Кто изобрел электрическую лампу накаливания

134 года лампочке накаливания, или Новогодняя история успеха Томаса Алвы Эдисона

134 года назад, в 1879-м, в тот же день, что и сегодня, — 31 декабря — Томас Алва Эдисон устроил грандиозное Событие. Это была не просто публичная демонстрация очередного продукта его «фабрики изобретений на заказ» в Менло-Парке — это было Шоу. Заранее заказанные поезда один за одним прибывали на станцию; три тысячи человек — деловых людей, журналистов, правительственных чиновников и просто интересующихся ходом прогресса — стали зрителями невиданной иллюминации: 700 электрических ламп горели на столбах вдоль дорог, ярко освещали комнаты, мастерские и лаборатории первого в истории человечества научно-исследовательского и инженерного центра, специально «заточенного» под коммерческое производство новых технологий. Время и дата шоу были тщательно продуманы: скромная деревушка сияла, словно рождественская ёлка. Кипяток эмоций…

Предприимчивый нахал. Говорят, на вопрос, однажды заданный юному разносчику газет Тому Эдисону? — «Не из тех ли вы мальчишек, что торговали конфетами в коробках с фальшивым дном в полдюйма толщиной?» — он нахально ответил: «Нет. В моих коробках дно всегда было толщиной в дюйм». С 15-летнего возраста предпринимательская энергия в нем бьёт ключом. Придуманный им способ распространять при помощи телеграфа анонс новостей газеты, которой он торговал в поездах, позволил ему в несколько раз увеличить продажи. На заработанные деньги Эдисон покупает небольшую типографию и становится издателем первой поездной газеты.

Изобретения на заказ. Важнейшей особенностью всей деятельности Эдисона, принципиально отличавшейся от «практики» абсолютного большинства гениальных изобретателей, являлась тщательная выверенность её рыночной политики. Своё кредо он сформулировал так: «Нет смысла заниматься вещами, которые никому не нужны».
Сегодня мы называем этот принцип «рыночным подходом» или «исследованием рынка», но… в своё время Эдисон и здесь проявил новаторство: он попросту сам обеспечил себя сбытом — подписав контракт с «Вестерн Юнион», согласно которому эта компания получала право первой выдавать начинающему изобретателю заказы на разработки и первой покупать патенты на его изобретения. Так, например, внедрение изобретённого Эдисоном многоканального телеграфа принесло «Вестерн Юнион» $15 млн, и когда встал вопрос о приобретении патента Белла на новый телеграфный аппарат, то компания попросту заказала Эдисону изобрести такое же устройство, но на другом принципе.

Заказов оказалось много, и в 1876 году Эдисон переводит свою лабораторию в деревушку Менло-Парк (штат Нью-Джерси) и реорганизует её в крупнейший на то время лабораторно-производственный центр, позволявшим вести научные исследования, осуществлять опытное и серийное производство изделий. Здесь собирается обширная библиотека, отводятся помещения для отдыха и жизни сотрудников (многие из них долгие дни не покидали рабочих мест, предпочитая ночевать в лаборатории).

Детали и внутреннюю обстановку комплекса мы сегодня можем видеть воочию благодаря усилиям Генри Форда, бывшего другом Эдисона. Именно он в 1929 году перевёз все здания и обстановку лаборатории Менло-Парка в Дирборн, устроив музей.

Нужен свет! Одной из очевидных потребностей рынка становилось искусственное освещение. Следует сказать, что в Европе борьба развернулась не только между поставщиками осветительных технологий (газ, керосин, «свечи Яблочкова»), но и с противниками уличного освещения как такового.
В газете «Кёльнише Цайтунг» однажды напечатали следующее:
«1. Уличное освещение с теологической точки зрения есть вмешательство в божий распорядок: ночь нельзя превращать в день.
2. С медицинской точки зрения — ночное пребывание на улицах будет увеличивать заболевания.
3. С философской точки зрения — уличное освещение должно способствовать упадку нравов.
4. С полицейской точки зрения — оно делает лошадей пугливыми, а преступникам помогает.
5. С общественной точки зрения — публичные празднества имеют назначением создать подъём национального чувства, важное значение при этом имеет иллюминация; существование же постоянного уличного освещения значительно ослабит эффект от иллюминации».

