Владимир Николаевич Чиколев — изобретатель дуговой лампы с дифференциальным регулятором. Изобретатель дуговой лампы


Чиколев Владимир Николаевич: биография и изобретения

Чиколев Владимир Николаевич (1845-1898) – известный русских инженер, конструктор и электротехник, внесший большой вклад в развитие электрического освещения и популяризацию научных знаний. Его усилиями была создана дифференциальная лампа дугового света, позволившая решить проблему разделения электротока. Кроме того, Чиколев глубоко работал над теорией прожекторов и создал первый в мире образец швейной машинки с электродвигателем.

Чиколев Владимир Николаевич (1845-1898)

Содержание статьи

Ранние годы жизни

Владимир Николаевич Чиколев родился 4 августа 1845 года в деревне Пески Гжатского уезда (ныне Гагаринский район Смоленской области). По стечению обстоятельств в раннем возрасте он остался сиротой и был направлен на проживание в Московский сиротский кадетский корпус, из стен которого выпустился в 1863 году. Затем он недолго проучился в военном училище и поступил вольнослушателем на физмат Московского университета – сказалась давняя тяга Чиколева к электротехнике.

Оставшись без средств к существованию, молодой студент параллельно с учебой подрабатывал лаборантом, а также давал частные уроки. После получения диплома Владимир Николаевич назначается ассистентом в физический кабинет профессора Цветкова, преподававшего в стенах Петровско-Разумовской академии. Отсутствуя по семейным причинам в Москве больше года, Чиколев вернулся сюда в конце 1869 года и с этого времени приступил к активной изобретательской деятельности.

Работа над дифференциальной лампой

В те времена еще не было создано ламп накаливания, адаптированных для широкого использования, поэтому усилия изобретателей были направлены на модернизацию существовавших ламп накаливания. У многих из них было предусмотрено автоматическое регулирование дуги, но все механизмы отличались очень сложным устройством и наличием большого количества деталей. Кроме того, оставляла желать лучшего надежность устройств, что ставило под сомнение их практическую значимость.

В течение почти полутора десятилетий Чиколев работал над идеей дифференциального регулирования и создал несколько вариантов дуговых ламп. В 1869 году ему удалось сконструировать дифференциальный регулятор к лампе Фуко, что стало попыткой преодолеть несовершенство существующих регуляторов. Через два года он разработал лампу с дифференциальным регулятором, где в роли регулирующего элемента выступал электродвигатель.

Созданные образцы отличались небольшим потреблением электричества и не требовали ручной регулировки. Кроме того, в цепь таких ламп безболезненно можно было включить произвольное количество элементов. Регулятор приводится в действие небольшим электромотором с кольцом Грамма. Он оснащался двумя электромагнитами – с тонкой и толстой обмоткой, которые соединялись с помощью параллельной и последовательной дуги.

В зависимости от того, в какую по толщине обмотку попадал электрический ток, якорь вращался в ту или иную сторону, передавая вращение винту с тонкой обмоткой. По винтовой резьбе двигались гайки с закрепленными углями. Движение винта обеспечивало их сближение или отдаление, в последнем случае происходило образование вольтовой дуги.

С помощью дифференциального регулятора Чиколев впервые в мировой электротехнике смог практически решить проблему разделения электрического тока. Несколько дуговых ламп можно было подключать к единому источнику тока, при этом они никак не мешали друг другу. Лампы были оснащены надежной системой регулирования горения дуги и могли тиражироваться в массовом масштабе.

Дифференциальная дуговая лампа конструкции В.Н. Чиколева

В специальных технических изданиях подробное описание дифференциальной дуговой лампы Чиколева было опубликовано только в 1880 году. Вскоре предприниматель из Германии З. Штуккерт подал у себя на родине заявку на конструкцию, максимально идентичную лампе русского электротехника, и она была удовлетворена. При этом немецкое патентное ведомство отказало в предоставлении подобного патента Чиколеву. Развернувшаяся в прессе полемика вынудила Штуккерта признать сходство его лампы с образцом Владимира Николаевича.

К сожалению, в России дуговые лампы Чиколева не получили никакого практического применения. Он так и не смог найти заинтересованных лиц среди чиновников и предпринимателей, которые бы помогли ему реализовать задуманные планы. На Западе все обстояло иначе. В 1885 году немецкая компания Сименс начала массово выпускать дуговые лампы и приоритет в их создании стали отдавать немецкому конструктору Гефнер-Альтенеку.

В 1871 году талантливый изобретатель разработал проект оригинальной ящичной гальванической батареи. Ее особенность заключалась в отсутствии хрупких элементов, а в действие устройство приводила не кислота, а вода и медный купорос.

Участие в политехнической выставке

В 1872 году состоялась Всероссийская политехническая выставка, одним из организаторов отдела прикладной физики выступил Чиколев. На ней изобретатель представил несколько своих творений – дуговую лампу и гальваническую батарею ящичного типа. Среди экспонатов также была уникальная швейная машинка с компактным двигателем, ставшая первым на планете образцом электрифицированного станка. Для сравнения – в США первая швейная машина с электроприводом была продемонстрирована только в 1880 году.

