Elektriskās spuldzes vēsture aizsākās 1802. gadā Sanktpēterburgā. Toreiz fizikas profesors Vasilijs Vladimirovičs Petrovs caur diviem ogles stieņiem izlaida elektrisko strāvu. Liesmas izcēlās starp tām. Tika atklātas iepriekš nezināmas elektrības īpašības – spēja dot cilvēkiem spilgtu gaismu un siltumu. Savādi, bet tieši šī iespēja zinātnieku interesēja vismazāk. Viņš galvenokārt vērsa uzmanību uz liesmas temperatūru, kas ir tik augsta, ka tajā kūst metāli. Pēc 80 gadiem cits krievu zinātnieks Benardoss izmantoja šo īpašumu metālu metināšanai.
Petrova atklājums palika nepamanīts. Desmit gadus vēlāk elektrisko loku no jauna atklāja anglis Hamfrijs Deivijs. Bet vēl bija 60 gadi pirms elektriskās lampas parādīšanās.
Lai apgaismojumam izmantotu elektrisko loku, bija jāatrisina trīs problēmas.
Pirmkārt, tās liesmā ātri izdega ogļu gali, starp kuriem zibēja loks. Attālums starp tiem palielinājās, un loks nodzisa. Tāpēc bija jāatrod veids, kā liesmu uzturēt nevis vairākas minūtes, bet simtiem stundu, tas ir, izveidot lietošanai ērtu elektrisko lampu. Tas izrādījās visgrūtākais.
Otrkārt, bija nepieciešams uzticams un ekonomisks strāvas avots. Bija vajadzīga mašīna, kas varētu radīt lētu elektrisko strāvu. Tajā laikā pastāvošās galvaniskās baterijas bija apjomīgas, un to ražošanai bija nepieciešams daudz dārga cinka.
Un, visbeidzot, treškārt, bija nepieciešams veids, kā "sadalīt elektrisko enerģiju", citiem vārdiem sakot, izmantot mašīnas radīto strāvu vairākām lampām, kas uzstādītas dažādās vietās.
Pateicoties Maikla Faradeja atklājumam par elektriskās strāvas parādīšanās ietekmi izolētā vadā, kad tas pārvietojas magnētiskajā laukā, tika uzbūvēti pirmie elektriskās strāvas ģeneratori, dinamo.
Galveno ieguldījumu elektriskās spuldzes izveidē devuši trīs cilvēki, kas ironiskā kārtā dzimuši tajā pašā 1847. gadā. Tie bija krievu inženieri Pāvels Nikolajevičs Jabločkovs, Aleksandrs Nikolajevičs Lodigins un amerikānis Tomass Alva Edisons.
A. N. Lodigins absolvēja militāro skolu, bet pēc tam izstājās un iestājās Sanktpēterburgas universitātē. Tur viņš sāka darbu pie lidmašīnas projekta. Krievijā viņam nebija iespējas uzbūvēt savu izgudrojumu, un 23 gadus vecais Lodigins 1870. gadā aizbrauc uz Franciju. Pēc tam notika Francijas un Prūsijas karš, un jaunais izgudrotājs vēlējās pielāgot savus pēcnācējus militārām vajadzībām. Francijas valdība pieņēma viņa priekšlikumu, un sākās modernam helikopteram līdzīga aparāta būve. Bet Francija zaudēja karu, un darbs tika pārtraukts. Pats Lodigins, strādājot pie sava izgudrojuma, saskārās ar problēmu, kā to naktī apgaismot. Šī problēma viņu tik ļoti aizrāva, ka pēc atgriešanās Krievijā Lodigins pilnībā pārgāja uz tās risināšanu.
Lodigins sāka eksperimentus ar elektrisko loku, taču ļoti ātri tos pameta, jo redzēja, ka oglekļa stieņu karstie gali spīd spožāk nekā pati loka. Izgudrotājs nonāca pie secinājuma, ka loks nav vajadzīgs, un sāka eksperimentēt ar dažādiem materiāliem, kvēlojot tos ar strāvu. Eksperimenti ar vadiem no dažādiem metāliem neko nedeva - vads kvēloja tikai dažas minūtes, pēc tam izdega. Tad Lodigins atgriezās pie oglēm, ko izmantoja elektriskā loka radīšanai. Bet viņš ņēma nevis biezus oglekļa stieņus, bet gan tievus. Oglekļa stienis tika novietots starp diviem vara turētājiem stikla lodītē, un caur to tika laista elektriskā strāva. Ogles izdalīja diezgan spilgtu gaismu, kaut arī dzeltenīgu. Oglekļa stienis noturējās apmēram pusstundu.
Lai stienis neizdegtu, Lodigins lampā ielika divus stieņus. Sākumā tikai viens kvēloja un ātri izdega, absorbējot visu lampā esošo skābekli, pēc tam otrā sāka spīdēt. Tā kā skābekļa bija palicis ļoti maz, tas spīdēja apmēram divas stundas. Tagad vajadzēja izsūknēt gaisu no spuldzes un neļaut tam sūkties iekšā. Lai to izdarītu, lampas apakšējais gals tika iegremdēts eļļas vannā, caur kuru vadi devās no strāvas avota uz lampu. Drīz vien no šīs metodes nācās atteikties, tapa spuldzīte, kurā pēc sadegšanas varēja nomainīt oglekļa stieņus. Bet neērtības radās tāpēc, ka vajadzēja izsūknēt gaisu.
Lodigins izveidoja "Elektriskā apgaismojuma partnerību Lodygin un uzņēmums". 1873. gada pavasarī nomaļā Sanktpēterburgas vietā Sandsā notika Lodygin sistēmas kvēlspuldžu demonstrācija. Divās ielu lampās petrolejas lampas nomainītas pret elektriskajām. Daudzi paņēma līdzi avīzes, lai salīdzinātu attālumu, kādā tos var lasīt petrolejas un elektriskā apgaismojuma apstākļos. Vēlāk Lodigina lampas apgaismoja Florāna apakšveļas veikala logu.
1873. gada vasarā biedrība "Lodygin and Company" organizēja vakaru, kurā rādīja laternu, lai apgaismotu telpu, signāllaternu dzelzceļiem, zemūdens laternu un ielu laternu. Katru laternu varēja iedegt un nodzēst atsevišķi no pārējām.
Zinātņu akadēmija piešķīra Lodiginam Lomonosova balvu par to, ka viņa izgudrojums noved pie "noderīgiem, svarīgiem un jauniem praktiskiem pielietojumiem".
Viņa darba nozīmīguma atzīšana iedvesmoja Lodiginu. Viņš uzlaboja savu spuldzi, un viņa darbnīca ražoja arvien vairāk tās šķirņu. Bet "Partnerība" Lodygina spuldžu ražošanai un tirdzniecībai tika nodibināta, pirms viņi varēja izgatavot jaunu spuldzi, kas konkurētu ar vecajiem apgaismojuma veidiem. Darbnīca tika slēgta, "Partnerība" izjuka, Lodygina spuldzes uz laiku tika aizmirstas. A. pats izgudrotājs ienāca rūpnīcā par mehāniķi.
Tajā pašā laikā Jabločkovs izstrādāja savu lampas dizainu. Strādājot uz Kurskas dzelzceļa, Pāvels Nikolajevičs ierosināja uz Aleksandra II vilciena lokomotīves uzstādīt elektrisko laternu, lai apgaismotu sliežu ceļu. Tas sastāvēja no diviem ogļu stieņiem, starp kuriem mirgoja elektriskā loka. Kad stieņi dega, tos savilka kopā ar mehānisko regulatoru. Strāvu nodrošināja galvaniskais akumulators. Jaunajam izgudrotājam uz lokomotīves bija jāpavada divas naktis, nepārtraukti labojot regulatoru.
Jabločkovs pameta dienestu un Maskavā atvēra fizisko instrumentu darbnīcu. Bet darbnīca cieta zaudējumus, un viņam bija jādodas uz ārzemēm, uz Parīzi. Tur viņš devās strādāt Breguet darbnīcā un atsāka darbu pie elektriskās lampas izveides. Viņu nodarbināja viena problēma: kā uzbūvēt lampu, kurai nav nepieciešams regulators. Risinājums izrādījās vienkāršs: tā vietā, lai stieņus novietotu vienu pret otru, tie bija jānovieto paralēli, atdalīti ar ugunsizturīgas vielas slāni, kas nevada elektrisko strāvu. Tad ogles sadegs vienmērīgi, un blīve spēlēs tādu pašu lomu kā vasks svecē. Slānim starp elektrodiem Jabločkovs izvēlējās kaolīnu, balto mālu, no kura tiek izgatavots porcelāns.
