Изобретатель лампочки накаливания: кто в мире был первым, история создания электрической лампы, лодынин

Обновлено: 04.05.2024

Современную жизнь сложно представить без электрификации и, в частности, без электрической лампы. Многие уверены, что изобретателем лампочки является Томас Эдисон, но на самом деле история создания этого прибора достаточно долгая и не такая простая, как кажется. Большое количество ученых трудилось над изобретением, без которого сейчас невозможно представить жизнь.

История изобретения

Люди стали освещать свои дома с тех пор, как научились добывать огонь. По мере развития человечества в качестве источников искусственного освещения применялись самые разные вещества:

растительные масла;
животный жир;
нефть;
лучина;
природный газ.

Самый первый способ освещения придуман еще древними египтянами, которые пользовались специальными сосудами, куда наливали масло и опускали хлопчатобумажные фитили. С тех пор как люди стали добывать нефть, настала эра керосиновых ламп, пришедшим на смену лучинам и свечам. Последним этапом развития в этой области стало изобретение электрических ламп.

Этапы развития

На вопрос, кто изобрел лампу накаливания, трудно ответить однозначно, так как в создании этого необходимого прибора участвовало большое количество ученых. В разное время и на различных этапах свои знания, труды и умения приложили многие ученые умы:

Жерар Деларю и Генрих Гебель

Французский ученый впервые попытался создать аналог современной лампочки еще в 1820 году. В качестве нити накала использовали платиновую проволоку, способную отлично нагреваться и ярко светить.

«Прабабушка» современных ламп навсегда осталась опытным образцом, и автор изобретения к нему больше не вернулся.

Немецкий исследователь Генрих Гебель представил собственное изобретение в 1854 году. В основе создания электрической лампочки лежали бамбук и сосуд с откаченным воздухом. В сосуд помещалась бамбуковая нить, служащая в качестве лампы накаливания.

Именно Гебель считается первым человеком, который изобрел электролампочку, используемую для освещения. Ученый впервые сумел догадаться, что вакуумное пространство позволит лампе накаливания гореть дольше. Благодаря использованию вакуума время работы прибора удалось продлить на несколько часов. Чтобы создать полностью безвоздушное пространство, ученому потребовались годы.

Русский ученый Александр Лодынин

Несмотря на предыдущие опыты, первым изобретателем лампочки считается русский ученый Александр Лодынин. Именно он реализовал мечту человечества о постоянном источнике освещения. Свое изобретение российский инженер впервые представил в 1872 году, а через год на петербургских улицах зажглись первые лампочки Лодынина.

Этот источник освещения мог работать до получаса, и для того времени это был прогресс. Если выкачать воздух, лампа продолжала работать. То есть это был первый источник освещения, работающий в постоянном режиме.

Лодынину был вручен патент на лампу с угольной нитью накала. Впоследствии ученый проводил опыты по использованию для стержня различных тугоплавких материалов. Он первым предложил применить для этих целей вольфрам, а также откачивать воздух из лампочки, наполняя ее инертным газом.

Изобретатель Павел Яблочков

Еще одному русскому изобретателю — Павлу Яблочкову удалось продлить работу электрических ламп до полутора часов. Павел Николаевич, посвятивший всю свою жизнь электротехнике, сумел создать не только первую лампочку, но и стал «отцом» электрической свечи. Благодаря этому появилась возможность освещать города по ночам.

Электрическое изобретение Яблочкова имело невысокую стоимость и могло освещать пространство в течение полутора часов. После сгорания лампу заменяли новой. Эта обязанность лежала на дворниках. Позднее появились фонари с автоматической заменой свечи.

Именно изобретение Яблочкова проложило путь к массовому внедрению электричества для уличного освещения.

Новизна изобретения Яблочкова заключалась в том, что в его лампах находилась каолиновая нить накала, не требовавшая наличия вакуума для продолжительного горения. При этом устройство русского электротехника требовало предварительного разогрева проводника, например, при помощи спички.

