Kto vynašiel a aká je história vynálezu žiarovky

Je ťažké stretnúť sa s osobou, ktorá nie je oboznámená so žiarovkou - zariadenia osvetľujú priestory domov a mestských ulíc už viac ako 100 rokov. Vývoj technológie postupne nahrádza "žiarovky Ilyich", ale stále sa nachádzajú v živote.

Žiarovky na tento účel sú:

• Všeobecná aplikácia. Používa sa na dekoráciu a osvetlenie.
• Dekoratívne, banka, v ktorej je vyrobená vo forme figúrok.
• Svietidlá nízkeho napájacieho napätia - od 2,5 do 42 V. Používajú sa na miestach zvýšeného nebezpečenstva - v otvorených priestoroch, pivniciach.
• Farebné svetelné zdroje sa vyrábajú vo farebných sklenených bankách. Pred vynálezom LED diód sa používali pri dekoratívnom osvetlení pódií a filmových scén, pri organizovaní prezentácií.
• Signál. Slúži na zobrazenie údajov v informačných tabuliach.
• Svetlá do vozidiel. Vyznačujú sa pevnosťou a odolnosťou voči zaťaženiu vibráciami.
• Osvetľovacie reflektory. Kvôli vysokému výkonu sa používali na osvetlenie otvorených priestranstiev - na štadiónoch, železničných staniciach, reflektory používané bezpečnostnými úradníkmi.
• Špeciálne lampy pre optiku - filmové projektory, meracie a medicínske prístroje.

Žiarovka bola pôvodne vynájdená, zdá sa, že ide o jednoduché zariadenie - v skutočnosti to tak nie je.

Ako ste išli na vernisáž?

História žiarovky sa začala písať na začiatku 19. storočia. V školskom kurze fyziky je Thomas Edison (1847–1931) považovaný za vynálezcu žiarovky, tento produkt však mal predkov.

V roku 1803 ruský vynálezca Vasilij Vladimirovič Petrov (1761–1834) pri štúdiu vodivosti materiálov získal elektrický oblúk medzi uhlíkovými vodičmi. Navrhol využiť fenomén na osvetlenie priestoru. Pre rýchle spaľovanie uhlia však objav v tých rokoch nedostal praktické uplatnenie.

Odborný názor

Alexej Bartoš

Opýtajte sa odborníka

Viac o V.P. Petrov hovorí vo videu:

V roku 1809 Sir Humphrey Davy (1778–1829), tvorca anglickej školy elektrochémie, vedecky opísal oblúkový výboj medzi uhlíkovými tyčami. Diela sa stali základom pre ďalšie objavy. Až v roku 1838 vytvoril Belgičan Jobar stabilne fungujúci prototyp svietidla s uhlíkovým jadrom, spaľovanie prebiehalo vo vzdušnom prostredí, takže deštrukcia elektródy bola veľmi rýchlo hotová.

Čoskoro, v roku 1840, člen korešpondenta Akadémie vied v Petrohrade, Angličan Warren Delarue (1815–1989), použil ako materiál vlákna platinu. Zariadenie úspešne osvetlilo miestnosť, ale vzhľadom na vysoké náklady na drahý kov a jeho nízke pevnostné vlastnosti nedosiahlo priemyselné využitie.

Zariadenia Jobara a Delarueho boli prielomom vo vede, ale neboli patentované.

Prvý patent získal Ír Frederick de Mollane v roku 1841. Zariadenie bola špirála z platiny, ktorá je vo vákuu - to predĺžilo dobu používania.

Američan John W. Starr v roku 1844 získal americký a nasledujúci rok britský patent na žiarovky s uhlíkovým vláknom. Práca sa zastavila, séria lámp nešla kvôli smrti vynálezcu.

Veľký francúzsky vedec Jean Bernard Foucault neprešiel štúdiom elektrického oblúka. Nahradením dreveného uhlia retortovými uhlíkovými elektródami v roku 1844 dosiahol zvýšenie životnosti zariadenia, pričom vynašiel „prvý stmievač“ na ceste – intenzita svetla sa regulovala zmenou dĺžky elektrického oblúka.

Ďalší krok urobil Heinrich G e belem z Nemecka. Uskutočnil experimenty s použitím zuhoľnatených bambusových tyčiniek vo vákuu banky ako elektród. Goebelov prístroj sa považuje za prototyp prvej žiarovky.

V rokoch 1860 až 1878 pracoval Angličan Joseph Wilson Swan (Swan) na využití uhlíkových vlákien a nakoniec získal patent na vynález lampy. Charakteristickým znakom zariadenia bola atmosféra riedeného kyslíka, v ktorej sa uhlíkové vlákno zahrievalo a vyžarovalo viditeľné svetlo. Technológia umožnila zvýšiť viditeľnú žiaru.