Явная потребность в технологии была замечена Эдисоном, но, будучи верным рыночным принципам изобретательства, вначале он предпринял серьёзнейшее исследование экономической стороны вопроса. В 1878 году Томас Эдисон сформулировал программу работ, нацеленных… нет, не на создание лампы накаливания, а на рыночную победу над системами газового освещения. Он обозначил ясные критерии: цена, яркость, удобство пользования. Им была подсчитана стоимость электроэнергии, вырабатываемой динамо-машиной с приводом от парового двигателя, и прогнозная цена электролампочки — 40 центов. Только после этого Эдисон взялся за усовершенствование конструкции лампы накаливания и доведения её до уровня массового рыночного продукта.

Мощная кампания по продвижению на рынок новой технологии была построена столь грамотно, что ещё до получения Эдисоном патента на усовершенствованную лампу накаливания в 1880 году акции компаний газового освещения резко пошли вниз. В дальнейшем каждая эффектная демонстрация электрического освещения сопровождалась резкими колебаниями курсов, а в Лондоне на бирже однажды случилась форменная паника… Забавно: в 1880 году выходит из печати книга о газовом освещении Ипполита Фонтэна, где автор пишет следующее: «В жилых домах газовое освещение является наиболее приятным, удобным и дешёвым способом освещения. Электрическое освещение получит доступ, возможно, для отдельных больших помещений или в особо роскошно оборудованных квартирах, но это будет столь редким исключением, что, кажется, бесполезно о нем упоминать. Несмотря на конкуренцию, которая имеет место в отдельных случаях между электрическим светом и газом, газовое производство никогда не будет заменено в своём развитии электрическим освещением. Электрическое освещение никогда не нанесёт ущерба газовому или масляному освещению или свечам».

Автора. Томас Эдисон не изобрёл лампу накаливания. За 25 лет до экспериментов Эдисона немец-часовщик Генрих Гебель продемонстрировал в Нью-Йорке пригодные для практического использования вакуумные лампы накаливания с угольной нитью и сроком службы 200 часов. Из-за нехватки денег Гебель не смог запатентовать изобретение, и о нем быстро забыли.

В 1872 году угольные лампы накаливания разработал А. Н. Лодыгин — и даже учредил в партнёрстве с банкиром Козловым товарищество по использованию этого изобретения. Лампу Лодыгина привёз в США русский морской офицер А. Н. Хотинский и показал её Эдисону.
В это же время в Англии лампу накаливания с угольной нитью в вакууме создал Джозеф Вильсон Сван, запатентовал её в Англии на год раньше Эдисона и с 1879 года начал устанавливать свои лампы в домах англичан. В 1881 году его фирма The Swan Electric Light Company начала серийный выпуск ламп, а впоследствии объединилась с компанией Эдисона под общей торговой маркой Edi-Swan. Кстати говоря, сам патент Эдисона на лампу накаливания впоследствии американский суд признал недействительным, закрепив авторство на этот прибор за Генрихом Гебелем.

Итак. Что же тогда остаётся за Эдисоном? Бесспорно, осуществление намеченной рыночной программы:
— разработка технологии массового производства, обеспечившей низкую цену и стабильное качество;
— обеспечение удобства пользования винтовым цоколем (так называемый Е27, являющийся до сих пор общепринятым мировым стандартом), патроном к нему, а также выключателями. Всё это придумал сам Эдисон;
— изобретение электросчётчика, открывшего простую возможность коммерческой реализации электроэнергии.

