Мы все привыкли и не замечаем такую обыденную и повседневную вещь, как электрическая лампочка. Максимум, что на эту тему думает обыватель: «не заменить ли мне лампу накаливания на более интересный дизайн или перейти на энергосберегающую технологию?». Между тем, для своего века это была по-настоящему революционная вещь! Идут споры, кому первому принадлежит вклад в изобретение первой лампочки. Наши соотечественники уверены, что это русский инженер Александр Николаевич Лодыгин , но над этой проблемой работали учёные разных стран: Суон из Англии, Гебель из Германии, Деларю из Франции, все они немало работали в этой области научных открытий. Кто же изобрёл первым лампочку?
Как древние люди расписывали пещеры наскальной росписью, когда отсутствовало естественное освещение? Факелы и костры? Но от них идёт дым и копоть, да и особо много так не нарисуешь, в трёх метрах от костра уже темновато… Историки размышляют на эту тему и не могут прийти к единому мнению. Единственное упоминание об освещении – на египетских пирамидах изображены люди, в руках которых лампы очень похожие на электрические .
Каждый ученик на уроке физики проходил тему истории изобретения электричества. Принято считать что изобретение конструкции действующей электрической лампы принадлежит Томасу Эдисону, который опубликовал своё открытие в 1879 году. Однако за этим изобретением стоит гораздо больше упорного труда , чем нам кажется.
Появлению современных электрических ламп предшествовало большое количество подготовительных исследований в разных странах мира изобретателями-учёными. Совершенствовались достижения предыдущий поколений, проводились эксперименты с разными типами среды, в которую помещалась нить накаливания, изменялась и совершенствовалась лампочка. История изобретения насчитывает множество этапов.
Задача перед учёными стояла простая и сложная одновременно — получить такую конструкцию, которая бы могла использоваться в повседневной жизни. Одним из перспективных направлений оказалось исследование эффекта накаливания различных материалов .
Если пропускать электрический ток через некоторые металлы, они будут накаливаться и давать источник света. Вопрос был только в одном – как не допустить перегревания, плавки материала или его горения. Множество опытов проводилось в этом направлении. Учёные понимали, что достижение баланса между элементом накаливания и средой, в которой он нагревается, будет означать гигантский прорыв.
Что же такое горение? Прежде всего, это прямой контакт с кислородом. Поскольку он содержится в окружающей среде, единственный способ избежать возгорания элемента накаливания - ограничить контакт нагревательного элемента с воздухом. Следовательно, нужна ёмкость, лампа .
Надо сказать, что помимо гениального склада ума, у Томаса Эдисона имелся очевидный талант коммерсанта
. Он первым сообразил, какие грандиозные финансовые выгоды сулит массовый выпуск ламп накаливания. Над усовершенствованием конструкции лампы Эдисон начал работу в 1878 году и сразу заявил, что он решил проблему электролампы. На тот момент Эдисон являлся изобретателем телефонного аппарата и фонографа, поэтому ему сразу же поверили. Высказывание Эдисона отразилось на бирже. Акции газовых компаний стремительно поползли вниз в цене.
Однако Эдисон слегка погорячился . Решить проблему моментально не удалось. У изобретателя была идея по созданию выключателя для нормальной работы лампы, таким образом, чтобы не было излишнего перегрева элемента накала. Но они срабатывали не в нужный момент, что было неприятно глазу и приводило к мерцанию. Конструкция была неприменима в массовом выпуске. Лаборатория во главе с Эдисоном проводила множественные опыты с экспериментами из разных материалов нити накаливания и разных сред, куда её помещали.
Прорыв помог осуществить молодой сотрудник-физик из Принстонского института по фамилии Аптон . Физики стали изучать уже полученные патенты и открытия в этой области. И натолкнулись на идею о свойствах сопротивляемости металлов применительно к технологии накаливания. Выяснилось, что металлы с наиболее высоким коэффициентом сопротивления легче нагреваются и не горят. К началу 1880 года стали появляться первые результаты. Лучше всего работала конструкция из сочетания вакуумной лампы и угольных стержней из бамбука в виде нити. Так появилась первая эффективно работающая электрическая лампа.
Кроме проблемы улучшения лампы накаливания, Эдисон занимался также и проблемой питания лампы. Его лаборатории принадлежат изобретения цоколя, выключателя для лампы. Через 2 года коммерческий талант Эдисона раскрылся во всю ширину. Была основана компания Edison Electrical Light Company с сетью станций и филиалами магазинов по всему Нью-Йорку, лампы интенсивно рекламировались и продавались. Таковы были первые аналоги современных лампочек.
У Эдисона в Англии был серьёзный соперник, который тоже работал над проблемой усовершенствования электрической лампы. Англичанин Свон понял, что с помощью насоса можно делать вакуум лучшего качества. Но его угольный стержень был слишком толстым и оставлял копоть, поэтому на практике такую лампу было сложно использовать.
Проанализировав успехи Эдисона, Свон стал использовать его открытия в своих лампах. Он открыл собственную компанию по производству ламп. Эдисон не оставил такую наглость без внимания и подал иск о нарушении авторского законодательства. Некоторое время продолжались споры, но оба исследователя решили примириться и объединить усилия в одной компании. Так, появилась Edison Swan United, крупный производитель электроламп во всем мире.
И русский, и американский изобретатели работали над своими проектами практически одновременно
.
Александр Николаевич Лодыгин получил патент на изобретение лампы в 1874 году, Томас Эдисон начал исследования пятью годами позже.
Конечно, при всем уважении к коммерческому таланту Т. Эдисона, деле продвижения и массового использования такого нужного и полезного изобретения, главное место за изобретение электрической лампы по праву отдано русскому изобретателю А. Н. Лодыгину .
Современные лампы накаливания являются модификациями изобретения Лодыгина, поскольку они имеют более эффективный поток света, а также отличную цветопередачу, более высокий КПД. Сегодня мы вправе гордиться своим соотечественником за его вклад в гениальное и полезное изобретение.
