روشنی را منتشر کرد، هرچند مایل به زرد. میله کربن حدود نیم ساعت نگه داشت.

برای اینکه میله نسوزد، Lodygin دو میله را در لامپ قرار داد. در ابتدا فقط یکی درخشید و به سرعت سوخت و تمام اکسیژن لامپ را جذب کرد و پس از آن لامپ دوم شروع به درخشش کرد. از آنجایی که اکسیژن بسیار کمی باقی مانده بود، حدود دو ساعت می درخشید. حالا لازم بود هوا را از لامپ خارج کنیم و از نفوذ آن به داخل جلوگیری کنیم. برای انجام این کار، انتهای پایین لامپ را در یک حمام روغن غوطه ور می کردند که از طریق آن سیم ها از منبع جریان به لامپ می رفتند. به زودی این روش باید کنار گذاشته می شد، یک لامپ ساخته شد که در آن امکان تعویض میله های کربن پس از احتراق وجود داشت. اما این ناراحتی به دلیل نیاز به پمپاژ هوا ایجاد شد.

Lodygin "شرکت روشنایی الکتریکی Lodygin and Company" را ایجاد کرد. در بهار سال 1873، در منطقه ای دورافتاده از سن پترزبورگ، سندز، نمایش لامپ های رشته ای سیستم Lodygin برگزار شد. در دو لامپ خیابانی، لامپ های نفت سفید با لامپ های برقی جایگزین شد. بسیاری با خود روزنامه آوردند تا فاصله خواندن آنها را در زیر نور نفت سفید و برق مقایسه کنند. بعداً لامپ های لودیگین ویترین مغازه لباس زیر زنانه فلوران را روشن کرد.
در تابستان سال 1873، انجمن Lodygin و شرکت یک شب ترتیب داد که در آن یک فانوس برای روشن کردن اتاق، یک فانوس سیگنال برای راه‌آهن، یک فانوس زیر آب و یک فانوس خیابانی به نمایش گذاشته شد. هر فانوس را می توان به طور جداگانه از فانوس های دیگر روشن و خاموش کرد.
آکادمی علوم به لودیگین جایزه لومونوسوف را اعطا کرد زیرا اختراع او منجر به "کاربردهای کاربردی مفید، مهم و جدید" می شود.

شناخت اهمیت کار او الهام بخش Lodygin شد. او لامپ خود را بهبود بخشید و کارگاهش انواع بیشتری از آن را تولید کرد. اما "مشارکت" برای ساخت و فروش لامپ های Lodygin قبل از اینکه آنها بتوانند یک لامپ جدید بسازند که با روش های قدیمی روشنایی رقابت می کند، تأسیس شد. کارگاه تعطیل شد، "مشارکت" از هم پاشید، لامپ های Lodygin برای مدتی فراموش شدند. الف. مخترع خودش به عنوان مکانیک وارد کارخانه شد.
در همان زمان، Yablochkov طراحی لامپ خود را توسعه داد. هنگام کار بر روی راه آهن کورسک، پاول نیکولایویچ پیشنهاد کرد که برای روشن کردن مسیر، یک فانوس الکتریکی روی لوکوموتیو قطار الکساندر دوم نصب شود. از دو میله زغال سنگ تشکیل شده بود که قوس الکتریکی بین آنها می چرخید. با سوختن میله ها، آنها توسط یک تنظیم کننده مکانیکی به هم کشیده شدند. جریان توسط یک باتری گالوانیکی تامین می شد. مخترع جوان مجبور شد دو شب را در لوکوموتیو بگذراند و دائماً تنظیم کننده را اصلاح کند.

یابلوچکوف خدمت را ترک کرد و کارگاهی برای ابزارهای فیزیکی در مسکو افتتاح کرد. اما کارگاه متحمل ضرر شد و او مجبور شد به خارج از کشور، به پاریس برود. در آنجا برای کار در کارگاه Breguet رفت و کار روی ایجاد یک لامپ الکتریکی را از سر گرفت. او با یک مشکل مشغول بود: چگونه لامپی بسازد که به تنظیم کننده نیاز نداشته باشد. راه حل ساده بود: به جای قرار دادن میله ها روی هم، آنها باید به صورت موازی قرار می گرفتند و با لایه ای از ماده نسوز که جریان الکتریکی را هدایت نمی کند از هم جدا می شدند. سپس زغال سنگ به طور مساوی می سوزد و واشر همان نقش موم در شمع را ایفا می کند. برای لایه بین الکترودها، یابلوچکوف کائولن را انتخاب کرد، خاک رس سفیدی که از آن چینی ساخته می شود.

یک ماه پس از ظهور این ایده درخشان، لامپ طراحی شد و Yablochkov حق ثبت اختراع آن را دریافت کرد. این در سال 1876 بود. شمع برقی اش را در یک کاسه شیشه ای گذاشت. برای احتراق آن از یک وسیله ساده استفاده شد: میله ها از بالا با یک نخ نازک کربنی به هم وصل شده بودند. هنگامی که جریانی به لامپ وارد شد، رشته داغ شد، به سرعت سوخت و یک قوس بین میله ها چشمک زد.
این اختراع موفقیت بزرگی بود. مغازه ها، تئاترها، خیابان های پاریس با «شمع های یابلوچکوف» روشن شد. در لندن، خاکریز تیمز و اسکله کشتی را روشن کردند. یابلوچکوف به یکی از محبوب ترین افراد در پاریس تبدیل شد. روزنامه ها اختراع او را "نور روسی" نامیدند.

"نور روسیه" تنها در سرزمین مادری مخترع در روسیه موفق نبود. مخترعان فرانسوی به یابلوچکوف پیشنهاد کردند که حق ساخت شمع هایش را برای همه کشورها از او بخرد. یابلوچکوف قبل از موافقت، حق اختراع خود را به صورت رایگان به وزارت ارتش روسیه پیشنهاد کرد. جوابی نبود. و سپس مخترع موافقت کرد که یک میلیون فرانک از فرانسوی ها بگیرد. پس از موفقیت بزرگ شمع یابلوچکوف در نمایشگاه پاریس در سال 1878 که مورد بازدید بسیاری از روس ها قرار گرفت، در روسیه نیز به آن علاقه مند شدند. یکی از دوک های بزرگ، پس از بازدید از نمایشگاه، به یابلوچکوف در سازماندهی تولید لامپ های خود در روسیه قول کمک داد. به خاطر فرصت کار در خانه، مخترع، پس از بازگشت یک میلیون فرانک، حق ساخت شمع های خود را خرید و عازم سنت پترزبورگ شد.
در آنجا انجمن یابلوچکوف و شرکت تشکیل شد که یک کارخانه تجهیزات الکتریکی و همراه با آن یک آزمایشگاه برای مخترع ساخت. برای استفاده گسترده از روشنایی الکتریکی، Yablochkov نیاز به حل هر سه مشکل ذکر شده در بالا داشت.
برای این، از قبل همه پیش نیازها وجود داشت. مخترعان طرح های بسیاری از ماشین هایی را پیشنهاد کردند که جریان الکتریکی تولید می کردند. Yablochkov همچنین ژنراتور خود را ایجاد کرد. علاوه بر این، او راهی برای تغذیه بسیاری از لامپ ها با جریان پیدا کرد، بنابراین کارخانه او نه تنها "شمع" را ارائه کرد، بلکه کل دستگاه روشنایی الکتریکی را نیز در اختیار گرفت. یابلوچکوف پل Liteiny در سن پترزبورگ، میدان روبروی تئاتر و برخی از کارخانه ها را روشن کرد.

بین Yablochkov و Lodygin اختلاف خلاقانه طولانی در مورد راه های توسعه روشنایی الکتریکی وجود داشت. یابلوچکوف معتقد بود که رد قوس اشتباه لودیگین است و لامپ های رشته ای نمی توانند بادوام و مقرون به صرفه باشند. Lodygin، به نوبه خود، سرسختانه لامپ رشته ای را بهبود بخشید.
نقطه ضعف شمع یابلوچکوف نور بسیار قوی بود که او داد - حداقل 300 شمع. در همان زمان، او آنقدر گرما ساطع کرد که نفس کشیدن در یک اتاق کوچک غیرممکن بود.
بنابراین، از شمع های Yablochkov برای روشنایی خیابان ها و اماکن بزرگ استفاده می شد: تئاترها، کف کارخانه ها، بنادر دریایی.
به نوبه خود، لامپ های رشته ای به هیچ وجه اتاق را گرم نمی کنند. آنها می توانند با هر قدرتی ساخته شوند. علیرغم اختلاف نظرها، یابلوچکوف و لودیگین با یکدیگر محترمانه رفتار کردند، در یک انجمن علمی با هم کار کردند و مجله الکتریسیته را سازماندهی کردند. در کارخانه یابلوچکوف، لامپ های لودیگین نیز ساخته شد، که در آن زمان پیشرفت هایی در اختراع او ایجاد کرد: به جای میله های کربن، او شروع به استفاده از رشته های کربنی کرد. لامپ جدید جریان کمتری مصرف می کرد و چند صد ساعت دوام آورد.