Нью-Йорк, далее — везде… В 1878 году Эдисон учреждает «Эдисоновскую компанию электрического освещения» и переводит офис в Нью-Йорк, на Пятую авеню, дом 65. Для посетителей здесь обустраивают постоянно действующую выставку работающей электроосветительной аппаратуры. Первые серийные лампы делались в Менло-Парке в убыток. Сам Эдисон об этом периоде вспоминал так: «В первом году электрические лампы стоили нам около 1 доллара 10 центов каждая. Мы продавали их по 40 центов, но их было выпущено всего 20 или 30 тысяч. В следующем году лампочка стоила нам около 70 центов, а мы продавали её за 40. Тогда было сделано много ламп, и мы потеряли денег больше, чем в первый год… На четвёртом году я снизил себестоимость до 37 центов и в один этот год вернул все деньги, которые раньше потерял. В конце концов я снизил себестоимость до 22 центов, а продавал по 40. Изготовлялись лампы миллионами. И тогда биржа решила, что это очень выгодное дело, и купила его… До того времени мы не давали никаких доходов по акциям. Теперь же мы дошли до такого состояния, что могли каждую субботу подсчитывать свои дивиденды. В то время фабрика уже делала обороты в 1 миллион 85 тысяч долларов».

В 1882 году весь Нью-Йорк уже освещался лампами Эдисона. Это был первый в мире город, получивший электрическое освещение.

Свет бабочки. И последнее. Никогда Эдисон не преувеличивал своих заслуг в области освещения. Свидетельством потрясающей инженерной интуиции являются его слова, которые уместно привести здесь целиком: «Ни одно изобретение не может быть признано совершенным, и в этом отношении современная лампочка накаливания не представляет исключения. Свет, не обусловленный действием теплоты, является тем идеалом, к которому надо стремиться и который в настоящее время ещё далеко не достигнут. Современный тип лампочки является наиболее дешёвым из когда-либо существовавших; тем не менее настанет время, когда лампочка будет ещё дешевле и холоднее. В утверждении, что огненная бабочка (светлячок) является наиболее совершенным источником света, несомненно заключена доля правды, поскольку в этом случае осуществляется холодный источник света; однако и ей в сильной степени вредит её цвет. Было бы совершенно невозможно пользоваться такой бабочкой (если бы она даже обладала мощностью излучения в тысячу свечей), скажем, хотя бы для освещения улиц, так как все окружающие предметы в таком случае были бы окрашены в ужасный зеленовато-жёлтый цвет. Несомненно, в будущем найдётся источник света, напоминающий такую бабочку, но будет устранён недостаток окраски последней».

Кто именно изобрел электрическую лампочку

Ответить на вопрос, кто изобрел электрическую лампочку, однозначно нельзя. Жители США непременно ответят, что Эдисон, Великобритании – что Сван, а россияне назовут фамилии Лодыгина и Яблочкова.

Так кто же изобрел эту вещь первым, давайте разберемся ниже.

Электрические лампочки и особенности их работы

Под электрической лампочкой понимается осветительный прибор, в котором электрическая энергия преобразуется в световую. А вот способов преобразования есть несколько, в зависимости от этого лампочки бывают таких видов:

газоразрядными;
накаливания;
дуговыми.

После того, когда изобретатели XVIII века открыли электрический ток, пошла волна всевозможных изобретений, которые были неразрывно связаны с этим явлением. Над развитием электрической техники работали такие известные ученые:

Ампер;
Фарадей;
Максвелл;
Герц.

В начале XIX века изобретен гальванический элемент, выступающий в роли химического источника тока. Тогда же русский ученый Петров открыл электрическую дугу – это разряд, который появляется между угольными стержнями-электродами, сведенные на определенное расстояние. Такую дугу предлагалось использовать для освещения. Однако реализовать это на практике по тем временам представлялось сложным, поскольку дуга могла ярко гореть только при условии соблюдения определенного расстояния между электродами, а еще угольные электроды медленно сгорают и дуговой промежуток увеличивался. Поэтому, чтобы поддерживать постоянное расстояние между электродами, был нужен специальный регулятор.

Изобретатели того времени предлагали свои идеи, но все они были несовершенными, поскольку в одну цепь нельзя было включить сразу несколько ламп. Но это было решено изобретателем Шпаковским, который изобрел установку с дуговыми лампами, снабженную регуляторами, которая в середине XIX века могла освещать Красную площадь в Москве.

Яблочков как первый изобретатель лампочки

Во второй половине XIX века изобретатель Павел Яблочков занялся разработкой дуговой лампы. В России он мало известен, поскольку свои работы он представлял во Франции, где работал в известной часовой мастерской Бреге.

