المؤسسة التعليمية البلدية المدرسة الثانوية رقم 9
المصباح المتوهج وتاريخه
اختراعات
شيفيليفا ميلانا
الكسندروفنا
2012 تيخفين
تاريخ الاختراع
مبدأ التشغيل
تصميم
الكفاءة والمتانة
الأدب
تاريخ الاختراع
§ في عام 1809، قام الإنجليزي ديلارو ببناء أول مصباح متوهج في عام 1809 (بحلقة من البلاتين). § وفي عام 1838م اخترع البلجيكي جوبارد المصباح المتوهج الكربوني. § في عام 1854، طور الألماني هاينريش جوبل أول مصباح "حديث": خيط من الخيزران متفحم في وعاء مفرغ. وعلى مدى السنوات الخمس التالية، قام بتطوير ما يسميه الكثيرون المصباح العملي الأول. § في عام 1860، أظهر الكيميائي والفيزيائي الإنجليزي جوزيف ويلسون سوان النتائج الأولى وحصل على براءة اختراع، لكن الصعوبات في الحصول على فراغ أدت إلى حقيقة أن مصباح سوان لم يعمل لفترة طويلة وكان غير فعال. § في 11 يوليو 1874، حصل المهندس الروسي ألكسندر نيكولايفيتش لوديجين على براءة الاختراع رقم 1619 للمصباح الفتيل. لقد استخدم قضيبًا من الكربون موضوعًا في وعاء تم إخلاؤه كخيوط. § في عام 1876، قام بافيل نيكولاييفيتش يابلوشكوف بتطوير أحد إصدارات مصباح قوس الكربون الكهربائي، المسمى "شمعة يابلوشكوف". وكانت ميزة التصميم هي عدم وجود حاجة لآلية للحفاظ على المسافة بين الأقطاب الكهربائية من أجل الانحناء. استمرت الأقطاب الكهربائية لمدة ساعتين تقريبًا. § استقبل المخترع الإنجليزي جوزيف ويلسون سوان عام 1878<#"justify">مبدأ التشغيل مصباح وهاج - مصدر كهربائيالضوء، الذي يتم فيه تسخين جسم متوهج (موصل حراري)، موضوع في وعاء شفاف مفرغ أو مملوء بغاز خامل، إلى درجة حرارة عالية بسبب تدفق تيار كهربائي من خلاله، ونتيجة لذلك ينبعث في نطاق طيفي واسع، بما في ذلك الضوء المرئي. إن جسم الخيوط المستخدم حاليًا هو في الأساس شكل حلزوني مصنوع من سبائك قائمة على التنغستن. يستخدم المصباح المتوهج تأثير تسخين الموصل (الخيط) عندما يتدفق التيار الكهربائي من خلاله. تزداد درجة حرارة خيوط التنغستن بشكل حاد بعد تشغيل التيار. تنبعث خيوط المصباح المتوهج الاشعاع الكهرومغناطيسيوفقا لقانون بلانك. تحتوي دالة بلانك على حد أقصى، ويعتمد موضعه على مقياس الطول الموجي على درجة الحرارة. يتغير هذا الحد الأقصى مع زيادة درجة الحرارة نحو الأطوال الموجية الأقصر (قانون الإزاحة في فيينا). للحصول على الإشعاع المرئي، يجب أن تكون درجة الحرارة في حدود عدة آلاف من الدرجات. كلما انخفضت درجة الحرارة، انخفضت نسبة الضوء المرئي وظهر الإشعاع باللون الأحمر. يقوم المصباح المتوهج بتحويل جزء من الطاقة الكهربائية المستهلكة إلى إشعاع، بينما يفقد جزء منها نتيجة عمليتي التوصيل الحراري والحمل الحراري. يقع جزء صغير فقط من الإشعاع في منطقة الضوء المرئي، ويأتي منها الجزء الأكبر الأشعة تحت الحمراء. لزيادة كفاءة المصباح المتوهج والحصول على الضوء الأكثر "أبيض"، من الضروري زيادة درجة حرارة الفتيل، والذي بدوره يقتصر على خصائص مادة الفتيل - نقطة الانصهار. تستخدم المصابيح المتوهجة الحديثة مواد ذات درجات الحرارة القصوىذوبان - التنغستن (3410 درجة مئوية)، ونادراً جداً، الأوسيميوم (3045 درجة مئوية). عند درجات حرارة يمكن تحقيقها عمليًا تتراوح بين 2300 و2900 درجة مئوية، يكون الضوء المنبعث بعيدًا عن اللون الأبيض وليس ضوء النهار. لهذا السبب، ينبعث من المصابيح المتوهجة الضوء الذي يبدو أكثر "أصفر-أحمر" من ضوء النهار. لتوصيف نوعية الضوء، ما يسمى درجة الحرارة الملونة. وفي الهواء العادي عند درجات الحرارة هذه، سيتحول التنغستن على الفور إلى أكسيد. لهذا السبب، يتم حماية خيوط التنغستن بواسطة لمبة زجاجية مملوءة بغاز محايد (عادة الأرجون). تم تصنيع المصابيح المتوهجة الأولى باستخدام المصابيح المفرغة. ومع ذلك، في فراغ في درجات حرارة عاليةيتبخر التنغستن بسرعة، مما يجعل الشعيرة أرق ويؤدي إلى تعتيم المصباح الزجاجي أثناء ترسبه عليه. في وقت لاحق، بدأ ملء القوارير بالغازات المحايدة كيميائيا. تُستخدم قوارير التفريغ الآن فقط للمصابيح منخفضة الطاقة. تصميم تصاميم المصابيح المتوهجة متنوعة للغاية وتعتمد على الغرض منها. ومع ذلك، فإن العناصر المشتركة هي جسم الفتيل والمصباح وأسلاك التيار. اعتمادًا على خصائص نوع معين من المصابيح، يمكن استخدام حاملات الخيوط تصاميم مختلفة; يمكن صنع المصابيح بدون أساس أو بقواعد أنواع