برای حدود دو سال، کارخانه Yablochkov با دستورات غرق شد و روشنایی الکتریکی در بسیاری از شهرهای روسیه ظاهر شد. سپس تعداد سفارشات کاهش یافت و کارخانه شروع به کاهش کرد. مخترع ورشکست شد، مجبور شد دوباره به پاریس برود. در آنجا برای کار در همان انجمنی رفت که خود تأسیس کرد و یک میلیون فرانک به آن بازگرداند.
در نمایشگاه پاریس در سال 1881، شمع Yablochkov به عنوان بهترین راه روشنایی الکتریکی شناخته شد. اما آنها کمتر و کمتر مورد استفاده قرار گرفتند و به زودی خود مخترع علاقه خود را به آنها از دست داد.
پس از بسته شدن کارخانه Yablochkov، Lodygin نتوانست تولید گسترده ای از لامپ های خود را در روسیه ایجاد کند. او ابتدا به پاریس و سپس به آمریکا رفت. او فهمید که در آنجا لامپ اختراع شده به نام ادیسون نامگذاری شده است. اما مهندس روسی شروع به اثبات اولویت خود نکرد، بلکه به کار بر روی بهبود اختراع خود ادامه داد.

در مورد سهم ادیسون در توسعه لامپ برق، لازم به ذکر است که قبل از ایجاد لامپ او، لامپ لودیگین در دستان او بود. از آنجایی که چراغ برق باید با مشعل گاز رقابت می کرد، ادیسون صنعت گاز را به طور دقیق مطالعه کرد. او طرحی برای نیروگاه مرکزی و طرحی برای تامین برق خانه ها و کارخانه ها تهیه کرد. سپس با محاسبه هزینه مواد و برق، قیمت لامپ را 40 سنت تعیین کرد. پس از آن، ادیسون کار بر روی یک لامپ با رشته کربنی که در یک توپ شیشه ای قرار داده شده بود، شروع کرد و هوا از آن خارج می شد. او راهی برای پمپاژ هوا از سیلندر بهتر از مخترعان دیگر پیدا کرد. اما نکته اصلی یافتن ماده ای برای فیلامنت کربنی بود که عمر طولانی داشته باشد. برای این کار، او حدود شش هزار گیاه را از سراسر جهان امتحان کرد. در نهایت به یکی از انواع بامبو بسنده کرد.

پس از آن، تبلیغات اوج گرفت. روزنامه ها گزارش دادند که خانه ادیسون، منلو پارک، با لامپ های برق روشن می شود. هفتصد لامپ تأثیر خیره کننده ای در بین بازدیدکنندگان زیادی گذاشت. ادیسون مجبور شد روی اختراعات اضافی - ژنراتورها، کابل ها - سخت کار کند. او همچنین برای کاهش قیمت لامپ کار کرد و تنها زمانی که قیمت آن 22 سنت بود متوقف شد. با وجود همه اینها، ادیسون حق اختراع را نه برای اختراع یک لامپ، بلکه فقط برای بهبود دریافت کرد، زیرا اولویت با Lodygin باقی ماند.
خود لودیگین در آمریکا به آزمایشات با رشته ای از فلزات نسوز بازگشت. او مناسب ترین ماده را برای نخ پیدا کرد که هنوز هم استفاده می شود - تنگستن. رشته تنگستن نور سفید روشن تولید می کند، به جریان بسیار کمتری نسبت به رشته کربن نیاز دارد و می تواند هزاران ساعت دوام بیاورد.

لامپ های قوسی نیز فراموش نشدند. آنها در جایی استفاده می شوند که منبع نوری از هزاران شمع مورد نیاز است: در نورافکن ها، چراغ ها، روی مجموعه های فیلم. علاوه بر این، آنها نه بر اساس روش یابلوچکوف، بلکه بر اساس طرحی که او رد کرد - با تنظیم کننده ای که میله های کربن را به هم نزدیک می کند، ساخته شده اند.
در قرن بیستم، لامپ های رشته ای یک رقیب داشتند - لامپ های گازی یا لامپ های فلورسنت. آنها با گاز پر می شوند و بدون گرم شدن نور می دهند. ابتدا لامپ های گازی رنگی ظاهر شدند. صفحات فلزی در لوله شیشه ای در هر دو انتها ذوب شدند - الکترودهایی که جریان به آنها می رسید. لوله با گاز یا بخارات فلزی پر شده بود. تحت تأثیر جریان، گاز شروع به درخشش کرد. آرگون آبی، نئون قرمز، جیوه بنفش و بخار سدیم زرد است. از این لامپ ها در تبلیغات استفاده شده است.
بعدها چراغ هایی ساخته شدند که نور آنها به خورشید نزدیک می شود. اساس آنها اشعه ماوراء بنفش است. مزیت آنها مصرف جریان کمتر در مقایسه با لامپ های رشته ای است.

مشترک ما شوید

پاسخ به این سوال به ظاهر ساده را می توان متفاوت شنید. آمریکایی ها بدون شک اصرار دارند که این ادیسون بوده است. انگلیسی ها خواهند گفت که این هموطن آنها سوان است. ممکن است فرانسوی ها یابلوچکوف مخترع "نور روسی" را به یاد بیاورند که در سال 1877 شروع به نورپردازی خیابان ها و میادین پاریس کرد. یکی دیگر از مخترع روسی را نام می برد - Lodygin. احتمالاً پاسخ های دیگری نیز وجود خواهد داشت. پس حق با کیست؟ بله، شاید همه چیز. تاریخچه لامپیک زنجیره کامل از اکتشافات و اختراعات است که توسط افراد مختلف در زمان های مختلف انجام شده است.

قبل از اینکه به گاهشماری اختراع لامپ بپردازیم، می خواهم بدانم منظور ما از اصطلاح "لامپ" چیست. اول از همه، این یک منبع نور است، یک دستگاه، دستگاهی که در آن انرژی الکتریکی به انرژی نور تبدیل می شود. اما روش های تبدیل می تواند متفاوت باشد. در قرن 19، چندین مورد از این روش ها شناخته شده بود. بنابراین، در آن زمان چندین نوع لامپ الکتریکی ظاهر شد: قوس، رشته ای و تخلیه گاز. لامپ الکتریکی یک سیستم فنی است، یعنی. مجموعه ای از عناصر فردی لازم برای انجام عملکرد مفید اصلی - روشنایی.

تاریخچه پیدایش و توسعه لامپ الکتریکی از تاریخ مهندسی برق که با کشف جریان الکتریکی در قرن هجدهم آغاز می شود، جدایی ناپذیر است. بعدها، در قرن نوزدهم، موجی از اکتشافات مربوط به برق جهان را فرا گرفت. مانند یک واکنش زنجیره ای بود، زمانی که یک کشف راه را برای کشف بعدی باز کرد. مهندسی برق از بخش فیزیک به عنوان یک علم مستقل برجسته شد که بر روی توسعه آن کهکشان کاملی از دانشمندان و مخترعان کار کردند: فرانسوی آندره ماری آمپر (فرانسوی آندره ماری آمپر)، آلمانی ها گئورگ اوم (آلمانی گئورگ سیمون اهم). ) و هاینریش هرتز (آلمانی هاینریش رودولف هرتز)، انگلیسی ها مایکل فارادی و جیمز ماکسول و دیگران.

قرن نوزدهم شگفت‌انگیز، که پایه‌های انقلاب علمی و تکنولوژیکی را که جهان را تغییر داد، با اختراع منبع جریان شیمیایی (ستون ولتایی) آغاز کرد. با این اختراع بسیار مهم، دانشمند ایتالیایی A. Volta سال جدید 1800 را ملاقات کرد. و در حال حاضر در سال 1801، واسیلی پتروف، استاد آکادمی پزشکی و جراحی سنت پترزبورگ، موفق شد مقامات را متقاعد کند تا برای دفتر فیزیک خود قوی ترین باتری الکتریکی آن زمان، متشکل از 4200 جفت سلول گالوانیکی را خریداری کنند. پتروف در سال 1802 با انجام آزمایش‌هایی با این باتری، یک قوس الکتریکی را کشف کرد - یک تخلیه روشن که بین میله‌های کربن-الکترودهایی که در فاصله معینی به هم نزدیک شده‌اند رخ می‌دهد. او همچنین استفاده از قوس را برای نورپردازی پیشنهاد کرد.