На вопрос, кто придумал лампочку, нет однозначного ответа. Над источником искусственного света трудилось большое число ученых на протяжении нескольких десятилетий 19 века. Их усилия увенчались успехом, а разработки служат человечеству до сих пор. История создания лампочки не однозначна. Некоторые считают ее изобретением Лодыгина, другие — изобретением Эдисона. Эти два исследователя оставили значительный след в мире электротехники, но были лишь одними из многих изобретателей, занимавшихся опытами с электроосвещением.
Дуговые угольные лампы создавались различными специалистами с начала 50-х годов XIX века. Изначально их использовали в прожекторах на кораблях и маяках, а также, в виде экспериментов, в уличном освещении. Из-за большого износа и малой долговечности угольных стержней, а также необходимости в большом количестве подводимого электричества в настоящее время они не применяются. Тогда, на заре электрической эры, их создавали как замену масляным, керосиновым и газовым светильникам.
Все приборы на основе горения имели более низкий ресурс и представляли собой пожароопасный прибор с низким коэффициентом полезного действия. Все прожекторы на основе керосиновых ламп давали весьма слабый свет на очень небольшом расстоянии от источника. На их фоне даже примитивные угольные лампы казались настоящим чудом, а их создатели — колдунами и шаманами.
Историкам известно, первым создать лампу удалось англичанину Деларю еще в 1809 году. Она имела платиновую спираль и стоила баснословных денег, что мешало практическому применению открытия. Многими учеными независимо друг от друга велись опыты по усовершенствованию прибора. В 1838 году бельгиец Жобар удешевил конструкцию лампы, применив как нить накала не дорогую платину, а дешевый уголь. Однако такое устройство было ненадежным и недолговечным, так как в атмосфере нить в колбе мгновенно перегорала.
Проводя опыты с усовершенствованием угольной лампы, немецкий изобретатель Генрих Гебель смог откачать часть воздуха из колбы лампы, создав первую вакуумную лампу, в которой нить горела значительно дольше. Однако угольный проводник являлся ненадежным источником свечения, и многие ученые сосредоточили усилия на его усовершенствовании.
В начале 1870-х годов русский ученый Александр Николаевич Лодыгин изобрел электрическую лампочку с вольфрамовой нитью накала. Он начинал, как и все, с опытов над угольными нитями, но со временем пришел к использованию вольфрама в нитях накаливания.
Лодыгину удалось частично откачать воздух из колб своих ламп, что позволило существенно повысить их срок службы. Чуть позднее гениальный русский ученый предложил заполнять баллоны инертными газами, что делало их еще более эффективными и долговечными.
За свое практическое открытие Лодыгину была вручена престижная Ломоносовская премия Петербургской академии наук.
Чтобы защитить права на свое изобретение, он запатентовал его в Российской, Австро-Венгерской, Британской империях, Португалии, Франции, Италии, Бельгии, Швеции.
Александр Николаевич никогда не был альтруистом и понимал, что производство ламп сулит большую прибыль, поэтому организовал компанию «Русское товарищество электрического освещения Лодыгин и К°». Однако уже в 1906 году он продал свой патент на вольфрамовую лампу накаливания американской компании General Electric. В то время вольфрам был крайне редким и дорогим материалом, поэтому повсеместного распространения лампы Лодыгина не получили.
Только с 1910 года, когда Вильям Дэвид Кулидж изобретает сравнительно дешевый способ получения вольфрама в промышленном производстве, вольфрамовые лампы Лодыгина снова становятся актуальными. Они оказались более долговечными и практичными, обладая более высоким КПД, в сравнении с угольными изделиями.
Александр Николаевич Лодыгин тем временем долго путешествовал по Западу, знакомился с техническими новинками. По возвращению в Россию, работая в строительном управлении Петербургской железной дороги, он пытался внедрять заграничные изобретения. Преподавание в Электротехническом институте позволило ему распространять полученные знания. Ученый задумал электрифицировать всю Россию, однако Первая мировая война и последовавшая за ней революция не дали воплотится в жизнь его начинаниям. После прихода к власти большевиков Лодыгин эмигрировал в США, однако за границей его идеи также не нашли отклика. В 1923 году он скоропостижно скончался в Нью-Йорке.
Тем временем лампу накаливания активно внедряет в быт американец Томас Эдисон. Он же получает лавры «единственного изобретателя» и «дэлектрического гения» в США.
Кто изобрел лампочку? Каждый американец даст однозначный ответ: Томас Алва Эдисон.
После посещения своего друга Вильяма Валаса в 1878 году Томас Эдисон начинает работы над электрическими лампами накаливания (ему подарили динамо-машину и несколько дуговых ламп).
Эдисон потратил целый год на усовершенствование лампы, установил решающее значение вакуума в колбе. Он не придумал ничего революционного, но смог снизить себестоимость лампы и сделать ее поистине массовым товаром. Уже в конце 1883 года его компания выпускала ¾ ламп накаливания в США. Начав с себестоимости в 110 центов за лампу, Эдисон смог снизить этот показатель в 5 раз . И, хотя американец провел тысячи опытов с разными материалами, будущее было за вольфрамом.
К заслугам Эдисона в сфере освещения стоит отнести разработку формы стеклянной колбы для лампы, которая без изменений сохранилась и по сей день. Также он создал винтовой цоколь с патроном, вилку с розеткой и предохранители. Изобретатель не имел специального образования и не верил в теоретические знания и научные методы, однако в продвижении электрического освещения создал и сделал больше, чем все ученые XIX века.
Некоторые газетчики и недобросовестные ученые подменяют исторические факты, ссылаясь на художественную или рекламную литературу из прошлого. Так, бытуют легенды, что Томас Эдисон никогда никаких изобретений сам не делал, а только воровал чужие идеи. Изобретенная им резьба и сам патрон для ламп освещения будто бы придумал не он, а его сотрудник Стерижер. Некоторые говорят и о том, что даже вилка с розеткой — не его заслуга.