Mēnesi pēc šīs izcilās idejas parādīšanās lampa tika izstrādāta, un Jabločkovs par to saņēma patentu. Tas bija 1876. gadā. Viņš ievietoja savu elektrisko sveci stikla traukā. Tās aizdedzināšanai izmantoja vienkāršu ierīci: stieņus no augšas savienoja ar plānu oglekļa vītni. Kad lampā tika ievadīta strāva, kvēldiegs kļuva karsts, ātri izdega, un starp stieņiem uzliesmoja loka.
Izgudrojums guva milzīgus panākumus. Veikali, teātri, Parīzes ielas tika izgaismotas ar "Jabločkova svecēm". Londonā viņi apgaismoja Temzas krastmalu un kuģu piestātnes. Jabločkovs kļuva par vienu no populārākajiem cilvēkiem Parīzē. Laikraksti viņa izgudrojumu sauca par "krievu gaismu".
"Krievu gaisma" nebija veiksmīga tikai izgudrotāja dzimtenē Krievijā. Franču izgudrotāji piedāvāja Jabločkovam nopirkt no viņa tiesības izgatavot savas sveces visām valstīm. Pirms piekrišanas Jabločkovs bez maksas piedāvāja savu patentu Krievijas militārajai ministrijai. Atbildes nebija. Un tad izgudrotājs piekrita paņemt no francūžiem miljonu franku. Pēc Jabločkova sveces grandiozajiem panākumiem 1878. gada Parīzes izstādē, kuru apmeklēja daudzi krievi, par to sāka interesēties arī Krievijā. Viens no lielkņaziem, apmeklējis izstādi, apsolīja Jabločkovam palīdzēt organizēt viņa lampu ražošanu Krievijā. Lai nodrošinātu iespēju strādāt mājās, izgudrotājs, atdevis miljonu franku, nopirka tiesības ražot savas sveces un aizbrauca uz Sanktpēterburgu.
Tur izveidojās biedrība Jabločkovs un kompānija, kas uzcēla elektrisko aparātu rūpnīcu un līdz ar to arī laboratoriju izgudrotājam. Lai plaši izmantotu elektrisko apgaismojumu, Jabločkovam bija jāatrisina visas trīs iepriekš minētās problēmas.
Tam jau bija visi priekšnoteikumi. Izgudrotāji ierosināja daudzus mašīnu dizainus, kas ģenerēja elektrisko strāvu. Jabločkovs arī izveidoja savu ģeneratoru. Turklāt viņš atrada veidu, kā daudzas lampas barot ar strāvu, tāpēc viņa rūpnīca piedāvāja ne tikai "sveces", bet arī pārņēma visu elektrisko apgaismes ierīci. Jabločkovs apgaismoja Liteini tiltu Sanktpēterburgā, laukumu teātra priekšā un dažas rūpnīcas.
Starp Jabločkovu un Lodiginu notika ilgs radošs strīds par elektriskā apgaismojuma attīstīšanas veidiem. Jabločkovs uzskatīja, ka loka noraidīšana bija Lodigina kļūda un kvēlspuldzes nevarēja būt izturīgas un ekonomiskas. Savukārt Lodygins spītīgi uzlaboja kvēlspuldzi.
Jabločkovas sveces trūkums bija pārāk spēcīga gaisma, ko viņa deva - vismaz 300 sveces. Tajā pašā laikā viņa izstaroja tik daudz siltuma, ka mazā telpā nebija iespējams elpot.
Tāpēc Jabločkova sveces tika izmantotas, lai apgaismotu ielas un lielas telpas: teātri, rūpnīcu grīdas, jūras ostas.
Savukārt kvēlspuldzes telpu manāmi nesildīja. Tos varēja izgatavot jebkurā stiprumā. Neskatoties uz viedokļu atšķirībām, Jabločkovs un Lodigins izturējās viens pret otru ar cieņu, strādāja kopā zinātniskā sabiedrībā un organizēja žurnālu Elektroenerģija. Jabločkovas rūpnīcā tika izgatavotas arī Lodygina spuldzes, kas līdz tam laikam bija uzlabojušas viņa izgudrojumu: oglekļa stieņu vietā sāka izmantot oglekļa pavedienus. Jaunā spuldze patērēja mazāk strāvas un darbojās vairākus simtus stundu.
Apmēram divus gadus Jabločkova rūpnīca tika appludināta ar pasūtījumiem, un daudzās Krievijas pilsētās parādījās elektriskais apgaismojums. Tad pasūtījumu skaits samazinājās, un rūpnīca sāka sarukt. Izgudrotājs bankrotēja, bija spiests atkal doties uz Parīzi. Tur viņš devās strādāt tajā pašā biedrībā, kuru nodibināja un kurai atdeva miljonu franku.
1881. gada Parīzes izstādē Jabločkova svece tika atzīta par labāko elektriskā apgaismojuma veidu. Bet tos sāka izmantot arvien retāk, un drīz vien pats izgudrotājs zaudēja interesi par tiem.
Pēc Jabločkova rūpnīcas slēgšanas Lodiginam neizdevās izveidot plašu savu lampu ražošanu Krievijā. Vispirms viņš devās uz Parīzi, pēc tam uz Ameriku. Viņš uzzināja, ka tur viņa izgudrotā spuldze ir nosaukta Edisona vārdā. Bet krievu inženieris nesāka pierādīt savu prioritāti, bet turpināja strādāt pie sava izgudrojuma uzlabošanas.
Runājot par Edisona ieguldījumu elektriskās spuldzes izstrādē, jāatzīmē, ka pirms savas spuldzes radīšanas Lodigina spuldzīte bija viņa rokās. Tā kā elektriskajai gaismai bija jākonkurē ar gāzes degli, Edisons detalizēti pētīja gāzes nozari. Viņš izstrādāja centrālās elektrostacijas plānu un shēmu māju un rūpnīcu apgādei ar elektroenerģiju. Tad, aprēķinot materiālu un elektrības izmaksas, viņš lampas cenu noteica 40 centu apmērā. Pēc tam Edisons sāka darbu pie lampas ar oglekļa kvēldiegu, kas ievietots stikla lodītē, no kuras tika izsūknēts gaiss. Viņš atrada veidu, kā izsūknēt gaisu no cilindra labāk nekā citi izgudrotāji. Bet galvenais bija atrast materiālu oglekļa pavedienam, kas nodrošinātu ilgu kalpošanas laiku. Lai to izdarītu, viņš izmēģināja apmēram sešus tūkstošus augu no visas pasaules. Galu galā viņš apmetās pie viena no bambusa veidiem.
Pēc tam reklāma pacēlās. Laikraksti ziņoja, ka Edisona sēta Menlo parkā tiks apgaismota ar elektriskām spuldzēm. Septiņi simti spuldžu atstāja satriecošu iespaidu uz daudziem apmeklētājiem. Edisonam bija smagi jāstrādā pie papildu izgudrojumiem – ģeneratoriem, kabeļiem. Viņš arī strādāja, lai pazeminātu spuldzes cenu un apstājās tikai tad, kad tā maksāja 22 centus. Neskatoties uz to visu, Edisons saņēma patentu nevis spuldzes izgudrošanai, bet tikai uzlabošanai, jo prioritāte palika Lodyginam.
Pats Lodigins Amerikā atgriezās pie eksperimentiem ar ugunsizturīgo metālu pavedienu. Vītnei viņš atrada vispiemērotāko materiālu, kas tiek izmantots arī mūsdienās – volframu. Volframa kvēldiegs rada spilgti baltu gaismu, prasa daudz mazāku strāvu nekā oglekļa kvēldiegs, un tas var ilgt tūkstošiem stundu.
Netika aizmirstas arī loklampas. Tos izmanto tur, kur nepieciešams daudzu tūkstošu sveču gaismas avots: prožektoros, bākugunīs, uz filmu komplektiem. Turklāt tie ir izgatavoti nevis pēc Jabločkova metodes, bet gan pēc viņa noraidītās shēmas - ar regulatoru, kas savieno oglekļa stieņus.
20. gadsimtā kvēlspuldzēm bija konkurents – gāzes spuldzes, jeb dienasgaismas spuldzes. Tie ir piepildīti ar gāzi un dod gaismu bez sasilšanas. Vispirms parādījās krāsainas gāzes lampas. Stikla caurulē abos galos tika iekausētas metāla plāksnes - elektrodi, kuriem tika pievadīta strāva. Caurule bija piepildīta ar gāzes vai metāla tvaikiem. Strāvas ietekmē gāze sāka kvēlot. Argons ir zils, neons ir sarkans, dzīvsudrabs ir violets un nātrija tvaiki ir dzelteni. Šīs lampas ir izmantotas reklāmā.