اما در اجرای عملی این ایده، مشکلات زیادی به وجود آمد. آزمایشات نشان داده است که قوس فقط در فاصله معینی بین الکترودها به روشنی و پیوسته می سوزد. و در حین سوزاندن قوس، الکترودهای کربن به تدریج می سوزند و شکاف قوس را افزایش می دهند. یک مکانیسم تنظیم کننده برای حفظ فاصله ثابت بین الکترودها مورد نیاز بود.

مخترعان راه حل های مختلفی ارائه کرده اند. اما همه آنها این عیب را داشتند که گنجاندن چندین لامپ در یک مدار غیرممکن بود. من مجبور شدم برای هر لامپ از یک منبع تغذیه جداگانه استفاده کنم. این مشکل در سال 1856 توسط مخترع A.I. Shpakovsky، که یک تاسیسات روشنایی با یازده لامپ قوس مجهز به تنظیم کننده های اصلی ایجاد کرد، حل شد. این نصب میدان سرخ مسکو را در زمان تاجگذاری الکساندر دوم روشن کرد.

در سال 1869، یک مخترع روسی دیگر، وی. آی چیکولف، یک رگولاتور دیفرانسیل را روی یک لامپ قوس اعمال کرد و از آن در نورافکن های دریایی قدرتمند استفاده کرد. چنین رگولاتورهایی هنوز در تاسیسات پروژکتورهای بزرگ استفاده می شوند. متأسفانه تمام مشعل های قوس الکتریکی غیر قابل اعتماد و گران بوده اند.

نقش تعیین کننده در انتقال از آزمایشات بر روی الکتریسیته به روشنایی انبوه الکتریکی توسط مهندس برق روسی پاول نیکولاویچ یابلوچکوف ایفا شد. یابلوچکوف کار خود را در روسیه با سازماندهی کارگاه ابزارهای فیزیکی در سال 1875 در سن پترزبورگ آغاز کرد. در همان سال او به فکر ساخت یک لامپ قوس ساده و قابل اعتماد افتاد. با این حال، سقوط مالی شرکت یابلوچکوف را مجبور کرد در سال 1876 به پاریس برود، جایی که او کار خود را بر روی لامپ قوس در سازنده معروف ساعت و ابزار دقیق Breguet ادامه داد.

مشکل همچنان یکسان بود - یک رگولاتور مورد نیاز بود. ایده مثل همیشه غیرمنتظره آمد. مورد کمک کرد. یابلوچکوف با فکر کردن به این مشکل به یک کافه کوچک پاریسی رفت تا لقمه بخورد. گارسون آمد. یابلوچکوف همچنان که به فکر خودش بود، به طور مکانیکی تماشا کرد که چگونه ظرف را می گذارد، قاشق، چنگال، چاقو را می گذارد... و ناگهان... یابلوچکوف ناگهان از روی میز بلند شد و به سمت در خروجی رفت. با عجله به استودیوی خود رفت. راه حل پیدا شد! ساده و قابل اعتماد! به محض نگاه کردن به کارد و چنگال که کنار هم و به موازات یکدیگر افتاده بود، به سراغش آمد.

بله، اینگونه باید الکترودهای کربن را در لامپ قرار داد - نه به صورت افقی، مانند تمام طرح های قبلی، بلکه به صورت موازی (!). سپس هر دو دقیقاً یکسان خواهند سوخت و فاصله بین آنها همیشه ثابت خواهد بود. و هیچ تنظیم کننده پیچیده ای مورد نیاز نیست.

پیشخدمت پاریسی حتی مشکوک نبود که او به عنوان یکی از نویسندگان این اختراع شده است. اما چه کسی می داند، اگر او یک چاقو و یک قاشق را با احتیاط جلوی یابلوچکوف قرار نمی داد، شاید یک حدس برق آسا برای مخترع روشن نمی شد. درست است ، "اشاره" پیشخدمت زمین حاصلخیز پیدا کرد. از این گذشته ، یابلوچکوف حتی روی میز کافه به دنبال راه حل خود بود و منتظر دستور بود. به هر حال، این یک نمونه عالی از استفاده از تفکر انجمنی در حل یک مشکل فنی پیچیده است. از سوی دیگر، این مورد نمونه ای از حل یک مشکل فنی است، زمانی که یک دستگاه ایده آل (در این مورد، یک رگولاتور) چیزی است که واقعا وجود ندارد، اما عملکردها انجام می شود.

البته، این فقط یک ایده بود، و نه یک راه حل کامل برای مشکل - ایجاد یک لامپ ارزان و قابل اعتماد. برای رسیدن به آنجا کار زیادی لازم بود. اول از همه، با آرایش موازی الکترودها، قوس می تواند نه تنها در انتهای الکترودها، بلکه در تمام طول آنها بسوزد، و به احتمال زیاد، به سمت پایه آنها - به گیره های حامل جریان می رود. . این مشکل با پر کردن فضای بین الکترودها با عایق حل شد که به تدریج همراه با الکترودها سوخت.

ترکیب این عایق هنوز نیاز به انتخاب داشت که با استفاده از خاک رس (کائولن) برای این کار انجام شد. چگونه یک لامپ روشن کنیم؟ سپس در قسمت بالا، بین الکترودها، یک جامپر کربنی نازک قرار داده شد که در لحظه روشن شدن سوخت و قوس را آتش زد. هنوز مشکل احتراق ناهموار الکترودهای مرتبط با قطبیت جریان وجود داشت. زیرا الکترود "+" سریعتر سوخت، در ابتدا باید ضخیم تر می شد. یکی دیگر از راه حل های مبتکرانه برای این مشکل استفاده از جریان متناوب بود.

طراحی لامپ قوس ساده بود: دو میله کربنی که توسط یک لایه عایق کائولن جدا شده و روی یک پایه ساده شبیه شمعدان نصب شده است. الکترودها به طور یکنواخت می سوختند و لامپ نور درخشانی می داد و برای مدت طولانی. ساخت چنین "شمع برقی" آسان و ارزان بود.

در سال 1876، مخترع روسی اختراع خود را در نمایشگاه لندن ارائه کرد. و یک سال بعد، دنوروز فرانسوی کارآفرین به تأسیس یک شرکت سهامی "جامعه مطالعه روشنایی الکتریکی با استفاده از روش های یابلوچکوف" دست یافت. لامپ های یابلوچکوف در پربازدیدترین مکان های پاریس، در خیابان - خیابان اپرا و میدان اپرا، و همچنین در فروشگاه لوور ظاهر شدند، نور گاز و مایع کم نور جایگزین توپ های مات شد که با نور سفید و ملایم می درخشیدند. راهپیمایی "La lumiere russe" (جهان روسیه) در سراسر جهان. در دو سال، شمع یابلوچکوف تمام دنیای قدیم را فتح کرد و در شرق به کاخ های شاه ایرانی و پادشاه کامبوج گسترش یافت.

برنج. 1. پاول نیکولاویچ یابلوچکوف و شمعش.

در سال های 1876-1877، چندین حق ثبت اختراع فرانسوی، هم برای طراحی خود لامپ و هم برای سیستم های قدرت آنها به دست آمد. تولید بر مبنای صنعتی قرار گرفت. یک کارخانه کوچک در پاریس بیش از 8000 شمع در روز و چندین ده ژنراتور الکتریکی در ماه تولید می کرد. با این حال، این رونق به زودی به پایان رسید. شمع Yablochkov به تدریج با یک لامپ رشته ای ارزان تر و بادوام تر جایگزین شد.

به طور کلی پذیرفته شده است که مخترع لامپ رشته ای مخترع معروف آمریکایی توماس آلوا ادیسون است. در 21 دسامبر 1879، مقاله ای در روزنامه نیویورک هرالد در مورد اختراع جدید T.A. ادیسون - "نور ادیسون" (نور ادیسون)، در مورد یک لامپ رشته ای با رشته کربن منتشر شد. چند روز بعد، در 1 ژانویه 1880، 3000 نفر در تظاهرات روشنایی برق برای خانه ها و خیابان ها در منلو پارک (ایالات متحده آمریکا) شرکت کردند و در 27 ژانویه همان سال، حق اختراع شماره 223898 "الکتریک-لامپ" (نگاه کنید به شکل 2.) ایالات متحده را دریافت کردند. واقعیت، داستان این پتنت و لامپ رشته ای بسیار پیچیده تر و جالب تر است.

