Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Открытие вольтовой дуги. Дуговые электрические лампы



Изучая свойства электрического тока, в 1810 г английский ученый сэр Хэмфри Дэви, удостоившийся великого звания первооткрывателя электрической дуги и прославившийся тем, что самым гениальным его «открытием» был его ученик, великий Майкл Фарадей приводил в соприкосновение два заостренных угля, которые были соединены с полюсами батареи, состоящей из 2000 элементов Он увидел, как между ними появилась яркая дуга и осветила лабораторию. Благодаря огромному выделению тепла угли накаливались докрасна. Когда же Дэви удалял их концы друг от друга, ток продолжал передаваться через раскаленный воздух от одного угля к другому, распространяя ослепительный свет, получивший название света Дэви, или вольтовой дуги. При этом источником света являлась не сама дуга, а раскаленные добела концы углей. Поскольку угли, между которыми образуется дуга, постепенно сгорают, впоследствии было изобретено устройство, автоматически приближавшее один уголь к другому, оставляя расстояние между ними все время постоянным. Устройство, позволяющее поддерживать более-менее постоянное горение вольтовой дуги, послужило прообразом первых электрических источников света или так называемых дуговых электрических ламп.

 

Первый дуговой источник света сконструировал в 1844 году французский физик Жан Бернар Леон Фуко. Получили распространение лампы русского изобретателя А.И. Шпаковского. В 1856 году эти лампы впервые успешно использовались для освещения большой площади перед Лефортовским дворцом во время коронационных торжеств в Москве. Но необходимо было так усовершенствовать конструкции дуговых ламп, чтобы они были простыми и надежными, доступными для широкого потребления. Успешное решение этой проблемы тесно связано с изобретением П.Н. Яблочковым.

В 1876 г. Яблочков получил патент на свое изобретение, названный «Система распределения токов для электрического освещения». Простота и удобство свечей Яблочкова (или, как их называли в мире, «русского света»), заменивших дорогие, сложные и громоздкие дуговые фонари с регуляторами для непрерывного сближения сгорающих углей, вызвали их повсеместное распространение, и вскоре они зажглись на улицах и площадях Парижа, Лондона и Берлина, а также Америки и даже Азии.

«Из Парижа, – писал Яблочков, – электрическое освещение распространилось по всему миру, дойдя до дворца шаха Персидского и до дворца короля Камбоджи». Это было подлинным триумфом русского изобретателя.

Томас Алва Эдисон

Однако получение слабых источников света при помощи дуговых ламп оказалось невозможным, поэтому продолжалось широкое использование газового освещения и электричество не было ни в одном доме…

Решить эту проблему смог еще один гений…

Без преувеличения старину Томаса можно назвать одним из самых плодотворных изобретателей в мировой истории. Именно благодаря его трудам мы видим этот мир таким, какой он есть. Если бы не Эдисон, вряд ли у нас были бы все эти блага, которыми мы пользуемся изо дня в день.

Конец 19 века, Майлен, штат Огайо. В детстве, он был маленького роста и выглядел немного хилым. Однако, Томас очень интересовался окружавшей его жизнью: наблюдал за пароходами и баржами, за работой плотников, за спуском лодок на верфи или же тихо сидел часами в уголке, копируя надписи на вывесках складов. Учителя считали его «ограниченным», так как не пытались понять и развить индивидуальность ребенка. В школе он учился не особо хорошо. Это был один из самых рассеянных учеников в классе, к тому же, у Эдисона в раннем возрасте появились серьезные проблемы со слухом, сыгравшие немалую роль в его успеваемости.

Часто посещал Народную библиотеку Порт-Гурона. До двенадцатилетнего возраста он успел прочитать «Историю возвышения и упадка Римской империи» Гиббона, «Историю Великобритании» Юма, «Историю реформации» Бертона. Однако, свою первую научную книгу будущий изобретатель прочитал еще в девять лет. Это была «Натуральная и экспериментальная философия» Ричарда Грина Паркера, рассказывающая почти все научно-технические сведения того времени. С течением времени он проделал почти все эксперименты, указанные в книге.

То́мас А́льва Э́дисон (англ. Thomas Alva Edison; 11 февраля 1847, Майлен, штат Огайо — 18 октября 1931, Вест Оранж, штат Нью-Джерси) — всемирно известный американский изобретатель и предприниматель. Эдисон получил в США 1093 патента и около 3 тысяч в других странах мира. Он усовершенствовал телеграф, телефон, киноаппаратуру, разработал один из первых коммерчески успешных вариантов электрической лампы накаливания, изобрёл фонограф. Именно он предложил использовать в начале телефонного разговора слово «алло».

