Лампочка Едісона: історія геніального винаходу, що перевернув світ

Понад півтора століття тому винахідники почали працювати над блискучою ідеєю, яка вплинула на те, як ми використовуємо енергію в сучасному світі — але справжній прорив стався 27 січня 1897 року. Цей винахід змінив те, як ми проектуємо будівлі, збільшив тривалість середнього робочого дня і дав поштовх розвитку нових підприємств. Воно також призвело до нових проривів в енергетиці — від електростанцій та ліній електропередач до побутової техніки та електродвигунів.

Як і всі великі винаходи, лампочку не можна приписати одному винахіднику. Це була серія невеликих удосконалень ідей попередніх винахідників, які в результаті і призвели до появи тих ламп, які ми використовуємо в наші дні.

Лампи розжарювання освітлюють світ

Задовго до того, як Томас Едісон запатентував спочатку в 1879 році, а потім роком пізніше, в 1880 році і почав комерціалізацію своєї лампи розжарювання, британські винахідники вже продемонстрували, що електричне світло можна отримати за допомогою дугової лампи. У 1835 році було продемонстровано перше постійне джерело електричного світла, і протягом наступних 40 років вчені всього світу працювали над лампою розжарювання. Їхні роботи були зосереджені навколо вдосконалення нитки розжарювання (частини лампи, що випромінює світло при нагріванні електричним струмом) та атмосфери всередині колби (незалежно від того, чи відкачано з неї повітря чи колба заповнена інертним газом для запобігання окисленню та перегоранню нитки розжарення).Ранні лампи розжарювання мали надзвичайно короткий термін служби, були надто дорогими у виробництві або споживали надто багато енергії.

Коли Едісон та його дослідники з Менло-Парку вийшли на сцену, вони зосередилися на покращенні нитки розжарювання — спочатку тестували вуглець, потім платину, перш ніж нарешті повернутися до вуглецевої нитки. До жовтня 1879 року група Едісона виготовила лампочку з карбонізованою ниткою з непокритої бавовняної нитки, яка могла працювати протягом 14,5 годин. Вони продовжували експерименти, поки не зупинилися на нитці, зробленій із бамбука, яка продовжила термін служби лампи до 1200 годин — ця нитка стала стандартом для ламп Едісона на наступні 10 років. Едісон також вніс інші поліпшення в конструкцію лампочки: наприклад, створив більш досконалий вакуумний насос для повного видалення повітря з лампочки і розробив гвинт Едісона (який зараз є стандартним патроном для лампочок).

Не можна говорити про історію електричної лампочки, не згадавши Вільяма Сойєра та Албона Мена, які отримали США патент на лампу розжарювання, і Джозефа Свона, який запатентував свою лампочку в Англії. Вічне питання, про яке не перестають сперечатися й донині: чи не порушували патенти Едісона на лампочки патенти цих інших винахідників? Зрештою американська освітлювальна компанія Едісона об'єдналася з Thomson-Houston Electric Company — компанією, що виробляє лампи розжарювання за патентом Сойєра-Мена, — щоб утворити General Electric, і англійське освітлення Едісона компанія об'єдналася з компанією Джозефа Свона і утворила Ediswan в Англії.

Що робить внесок Едісона в електричне освітлення таким видатним, то це те, що він не зупинився на поліпшенні лампочки — він розробив цілий набір винаходів, які зробили використання лампочок практичним. Едісон змоделював свою технологію висвітлення на основі існуючої системи газового висвітлення. У 1882 році на віадуку Холборн у Лондоні він продемонстрував, що електрику можна розподіляти від розташованого в центрі генератора ряду проводів і трубок. Одночасно він зосередився на поліпшенні виробництва електроенергії, розробивши першу комерційну енергетичну станцію під назвою Pearl Street Station у Нижньому Манхеттені. А щоб відстежувати, скільки електроенергії споживає кожен споживач, Едісон розробив перший електролічильник.

Нова ера електричного світла

Поки Едісон працював над усією системою освітлення, інші винахідники продовжували вносити невеликі покращення, доопрацьовуючи процес виробництва нитки розжарювання та підвищуючи ефективність лампи. Наступна велика зміна в лампі розжарювання відбулася з винаходом вольфрамової нитки європейськими винахідниками 1904 року. Нові лампи розжарювання з вольфрамовою ниткою працювали довше і давали яскравіше світло в порівнянні з лампами розжарювання з ниткою з вуглецю. В 1913 Ірвінг Ленгмюр з'ясував, що приміщення в колбу інертного газу, такого як азот, подвоює її ефективність. Протягом наступних 40 років вчені продовжували вносити удосконалення, які знизили вартість та підвищили ефективність лампи розжарювання.Але до 1950-х років дослідники все ще з'ясували, як перетворити близько 10% енергії, що споживається лампою розжарювання, на світ, і почали фокусувати свою енергію на інших рішеннях у галузі освітлення.