برنج. 2. ثبت اختراع توماس A. ادیسون برای لامپ الکتریکی

اولین آزمایش هادی های گرمایش با جریان الکتریکی در آغاز قرن نوزدهم توسط دانشمند انگلیسی هامفری دیوی انجام شد. یکی از اولین تلاش ها برای اعمال رشته هادی ها با جریان، به طور خاص برای روشنایی، در سال 1844 توسط مهندس دمولین انجام شد که سیم پلاتینی را که در داخل یک توپ شیشه ای قرار داده شده بود، گرم کرد. این آزمایشات نتایج مطلوب را به همراه نداشت، زیرا. سیم پلاتین خیلی سریع ذوب شد.

در سال 1845، در لندن، کینگ پلاتین را با چوب های زغال سنگ جایگزین کرد و حق ثبت اختراع را برای "استفاده از فلز رشته ای و هادی های کربن برای روشنایی" دریافت کرد.

در سال 1954، 25 سال قبل از ادیسون، ساعت ساز آلمانی هاینریش گوبل اولین لامپ های رشته ای کاربردی با رشته های کربنی با زمان سوختن حدود 200 ساعت را در نیویورک معرفی کرد. او به عنوان نخ از نخ بامبوی زغالی به ضخامت 0.2 میلی متر استفاده کرد که در خلاء قرار داده شده بود. به جای فلاسک، گوبل، به دلایل اقتصادی، ابتدا از بطری های ادکلن و بعداً از لوله های شیشه ای استفاده کرد. او با پر کردن و ریختن جیوه، یعنی با استفاده از روشی که در ساخت فشارسنج ها استفاده می شود، در یک فلاسک شیشه ای خلاء ایجاد کرد.

گوبل از لامپ های ایجاد شده برای روشنایی مغازه ساعت خود استفاده کرد. او برای بهبود وضعیت مالی خود با ویلچر به اطراف نیویورک سفر کرد و از همه دعوت کرد تا از طریق تلسکوپ به ستاره ها نگاه کنند. کالسکه، در همان زمان، با لامپ های او تزئین شده بود. بنابراین، گوبل اولین کسی بود که از نور برای اهداف تبلیغاتی استفاده کرد. به دلیل کمبود پول و ارتباطات، این مهاجر آلمانی نتوانست حق اختراع لامپ فیلامنت کربنی خود را به دست آورد و اختراع او به سرعت فراموش شد.

از سال 1872، الکساندر نیکولاویچ لودیگین آزمایشاتی را در زمینه روشنایی الکتریکی در سن پترزبورگ آغاز کرد. در اولین لامپ های او، یک چوب نازک زغال سنگ بین میله های مسی عظیم قرار گرفته بود که در یک کاسه شیشه ای مهر و موم شده قرار داشتند. علیرغم ناقص بودن لامپ در همان سال، کوزلوف بانکدار با مشارکت لودیگین، انجمنی را برای بهره برداری از این اختراع تأسیس کرد. آکادمی علوم به لودیگین جایزه لومونوسوف 1000 روبلی اعطا کرد.

لامپ های رشته ای با میله کربنی که توسط Lodygin در سال 1874 ساخته شد برای روشنایی دریاسالاری سنت پترزبورگ استفاده شد. در سال 1875، کوهن رئیس شراکت شد و به نام خود یک لامپ بهبود یافته Lodygin را که توسط V.F. Didrikhson طراحی شده بود منتشر کرد. در این لامپ، زغال سنگ ها در خلاء قرار می گرفتند و زغال سنگ سوخته به طور خودکار با دیگری جایگزین می شد. در سال 1875، فروشگاه کتانی فلورنت در سن پترزبورگ با سه لامپ از این دست به مدت دو ماه روشن شد و همچنین به پیشنهاد P. Struve، در هنگام ساخت پل الکساندر در سراسر نوا، کیسون ها در زیر آب روشن شدند.

در سال 1875، دیدریچسون شروع به ساخت زغال سنگ از چوب با زغال کردن استوانه های چوبی بدون هوا در بوته های گرافیتی که با پودر زغال سنگ پوشانده شده بود، کرد. در سال 1876، پس از مرگ کوهن، این شراکت از هم پاشید. بهبود بیشتر لامپ توسط N.P. Bulygin در سال 1876. در چراغ او، انتهای یک تکه زغال سنگ دراز می درخشید که با سوختن انتهای آن به طور خودکار جلو می رفت. طراحی لامپ ها برای ساخت دشوار و کم فناوری بود و بنابراین ارزان نیست، اگرچه دائماً در حال بهبود بود.

در اواخر دهه 70 همان قرن، کشتی هایی برای روسیه در یکی از کارخانه های کشتی سازی آمریکای شمالی ساخته شد و هنگامی که زمان دریافت آنها فرا رسید، ستوان ناوگان روسیه A.N. Khotinsky به آنجا رفت. او چندین لامپ رشته ای Lodygin را با خود برد. این اختراع قبلاً در فرانسه، روسیه، بلژیک، اتریش و بریتانیا به ثبت رسیده بود. او لامپ های روسی را به مخترعی به نام توماس ادیسون نشان داد که در آن زمان روی مشکل روشنایی الکتریکی نیز کار می کرد.

اکنون دشوار است که تعیین کنیم شرایط توصیف شده چقدر بر اختراع ادیسون تأثیر گذاشته است. با این حال، در نهایت، به لطف کار او، یک جهش کیفی در بهبود لامپ رشته ای انجام شد. ادیسون هیچ تغییر انقلابی در لامپ Lodygin ایجاد نکرد. لامپ او یک فلاسک شیشه ای با رشته کربنی بود که هوا از آن خارج می شد، اما بسیار دقیق تر از لودیگین. اما شایستگی ادیسون قبل از هر چیز این است که او یک سیستم فوق العاده برای این لامپ اختراع و ایجاد کرد و تولید آن را در جریان قرار داد که منجر به کاهش شدید هزینه شد. او یک پایه پیچ برای لامپ و یک کارتریج برای آن اختراع کرد، فیوزها، کلیدها و اولین انرژی سنج را اختراع کرد. با لامپ ادیسون بود که روشنایی الکتریکی واقعاً عظیم شد و وارد خانه های مردم عادی شد.

رویکرد ادیسون برای حل مشکل یافتن مواد برای رشته سزاوار توجه ویژه است. او صرفاً با مرتب کردن تمام مواد و مواد موجود (روش آزمون و خطا) رفت. ادیسون 6000 ماده حاوی کربن، از نخ خیاطی معمولی با روکش زغال چوب گرفته تا غذا و رزین را امتحان کرد. بهترین آن بامبو بود که قاب نخل فن ژاپنی از آن ساخته شد. این کار تایتانیک حدود دو سال طول کشید.

در آن سوی اقیانوس اطلس، در انگلستان، تقریباً همزمان با لودیگین و ادیسون، سر جوزف ویلسون سوان روی یک لامپ برق کار می کرد. او از یک نخ پنبه ای زغالی به عنوان عنصر گرمایش استفاده کرد و همچنین هوا را از فلاسک خارج کرد. سوان در سال 1878، حدود یک سال قبل از ادیسون، حق امتیاز بریتانیا را برای دستگاه خود دریافت کرد. او از سال 1879 شروع به نصب لامپ های الکتریکی در خانه های انگلیسی کرد. با سازماندهی در سال 1881 شرکت "The Swan Electric Light Company" تولید تجاری لامپ ها را آغاز کرد. سوان بعداً با ادیسون همکاری کرد تا نام تجاری واحد "ادی سوان" را تجاری کند.

از آنچه گفته شد، چنین برمی‌آید که لامپ رشته‌ای الکتریکی در مراحل اولیه چندین مخترع داشته است. تقریباً همه آنها حق ثبت اختراع داشتند. در مورد معروف ترین آنها، ثبت اختراع آمریکایی ادیسون، قبل از انقضای حقوق حمایتی توسط دادگاه باطل اعلام شد. دادگاه دریافت که لامپ رشته ای توسط هاینریش گوبل چندین دهه قبل از ادیسون اختراع شده است.

در سال 1890، Lodygin یک لامپ با نخ فلزی ساخته شده از فلزات نسوز - اکتیوم، ایریدیوم، رودیوم، مولیبدن و تنگستن را در ایالات متحده ثبت کرد. لامپ های Lodygin با رشته مولیبدن در نمایشگاه پاریس در سال 1900 به نمایش گذاشته شد و چنان موفقیت بزرگی داشت که در سال 1906 شرکت آمریکایی "جنرال الکتریک" این حق اختراع را از او خرید. جالب ترین چیز این است که شرکت جنرال الکتریک توسط خود توماس ادیسون سازماندهی شد. در این مورد، اختلاف مکاتبات مخترعان بزرگ پایان یافت.

