История лампочки наполнена соперничеством, неудачами и великими достижениями. Электрическая лампочка была названа самым важным изобретением со времен искусственного огня. Лампочка помогла навести общественный порядок после захода солнца, продлила рабочий день до поздней ночи и позволила нам безопасно ориентироваться и путешествовать в темноте. Без лампочки не было бы ночной жизни. Однако создать постоянный и доступный источник освещения было не так просто, как предполагают многие учебники истории. Современная лампочка является результатом работы многих новаторов и постоянных улучшений в течение 150 лет.
1700-е годы
Первые искусственные источники света
До появления электрического освещения люди использовали различные приемы для навигации по окрестностям ночью. В The Downs, области около Ла-Манша, участки меловой почвы использовались как маяки, известные как внизу фонари. В лесистых районах кору стратегически вырезали из деревьев, чтобы обнажить более светлую древесину под ней. Тем не менее, в самые ясные ночи луна и звездный свет были достаточно сильны, чтобы перемещаться ночью.
В 18 веке свечи и масляные лампы освещали многие светильники в большинстве домов и предприятий. Эти ранние источники освещения излучали слабый свет, курили и испускали неприятные запахи. Они также были опасны и требовали постоянного внимания. Богатые аристократы использовали свечи из пчелиного воска и спермацет, чтобы зажечь свои роскошные хозяйства. Средний класс использовал дешевые талловые свечи, в то время как бедные использовали фонари, самодельные свечи, сделанные из тростника, погруженного в животный или растительный жир и зажженного, который горел в течение короткого времени.
1800-х годов
В 19 веке газовое освещение заменило свечи и масляные лампы во многих домах, на предприятиях и на улицах. Газовые лампы производили более яркое и эффективное освещение. Они также стоят на 75 процентов дешевле, чем свечи или масляные лампы, и им было проще и безопаснее работать. К 1850-м годам большинство городских улиц в Соединенных Штатах и Европе были освещены газовыми лампами. Газовое освещение приписывают снижению уровня преступности и повышению грамотности во многих областях. Поскольку электричество стало более распространенным в течение столетия, газовые лампы были заменены лампами накаливания на улицах, предприятиях и театрах.
1802
Первые электрические фонари
В 1802 году английский врач сэр Хэмфри Дэви создал первый электрический свет, пропустив ток через платиновую полосу. Свечение длилось недолго, но оно положило начало истории лампочек. В 1809 году Дэви продемонстрировал первую угольную дуговую лампу в Королевском институте в Лондоне, подключив два провода к батарее и прикрепив полоску угля между остальными концами проводов. В то время как научное сообщество и общественность были в восторге от демонстрации, дуговая лампа горела слишком ярко и потребляла большое количество тока, что быстро разряжало батарею и делало лампу непригодной для коммерческой разработки и производства. Прошло несколько десятилетий, прежде чем электрические генераторы сделали дуговые лампы практичными для уличного и театрального освещения.
1875
В 1875 году Павел Николаевич Яблочков, русский инженер-электрик и изобретатель, разработал первую практическую дуговую лампу, известную как «свеча Яблочкова». Яблочков использовал два параллельных углеродных стержня, чтобы продлить срок службы батареи. Во время Всемирной парижской ярмарки 1878 года около 64 свечей Яблочкова были установлены на Авеню Оперы, на площади Французского и вокруг площади Оперы, благодаря чему город получил прозвище «Город огней». Успех выставки повлиял на то, что в массы появилось электрическое освещение, и вскоре на многих улицах в Соединенных Штатах и Европе были установлены дуговые лампы.
Дуговые лампы производили интенсивный яркий свет, который идеально подходил для освещения улиц и открытых пространств, но ослепительные огни не подходили для использования внутри помещений. В конце 1880-х годов Томас А. Эдисон и многие другие изобретатели начали экспериментировать с лампами накаливания в поисках надежной и экономичной формы внутреннего освещения. Дуговые лампы использовались для прожекторов, маяков, стадионов, кинопленки, кинопроекторов и других высокоинтенсивных осветительных приборов до 1980-х годов, когда достижения в области коротких дуговых ламп сделали их устаревшими.
Первые лампы накаливания
Лампы накаливания используют электричество для нагрева углеродной или металлической нити накала внутри стеклянной колбы, пока она не нагреется и не начнет излучать сияние. Вакуум предотвращает слишком быстрое сгорание нити и чернение внутренней части стеклянной колбы. Многие из первых ламп накаливания сталкивались с теми же проблемами - плохой вакуумный дизайн, плохие и / или дорогие нити накала и чернение ламп. Тем не менее, эти ранние эксперименты имели решающее значение в разработке первой коммерчески жизнеспособной лампы накаливания.
