Изобретение лампочки: когда и кем?

Ранние исследования и разработки лампочки

История электрической лампочки начинается задолго до того, как Эдисон запатентовал первую коммерчески успешную электрическую лампочку в 1879 году. В 1800 году итальянский изобретатель Алессандро Вольта разработал первый практический метод получения электричества — гальваническую колонну.

Сделанная из чередующихся листов цинка и меди, перемежающихся слоями картона, пропитанного соленой водой, эта конструкция проводила электричество, когда к обоим концам проходили медные провода. Хотя на самом деле это предшественник современной батареи, светящаяся медная проволока Вольта также считается одним из самых ранних проявлений света накаливания.

Вскоре после того, как Вольта представил Королевскому обществу в Лондоне свое открытие источника постоянного тока, Дэви изготовил первую в мире электрическую лампу, соединив гальванические полюса с угольными электродами.

Изобретение Дэви 1802 года стало известно как дуговая электрическая лампа, названная так из-за яркой дуги, испускаемой между двумя угольными стержнями.

Хотя дуговая лампа Дэви, безусловно, была усовершенствованием отдельно стоящих столбов Вольты, она все же не была очень практичным источником света. Эта элементарная лампа быстро перегорала и была слишком яркой для использования дома или на работе.

Однако в лекции 2012 года для Proceedings of the American Philosophical Society Джон Мейриг Томас написал, что другие эксперименты Дэви с освещением привели как к созданию аварийной лампы шахтеров, так и к уличному освещению в Париже «и многих других европейских городах». Принципы, лежащие в основе дугового освещения Дэви, использовались на протяжении 19 века при разработке многих других электрических ламп и ламп.

В 1840 году британский ученый Уоррен де ла Рю разработал эффективную лампочку со спиральной платиновой нитью вместо меди, но высокая цена на платину помешала лампочке добиться коммерческого успеха, согласно интересной методике. По данным Инженерно-технологического института, в 1848 году англичанин Уильям Стейт улучшил долговечность обычных дуговых ламп, разработав часовой механизм, который контролировал движение быстро изнашивающихся углеродных стержней лампы.

Но стоимость батарей, используемых для питания ламп Стайта, мешала коммерческим предприятиям изобретателя.

Что собой представляет?

Лампа накаливания — это электрический прибор, в котором свет излучается нитью накала, нагреваемой проходящим через нее электрическим током. Окисление (пригорание) нити исключается помещением ее в вакуум, создаваемый в герметичной стеклянной колбе. Напряжение на нить подается через контакты, расположенные в основании.

Заполните внутреннюю часть колбы газообразным галогеном. К остаточному кислороду добавляют йод и бром. В природных условиях бром представляет собой жидкость, а йод – кристалл. Это снижает износ нити накала, поэтому ее можно нагревать до более высокой температуры. Все это дает возможность увеличить срок службы изделия. Материал спирали в современных источниках света – вольфрам, рений, реже осмий.

Успешные опыты англичан

Хамфри Дэви, английский физик и наставник Майкла Фарадея, утверждает, что он изобретатель электрической дуги. Он опубликовал свою работу об этом явлении в 1808 году. Хотя работа Петрова была опубликована шестью годами ранее, западные ученые часто считают Дэви первооткрывателем электрической дуги.

Английский физик создал первую дуговую лампу, но лампы Дэви мало подходили для широкого применения, так как были сложны в эксплуатации, а попытки их внедрения не увенчались большим успехом.

Британского изобретателя и астронома Уоррена де ла Рю можно назвать пионером в создании лампы накаливания. В 1840 году он провел успешный опыт с лампой, в которой в качестве нити накала использовалась платиновая проволока, помещенная в стеклянный цилиндр. Но при всех достоинствах такой лампы ее промышленное производство было невозможно из-за высоких цен на платину.

Третьим британцем, внесшим свой вклад в создание лампы накаливания, стал химик и физик Джозеф Свон. Уже в 1850-х годах он экспериментировал с лампами, где использовал нити из карбонизированной бумаги как дешевую альтернативу металлическим проводам, но такие нити были подвержены возгоранию. Через 15 лет Лебедь вернулся к этой работе и запатентовал лампу с карбонизированной хлопковой нитью. У этой лампы тоже были недостатки, но лампочки Лебедя получили широкое распространение.