با این حال، بهبود لامپ رشته ای به همین جا ختم نشد. از سال 1909، لامپ های رشته ای با رشته تنگستن زیگزاگ شروع به استفاده کردند و در سال 1912-1913 لامپ های پر از نیتروژن و گازهای بی اثر (Ar، Kr) ظاهر شدند. و سرانجام ، آخرین پیشرفت ابتدای قرن بیستم - رشته تنگستن ابتدا به شکل مارپیچ و سپس به شکل دو مارپیچ (زخم مارپیچی از مارپیچ) و تری اسپیرال شروع به ساخت کرد. لامپ رشته ای الکتریکی بالاخره به شکلی که ما به دیدن آن عادت کرده ایم، دست یافته است.

پس چه کسی لامپ برق را اختراع کرد؟ نام ها قبلاً نامگذاری شده اند: پتروف، شپاکوفسکی، چیکولف، یابلوچکوف، ادیسون، دیوی، کینگ، گبل، لودیگین، سوان. به نظر کافی می رسد. اما اگر «فرهنگ دایره‌المعارفی کوچک بروکهاوس و افرون» را که در آغاز قرن بیستم منتشر شد، در نظر بگیرید، می‌توانید در آنجا بخوانید: لامپ‌های رشته‌ای یک کلاهک شیشه‌ای هستند که هوا از آن خارج می‌شود، و در آن رشته‌ای کربن یا فلز وجود دارد. قرار داده شده، توسط جریان الکتریکی گرم می شود. نخ کربن از زغال کردن الیاف بامبو (لامپ ادیسون)، ابریشم، کاغذ پنبه (لامپ قو) به دست می آید. از اواخر دهه 1890. لامپ های رشته ای جدید ظاهر شدند: به جای یک رشته کربن، میله ای که از مواد مقاوم در برابر آتش فشرده شده است در معرض تابش قرار می گیرد: اکسید منیزیم، توریم، زیرکونیوم و ایتریم (لامپ نوری Nernst) یا رشته ای از اسمیم فلزی (لامپ های Auer Light) و تانتا (لامپ های بولتون و فوئرلین).

همانطور که می بینید، نام های جدیدی ظاهر شد - Nernst، Auer، Bolton، Feuerlein. در صورت تمایل، با انجام جستجوی عمیق تر، می توان این لیست را دوباره پر کرد.

احتمالاً بیهوده است که به دنبال پاسخ روشنی برای این سؤال باشید که "چه کسی لامپ برق را اختراع کرد". بسیاری از مخترعان ذهن، دانش، کار و استعداد خود را در این زمینه به کار گرفته اند. و این فقط در مورد انواع لامپ هایی که در مرحله اولیه معرفی روشنایی الکتریکی ساخته شده اند اعمال می شود: قوس و رشته ای.

حتی در همان ابتدای توسعه لامپ های رشته ای، مشاهده شد که آنها راندمان پایینی دارند، یعنی. درصد بسیار کمی از انرژی جریان الکتریکی به انرژی نور تبدیل می شود. از این رو جستجو برای یافتن راه های دیگری برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی نوری ادامه یافت و سعی شد از آنها در انواع جدیدی از منابع نور الکتریکی استفاده شود. لامپ های تخلیه به چنین منابع نوری تبدیل شدند - دستگاه هایی که در آنها انرژی الکتریکی با عبور جریان الکتریکی از گازها و سایر مواد (به عنوان مثال، جیوه) به تابش نوری تبدیل می شود.

اولین آزمایش‌ها با لامپ‌های تخلیه گاز تقریباً همزمان با لامپ‌های رشته‌ای آغاز شد. در سال 1860، اولین لامپ تخلیه جیوه در انگلستان ظاهر شد. با این حال، تا آغاز قرن بیستم، همه این آزمایش‌ها اندک بودند و تنها آزمایش‌هایی بدون کاربرد عملی واقعی باقی ماندند.

در دهه اول قرن بیستم، در طول دوره معرفی انبوه روشنایی الکتریکی با استفاده از لامپ های رشته ای، کار بر روی لامپ های تخلیه گاز تشدید شد که منجر به تعدادی اختراع و اکتشاف شد. در سال 1901 پیتر کوپر هیویت لامپ جیوه ای کم فشار را اختراع کرد. در سال 1906، لامپ جیوه ای با فشار بالا اختراع شد. 1910 - کشف چرخه هالوژن. لامپ نئونی توسط فیزیکدان فرانسوی ژرژ کلود در سال 1911 ساخته شد و به سرعت راه خود را در تبلیغات پیدا کرد.

در دهه‌های 1920 و 1940، کار بر روی لامپ‌های تخلیه گاز در بسیاری از کشورها ادامه یافت، که منجر به بهبود انواع شناخته شده لامپ‌ها و کشف انواع جدید شد. توسعه داده شد: لامپ سدیم فشار کم، لامپ فلورسنت، لامپ زنون و غیره. در دهه 40، استفاده انبوه از لامپ های فلورسنت برای روشنایی آغاز شد.

بعدها، انواع دیگری از لامپ های الکتریکی اختراع شد: سدیم فشار بالا. هالوژن؛ فلورسنت فشرده؛ منابع نور LED و دیگران. در حال حاضر در جهان تعداد کل انواع منابع نور حدود 2000 است.

با وجود چنین تعداد زیادی از انواع لامپ های الکتریکی، اندیشه ابداعی هنوز پابرجا نیست. منابع نوری از قبل شناخته شده همچنان در حال بهبود هستند. نمونه ای از چنین پیشرفت هایی ایجاد لامپ های فلورسنت فشرده در سال 1983 است که به اندازه یک لامپ رشته ای معمولی شد. برای روشن کردن آنها نیازی به تجهیزات راه اندازی خاصی نیست، آنها به یک کارتریج استاندارد لامپ های رشته ای متصل می شوند و از همه مهمتر با همان میزان نور تولید شده، این لامپ ها چندین برابر کمتر برق مصرف می کنند و چندین برابر عمر می کنند. در سال‌های اخیر، علیرغم قیمت بالاتری که نسبت به لامپ‌های رشته‌ای سنتی دارند، چنین لامپ‌های کم مصرف به طور فزاینده‌ای مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

با این حال، ایده ابداعی به همین جا ختم نمی شود. تقریباً همزمان، دو شرکت آمریکایی، Technical Consumer Products (TCP) و O·ZONELite، لامپ های فلورسنت کم مصرف را با ویژگی های جدید غیرمنتظره راه اندازی کردند. این سازندگان ادعا می کنند که لامپ های Fresh2 و O·ZONELite آنها (هر دو علامت تجاری ثبت شده) علاوه بر روشنایی اتاق، بوی نامطبوع را از بین می برند، هوا را تصفیه می کنند، باکتری ها، ویروس ها و قارچ ها را از بین می برند. معجزه نیست؟

راز این است که لامپ ها با دی اکسید تیتانیوم (TiO2) پوشیده شده اند، که وقتی با نور فلورسنت تابش می شود، باعث واکنش فوتوکاتالیستی می شود. در طی این واکنش، ذرات با بار منفی - الکترون - آزاد می شوند و "سوراخ" با بار مثبت در جای خود باقی می مانند. به دلیل ترکیب مثبت و منفی روی سطح لامپ، مولکول های آب موجود در هوا به عوامل اکسید کننده بسیار قوی - رادیکال های هیدروکسید (HO) تبدیل می شوند، به همین دلیل است که این لامپ ها دارای خواص غیر معمول و شگفت انگیزی هستند.

برنج. 3. لامپ های کم مصرف فلورسنت تخلیه گاز Fresh2 و O.ZONELite

همانطور که از شکل 3 مشاهده می شود، این لامپ ها حتی از نظر ظاهری بسیار شبیه به هم هستند و ویژگی های آنها تقریباً یکسان است. شکل مارپیچی هر دو لامپ قابل توجه است. سازندگان آنها این کار را برای افزایش بازده نور انجام دادند، درست مانند پیشینیان خود - سازندگان لامپ های رشته ای. در واقع، تاریخ در یک مارپیچ حرکت می کند.