Недобрая слава за Эдисоном закрепилась ввиду его чрезмерного увлечения патентами и прибылью от изобретений. Известен его конфликт с молодым инженером из Сербии Николой Тесла. Судился Эдисон и с братьями Люмьер за право на киноаппарат. Это при том, что великий американец не имел ни высшего, ни специального технического образования.
Однако заслуга Эдисона в продвижении различных технических средств велика. Он жил в довольно консервативном XIX веке и, тем не менее, смог внедрить электричество для освещения улиц и домов, снизил его себестоимость, смог наладить производство дешевых и сравнительно долговечных ламп. Его декоративные лампы мы видим в ресторанах до сих пор.
Несмотря на устаревание лампы накаливания, их дальние родственники, вакуумные радиолампы, все еще используются в звуковоспроизводящей аппаратуре. Лампы накаливания для освещения применяются только в быту (с малым потреблением энергии), в других сферах они активно заменяются более экономичными моделями.
Хотя изобретатель лампочки даже не предполагал такого массового использования прибора искусственного освещения, своим открытием он полностью изменил мир. Лампы накаливания отправились и в далекий космос, и в самые глубокие места мирового океана.
Лампы накаливания в мире производятся все меньше, в развитых странах их заменяют как на производствах, так и в быту. Однако, благодаря их повсеместной популярности на протяжении более века, они всё ещё остаются востребованными.
В последние годы в магазинах осветительных приборов можно купить винтажные модели ламп накаливания Эдисона. Они имеют внешний вид в стиле ретро и могут стать отличными элементами декора как в жилом доме, так и общественном месте (ресторане, кафе), стать стильным дополнением оригинального интерьера. Некоторые из моделей не имеют даже нитей накаливания, а в корпус от обычной лампы вставлены светодиоды.
Сложно представить себе, как раньше люди существовали без электрической лампы. Когда по техническим причинам отключается электричество, все вокруг замирают в ожидании. Появляется такое ощущение, что замедляется пульс планеты. Попробуем проследить эволюцию этого прибора, без которого сейчас просто не обойтись.
Кто изобрел первую лампочку накаливания? Ответить конкретно и без сомнений на этот вопрос очень трудно. Все это потому, что не один конкретный человек принимал участие в изобретении. В разное время и на разных этапах развития электрической лампы, многие люди вложили свой труд и знания, чтобы она получилась такой, какую мы ее видим и знаем сейчас.
На первый взгляд лампа может показаться простой, но на самом деле это довольно сложная технология. Еще в древнем Египте и у народа Средиземноморья для освещения жилищ использовались масла , которые заливались в специальные сосуды с фитилями из хлопчатобумажных ниток. На берегу Каспийского моря вместо масел применяли нефть. Уже в то время люди придумывали различные технологии, помогающие видеть в темное время суток.
Совершенно точно известно, что лампа накаливания была изобретена в XIX столетии. На протяжении всего этого времени многие люди пытались изобретать и изменять к лучшему «электрическую свечу».
В изобретении электрической лампочки принимало активное участие несколько человек, а именно:
Первую лампу накаливания, которая очень напоминала настоящую, изобрел Яблочков Павел Николаевич. Всю свою жизнь он посвятил электротехнике. Изобретать новшества в этой сфере и внедрять все это в жизнь, было основным его занятием. Первая электрическая свеча – это тоже его изобретение. Благодаря его свечам появилась возможность освещать ночные города
. Первые электрические свечи появились на улицах Санкт-Петербурга. Стоила такая свеча недорого и хватало ее на полтора часа. После сгорания ее нужно было заменить новой. Ответственной работой занимались городские дворники. Позже, чтобы облегчить их труд были изобретены фонари с автоматической сменой свечи.
Бельгийцу Жерару в 1838 году удалось изобрести электрическую лампу, в которой источником света служил угольный стержень, к нему подводился электрический ток.
Через два года после этого, житель Англии с французскими корнями Деларю, придумал вместо угля использовать для накаливания платиновую нить. Эти два варианта считались огромным толчком в изобретении электрической лампы накаливания, но на практике именно в то время их применение сопровождалось многими неудобствами. Угольная лампа накаливания была неудобна и быстро сгорала , а электрическая лампа с использованием платиновой нитки отличалась своей дороговизной. Поэтому многие продолжали искать другие альтернативные варианты, изобретали и внедряли в жизнь все новые и новые источники света. Всем хотелось, чтобы лампа накаливания горела как можно дольше, но многих постигали неудачи в работе над изобретением.
В 1854 году немецкому ученому Генриху Гёбелю приходит идея, что лампа накаливания будет дольше гореть в вакуумном пространстве. Время горения электрической лампы удалось продлить на несколько часов. Еще несколько лет учеными было потрачено на то, чтобы обеспечить в лампе полный вакуум.
И только в 1874 году нашему соотечественнику Лодыгину Александру Николаевичу удалось придумать и создать идеальную электрическую лампу, которая горела постоянно. Его детище прошло все тесты. Именно тогда была изобретена настоящая современная лампа. Лодыгина, поэтому и считают первооткрывателем, поскольку его лампочка могла уже гореть почти на протяжении получаса
. После выкачивания из нее воздуха она продолжала снова работать. В 1983 году впервые улицы Петербурга были освещены лампочками Лодыгина. Александр Николаевич происходил из знатного российского рода, несмотря на бедность своей семьи. Его предок был общим предком с Романовыми – Андрей Кобыла.
В Америке узнали об этих опытах и изобретениях Александра Николаевича, благодаря морскому офицеру Н. Хотинскому. Российская империя заказывала в Америке крейсеры. Во время одного из визитов морского офицера в Америку он посетил лабораторию Томаса Эдисона и передал ему из рук в руки изобретения Яблочкова и Лодыгина. Томас Эдисон стал пытаться усовершенствовать уже, казалось бы, совершенную лампу накаливания. В 1879 году ему удалось это сделать. Вместо угольного стержня Томас попытался применить буковую нить и достиг желаемого результата. Лампочка стала гореть намного дольше.