Изобретение химиком Германом Шпренгелем в 1877 году воздушного насоса позволило создать вакуум в стеклянных колбах, что предотвратило реакцию нитей на внешние газы. Считается, что и Свон, и Эдисон использовали этот насос при изготовлении своих ламп накаливания.

Лебединая лампа. Такие лампы использовались для освещения английских домов Photo Fox Photos/Getty Images

Борьба за патенты

Поскольку работы по созданию электрических источников света велись во многих странах, сразу несколько исследователей получили патенты на подобные изобретения. Но в Соединенных Штатах несколько открытий привели к патентной битве за лампу накаливания.

Два маститых изобретателя, англичанин Джозеф Свон и американец Томас Эдисон, боролись за право владения электрической лампочкой. Англичанин запатентовал лампу из углеродного волокна, которую начали использовать в промышленном производстве на Британских островах. Томас Эдисон работал над усовершенствованием лампы накаливания Александра Лодыгина. В качестве нитей он перепробовал множество металлов и остановился на углеродном волокне, что довело время горения лампы до 40 часов.

Джозеф Свон подал в суд на американского коллегу за нарушение авторских прав, поэтому лампа, представленная Эдисоном, позже была названа лампой Эдисона-Свана. Когда позднее из Японии были привезены бамбуковые волокна, продолжительность горения которых достигала 600 часов, исследователи вновь оказались в суде, когда стали использовать этот материал в своих изобретениях. Дело закончилось тем, что Эдисон и Свон основали совместную компанию по производству электрических лампочек, которая быстро стала мировым лидером.

Электродуговая лампа – «Свеча Яблочкова»
Николай Павлович Яблочкин

В этом П.Н. Яблоки на оси двух угольных электродов располагались не на одной линии, как это было до него, а параллельно. И разделил их изолирующей вставкой из гипса. По мере выгорания электродов и затухания дуги их не нужно было перемещать и дуга восстанавливалась, т.е повторно зажигалась. На такое необычное решение получен патент США №112024, с приоритетом от 1876 года.

Для облегчения повторного зажигания дуги в гипс добавляли металлический порошок. Цвет свечения дуги П. Н. Яблочков изменил путем добавления солей различных металлов.

Лампа накаливания: прототипы

Изобретение лампы накаливания приписывают нескольким исследователям. Некоторые из них работали одновременно, но в разных странах. Ученые, работавшие в более позднее время, внесли значительные улучшения в изобретения своих предшественников. Таким образом, создание лампы накаливания — это работа нескольких человек.

Непосредственная разработка конструкций со светящимися элементами началась в 30-х годах XIX века. Бельгийский исследователь Джобар представил миру первую конструкцию с углеродным сердечником. Его угольная лампа не получила широкого распространения только потому, что горела не более 30 минут. Однако в то время это был прогресс.

В то же время английский физик Уоррен де ла Рю представляет свою лампу с платиновым элементом в виде спирали. Платина ярко сияла, а вакуум внутри стеклянной колбы означал, что ее можно было использовать в любых погодных условиях. Изобретение Уоррена де ла Рю стало прототипом для других конструкций, хотя само по себе не получило дальнейшего развития из-за высокой стоимости.

Другой английский физик, Фредерик де Молейн, несколько модифицировал идею де ла Рю, установив вместо спирали платиновые проволоки. Однако они быстро сгорели. Чуть позже физики Кинг и Джон Старр усовершенствовали конструкцию своих английских коллег. Английский король заменил платиновую проволоку угольными палочками, что увеличило продолжительность горения. А американец Джон Старр придумал конструкцию с угольной горелкой и вакуумной сферой.