مختلفةتحتوي على قارورة خارجية إضافية وعناصر هيكلية إضافية أخرى. في تصميم المصابيح ذات الأغراض العامة، يتم توفير المصهر - وصلة مصنوعة من سبائك الحديد والنيكل، ملحومة في فجوة أحد الخيوط الحالية وتقع خارج لمبة المصباح - عادة في الساق. الغرض من المصهر هو منع تدمير المصباح عند انقطاع الفتيل أثناء التشغيل. والحقيقة هي أنه في هذه الحالة يحدث قوس كهربائي في منطقة التمزق، مما يؤدي إلى ذوبان الخيوط المتبقية، ويمكن لقطرات المعدن المنصهر أن تدمر زجاج القارورة وتتسبب في نشوب حريق. تم تصميم المصهر بحيث يتم تدميره عند إشعال القوس تحت تأثير تيار قوسي يتجاوز بشكل كبير التصنيف الحاليمصابيح. وتقع وصلة الحديد والنيكل في تجويف حيث يكون الضغط مساويا للضغط الجوي، وبالتالي يخرج القوس بسهولة. بسبب انخفاض الكفاءةوقد تم الآن التخلي عن استخدامها. تجويف اللمبة (مفرغ أو مملوء بالغاز) هيئة خيوط 5. الأقطاب الكهربائية (المدخلات الحالية) السنانير - أصحاب الجسم خيوط ساق المصباح رابط الإدخال الحالي الخارجي، الصمامات السكن الأساسي عازل القاعدة (زجاج) الاتصال الأساسي الكفاءة والمتانة مصباح حلزوني مزدوج 200 وات (مكبر للغاية) مصباح وهاج مصباح أوسرام 200 واط حلزوني مزدوج (ثنائي الحلزون) مع موصلات وحاملات تيار (مكبرة) الأدب 1. https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&sqi=2&ved=0CJUBEBYwDg&url=http%3A%2F%2Flights-on.ru%2Flampi%2Flampi-nakalivanija%2F28175&ei= v6CNT_rqKMyG-wbA1vn9Dw&usg=AFQjCNEzqWLjmpEbj209-oMXsFOeSzJwvQ&sig2=IrbpH2wgyJjnVy5eiBSrCQ https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CEsQFjAB&url=http%3A%2F%2Felectrolibrary.narod.ru%2Fsvetrazvitie.htm&ei=daGNT4bBIM2a-gaqkPX-Dw&usg= AFQjCNEcg5f-Wd5KUCqbBYyjRW246151pA&sig2=ENB3pspm4tXAa0-6x0Sx3w https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=4&ved=0CFgQFjAD&url=http%3A%2F%2Fwww.energy-etc.ru%2Fcontent%2Fmaterials%2Findex19-183. html&ei=daGNT4bBIM2a-gaqkPX-Dw&usg=AFQjCNHCeI84cuCIZaG-U0oisEZ6JXI7kA&sig2=NA156uCVQOb90ANGsOWt2A
فمن الصعب أن نتصور إلى الإنسان الحديثأنه منذ ما يزيد قليلاً عن مائة عام، اتخذت المصابيح الكهربائية خطواتها الأولى في حياتنا اليومية.
عادة ما تقتصر قائمة مخترعي معظم الأجهزة الحديثة على شخص أو شخصين (يحدث غالبًا أن يتوصل مخترعان موهوبان إلى تحقيق نفس الفكرة مع وجود فجوة زمنية قصيرة بين بعضهما البعض). ولكن هناك استثناءات مثيرة للاهتمام للغاية لهذه القاعدة. على سبيل المثال، مصباح وهاج. من الصعب جدًا تصديق أن المصباح الكهربائي البسيط لم يخترعه عالم واحد، ولا اثنان، ولا حتى ثلاثة، بل ثلاثة عشر عالمًا. ولكن هذا صحيح في الواقع. والسبب في ذلك بسيط: الحقيقة هي أن أول مصباح متوهج حاصل على براءة اختراع، والمصباح الذي نستخدمه اليوم، يفصل بينهما بالضبط 100 عام من التحسينات المستمرة، التي قام بها مجموعة متنوعة من المخترعين من دول مختلفةسلام.
وقدم كل منهم مساهمته الخاصة في تاريخ اختراع مصباح كهربائي منزلي بسيط. وهذا يعني أنه، للأسف، لن يكون من الممكن الإجابة بشكل لا لبس فيه على السؤال: من اخترع المصباح الكهربائي.
بدأ تحول الطاقة الكهربائية إلى ضوء مع تجارب العالم فاسيلي بتروف الذي لاحظ ظاهرة القوس الفولتي عام 1803. وفي عام 1810، تم الاكتشاف نفسه من قبل الفيزيائي الإنجليزي ديفي. وقد تلقى كلاهما قوسًا فولتيًا باستخدام بطارية كبيرة من العناصر بين أطراف قضبان مصنوعة من فحم.
كتب كلاهما أنه يمكن استخدام القوس الشمسي لأغراض الإضاءة. لكن كان علينا أولاً أن نجد المزيد مادة مناسبةللأقطاب الكهربائية، حيث أن قضبان الفحم احترقت في بضع دقائق ولم تكن ذات فائدة تذكر للاستخدام العملي.
في القرن التاسع عشر، انتشر نوعان من المصابيح الكهربائية على نطاق واسع: المصابيح المتوهجة والمصابيح القوسية. ظهرت أضواء القوس في وقت سابق قليلا. ويستند توهجهم على هذا ظاهرة مثيرة للاهتمام، مثل القوس الفلطائي. إذا أخذت سلكين، وقمت بتوصيلهما بمصدر تيار قوي بما فيه الكفاية، وقم بتوصيلهما، ثم حركهما بعيدًا بضعة ملليمترات، ثم بين طرفي الموصلات سوف يتشكل شيء مثل اللهب مع ضوء ساطع. ستكون هذه الظاهرة أكثر جمالا وأكثر سطوعا إذا كنت تستخدم قضبان كربون حادة بدلا من الأسلاك المعدنية.