К этому результату Томас шел не один день. Более 6000 попыток с угольными нитками ему пришлось преодолеть. Он всегда добивался того, чего хотел и нашел искомое. Его электрические лампочки могли гореть по сто часов. В ноябре Томас запатентовал якобы свое изобретение, что возмутило Яблочкова, он выступил с обвинением в адрес американца.
Это изобретение было не единственной заслугой Томаса Эдисона. Он также создал бытовой поворотный выключатель, без которого уже трудно себе представить процесс работы электрической лампочки, цоколь и патрон. Его имя связано с изобретением телефонного передатчика, мимеографа и фонографа. Он первый открыл масштабное производство лампочек, что помогло многим людям ощутить всю прелесть электричества. На протяжении последующих десяти лет многие ученые пытались усовершенствовать электрическую лампочку
, но ее изобретателем считался Томас Эдисон.
Александр Николаевич Лодыгин продолжал, независимо от своего коллеги и конкурента из Америки, создавать и модернизировать свое детище. Он искал универсальную и долгоиграющую нить накаливания. Ему удалось достичь неплохих успехов с использованием вольфрамовой и молибденовой нитями накаливания. Производить лампы из этих материалов было дорого по тем временам, поэтому изобретение оказалось неэффективным и затратным делом. В 1910 году американскому исследователю Вильяму Девиду Кулиджу удалось упростить создание вольфрамовой нити , это стало дешевле и дало возможность массово выпускать недорогие электрические лампочки накаливания.
В итоге получилась современная лампочка накаливания, которая состоит из нескольких важных элементов.
Таким образом, к созданию «лампочки Ильича» сам Ленин не имел ни малейшего отношения. Над этим чудесным изобретением, которому наконец-то удалось рассеять тьму, почти одновременно трудилось несколько человек. Каждый из них внес свою немалую лепту в создание настоящей электрической лампочки. Если отвечать на вопрос, кто изобрел лампу, стоит обязательно вспомнить всех этих людей. Своим кропотливым трудом они помогли перенести изобретение из лабораторий в наши жилища и в корне изменить жизнь людей к лучшему. Все вместе и каждый в отдельности достоин нашего внимания, уважения и благодарности.
Изобрести первую в мире лампочку бросали попытки еще в далекие античные времена. Еще египтяне и обитателей средиземноморья для освещения своих помещений употребляли оливковое масло, заливая его в особые сосуды сделанные из глины, имеющие фитили из хлопчатобумажных ниточек. А жильцы побережья Каспийского моря в подобные электросветильники помещали немного иной топливный материал, а именно - нефть. Первые свечки были созданы уже ближе к средневековью и производились из воска, который делали пчелы. Далее, на протяжении нескольких веков, самые великие гении планеты, включая того же Леонардо да Винчи, работали над изобретением керосиновой лампы. Но первый безопасный осветительный прибор был изобретен лишь в 19 веке. То есть первая лампочка была сделана лишь через четверть века.
Первую электрическую лампочку (напоминавшую современную) придумал Павел Николаевич Яблочков, который всю жизнь работал электротехником. Но придумал он не только лампочку, а и первую электрическую свечу! При помощи свеч Яблочкова впервые стали освещать улицы города. Его свеча имела стоимость 20 копеек и при этом горела такая лампа полтора часа. После чего ее нужно было сменить дворнику на другую. Позже были изобретены фонари с автоматической подменой свеч.
Свечи Яблочкова были очень неудобны по сравнению с электрическими лампами, так как они были недолговечными и излучали переменный световой поток. За то подобное изобретение позволило использовать лампочки в массы, которые освещали освещали улицы искусственным светом в темное время. Так осветительные приборы стали использовались повсеместно, как на площадях, так и в мегаполисах, театрах и даже в торговых центрах.
С 1840 года по 1870 год десятки изобретателей со всего мира пытались создать идеальную лампочку, которые бы горела постоянно. Но всех их постигала неудача. Однако в 1872-1873 годах удача все-таки поворачивается к ученым лицом, а именно к российскому инженер-изобретателю Лодыгину Александру Николаевичу. Лодыгин стал первооткрывателем, по настоящему современной, электрической ламочки. До этого в мире никто ничего подобного не изобретал. Его лампочка прошла все испытания. Такая лампа могла гореть до получаса. Позже из нее стали выкачивать воздух, что дало возможность ей гореть гораздо дольше.
На улицах Петербурга первые 2 лампы Лодыгина загорелись в 1873 году.
Однако американский ученый-изобретатель Томас Эдисон прекрасно знал о опытах, которые проводил Лодыгин и не сидел сложа руки. И в 1879 году он начал применять угольную нить, произведенную из плотного букового волоска. Чтобы достичь желаемого результата, он изучил огромное количество видов бамбука, и после 6 000 попыток с угольными нитками он нашел то, что искал. Благодаря его многочисленным опытам Эдисон смог добиться того, что его лампочки горели сотни часов. Но в этом достижении Эдисон был не первым.
В 1878 году английский ученый-изобретатель Джозеф Сван изобрел еще одну электрическую лампочку имевшую форму стеклянной колбы, внутри которой находилась угольная нить. Позже Эдисон и Сван объединились для создания своей компании по производству первых электрических лампочек накаливания Edison & Swan United Electric Light Company.
Такое, казалось бы, незначительное открытие гениальных ученых изменило мир в корне и дало большой толчок в технологическом развитии человечества.
История лампы накаливания. Почему Томас Эдисон?
Во второй половине 1870-х годов идея электрического освещения с помощью проводников накаливаемых электрическим током была уже не нова. Многие ученые, инженеры и изобретатели работали (проводили исследования и эксперименты) в этом направлении, т.к. им были ясно видны большие перспективы практического применения электрических ламп накаливания. И не удивительно поэтому, что во многих странах нашлись свои изобретатели первой лампы накаливания: в Великобритании - Сван, в России - Лодыгин, в Германии - Гебель, в США - Эдисон. Были и другие имена, некоторые из них я упоминал в своих сообщениях об электрической лампочке.