می توان نتیجه گرفت که لامپ های تخلیه گاز در سال های اخیر حتی در روشنایی خانگی نیز محبوبیت بیشتری پیدا می کنند و جایگزین لامپ های رشته ای می شوند. آنها انرژی کمتری مصرف می کنند، به همین راحتی کار می کنند و می توانند مجموعه ای از ویژگی های عالی و مفید دیگر را داشته باشند. قیمت بالاتر، که همچنان مانع از گسترش این لامپ ها می شود، با 8-10 برابر عمر مفید و 3-5 برابر بازده جبران می شود. و با تولید انبوه بیشتر، قیمت به تدریج کاهش می یابد. و اگر مشکلات روزافزون انرژی و زیست محیطی را که باعث افزایش هزینه برق و مجبور به ارائه اقدامات ریاضتی می شود را در نظر بگیرید، مشخص می شود که چشم انداز لامپ های فلورسنت فشرده بسیار روشن است. و در سالهای آینده عملاً جایگزینی ندارند.

اما، هیچ چیز ثابت نمی ماند. اگرچه 100 سال گذشته در توسعه فن آوری روشنایی زیر راهپیمایی پیروزمندانه لامپ های تخلیه سپری شده است، انواع دیگری از منابع نور ظاهر شده اند. اکنون به نظر می رسد امیدوارکننده ترین جهت مربوط به استفاده از منابع نور LED است، زیرا. آنها حتی کارآمدتر از لامپ های تخلیه گاز هستند.

اولین LED های صنعتی در دهه 1960 ظاهر شدند. با این حال، قدرت کم اجازه نمی داد از آنها برای روشنایی استفاده شود. آنها به عنوان شاخص در دستگاه های الکترونیکی مختلف، به ویژه، در ریزمحاسبه ها، ساعت ها و سایر ابزارهای خانگی و علمی کاربرد پیدا کرده اند.

اگر بشریت با مشکل صرفه جویی در انرژی مواجه نمی شد، این امر ادامه می یافت. مشخص شد که امروزه LED ها بیشترین درصد تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی نور را دارند. غیرممکن بود که از LED ها به عنوان منبع نور استفاده نکنید. آنها در ابتدا در چراغ قوه های برقی دستی کاربرد پیدا کردند. علاوه بر این، اینها چراغ قوه هایی با قدرت کم بودند که خیلی نمی درخشیدند، اما مینیاتوری بودند، که امکان استفاده از آنها را حتی به عنوان زنجیره کلید فراهم می کرد.

البته هنوز مشکلات زیادی در مورد لامپ های LED وجود دارد. بسیاری از آنها با موفقیت حل می شوند، به خصوص که اکنون سرمایه های بزرگ پول زیادی را در این جهت سرمایه گذاری می کنند. و موفقیت در حال حاضر مشهود است - لامپ های LED کم مصرف قبلاً در فروش ظاهر شده اند.

ادبیات

* 1. N.A. Kaptsov، Pavel Nikolaevich Yablochkov 1894-1944. OGIZ. انتشارات دولتی ادبیات فنی و نظری. مسکو، لنینگراد، 1944.

* 2. V. Malov، چگونه یک پیشخدمت پاریسی به یک مخترع روسی کمک کرد. / Sputnik UT - خلاصه علوم عمومی / №4، 2001 / http://jtdigest.narod.ru/dig4_01/offic.htm

* 3. بله. خورگین، بله، نه، شاید ... - مسکو، ناوکا، 1977، ص208

* 4. تاریخچه فناوری روشنایی. / 2003-2005 CJSC NPK "Daleks" / http://www.daleks.ru

* 5. لامپ های فلورسنت فشرده Fresh2 بو را از بین می برند در حالی که نور کم مصرف ساطع می کنند./ http://www.fresh2.com/

* 6. آینده روشن کیفیت هوای داخل ساختمان! /http://www.ozonelite.com/index.html

پاول یابلوچکوف و اختراع او

درست 140 سال پیش، در 23 مارس 1876، مخترع بزرگ روسی پاول نیکولایویچ یابلوچکوف، لامپ معروف خود را به ثبت رساند. علیرغم این واقعیت که قرن او کوتاه مدت بود، لامپ یابلوچکوف به موفقیتی برای علم روسیه و اولین اختراع یک دانشمند روسی تبدیل شد که به طور گسترده در خارج از کشور شناخته شد.

بیایید به یاد بیاوریم که یابلوچکوف چه سهمی در توسعه فناوری روشنایی الکتریکی داشت و چه چیزی او را برای مدت کوتاهی به یکی از محبوب ترین دانشمندان اروپا تبدیل کرد.

لامپ های قوس اول

در نیمه اول قرن نوزدهم، در زمینه روشنایی مصنوعی، شمع‌هایی که قرن‌ها غالب بودند، جایگزین لامپ‌های گازی شدند. نور کم آنها شروع به روشن کردن کارخانه ها و مغازه ها، تئاترها و هتل ها و البته خیابان های شهرهای شبانه کرد. با این حال، با سهولت نسبی استفاده، لامپ های گازی خروجی نور بسیار کمی داشتند و گاز روشنایی که مخصوص آنها ساخته شده بود به هیچ وجه ارزان نبود.

با کشف الکتریسیته و اختراع اولین منابع فعلی، مشخص شد که آینده فناوری روشنایی دقیقاً در این زمینه نهفته است. توسعه روشنایی الکتریکی در ابتدا در دو جهت بود: طراحی لامپ های قوس الکتریکی و لامپ های رشته ای. اصل عملکرد اولی بر اساس اثر بود قوس الکتریکی، در جوشکاری برق برای همه شناخته شده است. از دوران کودکی، والدین ما ما را از نگاه کردن به آتش کور کننده آن منع می کردند، و به دلایل خوبی - یک قوس الکتریکی قادر به تولید یک منبع نور بسیار درخشان است.

در اواسط قرن نوزدهم، زمانی که فیزیکدان فرانسوی، ژان برنارد فوکو، استفاده از الکترودها را نه از زغال چوب، بلکه از زغال سنگ، که به طور قابل توجهی زمان سوختن آنها را افزایش داد، لامپ های قوسی به طور گسترده شروع به استفاده کردند.

اما چنین لامپ های قوسی نیاز به توجه داشتند - با سوختن الکترودها، لازم بود فاصله ثابتی بین آنها حفظ شود تا قوس الکتریکی خاموش نشود. برای این کار از مکانیسم های بسیار حیله گری استفاده شد، به ویژه تنظیم کننده فوکو که توسط همان مخترع فرانسوی اختراع شد. تنظیم کننده بسیار پیچیده بود: مکانیسم شامل سه فنر بود و نیاز به توجه مداوم داشت. همه اینها باعث شد تا استفاده از لامپ های قوس بسیار ناخوشایند باشد. مخترع روسی پاول یابلوچکوف متعهد به حل این مشکل شد.

یابلوچکوف دست به کار شد

یابلوچکوف، اهل ساراتوف، که از کودکی اشتیاق به اختراع داشت، در سال 1874 به عنوان رئیس سرویس تلگراف در راه آهن مسکو-کورسک مشغول به کار شد. در این زمان، پاول سرانجام تصمیم گرفت توجه خلاق خود را بر بهبود لامپ های قوس موجود در آن زمان متمرکز کند.

مقامات راه آهن که از سرگرمی او می دانستند، به مخترع تازه کار تجارت جالبی را پیشنهاد کردند. قرار بود یک قطار دولتی از مسکو به کریمه برود و برای اطمینان از ایمنی آن، تصور می شد که روشنایی شبانه را برای راننده سازماندهی کند.

یکی از نمونه های مکانیسم های تنظیم کننده در لامپ های قوس آن زمان

یابلوچکوف با خوشحالی موافقت کرد، یک لامپ قوس با یک رگولاتور فوکو با خود برد و با وصل کردن آن به قسمت جلوی لوکوموتیو، هر شب در نزدیکی نورافکن تا کریمه در حال انجام وظیفه بود. حدود یک ساعت و نیم او مجبور شد الکترودها را عوض کند و همچنین مرتباً تنظیم کننده را نظارت کند. علیرغم این واقعیت که تجربه نورپردازی به طور کلی موفقیت آمیز بود، واضح بود که این روش نمی تواند به طور گسترده مورد استفاده قرار گیرد. یابلوچکوف تصمیم گرفت برای ساده کردن عملکرد لامپ سعی کند تنظیم کننده فوکو را بهبود بخشد.

راه حل مبتکرانه

در سال 1875، یابلوچکوف هنگام انجام آزمایشی در آزمایشگاه در مورد الکترولیز نمک خوراکی، به طور تصادفی باعث ایجاد قوس الکتریکی بین دو الکترود کربن موازی شد. در آن لحظه یابلوچکوف این ایده را مطرح کرد که چگونه طراحی لامپ قوس را به گونه ای بهبود بخشد که دیگر به تنظیم کننده نیازی نباشد.