Vēlāk tika radītas lampas, kuru gaisma tuvojas saulei. To pamatā ir ultravioletie stari. To priekšrocība ir mazāks strāvas patēriņš salīdzinājumā ar kvēlspuldzēm.
Abonējiet mūs
Atbildes uz šo šķietami vienkāršo jautājumu var dzirdēt dažādas. Amerikāņi bez šaubām uzstās, ka tas bija Edisons. Angļi teiks, ka tas ir viņu tautietis Svons. Franči varbūt atceras "krievu gaismas" izgudrotāju Jabločkovu, kurš 1877. gadā sāka apgaismot Parīzes ielas un laukumus. Kāds nosauks citu krievu izgudrotāju - Lodiginu. Visticamāk, būs arī citas atbildes. Tātad, kuram ir taisnība? Jā, iespējams, viss. Spuldzes vēsture ir vesela virkne atklājumu un izgudrojumu, ko dažādos laikos veikuši dažādi cilvēki.
Pirms pāriet uz spuldzes izgudrošanas hronoloģiju, vēlos atzīmēt, ko mēs saprotam ar terminu "spuldze". Pirmkārt, tas ir gaismas avots, ierīce, ierīce, kurā elektriskā enerģija tiek pārvērsta gaismas enerģijā. Bet konvertēšanas metodes var būt dažādas. 19. gadsimtā bija zināmas vairākas no šīm metodēm. Tāpēc jau toreiz parādījās vairāku veidu elektriskās lampas: loka, kvēlspuldzes un gāzizlādes. Elektriskā lampa ir tehniska sistēma, t.i. atsevišķu elementu komplekts, kas nepieciešams, lai veiktu galveno lietderīgo funkciju - apgaismojumu.
Elektriskās lampas parādīšanās un attīstības vēsture nav atdalāma no elektrotehnikas vēstures, kas sākas ar elektriskās strāvas atklāšanu 18. gadsimtā. Vēlāk, 19. gadsimtā, pasauli pārņēma atklājumu vilnis saistībā ar elektrību. Tā bija kā ķēdes reakcija, kad viens atklājums pavēra ceļu nākamajam. Elektrotehnika no fizikas sadaļas izcēlās kā neatkarīga zinātne, pie kuras izstrādes strādāja vesela zinātnieku un izgudrotāju plejāde: francūzis Andre-Marie Ampere (franču Andre Marie Ampere), vācieši Georgs Oma (vācu Georg Simon Ohm). ) un Heinrihs Hercs (vācietis Heinrihs Rūdolfs Hercs), angļi Maikls Faradejs un Džeimss Maksvels un citi.
Apbrīnojamais 19. gadsimts, kas lika pamatus zinātniskajai un tehnoloģiskajai revolūcijai, kas tik ļoti mainīja pasauli, sākās ar ķīmiskā strāvas avota (volta kolonnas) izgudrošanu. Ar šo ārkārtīgi svarīgo izgudrojumu itāļu zinātnieks A. Volta sagaidīja jauno 1800. gadu. Un jau 1801. gadā Sanktpēterburgas Medicīnas un ķirurģijas akadēmijas profesoram Vasilijam Petrovam izdevās pārliecināt varas iestādes iegādāties savam fizikas kabinetam tajos laikos jaudīgāko elektrisko akumulatoru, kas sastāvēja no 4200 galvanisko elementu pāriem. Veicot eksperimentus ar šo akumulatoru, Petrovs 1802. gadā atklāja elektrisko loku - spilgtu izlādi, kas rodas starp oglekļa stieņiem-elektrodiem, kas satuvināti noteiktā attālumā. Viņš arī ieteica apgaismojumam izmantot loku.
Taču šīs idejas praktiskajā īstenošanā radās daudzas grūtības. Eksperimenti ir parādījuši, ka loks spilgti un vienmērīgi deg tikai noteiktā attālumā starp elektrodiem. Un loka degšanas laikā oglekļa elektrodi pakāpeniski izdeg, palielinot loka spraugu. Lai uzturētu pastāvīgu attālumu starp elektrodiem, bija nepieciešams regulatora mehānisms.
Izgudrotāji ir nākuši klajā ar dažādiem risinājumiem. Bet tiem visiem bija trūkums, ka nebija iespējams iekļaut vairākas lampas vienā ķēdē. Man bija jāizmanto atsevišķs barošanas avots katrai lampai. Šo problēmu 1856. gadā atrisināja izgudrotājs A.I.Špakovskis, kurš izveidoja apgaismes instalāciju ar vienpadsmit loka lampām, kas aprīkotas ar oriģinālajiem regulatoriem. Šī instalācija izgaismoja Sarkano laukumu Maskavā Aleksandra II kronēšanas laikā.
1869. gadā cits krievu izgudrotājs V.I.Čikoļevs loka lampai uzlika diferenciālo regulatoru un izmantoja to jaudīgajos jūras prožektoros. Šādus regulatorus joprojām izmanto lielu projektoru iekārtās. Diemžēl visi loka degļi ir bijuši neuzticami un dārgi.
Izšķirošo lomu pārejā no eksperimentiem ar elektrību uz masveida elektrisko apgaismojumu spēlēja krievu elektroinženieris Pāvels Nikolajevičs Jabločkovs. Savu darbu Jabločkovs sāka Krievijā, 1875. gadā Sanktpēterburgā organizējot fizisko instrumentu darbnīcu. Tajā pašā gadā viņam radās ideja izveidot vienkāršu un uzticamu loka lampu. Tomēr uzņēmuma finansiālais sabrukums piespieda Jabločkovu 1876. gadā doties uz Parīzi, kur viņš turpināja darbu pie loka lampas slavenā Breguet pulksteņu un precīzijas instrumentu ražotāja.
Problēma joprojām bija tā pati – bija vajadzīgs regulators. Ideja kā vienmēr radās negaidīti. Lieta palīdzēja. Smagi pārdomādams šo problēmu, Jabločkovs devās uzkost nelielā Parīzes kafejnīcā. Atnāca viesmīlis. Jabločkovs, turpinot domāt par savējiem, mehāniski vēroja, kā viņš liek trauku, liek karoti, dakšiņu, nazi... Un pēkšņi... Jabločkovs pēkšņi piecēlās no galda un devās uz izeju. Viņš steidzās uz savu studiju. Risinājums atrasts! Vienkārši un uzticami! Tas viņam ienāca prātā, tiklīdz viņš paskatījās uz galda piederumiem, kas gulēja viens otram blakus, paralēli viens otram.
Jā, lūk, lūk, lampā ir jāievieto oglekļa elektrodi - nevis horizontāli, kā visos iepriekšējos dizainos, bet gan paralēli (!). Tad abi izdegs tieši vienādi, un attālums starp tiem vienmēr būs nemainīgs. Un nav vajadzīgi sarežģīti regulatori.
Parīzes viesmīlis pat nenojauta, ka ir kļuvis it kā par izgudrojuma līdzautoru. Bet kas zina, ja viņš Jabločkovam nebūtu tik rūpīgi nolicis nazi un karoti, varbūt izgudrotājam nebūtu zibenīgs minējums. Tiesa, viesmīļa "mājiens" atrada auglīgu augsni. Galu galā Jabločkovs meklēja savu risinājumu pat pie kafejnīcas galda, gaidot pasūtījumu. Starp citu, šis ir lielisks piemērs asociatīvās domāšanas izmantošanai sarežģītas tehniskas problēmas risināšanā. No otras puses, šis gadījums ir tehniskas problēmas risināšanas piemērs, kad ideāla ierīce (šajā gadījumā regulators) ir kaut kas tāds, kas patiesībā neeksistē, bet tiek pildītas funkcijas.
Protams, tā bija tikai ideja, nevis pilnīgs problēmas risinājums - lētas un uzticamas lampas radīšana. Bija jāstrādā, lai tur nokļūtu. Pirmkārt, paralēli izkārtojot elektrodus, loks var degt ne tikai elektrodu galos, bet arī visā to garumā, un, visticamāk, tas noripos līdz to pamatnei - līdz strāvu nesošajām skavām. . Šī problēma tika atrisināta, aizpildot atstarpi starp elektrodiem ar izolatoru, kas pamazām izdega kopā ar elektrodiem.
Vēl bija jāizvēlas šī izolatora sastāvs, kas tika darīts, izmantojot mālu (kaolīnu). Kā iedegt lampu? Tad augšā, starp elektrodiem, tika ievietots plāns oglekļa džemperis, kas ieslēgšanas brīdī izdega, aizdedzinot loku. Joprojām pastāvēja elektrodu nevienmērīgas sadegšanas problēma, kas saistīta ar strāvas polaritāti. Jo "+" elektrods izdega ātrāk, tas sākotnēji bija jātaisa biezāks. Vēl viens ģeniāls šīs problēmas risinājums bija maiņstrāvas izmantošana.