 

В 1928 году награждён высшей наградой США Золотой медалью Конгресса. В 1930 году стал иностранным почётным членом АН СССР.

С детства Эдисон помогал матери продавать фрукты и овощи. Однако, карманных денег, зарабатываемых таким способом, оказывалось недостаточно для его опытов, особенно химических. Поэтому в 1859 году Томас устраивается газетчиком на железнодорожной линии, соединяющей Порт-Гурон и Детройт. Заработок молодого Эдисона достигал восьми-десяти долларов в день. Он продолжает увлекаться книгами и химическими опытами, для проведения которых добивается разрешения устроить свою лабораторию в багажном вагоне поезда.

 

Эдисон пользовался любой возможностью увеличить спрос на продаваемые им газеты. Так, когда в 1862 году главнокомандующий северной армией потерпел серьезное поражение, Томас просит телеграфиста передать краткое сообщение о сражении в Порт-Гурон и на все промежуточные станции. В итоге ему удалось увеличить продажи газет на этих станциях в несколько раз. Немного позже он становится издателем первой поездной газеты. Также в это время у Эдисона появился интерес к электричеству.

 

В августе 1862 года Эдисон спасает от движущегося вагона сына начальника одной из станций. Начальник предложил в благодарность обучить его телеграфному делу. Так состоялось его знакомство с телеграфом. Он сразу же устраивает первую свою телеграфную линию между своим домом и домом товарища.

 

В 1863 году Эдисон становится телеграфистом ночной смены на станции с жалованьем в 25 долларов в месяц. Здесь ему удается автоматизировать часть работы и спать на рабочем месте, за что он вскоре получает строгий выговор. Вскоре по его вине чуть не столкнулись два поезда. Том вернулся в Порт-Гурон к родителям.

 

В 1864 году Томас поступает на работу телеграфистом дневной смены в Форт-Уэйне. Уже через два месяца перебирается в Индианаполис и находит работу в телеграфной компании «Вестерн Юнион». 11 февраля 1865 года Тому исполнилось восемнадцать лет. К этому времени он уже переехал в Цинциннати, где также служил телеграфистом в компании «Вестерн Юнион». Здесь он получил квалификацию оператора первого класса с жалованьем 125 долларов. Зимой 1868 года Томас устраивается на работу в Бостонское отделение «Вестерн Юнион».

 

Всё это время Эдисон мало заботится об одежде и быте, тратя все деньги на книги и материалы для опытов. Именно в Бостоне Эдисон впервые познакомился с произведениями Фарадея, которые имели огромное значение для всей его будущей деятельности.

 

Кроме того, именно в эти годы Эдисон пытается получить свой первый патент в Патентном бюро. Он разрабатывает «электрический баллотировочный аппарат» — специальный прибор для подсчёта поданных голосов «да» и «нет». Демонстрация аппарата перед особой парламентской комиссией закончилась неудачно из-за нежелания парламента отказаться от бумажного подсчёта. В 1868 году Эдисон отправляется в Нью-Йорк, чтобы продать там ещё одно своё изобретение — аппарат для автоматической записи биржевых курсов. Однако, и эти надежды не оправдались. Эдисон возвращается в Бостон.

 

Весной 1869 года, приехав в Нью-Йорк, Эдисон направился в телеграфную контору «Вестерн Юнион», рассчитывая устроиться на работу. Денег практически не осталось. Благодаря знакомым ему удаётся найти место для ночлега в обществе по производству механических сигнализаторов цен на золото. Эдисон изучает аппараты сигнализации. Помощь в устранении поломки обеспечивает его постоянной работой по технической эксплуатации устройств. Но очень скоро Эдисона перестает устраивать должность служащего. 1 октября 1869 года он организовывает общество «Поп, Эдисон и компания». Он усовершенствовал систему телеграфирования биржевых бюллетеней о курсе золота и акций путем применения биржевого тикера. Общество «Голд энд Стокк телеграф компани» купило его разработку за 40 тысяч долларов, в то время как жалованье Эдисона, когда он был работником, составляло всего 300 долларов в месяц.

 

На полученные деньги Эдисон покупает оборудование для изготовления биржевых тиккеров и открывает собственную мастерскую в Ньюарке, недалеко от Нью-Йорка. В 1871 году он открывает еще две новые мастерские. Всё время он посвящает работе. У Томаса появился целый штат талантливых и незаменимых людей. Но Эдисона, так или иначе, связывали с большинством разработок центра, хотя многие его подопечные работали самостоятельно. Впоследствии Эдисон рассказывал, что до пятидесятилетнего возраста он работал в среднем по 19,5 часов в сутки.

