Лампочка накаливая – предмет, знакомый всем. Электричество и искусственный свет уже давно стали для нас неотъемлемой частью действительности. Но мало кто задумывается, как появилась та самая первая и привычная нам лампа накаливания.

Наша статья расскажет вам, что собой представляет лампа накаливания, как она работает и как появилась в России и во всем мире.

Что собой представляет

Лампа накаливания — электрический вариант источника света, основная часть которого представляет собой тугоплавкий проводник, играющий роль тела накала. Проводник размещен в колбе из стекла, которая внутри бывает накаченной инертным газом или полностью лишенной воздуха. Пропуская через тугоплавкий тип проводника электрический ток, данная лампа может испускать световой поток.

Свечение лампы накаливания

Принцип функционирования базируется на том, что когда электрический ток течет по телу накала, данный элемент начинает накаливаться, нагревая вольфрамовую нить. Вследствие этого нить накала начинает испускать излучение электромагнитно-теплового типа (закон Планка). Для создания свечения температура накала должна составлять пару тысяч градусов. При снижении температуры спектр свечения будет становиться все более красным.
Все минусы, имеющиеся у лампы накаливания, кроются в температуре накала. Чем лучше нужен световой поток, тем большая температура потребуется. При этом вольфрамовая нить характеризуется пределом накала, при превышении которого этот источник света навсегда выходит из строя.
Обратите внимание! Температурный предел нагрева для ламп накаливания — 3410 °C.

Конструкционные особенности

Поскольку лампа накаливания считается самым первым источников света, то вполне закономерно, что ее конструкция должна быть достаточной простой. Особенно, если сравнивать с нынешними источниками света, которые ее постепенно вытесняют с рынка.
В лампе накаливания ведущими элементами считаются:

• колба лампы;
• тело накала;
• токовводы.

Обратите внимание! Первая подобная лампа имела именно такое строение.

Конструкция лампы накаливания

На сегодняшний день разработано несколько вариантов ламп накаливания, но такое строение характерно для самых простых и самых первых моделей.
В стандартной лампочке накаливания, кроме вышеописанных элементов имеется предохранитель, который представляет собой звено. Оно состоит из ферроникелевого сплава. Его вваривают в разрыв одного из двух токовводов изделия. Звено размещается в ножке токоввода. Оно нужно для того, чтобы предупредить разрушение стеклянной колбы во время прорыва нити накала. Это связано с тем, что при прорыве вольфрамовой нити создается электрическая дуга. Она может оплавить остатки нити. А ее фрагменты могут повредить колбу из стекла и привести к возникновению возгорания.
Предохранитель же разрушает электрическую дугу. Такое ферроникелевое звено размещается в полости, где давление равняется атмосферному. В данной ситуации дуга гаснет.
Такое строение и принцип работы обеспечили лампе накаливания широкое распространение по миру, но из-за их высокого энергопотребления и непродолжительному сроку службы, она сегодня стали использоваться гораздо реже. Связано это с тем, что появились более современные и эффективные источники света.

История открытия

В создание лампы накаливания в том виде, в котором она известна на сегодняшний день, сделали свой вклад исследователи, как из России, так и из других стран мира.

Александр Лодыгин

До момента, когда изобретатель Александр Лодыгин из России начал трудиться над разработкой ламп накаливания, в ее истории нужно отметить некоторые важные события:

• в 1809 году известный изобретатель Деларю из Англии создал свою первую лампу накаливания, оснащенную платиновой спиралью;
• через почти 30 лет в 1938 году уже бельгийский изобретатель Жобар разработал угольную модель лампы накаливания;
• изобретатель Генрих Гёбель из Германии в 1854 году уже представил первый вариант рабочего источника света.

Лампочка немецкого образца имела обугленную нить из бамбука, которая помещалась в вакуумированный сосуд. В течение пяти последующих лет Генрих Гёбель продолжал свои наработки и в конечном счете пришел к первому опытному варианту рабочей лампочки накаливания.

Первая практичная лампочка

Джозеф Уилсон Суон, знаменитый физик и химик из Англии, в 1860 году явил миру свои первые успехи в области разработки источника света и за свои результаты был вознагражден патентом. Но некоторые трудности, которые возникли с созданием вакуума, показали неэффективную и не долгосрочную работу лампы Суона.
В России, как уже отмечалось выше, исследованиями в области эффективных источников света занимался Александр Лодыгин. В России он смог добиться свечения в стеклянном сосуде угольного стержня, из которого предварительно был откачен воздух. В России история открытия лампочки накаливания началась в 1872 году. Именно в этом году Александру Лодыгины удались его эксперименты с угольным стержнем. Через два года он в России получает патент под номером 1619, который был выдан ему на нитевой вид лампы. Нить он заменил на стержень из угля, находившийся в вакуумной колбе.
Ровно через год В. Ф. Дидрихсон значительно улучшил вид лампы накаливания, созданную в России Лодыгином. Усовершенствование заключалось в замене угольного стержня на несколько волосков.

Обратите внимание! В ситуации, когда один из них перегорал, происходило автоматическое включение другого.

Джозеф Уилсон Суон, который продолжал свои попытки усовершенствовать уже имеющеюся модель источника света, получает патент на лампочки. Здесь в качестве нагревательного элемента выступало угольное волокно. Но здесь оно располагалось уже в разреженной атмосфере из кислорода. Такая атмосфера позволила получить очень яркий свет.

Вклад Томаса Эдисона

В 70-х года позапрошлого столетия в изобретательскую гонку по созданию работающей модели лампы накаливания включился изобретатель из Америки — Томас Эдисон.

Томас Эдисон

Он проводил исследования в вопросе применения в виде элемента накаливания нитей, произведенных из разнообразных материалов. Эдисон в 1879 году получает патент на лампочку, оснащенной платиновой нитью. Но через год он возвращается к уже проверенному угольному волокну и создает источник света со сроком эксплуатации в 40 часов.

Обратите внимание! Одновременно с работой по созданию эффективного источника света, Томас Эдисон создал поворотный тип бытового выключателя.