Этапы открытия

Изобретение лампочек было основано на способе накаливания проводников при прохождении по ним электрического тока. Он был известен задолго до изобретения лампочки. Но главной проблемой эффективного, долговечного и доступного освещения от электрической сети был поиск материала для изготовления нити накала. Когда электричество уже было реальностью, а современные лампы накаливания еще не были изобретены, ученые практиковали лишь несколько видов материалов, включая уголь, платину и вольфрам. Последние два материала считались редкими и дорогими. Уголь был более доступным материалом.

С 19 века происходили события, способствовавшие созданию первой электрической лампочки. В 1820 году французский ученый Деларю создал электрическую лампочку с платиновым проводом. Провод нагревался и светился, но это был только прототип. Но 18 лет спустя бельгийский ученый Жобар показал угольную лампу накаливания. В 1854 году немецкий ученый Генрих Гебель использовал бамбук в качестве источника света.

Вид на первую лампу накаливания

Джозеф Свон против Томаса Эдисона

В 1850 году английский химик Джозеф Свон решил проблему экономической эффективности, стоявшую перед более ранними изобретателями, и к 1860 году он разработал лампочку, в которой вместо платиновых нитей использовались карбонизированные бумажные нити. Свон получил патент в Великобритании в 1878 г., а в феврале 1879 г продемонстрировал работающую лампу на лекции в Ньюкасле.

Как и в предыдущих версиях лампочки, нити Свона были помещены в вакуумную трубку, чтобы свести к минимуму воздействие кислорода и продлить срок их службы. К несчастью для Суона, вакуумные насосы его времени были не такими эффективными, как сейчас, и хотя его прототип хорошо работал на демонстрациях, в реальном использовании он был непрактичен.

Эдисон понял, что проблема с конструкцией Свона заключалась в нити накала. Тонкая нить накала с высоким электрическим сопротивлением сделает лампу практичной, потому что для ее освещения потребуется лишь небольшой ток. Он продемонстрировал свою лампочку в декабре 1879 года. Свон внедрил усовершенствование в свои лампочки и основал компанию по производству электрического освещения в Англии.

Эдисон подал в суд за нарушение патентных прав, но патент Суона был гораздо сильнее, по крайней мере, в Англии. В конце концов два изобретателя объединили свои усилия, чтобы сформировать компанию Edison-Swan United, которая стала одним из крупнейших в мире производителей лампочек.

Первая практическая лампа накаливания: история изобретения

В чем Эдисон превзошел конкурентов, так это в разработке практичной и доступной лампочки. Он и его команда ученых протестировали более 3000 ламп накаливания в период с 1878 по 1880 год.

В 1879 году Эдисон подал заявку на патент на электрическую лампу с угольной нитью. В патенте перечислены несколько материалов, которые можно использовать для нити, в том числе: хлопок, лен и дерево. Через несколько месяцев после выдачи патента Эдисон и его команда обнаружили, что обугленная бамбуковая нить может гореть более 1200 часов. Вот почему мы решили использовать его в лампочках.

Более эффективный способ получения углеродистого угля был запатентован Льюисом Ховардом Латимером в 1882 году. А уже в 1903 году Уиллис Р изобрел обработку этих нитей, которая позволяла им ярко гореть, не темнея внутри стеклянных бутылок.

Обратите внимание, что Уильям Дэвид Кулидж, американский физик из General Electric, усовершенствовал метод компании по производству вольфрамовых нитей в 1910 году. Вольфрам по-прежнему является основным материалом, используемым в нити накала сегодня.

Как выглядела первая лампочка в мире?

В начале 19 века над проблемой электрического освещения работали многие, активно проводились исследования светового эффекта от свечения различных материалов. Ученым пришлось искать проводники, которые могли бы обеспечить достаточное количество света, не перегреваясь, не плавясь и не возгораясь. Необходимо было определить удачную комбинацию между нитью и окружающей ее средой. Для защиты нитей от воздействия кислорода стали использовать колбу.

Эксперименты в этой области активно проводились английским ученым Г. Дэви и бельгийским ученым Б. Джобаром.

Это важно знать! В 1840 г астроному Ж. Деларю пришла в голову идея сделать нить в виде спирали.

В 1854 г. Г. Гебель создал прототип современного прибора и фактически изобрел лампу накаливания. В качестве нити использовался обугленный бамбук, а для предотвращения возгорания из колбы был удален кислород.

