Istoria primului bec electric
În ultimele decenii ale secolului al XIX-lea în viața multor orașe europene incluse iluminat electric. Care apar mai întâi pe străzi și în piețe, în curând a pătruns în fiecare casă, în fiecare apartament, și a devenit o parte integrantă din viața fiecărui om civilizat. A fost una dintre cele mai importante evenimente din istoria artei, care au avut efecte enorme și diverse. Dezvoltarea rapidă a iluminatului electric a dus la electrificare în masă, o revoluție în sectorul energetic și o schimbare majoră în industrie. Cu toate acestea, toate acestea nu ar putea întâmpla dacă nu au fost stabilite eforturile multor inventatori este uzuali pentru dispozitivul nostru, ca un bec. Printre cele mai mari descoperiri din istoria omenirii îi aparține, fără îndoială, unul dintre locurile cele mai onorabile.
În secolul al XIX-lea au proliferat două tipuri de becuri: lămpile cu incandescență și cu arc. lămpi cu arc au fost un pic mai devreme. Glow bazat pe fenomenul actual interesant ca arc voltaic. Dacă luăm două fire pentru a le conecta la o sursă de curent suficient de puternic, pentru a se conecta, și apoi se deplasează la distanță la o distanță de câțiva milimetri între capetele conductorilor formează un fel de flacără cu lumină puternică. Fenomenul va fi mai frumos și mai luminos, în cazul în care în loc de metal fire să ia două tija de carbon ascuțit. La o tensiune suficient de mare între ele este format dintr-o forță de lumină orbitoare.
Pentru prima dată fenomenul de arc electric observat în 1803 de către savantul român Vasily Petrov. În 1810, aceeași descoperire a făcut fizician britanic Devi. Ambii au primit un arc voltaic, folosind o baterie mare de elemente între capetele barelor de cărbune. Și asta, și un altul a scris că un arc voltaic poate fi utilizat în scopuri de iluminat. Dar, mai întâi a fost necesar pentru a găsi un material mai potrivit pentru electrozi, ca o bare de carbune ars timp de câteva minute și au fost nepotrivite pentru utilizarea practică. lămpi cu arc au fost atât inconveniente - ca arderea electrozii au trebuit să le miște în mod constant unul spre celălalt. De îndată ce distanța dintre ele este mai mare decât o lampă cu lumină minimă admisă a crescut inegală, ea a început să pâlpâie și a murit afară.
Prima lampă cu arc, cu reglare manuala a lungimii arcului de proiectat în 1844 de fizicianul francez Foucault. Cărbune din lemn a înlocuit bețișoare de cocs solid. În 1848, el a fost primul care a folosit o lampă cu arc pentru a ilumina unul din zona Parisului. A fost o experiență scurtă și foarte scumpă, ca sursă de energie electrică este o baterie puternică. Apoi, diverse dispozitive au fost concepute mecanism Clockwork condus care sa mutat automat electrozii ca arderea lor.
Este clar că, din punctul de vedere al utilizării practice, este de dorit să aibă lampa nu a fost complicată de mecanisme suplimentare. Dar, dacă se poate face fără ele? Sa dovedit că, da. Dacă ați pus doi cărbuni nu unul împotriva celuilalt, și, în paralel, astfel încât arcul poate fi format numai între două capete ale lui, în care dispozitivul distanța dintre capetele cărbunelui este întotdeauna menținută constantă. Design-ul acestei lămpi pare foarte simplu, dar este necesară crearea de mare ingeniozitate. A fost inventat în 1876 de către electricianul român Yablochkov, care a lucrat la Paris, în studioul academician Breguet.
Yablochkov lumânare este format din două tije realizate din cărbune rotativ dens aranjate în paralel și separate printr-o placă de ipsos.
Acesta din urmă a jucat un dublu rol, deoarece servește pentru fixarea cărbunelui între ele și pentru izolarea lor, permițând arcului voltaic format doar între capetele superioare ale cărbunilor. Ca arsurile de cărbune pe partea de sus a plăcii de gips se topește și se evaporă, astfel încât vârfurile cărbuni sunt întotdeauna câțiva milimetri au fost pe placa.
lumânări Yablochkov au atras atenția în întreaga lume și a făcut o mulțime de zgomot. În 1877, cu ajutorul lor, a fost amenajat pentru prima dată pe strada Avenue de energie electrică L`Opera din Paris. Targul Mondial, care a deschis în anul următor, a făcut posibil pentru mulți electricieni familiarizați cu această invenție remarcabilă. Sub titlul „Lumina română“ lumânările Yablochkov folosite mai târziu pentru iluminatul stradal în mai multe orașe din întreaga lume. Aceste lămpi, de asemenea, curios care au necesitat numai la AC, deoarece rata de ardere a electrodului pozitiv și negativ în acestea au fost inegale și la un curent constant a fost necesară pentru a face o coloană pozitivă electrod. Este pentru Yablochkov Gram a produs primul alternator. Dar, împreună cu avantajele lumânări Yablochkov au dezavantaje. Dezavantajul principal a fost faptul că cărbuni sunt arse foarte repede - valoarea medie a luminarile nu sunt mai mult de două ore.
Acest neajuns, cu toate acestea, a fost, de asemenea, caracteristică a multor alte lămpi cu arc. Nu doar în inventator este o idee de a încheia arc voltaic într-o atmosferă lipsită de oxigen. Într-adevăr, datorită acestei lămpi ar arde mult mai mult timp. Pentru o lungă perioadă de timp aceste încercări nu au avut succes, deoarece a încercat să dezumfle aerul complet din întreaga lampa. American Dzhandus a venit prima dată pentru a pune o lampă cupola nu toate, ci numai electrozii săi. In cazul unui arc voltaic oxigen închis într-un recipient, acesta reacționează rapid cu atomul de carbon la cald, astfel încât în curând format în interiorul vasului atmosferei neutre. Deși oxigenul și continuă să curgă prin golurile, efectul său este puternic atenuat, iar aceasta lampa poate arde continuu aproximativ 200 de ore.
Dar, chiar și în această formă îmbunătățită lămpi cu arc nu a putut obține destul de răspândită. Voltaic arc este o sursă de lumină foarte puternică. Luminozitatea arderii ei nu poate fi redusă sub o anumită limită. Prin urmare, lămpi cu arc au fost folosite pentru a ilumina săli mari, gări sau zone. Dar ei au fost total nepotrivit pentru a fi utilizate în locurile de muncă rezidențiale sau mici.
Mult mai ușor în acest sens au fost becurile incandescente. Aparatul ei cu toții: un curent electric care trece printr-un filament subțire, se raskalivaet la o temperatură ridicată, astfel încât acesta începe să fie incandescentă. Cu toate acestea, în 1820 franceză codul om de știință Delarue a produs mai întâi o lampă în care un corp incandescent a servit ca un fir de platină. După aceea, timp de o jumătate de secol de lămpi incandescente greu de folosit, deoarece nu au putut găsi materialul potrivit pentru filamentul. La început părea că cărbunele cel mai convenabil. In 1873, electrician român Lodygin a făcut un bec cu filament de cărbune rotative. El a început să evacueze aerul din balon. În cele din urmă el a reușit să creeze primul bec, pentru a primi o utilizare practică, dar era încă foarte imperfectă. In 1878, SUA electric Sawyer și Mann a găsit o modalitate de a produce mici arc de carbon mică secțiune de carbonizare pulbere de grafit din carton. Aceste arce încorporate în pahare de sticlă. Cu toate acestea, aceste becuri au fost foarte de scurtă durată.
În 1879, pentru îmbunătățirea becului a luat celebrul inventator american Edison.
El a înțeles că, pentru a străluci o lumină puternică pentru o lungă perioadă de timp și a avut o lumină netedă non-intermitent, este necesar, în primul rând, pentru a găsi materialul potrivit pentru filamentul, și, în al doilea rând, să învețe să creeze în rezervorul unui spațiu extrem de rarefiată. Multe experimente au fost realizate cu diferite materiale, care au fost plasate cu caracteristică Edison la scară. Se estimează că consilierii săi au încercat nu mai puțin de 6000 de substanțe și amestecuri diferite, în timp ce la experimentele au fost cheltuite peste 100 de mii de dolari. În primul rând Edison înlocuiește jarul de hârtie fragil mai durabil, realizat din cărbune, și apoi a început să facă experimente cu diferite metale și, în final stabilit pe firul fibrelor de bambus carbonizate. În același an, în prezența a trei mii de oameni Edison a demonstrat public becuri sale de lumină electrice, de iluminat din casa, un laborator și câteva străzi adiacente. A fost prima lampa cu o durată lungă de viață și este potrivit pentru producția de masă. Dar, ca producția de fire de bambus a fost destul de scump, Edison a dezvoltat un nou mod de a le fabrica din fibre de bumbac, special tratate. În primul rând, bumbacul a fost plasat într-o soluție fierbinte de zinc-clor, în cazul în care se dizolvă treptat. Lichidul rezultat a fost concentrat printr-o pompă la un aluat și extrudat printr-un tub subțire într-un vas cu un alcool. Aici sa transformat într-un fir subțire și depănare. Firul rezultat prin mai multe operații intermediare eliberate din soluția-clor zinc, uscate, tăiate, încorporate într-o formă în formă de V și carbonizată într-un cuptor fără acces aer. Apoi firul a fost pulverizat pe un strat subțire de cărbune. Pentru aceasta, ele au fost plasate într-o hotă umplut cu gaz luminoase, și care trece curentul prin ele. Sub influența gazului curent descompus și depus pe stratul subțire cu filament de carbon. După toate aceste operații complexe fir a fost gata pentru utilizare.
procesul de fabricație bec a fost, de asemenea, foarte dificil. Filamentul a fost plasat într-un capac de sticlă între doi electrozi de platină într-un pahar topirea (platină scump a trebuit să folosească deoarece avea același coeficient de dilatare termică de sticlă, care a fost foarte important pentru a crea un sigiliu). În cele din urmă, cu o pompă de bec cu mercur de aer pompat, astfel încât acesta a fost nu mai mult de o miliardime de aer care este conținut în acesta, la presiune normală. Când se pompează peste, un bec sigilat și este plasat pe bază cu contacte pentru înșurubare în cartuș (și cartușul și capac, precum și alte elemente ale luminii electrice a rămas neschimbată până în prezent - întrerupătoare, siguranțe, contoare electrice și altele - au fost inventate Edison). Media lampa durabilitate Edison este de 800-1000 de ore de ardere continuă.
Aproape treizeci de ani de becuri fabricate în modul descris mai sus, dar viitorul a fost pentru luminile cu fir metalic.
Chiar și în 1890 godu Lodygin inventat pentru a înlocui sârmă filament cărbune dintr-un metal tungsten refractar, care a avut temperatura filament 3385 grade. Cu toate acestea, producția industrială a unor astfel de lămpi a început abia în secolul XX.