История изобретения:
Идея использовать свет тока в электрической лампочке возникла в 1802 году благодаря экспериментам профессора Василия Петрова. Учёный обнаружил явление электрической дуги — яркого электрического разряда — и предположил, что электричество можно использовать для освещения. Однако воплотить идею в жизнь было непросто. Дуга появлялась только тогда, когда электроды находились на определённом расстоянии друг от друга. При этом электроды сгорали, расстояние увеличивалось, и дуга пропадала.
В 1840 году англичанин Де ла Рю проводил опыты, пропуская электрический ток через платиновую проволоку, помещённую в стеклянный цилиндр. Возможно, он создал в цилиндре вакуум. В 1841 году ирландец Фредерик Де Молейн получил патент на производство электроэнергии и её применение для освещения и движения, включая использование устройств с платиновой нитью в вакууме для освещения. В 1844 году американец Джон Старр получил американский патент, а в 1845 году — британский патент на электрическую лампу с угольной нитью. В 1854 году немец Генрих Гёбель разработал прообраз «современной» лампы: обугленную бамбуковую нить, размещённую в стеклянном цилиндре, в верхней части которого вакуум создавался ртутью. В 1860 году английский химик и физик Джозеф Уилсон Суон продемонстрировал первые результаты и получил патент, но столкнулся с трудностями в получении вакуума, из-за чего лампы работали недолго и неэффективно.
11 июля 1874 года российский инженер Александр Лодыгин получил патент на нитевую лампу. В качестве нити накала он использовал угольный стержень, прокаливаемый особым образом без доступа кислорода, помещённый в вакуумированный герметично запаянный сосуд.
В 1875 году Василий Дидрихсон усовершенствовал лампу Лодыгина, осуществив откачку воздуха из неё и применив в лампе несколько волосков.
В 1875–1877 годах русский электротехник Павел Яблочков создал «каолиновую лампу», где «нить накала» была изготовлена из каолина. Особенностью данной лампы было то, что она не требовала вакуума и «нить накала» не перегорала на открытом воздухе. Он придумал расположить электроды параллельно, разделив их прослойкой тугоплавкого вещества, не проводящего электрический ток. Такая прокладка не только помогла поддержать необходимое расстояние между электродами, но и предотвратила их короткое замыкание. Яблочков считал, что лампы накаливания не перспективны, и посвятил свои исследования дуговым лампам.
В 1878 году английский изобретатель Джозеф Уилсон Суон получил британский патент на лампу с угольным волокном, которое находилось в разреженной кислородной атмосфере, что позволяло получать очень яркий свет.
В 1879 году американский изобретатель Томас Эдисон патентует лампу с угольным волокном и создаёт лампу с временем жизни 40 часов.
Несмотря на непродолжительный срок службы, лампы Эдисона вытеснили газовое освещение. Некоторое время изобретение носило обобщённое имя «Эдисона — Суона».
В 1890-х годах Александр Лодыгин изобрёл несколько типов ламп с нитями накала из тугоплавких металлов, предложил применять в лампах нити из вольфрама и молибдена, закручивать нить в форме спирали и предпринял первые попытки откачивать из ламп воздух.
Первая американская коммерческая лампа с вольфрамовой спиралью впоследствии производилась по патенту Лодыгина. Также им были изготовлены газонаполненные лампы с угольной нитью.
В истории электротехники имена Павла Николаевича Яблочкова (1847–1894) и Александра Николаевича Лодыгина (1847–1923) занимают особое место. Эти учёные внесли значительный вклад в разработку и усовершенствование электрической лампочки, которая стала одним из самых важных изобретений в истории человечества.
Конструкция лампы накаливания:
Тело накала изготавливают из тугоплавкого материала — вольфрама или вольфрамсодержащего сплава. Тонкая (40–45 микрон) нить, прошедшая специальную обработку и свёрнутая в спираль, обеспечивает максимальную светоотдачу и длительный срок службы лампы. Инертный газ, заполняющий герметично закрытую колбу, препятствует испарению вольфрама и перегоранию спирали. Цоколь лампы накаливания, герметично соединённый с колбой, передаёт энергию из сети на рабочую часть.