Американец Томас Эдисон

Когда говорят об изобретателе, создавшем лампу накаливания, всегда упоминают Томаса Эдисона. Но мало кто знает, что американец всего лишь усовершенствовал изобретенный до него прибор, вовремя оформил на него патент и запустил массовое производство. Поэтому Эдисон в большей степени бизнесмен, чем ученый, а первым изобрел лампочку россиянин Александр Лодынин.

В Америке об изобретении Лодынина стало известно благодаря морскому офицеру Хотинскому. Побывав в лаборатории Эдисона, он передал ему изобретения Лодынина и Яблочкина.

Американец доработал новинку, применив вместо угольного стержня буковую нить. Чтобы придумать, как усовершенствовать работу лампы, ему пришлось предпринять около 6000 попыток, но цель была достигнута — его лампочка могла гореть почти сто часов. Эдисон запатентовал изобретение как свое, чем вызвал протест у Яблочкова.

Американский ученый внес и свой вклад в прибор, который стал необходимым для всего человечества. Он создал цоколь и патрон для лампы, а также поворотный выключатель, без которого электрическая свеча не будет работать.

Из истории создания видно, что к изобретению лампочки причастны многие передовые ученые того времени. Кто бы ни был первооткрывателем, без этого удивительного изобретения мир был бы совсем иным.

Изобретателем лампы накаливания, которую изначально называли «электрической свечой», является не один человек. Однако именно этот предмет нашего быта стал для человечества одним из самых важных изобретений, которые можно отнести не только к техническому прогрессу, но и к условиям комфорта и удобства жизни.

Интересно, что еще писатель Чернышевский в своем романе «Что делать?» предсказал электрическое освещение в будущем.

Однако первые попытки изобрести электрическую лампу были неудачными. Прежде всего из-за малого срока службы ламп. И только лишь в 1874 году русский электротехник Александр Лодыгин смог добиться большого срока службы лампы, благодаря тому, что использовал угольный стержень и герметичный сосуд.

В следующем году другой русский электротехник Василий Дидрихсон усовершенствовал лампу Лодыгина, выкачав из лампы воздух и применив несколько нитей (когда перегорала одна нить, автоматически начинала работать другая).

В 1875-1876 годах еще один русский электротехник Павел Яблочков разработал каолиновую лампу, где применил в качестве лампы накаливания каолин, который не требовал вакуума и не перегорал на открытом воздухе. Однако сам Яблочков считал лампы накаливания неперспективными и перешел к дуговым лампам.

Кстати, позже немецкий физик Вальтер Нернст разработал аналог лампы Ябочкова, но использовал не каолин, а керамический материал. Этой лампе также не требовался вакуум. Однако минус ламп Яблочкова и ламп Нернста заключался в том, что их необходимо было предварительно разогреть до высокой температуры.

В 1878 году английский изобретатель Джозеф Уилсон Суон создал лампу с угольным волокном, которая позволяла получить яркое свечение.

В 1879 году известный американский изобретатель Томас Эдисон запатентовал лампу с угольным волокном, которая прослужила 40 часов. Несмотря на малый срок службы, лампы Эдисона-Суона начали вытеснять газовое освещение. Кстати, Эдисон разработал унифицированный цоколь для ламп, бытовые поворотные выключатели, а также внес вклад в развитие принципов системы электроосвещения.

В 1890-х годах Александр Лодыгин предлагает несколько новых усовершенствований для ламп. Именно он предложил использовать нити из вольфрама и молибдена, а также закручивать их в виде спирали. Также Лодыгин решил откачать воздух из ламп, что намного увеличило срок их службы. Патент на вольфрамовую нить Лодыгин в 1906 году продал компании General Electric.

Следует сказать, что использовать вольфрамовую нить додумались также и австро-венгерские изобретатели Шандор Юст и Франьо Ханаман.

Однако производство вольфрамовой нити было достаточно дорого, что ограничивало распространение ламп накаливания, но в 1910 году Уильям Кулидж разработал новый улучшенный метод производства, и с этого момента лампы с вольфрамовыми нитями начинают вытеснять все другие виды ламп.