При том, что лампочки Эдисона работают всего лишь 40 часов, они начали активно вытеснять с рынка старый вариант газового освещения.

Результаты работ Александра Лодыгина

В то время, как на другом конце мира Томас Эдисон проводил свои эксперименты, в России аналогичными изысканиями продолжал заниматься Александр Лодыгин. Он в 90-х годах 19 века изобрел сразу несколько видов лампочек, нити которых были изготовлены из тугоплавких металлов.

Обратите внимание! Именно Лодыгин первым решился использовать вольфрамовую нить в качестве тела накаливания.

Лампочка Лодыгина

Кроме вольфрама он также предлагал использовать нити накаливания, изготовленные из молибдена, а также скручивать их в форме спирали. Такие свои нити Лодыгин размещал в колбах, из которых откачивался весь воздух. Вследствие таких действий нити предохранялись от кислородного окисления, что делало срок службы изделий значительно продолжительным.
Первый тип коммерческой лампочки, произведенный в Америке, содержала вольфрамовую нить и изготавливалась по патенту Лодыгина.
Также стоит отметить, что Лодыгиным были разработаны газонаполненные лампы, содержащие угольные нити и заполненные азотом.
Таким образом, авторство первой лампочки накаливания, отправленной в серийное производство, принадлежит именно российскому исследователю Александру Лодыгину.

Особенности работы лампочки Лодыгина

Для современных ламп накаливания, которые являются прямыми потомками модели Александра Лодыгина, характерны:

• отменный световой поток;
• отличная цветопередача;

Цветопередача лампы накаливания

• низкий показатель конвекции и проводимости тепла;
• температура накала нити — 3400 K;
• при максимальном уровне показателя температуры накала коэффициент для полезного действия составляет 15 %.

Кроме этого данный тип источника света в ходе своей работы потребляет много электроэнергии, по сравнению с другими современными лампочками. Из-за конструкционных особенностей такие лампы могут работать примерно 1000 часов.
Но, несмотря на то, что по многим критериям оценки данная продукция уступает более совершенным современным источникам света, она, благодаря своей дешевизне, все еще остается актуальной.

Заключение

В создании эффективной лампы накаливания участвовали изобретатели из разных стран. Но только российский ученый Александр Лодыгин смог создать самый оптимальный вариант, которым мы, собственно, и продолжаем пользоваться по сегодняшний день.

Секреты установки точечных светильников в натяжной потолок: насколько это сложно?

Александр Николаевич Лодыгин (18.10.1847-16.03.1923)

Волшебный свет изобрели в России

Светлана Макарова, газета «Пенсионер и общество», № 11 , 2007 г.

Дорогая моя редакция! Во-первых, спасибо, что вы есть. Во-вторых, желаю, чтобы газета «Пенсионер и общество» продолжала гнуть свою линию. Вернее, нашу общую линию – на возрождение в нашей бескрайней стране национальной гордости великого и несокрушимого русского народа. Горько и больно смотреть на то, как малообразованные подонки и откровенно случайные людишки, получившие в своё распоряжение телеканалы, калечат подрастающие в России поколения. Ни для кого не секрет, что на весь мир идёт системная ложь из микроскопического государства , распространяется глобальное враньё из . Устами детей дошкольного возраста холуйствующие перед Западом телесценаристы сообщают, что первый самолёт построили американцы братья Райт, а не наш Можайский ! Кстати, задолго до них. А про лампочку ещё в советское время врали, что её изобрёл американец Эдисон. Как будто не было Яблочкова и Лодыгина , а за полвека до них! – Петрова . Мне хочется плакать, когда мои внуки повторяют ту чушь, которую продюсер Гуревич – какая ему платит? – выдаёт с так называемого «детского телеканала» «Бибигон». Или в школьные годы у Гуревича были двойки по истории? Неужели у нас уже не осталось никого, кто способен противостоять этим лжецам?

Татьяна Васильевна Полтавец, Московская область.

Почему в США ушлые историки

До обращения к заданной теме отметим, что таких писем в нашей редакции немало. Ещё больше телефонных звонков и электронных сообщений. Однако мы, в отличие от некоторых читателей, категорически против того, чтобы всех тележурналистов стричь под одну гребёнку. За последние годы на отечественном телевидении появились хорошо образованные и ответственные молодые сотрудники, выросшие не на пресловутых учебниках . Поэтому и понимающие, что происходило и порой ещё происходит в нашей стране.

А мы с вами начнём борьбу за восстановление исторической справедливости не с авиастроителя Можайского, которого замалчивают ушлые историки США, а с электролампочки. Для этого заглянем в замечательную книгу Леонида Борисовича Репина «Открыватели» . Вот что он пишет о знаменитом Лодыгине.

В одной старой книге, выпущенной в начале двадцатого века в издательством Маврикия Вольфа, в очерке о великом русском изобретателе написано следующее: «Лодыгин – эта фамилия мало кому известна. А между тем, с этим именем связано огромного значения усовершенствование в области электрического освещения, положившее начало повсеместному распространению электрического света».

И действительно, даже и в превосходном словаре Брокгауза и Эфрона о нём не найти ни слова. Есть один Лодыгин – известный знаток коннозаводства, разработавший генеалогию рысистой породы, а Александра Николаевича , изобретателя лампы накаливания, намного опередившего известного всем , – нет! Постарались газетчики в Штатах, потрудилась реклама, разворотливость американская, не жалеющая больших денег ради ещё большей прибыли, и вся слава, успех – Эдисону. Дома о Лодыгине помалкивали , хотя официальный документ-патент, подтверждающий русский приоритет, существовал неоспоримо. Не ценим своих. Спустя десятилетия после того, как уходят они из жизни, – тогда бывает, спохватываемся. Вдогонку посокрушаться мы можем…

После триумфальных сполохов «русского света» , озарившего улицы ряда европейских столиц, и после ранней смерти его измученного борьбой за жизнь русского изобретателя Яблочкова стало ясно, каким станет следующий шаг. Стало ясно, что должна вот-вот появиться некая волшебная лампа, которая превратит электрическое освещение из явления удивительного, необычайного – в повсеместное. Экономичное, надёжное, эффективное. Но от кого ждать такого свершения, способного представить в новом свете – от американца Эдисона, уже ошеломившего современников каскадом замечательных изобретений, или от русских, делающих свои дела, потихоньку, но уж очень ярко, по-своему и всегда – неожиданно?

