Kurš izgudroja pirmo elektrisko spuldzi?

Spuldzi izgudroja Tomass Edisons 1879. gadā, vai ne? Daudzi cilvēki par to zina un māca to skolā. Tomēr šajā svarīgajā un tik ļoti vajadzīgajā priekšmetā ir kas vairāk nekā tikai tās radītāja Edisona kunga vārds. Spuldzes vēsture faktiski sākās gandrīz 70 gadus agrāk. 1806. gadā Hamfrijs Deivijs, anglis, demonstrēja jaudīgu elektrisko lampu karaliskajai sabiedrībai. Deivija lampa radīja apgaismojumu, radot apžilbinošas elektriskās dzirksteles starp diviem oglekļa stieņiem. Šī ierīce, kas pazīstama kā "loka lampa", bija nepraktiska plašai lietošanai. Gaisma, it kā no metināšanas lāpas, bija pārāk spilgta lietošanai dzīvojamās un darba zonās. Ierīcei bija nepieciešams arī milzīgs strāvas avots un akumulators, ko Dāvja modelis ātri iztērēja.

Laikam ejot, tika izgudroti elektriskie ģeneratori, kas varēja barot elektriskos lokus. Tas ir atradis savu pielietojumu tur, kur spilgts gaismas avots bija vienkārši nepieciešams: bākās un valsts iestādēs. Vēlāk loka lampas tika izmantotas karā, jo jaudīgi prožektori varēja izsekot ienaidnieka lidmašīnām. Šodien līdzīgu apgaismojumu var redzēt pie kinoteātriem vai jaunu veikalu atklāšanā.

1. Kurš izgudroja kvēlspuldzi?

Izgudrotāji 19. gadsimtā vēlējās atrast veidu, kā lampu izmantot gan mājās, gan darbā. Bija nepieciešama pilnīgi jauna elektriskās gaismas radīšanas metode. Šī gaismas ģenerēšanas metode ir pazīstama kā "kvēldiegs".

Zinātnieki zināja, ka, paņemot dažus materiālus un palaižot caur tiem pietiekami daudz elektrības, tie uzkarsīs. Noteiktā apkures temperatūrā tie sāk spīdēt. Šīs metodes problēma bija tāda, ka, ilgstoši lietojot, materiāls var uzliesmot vai izkust. Ja kvēlspuldzi padarītu praktiskāku, šīs divas problēmas tiktu atrisinātas.

Izgudrotāji saprata, ka vienīgais veids, kā pasargāt tos no degšanas, ir novērst to saskari ar skābekli. Skābeklis ir nepieciešama sastāvdaļa degšanas procesā. Tā kā atmosfērā atrodas skābeklis, vienīgais veids, kā izvairīties no ugunsgrēka, bija degli ievietot stikla traukā jeb "lampā". Tas ir, lai ierobežotu saskari ar gaisu. 1841. gadā britu izgudrotājs Frederiks de Molains patentēja lampu, izmantojot šo paņēmienu kombinācijā ar platīna pavedienu un oglekli. Arī amerikānis Džons Stārs 1845. gadā saņēma patentu lampai, kurā izmantots vakuums, kas apvienots ar oglekļa degli. Daudzi citi, tostarp angļu ķīmiķis Džozefs Svons, uzlaboja un patentēja vakuuma lampu versijas ar dažādu materiālu un formu degļiem. Tomēr nevienam no tiem nebija praktiskas pielietošanas ikdienas lietošanai. Piemēram, Gulbja lampā tika izmantots koppapīrs, kas pēc sadedzināšanas ātri sabruka.

2. Kas izgudroja spuldzi Edisons vai Jabločkovs?

Bija acīmredzams, ka kvēlspuldzes nesīs milzīgus finansiālus panākumus, ja tās tiks uzlabotas. Tāpēc daudzi izgudrotāji turpināja strādāt pie risinājuma atrašanas. Jaunais un bravūrīgais izgudrotājs Tomass Edisons piedalījās sacensībās 1878. gadā, lai radītu labāko lampu. Edisons pasaulē jau bija pazīstams ar telefona raidītāja un fonogrāfa izveidi. Tā gada oktobrī, vairākus mēnešus strādājot pie projekta, viņš laikrakstos paziņoja: "Es atrisināju elektriskās gaismas problēmu!" Ar šo visaptverošo paziņojumu pietika, lai samazinātu to gāzes uzņēmumu krājumus, kuru lampas nodrošināja dienas apgaismojumu.