Альтернативный вариант предложил Д. Свон из Англии: в качестве элемента свечения в его осветительном приборе использовалась копировальная бумага.

Электрические лампы А. Н. Лодыгина
Александр Николаевич Лодыгин

Их было несколько. Первый — угольным стержнем диаметром 2 мм из ретортного угля. Такой уголь получали сублимацией – испарением углерода при горении без доступа кислорода к топливу, содержащему углерод. Пары оседали на стенках реторты и образовывали слой определенной толщины.

Патенты, полученные в Великобритании, Франции, Испании, Бельгии и др.

Но стержень в воздушной атмосфере сгорел через несколько десятков минут. Соратник Лодыгина В. Ф. Дидрихсон предложил откачивать воздух из колбы ручным насосом. Трудовой ресурс возрос до 700-1000 часов. В 1876 году такие экспериментальные устройства освещали помещение в течение нескольких месяцев.

Секундой Лодыгина была модель с металлической нитью. «Ниткой» может быть и тонкая ленточка. Американский патент был выдан Лодыгину в 1890 году. Металлами для проволоки служили вольфрам, иридий, палладий, осмий — то есть вещества с высокой температурой плавления. Лодыгин считается основоположником ламп накаливания с металлической проволокой. Суть производства этих устройств не изменилась до сих пор.

Через 16 лет Лодыгин продал технологию производства ламп с металлическим корпусом накаливания американской компании General Electric за небольшую сумму. Этот вид информации впоследствии получил название «ноу-хау» — кириллическая транслитерация английской фразы ноу-хау — «я знаю, как». Для организации промышленного производства изобретений Лодыгина компания пригласила Т. Эдисона.

Как произошло открытие

Вопрос о наличии устройства для долговременного электроосвещения давно волновал большие умы. Иногда делались небольшие достижения, поэтому однозначно сказать, кто изобрел лампочку, нельзя.

Заслуга открытия лампы принадлежит не только Томасу Эдисону. Например, немец Г. Гебель — именно он в 1854 г изобрел первую электрическую лампочку, напоминающую современную: обугленную бамбуковую проволоку, помещенную в стеклянный цилиндр.

Генрих Гебель

В верхней части вакуум создавался с помощью ртути. Срок годности таких продуктов составлял несколько часов. Через 5 лет он начал делать то, что часто называют первой практичной лампой.

На вопрос о том, в каком году была изобретена лампочка, мировые и российские взгляды расходятся. В России первыми изобретателями лампы накаливания для освещения были П. Н. Яблочкин и А. Н. Лодыгин.

Они разработали несколько видов светотехники. Яблочкин в 1875-1876 годах впервые сконструировал дуговую лампу, но она была признана малоэффективной. В 1874 году Лодыгин выдал первый официальный патент на лампу накаливания. Так что в России это была собственная разработка.

Александр Николаевич Лодыгин

Николай Павлович Яблочкин

Этапы развития

Если вам все же интересно, кто изобрел лампу накаливания, то обратите внимание на хронологию, которая представлена ​​в таблице:

Дата в этом году	Мероприятие по разработке ламп накаливания
1803 г	Петров из России получил вольтову дугу, используя мощную батарею.
1808 г	Г. Дэви (Англия) также использовал дуговой разряд для освещения, но недолго.
1838 г	Джобар из Бельгии изобрел лампу, которая была оснащена угольными стержнями.
1840 г	Английский астроном Деларю представил свое изобретение в виде лампы с платиновыми проводниками.
1841 г	Благодаря усилиям Ф. Молейна из Англии появились устройства с платиновыми стержнями и угольным наполнителем.
1845 г	Кинг заменил платиновые проводники угольными электродами.
1854 г	Г. Гебель изобрел прототип современной лампочки с обугленной бамбуковой нитью.
1860 г	Д. Свон (Англия) представил лампочку, в которой в качестве проводников использовалась копировальная бумага.
1874 г	А. Лодыгин получил право на осветительный прибор с угольными электродами.
1875 г	Дидрихсон начал оптимизировать лампочку Лодыгина.
1875 — 1876 гг	П. Яблочков изобрел каолиновую лампочку.
1878 г	Д. Свон запатентовал устройство из углеродной проволоки.
1879 г	Т. Эдисон получил права на лампу с платиновыми электродами.
1890 г	Лодыгин запатентовал устройство с молибденовой и вольфрамовой спиралью.
1904 г	С. Юст, Ф. Ханаман закрепили за собой права на лампочку с вольфрамовой спиралью (по аналогии с лампочкой Лодыгина).
1906 г	У. Кулидж предложил изготавливать лампочки с вольфрамовыми проводниками в виде зигзага, двойной или тройной спирали.