Отвлечёмся немного. Не сразу сложился изобретатель Лодыгин. И не сразу занялся он проблемой электрического света. Он был ровесником Павла Николаевича Яблочкова , и судьбы их сложились во многом похоже. Правда, Лодыгин намного Яблочкова пережил. Но тут уж кому что отпущено…

Лодыгин сначала изобрёл электролёт!

В сентябре 1870 года на стол генерала от инфантерии и кавалера Милютина , военного министра , лёг любопытнейший документ, который бы должен сыграть важнейшую роль в истории техники, но, тем не менее, остался втуне, поскольку министр интереса к нему не проявил . Отставной двадцатитрёхлетний юнкер Александр Николаев сын Лодыгин, отслуживший в Воронежском кадетском корпусе лаборантом физического кабинета и наблюдателем метеостанции, а также подручным кузнеца на Тульском оружейном заводе, писал в прошении: «Опыты, произведённые комиссиею над применением воздушных шаров к военному делу, дают мне смелость обратиться к Вашему превосходительству с просьбою обратить Ваше внимание на изобретённый мною электролёт – воздухоплавательную машину, которая может двигаться свободно на различных высотах и в различных направлениях и, служа средством перевозки груза и людей, может удовлетворить в то же время специально военным требованиям…»

Министр, как мы уже отметили, внимания не обратил, хотя, ради одного только любопытства, должен бы вызвать к себе изобретателя электролёта. Не захотело начальство ознакомиться с теорией Лодыгина, не говоря уже о том, что и не подумало выделить ему необходимые средства для устройства пробной машины. А тот, не теряя времени даром, принялся изобретать электрическую лампу, необходимую для ночного полёта. И, судя по имеющимся сведениям, успел даже провести с нею кое-какие опыты.

Так и не дождавшись ответа, Лодыгин с немалыми трудами наскрёб денег на поездку в и, нимало не позаботясь о своём гардеробе, как был в армяке, в рубашке навыпуск, да сапогах, отправился в страну, являющуюся признанной законодательницей моды. Не за тем, конечно, чтобы одеться там по-европейски, в соответствии со временем. А чтобы осуществить свои технические идеи. Раз дома не удалось сдвинуться с места, может, во Франции он сумеет хоть чего-то добиться… Тем более, что петербургский профессор, с которым молодому изобретателю удалось связаться, ознакомившись с расчётами и чертежами, подтвердил их основательность и в теории.

Электролёт Лодыгина удивительным образом предвосхитил идею и основные конструктивные черты вертолёта . В то время уже появлялись проекты управляемых аэростатов, но лодыгинская машина являла собой грядущий этап инженерной мысли и, по существу, ничего общего не имела с ними. Она замышлялась конструктором в виде вытянутого цилиндра, конусообразного спереди и шаровидного с торца позади. Винт, расположенный в кормовой части, должен был сообщать аппарату движение в горизонтальном направлении, а винт сверху, с вертикально стоящей осью, в зависимости от угла, под которым повёрнуты лопасти, придавал различные скорости и в вертикальном, и в горизонтальном направлении. Не суждено было этой машине воплотиться в металл – слишком уж опережал русский изобретатель Лодыгин своё время …

Для электролёта была нужна электролампочка

В истории с электролётом есть одна воистину поразительная страница. Из идеи электрического освещения в ночном полёте возникло создание, которому и было суждено прославить имя Лодыгина . Именно электрическая лампа, а не замечательный электролёт, ради которого он был готов на любые лишения, принесла ему поначалу успех, славу, а затем, увы, несправедливое забвение.

Но как Александр Лодыгин пришёл к своему великому ? Как удалось сделать то, к чему стремились многие? Ведь такие умы, такие таланты пытались добиться того же! Может быть, случай повернул колесо везения в его сторону и помог достигнуть успеха? Мгновенная вспышка догадки – и всё улеглось, пришло решение?

Что угодно, только не случай. Случаев было великое множество, но таких, что только мешали ему. А миг озарения был, наверное. Только ведь надо учесть, что далеко не каждому дано вызвать в себе, пережить озарение счастливо найденной мысли. Решения.

Уже семьдесят лет в мире после опыта русского гения Василия Владимировича Петрова знали: если пропустить достаточно сильный ток через два близко поставленных угольных стержня, соединить их, а затем развести, меж их концами возникает ослепительный свет – электрическая дуга. Дуга Петрова . Она будет сиять, пока не сгорят электроды. Петров сразу понял, сколь важное открытие удалось ему сделать: «…от которого тёмный покой довольно освещён быть может» . И он оказался прав. В главном: дуга нашла применение. Но никак не удавалось из неё надёжный источник света получить. Лодыгин решил избрать другой путь: не дуговая лампа осветит мир, а .

Через опыты, нескончаемые опыты продвигался Александр Николаевич Лодыгин к своей исторической цели. Далеко не каждый проводник годился в качестве источника свечения. Свечение – результат нагрева, а при нагреве непременно происходят превращения вещества проводника – либо он сгорает, либо, как выражался изобретатель, «химически разлагается». Значит, выход один: пропускать ток через проводник в пустом пространстве или в азоте. Хотя, конечно, можно попробовать заменить азот каким-нибудь другим газом, не соединяющимся с веществом проводника.

Вот в этом решение : необходим или нейтральный газ в стеклянной колбе, куда через герметически закупоренный конец введён проводник.