Когда Яблочков работал над разработкой электрического регулятора, ему пришло в голову разместить в лампе угольные электроды не по горизонтали, как ранее, а параллельно. В таком случае они стали выгорать одинаково, а расстояние между ними постоянно сохранялось.

Но до реализации решения было еще далеко. При размещенных параллельно электродах дуга могла гореть не только на их концах, но и по всей длине. Такая проблема решилась благодаря тому, чтобы в пространство между электродами был уложен изолятор, который сгорал постепенно вместе с электродами.

Изолятор был сделан на основе каолина. А для зажигания электрической лампы между электродами находилась угольная тонкая перемычка, которая в момент включения сгорала, а дуга при этом поджигалась. Но еще была одна проблема – это неравномерное сгорание электродов, которое было связано с полярностью тока. Поскольку плюсовой электрод сгорал быстрее, его поначалу нужно было делать более толстым. А еще было предложено использовать переменный ток.

Дуговая лампа одного из первых ее изобретателей имела такую конструкцию:

два угольных стержня;
они разделяются с помощью изоляции в виде каолина;
стержни укрепляются на подставке, похожей на подсвечник; электроды равномерно сгорают, вследствие чего лампа имела яркое и длительно свечение.

Изобретение Яблочкова было представлено в Лондоне на выставке в 1876 году. Затем лампочки этого изобретателя стали появляются на улицах Парижа, затем они распространились по миру. Так продолжалось до тех пор, пока другие изобретатели не представили более дешевую лампочку накаливания, которая быстро вытеснила изобретение Яблочкова.

Кто первым изобрел лампу накаливания?

Итак, кто же первым придумал такой прибор, как лампочка накаливания, которую многие используют до сих пор?

Считается, что первым изобретателем такой лампы является Томас Эдисон. О том, что именно он изобрел электрическую лампочку накаливания, в 1879 появилась статья в крупном американском издании, также был получен соответствующий патент на данное изобретение.

Но был ли Эдисон первым? На самом деле эксперименты с накаливанием проводников с помощью электрического тока проводились еще в начале XIX века ученым Деви из Великобритании. А в середине века инженер Молейн первым начал практиковать накаливание проводников с помощью тока для освещения посредством накаливания платиновой проволоки, находящейся внутри стеклянного шара. Но такой эксперимент окончился провалом, поскольку платиновая проволока быстро переплавлялась.

В 1845 году лондонский ученый Кинг получил патент на то, что изобрел новый способ применения накаленных угольных и металлических проводников с целью освещения, он заменил платину на угольные палочки.

Первые практичные лампы накаливания с угольными нитями были изобретены Генрихом Гебелем в Германии за 25 лет до появления знаменитого изобретения Эдисона. Особенности их работы были таковыми:

срок горения составлял около 200 часов;
нить была сделана из бамбука и имела толщину 0,2, находилась в вакууме;
вместо колбы сначала применяли флаконы от парфюмов, а потом стеклянные трубки;
вакуум в стеклянной колбе создавался с помощью заполнения и выливания ртути.

Несмотря на то, что Гебель был одним из первых, кто изобрел лампу накаливания, о нем быстро забыли, поскольку он так и не получил патент на свое изобретение.

Лодыгин — изобретатель усовершенствованной лампы

Изобретатель Александр Лодыгин начал проводить свои опыты по электрическому освещению с 70-х готов XIX века в Петербурге. Первые лампочки, изобретенные им, были оснащены большими медными стержнями, которые располагались в герметично закрытом стеклянном шаре, между ними зажималась тонкая угольная палочка. Лампочка была далека от совершенства, то была запущена в массовое производство, а Академия наук за данное изобретение присудила Лодыгину премию.

Чуть позже электрическая лампочка была усовершенствована Дидрихсоном. В ней угольки находились в вакууме, а перегоревшие угли быстро заменялись другими. Их стали использовать для освещения улиц и магазинов. Потом она претерпела еще несколько изменений.

В конце 70-х годов образцы таких электрических ламп накаливания были привезены в США представителями морского флота, до этого они были запатентованы в таких странах, кроме России:

Австрия;
Бельгия;
Франция;
Великобритания.