ابتكر الإنجليزي ديلارو أول مصباح كهربائي متوهج بفتيل من البلاتين في عام 1809. تم تصميم أول مصباح قوسي مع تعديل يدوي لطول القوس في عام 1844 من قبل الفيزيائي الفرنسي فوكو. لقد استبدل الفحم بعصي فحم الكوك الصلب. وفي عام 1848، استخدم لأول مرة مصباحًا قوسيًا لإضاءة إحدى الساحات الباريسية.
في عام 1875، اقترح بافيل نيكولايفيتش يابلوشكوف حلاً موثوقًا وبسيطًا لمصابيح القوس. قام بوضع أقطاب الكربون على التوازي، وفصلها بطبقة عازلة. وكان الاختراع نجاحا كبيرا. وفي عام 1877، وبمساعدتهم، تم تركيب كهرباء الشوارع لأول مرة في شارع الأوبرا في باريس. وأتاح المعرض العالمي، الذي افتتح في العام التالي، الفرصة للعديد من المهندسين الكهربائيين للتعرف على هذا الاختراع الرائع. وتحت اسم "الضوء الروسي"، تم استخدام شموع يابلوشكوف فيما بعد لإضاءة الشوارع في العديد من المدن حول العالم.
في عام 1874، حصل المهندس ألكسندر لوديجين على براءة اختراع "مصباح الشعيرة". تم استخدام قضيب الكربون، الذي تم وضعه مرة أخرى في وعاء به فراغ، كخيط. في عام 1890، جاء لوديجين بفكرة استبدال خيوط الكربون بسلك مصنوع من التنغستن المقاوم للحرارة، والذي تبلغ درجة حرارة الفتيل فيه 3385 درجة. في عام 1906، باع Lodygin براءة اختراع لخيوط التنغستن لشركة جنرال إلكتريك. نظرًا لارتفاع تكلفة التنغستن، فإن الاختراع محدود الاستخدام.
الحالات الأولى لاستخدام الكهرباء في أوكرانيا لاحتياجات الإضاءة معروفة منذ سبعينيات القرن الماضي.
في عام 1878، مهندس أ.ب. قام بورودين بتجهيز ورشة الخراطة في ورش السكك الحديدية في كييف بأربعة مصابيح قوسية كهربائية. كان لكل فانوس آلة غرام كهرومغناطيسية خاصة به. تم ترتيب الفوانيس في صفين على شكل رقعة الشطرنج. تم تصميم الفحم لمدة 3 ساعات من التشغيل.
في عام 1886، تم تركيب الإضاءة الكهربائية في حديقة Chateau de Fleurs في كييف. وفي عام 1996 بدأ تشغيل أول محطة كهرباء عامة في نفس المدينة.
ثورة حقيقية في إنشاء المصباح الكهربائي حدثت من خلال تجارب المخترع الأمريكي إديسون. وقبل البدء بالتجارب قام بدراسة كافة تجارب شركات خزانات الغاز في إنارة المدن والمباني. كان يعمل على الورق الرسوم البيانية التفصيليةمحطات توليد الكهرباء وخطوط الاتصال للمنازل والمصانع. وقام بحساب تكلفة جميع المواد وقدر أن سعر المصباح الكهربائي للمستهلك يجب ألا يتجاوز 40 سنتا.
منذ عام 1878، أجرى أكثر من 12 ألف تجربة في مختبره. وتشير التقديرات إلى أن مساعديه اختبروا ما لا يقل عن 6000 مادة ومركبات مختلفة، وتم إنفاق أكثر من 100 ألف دولار على التجارب.
في البداية، استبدل إديسون الفحم الهش بآخر أقوى مصنوع من الفحم، ثم بدأ في تجربة معادن مختلفة واستقر أخيرًا على خيط مصنوع من ألياف الخيزران المتفحمة. في عام 1879، وبحضور ثلاثة آلاف شخص، أظهر إديسون علنًا مصابيحه الكهربائية، وأضاء بها منزله ومختبره والعديد من الشوارع المحيطة.
لقد كان أول مصباح كهربائي طويل العمر مناسب للإنتاج الضخم.
لا تكمن ميزة إديسون في أنه "اخترع" المصباح الكهربائي، بل في أنه أدى إلى الإنتاج الصناعي للمصابيح ومكوناتها: الكابلات، والمولدات ثنائية الطور (التي اخترعها إديسون)، وعدادات الكهرباء. المقبس والقاعدة، بالإضافة إلى العديد من عناصر الإضاءة الكهربائية الأخرى التي ظلت دون تغيير حتى يومنا هذا - المفاتيح، والصمامات، عدادات الكهرباءوأكثر من ذلك بكثير - اخترعها إديسون أيضًا.
في مجال الأعمال التجارية، بعد الانتهاء من العمل على الاختراعات، ظل على المبدأ: لقد وعد برفع سعر البيع إلى 40 سنتًا. باع شركته لشركة إديسون جنرال إلكتريك عندما وصل سعر المصباح إلى 22 سنتا.
تم شحن رسوم الكهرباء لمدة ساعة واحدة من حرق مصباح الفانوس. السعر لم يكن مشكلة 
زيادة عدد المستهلكين. كان أصحاب المنازل في المدينة على استعداد لتركيب الإضاءة الكهربائية.
كان متوسط عمر مصباح إديسون الكهربائي 800-1000 ساعة من الاحتراق المستمر. منذ ما يقرب من ثلاثين عامًا، تم تصنيع المصابيح الكهربائية بالطريقة التي طورها إديسون، لكن المستقبل كان يكمن في المصابيح الكهربائية ذات الخيوط المعدنية.