Лодыгин сделал несколько ламп по этому принципу, и каждая давала пример различных решений. Самая большая трудность состояла в том, что не было надёжного насоса, который бы мог до нужной степени разрежённости выкачивать воздух. Кроме того, Лодыгин искал и всевозможные способы герметизации. В конце концов, он выбрал лампу, открытым основанием, погружённую в масляную ванну. Изолированные провода тянулись через ванну к угольным стержням. Их было два: как только выгорал первый, подключался другой. Два с половиной часа непрерывного света – это победа!

Демонстрация лампы вызывала восторг, восхищение. Люди толпами ходили смотреть электрический свет Лодыгина. Это был первый в мире опыт электрического улицы. Пришло признание. Петербургская Академия наук присуждает Лодыгину почётнейшую Ломоносовскую премию. Помимо признания и известности, это тысяча рублей – деньги большие, которые можно употребить для дальнейших исследований. 11 июля 1874 года изобретатель получает патент на «Способ и аппараты дешёвого электрического освещения». Некто Флоран, хозяин модного магазина белья в Петербурге, устанавливает три вакуумных лампы Лодыгина в своём салоне. Инженер Струве предлагает использовать лампы Лодыгина при подводном освещении во время кессонных работ при постройке Александровского моста.

В России изобретатели не конкурируют, а дружат!

Слава о новых, невиданных русских лампах перекатилась за границу. В 1873 году Лодыгин получает патенты в Австрии, Италии, Португалии, Венгрии, Испании и даже в таких отдалённых странах, как Австралия, Индия. В Германии на его имя выписаны патенты в целом ряде отдельных княжеств. Получены привилегии на имя компании, основанной Лодыгиным и во Франции. Западные газеты наперебой печатали сообщения о новом русском изобретении. Но ни в самой России, ни за границей никто не брался за серийное изготовление лодыгинских ламп. Дело новое, и как знать, куда может всё повернуться… А другой «русский свет» – свеча Яблочкова? Не одержит ли верх она? Высвеченные ею театры и магазины Парижа, да и других городов – разве это не лучшее, не убедительнейшее свидетельство её возможностей и яркой электрической будущности?

И что же сам Яблочков ? Они с Лодыгиным дружат, и Яблочков, продолжая работу по совершенствованию своей свечи, выступает с публичными лекциями в поддержку электрического освещения, в поддержку Лодыгина и даже даёт тому возможность экспериментировать на заводе, выпускающем «электросвечи» – дуговые лампы Яблочкова. И, не сдерживаясь, обрушивается к тому же на скороспелых последователей Лодыгина. Спешивших нажиться на его изобретении, в том числе и на Эдисона . На энергичного Эдисона, бросившегося разрабатывать идею русского инженера Александра Лодыгина без каких-либо ссылок. То, что Эдисон знал о новом русском чуде, – это бесспорно.

Томас Эдисон – научно-технический вор?

Только весной 1879 года, спустя шесть лет после Лодыгина, беззастенчивый американец ставит свой первый опыт с , и притом неудачный: лампа Эдисона взрывается . Лишь через тринадцать месяцев, затратив огромнейшие деньги, Эдисон приходит к успеху. Но Петербург-то уже за шесть лет до того осветился лампой Лодыгина!

А меж тем, уже вершится несправедливость . Российские газеты, позабыв о собственном восхищении лодыгинской лампой, на все лады расхваливают Эдисона ! Лодыгин же не возмущается, не выступает ни публично, ни в печати с доказательствами своего неопровержимого приоритета. Что же, ему всё равно? Или, быть может, он чем-то занят и не считает возможным, нужным прерваться для словопрений?

Ну, конечно же, занят. Лодыгин движется дальше: от лампы с угольной нитью накаливания – к лампе с нитью из тугоплавких металлов . Мечтает подарить своей лампе вечность. А людям – немеркнущий свет. И такую лампу он создаёт – с вольфрамовой нитью, и патент на неё покупает одна из крупнейших в мире компаний – американская «Дженерал электрик» . Сделаем заметку попутно: ныне всемирно известная американская фирма покупает патент русского Лодыгина , а не американца Эдисона ! Понятно и почему: с вольфрамовой и молибденовой нитью эти лампы, выставленные на Всемирной выставке в Париже в 1900 году, в буквальном смысле затмили другие достижения науки и техники.

Признание пришло. После смерти…

Судьба Лодыгина побросала. Какое-то время работал в старшим химиком на заводе аккумуляторов – пришлось на время покинуть Россию. Видимо, как-то он был связан с народовольцами и вместе с теми, кому удалось бежать от арестов – ещё в конце декабря 1884 года, в явной спешке уехал в Париж. Потом работал на строительстве Нью-Йоркского метрополитена – инженером по электроосвещению, строил электромобиль собственной конструкции , сделал ряд других изобретений и через двадцать три года отсутствия вновь ступил на русскую землю.

С собой он привёз чертежи и расчёты нескольких новых изобретений, в том числе военных – специальные сплавы для броневых плит и снарядов, электрохимический способ выделения алюминия и свинца из руды, лёгкий и сильный двигатель, пригодный для и летательных аппаратов, «воздушное торпедо для атаки неприятельских аэропланов, дирижаблей и прочего (по типу ракеты)». А сбережений никаких не привёз . Наоборот, всё, что имелось, растратилось. Не умел он, в пример Эдисону, жадно зарабатывать деньги. Что же осталось ему, кроме того, как искать службу… А ведь уже шестьдесят… Электротехнический институт предложил курс по проектированию электрохимических заводов, и Лодыгин с радостью согласился.

В 1910 году отмечалось сорокалетие лампы накаливания. Вот теперь-то, после , где на каждом шагу прославлялся удачливый Эдисон, прорвалась у Александра Николаевича горечь, обида за несправедливость. Написал в газете «Новое время»: «Изобретатель в России почти что пария… Я знаю это как по своему личному опыту, так и по опыту многих других…»

Свобода Игорь Николаевич

Время на чтение: 3 минуты

А А

Споры о том, кто был истинным изобретателем лампы накаливания, ведутся по сей день. В основном, фигурируют два имени – Томас Эдисон и Александр Лодыгин. На самом же деле, великое открытие состоялось благодаря упорной работе многих ученых.