Так почему же тогда в общественном сознании практически всего человечества утвердилось устойчивое мнение, что изобретателем лампы накаливания является именно Томас Эдисон?
Это тем более удивительно и непонятно, если учесть, что в самой Америке, уже в начале 1880-х годов было несколько изобретателей, а также представлявших их компаний, стремящихся занять лидирующие позиции на еще только зарождающемся и весьма перспективном рынке электрического освещения. Повторюсь - именно на рынке освещения, а не лампочек.
В то время централизованных электрических сетей не существовало, и лампочки сами по себе были не нужны. Поэтому, обычно, предлагалось комплексное решение проблемы освещения здания (например, большого магазина) или комплекса зданий, которое (решение) включало в себя практически все оборудование и материалы, начиная от электрических генераторов и заканчивая лампочками накаливания. А ведь еще не было практически ни какой соединительной электрической арматуры, все элементы которой еще надо было изобрести и организовать производство. Я уже не говорю о всяких там нормах, нормативах, правилах эксплуатации и техники безопасности, и т.д. и т.п., которых также еще не существовало.
Вот любопытный документ - небольшая статья опубликованная в журнале Popular Science май 1881 стр.24. Это анонс книги Electric Lighting by Incandescence изданной в Нью-Йорке в 1881 году, автор которой Уильям Сойер (William Sawyer), сам был одним из пионеров в разработке ламп накаливания.
Прошло немного более года, с тех пор как 1-го января 1880 года в Менло-Парке (США) Томас Эдисон провел первую публичную демонстрацию электрического освещения, а уже выходит книга (можно даже сказать, монография), где кроме рассказа о своих достижениях в этой области, автор делает обзор мирового состояния этого направления электротехники. Появление этой книги, кроме всего прочего, свидетельствует, что в США в конце 1870-х годов над лампой накаливания работал не только Эдисон, но и как минимум еще один исследователь - Уильям Сойер. За неимением самой книги, процитирую и прокомментирую некоторые фрагменты из её анонса, т.к. они весьма любопытны.
In these chapters Mr. Sawyer has given a resume of the present condition of electric lighting by incandescence, describing the chief apparatus that has been so far devised. He begins his exposition with a consideration of the various electric generators, as these necessarily are at the foundation of any system of electric lighting. Of these the two important classes are those of the Gramme type, in which he includes those of Maxim and Brush; and those of the new Siemens type, in which he places his own and Edison"s. The Wilde, De Meritens, and Lontin machines are also described, the first being characterized as the "germ of a perfect generator," in that in the intensity of the magnetic field is uninfluenced by the resistance of the external circuit, and a larger part of the entire current can therefore be used than in accumulative machines.
В этих главах г-н Сойер сделал обзор нынешнего состояния электрического освещения накаливанием, описывая основные аппараты, которые были до сих пор разработаны. Он начинает свое изложение с рассмотрения различных электрических генераторов, так как они всегда находятся в основе любой системы электрического освещения. На тот момент существовало два основных типа генераторов: т.н. Gramme type, к которым относились аппараты Максима и Браша, и новые Сименса типа, к которым автор книги (Уильям Сойер) относит свои генераторы и Эдисона. Описаны также машины Wide, De Meritens и Lontin, первая из которых характеризуется как "зародыш совершенного генератора".
Как не трудно заметить, к 1881 году уже существует несколько предложений по генераторам, которые можно использовать для целей электрического освещения. А какие известные, даже для современного человека, имена: Сименс, Максим, Эдисон. The review of incandescent lamps includes those of Starr and King, Lodyguine, Konn, and Kosloff, Bouliguine, Fontaine, Farmer, Sawyer, Edison, and Maxim, in which the carbon is protected from the atmosphere, and those of Reynier and Werdermann, in which it burns in the air. Of the former, only the last three are regarded as practicable lamps, and these the Maxim is considered as, in all essential particulars, a duplication of that of Edison.
Обзор ламп накаливания включает в себя лампы Starr и King, Лодыгина (Lodyguine), Кона и Козлова, Булыгина (Bouliguine), Fontaine, Farmer, Сойера (Sawyer), Эдисона, и Максима, в которых углерод защищен от атмосферы, и те в которые он горит в воздухе - Ренье (Reynier) и Werdermann. Из первых, только последние три считаются практическими лампами, а лампы Максима во всех существенных частностях, дублируют Эдисона.
Весьма интересно и любопытно. Во-первых, русский след в электрическом освещении с помощью ламп накаливания существенен (Lodyguine, Konn, Kosloff, Bouliguine), в 1881 году ни кем не оспаривается и признается даже американцами. А во-вторых, уже через год после демонстрации изобретения Эдисона, в США существуют еще как минимум две лампы накаливания: Сойера и Максима.
With regard to the duration of the carbon, Mr. Sawyer holds that the hope of making it permanent is chimerical, as no material will stand the strain to which an incandescent conductor is subjected, and that the part of wisdom, therefore, is to provide for its renewal.
Что касается долговечности (продолжительности) углерода, г-н Сойер утверждает, что надежда сделать его постоянным является несбыточной (химерической), поскольку ни один материал не сможет противостоять напряжению, которому накаливаемый проводник подвергается, и что часть мудрости, таким образом, обеспечить его восстановление (замену).
Не знаю, что в этом случае подразумевалось под словом renewal, но рискну предположить, что в связи с недолговечностью угольных нитей и высокой стоимостью ламп мудрость (wisdom) как раз и заключалась в том, чтобы сделать накаливаемый элемент сменным (заменяемым), а сами лампы многоразовыми. Такой подход к тому времени был не новый - достаточно вспомнить русские лампы Кона-Дидрихсона и Булыгина. И хотя в дальнейшем такое направление не получило развития, на этапе становления электрического освещения подобные лампы оказались востребованными.