Как видите, история развития лампы накаливания длинная, в ее создании участвовали изобретатели из разных стран.

Жерар Деларю и Генрих Гебель

В 1840 г астроном из Англии Дж. Деларю изобрел конструкцию, которая состояла из вакуумной трубки и платиновой катушки внутри нее. Его открытием стала первая в мире лампочка, нить накала которой представлена ​​в виде спирали. Устройство излучало сильное свечение и могло использоваться практически при любой температуре. Однако производственные затраты были высокими, а срок службы коротким, поэтому он не пользовался популярностью.

В 1854 г. Г. Гебель сконструировал первый прототип лампы накаливания. Это устройство с вакуумной колбой и обугленной бамбуковой нитью. Вместо фляги использовались флаконы из-под духов. Вакуумную среду создавали добавлением и заливкой ртути. Это устройство было хрупким, недолговечным, но уже более практичным, чем его предшественники.

Читайте также: Включить свет: лампы со звуковыми датчиками для включения света, схемы как сделать выключатель

Русский ученый Александр Лодыгин

Во второй половине 18 века известный ученый А. Лодыгин изобрел и запатентовал накальный источник света с угольными электродами. В качестве нагревательного элемента использовались вольфрамовые или молибденовые катушки. Чтобы продлить срок службы лампочки, изобретатель предложил откачивать из нее воздух, тогда проводники окислялись бы медленнее. Эти осветительные элементы сразу же стали использоваться для освещения улиц и зданий в России.

Это интересно! Первые лампочки, проданные в Америке, были изготовлены по патенту А. Лодыгина. Кроме того, ученый изобрел угольные осветительные приборы, колба которых заполнена азотом.

Чуть позже лампочку Лодыгина усовершенствовал В. Дидрихсон, установивший в колбе несколько последовательно горящих нитей накала.

Изобретатель Павел Яблочков

При создании электрической свечи П. Яблочков заметил, что каолин (разновидность белой глины) при нагревании хорошо проводит электричество. Затем он изобрел лампочку, в которой нить накаливания была сделана из каолина. Этот прибор отличается от других тем, что может работать даже под воздействием кислорода. До этого открытия П. Яблочков работал с дуговыми лампами во Франции.

Идея параллельного размещения электродов пришла изобретателю во время посещения местного кафе. Это произошло, когда П. Яблочков увидел, как официант ставит столовые приборы.

При параллельном расположении элементов накала существовал риск перегорания токопроводящих зажимов. Чтобы этого избежать, Яблочков добавил в конструкцию изолятор, который постепенно выгорал вместе с проводниками. В качестве изолятора использовалась белая глина. Благодаря перемычке из угля между нитями накала зажигался источник света, а для уменьшения неравномерного выгорания проводников использовалась динамо-машина.

Такие лампочки стоили недорого и горели 1,5 часа, поэтому их широко использовали для уличного освещения вместо свечей.

Американец Томас Эдисон

Во второй половине 1870-х годов началась исследовательская работа Т. Эдисона. Главный изобретатель испытывал лампы накаливания с проводниками из разных материалов, но безуспешно.

Это интересно! Ближе к концу 70-х гг. Лампочки Лодыгина попали в руки Эдисона. По одной из версий, их принес русский лейтенант Хотинский. Это помогло американцу совершить прорыв в разработке ламп накаливания.