1841
В 1841 году Фредерик де Молейнс получил первый патент на лампу накаливания в Англии. Лампа использовала стеклянную колбу, частичный вакуум и порошковый уголь между двумя платиновыми нитями для излучения света. Однако лампа была недостаточно эффективной для коммерческого использования. Плохой дизайн вакуума приводил к потемнению колбы сверху и блокированию светового потока, а платиновые нити были слишком дорогими.
1865
В 1865 году немецкий химик Герман Шпренгель изобрел ртутно-вакуумный насос, известный как насос Шпренгеля, который направляет ртуть через резервуар, Т-образное соединение и вниз по воздуховоду для удаления воздуха из вакуума и постоянного понижения давления. Изобретатели, разрабатывающие лампы накаливания, быстро приняли изобретение, поскольку оно помогло сохранить нить накала внутри колбы.
1874
В 1874 году Генри Вудворд и Мэтью Эванс подали патент на лампу накаливания с углеродной нитью в Канаде и Соединенных Штатах. Лампочки, хотя они работали правильно, продавались плохо. Они продали свой патент Томасу Эдисону в 1879 году.
1878
В 1878 году Уильям Э. Сойер и Альбион Мэн получили первый в США патент на «улучшение электрических фонарей». Лампа состояла из заполненного азотом шара с углеродным проводником, поддерживаемого большими зигзагообразными излучателями. Жесткая конструкция лампы не позволяла угольному проводнику расширяться и сжиматься, что приводило к частой поломке лампы. Первые лампочки Westinghouse были основаны на лампах накаливания Sawyer-Man.
Кто изобрел лампочку накаливания: Эдисон против Свона
Во многих учебниках Томасу Эдисону приписывают изобретение современной лампы накаливания после 10 000 попыток. Эдисон, неоспоримый провидец, был не единственным, кто участвовал в разработке первой коммерческой лампы накаливания. Бесчисленные химики, физики и изобретатели требовали чести и значительного вознаграждения.
В 1878 году молодой Эдисон заявил, что он может создать более безопасный, более дешевый и надежный свет накаливания, чтобы заменить существующие газовые фонари всего за шесть недель. Из-за этого объявления акции газовой компании резко упали. В свои 31 год Эдисон уже получил прозвище Волшебника Менло-Парка за свои инновации и изобретения, в том числе биржевой тикер, квадруплексный телеграф и фонограф. Он собрал финансовую поддержку и собрал команду из 14 инженеров, машинистов и физиков, известных как «мукеры» в Менло-Парке, штат Нью-Джерси, для исследования и разработки ламп накаливания. Среди известных членов команды были американский математик и физик Фрэнсис Аптон, американский механик Чарльз Батчелор и швейцарский механик Джон Крузи.
За это время Эдисон и его команда создали несколько прототипов ламп накаливания, в том числе лампу с платиновой нитью, которая медленно окислялась и имела высокую температуру плавления. Чтобы предотвратить перегревание и сгорание нити, проблема, которая преследовала более ранних изобретателей, он создал систему регулирования, которая периодически отводила ток от нити накала, позволяя ей остывать. Система была сложна в изготовлении и эксплуатации, и сама лампочка отключалась каждые несколько минут, что делало лампу непригодной для коммерческого развития.
В то же время сэр Джозеф Уилсон Свон, английский химик и физик, независимо работал над лампой накаливания с углеродной нитью. Свон начал работать над лампой накаливания тремя десятилетиями ранее, но, как и другим ранним изобретателям, ему не хватало надежного вакуума и подходящего электрического источника для создания практичной лампочки. В конце 1878 года он сообщил Ньюкаслскому химическому обществу, что создал рабочую лампу накаливания и в том же году получил патент Великобритании. В феврале 1879 года Свон продемонстрировала рабочий светильник во время лекции в Ньюкаслском литературно-философском обществе. Его дизайн лампы включал закрытую лампу с удаленным воздухом, провода из платинового свинца и светоизлучающий углеродный элемент.
Оригинальная лампа накаливания Swan, хотя и работоспособна, была непрактичной для реального использования. Углеродный стержень имел низкое электрическое сопротивление и требовал большого количества тока для нагревания и свечения нити накала, что означало, что электрические проводники к лампе должны быть короткими или неоправданно толстыми. При включении лампы стержень также выделял газы, и темная сажа быстро накапливалась внутри стекла, блокируя выход света. Свон улучшил свой дизайн и в 1881 году основал свою собственную компанию по электрическому освещению, The Swan Electric Light Company.
Продолжение следует...