С древних времен люди искали способы освещения в ночное время. Например, в Древнем Египте и Средиземноморье использовались аналоги керосиновой лампы. Для этого в особые глиняные сосуды вставлялся фитиль из хлопчатобумажной ткани и наливалось оливковое масло.

Жители побережья Каспийского моря использовали похожее устройство, только вместо масла в сосуд наливали нефть. В Средние века глиняные светильники сменили свечи из пчелиного воска и сала.

Но во все времена ученые и изобретатели искали возможность создать долговечный и безопасный осветительный прибор.

После того как человечество узнало об электричестве, исследования вышли на качественно новый уровень.

За изобретение первых электрических ламп, подходящих для коммерческого использования, мы должны благодарить трех ученых из разных стран. Независимо друг от друга они проводили свои эксперименты и в итоге добились результата, перевернувшего мир.

ВАЖНО! В 70-е годы XIX века было получено три патента на новейшие устройства – угольные лампы накаливания в вакуумных колбах.

В 1874 г. выдающийся ученый Александр Николаевич Лодыгин запатентовал свою лампу накаливания в России.

В 1878 г. Джозеф Уилсон Суон подал заявку на британский патент.

В 1879 г. американский патент получил изобретатель Томас Эдисон.

Именно Эдисон создал первую промышленную компанию по производству ламп накаливания. Большой заслугой стало то, что он сумел добиться длительной продолжительности работы – более 1200 часов – благодаря использованию карбонизированного бамбукового волокна.

В начале 80-х годов XIX века Эдисон и Суон организовали в Британии совместную компанию. Она так и называлась «Эдисон и Суон». В то время она стала самым крупным производителем электрических ламп.

В 90-е годы Александр Лодыгин переехал в Америку, где и предложил использовать вольфрамовую или молибденовую спираль. Это был очередной технологический прорыв. Лодыгин продал свой патент компании General Electric, которая начала производить электрические лампы с вольфрамовой нитью.

А уже в 1920 году один из работников компании Уильям Дэвид Кулидж рассказал миру, как можно производить вольфрамовую нить в промышленных масштабах. В том же году другой ученый из General Electric по имени Ирвинг Ленгмюр предложил наполнять колбу лампочки инертным газом.

Именно это значительно повысило период работы лампы накаливания, а также увеличило светоотдачу.

Этими устройствами человечество пользуется по сей день.

История создания электрической лампочки

Конечно, история создания лампы неотделима от развития такой науки, как электротехника. Она берет начало с открытия в XVIII веке электрического тока. Это открытие поспособствовало тому, что выдающиеся ученые со всего мира занялись изучением и развитием электротехники, которая к тому времени выделилась в самостоятельную науку.

НА ЗАМЕТКУ! Отличительной чертой «свечи Яблочкова» было то, что для нее не требовалось вакуума. Нить накала, изготовленная из каолина, не перегорала и не теряла своих свойств на открытом воздухе.

И, конечно, говоря об истории электротехники, нельзя не вспомнить ученых, перевернувших мир – Александре Лодыгине и Томасе Эдисоне. Именно они, проводя эксперименты независимо друг от друга, в 70-е годы XIX века создали электрическую лампу.

Александр Лодыгин – изобретатель из России

В 1872 году в Санкт-Петербурге Александр Николаевич Лодыгин приступил к опытам по электрическому освещению.

Его первые лампы представляли собой тонкую угольную палочку, зажатую между объемными стрежнями из меди. Все это находилось в закрытом стеклянном шаре.

Это было еще несовершенное устройство, тем не менее, они начали активно использоваться для освещения зданий и улиц Петербурга.

В 1875 году в товариществе с Коном была выпущена усовершенствованная электрическая лампа. В ней угольки заменялись автоматически, кроме того, они располагались в вакууме. Эта разработка принадлежит электротехнику Василию Федоровичу Дитрихсону.

В 1876 году другой исследователь, Булыгин также внес коррективы. В его разработке уголек выдвигался по мере сгорания.

В конце 70-х годов лампа накаливания, созданная Лодыгиным и запатентованная в России, Франции, Великобритании, Австрии и Бельгии, попала, наконец, и в США. Лейтенант Хотинский отправился к побережью Америки, чтобы принять корабли, построенные для Российского флота. Именно Хотинский посетил лабораторию и показал «лампу Лодыгина» и «свечу Яблочкова» американскому исследователю Томасу Эдисону.

Доподлинно неизвестно, как это повлияло на ход мыслей Эдисона, который и сам в то время работал над созданием искусственного освещения. Как бы то ни было, именно Эдисон довел конструкцию лампы накаливания до качественно нового уровня, а также популяризовал ее, организовав массовое производство. Это помогло значительно снизить стоимость, что позволяло покупать лампу даже беднякам.

Александр Лодыгин также не останавливался в своем рвении усовершенствовать лампу накаливания. После переезда в США, в 1890 году, Лодыгин получил еще один патент – на лампу с металлической нитью из тугоплавких металлов - осьмия, иридия, родия, молибдена и вольфрама. Это был настоящий прорыв в области электротехники. Изобретение имело оглушительный успех, и в 1906 году патерн на него был куплен компанией General Electric. К слову, компания эта принадлежала Томасу Эдисону.

Создание лампочки Эдисоном

Во всем мире принято считать, что электрическую лампочку изобрел ученый Томас Альва Эдисон.

На протяжении многих лет Эдисон ставил эксперименты в области электротехники. В течение почти двух лет он искал идеальный вариант для нити накаливания.

История ламп накаливания уходит своими корнями в девятнадцатый век. Рассмотрим основные моменты, связанные с этим уникальным изобретением человечества.

Особенности

Лампа накаливания это предмет, который знаком многим людям. В настоящее время трудно себе представить жизнь человечества без использования искусственного и электрического света. При этом редко кто задумывается над тем, как выглядела первая лампа, в какой исторический период она была создана.