И в 1932 году американский химик Ирвинг Ленгмюр внес последнее важное усовершенствование в лампу накаливания. Он предложил наполнить лампу инертным газом — аргоном, что еще больше увеличило время их работы и повысило светоотдачу.

С тех пор лампы накаливания стали самым распространенным средством освещения во всем мире, пока в 21 веке их не стали вытеснять более эффективные светодиодные лампы.

История порой бывает несправедлива. Повседневно используемое бытовое устройство, важнейшее для каждого человека и всего человечества, ни названием, ни легендами о создании, ни чем-либо еще не напоминает о создателе. А ведь благодаря одному-единственному человеку в наших домах зажглась электрическая лампочка и на многие годы наполнила дома теплом и светом.

Говорят, что изобретатель электрической лампочки потратил огромное количество времени на ее изобретение. Порядка 2 000 опытов ему пришлось провести, прежде чем прототип бытовой лампочки со спиралью накаливания появился на свет.

В ходе пресс-конференции, посвященной новому изобретению, один неугомонный и настойчивый журналист спросил:

- Скажите, мистер Эдисон, каково это - терпеть неудачу две тысячи раз подряд, пытаясь создать одну лампочку?

- Молодой человек, - ответил Эдисон, - я отнюдь не ошибался две тысячи раз, создавая эту лампочку. Я обнаружил одну тысячу девятьсот девяносто девять способов, как не следует делать лампочку.

Русская ментальность

История обычной электрической лампочки, или говоря наукообразно, лампы накаливания очень похожа на истории многих других изобретений, сделанных в России. Еще в 1872 году русский ученый Александр Лодыгин сумел заставить светиться угольный стержень в стеклянном сосуде с откачанным воздухом. Год 1874. Русский инженер Александр Лодыгин получил патент на изобретение электрической угольной лампочки накаливания. Чуть позже он предложил заменить угольный стержень вольфрамовым, который и сегодня используемым в электрических лампочках.

Но создать надежную, долговечную и недорогую лампочку, а кроме того, наладить ее производство сумел лишь американец Томас Эдисон в 1878 году. Кстати, в его первых лампочках в роли светящейся нити накаливания выступала обугленная стружка японского бамбука. Привычные нам вольфрамовые нити появились значительно позже - по инициативе упоминавшегося уже русского инженера Лодыгина.

Американская практичность

Американская ментальность русской не родня. У подданного Соединенных Штатов Томаса Эдисона все шло в дело: думая над тем, как сделать телеграфную ленту более прочной, он изобрел вощение бумаги. Такая бумага потом использовалась в качестве обертки для конфет.

Молодой Томас Эдисон

До Эдисона изобретения делались либо учеными, для которых они были побочным продуктом их открытий, либо практиками, совершенствовавшими то, с чем работали. Именно «кудесник из Менло-Парка» превратил изобретательство в самостоятельную профессию. Его буквально распирало от идей, и почти каждая разработка становилась ростком для множества последующих, в свою очередь требовавших разработки. Всю свою долгую жизнь Эдисон совершенно не заботился о личном комфорте - когда он уже в зените славы посетил Европу, то был сильно разочарован щеголеватостью и ленью тамошних изобретателей.

Эдисона толкал вверх могучий дух американского капитализма. Он разбогател в 22-летнем возрасте, когда придумал для бостонской биржи котировочный «тиккер». Его величайшим изобретением была электрическая лампочка, благодаря которой удалось электрифицировать всю Америку, а потом и весь мир.

У себя в Менло-Парке, штат Нью-Йорк, Эдисон построил небольшую электростанцию для нужд собственной лаборатории, однако энергии оказалось больше, чем ему требовалось, и тогда изобретатель согласился продавать ее соседям-фермерам. Эти люди и не отдавали себе отчета в том, что стали первыми в мире платными потребителями электричества. Эдисон никогда не хотел быть предпринимателем, но зачастую, нуждаясь в чем-то для своей работы, открывал в Менло-Парке маленькое производство, которое впоследствии разрасталось до огромных масштабов и шло свои собственным путем развития.