Накопленный за годы упорного труда опыт позволил Чиколеву начать распространение результатов своих исследований. Он активно выступал с публичными лекциями в стенах Политехнического музея, а также читал доклады для членов специальных комиссий и обществ. Почти всегда Владимир Николаевич сопровождал свой рассказ демонстрацией приборов, что вызывало огромный интерес у публики.

Петербургский этап

На одном из таких выступлений завязалось знакомство Чиколева с Павлом Яблочковым, которое подтолкнуло изобретателя к работе в сфере электрического освещения. В 1876 году он решается на переезд в более развитый в промышленном плане Петербург, где поступает на службу в военное ведомство. Здесь Владимир Николаевич со всей своей неутомимой энергией взялся за работу, активно способствуя распространению электротехнических устройств в разных областях гражданской практики.

Он стал одним из инициаторов и создателей системы электрического освещения в российской столице. С его ведома обустраивалась подсветка на мостах, площадях и улицах Петербурга. Чиколев с огромным энтузиазмом доказывал необходимость именно электрического, а не газового освещения Литейного моста. В итоге он сам возглавил реализацию этого проекта и довел его до ума. В 1881 году Владимир Николаевич организовал опыт прямо на берегу Невы, в котором демонстрировал действие электроприводов пожарных насосов, а также участвовал в представлении световых иллюминаций.

На втором заседании Русского технического общества Чиколев предложил провести в Петербурге первую на планете электротехническую выставку, а полученные от ее проведения доходы направить на издание нового журнала об электротехнике. Выставка начала свою работу весной 1880 года на территории «Соляного городка» и имела огромный успех у посетителей. Свои комментарии и пояснения к экспонатам давали знаменитые изобретатели и конструкторы: Павел Николаевич Яблочков, Дмитрий Александрович Лачинов и сам Чиколев.

Изучение теории прожекторов

На протяжении двух десятилетий Чиколев трудился в должности электротехника Главного артиллерийского управления и за это время получил широкое признание как один из лучших исследователей теории прожекторов. Он первым в России провел серию фотометрических испытаний прожекторных устройств. Во время проведенных опытов инженер определил неоднородную структуру светового снопа и предложил несколько интересных выводов. Они касались описания условий, необходимых для лучшего рассмотрения через луч прожектора удаленных объектов, а также затруднений, которые возникали в темное время при стрельбе по прожектору.

Результатом глубокой проработки темы стало написание уникальной работы «Осветительная способность прожекторов электрического света», ставшей первым на планете трудом, который посвящен теории прожекторного оборудования. Этот труд был переведен на многие европейские языки и много лет оставался ключевой основой в деле расчета параметров работы прожекторов.

В 1883 году Чикалев предложил идею составного рефлектора, состоящего из колец сферической формы. Это была попытка заменить массивные и неэффективные отражатели Манжена более производительным оборудованием. Но для их изготовления требовалась сложная технология горячего сгибания зеркал, которая в России не использовалась. Поэтому автор передал право на их изготовление одной немецкой компании. До момента создания стеклянных параболических отражателей, устройства Чиколева продолжали использоваться в военных прожекторах.

В 1892 году Владимир Николаевич описал простой и эффективный метод испытания отражателей с помощью фотографирования изображения сетки. Он получил широкое распространение и применялся многими зарубежными фирмами. В отдельных модификациях в условиях лабораторного тестирования прожекторных отражателей метод Чиколева не потерял актуальности и до настоящего времени. Также ему принадлежит авторство изобретения легкой складкой вышки для наземных прожекторов и создание нескольких вариантов дуговых прожекторных ламп.

Другие изобретения и достижения

В 1891 году Чиколев предложил идею электрического катера, которые имел ряд преимуществ перед паровым. Он не создавал угрозы для пороховых погребов, не требовал специального обслуживания и был довольно прост в управлении. Кроме того, он сконструировал несколько переносных электрофонарей, не представлявших опасности для пороховых складов, и разработал систему взрывобезопасного освещения производственных площадей Охтенского порохового завода. В ее основе находились дуговые лампы, размещенные во дворе предприятия. Генерируемый ими световой поток, направлялся в цеха по специальным трубам благодаря системе зеркал, призм и линз.

Оптическая канализация света на Охтинском пороховом заводе по системе Чиколева

Незадолго до смерти в 1895 году Чиколев написал интереснейший труд «Не быль, но и не выдумка», в котором рассуждал о дальнейших перспективах развития электротехнической мысли, предвосхитив появление некоторых изобретений. До последних дней жизни Владимир Николаевич последовательно отстаивал обоснованность метода «оптической канализации» светового излучения и практической полезности электромотора для катера.