У 19 столітті два німці — склодув Генріх Гайсслер та лікар Юліус Плюкер — виявили, що вони можуть виробляти світло, видаляючи майже все повітря з довгої скляної трубки та пропускаючи через неї електричний струм. Цей винахід став відомий як трубка Гейслера. Тип газорозрядної лампи ці лампи не користувалися популярністю до початку 20-го століття, коли дослідники почали шукати спосіб підвищити ефективність освітлення. Газорозрядні лампи стали основою багатьох технологій освітлення, включаючи неонові лампи, натрієві лампи низького тиску (тип, що використовується у зовнішньому освітленні, наприклад, у вуличних ліхтарях) та люмінесцентні лампи.

І Томас Едісон, і Нікола Тесла експериментували з люмінесцентними лампами у 1890-х роках, але жоден із них ніколи не виробляв їх у комерційних цілях. У цій галузі більшого успіху досяг Пітер Купер Х'юїтт: його проривний винахід на початку 1900-х років став одним із попередників люмінесцентної лампи. Х'юїт створив синьо-зелене світло, пропустивши електричний струм через пари ртуті та ввімкнувши баласт (пристрій, підключений до лампочки, який регулює потік струму через трубку). Хоча лампи Cooper Hewitt були більш ефективними, ніж лампи розжарювання, вони мали мало придатних застосувань через колір світла.

До кінця 1920-х і початку 1930-х років європейські дослідники проводили експерименти з неоновими трубками, покритими люмінофором (матеріалом, який поглинає ультрафіолетове світло та перетворює невидиме світло на корисне біле світло).Ці відкриття викликали в США дослідні програми з люмінесцентних ламп, і до середини і кінця 1930-х років американські освітлювальні компанії демонстрували люмінесцентні лампи військово-морському флоту США і на Всесвітній виставці в Нью-Йорку в 1939 році. втричі ефективніше ламп розжарювання. енергозберігаюче освітлення американських військових заводів призвела до швидкого впровадження люмінесцентних ламп, і до 1951 лінійні люмінесцентні лампи виробляли більше світла в США.

Люмінесцентне диво

Ще одна нестача енергії — нафтова криза 1973 року — змусила інженерів з освітлення розробити люмінесцентну лампу, яку можна було б використати у житлових приміщеннях. патент на свою лампочку, вони не змогли знайти спосіб її виробництва. році, Едвард Хаммер з General Electric придумав, як зігнути люмінесцентну лампу в спіраль, створивши перший компактний люмінесцентний світильник.

15 винаходів Томаса Едісона, які змінили світ

11 лютого 1847 року в містечку Мілан, штат Огайо, народився Томас Алва Едісон - неймовірно успішний винахідник, вчений і бізнесмен, який за своє життя отримав 1093 патенти.

Свій перший патент Едісон зареєстрував у 22 роки.Пізніше у своїй лабораторії в Менло-Парк, штат Нью-Джерсі, він працював настільки продуктивно, як «гарячі пиріжки» створюючи революційні новинки, що якось пообіцяв видавати за одним дрібним винаходом кожні 10 днів і одним великим кожні півроку. І хоча багато з приписуваних йому відкриттів було створено іншими людьми, у будь-якому разі Едісон зіграв чималу роль у формуванні сучасного світу. І сьогодні ми згадуємо найголовніші технічні досягнення американського інженера, які максимально вплинули на сучасний світ.

