Телефон
Изобретатель: Антонио Меуччи
Долгое время считалось, что первооткрывателем телефона является Александр Белл, но в 2002 году Конкгресс США постановил, что право первенства в изобретении телефона принадлежит Антонио Меуччи. В 1860 году (на 16 лет раньше Грэхема Белла) Антонио Меуччи продемонстрировал аппарат, который бал способен передавать голос по проводам. Свой изобретение Антонио назвал Телектрофон и подал заявку на патентование в 1871 году. Это положило начало работе над одним из самых революционных изобретений, которым обладает почти каждый на нашей планете, держа его в своих карманах и на столах
Телефон, который позже также развивался как мобильный телефон, оказал на человечество жизненно важное влияние, особенно в области бизнеса и коммуникации. Расширение слышимой речи изнутри одной комнаты на весь мир — это свершение, не имеющее себе равных до сегодняшнего дня
Читайте подробнее про изобретение телефона и телеграфа.
Этапы развития ламп накаливания
После патентования Т. Эдисоном долгоработающей лампы многие предприниматели принялись совершенствовать продукцию, чтобы обеспечить рынок конкурентоспособным товаром. Пик такого развития пришелся на период между 1890 и 1920 гг.
Первые образцы-подобия ламп, работающих от электричества, оснащались платиновыми нитями, а затем появились угольные виды. Но все они быстро сгорали. В 1904 г. стал популярен вольфрамовый вариант. Тогда использовали три метода работы с этим материалом для создания эффективных ламп.
Ее прокаливали в условия вакуума, кадмий и другие компоненты испарялись и оставалась чистая вольфрамовая нить. Именно эта технология была наиболее простой и давала хороший результат. Иные методы были либо слишком сложными, либо не обеспечивали чистоту нити для устройства накаливания.
Привычные приборы для освещения имеют простую конструкцию, но ее изобретение и совершенствование заняло много лет опытов и трудов. Этой теме посвящены различные научные статьи и другие материалы, которые могут напомнить историю создания. Именно лампы накаливания дали старт для быстрого развития этой сферы. Благодаря этому люди могут жить с комфортом.
«Авторы» лампочек из разных стран
Прежде чем перейти к хронологии изобретения электрической лампочки, хотелось бы отметить, а что мы подразумеваем под понятием «электрическая лампочка». Но все они имели тот недостаток, что нельзя было включить несколько ламп в одну цепь. Приходилось использовать для каждого светильника свой источник питания. Он показал русские лампы изобретателю по имени Томас Эдисон, который в то время также работал над проблемой электрического освещения. Но заслуга Эдисона, прежде всего в том, что он изобрел и создал надсистему для этой лампы и поставил ее производство на поток, что привело к сильному удешевлению стоимости. Из сказанного следует, что у электрической лампы накаливания на самом раннем этапе было несколько изобретателей. Вероятно, искать однозначный ответ на вопрос «Кто изобрел электрическую лампочку» бессмысленно. В последние годы такие энергосберегающие лампочки находят все большее применение, не смотря на их пока еще большую стоимость, чем у традиционных ламп накаливания. Нельзя было не попытаться использовать светодиоды в качестве источников света. Они и нашли, первоначально, применение в ручных электрических фонариках.
На стенах самих пирамид есть ответ, в который трудно поверить историкам, – древние люди пользовались лампами, скорее всего, электрическими, питающимися от мощных аккумуляторов. Появление в массовых масштабах электрических лампочек подготовлено целым рядом ученых-изобретателей. 1875 году В.Ф. Дидрихсон, сотрудник А.Н. Лодыгина, усовершенствовал его лампу, установив несколько независимых друг от друга угольных волосков, продлив тем самым период свечения устройства. П.Н. Яблочков в 1875 – 1876 годах создает лампу с каолиновой нитью накала, которая не требовала для продолжительного горения наличия вакуума. Из хронологии событий видно, что к изобретению лампы накаливания приложили руки многие ученые-изобретатели.
Он предложил применять вольфрам, который и используется в современных лампочках. 1. Настоящие Правила регламентируют отношения между ЗАО «Аргументы и Факты» (далее Издание) и лицом (далее — Пользователь), предоставившим изданию фото, видео материалы (далее – Материалы). 4. отказывается от любых видов авторского вознаграждения за использование Материалов Изданием в соответствии с настоящими Правилами. 9. При размещении Материалов Издание указывает имя Пользователя, указанное Пользователем при предоставлении Материалов.
Электроток раскалял до свечения специальный фитиль, за счёт чего и было реализовано освещение. Впоследствии Яблочков усовершенствовал свечу, так как в первоначальном варианте фитиль прогорал всего за полтора-два часа, и на следующий день нужно было его заменять.
В 1880 году он запатентовал угольную лампу, которая была способна светить порядка 40 часов. Ему также удалось значительно снизить себестоимость лампы. Вскоре его лампы вытеснили газовое освещение. Его огромной и неоспоримой заслугой является то, что, объединив все лучшее, он открыл миру практическую лампу вместе с электрической системой.
За каждым из вышеназванных изобретателей тянется более или менее длинный шлейф изобретений. Если бы Эдисон, украв идею русских лаптей, превратил бы их в кроссовки типа Nike, вот это было бы под стать изобретению Лодыгина. Комитет национальной обороны Франции выделяет Лодыгину 50 тысяч франков, но по пути у рассеянного изобретателя то ли французские апаши, то ли русские жиганы украли чемодан. Но, согласитесь, дело не только в бумажках… Восемь фонарей с лампочкой Лодыгина освещали улицы Санкт-Петербурга уже в 1873 году — а это уже весьма наглядный аргумент. А бедный (в прямом смысле) Лодыгин вынужден был продать свое самое перспективное изобретение — лампочку накаливания с вольфрамовой нитью. Нужно ли говорить, в чьи руки оно попало?
Ее внешний вид
Самая первая — опытная — электролампочка представляла собой вытянутую трубку, внутри которой размещались платиновые полоски, на которые подавался ток. Конструкция не сильно изменилась впоследствии: нити закрутились в спирали, трубка приобрела форму груши.
Для сравнения: лампа Лодыгина была выполнена в виде тонкой угольной палочки, которую зажали медные стержни. Все это было помещено в круглый шар из стекла.
Лампа Лодыгина была непохожа на современные
Лампа Эдисона же представляла собой колбу, из который был выкачан воздух. Горел тонкий угольный стержень. Однако изобретатель не остановился на одной лампочке: благодаря его улучшениям (изобретению винтового цоколя, патрона, предохранителей, выключателей и т.д.) увеличилось время работы ламп.
Конструкционные особенности
Конструкции современных ламп отличаются по разным показателям:
- Форме колбы.
- Строению цоколя.
- Газу наполнителю.
- Наличию предохранителя внутри конструкции.
- Материалу тела накала.
- Особенностям, зависящим от назначения.
Производители предлагают на выбор различные по исполнению колбы лампы. Некоторые разновидности показаны на рисунке. Потребитель выбирает подходящую форму, основываясь на допустимой мощности и размера светильников. Для создания направленности потока света внутреннюю часть колбы покрывают слоем алюминия.
Существуют лампы с цоколем и без него.
Классическое резьбовое соединение впервые предложил Соун, творчески развил идею Эдисон – отсюда и буквенная маркировка винтового цоколя Е, по первой букве фамилии изобретателя.
Некоторые модели цоколей представлены на рисунке:
В странах с иным уровнем напряжения в электросетях продают лампы с цоколями, исключающими вкручивание в патроны, предназначенные для других напряжений. Например, в США, где уровень напряжения 110–127 В не удастся вкрутить лампочку для Европы (220–240В).
От состава газа, которым наполняют колбу, зависит светимость и долговечность лампы. Например, галогенный газ способствует разогреванию нити до высоких температур, сохраняя при этом продолжительность службы. Благодаря эффекту появились галогенные лампы, при одинаковой светимости они меньше по размерам и потреблению электроэнергии по сравнению с вакуумными моделями.
Сегодня распространены лампы с наполнением колбы:
- Вакуумные.
- Аргоновые или азотно-аргоновые.
- Ксеноновые.
- Криптоновые.
Плавкий предохранитель защищает колбу от взрыва при сгорании спирали. При обрыве нити, раскаленные капли вольфрама попадали на стенки колбы, она прожигалась, происходил взрыв с разбросом осколков. Предохранителем служит часть подводящего проводника, находящегося в атмосферном воздухе внутри цоколя. Искра, возникающая в вакууме, быстро гасится. В лампе может появляться черный «дымок», но колба остается целой.
Первое коммерческое применение
Создание первых ламп накаливания, пригодных для коммерческого использования, связано с именами Александра Лодыгина, Джозефа Суона и Томаса Эдисона. Именно они, независимо друг от друга, добились устойчивого, яркого и долговечного свечения угольных ламп накаливания в вакуумных колбах и запатентовали свои изобретения в 1870 годах: в 1874 году Лодыгин получил российский патент, в 1878 году Суон получил британский патент, а годом позже запатентовал своё изобретение в США и Эдисон.
Первую компанию по производству ламп накаливания создал Эдисон: используя карбонизированное бамбуковое волокно, он с командой учёных сумел добиться продолжительности свечения лампы более 1200 часов — это был технологический прорыв того времени. В начале 1880-х годов Эдисон создал совместную с Суоном британскую , ставшую крупнейшим производителем электрических ламп своего времени.
Двигатель прогресса. 8 изобретений Томаса Эдисона
В 1869 году в свет вышел первый в истории тикерный аппарат – устройство для передачи котировок акции по телефонным или телеграфным проводам. С помощью тикерной машины на непрерывной бумажной ленте печатались текущие котировки ценных бумаг со скоростью один символ в секунду. Именно с этого момента названия компаний в биржевых сводках начали сокращать – такие сокращения называют тикерами. Commons.wikimedia.org / H. Zimmer
Следующим успешным проектом Эдисона стал квадруплексный телеграф. Томас усовершенствовал имеющуюся дуплексную схему, и после этого телеграф Эдисона был способен передавать четыре сообщения по одному проводу. Commons.wikimedia.org / Библиотека Конгресса США
В середине 1870-х Томас Эдисон изобрёл мимеограф – относительно небольшое устройство для трафаретной печати для тиражирования книг малыми и средними партиями. Мимеограф состоял из электрического пера и копировального ящика. Commons.wikimedia.org / Early Office Museum
К концу 1870-х Томас Эдисон собрал свой первый фонограф, работу над которым изобретатель вёл около 20 лет. Представленное Эдисоном устройство позволяла записывать и воспроизводить музыку и речь, использоваться в качестве говорящих часов, а также служило «вспомогательным приспособлением к телефону». Commons.wikimedia.org / Levin C. Handy
Одним из наиболее ярких изобретений Томаса Эдисона стала лампа накаливания с угольной нитью – его версия лампы позволяла гореть около 40 часов. Кроме того, Эдисон также изобрёл поворотный выключатель. Именно с этого момента лампы начали вытеснять на рынке газовые приборы освещения. Commons.wikimedia.org / William J. Hammer
Томас Эдисон также является изобретателем кинетоскопа. В устройстве были реализованы принцип покадрового показа плёнки. При прокрутке со скоростью 15 кадров в секунду у зрителей возникало ощущение того, что объекты на изображении движутся. Commons.wikimedia.org / Edison Manufacturing Company
В 1889 году Томас Эдисон представил свой электрический стул. Когда власти США искали гуманную альтернативу повешению, изобретатель смог убедить общественность в том, что его устройство отвечает требованиям времени. При этом сам Эдисон стремился показать губительность переменного тока, который использовали в своей продукции его конкуренты. Commons.wikimedia.org / George Eastman House
Знаменитый изобретатель также приложил руку к изобретению аккумуляторов – батарей с возможностью многократной зарядки. В конце XIX века никель-кадмиевый аккумулятор изобрёл швед Вальдемар Юнгнер, но пока они не дошли до США популярностью пользовались железо-никелевые батареи Эдисона. Например, они устанавливались на электромобиль Detroit Electric. Commons.wikimedia.org / Edison Storage Battery Company
Преимущества и недостатки промышленной революции
Преимущества
Промышленная революция привела к увеличению возможностей трудоустройства. Заработная плата на фабриках и заводах была выше, чем то, что зарабатывали люди как крестьяне и фермеры в сельском хозяйстве. Поскольку фабрики стали широко распространяться, потребовались дополнительные менеджеры и сотрудники для управления ими, что увеличивало предложение рабочих мест и общую заработную плату.
Поскольку большинство заводов и крупных компаний располагались недалеко от городов, население мигрировало в городские районы в поисках работы, часто превышая доступное предложение жилья. Это привело к значительным улучшениям в городском планировании.
Рост инноваций также привел к более высокому уровню мотивации и образования, что привело к появлению нескольких новаторских изобретений, которые используются до сих пор. Эти изобретения включают в себя швейную машину, рентгеновский аппарат, лампочку, калькулятор и анестезию.
Благодаря достижениям промышленной революции страна увидела первый двигатель внутреннего сгорания, первую лампочку накаливания и первую современную сборочную линию, используемую в производстве.
Промышленная революция изменила способ работы людей, доступные им технологии и часто место проживания. Это сделало жизнь комфортной для многих, хотя условия жизни для рабочих оставались отвратительными, что в конечном итоге привело к росту профсоюзов, что привело к улучшению условий труда и справедливой заработной плате.
Недостатки
Хотя во время промышленной революции было много достижений, быстрый прогресс вызвал множество проблем. Когда рабочие покидали свои деревни, чтобы работать на фабриках за более высокую заработную плату, это привело к нехватке производимых продуктов питания.
Резкое увеличение количества фабрик привело к увеличению загрязнения городов. Загрязнение ограничивалось не только заводами и фабриками. По мере того как люди стекались в города, условия жизни становились плачевными, поскольку городские ресурсы были перегружены.
В некоторых городах сточные воды текли по улицам, в то время как производители сбрасывали отходы с заводов в реки. Водоснабжение не было очищено и защищено от вредных элементов, как сегодня. В результате были приняты постановления и законы для защиты населения.
Промышленная революция дала стимул к увеличению прибыли, и в результате условия труда на фабриках ухудшились. Продолжительный рабочий день, недостаточное вознаграждение и минимальные перерывы стали нормой. Детский труд был также серьезной проблемой в ряде стран мира. Проблемы со здоровьем возникли у многих фабричных рабочих, породивших рабочее движение во многих странах.
Преимущества
- Достижения в производстве
- Рост инноваций и изобретений
- Рабочие получали более высокую заработную плату
- Улучшения в транспортных сетях
Недостатки
- Ужасные условия труда и детский труд
- Антисанитарные условия жизни и загрязнение
- Нехватка продуктов питания
Этапы изобретения
К изобретению первой электрической лампочки причастны многие ученые, электротехники, физики. Кто-то из них придумывал собственные технологии, другие заимствовали изыскания предшествующих ученых. Вот как шла эволюция:
- В 1802 году, проводя опыты с электрической дугой, русский ученый Василий Петров, заявил, что с ее помощью можно создать осветительный прибор, который и появился чуть позже.
- В 1806 году Гемфри Дэви изобрел лампу на основе электрической дуги. Она работала благодаря искрам между тонкими столбиками угля. У самых первых электрических приборов освещения была сильная яркость и высокая стоимость. Данный прибор был несовершенным и непригодным для постоянного пользования.
- Британский физик Деларю в 1809году создал осветительный прибор, в котором нитью накаливания была платиновая проволока, располагавшаяся в вакуумном пространстве. Но, платина как материал была очень хрупкой и к тому, же слишком дорогостоящей, из-за чего изобретение не имело распространения.
- Бельгиец Жобар, учел недочеты предшествующих конструкций, и в 1838 году взял в качестве нагревательного компонента углеродный стержень. Но стержни сгорали в лампе очень быстро, так как в ней был кислород.
- В 1854 году, Генрих Гебель, немецкий эмигрант в США, сконструировал лампу с бамбуковой нитью накаливания, которая горела в вакууме. Его изобретение имело большое значение для других ученых и инженеров, работавших в этом направлении.
- Англичанин Джозеф Суон в 1860 году запатентовал осветительный прибор со сложным процессом получения свечения в вакууме. Но именно из-за сложности процесса лампочка была малоэффективной.
- Русский электротехник Александр Лодыгин в 1874 году получил патент на лампу, где элементом накаливания была угольная нить, помещенная в вакуум. Ресурс ее работы составил около 40 минут.
- Военный инженер, электротехник, Яблочков П.Н, в 1875 году создал осветительный прибор, где для накаливания понадобилась каолиновая нить. Данная конструкция работала с присутствием воздуха. Но массового использования эта модель освещения не приобрела.
- Джозеф Вильсон Сван из Великобритании в 1878 году изобрел оригинальную лампу со сниженным остаточным кислородом внутри колбы. Он расположил в ней углеродную нить, которая горела очень ярко, но непродолжительно.
- 1879 год – патент на электрическую лампу с платиновой нитью, получил американец Томас Эдисон. В 1880 году он собрал лампу с угольным стрежнем, с ресурсом работы около 40 часов.
- Вопрос о моментальном улетучивании нити в вакуумном пространстве решил работник американской компании «GeneralElectric», ученый – изобретатель Ирвинг Ленгмюр в 1909 году. Он посоветовал заполнить вакуум аргоном, что позволило продлить работу электрической лампочки.
История изобретения
По мере широкого внедрения электричества в различные отрасли хозяйства и быт, начали появляться первые осветительные устройства. Электрическая лампочка – это великое достижение человечества. В 18 веке появились 2 типа ламп: дуговая и с нитью накала. Первые осветительные элементы появились раньше, они работали за счет явления дугового разряда. Оно выражается в появлении электрического разряда между двумя слегка разведенными проводниками (металлические или из угля). Это явление исследовал ученый В. Петров, а чуть позже – английский физик Деви.
Однако дуговое устройство было способно светить максимум 5 минут, именно поэтому его не использовали на практике. Лампочка была оснащена большим количеством электродов между двумя стержнями, которые приходилось часто двигать друг к другу, так как они быстро выгорали. Кроме того, изделие периодически излучало мерцание.
В 1844 году Фуко изобрел конструкцию с проводниками из твердого кокса. Такую лампочку начали применять для освещения улиц. Однако высокомощная батарея требовала больших материальных затрат, поэтому ее применение был кратковременным. Чуть позже было создано устройство с часовым механизмом, которое автоматически приближает электроды через определенное время по мере их сгорания. Однако и такие лампы не нашли широкого применения, в это время ученые занимались изобретением более привлекательного источника света.
Изобретатели из разных стран проводили эксперименты, во время которых нити накаливания помещались в разные типы среды. Они стремились создать лампочку, которую можно было использовать для освещения жилых помещений. Для этого исследовался эффект накаливания разных материалов, по ним пускали ток, они разогревались и давали свечение
Изобретателям важно было не позволить проводникам перегреваться, плавиться или гореть, а также найти баланс между нитью накала и средой, в которой она находиться. Нужно было защитить проводник от разрушительного воздействия воздуха, для этого использовали емкость, то есть колбу лампы
Одна из первых ламп накала появилась в первой половине 18 века, ее электроды были вылиты из платины. Однако такой проводник был достаточно хрупкий и дорогостоящий, поэтому не пользовался популярностью.
Конструкция с угольной нитью тоже не стала популярной, так как она быстро сгорала из-за наличия в колбе кислорода. Потом в устройстве стали использовать проводники из обугленного бамбука, а из колбы выкачали кислород. Это первая лампа современного образца, но и она еще не идеальна.
Ближе к концу 18 века ученые изобрели лампочку с молибденовой и вольфрамовой спиралью. Она способна была работать на протяжении 30 минут. Потом конструкция была дополнена несколькими угольными волосками, которые горели по очереди.
Затем за доработку уже существующих технологий взялись американские ученые.
Характеристики, достоинства и недостатки
В XXI веке многие постепенно переходят на энергосберегающие и светодиодные лампы, но у ламп накаливания есть и свои преимущества:
- Мгновенное возгорание и отсутствие перебоев в работе;
- Они могут работать как от постоянного, так и от переменного тока;
- Широкий ассортимент: можно выбрать лампочку с подходящей температурой, напряжением, яркостью;
- Небольшие размеры;
- Экологичность;
- Невысокая цена.
Лампы могут выглядеть по-разному
К недостаткам устройств относятся:
- Невысокий КПД;
- Хрупкость;
- Низкий срок службы;
- Пожароопасность.
Несмотря на недостатки, лампы накаливания были крайне популярны несколько десятков лет и быстро заменили привычные источники освещения.
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:
- Павел Яблочков;
- Жерар Деларю;
- Томас Эдисон;
- Девид Кулидж;
- Александр Лодынин;
- Генрих Гебель.
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.
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.
https://youtube.com/watch?v=TgFLQPqyonE
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.
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.
https://youtube.com/watch?v=sAR-9JRAThk
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.