В 1896 году во время поездки Чиколева на артиллерийский полигон произошел сход с рельсов дрезины, рукоятка которой сильно ударила его в бок, спровоцировав тяжелое заболевание печени. Справиться с этим недугом выдающийся электротехник не смог и 7 марта 1898 года он ушел из жизни.

Интересные факты

  • В студенческие годы из-за нехватки денег Чиколев нашел оригинальный способ заработка. Он в совершенстве освоил премудрости стенографии, детально записывал лекции профессоров, после чего размножал материал на гектографе и продавал за деньги.
  • Чиколев стоял у истоков создания VI Электротехнического отдела Русского технического общества и был причастен к основанию журнала «Электричество».
  • Владимир Николаевич первым в стране выступил с инициативой электроосвещения театров и использования этой технологии для создания световых эффектов на сцене.
  • Нет никаких сомнений, что именно ученикам Владимира Николаевича удалось сконструировать знаменитую береговую батарею «Электрический утес» (батарея №15 Порт-Артура).

elektroznatok.ru

кто первый придумал это изобретение и этапы его модернизации.

Много разговоров и необоснованных споров стоит вокруг этого вопроса. Кто изобрел лампу накаливания? Одни утверждают, что это Лодыгин, другие, что Эдисон. Но все куда сложнее, давайте разберемся с хронологией исторических событий.

Существует множество методов трансформации электрической энергии в световую. К ним относятся лампы дугового принципа действия, газоразрядного и те, где источником свечения является нагревательная нить. Фактически лампочку накаливания тоже можно считать искусственным источником освещения, поскольку для ее работы применяется эффект нагреваемого проводника, через который проходит ток. В качестве накаливаемого элемента чаще всего выступает металлическая спираль или угольная нить. Помимо проводника в конструкцию лампочки входит колба, токоввод, предохранитель и цоколь. Однако всё это мы знаем уже сейчас. А ведь не так давно было время, когда несколько учёных вели одновременные разработки в области искусственных источников света и боролись за звание изобретателя лампочки.

1802 г. Электрическая дуга Василия Петрова.
1808 г. Гемфри Дэви описал дуговой электрический разряд между двумя угольными стержнями, создав первую лампу.
1838 г. Бельгийский изобретатель Жобар, создал первую лампу накаливания с угольным сердечником.
1840 г. Уоррен де ла Рю создал первую лампочку с платиновой спиралью.
1841 г. Англичанин Фредерик де Молейн запатентовал лампу с платиновой нитью и углеродным наполнением.
1845 г. Кинг заменил платиновый элемент на угольный.
1845 г. Немец Генрих Гёбель создал прототип современной лампочки.
1860 г. Англичанин Джозеф Суон (Свон) получил патент на лампу с углеродной бумагой.
1874 г. Александр Николаевич Лодыгин запатентовал лампу с угольным стержнем.
1875 г. Василий Дидрихсон усовершенствовал лампу Лодыгина.
1876 г. Павел Николаевич Яблочков создал каолиновую лампу.
1878 г. Английский изобретатель Джозеф Уилсон Суон запатентовал лампу с угольным волокном.
1879 г. Американец Томас Эдисон запатентовал свою лампу с платиновой нитью.
1890 г. Лодыгин создает лампы с нитями накаливания из вольфрама и молибдена.
1904 г. Шандор Юст и Франьо Ханаман запатентовали лампу с вольфрамовой нитью.
1906 г. Лодыгин запустил производство ламп в США.
1910 г. Вильям Дэвид Кулидж усовершенствовал метод производства вольфрамовых нитей.

Если вы хотите действительно разобраться, то настоятельно рекомендуем прочитать статью целиком.

Первые преобразования энергии в свет

В XVIII веке произошло знаменательное открытие, положившее начало огромной череде изобретений. Был обнаружен электрический ток. На рубеже следующего столетия итальянским учёным Луиджи Гальвани был изобретен способ получения электрического тока из химических веществ – вольтов столб или гальванический элемент. Уже в 1802 году физик Василий Петров открыл электрическую дугу и предложил применять ее в качестве осветительного устройства. Через 4 года королевское общество увидело электрическую лампу Гемфри Дэви, она освещала помещение за счёт искорок между стержнями из угля. Первые дуговые лампы отличались чересчур высокой яркостью и ценой, что делало их непригодными для ежедневного использования.

Лампа накаливания: прототипы

Первые разработки осветительных ламп с накаливаемыми элементами начались в середине 19-ого века. Так, в 1838 году бельгийский изобретатель Жобар представил проект лампы накаливания с угольным сердечником. Хотя время работы этого устройства не превышало получаса, оно являло собой свидетельство технологического прогресса в данной области. В 1840 -м году, Уоррен де ла Рю, английский астроном, произвёл лампочку с платиновой спиралью, первую в истории электротехники лампу с накаливаемым элементом в виде спирали. Изобретатель пропустил электрический ток через вакуумную трубку с помещенным в нее мотком платиновой проволоки. В результате нагревания платина излучала яркое свечение, а практически полное отсутствие воздуха позволяло использовать устройство в любых температурных условиях. Из-за дороговизны платины в коммерческих целях применять такую лампу было нелогично, даже с учётом её эффективности. Однако в дальнейшем именно образец этой лампочки стали считать предком других ламп накаливания. Уоррен де ла Рю спустя несколько десятилетий (в 1860 -х) принялся активно изучать феномен газоразрядного свечения под воздействием тока.