Vlákno zblízka

Súbežne s Swanom robil experimenty a v roku 1874 získal patent na žiarovku od ruského vedca A.N. Lodygina. Vasilij Fedorovič Didrikhson, ruský vedec, vylepšil dizajn svojho krajana. Z banky sa odsal vzduch a umiestnilo sa niekoľko elektród. Po spálení jednej začala svietiť ďalšia elektróda - doba prevádzky sa zvýšila.

V roku 1976 ruský fyzik Pavel Nikolajevič Jabločkov pri štúdiu izolačných materiálov naniesol na niť biely íl (kaolín). Lampa svietila vzduchom bez potreby vákua. Na začiatok ste museli zahriať vlákna zápalkami. Samotný vynálezca bol k elektrickému osvetleniu skeptický a prestal v tomto smere pracovať. Yablochkovove lampy sa však nejaký čas vyrábali v priemyselnom meradle, ale nakoniec boli nahradené žiarovkami. Takéto zariadenia osvetľovali Paríž, Londýn, Petrohrad, lampy boli inštalované na parných lokomotívach a lodiach.

Thomasovi Edisonovi (USA) sa podarilo vylepšiť vynálezy Lodygina a Yablochkova. V roku 1880 bol získaný patent na lampu s uhlíkovými elektródami.

Vynález, ktorý vytvoril A.N. Lodygin

Vedec začal svoju prácu vývojom lampy s uhlíkovými elektródami. Za dosiahnuté výsledky dostal ocenenie Akadémie vied, no v pokusoch pokračoval. V roku 1874 si Alexander Nikolaevič Lodygin patentoval lampu s vláknitým žiarovkovým telom. Podstatou vynálezu bolo zahrievanie platinového (volfrámového) vlákna vo vákuovej banke.

Spaľovanie je chemická oxidačná reakcia zahŕňajúca kyslík. Vákuum znamená neprítomnosť kyslíka, preto je rýchlosť oxidácie drasticky znížená. Vďaka tejto vlastnosti získali Lodyginove lampy zvýšený zdroj. Do roku 1890 boli vyvinuté podobné ako dnešné lampy so stočenými vláknami vyrobenými z volfrámu alebo molybdénu, čo znížilo ich cenu v porovnaní s platinou.

Príspevok Thomasa Edisona

Koncom sedemdesiatych rokov 19. storočia sa svetoznámy vedec z Ameriky Thomas Edison chopil zdokonalenia elektrických lámp.

Aby sa predĺžila životnosť závitu, robili sa pokusy vypnúť napätie po zahriatí špirály na maximálne prípustné teploty. Na tento účel bol do banky zabudovaný automatický spínač. Táto cesta však neviedla k prijateľnému výsledku – bolo vidieť blikanie.

Ťažisko výskumu sa presunulo na experimentovanie s vláknitým materiálom. Bolo vykonaných asi 2000 experimentov.

Edison so svojím vynálezom

V dôsledku toho získal Edison v roku 1879 patent na žiarovku s platinovou špirálou a dobou horenia až 40 hodín.

Odborný názor

Alexej Bartoš

Špecialista na opravy, údržbu elektrických zariadení a priemyselnej elektroniky.

Opýtajte sa odborníka

Dôležité! Stojí za zmienku, že Lodygin jednoducho nemal dostatok peňazí na získanie patentu v Amerike. Preto sa vynález pripisuje Edisonovi.

Hlavným rozdielom od prístrojov Lodygin je vytvorenie vákua s menším množstvom vzduchu zostávajúceho v banke. V roku 1880 Edisonove lampy s bambusovými elektródami horeli asi 600 hodín. Nemalý význam pri distribúcii Edisonových lámp mal ním vynájdený dizajn skrutkovej základne, ktorý umožňoval rýchlu a bezpečnú výmenu zlyhaných zariadení.

Patentové vojny viedli k vytvoreniu spoločného podniku medzi Swansom a Edisonom, ktorý nakoniec vyrástol na svetového lídra v predaji elektrických lámp. Nárast výroby ovplyvnil zníženie ceny produktu a ešte väčšiu distribúciu.

Vývoj technológie na výrobu žiaroviek teda uskutočnili vedci z Ruska, Nemecka, USA, Belgicka, Veľkej Británie. Spojením toho najlepšieho v praxi zorganizoval Thomas Edison masovú výrobu zariadení. Preto sa mu pripisuje autorstvo.

čo predstavuje?

Žiarovka je elektrický spotrebič, v ktorom svetlo vyžaruje žiarovka ohrievaná elektrickým prúdom, ktorý ňou prechádza. Oxidácia (spaľovanie) vlákna sa vylúči umiestnením do vákua vytvoreného v uzavretej sklenenej banke. Napätie sa privádza do závitu cez kontakty umiestnené v základni.