Так первым ли был Эдисон?

В США в то время работал изобретатель Томас Эдисон, который занимался вопросами электрического освещения. Он увидел образцы, привезенные из России, и они его очень заинтересовали.

Чем же изобретение Эдисона отличалось от лампочек Лодыгина:

как и изобретение Лодыгина, лампа Эдисона имела форму стеклянной колбы с угольной ниткой, из которой был выкачан воздух, но она была более внимательно продумана;
лампа дополнительно оснащена цоколем и патроном;
появились выключатели и предохранителем;
появился первый счетчик энергии.

Эдисон доработал изобретение Лодыгина и поставил производство лампочек на поток, превратив электрическое освещение из роскоши в массовое явление.

Также Эдисон внимательно отнесся к вопросу поиска материала для нитей накаливания. Он просто перебрал все возможные вещества и материалы, всего он перепробовал около 6 тысяч веществ с содержанием углерода: это и швейные нити с углем, и смола, и даже пищевые продукты. Наиболее подходящим вариантом оказался бамбук.

В это же время в Великобритании над изобретением электрической лампы работал Джозеф Сван. Для элемента накала применялась обугленная хлопковая нитка, из колбы выкачивался воздух. В 80-е годы XIX века Сван основал свою компанию, а производство лампочек было поставлено на поток. Затем они с Эдисоном объединили производство, и появилась торговая марка Edi-Swan.

А сам Лодыгин уже в США, куда он переехал из России, запатентовал в 90-е годы лампочку с металлической ниткой на основе тугоплавких материалов:

вольфрама;
иридия;
осьмия;
родия;
молибдена.

Лампочки, которые изобрел Лодыгин, успешно были представлены на парижской выставке 1900 года, а уже в 1906 году патент был приобретен американской компанией General Electric. Данная компания была организована Томасом Эдисоном.

На этом этапе развитие изобретения не остановилось. Уже в 1909 году были изобретены лампочки накаливания, оснащенные вольфрамовой ниткой, расположенные зигзагообразно. Еще через несколько лет изобрели лампочки с азотом и инертными газами. Вольфрамовую нитку сначала делали в форме спирали, а потом би- и триспирали. В итоге был приобретен современный вид электрической лампочки накаливания.

На раннем этапе электрическая лампа имела сразу несколько изобретателей, и практически каждый из них имел патент на свое изобретение. Что касается патента, полученного Томасом Эдисоном, то его суд признал недействительным, пока не окончится срок действия охранных прав. Согласно решению суда было признано, что первым лампу накаливания изобрел Генрих Гебель задолго до Эдисона.

Никто не сможет ответить, кто изобрел лампочку в числе первых. Каждый из тех, кто работал над этим, внес свою лепту в общее дело. И это касается лишь тех типов ламп, которые появились в самом начале развития электрического освещения. А перечислить всех, кто дальше работал над развитием осветительных электрических приборов, будет просто невозможно в рамках одной статьи.

История возникновения ламп накаливания и их характеристика

Сегодня сложно встретить человека, который бы ничего не знал о лампах накаливания, даже несмотря на прогресс и на изобилие других видов осветительных приборов. «Лампы Ильича» — так в народе прозвали самые обыкновенные и популярные осветительные приборы, которые по сей день пользуются большим спросом у народа. Безусловно, современный рынок светотехники предлагает огромный ассортимент альтернативных ламп, но даже новые устройства не могут в некоторых параметрах превзойти лампы накаливания.

Процесс возникновения и распространения лампочек накаливания был довольно долгим и запутанным, а вклад в изобретение вложил не один ученый-изобретатель. Принятая с течением времени история появления повествует о том, что возникновение «лампочек Ильича» произошло в 1872 году благодаря русскому ученому Александру Николаевичу Лодыгину . Именно он впервые провел ток сквозь стержень из угля, который размещался в вакууме колбы, сделанной из стекла. При этом происходила большая светоотдача из-за возрастания силы тока, превышение температур плавления с последующим угасанием лампочки. На основе данного опыта были определены подходящие для функционирования лампочек режимы, а 1873 году они впервые использовались на санкт-петербургских улицах.