В 1841 году англичанин Фредерик де Молейн запатентовал лампы, представлявшие собой колбы с платиновой нитью, наполненные углеродом. Однако, проведенные им в 1844 г. испытания в отношении проводников, не увенчались успехом. Это было связано с быстрым плавлением платиновой нити. В 1845 году уже другой учёный, Кинг, заменил платиновые элементы накаливания на угольные палочки и получил на свое изобретение патент. В эти же годы за океаном, в США, Джон Старр запатентовал лампочку с вакуумной сферой и углеродной горелкой.

В 1854 -м году немецкий часовщик Генрих Гёбель придумал устройство, считающееся прототипом современных лампочек. Он продемонстрировал её на электротехнической выставке в США. Она представляла собой вакуумную лампу накаливания, которая действительно годилась для применения в самых различных условиях. В качестве источника света Генрих предложил использовать бамбуковую нить, которая была обуглена. Взамен колбы учёный брал простые бутылочки от туалетной воды. Вакуум в них создавался за счёт добавления и выливания ртути из колбы. Недостатком изобретения являлась излишняя хрупкость и время работы всего на несколько часов. В годы активной исследовательской жизни Гёбель не смог встретить должного признания в обществе, но в 75 лет он был назван изобретателем первой практичной лампы накаливания на основе угольной нити. Кстати, именно Гёбель впервые воспользовался осветительными проборами в рекламных целях: он ездил по Нью-Йорку на телеге, украшенной лампочками. На издали привлекающей внимание коляске была установлена подзорная труба, через которую ученый позволял за некоторую плату взглянуть на звёздное небо.

Первые результаты

Наиболее эффективные результаты в области получения вакуумной лампочки были достигнуты известным химиком и физиком из Англии – Джозефом Суоном (Своном). В 1860 годе он получил патент на своё изобретение, хотя лампа работала не слишком долго. Это было связано с использованием углеродной бумаги — она быстро превращалась в крошки после горения.

В середине 70-х гг. 19-го века параллельно со Своном несколько изобретений запатентовал и российский учёный. Выдающийся учёный и инженер Александр Лодыгин изобрёл в 1874 году нитевую лампу, в которой для нагревания использовался угольный стержень. К опытам по изучению осветительных приборов он приступил в 1872 году, находясь в Петербурге. В результате, благодаря банкиру Козлову, было основано общество по эксплуатации лампочек с углём. За своё изобретение учёный получил премию в Академии наук. Эти лампы сразу же стали использоваться для уличного освещения и здания Адмиралтейства.

Алекса́ндр Никола́евич Лоды́гин

Лодыгин также был первым, кто придумал применять закрученные в спираль вольфрамовые или молибденовые нити. К 1890 -м гг. у Лодыгина на руках было несколько разновидностей ламп с накаливаемыми нитями из разных металлов. Он предложил откачивать воздух из лампочки, чтобы процесс окисления шёл медленнее, а значит, срок службы лампы был больше. Первая коммерческая лампа со спиралевидной нитью из вольфрама в Америке производилась в дальнейшем как раз по патенту Лодыгина. Он изобрёл даже лампочки с газом, заполненные угольной нитью и азотом.

Идея Лодыгина в 1875 году была усовершенствована другим русским механиком-изобретателем Василием Дидрихсоном. Он изготавливал угольки, обугливая древесные цилиндрики в графитовых тиглях. Именно он первым сумел осуществить откачку воздуха и установил в лампочку более одной нити, чтобы при перегорании происходила замена. Выпущена такая лампа была под руководством Кона, а освещать ею стали большой магазин белья и подводные кессоны во время строительства моста в Петербурге. В 1876 году лампу усовершенствовал Николай Павлович Булыгин. Учёный накаливал только один конец уголька, который постоянно выдвигался в процессе обгорания. Тем не менее, устройство было сложным и дорогим.

В 1875-76 гг. электротехник Павел Яблочков, создавая электрическую свечу, обнаружил, что каолин (разновидность белой глины) под воздействием высокой температуры хорошо проводит электричество. Он изобрёл каолиновую лампочку с нитью накаливания из соответствующего материала. Отлич

housepic.ru

первое российское изобретение, покорившее мир

 

Павел Яблочков и его изобретение

Ровно 139 лет назад, 23 марта 1876 года, великий русский изобретатель Павел Николаевич Яблочков запатентовал свою знаменитую электрическую лампочку. Несмотря на то, что век ее оказался недолог, лампочка Яблочкова стала прорывом для российской науки и первым изобретением русского ученого, получившим широкую известность за границей.