Для начала рассмотрим устройство лампы накаливания. Этот источник электрического света представляет собой проводник с высокой температурой плавления, который находится в колбе. Из нее предварительно выкачан воздух, вместо него колба заполнена инертным газом. Проходя через лампу, электрический ток испускает поток света.

Суть функционирования

Каков принцип работы лампы накаливания? Он заключается в том, что при протекании электрического тока через тело накала, элемент нагревается, при этом разогревается сама вольфрамовая нить. Именно она испускает по закону Планка излучение теплового и электромагнитного типа. Чтобы создавать полноценное свечение, необходимо накалить вольфрамовую нить до нескольких сотен градусов. По мере уменьшения температуры спектр приобретает красный цвет.

Первые лампы накаливания имели множество недостатков. Например, сложно было регулировать температуру, в результате чего лампы быстро выходили из строя.

Технические особенности

Что собой представляет конструкция современной лампы накаливания? Так как она стала первым у нее достаточно простая конструкция. Основными элементами лампы считают:

• тело накала;
• колба;
• вводы тока.

В настоящее время разработаны различные модификации, в лампу введен предохранитель, представляющий собой звено. Для производства этой детали используют железоникелевый сплав. Звено сваривают в ножку ввода тока для того, чтобы не допустить при накаливании вольфрамовой нити разрушения стеклянной колбы.

Рассматривая основные преимущества и недостатки ламп накаливания, отметим, что с момента своего появления лампы были существенно модернизированы. Например, благодаря использованию предохранителя снизилась вероятность быстрого разрушения лампы.

Основным минусом подобных осветительных элементов является их высокое потребление энергии. Именно поэтому в настоящее время они стали применяться значительно реже.

Как появились искусственные источники света

История ламп накаливания связана со многими изобретателями. До того времени, когда русский физик Александр Лодыгин стал работать над ее созданием, уже были разработаны первые модели ламп накаливания. В 1809 году английский изобретатель Деларю разработал модель, которая была оснащена платиновой спиралью. История ламп накаливания связана и с изобретателем Генрихом Гебелем. В образце, созданном немцем, обугленная бамбуковая нить помещалась в сосуд, из которого предварительно выкачивали воздух. Гебель занимался модернизацией своей модели лампы накаливания на протяжении пятнадцати лет. Ему удалось получить рабочий вариант лампочки накаливания. Лодыгин добился качественного свечения угольного стержня, помещенного в стеклянном сосуде, из которого был удален воздух.

Вариант практичной модели

Первые лампы накаливания, которые можно было производить в больших объемах, появились в Англии в конце девятнадцатого века. Джозефу Уилсону Суону даже удалось получить патент на собственную разработку.

Говоря о тех, кто придумал лампу накаливания, также необходимо остановиться на экспериментах, проводимых Томасом Эдисоном.

Он пытался использовать в качестве нитей накаливания различные материалы. Именно этот ученый предложил в качестве нити накаливания платиновую нить.

Такое изобретение лампы накаливания стало новым этапом в сфере электричества. Изначально лампы Эдисона функционировали только в течение сорока часов, но, несмотря на это, они достаточно быстро вытеснили газовое освещение.

В тот период, когда Эдисон занимался своими исследованиями, в России Александру Лодыгину удалось создать сразу несколько различных видов ламп, в которых роль нитей играли тугоплавные металлы.

История ламп накаливания свидетельствует о том, что именно русский изобретатель впервые стал применять в виде тела накаливания тугоплавкие металлы.

Помимо вольфрама Лодыгин также проводил эксперименты с молибденом, скручивая его в виде спирали.

Специфика работы лампы Лодыгина

Для современных аналогов характерен прекрасный световой поток, а также качественная цветопередача. Их коэффициент полезного действия составляет 15% при наибольшем значении температуры накала. Такие источники света для своей работы потребляют существенное количество электрической энергии, поэтому их функционирование осуществляется не больше 1000 часов. Это с лихвой окупается невысокой стоимостью ламп, поэтому, несмотря на многообразие искусственных источников освещения, представленным на современном рынке, они по-прежнему считаются популярными и востребованными среди покупателей.

Интересные факты из истории лампы накаливания

В конце девятнадцатого века Дидрихсону удалось внести существенные изменения в модель, предлагаемую русским изобретателем Лодыгиным. Он провел полную откачку из нее воздуха, использовал в лампе сразу несколько волосков.

Подобное усовершенствование позволяло использовать лампу даже в том случае, когда один из волосков перегорал.

Английскому инженеру Джозефу Уилсону Суону принадлежит патент, подтверждающий создание им лампы с угольным волокном.

Волокно располагалось в кислородной разряженной атмосфере, в результате чего свет получался более ярким и равномерным.

Во второй половине девятнадцатого века Эдисон помимо самой лампы изобретает поворотный бытовой выключатель.

Масштабное появление ламп на рынке

С конца девятнадцатого века стали появляться лампы, в которых в качестве нити накаливания использовались оксиды иттрия, циркония, тория, магния.

В начале прошлого века венгерскими исследователями Шандором Юстом и Франьо Ханаманом был получен патент на применение вольфрамовой нити в лампах накаливания. Именно в этой стране были изготовлены первые экземпляры таких ламп, которые вышли на масштабный рынок.

В США в этот же временной период были построены и запущены заводы, занимающиеся получением титана, вольфрама, хрома, путем электрохимического восстановления.

Высокая стоимость вольфрама внесла свои корректировки в скорость внедрения ламп накаливания в повседневную жизнь.

В 1910 году Кулидж разработал новую технологию изготовления тонких вольфрамовых нитей, что способствовало удешевлению производства искусственных ламп накаливания.

Проблему ее быстрого испарения удалось решить американскому ученому Ирвингу Ленгмюру. Именно им было введено в промышленное производство наполнение инертным газом стеклянных колб, что увеличило срок эксплуатации лампы, удешевило их.

