Эдисон. Электрическое освещение

Хотя эта область и была новой для Эдисона, электричество уже являлось частью истории науки. В 1808 году британский химик Гемфри Дэви (1778-1829), считающийся одним из основателей электрохимии наряду с Вольтой и Фарадеем, использовал мощную электрическую батарею, чтобы продемонстрировать в Королевском институте, что электричество может производить свет двумя основными способами: создавая искру в форме дуги между двумя раздельными проводниками или нагревая тугоплавкий металл до раскаленного состояния. С тех пор возможность создания эффективной электрической лампы занимала многих исследователей и изобретателей, но ограниченная доступность и огромная цена электрического тока до начала 1860-х годов мешали какому-либо прогрессу в их деле. Хотя патенты на дуговые лампы и лампы накаливания выдавались начиная с 1840-х годов, никто так и не смог разработать функциональную модель лампочки, пригодную для использования на практике.

По большей части исследования концентрировались на дуговых лампах. Дэви использовал два куска угля, чтобы продемонстрировать: мощный электрический ток может производить постоянную электрическую дугу, испускающую очень яркий свет (см. рисунок 1). Эффективность работы лампы, то есть яркость света, зависела от зазора между кусками угля. Несмотря на простоту устройства, дуговая лампа не была лишена серьезных проблем. Прежде всего оставалось непонятным, как сделать так, чтобы сильный жар от дуги не расплавлял кончики угольных электродов при каждом включении источника питания. Кроме того, требовалось найти метод сохранения постоянного расстояния между электродами при их износе, происходящем в процессе испускания света.

РИС. 1

В 1878 году ученые уже хорошо знали основные технологические принципы дуговой лампы, и в ее конструкции был достигнут прогресс, позволявший использовать ее на практике. Уильям Уоллес рассказал Эдисону про самую последнюю новинку в этой области: электромагнитный регулятор, удерживающий угольные электроды на постоянном расстоянии друг от друга, благодаря чему при пропускании тока получался ровный яркий свет. В то время встречались дуговые лампы, освещающие общественные здания и магазины, но они не подходили для домашнего использования, потому что были слишком мощными. Для освещения частных домов, нуждавшихся в гораздо меньшей интенсивности света, вполне удовлетворительным вариантом считались газовые лампы.

По сравнению с дуговой лампой развитие технологии ламп накаливания сильно отставало. Дэви показал: электрический ток может нагреть вещество до такой температуры, что оно начнет светиться. Но основная проблема состояла в том, что рабочая температура должна быть достаточно высока, чтобы вызвать свечение, и в то же время она не должна вызвать окисление и сгорание вещества. Исключение представлял собой уголь, который не плавился при высоких температурах, однако благодаря своим свойствам мог легко вспыхнуть, из-за чего эксперименты с ним слишком далеко не продвинулись. Платина, обладающая высокой сопротивляемостью окислению, являлась еще одним материалом с приемлемыми качествами. Но она дорогая, и, что особенно важно, ее трудно довести до температуры свечения, которая очень близка к температуре плавления (около 1770 °С).

Во второй четверти XIX века многие исследователи изучали проблему лампы накаливания, разрабатывая нити из различных комбинаций платины или иридия и угольных прутков, заключенных в стеклянные сосуды с откачанным или частично откачанным воздухом.

ЧТО ТАКОЕ СВЕТ