Давайте вспомним, какой вклад внес Яблочков в развитие электрической светотехники и что сделало его на короткий срок одним из самых популярных ученых Европы.

Первые дуговые лампы

В первой половине XIX века в сфере искусственного освещения на смену господствовавшим на протяжении веков свечам пришли газовые лампы. Их тусклый свет стал освещать фабрики и магазины, театры и гостиницы, и, конечно же, улицы ночных городов. Однако, при относительном удобстве в эксплуатации, газовые лампы имели слишком маленькую светоотдачу, да и специально изготавливаемый для них светильный газ стоил отнюдь недешево.

С открытием электричества и изобретением первых источников тока стало ясно, что будущее светотехники лежит именно в этой области. Развитие электрического освещения изначально пошло по двум направлениям: конструирование дуговых ламп и ламп накаливания. Принцип работы первых основывался на эффекте электрической дуги, хорошо всем знакомом по электросварке. С детства родители запрещали нам смотреть на ее ослепляющий огонь, и не зря — электрическая дуга способна порождать чрезвычайно яркий источник света.

 

 

Дуговые лампы начали широко использоваться примерно с середины XIX века, когда французский физик Жан Бернар Фуко предложил использовать в них электроды не из древесного, а из ретортного угля, что существенно повышало продолжительность их горения.

Но такие дуговые лампы требовали внимания — по мере сгорания электродов, необходимо было сохранять постоянное расстояние между ними, чтобы электрическая дуга не гасла. Для этого использовались очень хитрые механизмы, в частности — регулятор Фуко, придуманный тем же самым французским изобретателем. Регулятор был весьма сложно устроен: механизм включал три пружины и требовал постоянного к себе внимания. Все это делало дуговые лампы чрезвычайно неудобными в использовании. Решить эту проблему взялся русский изобретатель Павел Яблочков.

Яблочков берется за дело

Проявлявший с детства тягу к изобретательству уроженец Саратова Яблочков в 1874 году устроился работать начальником службы телеграфа на железную дорогу Москва-Курск. К этому времени Павел окончательно решил сконцентрировать свое творческое внимание на усовершенствовании существовавших тогда дуговых ламп.

Начальство железной дороги, знавшее о его увлечении, предложило начинающему изобретателю интересное дело. Из Москвы в Крым должен был проследовать правительственный поезд и для обеспечения его безопасности было придумано организовать для машиниста ночное освещение пути.

 

Один из примеров регулирующих механизмов в дуговых лампах того времени

Яблочков с радостью согласился, взял с собой дуговую лампу с регулятором Фуко и, прикрепив ее к передней части локомотива, всю дорогу до Крыма каждую ночью дежурил возле прожектора. Примерно раз в полтора часа ему приходилось менять электроды, а также постоянно следить за регулятором. Несмотря на то, что опыт по освещению в целом удался, было понятно, что широкого применения такой способ получить не может. Яблочков решил попытаться усовершенствовать регулятор Фуко, чтобы упростить эксплуатацию лампы.

Гениальное решение

В 1875 году Яблочков, проводя в лаборатории опыт по электролизу поваренной соли, случайно вызвал между двумя параллельно расположенными угольными электродами появление электрической дуги. В этот момент Яблочкову пришла в голову идея, как улучшить конструкцию дуговой лампы таким образом, чтобы регулятор вовсе перестал бы быть нужным.

 

 

Лампочка Яблочкова (или, как ее было принято называть в то время «свеча Яблочкова») была устроена, как и все гениальное, довольно просто. Угольные электроды в ней располагались вертикально и параллельно друг к другу. Концы электродов были соединены тонкой металлической нитью, которая поджигала дугу, а между электродами находилась полоска изолирующего материала. По мере сгорания углей, сгорал и изоляционный материал.

 

Вот так выглядела свеча Яблочкова. Красная полоса - это и есть изоляционный материал

В первый моделях лампы после отключения электричества поджечь ту же самую свечу не представлялось возможным, так как не было контакта между двумя уже подожженными электродами. Позже Яблочков начал подмешивать в изоляционные полоски порошки различных металлов, которые, при затухании дуги, образовывали на торце специальную полоску. Это позволяло использовать недогоревшие угли повторно.

Догоревшие же электроды моментально заменялись новыми. Это приходилось делать примерно раз в два часа — именно на столько их хватало. Поэтому лампочку Яблочкова логичней было называть именно свечой — менять ее приходилось даже чаще, чем изделие из воска. Зато она была в сотни раз ярче.

Всемирное признание

Завершил создание своего изобретения Яблочков в 1876 году уже в Париже. Из Москвы ему пришлось уехать по финансовым обстоятельствам — будучи талантливым изобретателем, Яблочков был бездарным предпринимателем, что, как правило, выливалось в банкротство и долги всех его предприятий.

В Париже, одном из мировых центров науки и прогресса, Яблочков со своим изобретением быстро достигает успеха. Устроившись в мастерскую академика Луи Бреге, 23 марта 1876 года Яблочков получает патент, после чего его дела под чужим руководством начинают идти в гору.