1. Електричний лічильник голосів під час виборів. Це був перший патент Едісона. Пристрій дозволяв виборцям натискати кнопки «так» чи «ні», замість писати на папері. На жаль, попиту на цей прилад не було — як виявилося, при його використанні політики вже не могли так безсоромно обманювати присутніх і за допомогою підтасовування результатів схиляти колег до зміни їхньої думки. Парламент відмовився від винаходу на користь звичного письмового рахунку. 2. Автоматичний телеграф. Щоб удосконалити телеграф, Едісон створив ще один — на основі винайденого ним перфорованого бору — для якого не потрібна була людина, щоб друкувати повідомлення на іншому кінці. Ця нова технологія збільшила кількість слів, що передаються за хвилину, з 25–40 до 1000! Едісон також став винахідником «телеграфа, що говорить». 3. Електробор. Попередником перфорованого бору, який проробляв отвори в телеграфах, став електробор, що створює трафарет для того, хто пише, який можна було використати, щоб відтиснути чорнило на папері і зробити дублікати. 4. Фонограф.Фонограф записував та відтворював чутні звуки спочатку за допомогою парафінового паперу, а потім за допомогою металевої фольги на циліндрі. Едісон створив безліч версій за кілька років, дедалі більше удосконалюючи кожну з моделей. 5. Вугільний телефон. Едісон удосконалив слабке місце телефону Олександра Белла – мікрофон. У початковій версії використовувався вугільний стрижень, але Едісон вирішив застосувати вугільну батарею, що значно підвищило стабільність і дальність сигналу. 6. Лампа розжарювання з вугільною ниткою. Лампа розжарювання Едісона з вугільною ниткою була першим комерційно вигідним джерелом електричного освітлення. Попередні версії були настільки потужними і їх виготовлення використовували занадто дорогі матеріали, такі як платина. 13. Кінетоскоп. Едісон шукав спосіб створити «інструмент, який зробить для ока те саме, що фонограф для вуха». Кінетоскоп показував фотографії у швидкій послідовності, через що здавалося, ніби зображення рухалося. 14. Лужна батарея. Експериментуючи з залізно-нікелевим акумулятором, Едісон застосував лужний розчин, що дозволив отримати більш «довгограючу» батарею. Цей продукт згодом став одним із найбільш продаваних. 15. Цемент. Хоча цемент вже існував, Едісон удосконалив його виробництво за допомогою печі, що обертається. Розробки винахідника та його власна компанія Edison Portland Cement зробили цей продукт комерційно доступним. Дивіться також: Великі російські винаходи, які перевернули світ, Десять наукових відкриттів, що відбулися випадково, 20 приголомшливих винаходів NASA, які кардинально змінили повсякденне життя людини

10 винаходів Томаса Едісона, які вплинули на життя кожного з нас

Заслужений винахідник та «головний електрик» світу Томас Едісон винайшов сотні приладів і навіть систем, які працюють досі. Ми розповімо про 10 винаходів, що змінили світ.

За своє життя Томас Едісон отримав 1093 патенти у США та кілька тисяч патентів в інших державах. Практично кожен з його винаходів спрощував життя людей і рухав людство до розвитку науково-технічного прогресу. Ми згадали про 10 найбільш значущих на наш погляд для людства винаходів Едісона. На всі ці винаходи є відповідні патенти (крім 4 пункти), тому в їх «приналежності» Едісон не виникає сумнівів.

1 Тикерний апарат

Хоча цей винахід не був першим (спочатку з'явився «Електричний лічильник голосів на виборах») запатентованим Едісоном, він був першим, який вплинув на економічну складову США та фінансовий стан самого Едісона.

Тикерний апарат був пристрій для відображення поточних котирувань акцій на біржі. На одному кінці телеграфної лінії людина на друкарській машинці писала котирування, а в апараті тикера з'являлася вузька смужка паперу з надрукованими цифрами. Швидкість друку становила приблизно 1 символ за секунду. За цей винахід Едісон заплатили 40 тисяч доларів, що стало серйозним стартовим капіталом для розвитку його компанії.

2 Автоматичний телеграф

Сам собою електростатичний телеграф розробили Лесажем ще 1774 року. Однак Томас Едісон удосконалив його, впровадивши автоматичний бір для перфорування паперу. Тепер не потрібно було, щоб на іншому кінці людина вручну набирала текст.

Завдяки цьому швидкість друку збільшилася з 50 слів за хвилину до 200.Через час Томас допрацював прилад, і кількість слів збільшилася до 3000. Цікаво, що в процесі роботи саме над цим проектом Томас знайомиться зі своєю майбутньою дружиною Мері Стілвелл, яка стала натхненником створення сотень інших приладів.

3 Фонограф

Фонограф, представлений винахідником 21 листопада 1877 (патент на нього отримано 19 лютого 1878), став справжнім проривом у світі звукозапису. Він міг записувати та відтворювати музику.

Носій мав спіралеподібну доріжку, яка у різних частинах могла мати різну глибину, пропорційну до гучності звуку. Коли голка рухалася канавкою, вона передавала коливання на мембрану, а та у свою чергу відтворювала звук. Фонограф став прабатьком патефона та грамофона, які використовувалися наступні кілька десятиліть.