Ниже приведен рисунок демонстрирующий эволюцию лампы накаливания Сойера и Мэна, созданного на основе анализа их патентов. Стоит обратить внимание на тот факт, что дата подачи заявки и дата выдачи первого патента №205144 (заявка подана 16 мая 1878 года, патент выдан 18 июня 1878 года) являются более ранними, чем у первого патента Эдисона на электрическую лампочку (№223898 от 27 января 1890 года). Патенты Сойера и Мэна сыграли важную роль в 1880-х - 1890-х годах, т.к. они явились альтернативой патентам Эдисона, и по ним с 1886 года производили лампочки Thomson-Houston Electric Company, а после 1892 года компания Джорджа Вестингауза вплоть до окончания срока действия патентов Эдисона в 1897 году.
Эволюция лампы накаливания Сойера и Мэна (William Edward Sawyer and Albon Man) Рисунки из патентов США №№205144, 219771, 317676.
Что касается стоимости освещения с помощью ламп накаливания, делается вывод, что она составляет не более одной седьмой части газового освещения при равном количестве света, в то время как стоимость завода, ремонта и т.д., будет гораздо меньше. Что касается будущего такого освещения, и ее отношения с другими видами освещения, г-н Сойер высказывается следующим образом:
"Применение электричества в общественном и частном освещении будет реализовано в ближайшем будущем, и это уже не подлежит сомнению. Кажется невероятно, что электричество сможет когда-либо полностью заменить газ, однако, ни кого не удивляет, что светильный газ способен существенным образом повлиять на потребление светильных масел. Существует комната, и, несомненно, она будет продолжать оставаться местом для всех методов искусственного освещения для многих последующих лет, однако мы станем свидетелями все более широкого использования электроэнергии - общественные здания и частные дома, улицы и площади будут лучше освещены, чем в настоящее время, и новая форма света идет в ногу с прогрессом старых и испытанных институтов".
В данном отрывке интересна оценка стоимости электрического освещения по сравнению с газовым, и оптимистический, но сдержанный, прогноз по поводу его развития. Справедливо указывается, что достаточно долгое время электрическое освещение будет сосуществовать с другими видами искусственного освещения, постоянно, однако, завоевывая все большую популярность. Сдержанный оптимизм можно объяснить пониманием Сойера того объема работ, который необходимо выполнить для широкого применения электричества в освещении.
На сайте Национального Музея Смитсоновского института американской истории (The Smithsonian"s National Museum of American History) есть очень интересный раздел посвященный истории электрического освещения. Ниже изложу часть американской истории лампы накаливания, основываясь в основном на материалах этого сайта.
Edison was neither the first nor the only person trying to invent an incandescent electric lamp. In the U.S., Moses Farmer, William Sawyer and Albon Man, and Hiram Maxim were all pursuing the goal, as were St. George Lane-Fox and Joseph Swan in England.
Эдисон не был ни первым, ни единственным человеком пытавшийся изобрести электрическую лампу накаливания. В США Моисей Фармер, Уильям Сойер и Albon Man, и Хайрем Максим достигли этой цели, равно как и St. George Lane-Fox и Joseph Swan в Англии.
Здесь снова упоминается имя британского изобретателя и оружейника американского происхождения Хайрема Стивенса Максима (англ. Hiram Stevens Maxim, 5 февраля 1840 - 24 ноября 1916 гг.), который также сыграл важную роль в становлении электрического освещения. Максим совместно с Вильямсоном и др. еще в 1877 основал компанию The United States Electric Lighting Company занимающуюся электрическим освещением, правда, в основном с использованием дуговых ламп. После появления в 1880-м году Эдисоновских ламп, Максим быстро перестроился, и уже в 1881 году на выставке в Париже успешно продемонстрировал несколько моделей и свои лампы накаливания.
Одна из причин, почему Максим был в состоянии так быстро представить свой новый продукт, это то, что он в начале 1880 года нанял Людвига Бема (Ludwig Boehm) - стеклодува Эдисона из Менло-Парка. Патентных споров с Эдисоном ему избежать не удалось, однако лампы оказались очень удачными и производились в течение нескольких лет, даже после того как Максим в 1881 году переехал в Англию и практически перестал заниматься электричеством, сосредоточившись на своем главном изобретении - пулемете.
Надо сказать, что Хайрем Максим и The United States Electric Lighting Company также предлагали комплексное решение электрического освещения, т.е. у них имелось все необходимое оборудование, начиная от электрических генераторов и заканчивая лампочками. В производстве ламп накаливания у них был полностью разработан весь технологический процесс.
Кроме конструктивных особенностей непосредственно ламп, патентуются также процесс производства углеродных нитей, способ вакуумирования ламп, усовершенствования в генераторах тока и даже канделябр (люстра) для новых источников света. Ниже приведены рисунки ламп Хайрем Максим взятых из его патентов.
Компании Уильяма Сойера - The Sawyer & Man Electric Co. и Хайрема Максима - The United States Electric Lighting Company просуществовали относительно недолго. После бурного начального этапа развития электрического освещения в первой половине 1880-х годов, когда в этот сегмент рынка устремились множество игроков, началась череда слияний и поглощений, и как это часто бывает, даже основоположники пали под натиском более удачных конкурентов.
Одними из таких удачливых конкурентов были профессора Элиу Томсон (Elihu Thomson) и Эдвин Хьюстон (Edwin Houston), которые в конце 1870-х годов начали экспериментировать с усовершенствованием существующих дуговых ламп и динамо-машин. В 1880 году после того как к ним обратилась группа бизнесменов из Новой Британии, Томсон и Хьюстон согласились на образование компании, которая стала заниматься коммерческим производством систем освещения (обе лампы - дуговые и накаливания), основанные на собственных патентах.
Это была The American Electric Company, которая просуществовала до 1883 года, когда была реорганизована и переименована в The Thomson-Houston Electric Company. Продажи систем освещения на основе дуговых ламп были весьма успешны, и чтобы диверсифицировать свой бизнес в другие сегменты электрического рынка, в 1886 году была приобретена The Sawyer & Man Electric Co. и начато производство ламп накаливания на основе их патентов.