В том же году изобретение Яблочкова производит фурор на выставке физических приборов в Лондоне. Им тут же начинают интересоваться все крупные европейские потребители и в течении каких-то двух лет свеча Яблочкова появляется на улицах Лондона, Парижа, Берлина, Вены, Рима и великого множества других городов Европы. Электрические свечи заменяют устаревшее освещение в театрах, магазинах, богатых домах. Ими умудрились подсветить даже огромный парижский ипподром и развалины Колизея.

 

Так свеча Яблочкова освещала ночной Париж

Свечи расходились в громадных по тем временам объемах — завод Бреге выпускал по 8 тысяч штук ежедневно. Спросу также поспособствовали и последующие улучшения самого Яблочкова. Так, с помощью примесей, добавляемых в изолятор из каолина, Яблочков добился более мягкого и приятного спектра излучаемого света.

 

 

 

 

 

 

 

А так - Лондон

В России свечи Яблочкова впервые появились в 1878 году в Петербурге. В этом же году изобретатель временно возвращается на родину. Здесь его бурно встречают почестями и поздравлениями. Целью возвращения стало создание коммерческого предприятия, которое помогло бы ускорить электрификацию и способствовать распространению в России электрических ламп.

Однако, уже упомянутые скудные предпринимательские таланты изобретателя вкупе с традиционной для российского чиновничества инертностью и предвзятостью помешали грандиозным планам. Несмотря на большие денежные вливания, такого, как в Европе распространения свечи Яблочкова в России не получили.

Закат свечи Яблочкова

На самом деле, закат дуговых ламп начался еще до изобретения Яблочковым своей свечи. Многие этого не знают, но первый в мире патент на лампу накаливания также получил русский ученый — Александр Николаевич Лодыгин. И сделано это было еще в 1874 году.

Яблочков, конечно же, про изобретения Лодыгина прекрасно знал. Более того, косвенно он и сам принял участие в разработке первых ламп накаливания. В 1875-76 годах, при работе над изоляционной перегородкой для своей свечи, Яблочков открыл возможность использования коалина в качестве нити в подобных лампах. Но изобретатель посчитал, что у ламп накаливания нет будущего и до конца своих дней над их конструкцией целенаправленно так и не работал. История показала, что в этом Яблочков грубо ошибся.

Во второй половине 1870-х годов американский изобретатель Томас Эдиссон патентует свою лампу накаливания с угольной нитью, срок службы которой составлял 40 часов. Несмотря на многие недостатки, она начинает быстро вытеснять дуговые лампы. А уже в 1890-х годах лампочка принимает знакомый нам вид — все тот же Александр Лодыгин сначала предлагает использовать для изготовления нити тугоплавкие металлы, в том числе — вольфрам, и закручивать их в спираль, а затем первым же откачивает из колбы воздух, чтобы увеличить срок службы нити. Первая в мире коммерческая лампа накаливания с закрученной вольфрамовой спиралью производилась именно по патенту Лодыгина.

 

Одна из ламп Лодыгина

Эту революцию электрического освещения Яблочков уже практически не застал, скоропостижно скончавшись в 1894 году, в возрасте 47 лет. Ранняя смерть стала следствием отравления ядовитым хлором, с которым изобретатель много работал в экспериментах. За свою недолгую жизнь Яблочков успел создать еще несколько полезных изобретений — первые в мире генератор и трансформатор переменного тока, а также деревянные сепараторы для химических аккумуляторов, используемые и поныне.

И хотя свеча Яблочкова в своем первоначальном виде канула в небытие, как и все дуговые лампы того времени, в новом качестве она продолжает существовать и сегодня — в виде газоразрядных ламп, последнее время повсеместно внедряемых вместо ламп накаливания. Хорошо знакомые всем неоновые, ксеноновые или ртутные лампы (которые также называют «лампами дневного света») работают, основываясь на том же принципе, что и легендарная свеча Яблочкова.

Понравился наш сайт? Присоединяйтесь или подпишитесь (на почту будут приходить уведомления о новых темах) на наш канал в МирТесен!

nauka-novosti.ru

Из истории дуговой лампы

ИЗ ИСТОРИИ ДУГОВОЙ ЛАМПЫ

Осенью 1802 г. профессор физики Петербургской Медико–Хирургической Академии Василий Владимирович Петров производил опыты с помощью построенной им самим огромной батареи гальванических элементов. Однажды, исследуя сопротивление угля, В.В. Петров взял два угольных стерженька, соединил один из них с положительным полюсом электрической батареи, другой – с отрицательным и приблизил угли один к другому. Как только угли сблизились, их концы разогрелись так сильно, что начали светиться. Учёный стал немного отодвигать угли друг от друга. Внезапно в воздухе между ними возникло ослепительно яркое изогнутое белое пламя – электрическая дуга, от которой, как писал В.В. Петров, «тёмный покой довольно ясно освещен, быть может». Учёный заметил, что жар электрической дуги очень силен. В ней плавятся даже железные гвозди и медные пластинки. Это и не удивительно – теперь мы знаем, что температура в пламени дуги Петрова достигает до 60000С. В.В. Петров поставил много опытов с электрической дугой. Он получал ее в воздухе, в разрежённой среде, в различных жидкостях, наблюдал ее, заменяя угли металлами. Об открытом им явлении электрической дуги и ее исследованиях учёный написал две книги. В своих книгах В.В. Петров предсказал, что электрическая дуга получит применение в технике для освещения и нагревания.