Коэффициент полезного действия

Практически вся энергия, которая получается в лампу, постепенно переходит в тепловое излучение. КПД достигает 15 процентов при температурном показателе 15 процентов.

По мере повышения значения температуры происходит увеличение коэффициента полезного действия, но это вызывает существенное снижение эксплуатационного срока службы лампы.

При 2700 К срок полноценного использования искусственного источника света составляет 1000 часов, а при 3400 К - несколько часов.

Для того чтобы повысить долговечность лампы накаливания, разработчики предлагают уменьшать значение напряжения питания. Безусловно, при этом КПД также будет снижаться примерно в 4-5 раз. Такой эффект инженеры используют в тех случаях, когда требуется надежное освещение минимальной яркости. К примеру, это актуально для вечернего и ночного освещения строительных площадок, лестничных пролетов.

Для этого осуществляют последовательное подключение переменного тока лампы с диодом, что гарантирует подачу тока в лампу на протяжении половины всего периода подачи тока.

Учитывая, что цена обычной лампы накаливания существенно меньшее ее среднего срока эксплуатации, приобретение таких источников освещения можно считать достаточно выгодным мероприятием.

Заключение

История появления той модели электрической лампы, к которой мы привыкли, связана с именами многих русских и иностранных ученых и изобретателей. На протяжении двух столетий этот искусственный источник освещения подвергался преобразованиям, модернизации, целью которых было увеличение эксплуатационного срока службы прибора, снижение его стоимости.

Самый большой износ нити накала наблюдается в случае резкой подачи на лампу напряжения. Для решения этой проблемы, изобретатели стали снабжать лампы разнообразными устройствами, гарантирующими их плавный запуск.

В холодном виде вольфрамовая нить обладает удельным сопротивлением, которое всего в два раза превышает показатель алюминия. Для того чтобы избегать пиковых значений мощности, разработчики используют терморезисторы, сопротивление которых падает по мере повышения температуры.

У низковольтовых ламп при равной мощности ресурс эксплуатации и светоотдача намного выше, поскольку они имеют большее сечение тела накаливания. В светильниках, рассчитанных на множество ламп, эффективно последовательное соединение нескольких ламп меньшего напряжения. К примеру, можно вместо шести ламп мощностью 60 Вт, включенных параллельно, использовать всего три.

Безусловно, в наши дни появились различные модели электрических ламп, которые имеют гораздо более результативные характеристики, чем обычные лампочки, изобретенные во время Лодыгина и Эдисона.

Сложно встретить человека не знакомого с лампой накаливания – устройства освещают помещения домов и улицы городов на протяжении 100 лет. Развитие технологий постепенно вытесняет «лампочки Ильича», но они еще встречаются в жизни.

Лампочки по назначению бывают:

• Общего применения. Используются для декорирования и освещения.
• Декоративные, колба у которых выполнена в виде фигур.
• Лампы пониженного напряжения питания – от 2,5 до 42 В. Применяются в местах повышенной опасности – на открытых площадках, подвалах.
• Цветные источники света, выпускают в колбах из окрашенного стекла. До изобретения светодиодов использовались в декоративной подсветке сцен и съемочных площадок, организации презентаций.
• Сигнальные. Используются для отображения данных в информационных табло.
• Лампы для транспортных средств. Выделяются прочностью и стойкостью к вибрационным нагрузкам.
• Осветительные прожекторные. Из-за высокой мощности применялись для освещения открытых пространств – на стадионах, железнодорожных станциях, прожекторах, используемых сотрудниками охранных ведомств.
• Специальные лампы для оптики – кинопроекторы, измерительные и медицинские приборы.

Изначально была изобретена осветительная лампа накаливания, кажется, что это простое устройство – на самом деле это не так.

Как шли к открытию?

История лампы накаливания началась в начале XIX века. В школьном курсе физике принято считать изобретателем лампы накаливания Томаса Эдисона (1847–1931), однако, у изделия имелись прародители.

В 1803 году русский изобретатель Василий Владимирович Петров (1761–1834) изучая проводимость материалов, получил электрическую дугу между угольными проводниками. Он предложил пользоваться явлением для освещения пространства. Однако, из-за быстрого сгорания угля, практического применения открытие в те годы не получило.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Задать вопрос эксперту

Подробнее о В.П. Петрове рассказано в видео:

Научно описал в 1809 г. дуговой разряд между угольными стержнями сэр Гемфри Дэви (1778–1829) – создатель английской школы электрохимии. Труды стали основой для последующих открытий. Только в 1838 году бельгийцем Жобаром создан устойчиво работающий прототип лампы с угольным сердечником, горение проходило в воздушной среде, поэтому разрушение электрода завершалось очень быстро.

Вскоре, в 1840 году членкор Петербургской академии наук англичанин по происхождению Уоррен Деларю (1815–1989) в качестве материала нити накаливания использовал платину. Устройство успешно освещало помещение, но из-за дороговизны драгоценного металла и его низких прочностных свойств, до промышленного использования дело не дошло.

Устройства Жобара и Деларю стали прорывом в науке, но запатентованы не были.

Первый патент удалось получить ирландцу Фредерику де Моллейну в 1841 году. Устройство представляло собой спираль из платины, находящуюся в вакууме – это увеличивало срок использования.

Американец Джон У. Старр в 1844 г. получил американский, а в следующем году британский патент на лампочки с углеродной нитью. Работы остановились, серия лампа не пошла в связи со смертью изобретателя.

Не прошел мимо изучения электрической дуги и великий французский ученый Жан Бернар Фуко. Заменив в 1844 древесный уголь на ретортные угольные электроды, он добился увеличения срока использования устройства, придумав попутно «первый диммер» – интенсивность света регулировалась изменением длины электрической дуги.

Следующий шаг был сделан Генрихом Ге белем из Германии. Он вел эксперименты, использовав в качестве электродов обугленные палочки бамбука, находящиеся в вакууме колбы. Прибор Гебеля считается прототипом первой лампочки.