Kā izrādījās, Edisona paziņojums bija pāragrs. Viņam bija tikai ideja, kā atrisināt elektrisko kvēlspuldžu problēmas. Edisons domāja, ka problēmu atrisinās, lampā uzbūvējot temperatūras jutīgu slēdzi, kas izslēgtos, kad temperatūra būtu pārāk augsta. Tā bija laba ideja, bet diemžēl tā nedarbojās. Lai lampa būtu pietiekami vēsa, slēdži tika iedarbināti pārāk ātri. Tas noveda pie pastāvīgas mirgošanas, kas padarīja lampas nelietojamas (to pašu principu tagad izmanto Ziemassvētku vītnēs).

Drīz visiem, kas strādāja Edisona laboratorijā, kļuva skaidrs, ka ir nepieciešama cita pieeja. Edisons nolemj nolīgt jauno fiziķi Frensisu Aptonu no Prinstonas universitātes, lai strādātu pie projekta. Līdz šim Edisona laboratorijas darbinieki bija mēģinājuši ideju pēc idejas. Aptona vadībā viņi sāka pievērst uzmanību arī esošajiem patentiem un sasniegumiem, lai izvairītos no šādām kļūdām. Komanda arī sāka veikt pamata pētījumus par materiālu īpašībām, ar kuriem tā strādāja.

Viens no materiālu īpašību pārbaudes rezultātiem bija atziņa, ka jebkuram pavedienam ir augsta elektriskā pretestība. Visiem materiāliem ir zināma "berze", kad caur tiem iet elektrība. Materiāli ar augstu pretestību uzsilst vieglāk. Edisonam vajadzēja tikai pārbaudīt augstas pretestības materiālus, lai atrastu to, ko viņš meklē.

Izgudrotājs sāka domāt ne tikai par elektrisko gaismu atsevišķi, bet arī par visu elektrisko sistēmu. Cik lielam jābūt ģeneratoram, lai apgaismotu tuvējo teritoriju? Kāds spriegums nepieciešams mājas apgaismošanai?

Līdz 1879. gada oktobrim Edisona komanda sāka redzēt pirmos rezultātus. 22. datumā plāns oglekļa pavediens dega eksperimenta 13 stundas. Ilgāks laiks tika panākts, radot labāku vakuumu lampas iekšpusē (mazāks skābekļa daudzums lampas iekšpusē palēnināja degšanas procesu). Tika pārbaudīti kokogļu organiskie materiāli, un Japānas bambuss tika atzīts par labāko. Līdz 1880. gada beigām pārogļojušās bambusa šķiedras dega gandrīz 600 stundas. Kvēldiegi ir izrādījušies labākais veids, kā palielināt materiālu elektrisko pretestību.

Pārogļotam bambusam bija augsta pretestība un tas labi iederējās visas elektriskās sistēmas izveides shēmā. 1882. gadā tika dibināta Edison Electrical Light Company, kuras stacijas atradās Pērlstrītā, nodrošinot Ņujorku ar gaismu. 1883. gadā Macy's veikals bija pirmais, kas uzstādīja jaunas kvēlspuldzes.

3. Edisons pret Gulbi.

Tikmēr Anglijā Džozefs Svons turpināja strādāt pie elektriskajām spuldzēm, redzot, ka jauni sūkņi nodrošina labākus vakuumus. Gulbis radīja lampu, kas bija piemērota displejam, bet nepraktiska reālajā lietošanā. Gulbis izmantoja biezu oglekļa stieni, kas lampas iekšpusē atstāja sodrējus. Arī stieņa zemā pretestība nozīmēja, ka lampa patērē pārāk daudz enerģijas. Redzot Edisona lampu panākumus, Swan izmantoja šos sasniegumus, lai izveidotu savas lampas. Pēc sava uzņēmuma dibināšanas Anglijā Edisons Svonu iesūdzēja tiesā par autortiesību pārkāpumu. Galu galā abi izgudrotāji nolēma izbeigt strīdu un apvienot spēkus. Viņi nodibināja Edison-Swan United, kas kļuva par vienu no pasaulē lielākajiem spuldžu ražotājiem.

Tātad Edisons izgudroja elektrisko lampu? Ne īsti. Kvēlspuldze tika izgudrota pirms viņa. Tomēr viņš radīja pirmo praktisko lampu kopā ar elektrisko sistēmu, kas ir viņa lielais sasniegums.

Edisona vārds ir saistīts arī ar telefona raidītāja, fonogrāfa un mimeogrāfa izgudrošanu. Un viņa kvēlspuldze tiek izmantota līdz šai dienai. Tas ir pierādījums tam, cik lielisks ir Edisona un viņa komandas darbs. Galu galā viņi šo izgudrojumu no laboratorijas pārcēla uz māju.