Открытие В.В. Петрова было очень скоро незаслуженно забыто. Этому в немалой степени способствовали ученые иностранцы, занимавшие тогда начальственные места в русской Академии наук. Когда через девять лет, в 1811 г., английский ученый Г. Дэви снова получил в своей лаборатории электрическую дугу, он был признан первооткрывателем этого явления.

Первая еще несовершенная дуговая лампа конструкции Б.С. Якоби появилась в 1849 г. в Петербурге, на башне Адмиралтейства. Угли этой лампы приходилось сближать вручную. Лампа Якоби излучала такой сильный свет, что ее называли электрическим солнцем. Русские изобретатели А. Шпаковский (в 1856 г.) и В. Чиколев (в 1865 г.) придумали регуляторы, которое автоматически поддерживали необходимое расстояние между углями. Дуговые лампы с регуляторами были сложны и стоили дорого.

Несовершенство регуляторов дуговых ламп очень ясно видел начальник телеграфа одной из русских железных дорог Павел Николаевич Яблочков. Ему было поручено следить за работой дуговой лампы прожектора, установленного на паровозе поезда важного назначения. Этот светильник потребовал много хлопот и так заинтересовал Яблочкова, что стал делом его жизни. Яблочков задумал сделать дуговую лампу простой и доступной для всех. В 1876 году на выставке точных физических приборов в Лондоне П. Н.Яблочков демонстрировал перед посетителями необыкновенную “электрическую свечу”. Эта свеча горела ослепительно ярким светом. В том же году “свечи Яблочкова” появились на улицах Парижа. Помещенные в белые матовые шары они давали яркий приятный свет. В короткое время чудесные свечи завоевали всеобщее признание. Ими освещались лучшие гостиницы, улицы и парки крупнейших городов Европы.

Электрическая лампа накаливания изобретена русским изобретателем Александром Николаевичем Лодыгиным. Еще со школьной скамьи у Лодыгина зародилась мечта о летательной машине, увлекая его на долгие годы. Ради этой идеи он нарушил обычай семьи – снял офицерский мундир и поступил на Тульский завод молотобойцем. Здесь Лодыгин всей душой привязался к технике. А в 1869 году представил в Главное инженерное управление проект летательной машины с электрическим двигателем. Царские чиновники не приняли его. А.Н. Лодыгину разрешили передать проект в помощь воюющей Франции. Изобретатель уехал во Францию, но и здесь осуществить мечту не удалось. Вернувшись в Россию, Лодыгин стал работать в обществе газового освещения в Петербурге. Словно сказочная жар – птица, “электролет” ускользнул от молодого изобретателя, и лишь маленькая деталь его проекта осталась в руках, необыкновенная как перо жар-птицы. То была мысль о первой в мире электрической лампе накаливания. Изобретатель принялся за исследовательскую работу. Он задумался, что дает самый сильный свет в электрической дуге? Оказалось раскаленные концы угольных стержней, между которыми образуется дуга, дают более яркий свет, чем сама дуга. Так зачем же она нужна? И решил раскалить электрическим током угольные стержни - они и будут светиться. В стеклянный баллон А.Н. Лодыгин поместил тонкий угольный стержень между двумя медными держателями. Такая лампа светила всего полчаса, потом его угольный стерженек сгорал. Исследователь пробовал ставить в лампу два уголька, добиваясь того, чтобы сперва накалялся только один. Этот уголек быстро сгорал, но зато поглощал кислород в лампе. Когда первый уголек сгорал, раскалялся и начинал светиться второй. Он светил уже два часа. Наконец А. Н. Лодыгин изготовил лампочку со сферической колбой, из которой был выкачен воздух, причем, снаружи, воздух в нее не просачивался. Угольный стержень такой лампы светился уже несколько десятков часов. Заявку на патент на свою лампу А. Н. Лодыгин подал 14 октября 1872 года. Осенним вечером 1873 года много народу шло по одной глухой петербургской улице. Газетчики сообщили, что в этот день там будут пробовать электрическое освещение. Очевидец этого эксперимента рассказывал: «В двух уличных фонарях керосиновые лампы были заменены лампами накаливания, изливавшими яркий белый свет. Масса народа любовалось этим освещением, этим огнем с неба. Многие принесли с собой газеты и сравнивали расстояния, на которых можно было читать при керосиновом освещении и при электричестве». Скоро засияла электрическим светом витрина большого магазина на одной из главных улиц столицы. Лампочки Лодыгина даже опустили в реку, и они отлично освещали водолазам место работы. Осенью 1874 года Академия наук присудила А. Н. Лодыгину Ломоносовскую премию. Вскоре Лодыгин получил патент на свой способ освещения в 10 странах мира. Все-таки лампочки Лодыгина служили недолго. Нужно было проделать еще тысячи опытов, чтобы создать прочную нить накаливания. А денег у ученого не было. Американский ученый Эдисон получил несколько лампочек Лодыгина. Их привез в Америку один русский офицер. Эдисон понял, что изобретенные Лодыгиным лампочки - лучший способ освещения, только надо их усовершенствовать.