Loka lampas dizains izrādījās vienkāršs: divi oglekļa stieņi, kas atdalīti ar izolējošu kaolīna slāni un uzstādīti uz vienkārša statīva, kas atgādina svečturi. Elektrodi dega vienmērīgi, un lampa deva spilgtu gaismu un diezgan ilgu laiku. Šāda "elektriskā svece" bija viegli pagatavojama un lēta.
1876. gadā krievu izgudrotājs savu izgudrojumu prezentēja Londonas izstādē. Un gadu vēlāk uzņēmīgais francūzis Deneuruzs panāca akciju sabiedrības "Elektriskā apgaismojuma izpētes biedrība, izmantojot Jabločkova metodes", nodibināšanu. Jabločkova lampas parādījās apmeklētākajās Parīzes vietās, uz ielas - Avenue de l'Opera un Opera Square, kā arī Luvras veikalā, blāvs gāzes un šķidruma apgaismojums nomainīja matētas bumbas, kas kvēloja baltā, maigā gaismā.Triumfāls gājiens "La lumiere russe "(krievu pasaule) visā pasaulē. Divu gadu laikā Jabločkova svece iekaroja visu Veco pasauli, izplatoties austrumos uz Persijas šaha un Kambodžas karaļa pilīm.
Rīsi. 1. Pāvels Nikolajevičs Jabločkovs un viņa svece.
1876.-77.gadā tika iegūti vairāki franču patenti gan pašas spuldzes konstrukcijai, gan to energosistēmām. Ražošana tika veikta uz rūpnieciskiem pamatiem. Neliela rūpnīca Parīzē saražoja vairāk nekā 8000 sveču dienā un vairākus desmitus elektrisko ģeneratoru mēnesī. Tomēr šai labklājībai drīz pienāca gals. Jabločkova sveci sāka pakāpeniski aizstāt ar lētāku un izturīgāku kvēlspuldzi.
Ir vispāratzīts, ka kvēlspuldzes izgudrotājs ir slavenais amerikāņu izgudrotājs Tomass Alva Edisons. 1879. gada 21. decembrī laikrakstā New York Herald parādījās raksts par T.A.Edisona jauno izgudrojumu - "Edisona gaisma" (Edisona gaisma), par kvēlspuldzi ar oglekļa kvēldiegu.Dažas dienas vēlāk, 1880.gada 1.janvārī 3000 cilvēku apmeklēja māju un ielu elektriskā apgaismojuma demonstrāciju Menlo parkā (ASV), un tā paša gada 27. janvārī saņēma ASV patentu Nr. 223898 "Elektriskā lampa" (skat. 2. att.). Bet g. realitāte, stāsts par šo patentu un kvēlspuldzi ir daudz sarežģītāks un interesantāks.
Rīsi. 2. Thomas A. Edison patents par elektrisko lampu
Pirmos eksperimentus ar sildvadiem ar elektrisko strāvu 19. gadsimta sākumā veica angļu zinātnieks Hamfrijs Deivijs. Vienu no pirmajiem mēģinājumiem pielietot vadu kvēlspulci ar strāvu, īpaši apgaismojuma nolūkos, 1844. gadā veica inženieris de Molēns, kurš uzsildīja stikla lodītē ievietotu platīna stiepli. Šie eksperimenti nedeva vēlamos rezultātus, jo. platīna stieple pārāk ātri izkususi.
1845. gadā Londonā Kings platīnu aizstāja ar ogļu nūjām un saņēma patentu par "kvēlspuldžu metāla un oglekļa vadu izmantošanu apgaismojumam".
1954. gadā, 25 gadus pirms Edisona, vācu pulksteņu izgatavotājs Heinrihs Gēbels Ņujorkā prezentēja pirmās praktiskās kvēlspuldzes ar oglekļa pavedieniem, kuru degšanas laiks ir aptuveni 200 stundas. Kā diegu viņš izmantoja 0,2 mm biezu pārogļotu bambusa pavedienu, kas ievietots vakuumā. Kolbas vietā Gēbels taupības nolūkos vispirms izmantoja odekolona pudeles, vēlāk - stikla tūbiņas. Viņš stikla kolbā radīja vakuumu, piepildot un lejot dzīvsudrabu, tas ir, izmantojot barometru ražošanā izmantoto metodi.
Gēbels izmantoja izveidotās lampas, lai apgaismotu savu pulksteņu veikalu. Lai uzlabotu savu finansiālo stāvokli, viņš ratiņkrēslā apceļoja Ņujorku un aicināja visus skatīties zvaigznēs caur teleskopu. Kariete tajā pašā laikā bija izrotāta ar viņa spuldzēm. Tādējādi Gēbels kļuva par pirmo cilvēku, kurš izmantoja gaismu reklāmas nolūkos. Naudas un sakaru trūkuma dēļ vācu emigrants nevarēja iegūt patentu savai oglekļa kvēlspuldzei un viņa izgudrojums ātri tika aizmirsts.
Kopš 1872. gada Aleksandrs Nikolajevičs Lodygins sāka eksperimentus ar elektrisko apgaismojumu Sanktpēterburgā. Viņa pirmajās lampās starp masīviem vara stieņiem, kas atrodas hermētiski noslēgtā stikla bļodā, tika iespiests plāns ogļu nūja. Neskatoties uz lampas nepilnību tajā pašā gadā, baņķieris Kozlovs sadarbībā ar Lodyginu nodibināja biedrību šī izgudrojuma izmantošanai. Zinātņu akadēmija Lodiginam piešķīra Lomonosova balvu 1000 rubļu apmērā.
Sanktpēterburgas Admiralitātes apgaismošanai tika izmantotas 1874. gadā Lodigina būvētās kvēlspuldzes ar oglekļa stieni. 1875. gadā Kohns kļuva par partnerības vadītāju, ar savu vārdu izlaižot uzlaboto Lodygin lampu, ko projektējis V.F.Didrihsons. Šajā lampā ogles tika ievietotas vakuumā, un izdegušās ogles automātiski tika aizstātas ar citām. 1875. gadā Florenta veļas veikals Sanktpēterburgā divus mēnešus tika izgaismots ar trim šādām lampām, kā arī pēc P. Struves ierosinājuma Aleksandra tilta pār Ņevu būvniecības laikā zem ūdens tika izgaismoti kesoni.
1875. gadā Didrihsons sāka izgatavot ogles no koka, pārogļojot koka cilindrus bez gaisa grafīta tīģeļos, kas pārklāti ar ogļu pulveri. 1876. gadā pēc Kona nāves partnerattiecības izjuka. Turpmākus luktura uzlabojumus veica N.P. Bulygins 1876. gadā. Viņa lampā kvēloja gara ogles gabala gals, kas automātiski virzījās uz priekšu, tā galam degot. Lampu dizains izrādījās sarežģīts un zemu tehnoloģiju ražošanā, un tāpēc tas nebija lēts, lai gan tas tika pastāvīgi uzlabots.
Tā paša gadsimta 70. gadu beigās vienā no Ziemeļamerikas kuģu būvētavām tika uzbūvēti kuģi Krievijai, un, kad pienāca laiks tos saņemt, tur devās Krievijas flotes leitnants A. N. Hotinskis. Viņš paņēma līdzi vairākas Lodygin kvēlspuldzes. Izgudrojums jau bija patentēts Francijā, Krievijā, Beļģijā, Austrijā un Lielbritānijā. Viņš parādīja krievu lampas izgudrotājam Tomasam Edisonam, kurš tajā laikā arī strādāja pie elektriskā apgaismojuma problēmas.
Tagad ir grūti noteikt, cik lielā mērā aprakstītais apstāklis ietekmēja Edisona izgudrojumu. Tomēr galu galā, pateicoties viņa darbam, tika veikts kvalitatīvs lēciens kvēlspuldzes uzlabošanā. Edisons neveica nekādas revolucionāras izmaiņas Lodigina spuldzē. Viņa lampa bija stikla kolba ar oglekļa pavedienu, no kuras tika izsūknēts gaiss, tomēr daudz pamatīgāk nekā Lodiginam. Taču Edisona nopelns, pirmkārt, ir tas, ka viņš izgudroja un izveidoja šīs lampas supersistēmu un sāka tās ražošanu, kā rezultātā ievērojami samazinājās izmaksas. Viņš izgudroja skrūves pamatni lampai un tai paredzētu kārtridžu, izgudroja drošinātājus, slēdžus un pirmo enerģijas skaitītāju. Tieši ar Edisona spuldzi elektriskais apgaismojums kļuva patiešām masīvs, ienākot parastu cilvēku mājās.