Naplnenie vnútorného priestoru banky halogénovým plynom. K zvyškom kyslíka sa pridáva jód a bróm. V prirodzených podmienkach je bróm kvapalina a jód je kryštál. Tým sa znižuje opotrebovanie vlákna, čo umožňuje jeho zahriatie na vyššiu teplotu. To všetko umožňuje zvýšiť životnosť produktu. Materiálom špirály v moderných svetelných zdrojoch je volfrám, rénium, zriedkavo osmium.

Všetky prvky žiarovky

Dizajnové prvky

Dizajn moderných svietidiel sa líši v rôznych ukazovateľoch:

• Tvar banky.
• Stavba suterénu.
• Plynová náplň.
• Prítomnosť poistky vo vnútri konštrukcie.
• Materiál vykurovacieho telesa.
• Vlastnosti špecifické pre daný účel.

Výrobcovia ponúkajú výber žiaroviek rôznych prevedení. Niektoré odrody sú znázornené na obrázku. Spotrebiteľ si vyberie vhodný tvar na základe prípustného výkonu a veľkosti svietidiel. Na vytvorenie smerovosti svetelného toku je vnútro banky pokryté vrstvou hliníka.

Varianty foriem žiaroviek

Existujú lampy so základňou a bez nej.

Klasický závitový spoj ako prvý navrhol Soane, kreatívne rozvinul myšlienku Edisona - odtiaľ písmenové označenie skrutkovej základne E, podľa prvého písmena priezviska vynálezcu.

Niektoré modely podnoží sú znázornené na obrázku:

Hlavné typy pätíc žiaroviek

V krajinách s inou úrovňou napätia v elektrickej sieti predávajú svietidlá s objímkami, ktoré vylučujú skrutkovanie do kaziet určených pre iné napätia. Napríklad v USA, kde je napäťová úroveň 110–127 V, nebude možné naskrutkovať žiarovku pre Európu (220–240V).

Svietivosť a životnosť lampy závisí od zloženia plynu, ktorým je banka naplnená. Napríklad halogénový plyn pomáha ohrievať vlákno na vysoké teploty pri zachovaní životnosti. Vplyvom efektu sa objavili halogénové výbojky, pri rovnakej svietivosti sú v porovnaní s vákuovými modelmi menšie čo do veľkosti a spotreby.

Dnes sú lampy s náplňou žiarovky bežné:

• Vákuum.
• Argón alebo dusík-argón.
• xenón.
• Krypton.

Poistka chráni banku pred výbuchom pri vyhorení cievky. Keď sa vlákno pretrhlo, horúce kvapky volfrámu dopadli na steny banky, prepálila sa, došlo k výbuchu s rozptýlením úlomkov. Poistka je súčasťou prívodného vodiča, nachádza sa v atmosférickom vzduchu vo vnútri základne. Iskra, ktorá vzniká vo vákuu, rýchlo zhasne. V lampe sa môže objaviť čierny „dym“, ale žiarovka zostane neporušená.

Rozsiahly vzhľad svietidiel na trhu

Vzhľad lámp na trhu je spojený s nízkymi nákladmi, jednoduchosťou použitia v porovnaní s plynovými, benzínovými a olejovými lampami. Ľudstvo pokračuje vo vylepšovaní zariadenia v priebehu histórie po ich objavení. Vývoj viedol k vzniku produktov, ktoré plnia rôzne funkcie:

• Projekčné lampy s vysokou svietivosťou. Konštrukcia zariadenia eliminuje výskyt tieňovaných oblastí na okrajoch zóny, aby sa eliminovalo nekvalitné zobrazenie obrazu na obrazovke.
• Žiarovky na osvetlenie tlačidiel a spínačov v rádiových zariadeniach.
• Fotolampy - blesky a pilotné lampy (neustále žiara pri nízkom výkone) sú určené na okamžité alebo dlhodobé osvetlenie miesta fotenia.
• Svetlomet je vyrobený v jednom kryte s reflektorom a zaostrovacím sklom.
• Modely s dvoma závitmi sú určené na použitie v svetlometoch automobilov (stretávacie a diaľkové svetlá), zadných svetlách automobilov (rozmery a brzdové svetlo). Sú inštalované v takýchto svetelných zdrojoch na miestach, kde môže byť potrebná redundancia. V prípade vyhorenia jednej špirály došlo k zapáleniu záložnej.
• Tepelné lampy sa používajú v laserových tlačiarňach.
• Lampy so špeciálnym emisným spektrom pre vedecké prístroje.

Žiarovky prešli dlhým vývojom. V osvetlení ich nahrádzajú LED diódy, no v mnohých oblastiach techniky sú takéto zariadenia nepostrádateľné.