Компания Хайрема Максима - The United States Electric Lighting Company была куплена другим известным изобретателем и весьма успешным бизнесменом Джорджом Вестингаузом (George Westinghouse) в 1888 году.
Таким образом, к 1890 году, в результате всех этих слияний и поглощений, Эдисон, Томсон-Хьюстон и Вестингауз образовали т.н. Большую Тройку "Big 3" американской осветительной индустрии. Однако на этом слияния не закончились. В 1892 году известный американский банкир и финансист Джон Пирпонт Морган (John Pierpont Morgan) инициировал слияние Edison General Electric Company и Thomson-Houston Electric Company, в результате чего образовалась знаменитая компания General Electric.
Исчезновение имени Эдисона из названия компании, у истоков которой он стоял, весьма символично. К тому времени Томас Эдисон вчистую проиграл Вестингаузу спор (схватку) о том, какой ток, постоянный или переменный, стоит использовать для освещения (и не только).
Как известно, Эдисон был приверженцем постоянного тока, однако, уже к концу 1880-х годов стало ясно, что перспектив у этого вида тока, в случае его широкого промышленного производства и передачи на большие расстояния, практически нет. Эдисон же продолжал с большим упорством продвигать свои системы постоянного тока, хотя на него некоторое время работали два молодых гения: 28-летний Никола Тесла и 22-летний Михаил Доливо-Добровольский - приверженцы переменного тока и будущие изобретатели, соответственно, двухфазного и трехфазного двигателей переменного тока.
Не добившись взаимопонимания с Эдисоном, Доливо-Добровольский переехал в Германию к Сименсу, а Тесла в 1888 году перебежал к его основному конкуренту - Вестингаузу. В том же году в лаборатории Вестингауза был изобретен электросчетчик переменного тока, после чего исход схватки стал предрешен.
Вся эта борьба сторонников переменного и постоянного тока, сама по себе очень интересна, и заслуживает отдельного описания, но к счастью, до меня это сделали другие. Подробнее об этом можно почитать, например в статье Об Эдисоне и черном пиаре, опубликованной в журнале "Наука и жизнь", N 7, 2001 г.
Есть еще очень любопытный момент в этом противостоянии. Американские патенты Лодыгина №№494149, 494150 и 494151 зарегистрированы 28 марта 1893 года, но заявки на них поданы ещё 14 сентября 1888 года, т.е. в период наивысшего накала борьбы между сторонниками постоянного и переменного токов. Если посмотреть на заголовок в описании этих патентов, то можно прочесть следующее: ALEXANDRE DE LODYGUINE, OF PARIS, FRANCE, ASSIGNOR, BY MESNE ASSIGNMENTS, TO THE WESTINGHOUSE ELECTRIC AND MANUFACTURING COMPANY, OF PITTSBURG, PENNSYLVANIA.
Думаю, это надо понимать так, что Лодыгин в эти годы работал на Westinghouse Electric, или (и) передал компании все права на эти патенты. В связи с этим фактом отрицательный ответ на вопрос «Alexander de Lodyguine vs. Thomas Edison - а было ли противостояние?» из предыдущего сообщения, выглядит не столь очевидным. Противостояние было, но не Lodyguine vs. Edison, а AC vs. DC, где Лодыгин играл в команде AC (Alternating Current), вместе с другими выдающимися электротехниками того времени, против команды DC (Direct Current), возглавляемой Томасом Эдисоном.
Что же получается:
* лампу накаливания придумал не Эдисон;
* не был он первым и в практическом применении и производстве этих ламп, хотя первым сделал это производство массовым;
* битву с основным конкурентом за продвижение своей системы освещения перед началом массового его применения Эдисон проиграл;
* вольфрамовую нить компания General Electric внедряла уже без участия великого изобретателя.
И, тем не менее, практически весь мир называет простую лампу накаливания именно лампочкой Эдисона, а не Свана, Лодыгина, Максима, …, и даже не . Почему?
Почему Томас Эдисон?
Ответов на этот вопрос можно найти много. С одной стороны Томас Эдисон личность известная и значимая в истории современной цивилизации, а с другой, сама лампочка сыграла важную роль в становлении этой же цивилизации. Поэтому, объяснить сей феномен (ответить на этот вопрос) пытались многие. В своем первом сообщении о лампочке сделал это и я, возможно и не очень оригинально, но думаю - правильно.
Но заслуга Эдисона, прежде всего в том, что он изобрел и создал надсистему для этой лампы и поставил ее производство на поток, что привело к сильному удешевлению стоимости. Он придумал для лампы винтовой цоколь и патрон к ней, изобрел предохранители, выключатели, первый счетчик энергии. Именно с лампочки Эдисона, электрическое освещение стало действительно массовым, придя в дома простых людей.
Массовое производство лампочек - несомненно, большая заслуга Эдисона. Первоначально продавая свои лампы ниже себестоимости по цене 1 доллар 25 центов, ему удалось, путем внедрения механизации в производственные процессы, настолько снизить себестоимость, что через три года продавая их по 22 цента за штуку, каждая лампа приносила прибыль в три цента, и новые доходы компенсировали все предыдущие потери.
Винтовой цоколь для электрических лампочек придуманный Эдисоном (т.н. Цоколь Эдисона или E27) до сих пор является одним из общепринятых мировых стандартов. Все остальное оборудование и необходимы аксессуары были также разработаны командой Эдисона, т.к. практически ни чего этого раньше не существовало. Вот некоторые компоненты из системы электрического освещения, которые придумал Эдисон.
Еще один ответ на вопрос Почему Эдисон? можно найти в книге "Эдисон" из серии Жизнь замечательных людей (Том 15), автор - Михаил Яковевич Лапиров-Скобло, издательство Молодая Гвардия, 1960 год. Первое издание этой книги вышло в 1935 году.