Edisona pieeja kvēldiega materiāla atrašanas problēmas risināšanai ir pelnījusi īpašu uzmanību. Viņš vienkārši šķiroja visas viņam pieejamās vielas un materiālus (izmēģinājumu un kļūdu metode). Edisons izmēģināja 6000 vielu, kas satur oglekli, sākot no parastajiem ar kokogli pārklātiem šujamiem diegiem līdz pārtikai un sveķiem. Labākais bija bambuss, no kura tika izgatavots japāņu palmu ventilatora korpuss. Šis titāniskais darbs ilga apmēram divus gadus.
Atlantijas okeāna otrā pusē, Anglijā, aptuveni tajā pašā laikā, kad Lodigins un Edisons, sers Džozefs Vilsons Svons strādāja pie elektriskās spuldzes. Viņš izmantoja pārogļotu kokvilnas diegu kā sildelementu un arī izsūknēja gaisu no kolbas. Swann saņēma Lielbritānijas patentu savai ierīcei 1878. gadā, aptuveni gadu pirms Edisona. Sākot ar 1879. gadu, viņš Anglijas mājās sāka uzstādīt elektriskās lampas. 1881. gadā nodibinājis uzņēmumu "The Swan Electric Light Company", sāka komerciālu lampu ražošanu. Vēlāk Gulbis sadarbojās ar Edisonu, lai komercializētu viena zīmola nosaukumu "Edi-Swan".
No teiktā izriet, ka elektriskajai kvēlspuldzei ļoti agrīnā stadijā bija vairāki izgudrotāji. Gandrīz visiem tiem bija patenti. Kas attiecas uz slavenāko no tiem – Edisona Amerikas patentu, tiesa to pasludināja par spēkā neesošu pirms aizsardzības tiesību termiņa beigām. Tiesa konstatēja, ka kvēlspuldzi Heinrihs Gēbels izgudroja vairākas desmitgades pirms Edisona.
1890. gadā Lodigins ASV patentēja lampu ar metāla vītni, kas izgatavota no ugunsizturīgiem metāliem - okcija, irīdija, rodija, molibdēna un volframa. Lodygina lampas ar molibdēna pavedienu tika izstādītas 1900. gada Parīzes izstādē un guva tik lielus panākumus, ka 1906. gadā amerikāņu kompānija "General Electric" no viņa nopirka šo patentu. Interesantākais ir tas, ka General Electric uzņēmumu organizēja pats Tomass Edisons. Par to lielo izgudrotāju korespondences strīds bija beidzies.
Tomēr ar to kvēlspuldžu uzlabošana nebeidzās. Kopš 1909. gada sāka izmantot kvēlspuldzes ar zigzaga volframa pavedienu, un 1912.-1913. gadā parādījās lampas, kas pildītas ar slāpekli un inertajām gāzēm (Ar, Kr). Un visbeidzot, pēdējais 20. gadsimta sākuma uzlabojums - volframa pavedienu sāka izgatavot vispirms spirāles formā, bet pēc tam bispirāles (spirāles brūces no spirāles) un trispirāles formā. Elektriskā kvēlspuldze beidzot ir ieguvusi tādu formu, kādu esam pieraduši redzēt.
Tātad, kurš izgudroja elektrisko spuldzi? Vārdi jau ir nosaukti: Petrovs, Špakovskis, Čikoļevs, Jabločkovs, Edisons, Devi, King, Gebel, Lodygin, Swan. Šķiet, ka pietiek. Bet, ja paņem 20. gadsimta sākumā izdoto "Mazo Brokhauza un Efrona enciklopēdisko vārdnīcu", tad tur var izlasīt: Kvēlspuldzes ir stikla vāciņš, no kura tiek izsūknēts gaiss, un kur atrodas oglekļa vai metāla kvēldiegs. novietots, sildīts ar elektrisko strāvu. Oglekļa diegu iegūst, pārogļojot bambusa šķiedras (Edisona spuldzes), zīdu, kokvilnas papīru (Swan bulbs). No 1890. gadu beigām. parādījās jaunas kvēlspuldzes: oglekļa kvēldiega vietā no ugunsizturīgām vielām presēts stienis tiek pakļauts kvēlspuldzei: magnija oksīds, torijs, cirkonijs un itrijs (Nernsta spuldze) vai metāliskā osmija kvēldiegs (Auera spuldzes) un tantals (Bolton un Feuerlein spuldzes).
Kā redzat, parādījās jauni vārdi - Nernsts, Auers, Boltons, Feuerleins. Ja vēlaties, veicot padziļinātu meklēšanu, šo sarakstu var papildināt.
Droši vien ir bezjēdzīgi meklēt nepārprotamu atbildi uz jautājumu "Kas izgudroja elektrisko spuldzi". Daudzi izgudrotāji šim nolūkam ir izmantojuši savu prātu, zināšanas, darbu un talantu. Un tas attiecas tikai uz tiem spuldžu veidiem, kas tika izstrādāti elektriskā apgaismojuma ieviešanas sākotnējā posmā: loka un kvēlspuldzes.
Jau pašā kvēlspuldžu izstrādes sākumā tika pamanīts, ka tām ir zema efektivitāte, t.i. ļoti neliels procents no elektriskās strāvas enerģijas tiek pārvērsts gaismas enerģijā. Tāpēc turpinājās meklēt citus veidus, kā elektroenerģiju pārvērst gaismas enerģijā, un tika mēģināts tos izmantot jauna veida elektriskās gaismas avotos. Izlādes spuldzes kļuva par tādiem gaismas avotiem - ierīcēm, kurās elektriskā enerģija tiek pārvērsta optiskā starojumā, kad elektriskā strāva iet cauri gāzēm un citām vielām (piemēram, dzīvsudrabam).
Pirmie eksperimenti ar gāzizlādes lampām sākās gandrīz vienlaikus ar kvēlspuldzēm. 1860. gadā Anglijā parādījās pirmās dzīvsudraba gāzizlādes spuldzes. Tomēr līdz 20. gadsimta sākumam visi šie eksperimenti bija maz un palika tikai eksperimenti, bez reāla praktiska pielietojuma.
20. gadsimta pirmajā desmitgadē, laikā, kad masveidā tika ieviests elektriskais apgaismojums, izmantojot kvēlspuldzes, tika pastiprināts darbs pie gāzizlādes lampām, kas noveda pie vairākiem izgudrojumiem un atklājumiem. 1901. gadā Pīters Kūpers Hjūits izgudro zemspiediena dzīvsudraba lampu. 1906. gadā tika izgudrota augstspiediena dzīvsudraba lampa. 1910. gads - halogēna cikla atklāšana. Neona lampu 1911. gadā izstrādāja franču fiziķis Žoržs Klods, un tā ātri nonāca reklāmā.
20. un 40. gados daudzās valstīs turpinājās darbs pie gāzizlādes lampām, kā rezultātā tika pilnveidoti jau zināmie lampu veidi un atklātas jaunas. Tika izstrādātas: zemspiediena nātrija lampa, dienasgaismas spuldze, ksenona lampa un citi. 40. gados sākās masveida dienasgaismas spuldžu izmantošana apgaismojumam.
Vēlāk tika izgudrotas cita veida elektriskās lampas: augstspiediena nātrijs; halogēns; kompakta fluorescējoša; LED gaismas avoti un citi. Šobrīd pasaulē kopējais gaismas avotu veidu skaits ir aptuveni 2000.
Neskatoties uz tik milzīgu elektrisko lampu veidu skaitu, izgudrojuma doma nestāv uz vietas. Jau zināmie gaismas avoti turpina uzlaboties. Šāda uzlabojuma piemērs ir 1983. gadā radītās kompaktās dienasgaismas spuldzes, kas kļuva par parastas kvēlspuldzes izmēru. Lai tos ieslēgtu, nav nepieciešamas speciālas palaišanas iekārtas, tās ir savienotas ar standarta kvēlspuldzēm paredzētu kārtridžu, un galvenais, pie vienāda saražotās gaismas daudzuma šīs lampas patērē vairākas reizes mazāk elektrības un kalpo vairākas reizes ilgāk. Pēdējos gados šādas energotaupības spuldzes tiek izmantotas arvien vairāk, neskatoties uz to, ka to izmaksas joprojām ir augstākas nekā tradicionālās kvēlspuldzes.
Tomēr izgudrojuma ideja ar to nebeidzas. Gandrīz vienlaikus divi amerikāņu uzņēmumi – Technical Consumer Products (TCP) un O·ZONELite laida klajā luminiscences enerģijas taupīšanas spuldzes ar negaidītām jaunām īpašībām. Šie ražotāji apgalvo, ka viņu Fresh2 un O·ZONELite spuldzes (abas reģistrētas preču zīmes) papildus telpas apgaismojumam novērš arī nepatīkamās smakas, attīra gaisu, iznīcina baktērijas, vīrusus un sēnītes. Vai tas nav brīnums?