Эдисон пригласил к сотрудничеству Ф. Аптона, который предложил сосредоточиться на недостатках предыдущих изобретений. В 1879 году исследователь получил патент на устройство с платиновыми электродами. Через год он открыл угольный аппарат, работавший без перерыва 40 часов. Кроме того, Эдисон стал первооткрывателем поворотного переключателя.

Он внес небольшие изменения в изобретение Лодыгина: откачал из колбы больше воздуха, сконструировал винтовую базу, более известную как база Эдисона, патрон и предохранители. Он удешевил агрегат и организовал серийное производство. Новые элементы освещения заменили старые газы. В 1880 году он продлил срок службы лампы до 1200 часов.

Первые преобразования энергии в свет

Появлению первой лампы накаливания предшествовало величайшее событие восемнадцатого века — открытие электрического тока. Первым, кто исследовал электрические явления и занялся проблемой получения электричества из различных металлов и химических веществ, был итальянский физик Луиджи Гальвани.

В 1802 г русский физик-экспериментатор В. В. Петров сконструировал мощную батарею и с ее помощью получил дугу, способную давать свет. Однако недостатком открытия Петрова было слишком быстрое горение древесного угля, который использовался в качестве электрода.

Первую дуговую лампу, способную долго гореть, сконструировал англичанин Гемфри Дэви в 1806 году. Он проводил опыты с электричеством, изобрел электрическую лампочку с угольными стержнями. Однако оно светило так ярко и неестественно, что толку от него не было.

Новая эра электрического света

Пока Эдисон работал над всей системой освещения, другие изобретатели продолжали вносить небольшие усовершенствования, совершенствуя процесс изготовления нити накала и повышая эффективность лампы.

Следующее крупное изменение в лампочке произошло с изобретением вольфрамовой нити накаливания европейскими изобретателями в 1904 году. Новые лампы накаливания с вольфрамовой нитью работали дольше и давали более яркий свет по сравнению с лампами накаливания с углеродной нитью.

В 1913 году Ирвинг Ленгмюр обнаружил, что помещение в колбу инертного газа, такого как азот, удваивает ее эффективность. В течение следующих 40 лет исследователи продолжали вносить улучшения, которые снижали стоимость и повышали эффективность лампы накаливания.

Но в 1950-х годах ученые все еще выясняли, как преобразовать около 10% энергии, потребляемой лампой накаливания, в свет, и начали сосредотачивать свою энергию на других световых решениях.

В 19 веке два немца, стеклодув Генрих Гайсслер и врач Юлиус Плюкер, обнаружили, что они могут производить свет, удаляя почти весь воздух из длинной стеклянной трубки и пропуская через нее электрический ток.

Это изобретение стало известно как трубка Гейслера. Тип газоразрядных ламп, эти лампы не пользовались популярностью до начала 1900-х годов, когда исследователи начали искать способ повысить эффективность освещения.

Газоразрядные лампы стали основой для многих технологий освещения, включая неоновые лампы, натриевые лампы низкого давления (тип, используемый в наружном освещении, таком как уличные фонари) и люминесцентные лампы.

И Томас Эдисон, и Никола Тесла экспериментировали с люминесцентными лампами в 1890-х годах, но ни один из них не производил их в коммерческих целях. В этой области Питер Купер Хьюитт был более успешным: его новаторское изобретение в начале 20-го века было одним из предшественников люминесцентной лампы.

Хьюитт создал сине-зеленый свет, пропустив электрический ток через пары ртути и включив балласт (устройство, подключенное к лампочке, которое регулирует ток в трубке). Хотя лампы Cooper Hewitt более эффективны, чем лампы накаливания, они имели мало подходящих применений из-за цвета света.

В конце 1920-х и начале 1930-х годов европейские ученые экспериментировали с неоновыми трубками, покрытыми люминофором (материалом, который поглощает ультрафиолетовый свет и преобразует невидимый свет в полезный белый свет).

Эти открытия вызвали в Соединенных Штатах исследовательские программы по люминесцентным лампам, и в середине-конце 1930-х годов американские осветительные компании продемонстрировали люминесцентные лампы для ВМС США и на Всемирной выставке в Нью-Йорке в 1939 году.

Такие лампы работали дольше и были примерно в три раза эффективнее ламп накаливания. Потребность в энергоэффективном освещении на военных заводах США привела к быстрому внедрению люминесцентных ламп, и к 1951 году линейные люминесцентные лампы давали больше света в США.

Русский инженер, и его изобретение

Многие люди в разных странах создавали свои творения. Многие потерпели неудачу. Но лампа Александра Лодыгина смогла выдержать все испытания. Она сияла минут тридцать! Это уже было выдающимся достижением. Целых две штуки этих «чудо-светильников» сияли на улицах Петербурга! Посмотреть на них пришли сотни людей. Это была настоящая сенсация, но… Не все было так просто. В силу обстоятельств Лодыгин не смог добиться широкого распространения своего творения.

Русский инженер не смог завершить свою работу, но Томасу Эдисону это удалось. Американский исследователь узнал об экспериментах российского коллеги. Он решил усовершенствовать существующее изобретение. Его труд заслуживает уважения – ученый провел 1500 опытов и протестировал разные материалы. Но это был еще не конец — 6000 экспериментов с углеродными нитями — вот вклад, который внес изобретатель в историю электрической лампочки.

Изобретение, сделанное А.Н. Лодыгиным

Ученый начал свою работу с разработки лампы с угольными электродами. За достигнутые результаты он получил премию Шведской академии наук, но продолжил свои эксперименты. В 1874 году Александр Николаевич Лодыгин запатентовал лампу накаливания. Суть изобретения заключалась в нагреве платиновой (вольфрамовой) нити в вакуумной колбе.

Горение – это химическая окислительная реакция с участием кислорода. Вакуум подразумевает отсутствие кислорода, поэтому скорость окисления резко снижается. Благодаря этому свойству лампы Лодыгина получили повышенный ресурс. В 1890 году были разработаны аналогичные лампы со спиральными нитями накала из вольфрама или молибдена, что позволило снизить затраты по сравнению с платиной.

Создание лампочки Эдисоном

Параллельно исследованиями во второй половине XIX века занимался Томас Эдисон. Американский ученый активно тестировал проводники из разных материалов, пытаясь найти самые прочные и экономичные.

По одной из версий, в конце семидесятых к Эдисону попала копия лампочки Лодыгина. Изучив устройство, он смог совершить настоящий прорыв и стать изобретателем лампочки в том виде, в каком мы привыкли ее видеть сегодня. Результатом его работы стало устройство, способное светить без перерыва почти 40 часов.

Эдисон также изобрел поворотный переключатель и смог значительно улучшить изобретение Лодыгина. Среди внесенных им поправок были следующие:

• откачал больше воздуха из колбы;
• спроектирована винтовая основа;
• изобрел патрон;
• реализован механизм безопасности.

Оптимизация устройства позволила снизить затраты и начать серийное производство. Благодаря его работе, в 1880 году Эдисон смог предложить миру лампы со сроком службы до 1200 часов.

Рассматривая вопрос о том, кто изготавливал лампы накаливания, однозначного ответа дать невозможно. Ученые многих стран работают над проблемой уже столетие. Очевидно, самые важные открытия были сделаны русскими, британскими и американскими учеными.

Принцип работы первой лампы накаливания

Выбирая материал для нити накала лампы, Томас провел около 1500 экспериментов с различными материалами и более 6000 исследований по карбонизации различных растений.

При этом конструкция светильника была усовершенствована. Изобретатель использовал углеродную проволоку, по которой пропускался электрический ток от динамо-машины.
Лампочка с углеродной нитью

Принцип работы такой лампы предполагает преобразование электричества в световой ток внутри колбы с вакуумом, что обеспечивает защиту от перегрева и длительную работу. Стеклянный колпак герметично закреплен на металлическом основании, к которому подведены электрические провода.

Кто и когда первым в мире изобрел электрическую лампочку.

Все изменилось с изобретением электричества. Постепенно изобретатели нашли способ безопасно, ярко и дешево осветить дома всех людей.