Трудно придумать область, в которой Эдисон не совершил бы изобретений. Дуплексный и квадруплексный телеграф, фонограф, телефонная трубка, кинопроектор и кинопленка, рудничный светильник, непрерывное производство цемента и так далее - список поистине безграничный и завораживающий своим масштабом. Подсчитано, что ежегодно он делал по сорок крупных изобретений (вот бы он изобрел в свое время ноутбук! тогда ремонт ноутбуков Samsung потребовался бы пользователям значительно раньше), мелкие никто и не считал. Впрочем, почему же не счесть - Эдисоном было получено в общей сложности 1092 патента. Самый первый из них, датированный 1868 годом, так никогда и не был применен на практике. Эдисон запатентовал электрическую систему точного подсчета голосов на выборах, а Конгресс отказался от ее внедрения: сенаторы решили, что ситуации, когда нужна будет такая точность, сложиться на выборах просто не может. Кто же тогда мог предвидеть проблемы Буша-младшего на выборах 2004 года!

Дальнейшее совершенствование лампы накаливания велось в направлении улучшения световой отдачи путём повышения температуры тела накала при сохранении срока службы лампы. Заполнение лампы накаливания высокомолекулярными инертными газами с добавками галогенов позволило уменьшить загрязнение колбы лампы частицами распылившегося вольфрама и снизило скорость его испарения. Использование тела накала в форме биспирали (спирали, навитой из спирали) и триспирали сократило потери тепла через газ.

Многочисленные разновидности лампы накаливания состоят из однотипных частей, различающихся размерами и формой. Внутри колбы на стеклянном или металлическом штенгеле с помощью держателей из молибденовой проволоки закреплено тело накала (спираль из вольфрама). Концы спирали прикреплены к концам вводов; средняя часть вводов с целью создания вакуумноплотного соединения со стеклянной лопаткой выполняется из платинита или молибдена. В процессе вакуумной обработки колба лампы наполняется инертным газом, после чего штенгель заваривается с образованием носика. Для защиты носика, а также для крепления в патроне лампа снабжается цоколем, прикрепляемым к колбе цоколевочной мастикой.

Лампы накаливания классифицируют по областям применения (осветительные общего назначения, для автомобильных фар и т.д.), по основной конструктивной форме и светотехническим свойствам колбы (зеркальные лампы, декоративные, с рассеивающим покрытием и др.), по форме тела накала (лампы с плоской спиралью, биспиралью и др.). По габаритным размерам различают сверхминиатюрные, миниатюрные, малогабаритные, нормальные и крупногабаритные лампы накаливания; например, к сверхминиатюрным лампам относятся лампы с длиной менее 10 мм и диаметром менее 6 мм, у крупногабаритных ламп длина более 175 мм, а диаметр более 80 мм.

Лампы накаливания рассчитаны на напряжение от долей единицы до сотен вольт, мощностью до десятков киловатт. Увеличение напряжения на лампе накаливания на 1% повышает световой поток на 4%, но снижает срок службы на 15%. Кратковременное включение на напряжение, превышающее номинальное на 15% выводит лампу из строя. Вот почему так часто в нашей действительности перепады напряжения сказываются на частом перегорании лампочек. Срок службы лампы накаливания колеблется от 5 ч (например, самолетные фарные лампы) до 1000 ч и более (например, транспортные лампы), поэтому лампы должны устанавливаться в местах, обеспечивающих лёгкость их замены. Световая отдача зависит от конструкции, напряжения, мощности и продолжительности горения и составляет 10-35 лм/Вт.

По световой отдаче лампы накаливания, безусловно, уступают газоразрядным источникам света (люминесцентная лампа), однако они проще в эксплуатации (не требуют пусковых устройств и сложной арматуры) и для них практически нет ограничений по напряжению и мощности. Ежегодное производство ламп накаливания в мире достигает 10 млрд. штук, количество разновидностей более 2 000.

Читайте также: