Еще Наполеон не вторгся в Россию, крепостное право даже не помышляло о своем закате, а зарождение электрической лампочки уже дало первую искру. Это был настоящий прорыв в науке, который повлек за собой стремительное развитие всех сфер деятельности человека.
История развития электрического освещения
Летопись развития электрического освещения берет свое начало с 1802 года, когда в Санкт-Петербурге ученому-физику В.В. Петрову наконец удалось, используя два древесно-угольных стержня, пропустить по ним электроток.
В. В. Петров не придал значения тому, что открыл до сих пор не известные ученым свойства электричества – дарить людям благо в виде освещения и тепла. Это может показаться удивительным, но профессора сей факт особо тогда и не заинтересовал. Все внимание ученого было приковано к пламени – температура его была настолько высока, что позволяла расплавлять металлические структуры. Нужно сказать, что эти свойства были использованы для электросварки, но лишь много десятков лет спустя. А пока великое открытие русского профессора так и осталось на задворках истории. Вновь открытие электродуги сделал Г. Дэфи только через 10 лет.
В первой половине 19 века преобладало газовое освещение, которое вытеснило лампы с жидким топливом, требовавшие более дорогого топлива и обслуживания.
Стремительно развивалось производство, поднимались города и газовый свет, достаточно слабый, уже не отвечал социальным запросам. Поэтому вполне закономерными были научные поиски альтернативных, отвечающих требованиям времени, источников света.
Изыскания происходили по двум направлениям создания ламп:
- дуговых;
- накаливания.
Электрическая дуга являлась выразительной демонстрацией электрического тока в первой половине 19 века. Ее показывали на занятиях и лекциях по электричеству. Существенными недостатками были такие факторы как:
- высокая пожарная опасность;
- большая сила света;
- обязательность регулировки дугового промежутка.
В 1844 году ученому Ж. Б. Фуко удалось заменить древесные угольные электроды на ретортные. Лампы стали дольше светить. Но регулировка оставалась ручной. Их можно было использовать только для кратковременных подсветок.
В 1847 году дуговую лампу использовали для имитации солнечного восхода в спектакле парижского оперного театра, что вызвало бурный восторг зрителей.
Среди дуговых ламп особо выделялась свеча П. Н. Яблочкова. Данная конструкция не вызвала массового и стабильного использования, но заслуживает отдельной оценки хотя бы потому, что она явилась толчком к интенсивному росту промышленной энергетики.
В 1874 году ученый проводил опыты с электричеством, а уже через год, во время проведения одного из них, Яблочкова посетила идея создать лампочку без регулятора. Он заметил, что угольные электроды в ванне с электролитом, которые располагались один возле другого параллельно, при случайном касании вырабатывали электрическую дугу. Именно в этот — 1875 год — родилось главное в его жизни изобретение.
В Париже, куда Яблочков уехал, не найдя понимания на родине, он продемонстрировал компании Бреге свое устройство и в конце весны 1876 в качестве ее представителя отправился в Лондон. Здесь он впервые публично показал свои «свечи». Они стояли на подставках из металла. Ток подавался поворотом рукоятки из соседнего помещения. Новость моментально разлетелась по всей Европе.
«Свеча» Яблочкова
Именно так окрестила изобретение ученого общественность. Свое название она получила в результате внешнего сходства со свечой. В этой первой разновидности электрической угольной дуговой лампы пламя возникало не между электродами, а на конце светлого стержня, что можно было видеть, к примеру, у стеариновых свеч.
Яблочков постоянно работал над тем, чтобы упростить конструкцию. И, находясь в Париже, приступил к разработке дуговой лампы без регулятора. В начале 1876 года ученый смог наконец завершить испытания. О том, как создавалась лампа изобретателем, а вернее — доводилась до логического завершения, существует даже легенда. Будто Павлу Николаевичу подсказал случай в ресторане располагать электроды в «свече» параллельно, когда он посмотрел на вилку и нож, положенные на стол официантом. Правда или нет, точно сказать уже никто сможет, но похоже, что возникла она не на пустом месте.
А уже весной на это устройство был оформлен французский патент № 112024. Сконструированная лампа была более проста, удобна и не так дорога, как все те, что создавались прежде (см. лампа Яблочкова на фото). Она представляла собой два электрода, отделенных друг от друга изоляцией – каолином. Каждый из электродов фиксировался в своей клемме подсвечника. Дуговой разряд образовывался между верхними концами электродов, сила огня давала яркий свет, плавно сжигала угли, двигаясь вниз до тех пор, пока оставался целым изолятор. Для сохранения ровного свечения, между электродами выдерживалось постоянное расстояние.
Изобретение имело огромный успех. За год-два лампы Яблочкова осветили парижские общественные здания и улицы. Англичане смогли любоваться освещенной набережной Темзы, петербуржцы – светом Большого театра. Ученый стал очень популярным во французской столице. Его устройство в прессе называлось величественно: русский свет.
Массовое использование в уличных фонарях требовало постоянного усовершенствования конструкции. Если в первоначальных вариациях свеча не гасла один час, то впоследствии удалось увеличить этот показатель более чем в два раза. Отслужившие электроды в уличных фонарях сначала заменяли специальные поставленные люди – фонарщики. Но в ходе модернизации устройства перегоревший материал стал заменяться автоматически.
Успех не вскружил голову ученому, он продолжал экспериментировать. Ему удалось создать первый генератор переменного тока, который гарантировал равномерный процесс сжигания угольных электродов и систему «дробления» электрического света.
Промоушен изобретения – дело рук изобретателя
Изобрести – это еще полдела, нужно популяризовать изобретение. Яблочков прекрасно это понимал. Он не остался в российской столице, в которой не чувствовал поддержки, а отправился за границу, где встречался с нужными людьми и демонстрировал им свое устройство. В итоге во Франции он смог наладить производство свечей, где их делали ежесуточно по 8 тысяч штук. Если в феврале 1877 года «русским светом» были охвачены многие парижские магазины и улицы, то 17 июня этого же года – уже Вест-Индские доки в Лондоне.
Практически одновременно с Англией свечи русского изобретателя загораются на некоторых площадях и улицах Берлина, Вены, Рима и других европейских городов.
А вот первая лампочка в России появилась лишь к закату 1878 года. Это произошло почти два с половиной года спустя после регистрации патента.
Вначале осветили Кронштадт. Не весь, конечно. Только лишь окрестности дома начальника морского порта и казармы. Спустя 14 дней электрические лампы осветили Большой театр.
Хочется упомянуть факты, которые дополнительно характеризуют личность изобретателя. Еще до отъезда за границу Яблочков хотел отдать патент российскому военному министерству. Причем безвозмездно. Но там отнеслись к его изобретению равнодушно. Тогда, уже будучи во французской столице, он продал все права на свое изобретение местным состоятельным людям за солидную сумму. Но впоследствии смог выкупить патент обратно, вернулся в Петербург и открыл собственное производство. Это случилось в тот момент, когда в России проявили интерес к его свечам. Деньги отошли на второй план, интересы Родины были важнее.
Коллекционер патентов или гениальный изобретатель?
В американских штатах за всеми разработками русских изобретателей, касающимися электроосвещения, внимательно наблюдал Томас Алва Эдисон. Американец оставил след в истории изобретательства, не только как ученый, но как «коллекционер» патентов, успевший обзавестись за время занятия наукой более тысячью патентами только у себя на родине, и в три раза большим количеством в других государствах.
Кто-то его называл вором. Например, П. Яблочков, русский изобретатель лампочки, всегда напрямую говорил, что Эдисон – вор, который украл у русских ученых не только их мысли, но и изобретения. А кто-то считал его великим. Как бы то ни было, Эдисон бесспорно усовершенствовал лампы накаливания.
Заслуга Эдисона велика, но все-таки не как первооткрывателя. Он был человеком трудолюбивым и увлеченным. Работал в лаборатории по 16 часов. А однажды провел в ней без перерыва больше 40 часов. Чтобы добиться почти двухсуточной работы лампы, Томас испытал 1,5 тысячи разных материалов, которые бы сгодились для нити накаливания лампы. И потратил на научные изыскания сто тысяч долларов. Удача, трудолюбие и грамотное продвижение своего изобретения помогли Эдисону вытеснить свечу Яблочкова своей лампой накаливания.
На международной парижской выставке электричества в 1881 году все были поражены лампой Эдисона, которая горела без замены до 1 тысячи часов, при этом выключалась и зажигалась бессчетное количество раз.
Американец праздновал победу, а для Яблочкова пошли черные полосы невезения. Проводя опыты с химическими источниками тока, он повредил легкие, что впоследствии обернулось дыхательной недостаточностью. А в 1884 году ко всем этим несчастьям прибавился еще взрыв батареи с натром. Ученый чуть не погиб. Он чудом остался жив, но здоровье его после всех перенесенных трагедий было окончательно подорвано. Он перенес один за другим инсульты, стали цепляться другие болезни, завершившиеся ранним уходом великого ученого – в 46 лет. Его не стало 23 марта 1894 года.
Лампа Эдисона и бессмысленный спор о первенстве
Конечно, формально «лампа первенства» досталась американцу. И во всем мире называют первым изобретателем электролампы не русского ученного, а Эдисона. Но мы не будем спорить, кто изобрел, хотя бы потому, что принцип действия ламп этих двух изобретателей очень разнится.
Свеча Яблочкова – это две угольные пластинки, разделенные фарфоровой вставкой. Они являются проводниками электричества, накалявшего дугу, служившую источником света.
В лампах Эдисона применяется тот же принцип, что и у Яблочкова, однако все устройство находится в вакуумной оболочке, предотвращавшей быстрое окисление дуги. И поэтому лампа Эдисона могла служить достаточно долго, хотя дуговые лампы имели более яркий свет.
В тоже время угольная лампочка Яблочкова уступала лампе Эдисона в простоте использования – не нужно было привлекать специалистов для обслуживания. Вышедшую из строя лампочку, мог заменить любой человек, выкрутив из патрона, который также являлся изобретением американского ученого. Его неоспоримая заслуга еще и в том, что уже в начале двадцатого века свет становится доступным комфортом во многих домах.
Почему лампа накаливания одержала верх?
Дуговые лампы, хоть и обладали очень ярким светом, имели небольшое сопротивление. Поэтому требовалась значительная сила тока и постоянный режим напряжения. Дуговая лампа требовала отдельный источник электроснабжения. Для работы нескольких ламп, включенных параллельно, требовалась очень толстая проводка. В числе первых справился с этой проблемой Яблочков, создав цепь с конденсаторами и трансформаторами, заменив постоянный ток на переменный. Тем самым сделал возможным соединять параллельно несколько лампочек. Но время не стояло на месте и появлялись новые идеи.
Когда в качестве альтернативы дуговой лампе Лодыгиным была предложена долгосрочная угольная лампа накаливания, которую ученый благодаря своему упорству сумел создать 1873 году, Яблочков не принял ее всерьез. А как показало время, зря. За лампами накаливания были три преимущества – долгий срок службы, меньшее потребление энергии и низкая цена.
Ученые работали над лампами накаливания практически с конца 18-го века. В числе основателей подобного рода исследований по праву называют Деларю, английского изобретателя. Ему удалось добиться выработки света путем пропускания тока по платиновой спирали еще более полувека назад – в 1809 году. Позднее А. Лодыгин сконструировал электрическую лампу с угольной нитью накаливания, которая имела ряд электродов с автоматическим включением.
При выходе из строя рабочего стержня в работу включался другой. Постоянно усовершенствуя лампы, Лодыгин увеличил их ресурс в сотни раз. Идея создания вакуума в баллоне принадлежит ему одному из первых.
Наиболее известным в истории электричества стал Томас Алва Эдисон. Он создал первую в мире лампу накаливания с тысяча часовым сроком работы, подходящую для серийного производства, а кроме того разработал системы электроосвещения и централизованного электроснабжения. Однако, ничто не стоит на месте – появляются новые устройства. У лампочек накаливания также возник продолжатель – газосветная или лампа дневного света.
Заключение
Русский ученый Яблочков, усовершенствовавший лампы дневного света, в последние годы жил скромно. Он уже не мечтал об освещении столиц мира, а занимался проблемой электрификации города Саратова. Здесь прошли его молодые годы. Здесь он и ушел в мир иной в 1894 году. Но дуговые лампы не были забыты. Принцип работы используется в автомобильных фарах, прожекторах, других конструкциях. И в этом есть заслуга Павла Николаевича.
Далеко не все ученые и другие талантливые люди дореволюционной России были в почете в советские годы. Но в честь Яблочкова названы улицы как в столице, так и в других городах страны. Есть и кратер на Луне, названный именем великого ученого.