Noslēpums ir tāds, ka spuldzes ir pārklātas ar titāna dioksīdu (TiO2), kas, apstarojot ar fluorescējošu gaismu, izraisa fotokatalītisku reakciju. Šīs reakcijas laikā izdalās negatīvi lādētas daļiņas – elektroni, kuru vietā paliek pozitīvi lādēti "caurumi". Pateicoties plusu un mīnusu kombinācijai uz spuldzes virsmas, gaisā esošās ūdens molekulas pārvēršas par ļoti spēcīgiem oksidētājiem - hidroksīda (HO) radikāļiem, tāpēc šīm spuldzēm ir tik neparastas un brīnišķīgas īpašības.
Rīsi. 3. Gāzizlādes dienasgaismas enerģijas taupīšanas spuldzes Fresh2 un O.ZONELite
Kā redzams 3. attēlā, šīs spuldzes ir pat ārēji ļoti līdzīgas, un to īpašības ir aptuveni vienādas. Ievērības cienīga ir abu lampu spirālveida forma. To veidotāji to darīja, lai palielinātu gaismas jaudu, tāpat kā viņu priekšgājēji - kvēlspuldžu radītāji. Patiešām, vēsture virzās pa spirāli.
Var secināt, ka gāzizlādes spuldzes pēdējos gados gūst arvien lielāku popularitāti pat mājas apgaismojumā, aizstājot kvēlspuldzes. Tie patērē mazāk enerģijas, ir tikpat viegli lietojami, un tiem var būt daudz citu lielisku un noderīgu funkciju. Augstāko cenu, kas joprojām kavē šo lampu izplatību, kompensē 8-10 reizes lielāks kalpošanas laiks un 3-5 reizes lielāka efektivitāte. Un, palielinoties masveida ražošanai, cena pakāpeniski samazināsies. Un, ja ņem vērā arvien pieaugošās enerģētikas un vides problēmas, kas izraisa elektroenerģijas sadārdzinājumu un liek ieviest taupības pasākumus, kļūst skaidrs, ka kompakto dienasgaismas spuldžu izredzes ir ļoti spilgtas. Un turpmākajos gados viņiem praktiski nav alternatīvas.
Tomēr nekas nestāv uz vietas. Lai gan pēdējie 100 gadi apgaismes tehnoloģiju attīstībā ir pagājuši gāzizlādes spuldžu uzvaras gājienā, ir parādījušies arī cita veida gaismas avoti. Visdaudzsološākais šobrīd šķiet virziens, kas saistīts ar LED gaismas avotu izmantošanu, jo. tās ir pat efektīvākas par gāzizlādes spuldzēm.
Pirmās rūpnieciskās gaismas diodes parādījās 1960. gados. Tomēr zemā jauda neļāva tos izmantot apgaismojumam. Tie ir atraduši pielietojumu kā indikatori dažādās elektroniskās ierīcēs, jo īpaši mikrokalkulatoros, pulksteņos un citos sadzīves un zinātnes instrumentos.
Tas būtu turpinājies, ja cilvēce nebūtu saskārusies ar enerģijas taupīšanas problēmu. Izrādījās, ka mūsdienās gaismas diodēm ir visaugstākais elektroenerģijas pārvēršanas procents gaismas enerģijā. Nevarēja nemēģināt izmantot LED kā gaismas avotus. Viņi sākotnēji atrada pielietojumu rokas elektriskajos lukturīšos. Turklāt tie bija mazjaudas lukturīši, kas īpaši nespīdēja, bet bija miniatūri, kas ļāva tos izmantot pat kā atslēgu piekariņus.
Protams, ar LED spuldzēm joprojām ir daudz problēmu. Daudzas no tām tiek veiksmīgi atrisinātas, jo īpaši tāpēc, ka šobrīd lielais kapitāls šajā virzienā iegulda daudz naudas. Un veiksme jau ir acīmredzama - pārdošanā jau ir parādījušās enerģijas taupīšanas LED spuldzes.
Literatūra
* 1. N. A. Kapcovs, Pāvels Nikolajevičs Jabločkovs 1894-1944. OGIZ. Valsts tehniskās un teorētiskās literatūras izdevniecība. Maskava, Ļeņingrada, 1944.
* 2. V. Malovs, Kā Parīzes viesmīlis palīdzēja krievu izgudrotājam. / Sputnik UT - populārzinātnisks apkopojums / №4, 2001 / http://jtdigest.narod.ru/dig4_01/offic.htm
* 3. Jā.I. Khurgins, Jā, nē, varbūt ... - Maskava, Nauka, 1977, 208. lpp
* 4. Apgaismojuma tehnikas vēsture. / 2003-2005 CJSC NPK "Daleks" / http://www.daleks.ru
* 5. Fresh2 kompaktās dienasgaismas spuldzes novērš smaku, vienlaikus izstarojot energoefektīvu gaismu./ http://www.fresh2.com/
* 6. Iekštelpu gaisa kvalitātes gaišā nākotne! /http://www.ozonelite.com/index.html
Pāvels Jabločkovs un viņa izgudrojums
Tieši pirms 140 gadiem, 1876. gada 23. martā, izcilais krievu izgudrotājs Pāvels Nikolajevičs Jabločkovs patentēja savu slaveno elektrisko spuldzi. Neskatoties uz to, ka viņas gadsimts izrādījās īslaicīgs, Jabločkovas spuldze kļuva par izrāvienu Krievijas zinātnei un pirmo krievu zinātnieka izgudrojumu, kas kļuva plaši pazīstams ārzemēs.
Atcerēsimies, kādu ieguldījumu Jabločkovs sniedza elektriskā apgaismojuma tehnoloģiju attīstībā un kas viņu uz neilgu laiku padarīja par vienu no populārākajiem zinātniekiem Eiropā.
Pirmās loka lampas
19. gadsimta pirmajā pusē mākslīgā apgaismojuma jomā gadsimtiem dominējušās sveces tika aizstātas ar gāzes lampām. Viņu vājā gaisma sāka apgaismot rūpnīcas un veikalus, teātrus un viesnīcas, un, protams, naksnīgo pilsētu ielas. Taču, ņemot vērā relatīvo lietošanas vienkāršību, gāzes lampām bija pārāk maza gaismas jauda, un īpaši tām izgatavotā apgaismes gāze nebūt nebija lēta.
Līdz ar elektrības atklāšanu un pirmo strāvas avotu izgudrošanu kļuva skaidrs, ka apgaismojuma tehnoloģiju nākotne ir tieši šajā jomā. Elektriskā apgaismojuma attīstība sākotnēji notika divos virzienos: loka lampu un kvēlspuldžu dizains. Pirmo darbības princips bija balstīts uz efektu elektriskā loka, visiem labi zināms elektriskās metināšanas jomā. Kopš bērnības vecāki mums aizliedza skatīties uz tās apžilbinošo uguni, un ne velti - elektriskā loka spēj radīt ārkārtīgi spilgtu gaismas avotu.
Loka lampas sāka plaši izmantot ap 19. gadsimta vidu, kad franču fiziķis Žans Bernārs Fuko ierosināja izmantot elektrodus nevis no kokoglēm, bet gan retorta oglēm, kas ievērojami palielināja to degšanas laiku.
Taču šādas loka lampas prasīja uzmanību – izdegot elektrodiem, bija nepieciešams uzturēt pastāvīgu attālumu starp tiem, lai elektriskā loka neizdziest. Šim nolūkam tika izmantoti ļoti viltīgi mehānismi, jo īpaši Fuko regulators, ko izgudroja tas pats franču izgudrotājs. Regulators bija ļoti sarežģīts: mehānismā bija trīs atsperes, un tam bija nepieciešama pastāvīga uzmanība. Tas viss padarīja loka lampas ļoti neērtas lietošanā. Šo problēmu apņēmās atrisināt krievu izgudrotājs Pāvels Jabločkovs.
Jabločkovs ķeras pie lietas
Saratovas iedzīvotājs Jabločkovs, kurš kopš bērnības izrādīja tieksmi pēc izgudrojumiem, 1874. gadā ieguva darbu par telegrāfa dienesta vadītāju uz Maskavas-Kurskas dzelzceļa. Līdz tam laikam Pāvels beidzot nolēma koncentrēt savu radošo uzmanību tobrīd esošo loka lampu uzlabošanai.