4 Слово «Алло»

Яке слово ви промовляєте, коли берете слухавку? Хтось каже «так» чи «слухаю». Однак переважна більшість каже «алло». Саме це слово 15 серпня 1877 року Едісон запропонував використовувати як вітання, коли писав листа президенту телеграфної компанії Піттсбурга.

У цьому «батлі» йому протистояв Олександр Белл, засновник американської телефонії, який запропонував привітання при розмові по телефону словом «ahoy» (використовувалося під час зустрічі кораблів). Але слово "Hullo" (похідна від слова "Hello") прижилося краще, ніж ми з вами свідки.

5 Мімеограф

Мімеограф або ротатор призначався для швидкого (на той час) копіювання та розмноження книг та журналів. Він складався з копіювального ящика та електричного пера, яким спочатку створювався трафарет (треба було писати вручну). Створена матриця на вощеному папері використовувалася для друку поліграфії.

Мімеограф Едісона був досить складною конструкцією, яка потім удосконалювалася та спрощувалась.

6 Вугільний мікрофон

Сам собою вугільний мікрофон для телефонів Олександра Белла придумав і винайшов не Едісон. Однак він перший вирішив використати вугільний порошок замість стрижнів. Порошок розташовувався між двома пластинами, одна з яких поєднувалася з мембраною.

Працював мікрофон від постійного струму. Завдяки вдосконаленню Едісона мікрофон підвищив дальність сигналу. На цей пристрій Едісон отримав патент 9 грудня 1879 року. Цікаво, що надалі мікрофон дещо вдосконалився Ентоні Уайтом, проте вугільний порошок так і продовжував використовуватись у приладі.

7 Лампа розжарювання з вугільною ниткою

Деякі помилково вважають, що Едісон винайшов лампу розжарювання як таку, але це не так. До її винаходу доклали руку безліч вчених, кожен з яких досяг успіхів на певному етапі. Наприклад, Дідріхсон зміг досягти отримання вакууму в колбі лампи, а Олександр Мілашенко запустив розробку вугільної нитки.

Однак Томас Едісон перший зміг створити лампу розжарювання з вугільною ниткою, термін служби якої складав 40 годин. На перший погляд це може здатися дуже мало з огляду на те, що сучасні світлодіодні прилади працюють по 20 — 30 тисяч годин, але на той час це був прорив. Завдяки цьому Едісон зміг витіснити газове освітлення та замінити його електричним, про яке йтиметься у наступному пункті.

8 Система електричного освітлення

Едісон першим створив концепцію сучасного електричного освітлення.Для цього він розробив спеціальні поворотні вимикачі, уніфіковані (з позначенням Ехх, де хх – діаметр у міліметрах) цоколі з різьбленням для вкручування лампочок, клеми, штепсельні розетки з вилками, запобіжники, лампи розжарювання та власне лічильник електроенергії. Не всі ці прилади він виготовляв самостійно, але зміг з'єднати їх у єдину систему електропостачання.

Також до цієї системи він додав трипровідну мережу постійного струму напругою 110 В.
У тому ж році (1880), коли починає діяти система, Едісон представляє нову лампу розжарювання з терміном служби 1200 годин. Завдяки подібній системі освітлення та електропостачання компанія Едісона стала продавати 75% усіх лампочок у США.

9 Кінетоскоп

Це був кінотеатр для однієї людини. Кінетоскоп являв собою оптичний прилад для показу картинок, що рухаються на плівці. Кіноплівку пропускали через цей прилад і людина могла бачити зняті кадри. Саму перфоровану плівку використовували брати Люм'єр для своїх фільмів.

10 Лужна батарея

В 1901 Томас Едісон винайшов залізо-нікелевий акумулятор, який став основою для електромобілів Detroit Electric і Baker Electric. Однак у пошуках більш продуктивного акумулятора Едісон почав експериментувати зі лужними розчинами та створив алкалінову батарею.

Він запатентував її 31 липня 1906 року. Продаж цих батарей приніс компанії Едісона десятки мільйонів доларів.

Це далеко не всі винаходи Едісона, які вплинули на світ загалом. Поділіться в коментарях, а які відкриття цього геніального вченого, на ваш погляд, найзначущіші в роботі його майстерні!

Бажаєте розкрити для себе деякі секрети світу електрики? Тоді завітайте сюди: