Tag Archives: Едісон

про жарівки

Особливості процесу виготовлення лампочки Едісона

Складним виявився не лише процес створення нитки розжарювання для лампочки, але й безпосередньо виготовлення лампочки. Так, нитку поміщали в скляну колбу між двома платиновими електродами, вплавленими у скло (дорогу платину доводилося використовувати тому, що вона мала однаковий зі склом коефіцієнт теплового розширення, що було дуже важливо для створення герметичності).

Нарешті, за допомогою ртутного насоса з лампи викачували повітря, так що в ній залишалося не більше однієї мільярдної частини того повітря, яке містилося в ній при звичному тиску. Коли викачування закінчувалося, лампочку запаювали і насаджували на цоколь з контактами для вкручування в патрон (і патрон, і цоколь, а також інші елементи електричного освітлення, що збереглися майже без змін до наших днів - вимикачі, запобіжники, електричні лічильники та багато іншого - були також винайдені Едісоном). Середня довговічність лампочки Едісона становила 800-1000 годин безперервного горіння.

Майже тридцять років лампочки виготовлялися описаним вище методом, але майбутнє було за лампочками з металевою ниткою розжарення. Ще в 1890 році Лодигін придумав замінити вугільну нитку металевою з тугоплавкого вольфраму, що мав температуру плавлення 3422 градусів Цельсія. Однак промислове виготовлення таких ламп почалося тільки в XX сторіччі. Не дивлячись на переваги ламп розжарювання, без використання яких сучасна людина навряд чи змогла б уявити своє життя, паралельно почали розвиватися і інші – альтернативні варіанти освітлення. З класифікацією сучасних джерел світла ми познайомимося в наступній статті.

про жарівки

Лампочка, створена Едісоном

У 1879 році за вдосконалення електричної лампочки взявся знаменитий американський винахідник Едісон. Він розумів: для того, щоб лампочка світила яскраво і довго та давала рівномірне світло, котре не миготить, необхідно, по-перше, знайти кращий матеріал для нитки, і, по-друге, навчитися створювати в колбі дуже розріджений простір. Було зроблено безліч експериментів з різними матеріалами, які ставилися з властивим для Едісона розмахом. Підраховано, що його помічники випробували не менше 6000 різних речовин і сполук, при цьому на досліди було витрачено понад 100 тисяч доларів.

Спочатку Едісон замінив ламкий паперовий вуглик більш міцним, приготованим з вугілля, потім став робити досліди з різними металами і нарешті зупинився на нитці з обвуглених бамбукових волокон. У тому ж році в присутності трьох тисяч осіб Едісон публічно демонстрував свої електричні лампочки, освітивши ними свій будинок, лабораторію та кілька прилеглих вулиць. Це була перша лампочка з тривалим терміном служби, придатна для масового виробництва. Але оскільки виготовлення ниток з бамбуку виявилося досить дорогим, Едісон розробив новий спосіб вироблення їх із спеціальним чином оброблених волокон бавовни. Спочатку бавовну поміщали в гарячий хлорно-цинковий розчин, де вона поступово розчинялася. Отриману рідину згущували за допомогою помпи до тістоподібного стану і видавлювали через тонку трубку в посудину зі спиртом. Тут вона перетворювалася на тонку нитку і намотувалася на барабан. Отриману нитку шляхом декількох проміжних операцій звільняли від хлорно-цинкового розчину, сушили, розрізали, укладали в V-подібні форми і обвуглювали в печі без доступу повітря. Потім на нитки напилювали тонкий шар вугілля, для цього їх поміщали під ковпак, заповнений світильним газом, і пропускали через них струм. Під дією струму газ розкладався, і на нитки осідав тонкий шар вуглецю. Після всіх цих складних операцій нитка була готова для використання.

про жарівки

Поява ідеї лампи розжарювання

Навіть у вдосконаленому вигляді дугові лампи (свічка Яблочкова, вдосконалена Джандусом) не змогли отримати досить широкого поширення. Вольтова дуга - дуже сильне джерело світла, та яскравість її горіння неможливо зменшити нижче певної межі, що робить їх ідеальними для освітлення великих залів, вокзалів чи площ але абсолютно непридатними для застосування в маленьких житлових або робочих приміщеннях.

Набагато зручніше в цьому сенсі були лампочки розжарювання. Їх структура проста: електричний струм, проходячи через тонку нитку, нагріває її до високої температури, завдяки чому вона починає яскраво світитися. Ще в 1820 році французький вчений Деларю виготовив першу таку лампу, в якій розжарювалася платинова спіраль. Після цього продовж півстоліття лампи розжарювання майже не використовувалися, оскільки не могли знайти відповідного матеріалу для нитки.

Спочатку найбільш зручним здавалося вугілля. У 1873 році російський електротехнік А. Н. Лодигін зробив лампочку в якій розжарювались стрижні з реторного вугілля. Він же перший почав відкачувати з колби повітря. Зрештою, йому вдалося створити першу лампочку розжарювання, яка отримала деяке практичне застосування, але вона залишалася ще дуже недосконалою. У 1878 році американські електротехніки Соєр і Манн за іншими даними це був Джозеф Суон (Сван), котрий навіть патент відповідний мав та і є більш відомим,  знайшли спосіб виготовляти маленькі вугільні волокна невеликого перерізу шляхом обвуглювання картону в графітовому порошку. Ці волокна вкладали в скляні колби. Однак і ці лампочки були дуже недовговічні. Саме в цей час даною проблемою зацікавився американський винахідник Едісон, перед яким постала складна проблема підбору більш вдалого матеріали, з якого буде виготовлено складові частини лампочки розжарювання. Яких результатів він зміг досягнути? Про це – в наступній статті.