Dzelzceļa iestādes, kas zināja par viņa hobiju, piedāvāja iesācēju izgudrotājam interesantu biznesu. No Maskavas uz Krimu bija jādodas valdības vilcienam, un, lai nodrošinātu tā drošību, tika domāts organizēt nakts apgaismojumu vadītājam.
Viens no tā laika regulēšanas mehānismu piemēriem loka lampās
Jabločkovs labprāt piekrita, paņēma līdzi loka lampu ar Fuko regulatoru un, piestiprinot to lokomotīves priekšpusē, katru nakti dežurēja pie prožektora līdz pat Krimai. Apmēram reizi pusotras stundā viņam bija jāmaina elektrodi, kā arī pastāvīgi jāuzrauga regulators. Neskatoties uz to, ka apgaismojuma pieredze kopumā bija veiksmīga, bija skaidrs, ka šo metodi nevarēja plaši izmantot. Jabločkovs nolēma mēģināt uzlabot Foucault regulatoru, lai vienkāršotu lampas darbību.
ģeniāls risinājums
1875. gadā Jabločkovs, veicot eksperimentu laboratorijā par galda sāls elektrolīzi, nejauši izraisīja elektriskā loka parādīšanos starp diviem paralēliem oglekļa elektrodiem. Tajā brīdī Jabločkovs nāca klajā ar ideju, kā uzlabot loka lampas dizainu tā, lai regulators vairs nebūtu vajadzīgs.
Jabločkova spuldze (vai, kā tolaik bija pieņemts saukt, “Jabločkova svece”), kā viss ģeniālais, tika sakārtots pavisam vienkārši. Oglekļa elektrodi tajā atradās vertikāli un paralēli viens otram. Elektrodu galus savienoja tievs metāla pavediens, kas aizdedzināja loku, un starp elektrodiem tika ievietota izolācijas materiāla sloksne. Tā kā ogles dega, dega izolācijas materiāls.
Tā izskatījās Jabločkova svece. Sarkanā josla ir izolācijas materiāls
Pirmajos lampas modeļos pēc strāvas padeves pārtraukuma nebija iespējams aizdedzināt vienu un to pašu sveci, jo nebija kontakta starp abiem jau aizdedzinātajiem elektrodiem. Vēlāk Jabločkovs izolācijas sloksnēs sāka jaukt dažādu metālu pulverus, kas, lokam vājinot, galā izveidoja īpašu sloksni. Tas ļāva atkārtoti izmantot nesadegušās ogles.
Izdegušos elektrodus nekavējoties nomainīja pret jauniem. Tas bija jādara apmēram reizi divās stundās – ar to viņiem pietika. Tāpēc loģiskāk bija Jabločkova spuldzīti saukt par sveci – tā bija jāmaina pat biežāk nekā vaska izstrādājums. Bet tas bija simtiem reižu gaišāks.
Vispasaules atpazīstamība
Sava izgudrojuma Yablochkov izveidi viņš pabeidza 1876. gadā jau Parīzē. Viņam nācās pamest Maskavu finansiālu apsvērumu dēļ - būdams talantīgs izgudrotājs, Jabločkovs bija viduvējs uzņēmējs, kas, kā likums, izraisīja visu viņa uzņēmumu bankrotu un parādus.
Parīzē, vienā no pasaules zinātnes un progresa centriem, Jabločkovs ātri gūst panākumus ar savu izgudrojumu. Iekārtojies akadēmiķa Luija Bregeta studijā, 1876. gada 23. martā Jabločkovs saņēma patentu, pēc kura viņa lietas citu vadībā sāka iet uz augšu.
Tajā pašā gadā Jabločkova izgudrojums radīja uzplaiksnījumu fizisko instrumentu izstādē Londonā. Par tiem uzreiz sāk interesēties visi lielākie Eiropas patērētāji, un pāris gadu laikā Jabločkova svece parādās Londonas, Parīzes, Berlīnes, Vīnes, Romas un ļoti daudzu citu Eiropas pilsētu ielās. Elektriskās sveces aizstāj novecojušo apgaismojumu teātros, veikalos, bagātās mājās. Viņiem izdevās izcelt pat milzīgo Parīzes hipodromu un Kolizeja drupas.
Tātad Jabločkova svece naktī apgaismoja Parīzi
Sveces tiem laikiem tika pārdotas milzīgos apjomos - Breguet rūpnīca katru dienu saražoja 8 tūkstošus gabalu. Pieprasījumu veicināja arī paša Jabločkova turpmākie uzlabojumi. Tātad, izmantojot kaolīna izolatoram pievienotos piemaisījumus, Jabločkovs panāca maigāku un patīkamāku izstarotās gaismas spektru.
Tāpat arī Londona
Krievijā Jabločkova sveces pirmo reizi parādījās 1878. gadā Sanktpēterburgā. Tajā pašā gadā izgudrotājs uz laiku atgriežas dzimtenē. Šeit viņu vētraini sagaida ar pagodinājumiem un apsveikumiem. Atgriešanās mērķis bija izveidot komercuzņēmumu, kas palīdzētu paātrināt elektrifikāciju un veicinātu elektrisko lampu izplatību Krievijā.
Taču jau pieminētās izgudrotāja niecīgās uzņēmēju dotības kopā ar Krievijas amatpersonām tradicionālo inerci un neobjektivitāti novērsa grandiozus plānus. Neskatoties uz lielajām naudas injekcijām, Jabločkova sveces Krievijā nesaņēma tādu izplatību kā Eiropā.
Saulrieta svece Yablochkov
Faktiski loka lampu lejupslīde sākās pat pirms Jabločkovs izgudroja savu sveci. Daudzi to nezina, bet pasaulē pirmo patentu par kvēlspuldzi saņēma arī krievu zinātnieks - Aleksandrs Nikolajevičs Lodigins. Un tas tika darīts 1874. gadā.
Jabločkovs, protams, ļoti labi zināja par Lodigina izgudrojumiem. Turklāt netieši viņš pats piedalījās pirmo kvēlspuldžu izstrādē. 1875.–1876. gadā, strādājot pie izolācijas starpsienas savai svecei, Jabločkovs atklāja iespēju izmantot koalīnu kā pavedienu šādās lampās. Bet izgudrotājs uzskatīja, ka kvēlspuldzēm nav nākotnes, un līdz savu dienu beigām viņš mērķtiecīgi nestrādāja pie to dizaina. Vēsture ir parādījusi, ka Jabločkovs šajā jautājumā rupji kļūdījās.
1870. gadu otrajā pusē amerikāņu izgudrotājs Tomass Edisons patentēja savu kvēlspuldzi ar oglekļa kvēlspuldzi, kuras kalpošanas laiks bija 40 stundas. Neskatoties uz daudziem trūkumiem, tas sāk ātri nomainīt loka lampas. Un jau pagājušā gadsimta deviņdesmitajos gados spuldze iegūst mums pazīstamu formu - tas pats Aleksandrs Lodigins vispirms iesaka izmantot ugunsizturīgos metālus, tostarp volframu, lai izveidotu diegu un savītu tos spirālē, un tad viņš ir pirmais izsūknējiet gaisu no kolbas, lai palielinātu perioda vītnes pakalpojumus. Pasaulē pirmā komerciālā kvēlspuldze ar savītu volframa pavedienu tika ražota precīzi saskaņā ar Lodygina patentu.
Viena no Lodigina lampām
Jabločkovs šo elektriskā apgaismojuma revolūciju praktiski neuztvēra, jo pēkšņi nomira 1894. gadā, 47 gadu vecumā. Agrīna nāve bija saindēšanās rezultāts ar indīgu hloru, ar kuru izgudrotājs daudz strādāja eksperimentos. Savas īsās dzīves laikā Jabločkovam izdevās radīt vēl vairākus noderīgus izgudrojumus – pasaulē pirmo maiņstrāvas ģeneratoru un transformatoru, kā arī koka separatorus ķīmiskajām baterijām, kas tiek izmantoti arī mūsdienās.
Un, lai gan Yablochkov svece sākotnējā formā ir nogrimusi aizmirstībā, tāpat kā visas tā laika loka lampas, tā šodien turpina pastāvēt jaunā kvalitātē - gāzizlādes spuldžu veidā, kas nesen tika plaši ieviesti kvēlspuldžu vietā. lampas. Plaši pazīstamās neona, ksenona vai dzīvsudraba lampas (kuras sauc arī par " dienas gaismas lampas”) darbojas pēc tāda paša principa kā leģendārā Jabločkova svece.