Именно в этот же период времени к разработке лампочек приступил Томас Эдисон , который в дальнейшем получил на них патент. Именно после этого его стали называть «отцом» самых первых электрических ламп. Но нельзя точно утверждать, кто совершил данное открытие первым, поскольку прибор был изобретен одновременно в разных странах. Зато Александру Николаевичу Лодыгину с большой вероятностью принадлежит идея замены угольной нити на вольфрамовую, которая обладает высокой температурой плавления (3410 ⁰С). В этот же период времени Томас Эдисон внес свой вклад, создав резьбовую систему «патрон-цоколь», которая дожила до наших дней практические никак не изменившись. Именно буква E в маркировке современных цоколей говорит о том, что их изобретателем был американский ученый Эдисон ( Е — Edison Screw ). Самыми популярными типами цоколя в России и Европе являются Е27 и Е14 , а в Америке используются другие, поскольку напряжение сетей различается. Спустя 20 лет еще один американский ученый воплотил в жизнь идею замены нити спиралью, благодаря чему уменьшились габариты лампочки, улучшилась работа и увеличилась световая отдача.

Лампа накаливания только на первых порах для непрофессионального человека может показаться простой и незамысловатой, но это не так. Данный осветительный прибор – это совокупность различных научных достижений в области светотехники. На сегодняшний день спираль накаливания может быть не только вольфрамовой. Сейчас материалом изготовления также служит осмий, а также осмиевые соединения. Кроме того, колба сегодня перестает быть вакуумной и заполняется различными инертными газами. Именно данное нововведение помогло избежать сильное атмосферное давление на лампу, значительно увеличив продолжительность ее работы. Ведь ток, проходя через спираль, провоцирует ее сильный нагрев (до 2900 ⁰С) и активное испарение вольфрама, с его последующим оседанием на стекле. Следовательно, колба со временем перестает быть прозрачной, уменьшается ее светоотдача, понижается срок службы нити.

Лампы накаливания отличаются слишком ярким светом желтого цвета, что вызывает дискомфорт. Именно поэтому производители выпускают не только с прозрачные лампочки, но и матовые. Такое стекло рассеивает свет, делая его мягким при небольшой потере интенсивности.

Правильный выбор лампочек накаливания

Несмотря на большую популярность данной лампочки, правильный ее выбор пока еще могут сделать не все. Нередко бывает, что после покупки прибор отработал пару суток и перегорел. Но бывает и такое, что лампочка может светить в течение нескольких лет. Все это зависит от того, насколько правильно вы выбираете осветительный прибор. При покупке необходимо обращать внимание на следующие аспекты:

стекло не должно иметь никаких микровключений, поскольку именно их отсутствие обеспечивает надежность колбы. Качество материала легко проверяется несильными постукиваниями пальцем по колбе. Издаваемый звук должен отличаться приглушенностью;
металлический цоколь должен быть без любых повреждений. Нижний контакт может быть как широким (до 7 мм), так и узким (около 5 мм). Первый вариант наиболее приемлемый, поскольку обеспечивается наиболее плотный контакт. Но современные лампочки чаще всего производятся с наличием узкого контакта;
в зонах приклеивания не должны образовываться отверстия;
соединение внешнего токопровода и цоколя должно осуществлять обыкновенной пайкой. Также возможно применение точеной сварки;
в пайке главное – маленькие размеры и аккуратность, а также надежность крепления;
исключено провисание спирали (наличие провисания означает неоднократное использование лампы).

Кроме вышеперечисленных аспектов, необходимо уделить большое внимание обжиму спирали в области ее крепления к электродам. Если обжим был недостаточным, то срок службы прибора резко снижается.

Обязательно следуйте вышеперечисленным рекомендациям при выборе лампы накаливания . Это поможет приобрести качественный прибор, который прослужит Вам долгое время.

Торговая сеть «Планета Электрика» рада предложить лампы накаливания, а также их прямую замену — светодиодные лампы. Торговые залы представлены во всех крупных городах Сибирского Федерального округа, например в Новосибирске, Барнауле, Омске. Список не весь — полный на этой странице.