С 1860 по 1878 год англичанин Джозеф Вильсон Свон (Суон) работал над применением угольного волокна и получил в итоге патент на изобретение лампы. Особенностью прибора стала разреженная кислородная атмосфера, в которой нагревалось и излучало видимый свет угольное волокно. Технология позволила увеличить видимое свечение.

Нить накаливания крупным планом

Параллельно со Своном проводил эксперименты и получил в 1874 г. патент на нитевую лампу российский ученый А.Н.Лодыгин. Василий Федорович Дидрихсон российский ученый усовершенствовал конструкцию своего соотечественника. Из колбы откачали воздух, и было установлено несколько электродов. После сгорания одного, начинал светиться следующий электрод – время службы повысилось.

В 1976 г. российский физик Павел Николаевич Яблочков, изучая изоляционные материалы, применил обмазку нити белой глиной (каолином). Лампа светилась на воздухе, не требуя создания вакуума. Для пуска приходилось подогревать нити спичками. Сам изобретатель скептически относился к электрическому освещению и прекратил работу в этом направлении. Однако, некоторое время лампы Яблочкова выпускались в промышленном масштабе, но в итоге были вытеснены лампами накаливания. Такими приборами освещался Париж, Лондон, Санкт-Петербург, устанавливались светильники на паровозах и кораблях.

Томасу Эдисону (США) удалось усовершенствовать изобретения Лодыгина и Яблочкова. В 1880 году был получен патент на лампу с угольными электродами.

Изобретение, сделанное А.Н. Лодыгиным

Начал работы ученый с разработки светильника с угольными электродами. За достигнутые результаты он получил премию Академии наук, но опыты продолжил. В 1874 году Александр Николаевич Лодыгин запатентовал лампу с нитевым накальным телом. Суть изобретения заключалась в накале платиновой (вольфрамовой) нити в вакуумной колбе.

Горение – химическая окислительная реакция с участием кислорода. Вакуум подразумевает отсутствие кислорода, следовательно, скорость окисления резко снижается. Благодаря такому свойству лампы Лодыгина получили увеличенный ресурс. К 1890 году разработаны похожие на сегодняшние лампы с закрученными в спираль нитями накала, производимыми из вольфрама или молибдена, что снижало их стоимость по сравнению с платиновыми.

Вклад Томаса Эдисона

В конце 1870 годов за усовершенствование электрических светильников взялся известный на весь мир ученый из Америки Томас Эдисон.

С целью продления срока службы нити, предпринимались попытки отключать напряжение, после нагрева спирали до предельно допустимых температур. Для этого в колбу встраивался автоматический выключатель. Однако этот путь не привел к приемлемому результату – было видно мигание.

Акцент исследований сместился на эксперименты с материалом для изготовления нитей накала. Было проведено около 2000 опытов.

Эдисон со своим изобретением

В итоге в 1879 году Эдисон получил патент на лампочку платиновой спиралью и временем горения до 40 часов.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Важно! Стоит отметить, что Лодыгину на получение патента в Америке банально не хватило денег. Поэтому изобретение приписывается Эдисону.

Основное отличие от приборов Лодыгина – создание вакуума с меньшим количеством, оставшегося в колбе воздуха. В 1880 году, лампы с бамбуковыми электродами горели у Эдисона около 600 часов. Немаловажное значение в распространении ламп Эдисона имела изобретенная им же винтовая конструкция цоколя, позволявшая быстро и безопасно менять вышедшие из строя приборы.

Патентные войны привели к образованию совместного предприятия Суонса и Эдисона, выросшего со временем в мирового лидера по продаже электрических ламп. Увеличение производства сказалось на снижении себестоимости изделия и еще большему распространению.

Таким образом, разработка технологии изготовления лампы накаливания проводилась учеными из России, Германии, США, Бельгии, Великобритании. Объединив лучшее, на практике Томас Эдисон организовал массовый выпуск приборов. Поэтому ему и приписывают авторство.

Что собой представляет?

Лампа накаливания – электроприбор, свет в котором излучает тело накала, разогреваемое проходящим через него электротоком. Исключают окисление (сгорание) нити накала, размещая его в вакууме, создаваемом в герметичной стеклянной колбе. Напряжение к нити подводится через контакты, размещенные в цоколе.

Заполняя внутреннее пространство колбы галогенным газом. К останкам кислорода добавляют йод и бром. В естественных условиях бром – жидкость, а йод – кристаллы. Это уменьшает износ нити, что позволяет ее нагреть до более высокой температуры. Все это позволяет увеличить длительность службы изделия. Материал спирали в современных источниках света – вольфрам, рений, редко осмий.

Все элементы лампы накаливания

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.

Варианты форм ламп накаливания

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:

Основные виды цоколей ламп накаливания

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.

Масштабное появление ламп на рынке

Появление ламп на рынке связано с дешевизной, простотой использования в сравнении с газовыми, бензиновыми и нефтяными светильниками. Улучшать прибор человечество продолжает на протяжении всей истории после их появления. Разработки привели к возникновению продукции, выполняющей самые разные функции:

• Проекционные лампы повышенной светимости. Конструкция прибора исключает появление затененных областей по краям зоны для исключения некачественного отображения картинки на экране.
• Лампочки для подсветки кнопок и переключателей в радиотехнической аппаратуре.
• Фотолампы – вспышки и пилотные (постоянного свечения на пониженной мощности) предназначены для мгновенного или долговременного освещения места фотосъемки.
• Лампа фара выполняется в одном корпусе с отражателем и фокусирующим стеклом.
• Модели с двумя нитями предназначены для использования в фарах автомобиля (ближний и дальний свет), задних фонарях авто (габариты и стоп-сигнал). Устанавливаются в такие источники света в местах, где может возникнуть потребность в резервировании. В случае перегорания одной из спиралей, зажигалась резервная.
• Нагревательные лампы применяют в лазерных принтерах.
• Лампы со специальным спектром излучения для научных приборов.

Лампы накаливания прошли длительный путь эволюции. В освещении им на смену приходят светодиоды, но во многих областях техники без таких устройств не обойтись.