Reiz es uzdevu draugiem šķietami vienkāršu jautājumu: kurš izgudroja elektrisko spuldzi? Un es saņēmu dažādas atbildes. Kāds nosauca amerikāņu Edisonu, kāds - mūsu tautieti Aleksandru Lodiginu, un kāds atcerējās cita krievu izgudrotāja - Pāvela Jabločkova vārdu. Tātad, kuram ir taisnība? Jā, visiem ir taisnība. Galu galā spuldzes vēsture ir vesela atklājumu ķēde, ko dažādos laikos veikuši dažādi cilvēki. Un Edisons šeit sniedza ievērojamu ieguldījumu, un Lodigins un Jabločkovs, kurš pamatoti tiek uzskatīts par vienu no tā pionieriem. Un bez tam noteikti jāatceras izcilais krievu fiziķis Vasilijs Petrovs, kurš tālajā 1802. gadā novēroja elektriskā loka fenomenu - spilgtu izlādi, kas rodas starp oglekļa stieņiem-elektrodiem, kas satuvināti noteiktā attālumā. Jāatceras arī V. Čikoļeva un A. Špakovska vārdi, kuri arī veicināja šo izcilo izgudrojumu...
Tomēr mēs sīkāk pakavēsimies pie Pāvela Nikolajeviča Jabločkova. Galu galā ar viņu ir saistīts viens no ziņkārīgākajiem un pamācošākajiem "izgudrojošajiem" stāstiem.
Viesmīlis, kurš acumirklī parādījās pie galdiņa nelielā Parīzes kafejnīcā, paņēma vienkāršu pasūtījumu un pazuda virtuvē. Gaidot, apmeklētājs izklaidīgi izņēma no kabatas piezīmju grāmatiņu, nolika to uz galda un paņēma zīmuli. Viena no lapām bija pārklāta ar sarežģītiem zīmējumiem. Nezinātājs tajos neko nebūtu sapratis - daudz kaut kādu nūju, kas savienotas pa pāriem ar plāniem lokiem. Turklāt dažu mehānismu rasējumu skices ar maziem zobratiem, piemēram, pulkstenī. Un zīmējumiem blakus esošie paskaidrojumi parīzietim būtu palikuši vēl jo noslēpumaināki, jo tie tapuši svešvalodā. Kafejnīcas apmeklētājs noliecās pie piezīmēm, aizmirstot, kur atrodas, un dziļi domāja.
Tas notika 1876. gadā, kad mūsu stāsta varonim Pāvelam Jabločkovam bija tik tikko divdesmit deviņi gadi. Pēc mācībām Sanktpēterburgas militārajā skolā, kur viņš sāka interesēties par fiziku un jo īpaši, tik maz pētīja tās jomu - elektrību. Viņš jau bija paguvis ieņemt tikko uzbūvētā Maskavas-Kurskas dzelzceļa telegrāfa biroja vadītāju. Bet šī nodarbošanās prasīja daudz laika, un Jabločkovs viņu pameta, lai veltītos tam, ko viņš uzskatīja par galveno dzīvē - uzticama elektriskā loka lampas dizaina izstrādei.
Liktenis viņu atveda uz Parīzi, jo neviens neizrādīja lielu interesi par viņa eksperimentiem dzimtenē, Krievijā. Šeit viena no franču firmām nodrošināja izgudrotājam darbnīcu. Un jau mēnesi Jabločkovs cīnās ar risinājumu, kas šķita kaut kur ļoti tuvu, bet viss slīdēja prom.
Vasilija Petrova eksperimenti parādīja, ka elektriskā loka, kas dod spilgtu gaismu, rodas tikai tad, ja horizontāli novietoto oglekļa elektrodu gali atrodas stingri noteiktā attālumā viens no otra. Nedaudz tas samazinās vai palielinās, izdalījumi pazūd. Tikmēr izplūdes laikā ogles izdeg, tā ka atstarpe starp tām visu laiku pieaug. Un, lai elektriskā loka lampā izmantotu ogles, bija jāizdomā īpašs regulatora mehānisms, kas pastāvīgi, ar noteiktu ātrumu, virzītu degošos stieņus vienu pret otru. Tad loks neizdzisīs.
Taisnības labad jāsaka, ka šādi mēģinājumi tika veikti pat pirms Jabločkova. Krievu izgudrotāji Špakovskis un Čikoļevs izstrādāja savas loka lampas ar regulatoriem. Špakovska elektriskās lampas 1856. gadā jau dega Maskavā Sarkanajā laukumā Aleksandra II kronēšanas laikā. Savukārt Čikoļevs izmantoja spēcīgo elektriskā loka gaismu, lai darbinātu jaudīgus jūras prožektorus. Šo izgudrotāju izgudrotajiem automātiskajiem regulatoriem bija atšķirības, taču tie saplūda vienā lietā - tie nebija uzticami. Lampas nedega ilgi, bet bija dārgas.
Skaidrs, ka bija vajadzīgs cits mehānisms – vienkāršs un bez problēmām. Tas bija Pāvels Jabločkovs, kurš par viņu cīnījās mēnesi, viņš domāja tikai par viņu - gan savā darbnīcā, gan klaiņojot pa Parīzes ielām, un pat šeit, kafejnīcā.
Pulksteņa mehānisms, kas tika izmantots Špakovska spuldzītē, nevarēja paredzēt visas nevienmērīgi degošās ogles "kaprīzes". Vajag kaut ko citu. Bet kas?
Viesmīlis atnāca ar paplāti, Jabločkovs noņēma piezīmju grāmatiņu no galda. Un, turpinot domāt par savējiem, mehāniski vēroja, kā viņš noliek trauku, kā noliek karoti, dakšiņu, nazi...
Un pēkšņi... Jabločkovs pēkšņi piecēlās no galda un devās uz izeju, nedzirdēdams pārsteigtā viesmīļa krusu. Viņš steidzās uz savu studiju. Lūk, beidzot, risinājums! Vienkāršākais un absolūti uzticamākais! Atrasts! Tas viņam ienāca prātā, tiklīdz viņš paskatījās uz galda piederumiem, kas gulēja viens otram blakus, paralēli viens otram.
Jā, lūk, lūk, kā lampā jāievieto oglekļa elektrodi - nevis horizontāli, kā visos iepriekšējos dizainos, bet gan paralēli! Tad abi izdegs tieši vienādi, un attālums starp tiem vienmēr būs nemainīgs. Un šeit nav vajadzīgi gudri regulatori!
Jau nākamajā gadā Jabločkova "elektriskā svece" spilgti izgaismoja Luvras universālveikalu Parīzē. Tā dizains bija pilnīgi atšķirīgs no visiem iepriekšējiem: divus oglekļa stieņus atdalīja izolācijas kaolīna slānis. Tie tika fiksēti uz vienkārša statīva, kas atgādina svečturi. Elektrodi dega vienmērīgi, un lampa deva spilgtu gaismu un diezgan ilgu laiku. Uztaisīt šādu "elektrisko sveci" bija viegli un bija lēti. Nav pārsteidzoši, ka viņa sāka uzvaras gājienu pa plašo pasauli. Gadu vēlāk krievu izgudrotāja spuldzes tika iedegtas Temzas krastmalās Londonā, pēc tam Berlīnē. Drīz Jabločkovs atgriezās Krievijā, un viņa "svece" iedegās Pēterburgā...
Protams, viesmīlis, kuru reiz pārsteidzis kāds dīvains apmeklētājs, pat nenojauta, ka kļuvis it kā par izgudrojuma līdzautoru. Bet kas zina, ja viņš Jabločkovam nebūtu tik rūpīgi nolicis nazi un karoti, varbūt izgudrotājam nebūtu zibenīgs minējums. Tiesa, viesmīļa "mājiens" atrada, kā saka, auglīgu augsni. Galu galā Jabločkovs meklēja savu risinājumu pat šeit, pie kafejnīcas galda, gaidot pasūtījumu. Ja tas nebūtu, apmeklētājs nebūtu pamanījis neko citu kā kompetentu galda klājumu.
Laika gaitā "Jabločkova svece" tika aizstāta ar ekonomiskākām un ērtākām kvēlspuldzēm, kurās ar elektrību uzkarsēts plāns pavediens dod spilgtu gaismu. Šis jauninājums ir saistīts ar Aleksandra Nikolajeviča Lodygina vārdu. Tieši viņš uzminēja izsūknēt gaisu no stikla konusa, viņam radās ideja plānu ogļu pavedienu aizstāt ar metālisku - no molibdēna vai volframa. Savukārt Edisons izgudroja spuldzes turētāju un izgudroja perfektu sūkni, kas ļāva no spuldzes izsūknēt gaisu gandrīz līdz vakuumam.
Un "Jabločkova svece" tagad ir kļuvusi par muzeja eksponātu ar interesantu tās tapšanas vēsturi. Tas mums atgādina, ka lielus atklājumus apmeklē tikai sagatavoti prāti.