لامپ یابلوچکوف (یا همانطور که در آن زمان مرسوم بود "شمع یابلوچکوف") مانند همه چیز مبتکرانه به سادگی مرتب شده بود. الکترودهای کربن موجود در آن به صورت عمودی و موازی با یکدیگر قرار داشتند. انتهای الکترودها توسط یک نخ فلزی نازک که قوس را مشتعل می کرد به هم وصل می شد و یک نوار از مواد عایق بین الکترودها قرار می گرفت. با سوختن زغال سنگ، مواد عایق نیز سوختند.

شمع یابلوچکوف به این شکل بود. نوار قرمز ماده عایق است

در اولین مدل های لامپ، پس از قطع برق، آتش زدن همان شمع ممکن نبود، زیرا هیچ تماسی بین دو الکترود از قبل مشتعل نشده بود. بعداً یابلوچکوف شروع به مخلوط کردن پودرهای فلزات مختلف در نوارهای عایق کرد که وقتی قوس ضعیف شد نوار خاصی در انتهای آن تشکیل شد. این امکان استفاده مجدد از زغال سنگ نسوخته را فراهم کرد.

الکترودهای سوخته بلافاصله با الکترودهای جدید جایگزین شدند. این کار باید هر دو ساعت یک بار انجام می شد - این برای آنها کافی بود. بنابراین، منطقی تر بود که لامپ یابلوچکوف را شمع بنامیم - حتی بیشتر از یک محصول مومی باید تغییر می کرد. اما صدها بار روشن تر بود.

به رسمیت شناختن در سراسر جهان

او ایجاد اختراع خود یابلوچکوف را در سال 1876 در پاریس تکمیل کرد. او مجبور شد به دلایل مالی مسکو را ترک کند - به عنوان یک مخترع با استعداد، یابلوچکوف یک کارآفرین متوسط ​​بود که به طور معمول منجر به ورشکستگی و بدهی تمام شرکت های او شد.

در پاریس، یکی از مراکز علم و پیشرفت جهان، یابلوچکوف با اختراع خود به سرعت به موفقیت دست می یابد. یابلوچکوف در 23 مارس 1876 پس از اقامت در استودیوی آکادمیسین لوئیس برگه ، حق ثبت اختراع دریافت کرد و پس از آن امور وی تحت هدایت دیگران شروع به بالا رفتن کرد.

در همان سال، اختراع یابلوچکوف در نمایشگاه ابزارهای فیزیکی در لندن سروصدا کرد. تمام مصرف کنندگان عمده اروپایی بلافاصله به آنها علاقه مند می شوند و ظرف چند سال، شمع یابلوچکوف در خیابان های لندن، پاریس، برلین، وین، رم و بسیاری از شهرهای اروپایی دیگر ظاهر می شود. شمع های برقی جایگزین روشنایی منسوخ در تئاترها، مغازه ها، خانه های ثروتمند می شوند. آنها موفق شدند حتی هیپودروم بزرگ پاریس و ویرانه های کولوسئوم را برجسته کنند.

بنابراین شمع یابلوچکوف پاریس را در شب روشن کرد

شمع ها در آن زمان ها در حجم زیادی فروخته می شدند - کارخانه Breguet روزانه 8 هزار قطعه تولید می کرد. بهبودهای بعدی خود یابلوچکوف نیز به تقاضا کمک کرد. بنابراین، با کمک ناخالصی های اضافه شده به عایق کائولن، Yablochkov به طیف نرمتر و دلپذیرتری از نور ساطع شده دست یافت.

لندن هم همینطور

در روسیه، شمع های Yablochkov برای اولین بار در سال 1878 در سن پترزبورگ ظاهر شد. در همان سال مخترع به طور موقت به وطن خود باز می گردد. در اینجا او به طرز طوفانی با افتخارات و تبریکات روبرو می شود. هدف از بازگشت، ایجاد یک شرکت تجاری بود که به تسریع برق رسانی و ترویج گسترش لامپ های الکتریکی در روسیه کمک می کرد.

با این حال، استعدادهای ناچیز کارآفرینی مخترع که قبلاً ذکر شد، همراه با اینرسی و تعصب سنتی برای مقامات روسی، مانع از برنامه‌های بزرگ شد. علیرغم تزریق پول نقد زیاد، شمع های یابلوچکوف در روسیه مانند اروپا توزیع نشد.

شمع غروب یابلوچکوف

در واقع، کاهش لامپ های قوس الکتریکی حتی قبل از اینکه یابلوچکوف شمع خود را اختراع کند آغاز شد. بسیاری این را نمی دانند، اما اولین حق ثبت اختراع جهان برای لامپ رشته ای نیز توسط یک دانشمند روسی دریافت شد - الکساندر نیکولایویچلودیگین. و این در سال 1874 انجام شد.

یابلوچکوف، البته، به خوبی از اختراعات لودیگین می دانست. علاوه بر این، به طور غیر مستقیم، او خود در توسعه اولین لامپ های رشته ای شرکت کرد. در سال های 1875-1876، یابلوچکوف در حین کار بر روی یک پارتیشن عایق برای شمع خود، امکان استفاده از کوآلین را به عنوان نخ در چنین لامپ هایی کشف کرد. اما مخترع در نظر گرفت که لامپ های رشته ای آینده ای ندارند و تا پایان عمر خود به طور هدفمند روی طراحی آنها کار نکرد. تاریخ نشان داده است که یابلوچکوف در این مورد به شدت اشتباه کرده است.

در نیمه دوم دهه 1870، مخترع آمریکایی، توماس ادیسون، لامپ رشته ای کربنی رشته ای خود را که طول عمر آن 40 ساعت بود، به ثبت رساند. با وجود بسیاری از کاستی ها، شروع به جایگزینی سریع لامپ های قوس می کند. و قبلاً در دهه 1890 ، لامپ ظاهری آشنا برای ما به خود می گیرد - همان طور که الکساندر لودیگین ابتدا استفاده از فلزات نسوز از جمله تنگستن را برای ساختن نخ و پیچاندن آنها به شکل مارپیچ پیشنهاد می کند و سپس او اولین کسی است که برای افزایش خدمات نخ دوره، هوا را از لامپ خارج کنید. اولین لامپ رشته ای تجاری جهان با رشته تنگستن پیچ خورده دقیقاً مطابق با حق ثبت اختراع Lodygin تولید شد.

یکی از لامپ های Lodygin

یابلوچکوف عملاً این انقلاب روشنایی الکتریکی را نگرفت ، زیرا ناگهان در سال 1894 در سن 47 سالگی درگذشت. مرگ زودرس نتیجه مسمومیت با کلر سمی بود که مخترع در آزمایشات زیادی با آن کار کرد. یابلوچکوف در طول عمر کوتاه خود موفق به ایجاد چندین اختراع مفید دیگر شد - اولین ژنراتور و ترانسفورماتور جریان متناوب در جهان و همچنین جداکننده های چوبی برای باتری های شیمیایی که امروزه نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

و اگرچه شمع یابلوچکوف در شکل اصلی خود مانند تمام لامپ های قوس آن زمان در فراموشی فرو رفته است ، اما امروزه با کیفیتی جدید - به شکل لامپ های تخلیه گاز ، که اخیراً به جای لامپ های رشته ای به طور گسترده معرفی شده اند - وجود دارد. لامپ ها لامپ های معروف نئون، زنون یا جیوه ای (که به آنها " لامپ های روز”) بر اساس همان اصل شمع افسانه ای Yablochkov کار کنید.

یک بار از دوستانم یک سوال به ظاهر ساده پرسیدم: چه کسی لامپ برق را اختراع کرد؟ و پاسخ های مختلفی دریافت کردم. شخصی به نام ادیسون آمریکایی، کسی - هموطن ما الکساندر لودیگین، و کسی نام یک مخترع روسی دیگر - پاول یابلوچکوف را به یاد آورد. پس حق با کیست؟ بله، همه حق دارند. از این گذشته، تاریخچه لامپ یک زنجیره کامل از اکتشافات است که توسط افراد مختلف در زمان های مختلف انجام شده است. و ادیسون در اینجا سهم قابل توجهی داشت و لودیگین و یابلوچکوف که به درستی یکی از پیشگامان آن محسوب می شود. و علاوه بر این، ما قطعاً باید فیزیکدان برجسته روسی واسیلی پتروف را به یاد بیاوریم که در سال 1802 پدیده قوس الکتریکی را مشاهده کرد - تخلیه درخشانی که بین میله های کربن-الکترودهایی که در فاصله معینی به هم نزدیک شده اند رخ می دهد. همچنین باید نام V. Chikolev و A. Shpakovsky را نیز به خاطر بسپارید که آنها نیز در این اختراع برجسته نقش داشتند ...