В вопросе о приоритете изобретения лампочки, как и во многих других, отечественные и мировоззренческие взгляды расходятся.

В России первооткрывателями считаются Павел Николаевич Яблочкин и Александр Николаевич Лодыгин. Ученые придумали разные типы осветительных приборов. Яблочкин первым сконструировал дуговую лампу в 1875-1876 гг. Однако впоследствии он был признан неэффективным. Лодыгин двумя годами раньше (1874 г.) получил первый патент на лампу накаливания.

В мире считается, что первую лампочку изобрел Томас Эдисон. Свой патент американский ученый получил в 1879 году, на пять лет позже Лодыгина. Эдисон после долгих экспериментов сконструировал устройство, которое горело почти 40 часов — максимально возможное для того времени время. Кроме того, изобретатель добился снижения производственных затрат, чтобы каждый человек мог позволить себе лампочку.

Однозначного ответа на вопрос о приоритете изобретения лампы нет. Над ним работали многие исследователи в разных странах, но не все из них запатентовали свои открытия. Лампочку определенно можно назвать коллективным детищем мирового научного сообщества.

Металлические нити накаливания

Вместо свечей появились угольные лампы накаливания. А затем конструкция была оснащена металлической проволокой. В конце 19 века немецкий физик Вальтер Нернст создал специальный сплав для производства нитей. В него вошли такие металлы, как:

• иттрий;
• магний;
• торий.

В то же время А. Н. Лодыгин изобретает быстро нагретую вольфрамовую нить. Однако позже русский изобретатель продал открытие компании, основанной Томасом Эдисоном. Вольфрамовые нити открыли новую эру электрического освещения.

Люминесцентное чудо

Другой дефицит энергии, нефтяной кризис 1973 года, вынудил инженеров по освещению разработать люминесцентную лампу, которую можно было бы использовать в жилых районах.

В 1974 году исследователи из Sylvania начали исследовать, как можно уменьшить размер балласта и встроить его в лампу. Хотя они разработали патент на свою лампочку, они не смогли найти способ ее производства.

Два года спустя, в 1976 году, Эдвард Хаммер из General Electric придумал, как согнуть люминесцентную лампу в катушку, создав первую компактную люминесцентную лампу. Как и Sylvania, General Electric отложила этот проект, потому что новое оборудование, необходимое для массового производства этих ламп, было слишком дорогим.

Первые компактные люминесцентные лампы (КЛЛ) появились на рынке в середине 1980-х по розничной цене 25–35 долларов, но цены могут сильно различаться в зависимости от региона из-за различных рекламных акций, проводимых коммунальными предприятиями.

Потребители назвали высокую цену самым большим препятствием для покупки КЛЛ. Были и другие проблемы — многие компактные люминесцентные лампы 1990-х годов были большими и громоздкими, плохо подходили к светильникам, имели плохую светоотдачу и непостоянную производительность.

С 1990-х годов улучшение характеристик КЛЛ, цены, эффективности (они потребляют примерно на 75% меньше энергии, чем лампы накаливания) и срока службы (они служат примерно в 10 раз дольше) сделали их жизнеспособным вариантом как для арендаторов, так и для домовладельцев.

Спустя почти 30 лет после того, как компактные люминесцентные лампы впервые были представлены на рынке, их цена упала: например, модель ENERGY STAR стоит всего 1,74 доллара за лампочку при покупке в упаковке из четырех штук.

Первое производство ламп

Непрерывный источник света быстро стал популярным, и предприимчивые бизнесмены поспешили организовать массовое производство. Одним из первых был сам Т. Эдисон. Он добился увеличения срока службы изделия до 1200 часов и выпускал до 130 000 единиц продукции в год.

Француз А. Шайе переехал в США в 1896 г и открыл фабрику по производству ламп, которые работали на 30% дольше и были ярче продукции других фирм.

Выпуск длился более 10 лет, когда появились варианты с вольфрамовыми нитями накаливания и другими улучшениями. Завод Шайе не прошел модернизацию и прекратил работу в 1941 году.

Рекомендуем к просмотру: Процесс изготовления лампы накаливания