شهدت بداية القرن العشرين المحاولات الأولى لبدء إنتاج المصابيح الكهربائية ذات خيوط التنغستن وتنظيم إنتاجها بكميات كبيرة. للأسف، أصبح هذا ممكنًا فقط في عام 1906 بفضل جهود ألكسندر لوديجين وويليام كوليدج، اللذين عملا بجد على طرق يمكن الوصول إليها لإنتاج خيوط التنغستن. في عام 1910، اخترع ويليام كوليدج طريقة محسنة لإنتاج خيوط التنغستن. وفي وقت لاحق، خيوط التنغستن يزيح جميع أنواع الخيوط الأخرى.
كانت المرحلة الأخيرة في تحسين المصباح الكهربائي هي استخدام الغازات الخاملة النبيلة (خاصة الأرجون) لملء تجويف المصباح. بفضل هذا الابتكار، الذي ابتكره إيرفينغ لانجموير، لم تعد مصابيح الإضاءة الحديثة ساطعة فحسب، بل متينة أيضًا.
الآن العلم الحديثيجعل اختراعًا بسيطًا لا يمكن الاستغناء عنه مثل المصباح الكهربائي أبسط وأكثر كفاءة، لكن أسماء أولئك الذين عملوا على إنشائه في الماضي مكتوبة بالفعل بأحرف ذهبية في تاريخ العلوم العالمية.
طباعة تقديم($content["field_photo_descr"]); ?>الإضاءة الاصطناعية هي بلا شك إحدى الفوائد الرئيسية للبشرية. الآن يكاد يكون من المستحيل أن نتخيل كيف ستكون حياتنا بدونها (باستثناء ربما حبكة لفيلم بائس أو "رعب"). ربما يبدو العالم أكثر قتامة وكآبة. في الواقع، هكذا كان الأمر – قبل ظهور المصابيح الكهربائية. متى حدث هذا ولمن ندين باختراعهم؟
النماذج الأولية: حقائق مثيرة للاهتمام من التاريخ
منذ العصور القديمة، كان الناس يبحثون عن مصادر اصطناعية يمكنها توفير ضوء ساطع وطويل الأمد. وكما تشهد الحقائق التاريخية، فقد نجح العديد من الشعوب. فيما يلي بعض الأمثلة الرائعة من الماضي:
- وفي مقبرة رومانية مفتوحة بالقرب من طريق أبيان، تم اكتشاف مصباح مضيء بجوار بقايا ابنة شيشرون، والذي عمل لمدة 1600 عام تقريبًا.
- تم اكتشاف فانوس بولانتا في أحد مقابر روما، والذي ظل مضاءً لمدة 2000 عام تقريبًا.
- في معبد حتحور المصري القديم، الذي بُني في القرن الأول قبل الميلاد، احتفظ النقش البارز بصورة جسم يشبه إلى حد كبير في تركيبه المصباح المتوهج. هذا وعاء ممدود وفي داخله ثعبان يتلوى. ويرى بعض العلماء أن المصريين كانوا على دراية بالكهرباء، وأن الرسم ليس أكثر من رسم تخطيطي لمصباح كهربائي؛ حتحور نفسه قوة ضخمة. بالمناسبة، يوجد في أساطير مصر القديمة عدد من الإشارات إلى ظواهر مثل الأبواب الأوتوماتيكية، ومضات الضوء المسببة للعمى، وما إلى ذلك.
- يمكن العثور على دليل على وجود مصابيح متينة ومشرقة في المؤلفين عصور مختلفةوالدول: كتب عنهم بلوتارخ ولوسيان وأوريليوس أوغسطين وبوسانياس وآخرون.
- تم العثور في إنجلترا على مصباح ظل يحترق بشكل سليم لأكثر من 500 عام خلال أوائل العصور الوسطى.
- تحدث سيرانو دي برجراك عن "المصباح الأبدي".
- يصف المسافر الحديث أندرو توماس في كتاباته كيف عثر في الهند على مخطوطة قديمة تحتوي على تعليمات لصنع بطارية كهربائية. بالإضافة إلى ذلك، اكتشف قرية في غابة غينيا الجديدة تستخدم نظام إضاءة صناعي يعتمد على مصابيح مطابقة لمصابيح النيون لدينا.
من مخترع المصباح الكهربائي بشكله الحديث؟
من الصعب جدًا إعطاء إجابة محددة لسؤال من اخترع المصباح الكهربائي. ساهم في تطوير التكنولوجيا العديد من العلماء والمخترعين البارزين من روسيا والولايات المتحدة الأمريكية وبلجيكا وإنجلترا وغيرها، لذلك تنسب الدول المختلفة التأليف إلى نفسها: على سبيل المثال، الأمريكيون متأكدون من أن توماس إديسون اخترع المصباح المتوهج، و ويعتقد الروس أن ألكسندر لوديجين اكتشفها. وهناك بعض الحقيقة في كل من هذه العبارات. دعونا نتحدث عن كل شيء بالترتيب.
اكتشف متى وأين تم إنشاء الكاميرات الرقمية. وكيف تحسنت التكنولوجيا على مر السنين، ما هي شامبالا، يمكنك معرفة ذلك في مقالتنا.
- في عام 1809، صمم البريطاني ديلارو النموذج الأول للمصباح المتوهج بفتيل البلاتين. وكانت المادة هشة للغاية ومكلفة للغاية، لذلك كانت هذه التكنولوجيا غير فعالة.
- ظهر الخيار التالي - المصباح المتوهج الكربوني - في عام 1838 بفضل جهود العالم البلجيكي جوبارد. لقد كان أرخص بكثير، لكن قضيب الكربون احترق بسرعة كبيرة بسبب الأكسجين الموجود في المصباح.
- في عام 1854، قام صانع الساعات هاينريش جوبل من ألمانيا بتطوير أول "مصباح عملي" - عبارة عن وعاء مفرغ بخيط من الخيزران المتفحم.
- في 11 يوليو 1874، حصل المهندس الروسي ألكسندر نيكولايفيتش لوديجين على براءة اختراع لمصباح فتيل يستخدم قضيب كربون يوضع في دورق مفرغ. تم استخدام التنغستن كمادة للخيوط، مما أدى إلى إطالة عمر المصابيح الكهربائية بشكل كبير.