Британская энциклопедия 1929 года в статье, посвященной освещению, подчеркивала, что не Эдисон был первым изобретателем лампы накаливания. В качестве первых изобретателей лампы накаливания статья называет А. Н. Лодыгина (Россия, 1872) и Джозефа Свана (Англия, 1877). Величайшая заслуга Эдисона была в том, что он первый создал практически осуществимую, а потому и широко распространившуюся систему электрического освещения лампами накаливания с прочной, обладающей высоким сопротивлением нитью накала, с высоким и устойчивым вакуумом и с возможностью подведения электрического тока к огромному количеству независимых друг от друга и от расстояния точек освещения.
Еще один интересный ответ на вопрос «Почему Томас Эдисон?» можно найти в статье «Очерк развития ламп накаливания» из энциклопедии «Промышленность и техника», изданной в начале 20-го века, и являющейся русским переводом соответствующего немецкого издания. В 3-м томе этой энциклопедии и приведен этот очерк, который является отражением, так сказать, европейского (вернее, немецкого) взгляда на историю ламп накаливания. Ниже процитирую наиболее интересные фрагменты из этого очерка, которые касаются именно роли Эдисона в истории создания и внедрения лампы накаливания.
Очерк развития ламп накаливания: "Надо впрочем, заметить, что лампы накаливания могли развиваться только медленно, если бы даже и продолжались начатые исследования. Для их роста недоставало источника жизни всяких изобретений - уверенности в практической применимости и выгоде. Пока имелись в распоряжении только гальванические элементы, лампами накаливания, как и дуговыми лампами, можно было пользоваться только для научного демонстрирования или, в исключительных случаях, в виде курьеза.
С изобретением и распространением динамомашин изобретатели получили новый толчок совершенствовать освещение накаливанием для практического применения, причем на первом месте стояла задача о дроблении электрического света, которая заставляла электротехников пуститься по старой дороге для достижения искомой цели.
В 1873 г. пытался устроить лампы накаливания русский изобретатель Лодыгин, причем к нему присоединились для этих исследований два других наших соотечественника Конн и Булыгин.
Все эти исследования не привели, однако, к новым практическим результатам. Впрочем они доказали, что уголь - самое подходящее вещество для накаливания, а применение этого вещества естественно привело к тому, что накаливаемое тело стали помещать в безвоздушном пространстве для устранения перегорания. В этом и заключаются основные особенности современных ламп накаливания, а потому описываемую работу изобретателей следует признать за имеющую основное значение. За нею последовало приспособление ламп накаливания к практическому применению.
Не следует ставить слишком низко и эту заключительную работу; надо только признать, что освещение накаливанием изобретено уже давно и благодаря прежним изобретениям оно стало быстро распространяться с конца семидесятых годов. Теперь рассмотрим вкратце, как развивалась эта вторая часть изобретения - приспособление ламп накаливания для практического пользования.
В конце семидесятых годов за это дело принялись с нескольких сторон в Америке и Англии. Оно приобрело большую популярность и слух, что кто-либо стремится достигнуть дробления электрического света через освещение накаливанием, побуждал заняться тем же второго исследователя, третьего и т. д.
Так как у накаливаемого тела должно быть сравнительно малое поперечное сечение, то явился вопрос, как получить из угля такой проводник; нечего было и думать вырезывать его из ретортного угля, этого хрупкого и непрочного материала. Простой способ приготовлять такие угольные проводники нашли два американских электротехника, Соойер и Ман. Они вырезали из бумажного картона маленькие дуги и обугливали их в печи в графитовом порошке. Это было в начале 1878 г.
Осенью 1879 г. неожиданно выдвинулся в этой области изобретений Томас Эдисон и закончил практическую выработку лампы накаливания. До этого времени Эдисон придерживался металлических проволок в качестве накаливаемого тела, но когда он увидел результаты изобретений Сойера и Мана, то вступил на верную дорогу, и благодаря своей выдающейся технической гениальности, какой он обладает вместе с изобретательской талантливостью, ему удалось в несколько недель привести лампу накаливания в полную пригодность для практического применения.
Сначала он заменил ломкий бумажный уголек лучшим, приготовляемый из обугленных бамбуковых волокон, и вместе с тем нашел, что накаливаемому телу следует придавать возможно большое сопротивление, чтобы, возвышая напряжение у этого тела, уменьшить силу тока, необходимую для накаливания.
В том же году Эдисону удалось устроить первую практическую установку освещения накаливанием (а именно на пароходе Колумбия со 115 лампами накаливания), и после этого подобные установки стали быстро распространяться.
Достойно сожаления, что несомненно важным участием Эдисона в практической выработке лампы накаливания пользуются для непристойной рекламы, выставляя его, как изобретателя этой лампы. Еще раньше, чем Эдисон приступил к своей изобретательской работе, его компаньоны разглашали, что он работает над изобретением, которое скоро вытеснит газовое освещение; этим они достигли желаемого, а именно быстрого падения курса акций газовых обществ. Это часто повторялось и при дальнейших Эдисоновских изобретениях (надо только вспомнить о преувеличенных рекламах о фонографе несколько лет тому назад) и вероятно не к выгоде для Эдисона, для которого эти авторы реклам являются подрывателями его славы.
В Европе начали интересоваться лампами накаливания с 1880 г., а познакомились с ними вполне только тогда, когда Эдисон доказал на деле их преимущества на Электрической Выставке в Париже (в 1881 г.). С этого времени освещение накаливанием стало быстро распространяться." Промышленность и техника Энциклопедия промышленных знаний Том 3. Электричество. С.-Петербург. 1904
Какой язык, какой стиль! Приятно читать. Но кроме стиля, очерк можно воспринимать как практическое пособие по изобретательству, где сразу выдается фундаментальная истина, которая для многих наших современных изобретателей является недостижимой для понимания, а должна восприниматься как божественное откровение.
Источник жизни всяких изобретений - уверенность в практической применимости и выгоде. Так вот «приспособление ламп накаливания (впрочем, как и любых других изобретений) к практическому применению», является важным этапом работы, которую довел до конца именно Эдисон, а не Сойер, Максим или Лодыгин. И это было понятно еще в начале 20-го века.