با این حال ، ما با جزئیات بیشتری در مورد پاول نیکولایویچ یابلوچکوف صحبت خواهیم کرد. از این گذشته، با او است که یکی از کنجکاوترین و آموزنده ترین داستان های "اختراعی" پیوند می خورد.

پیشخدمت که بلافاصله پشت میز یک کافه کوچک پاریسی ظاهر شد، سفارشی بدون عارضه گرفت و در آشپزخانه ناپدید شد. در حین انتظار، میهمان ناخودآگاه دفترچه ای را از جیبش درآورد، روی میز گذاشت و مدادی برداشت. یکی از صفحات با نقاشی های پیچیده پوشانده شده بود. ناآگاهان چیزی در آنها نمی فهمیدند - بسیاری از انواع چوب ها که به صورت جفت با کمان های نازک به هم متصل شده اند. علاوه بر این، طرح هایی از نقاشی های برخی مکانیسم ها با چرخ دنده های کوچک، مانند یک ساعت. و توضیحات مجاور نقاشی ها برای یک پاریسی اسرارآمیزتر باقی می ماند، زیرا آنها به یک زبان خارجی ساخته شده بودند. بازدیدکننده کافه روی یادداشت ها خم شد، فراموش کرد کجاست و عمیقاً فکر کرد.

این در سال 1876 اتفاق افتاد، زمانی که قهرمان داستان ما، پاول یابلوچکوف، به سختی بیست و نه سال داشت. پس از تحصیل در مدرسه نظامی سن پترزبورگ، جایی که او به فیزیک، و به ویژه حوزه بسیار کم مطالعه آن - برق علاقه مند شد. او قبلاً به عنوان رئیس دفتر تلگراف راه آهن جدید مسکو-کورسک خدمت کرده بود. اما این شغل زمان زیادی را صرف کرد و یابلوچکوف او را ترک کرد تا خود را وقف آنچه در زندگی خود می دانست - توسعه طراحی قابل اعتماد یک لامپ قوس الکتریکی.

سرنوشت او را به پاریس آورد، زیرا هیچ کس علاقه زیادی به آزمایشات او در سرزمین مادری خود، در روسیه نشان نداد. در اینجا یکی از شرکت های فرانسوی کارگاهی را در اختیار مخترع قرار داد. و اکنون یک ماه است که یابلوچکوف با راه حلی دست و پنجه نرم می کند که به نظر می رسد بسیار نزدیک است، اما همه چیز در حال از بین رفتن بود.

آزمایشات واسیلی پتروف نشان داد که قوس الکتریکی که نور روشن می دهد تنها زمانی رخ می دهد که انتهای الکترودهای کربنی که به صورت افقی قرار دارند در فاصله کاملاً مشخصی از یکدیگر قرار گیرند. اندکی کاهش یا افزایش می یابد، ترشح از بین می رود. در همین حال، در حین تخلیه، زغال سنگ ها می سوزند، به طوری که شکاف بین آنها همیشه افزایش می یابد. و برای استفاده از زغال سنگ در یک لامپ قوس الکتریکی، لازم بود یک مکانیسم تنظیم کننده خاص ارائه شود که به طور مداوم، با سرعت معین، میله های قابل سوختن را به سمت یکدیگر حرکت دهد. سپس قوس خارج نمی شود.

انصافاً باید گفت که چنین تلاش هایی حتی قبل از یابلوچکوف نیز انجام شده است. مخترعان روسی Shpakovsky و Chikolev لامپ های قوس خود را با تنظیم کننده توسعه دادند. لامپ های الکتریکی شپاکوفسکی در سال 1856 در مسکو در میدان سرخ در جریان تاجگذاری الکساندر دوم می سوختند. از سوی دیگر، چیکولف از نور قدرتمند یک قوس الکتریکی برای به کار انداختن نورافکن های دریایی قدرتمند استفاده کرد. تنظیم کننده های خودکار اختراع شده توسط این مخترعان تفاوت هایی داشتند، اما آنها بر روی یک چیز همگرایی داشتند - آنها غیرقابل اعتماد بودند. لامپ ها برای مدت طولانی نمی سوختند، اما گران بودند.

واضح است که مکانیسم متفاوتی مورد نیاز بود - ساده و بدون دردسر. این پاول یابلوچکوف بود که یک ماه بر سر او جنگید، او فقط به او فکر می کرد - هم در کارگاهش و هم در خیابان های پاریس و حتی اینجا در یک کافه سرگردان بود.

مکانیسم ساعتی که در لامپ شپاکوفسکی استفاده می شد، نمی توانست تمام "هوس"های سوختن نابرابر زغال سنگ را پیش بینی کند. چیز دیگری لازم است. اما چی؟

گارسون با سینی آمد، یابلوچکوف دفترچه یادداشت را از روی میز برداشت. و در ادامه به فکر کردن به خودش، به طور مکانیکی تماشا کرد که چگونه ظرف را می گذارد، چگونه قاشق، چنگال، چاقو را زمین می گذارد ...

و ناگهان ... یابلوچکوف ناگهان از روی میز بلند شد و بدون شنیدن صدای تگرگ پیشخدمت غافلگیر شده به سمت در خروجی رفت. با عجله به استودیوی خود رفت. بالاخره راه حل اینجاست! ساده ترین و کاملاً قابل اعتماد! پیدا شد! به محض نگاه کردن به کارد و چنگال که کنار هم و به موازات یکدیگر افتاده بود، به سراغش آمد.

بله، اینگونه باید الکترودهای کربن را در لامپ قرار داد - نه به صورت افقی، مانند تمام طرح های قبلی، بلکه به صورت موازی! سپس هر دو دقیقاً یکسان خواهند سوخت و فاصله بین آنها همیشه ثابت خواهد بود. و هیچ تنظیم کننده باهوشی در اینجا لازم نیست!

همان سال بعد، "شمع برقی" یابلوچکوف فروشگاه بزرگ لوور در پاریس را روشن کرد. طراحی آن کاملاً با تمام موارد قبلی متفاوت بود: دو میله کربنی با یک لایه عایق کائولن از هم جدا شده بودند. آنها روی یک پایه ساده شبیه به شمعدان ثابت شده بودند. الکترودها به طور یکنواخت می سوختند و لامپ نور درخشانی می داد و برای مدت طولانی. ساختن چنین "شمع برقی" آسان بود و ارزان بود. جای تعجب نیست که او یک راهپیمایی پیروزمندانه را در سراسر جهان آغاز کرد. یک سال بعد، لامپ های مخترع روسی بر روی خاکریزهای تیمز در لندن و سپس در برلین روشن شد. به زودی یابلوچکوف به روسیه بازگشت و "شمع" او پترزبورگ را روشن کرد.

البته، پیشخدمت که یک بار توسط یک بازدیدکننده عجیب غافلگیر شده بود، حتی گمان نمی کرد که او به عنوان یکی از نویسندگان اختراع شده است. اما چه کسی می داند، اگر او یک چاقو و یک قاشق را با احتیاط جلوی یابلوچکوف قرار نمی داد، شاید یک حدس برق آسا برای مخترع روشن نمی شد. درست است، "اشاره" پیشخدمت، همانطور که می گویند، زمین حاصلخیز پیدا کرد. از این گذشته ، یابلوچکوف حتی اینجا ، سر میز کافه و منتظر دستور ، به دنبال راه حل خود می گشت. اگر این نبود، چیزی جز یک میز چیدمان شایسته مورد توجه بازدیدکننده قرار نمی گرفت.

با گذشت زمان، "شمع Yablochkov" با لامپ های رشته ای مقرون به صرفه تر و راحت تر جایگزین شد، که در آن یک نخ نازک گرم شده توسط برق نور روشن می دهد. این نوآوری با نام الکساندر نیکولاویچ لودیگین همراه است. این او بود که حدس زد هوا را از یک مخروط شیشه ای پمپ کند ، او این ایده را داشت که یک رشته نازک زغال سنگ را با یک فلز - از مولیبدن یا تنگستن - جایگزین کند. از طرف دیگر، ادیسون یک نگهدارنده لامپ اختراع کرد و یک پمپ کامل اختراع کرد که اجازه می داد هوا از لامپ تقریباً به خلاء پمپ شود.

و "شمع یابلوچکوف" اکنون به یک نمایشگاه موزه با تاریخچه جالب ایجاد آن تبدیل شده است. به نوعی به ما یادآوری می کند که اکتشافات بزرگ فقط توسط ذهن های آماده بازدید می شود.