- في عام 1878، حصل الفيزيائي الإنجليزي جوزيف ويلسون سوان على براءة اختراع بريطانية لمصباح من اختراعه، حيث كانت ألياف الكربون في جو أكسجين مخلخل.
- وفي الوقت نفسه، ولكن على الجانب الآخر من المحيط الأطلسي، يجري توماس إديسون أبحاثه. في الواقع، فهو يعمل على تحسين التقنيات الحالية - المصابيح ذات خيوط البلاتين وألياف الكربون. وفي عام 1880، حصل على براءة اختراع لمصباح الفحم القادر على الإضاءة لمدة 40 ساعة تقريبًا. وسرعان ما تحل مصابيح إديسون محل إضاءة الغاز.
- في عام 1906، حصلت شركة جنرال إلكتريك على براءة اختراع Lodygin للمصباح ذي خيوط التنغستن. لكن هذه التكنولوجيا في البداية لم تجد تطبيقها بسبب ارتفاع تكلفة التنغستن.
- في عام 1910، ظهرت طريقة محسنة لصنع خيوط التنغستن (اخترعها ويليام ديفيد كوليدج) وسرعان ما انتشرت هذه المادة على نطاق واسع.
- وفي الوقت نفسه، اقترح إيرفينغ لانجموير، وهو موظف في شركة جنرال إلكتريك، ملء القوارير الزجاجية بالأرجون، مما زاد من متانة خيوط التنغستن.
وحتى الآن: Lodygin أو إديسون؟
ليس هناك شك في أن العبقرية الروسية هي التي ولدت تلك التكنولوجيا بالذات: تُستخدم خيوط التنغستن التي اقترحها Lodygin في المصابيح الكهربائية حتى يومنا هذا.
بالمناسبة، لهذا الاختراع، منحت أكاديمية سانت بطرسبرغ للعلوم للمهندس جائزة لومونوسوف المرموقة. بالإضافة إلى ذلك، كان Lodygin أول من اقترح استخدام الغاز الخامل في المصابيح لزيادة عمر الخدمة، كما اخترع تصميم المقبس والقابس.
ومع ذلك، عند الإجابة على سؤال من اخترع المصباح الكهربائي المتوهج، يسمي الكثيرون إديسون. والحقيقة هي أن الأمريكي أصبح أول من تمكن من إنشاء تصميم صناعي ووضعه في الاستخدام التجاري. بالإضافة إلى ذلك، تحسن توماس إديسون حل تقني: قدم حلزونًا مزدوجًا، وجهز التصميم بخرطوشة وقاعدة ومفتاح الشكل الحديثمصابيح. وأخيرا، حاول العثور على مواد أرخص، والتي، في الواقع، جعلت من الممكن تنظيم الإنتاج الضخم.
كيف أصبح المصباح المتوهج "مصباح إيليتش" في روسيا
يُطلق على المصباح المتوهج في روسيا أيضًا اسم "مصباح إيليتش الكهربائي". لكن لماذا ترتبط بلينين؟
وهنا يجب أن نتذكر أن كهربة البلاد هي أحد أهم شعارات القوة السوفيتية. V. I. تصور لينين برنامجًا واسع النطاق: لتوصيل الكهرباء إلى جميع أنحاء روسيا، بما في ذلك المناطق الريفية ذات الكثافة السكانية المنخفضة، لتحديث وإعادة بناء جميع الإنتاج والزراعة وغيرها من الصناعات، مع مراعاة أحدث إنجازات صناعة الطاقة الكهربائية.
يبدو أن هذه الخطط كانت غير واقعية: فقد كانت الدولة الضخمة في ذلك الوقت متخلفة تمامًا بكل معنى الكلمة. ومع ذلك، تم أخذ تنفيذها على محمل الجد. وشارك في المشروع سياسيون وعلماء ومهندسون. معًا، بحلول نهاية عام 1920، قاموا بتطوير خطة شاملة (أكثر من 600 ورقة) لكهربة جمهورية روسيا الاتحادية الاشتراكية السوفياتية - ما يسمى GOELRO، والتي تضمنت برنامج عمل واضح للكهربة. وشمل ذلك بناء محطات توليد الطاقة وإنشاء واحدة من أكبر شبكات خطوط الكهرباء ذات الجهد العالي في العالم.
أدى إدخال GOELRO إلى تغيير وجه دولتنا بشكل جذري، ووصل المصباح المتوهج إلى القرى النائية. ونشأت عبارة "مصباح إيليتش" بعد أن حضر لينين افتتاح إحدى محطات الطاقة الحرارية في منطقة موسكو: نشرت الإذاعة والصحف التي غطت الحفل هذا التعبير، ودخل بقوة إلى الحياة اليومية.
بالمناسبة، في كتب التاريخ السوفيتي المدرسية، تم نشره في القسم المخصص للكهرباء الصورة الشهيرةأركادي شيخيتا: يقوم القرويون بتثبيت مصباح متوهج في مقبس معلق على سلك من السقف. وبالتفكير في مسألة من اخترع مصباح إيليتش الكهربائي، لا يزال الكثيرون يتذكرون هذه الصورة الكلاسيكية.
بدأ تاريخ المصباح الكهربائي في عام 1802 في سانت بطرسبرغ. في ذلك الوقت غاب أستاذ الفيزياء فاسيلي فلاديميروفيتش بيتروف كهرباءعلى قضبان الفحم. بينهما شعلة. تم اكتشاف خصائص غير معروفة سابقًا للكهرباء - القدرة على منح الناس الضوء الساطع والدفء. ومن الغريب أن هذا الاحتمال هو الأقل اهتمامًا بالعالم. لقد اهتم بشكل أساسي بدرجة حرارة اللهب، العالية جدًا لدرجة أنها تذوب المعادن. وبعد 80 عامًا، استخدم عالم روسي آخر، بيناردوس، هذه الخاصية في لحام المعادن.
ذهب اكتشاف بتروف دون أن يلاحظه أحد. وبعد عشر سنوات، أعيد اكتشاف القوس الكهربائي على يد الإنجليزي همفري ديفي. ولكن قبل الظهور مصباح كهربائيلا يزال هناك 60 سنة متبقية.
من أجل استخدام القوس الكهربائي للإضاءة، كان من الضروري حل ثلاث مشاكل.
أولا، نهايات الفحم، التي تومض القوس، احترقت بسرعة في لهبها. زادت المسافة بينهما، وخرج القوس. ولذلك كان لا بد من إيجاد طريقة للحفاظ على اللهب ليس لعدة دقائق، بل لمئات الساعات، أي إنشاء وسيلة سهلة الاستخدام. مصباح كهربائي ilnik. تبين أن هذا هو الأصعب.
ثانياً، كانت هناك حاجة إلى مصدر تيار موثوق واقتصادي. كانت هناك حاجة إلى آلة تولد تيارًا كهربائيًا رخيصًا. كانت البطاريات الكلفانية الموجودة في ذلك الوقت ضخمة الحجم، وكان تصنيعها يتطلب الكثير من الزنك باهظ الثمن.
وأخيرًا، ثالثًا، كنا بحاجة إلى طريقة "للانقسام". طاقة كهربائية"، بمعنى آخر، استخدام التيار الذي تولده الآلة لعدة مصابيح مثبتة في أماكن مختلفة.
بفضل اكتشاف مايكل فاراداي لتأثير التيار الكهربائي في سلك معزولعندما تحركت في مجال مغناطيسي، تم بناء أول مولدات التيار الكهربائي - الدينامو.
المساهمة الرئيسية في إنشاء المصباح الكهربائي قدمها ثلاثة أشخاص، ومن المفارقات أنهم ولدوا في نفس العام، 1847. وكان هؤلاء هم المهندسون الروس بافيل نيكولايفيتش يابلوشكوف وألكسندر نيكولايفيتش لوديجين والأمريكي توماس ألفا إديسون.
تخرج A. N. Lodygin مدرسة عسكريةلكنه استقال بعد ذلك ودخل جامعة سانت بطرسبرغ. هناك بدأ العمل في المشروع الطائرات. في روسيا، لم تتاح له الفرصة لبناء اختراعه، وغادر لوديجين البالغ من العمر 23 عامًا إلى فرنسا في عام 1870. ثم كانت الحرب الفرنسية البروسية مستمرة، وأراد المخترع الشاب تكييف أفكاره مع الاحتياجات العسكرية. قبلت الحكومة الفرنسية اقتراحه، وبدأ البناء على جهاز يشبه المروحية الحديثة. لكن فرنسا خسرت الحرب وتوقف العمل. واجه Lodygin نفسه، أثناء العمل على اختراعه، مشكلة إضاءته ليلاً. لقد فتنته هذه المشكلة كثيرًا لدرجة أنه بعد عودته إلى روسيا تحول Lodygin بالكامل إلى حلها.
بدأ Lodygin تجاربه على القوس الكهربائي، لكنه تخلى عنها بسرعة كبيرة، لأنه رأى أن الأطراف الساخنة لقضبان الكربون كانت أكثر سطوعًا من القوس نفسه. توصل المخترع إلى استنتاج مفاده أن القوس ليس هناك حاجة إليه، وبدأ تجاربه مواد متعددةوتسخينهم بالتيار. لم تسفر التجارب على الأسلاك المصنوعة من معادن مختلفة عن شيء - فقد توهج السلك لبضع دقائق فقط ثم احترق. ثم عاد Lodygin إلى الفحم الذي كان يستخدم لإنتاج قوس كهربائي. لكنه لم يأخذ قضبان الفحم السميكة، بل أخذ قضبانًا رفيعة. تم وضع قضيب من الكربون بين حاملين من النحاس في كرة زجاجية، وتم تمرير تيار كهربائي من خلاله. قدم الفحم ضوءًا ساطعًا تمامًا، على الرغم من أنه مصفر. استمر قضيب الكربون لمدة نصف ساعة تقريبًا.
لمنع حرق القضيب، وضع Lodygin قضيبين في المصباح. في البداية، توهج واحد فقط واحترق بسرعة، وامتص كل الأكسجين الموجود في المصباح، وبعد ذلك بدأ الثاني في التوهج. نظرًا لوجود القليل جدًا من الأكسجين، فقد أشرق لمدة ساعتين تقريبًا. الآن كان من الضروري ضخ الهواء من المصباح الكهربائي ومنعه من التسرب إلى الداخل. للقيام بذلك، تم غمر الطرف السفلي من المصباح حمام الزيت، والتي من خلالها تمتد الأسلاك من المصدر الحالي إلى المصباح. وسرعان ما تم التخلي عن هذه الطريقة، حيث تم صنع مصباح كهربائي يمكن من خلاله تغيير قضبان الكربون بعد الاحتراق. ولكن نشأت المضايقات بسبب الحاجة إلى ضخ الهواء.
أنشأت Lodygin شراكة الإضاءة الكهربائية Lodygin and Company. في ربيع عام 1873، في منطقة سانت بطرسبرغ بيسكي النائية، جرت مظاهرة للمصابيح المتوهجة لنظام Lodygin. في اثنين من مصابيح الشوارع مصابيح الكيروسينتم استبدالها بأخرى كهربائية. أحضر العديد منهم الصحف معهم لمقارنة المسافة التي يمكن قراءتها تحت إضاءة الكيروسين والكهرباء. وفي وقت لاحق، أضاءت مصابيح لوديجين نافذة متجر فلوران للبياضات.
في صيف عام 1873، نظمت شركة Lodygin and Company Partnership أمسية حيث تم استخدام فانوس لإضاءة غرفة، وفانوس إشارة للسكك الحديدية، وفانوس تحت الماء، ضوء الشارع. يمكن إضاءة وإطفاء كل فانوس بشكل منفصل عن الآخرين.
منحت أكاديمية العلوم جائزة Lodygin Lomonosov لحقيقة أن اختراعه يؤدي إلى "تطبيقات عملية مفيدة ومهمة وجديدة".
الاعتراف بأهمية عمله ألهم Lodygin. لقد قام بتحسين مصباحه الكهربائي، وأنتجت ورشته المزيد والمزيد من الأصناف الجديدة منه. لكن "الشراكة" لتصنيع وبيع مصابيح Lodygin الكهربائية تأسست قبل أن يكون من الممكن صنع مصباح كهربائي جديد يمكنه الصمود في وجه المنافسة مع طرق الإضاءة القديمة. تم إغلاق ورشة العمل، وتم حل "الشراكة"، وتم نسيان مصابيح Lodygin الكهربائية لبعض الوقت. ج: المخترع نفسه أصبح ميكانيكياً في المصنع.
في الوقت نفسه، كان يابلوشكوف يطور تصميم المصباح الخاص به. العمل على كورسكايا سكة حديديةاقترح بافيل نيكولايفيتش تركيب فانوس كهربائي على قاطرة قطار ألكسندر الثاني لإضاءة المسار. كانت تتألف من قضيبين من الفحم، بينهما يومض قوس كهربائي. وعندما احترقت القضبان، تم تقريبها من بعضها البعض بواسطة منظم ميكانيكي. يتم توفير التيار بواسطة بطارية كلفانية. كان على المخترع الشاب أن يقضي ليلتين متواصلتين على القاطرة، ويضبط المنظم باستمرار.
ترك يابلوشكوف الخدمة وافتتح ورشة عمل للأدوات الفيزيائية في موسكو. لكن ورشة العمل تكبدت خسائر، وكان عليه أن يذهب إلى الخارج، إلى باريس. هناك ذهب للعمل في ورشة بريجيت واستأنف العمل على إنشاء مصباح كهربائي. لقد كان مشغولاً بمشكلة واحدة: كيفية صنع مصباح لا يحتاج إلى منظم. تبين أن الحل بسيط: فبدلاً من وضع القضبان الواحدة مقابل الأخرى، كان لا بد من وضعها بشكل متوازٍ، مع فصلها بطبقة من مادة مقاومة للحرارة لا توصل التيار الكهربائي. بعد ذلك سوف يحترق الفحم بالتساوي، وسوف تلعب الحشية نفس الدور الذي يلعبه الشمع الموجود في الشمعة. بالنسبة للطبقة بين الأقطاب الكهربائية، اختار يابلوشكوف الكاولين، وهو طين أبيض يُصنع منه الخزف.
وبعد شهر من ظهور هذا فكرة عبقريةتم تصميم المصباح، وحصل يابلوشكوف على براءة اختراع له. كان هذا في عام 1876. وضع شمعته الكهربائية في كرة زجاجية. لإشعالها، تم استخدام جهاز بسيط: تم توصيل القضبان في الأعلى بخيط كربوني رفيع. عندما يتم تمرير التيار إلى المصباح، يصبح الفتيل ساخنًا، ويحترق بسرعة، ويومض قوس بين القضبان.
وكان الاختراع نجاحا كبيرا. وأضاءت المحلات التجارية والمسارح وشوارع باريس بـ "شموع يابلوشكوف". وفي لندن، أضاءوا جسر التايمز وأرصفة السفن. أصبح يابلوشكوف أحد أكثر الأشخاص شعبية في باريس. أطلقت الصحف على اختراعه اسم "الضوء الروسي".
لم يكن "الضوء الروسي" ناجحا فقط في وطن المخترع، روسيا. عرض المخترعون الفرنسيون على يابلوشكوف أن يشتري منه الحق في صنع شمعته لجميع البلدان. قبل إعطاء موافقته، عرض يابلوشكوف براءة اختراعه مجانًا على وزارة الحرب الروسية. لم تكن هناك إجابة. وبعد ذلك وافق المخترع على أخذ مليون فرنك من الفرنسيين. وبعد النجاح الهائل الذي حققته شمعة يابلوشكوف في معرض باريس عام 1878، والذي حضره العديد من الروس، أصبحت روسيا أيضًا مهتمة بها. أحد الدوقات الكبرى، بعد أن زار المعرض، وعد يابلوشكوف بالمساعدة في تنظيم إنتاج مصابيحه في روسيا. للحصول على فرصة العمل في وطنه، اشترى المخترع، بعد أن أعاد مليون فرنك، الحق في إنتاج شموعه وغادر إلى سانت بطرسبرغ.
تم تشكيل جمعية Yablochkov and Company هناك، والتي قامت ببناء مصنع للأجهزة الكهربائية ومختبر للمخترع. لتوزيع الإضاءة الكهربائية على نطاق واسع، كان يابلوشكوف بحاجة إلى حل جميع المشاكل الثلاث المذكورة أعلاه.
جميع المتطلبات الأساسية لذلك موجودة بالفعل. اقترح المخترعون العديد من التصاميم للآلات التي تولد التيار الكهربائي. قام Yablochkov أيضًا بإنشاء مولد خاص به. بالإضافة إلى ذلك، وجد طريقة لتشغيل العديد من المصابيح بالتيار، لذلك لم يقدم مصنعه "الشموع" فحسب، بل استحوذ أيضًا على نظام الإضاءة الكهربائية بالكامل. أضاء يابلوشكوف جسر ليتيني والساحة أمام المسرح وبعض المصانع في سانت بطرسبرغ.
كان هناك نزاع إبداعي طويل بين يابلوشكوف ولوديجين حول طرق تطوير الإضاءة الكهربائية. يعتقد يابلوشكوف أن التخلي عن القوس كان خطأ لودين وأن المصابيح المتوهجة لن تكون متينة واقتصادية. قام Lodygin بدوره بتحسين المصباح المتوهج باستمرار.
كان عيب شمعة يابلوشكوف هو أن الضوء الذي أعطته كان قويًا جدًا - 300 شمعة على الأقل. وفي الوقت نفسه، كان يشع الكثير من الحرارة غرفة صغيرةكان من المستحيل التنفس.
لذلك، تم استخدام شموع يابلوشكوف لإضاءة الشوارع والمباني الكبيرة: المسارح وأرضيات المصانع والموانئ البحرية.
وفي المقابل، لم تعمل المصابيح المتوهجة على تسخين الغرفة إلى حد ملحوظ. يمكن أن تكون مصنوعة من أي قوة. على الرغم من الاختلافات في وجهات النظر، تعامل يابلوشكوف ولوديجين مع بعضهما البعض باحترام، وعملا معًا في مجتمع علمي، وقاما بتنظيم مجلة "الكهرباء". أنتج مصنع يابلوشكوف أيضًا مصابيح Lodygin الكهربائية، التي كانت قد أدخلت تحسينات على اختراعه بحلول ذلك الوقت: فبدلاً من قضبان الكربون، بدأ في استخدام خيوط الكربون. استهلك المصباح الكهربائي الجديد تيارًا أقل واستمر في العمل عدة مئات من الساعات.
لمدة عامين تقريبًا، غمرت الطلبات مصنع يابلوشكوف، وظهرت الإضاءة الكهربائية في العديد من المدن الروسية. ثم انخفض عدد الطلبات وبدأ المصنع في الانخفاض. أفلس المخترع واضطر إلى المغادرة إلى باريس مرة أخرى. وهناك ذهب للعمل في نفس المجتمع الذي أسسه وأعاد إليه مليون فرنك.
في معرض باريس عام 1881، تم التعرف على شمعة يابلوشكوف أفضل طريقةالإضاءة الكهربائية. لكن بدأ استخدامها أقل فأقل، وسرعان ما فقد المخترع نفسه الاهتمام بها.
بعد إغلاق مصنع يابلوشكوف، لم يتمكن لودين من تأسيس إنتاج واسع النطاق لمصابيحه في روسيا. ذهب أولا إلى باريس، ثم إلى أمريكا. وعلم أن المصباح الكهربائي الذي اخترعه سمي باسم إديسون. لكن المهندس الروسي لم يثبت أولويته، بل واصل العمل على تحسين اختراعه.
عند الحديث عن مساهمة إديسون في تطوير المصباح الكهربائي، تجدر الإشارة إلى أنه قبل إنشاء المصباح الكهربائي الخاص به، كان المصباح الكهربائي الخاص بـ Lodygin بين يديه. وبما أن الضوء الكهربائي كان عليه أن ينافس طائرة الغاز، فقد قام إديسون بدراسة صناعة الغاز لمعرفة تعقيداتها. قام بتطوير خطة لمحطة كهرباء مركزية ورسم تخطيطي لخطوط إمداد الطاقة للمنازل والمصانع. ثم بعد حساب تكلفة المواد والكهرباء حدد سعر المصباح بـ 40 سنتا. بعد ذلك، بدأ إديسون العمل على مصباح يحتوي على خيوط كربون موضوعة في كرة زجاجية يتم ضخ الهواء منها. لقد وجد طريقة لضخ الهواء من البالون بشكل أفضل من المخترعين الآخرين. ولكن الشيء الرئيسي هو العثور على مادة لخيط الكربون الذي يضمن عمر خدمة طويل. للقيام بذلك، جرب حوالي ستة آلاف نبات من مختلف دول العالم. استقر في النهاية على نوع من الخيزران.
بعد ذلك، جاء دور الإعلان. وذكرت الصحف أن ملكية إديسون في مينلو بارك ستتم إضاءتها بالأضواء الكهربائية. تركت سبعمائة مصباح كهربائي انطباعًا مذهلاً لدى العديد من الزوار. كان على إديسون أن يعمل كثيرًا على اختراعات إضافية - المولدات والكابلات. كما عمل على تخفيض سعر المصباح الكهربائي ولم يتوقف إلا عندما وصل سعره إلى 22 سنتا. على الرغم من كل هذا، حصل إديسون على براءة اختراع ليس لاختراع المصباح الكهربائي، ولكن فقط للتحسين، حيث ظلت الأولوية لـ Lodygin.
عاد Lodygin نفسه في أمريكا إلى إجراء تجارب على خيوط مصنوعة من معادن مقاومة للحرارة. لقد وجد أنسب مادة للخيط والتي لا تزال تستخدم حتى يومنا هذا هي التنغستن. تنتج خيوط التنغستن ضوءًا أبيض ساطعًا، وتتطلب تيارًا أقل بكثير من الكربون، ويمكن أن تستمر لآلاف الساعات.
لم يتم نسيان مصابيح القوس أيضًا. يتم استخدامها عند الحاجة إلى مصدر ضوء لعدة آلاف من الشموع: في الأضواء الكاشفة، والمنارات، وفي مجموعات الأفلام. علاوة على ذلك، فهي مصنوعة ليس وفقًا لطريقة يابلوشكوف، ولكن وفقًا للمخطط الذي رفضه - مع منظم يجمع قضبان الكربون معًا.
في القرن العشرين، كان للمصابيح المتوهجة منافس - مصابيح إضاءة الغاز، أو المصابيح ضوء النهار. إنها مليئة بالغاز وتوفر الضوء دون تسخين. في البداية جاءت مصابيح ضوء الغاز الملونة. تم دمج الصفائح المعدنية في الأنبوب الزجاجي من كلا الطرفين - الأقطاب الكهربائية التي يتم تزويد التيار بها. كان الأنبوب مملوءًا بالغاز أو بخار المعدن. تحت تأثير التيار، بدأ الغاز يتوهج. ينتج الأرجون اللون الأزرق، وينتج النيون اللون الأحمر، وينتج الزئبق اللون الأرجواني، وينتج بخار الصوديوم اللون الأصفر. لقد وجدت هذه المصابيح استخدامًا في الإعلانات.
ثم خلقت المصابيح التي يقترب ضوءها من ضوء الشمس. أساسهم هو الأشعة فوق البنفسجية. ميزتها هي انخفاض استهلاك التيار مقارنة بالمصابيح المتوهجة.
بريستنسكي ف.