У Эдисона было то, чего не было у Лодыгина,- много денег и много помощников. Как у всякого изобретателя у него был большой запас терпения. 6000 опытов проделал Эдисон со своими помощниками, чтобы найти самый прочный материал для угольных нитей японский бамбук – и лучший способ их приготовления. В конце 1879 года Эдисон создал лампу с винтовым цоколем и патроном. Лодыгин потратил 27 лет жизни на поиски лучшего материала для нити лампы накаливания! В 1890 году он получил в Америке патент на лампу с нитью из тугоплавких металлов – вольфрама, молибдена и тантала. Во всем мире с тех пор нити для электрических ламп делают из вольфрама, температура плавления которого – 33800С. Сейчас наша электроламповая промышленность выпускает в год миллиарды самых разнообразных ламп накаливания. Помимо всем известных ламп, есть и необычные. Например, лампы – гиганты, применяемые для морских маяков. Некоторые из таких ламп имеют высоту более метра, массу свыше 7 кг, а мощность 500000 Вт. Существуют и лампы карлики массой 0,02 г. Такие лампы используют в медицине. Современная лампа накаливания – очень удобный, безопасный и дешевый источник света. Но и в ней лишь небольшая доля подводимой энергии (всего 7%) превращается в энергию видимого света, причем ее свет сильно отличается от дневного. Будущее, конечно, за лампами “дневного света”, но сейчас лампы накаливания остаются наиболее популярными и широко распространенными источниками света.

^

  • Продолжателем работ В. В. Петрова по расплавлению металлов электрической дугой был русский изобретатель Николай Николаевич Бенардос. В 1882 г. он предложил способ дуговой электрической сварки металлов и через два года взял на него патент.
  • Н. Н. Бенардос соединил один полюс сильной электрической батареи с угольным электродом, а другой — со свариваемыми металлическими деталями. Как только изобретатель, держа электрод за ручку, подносил его к металлу, вспыхивала яркая дуга. В ее пламя Бенардос помещал конец металлического стержня, так называемый присадочный металл. Жар дуги начинал расплавлять этот стержень и края свариваемых листов; металлические детали соединялись с помощью шва — полоски наплавленного металла.
  • Коренной переворот в области сварки металлов произвел способ автоматической дуговой сварки под слоем флюса (специального порошка). Этот способ был создан в 1939 г. группой ученых и инженеров под руководством академика Е. О. Патона. При автоматическом способе электросварки основные операции производятся специальным механизмом — сварочной головкой, которая движется по свариваемому изделию. Сила тока может достигать более 3000 А, а окружающий дугу флюс препятствует тому, чтобы ее тепло рассеи­валось. Поэтому плавление основного металла и электродной проволоки происходит во много раз быстрее, чем при сварке ручным способом, а качество шва повышается.

^

  • Более 3000 лет назад в Египте уже строили инкубаторы для вывода цыплят. Чтобы обогреть инкубатор, сжигали солому и, не имея измерительных приборов, поддерживали нужный режим на глаз. В современные инкубаторы закладывают десятки тысяч яиц одновременно, а работает такой инкубатор по строго заданной программе. Инкубатор представляет собой шкаф, где по ярусам на специальных лотках размещены яйца. Он обогревается с помощью нагревательных проволочных спиралей. Такой нагрев «чист», т. е. не дает дыма, который мог бы вредить зародышам. Автоматически поддерживается температура в интервале от 37,7 до 38 °С, для этого используют терморегуляторы 1 с биметаллической пластинкой или другого типа. Биметаллическая пластинка терморегулятора сделана из двух разнородных металлических пластин, например железной и из сплава инвара 2. Биметаллическая пластина закреплена с одного конца. Когда температура в инкубаторе ниже нормы, биметаллический терморегулятор 2 замыкает контакты электрической цепи и ток проходит по нагревательным спиралям 1. Если температура терморегулятора больше заданной, биметаллическая пластина так изгибается в сторону менее удлинившегося слоя, что отходит от контакта. Электрическая цепь нагревателя размыкается; она остается в таком положении до тех пор, пока температура не ниже нормы; тогда биметаллический терморегулятор снова замкнет цепь. Для поддержания в инкубаторе необходимой влажности там имеется сосуд с водой 3.

sov.opredelim.com