 

Нью-йоркское общество «Автоматического телеграфа» предложило Эдисону усовершенствовать систему автоматической телеграфии, основанную на перфорировании бумаги. Изобретатель решает поставленную задачу и получает вместо максимальной скорости передачи на ручном аппарате, равной 40—50 словам в минуту, скорость автоматических аппаратов около 200 слов в минуту, а позднее до 3 тысяч слов в минуту.

 

Имя Эдисона гремело везде. Ему просто не было равных.

 

Обеспокоенная угрожавшей конкуренцией телеграфу, обратилась к Эдисону. Испробовав множество вариантов, изобретатель создал первый практически действующий телефонный микрофон, а также ввел в телефон индукционную катушку, что значительно усилило звук телефона. За свое изобретение Эдисон получил от «Вестерн Юнион» 100 тыс. долларов.

 

В 1877 году Эдисон зарегистрировал в Бюро изобретений фонограф. Появление фонографа вызвало всеобщее изумление. Демонстрация первого устройства была немедленно осуществлена в редакции журнала «Сайнтифик Америкэн». Сам изобретатель видел одиннадцать перспективных областей для применения фонографа: запись писем, книги, обучение красноречию, воспроизведение музыки, семейные записки, запись речей, область реклам и объявлений, часы, изучение иностранных языков, запись уроков, соединение с телефоном.

Одним из самых известных изобретений, традиционно приписываемых Эдисону, стала обычная электрическая лампочка. На самом деле лампочку Томас не изобретал – идея была предложена задолго до него. Эдисону удалось разработать первую лампу накаливания, выгодную с точки зрения производства и продаж.

 

Получить свет при помощи электричества пытались давно: в 1808 году В. В. Петров зажег дуговой разряд от гальванической батареи, построенной двумя годами раньше Алессандро Вольта. В 1846 году Пьер Гебель построил первую лампу, в которой электрический ток раскалял угольную нить, а в 1872 году А. Н. Лодыгин создал лампу накаливания с кусочком угля, помещенным в колбу с откачанным воздухом. Уголь был выбран неслучайно: он сохраняет свою структуру до температуры около 3300oС и, кроме того, при нагревании светится очень ярко. Но при высокой температуре уголь активно соединяется с кислородом воздуха, то есть попросту сгорает. Следовательно, из стеклянной колбы лампы накаливания воздух необходимо удалить, что для техники того времени было непросто. И еще оставался открытым вопрос: как добиться "дробления электрического света"? Ведь каждая группа ламп требовала своего источника тока - гальванической батареи или генератора. Среди специалистов бытовало мнение, что эта задача неразрешима.

 

Эдисон, со свойственной ему способностью безгранично отдаваться захватившей его идее, в 1879 году взялся за разрешение этой технической проблемы. он сразу понял, что главная причина неудач, постигших многочисленных изобретателей, заключалась в том, что все они занимались конструированием только лампы и не обращали внимания на вопросы всей системы электрического освещения в целом.

 

21 октября 1879 года Эдисон закончил работу над лампочкой накаливания с угольной нитью, ставшей одним из крупнейших изобретений XIX века. Величайшая заслуга Эдисона была не в разработке идеи лампы накаливания, а в создании практически осуществимой, широко распространившейся системы электрического освещения с прочной нитью накала, с высоким и устойчивым вакуумом и с возможностью одновременного использования множества ламп.

 

В 1880 году Эдисон намечает программу работ по созданию комплексной системы электроснабжения. По мысли изобретателя, электрические провода следовало прокладывать в основном под землей, давая возможность подсоединяться к ним. Электрическая сеть должна быть рассчитана так, чтобы при аварии на одной линии ток к потребителям мог бесперебойно проходить по другой. Необходимо изобрести предохранительное приспособление, ограничивающее максимальную силу тока, выключатель и счетчик электрической энергии, разработать схему внутренней проводки для жилых и производственных помещений. Нужно сконструировать эффективный генератор электрического тока и электродвигатели для станков, печатных машин, транспортеров, разработать детальную схему электростанции с паровыми машинами, аппаратурой защиты, распределения тока и регулировки напряжения, предназначенной для непрерывной работы. Кроме того, он изобрел и сконструировал патроны для лампочек, выключатели и штепсельные розетки, предохранители и рубильники... Кстати, цоколи и патроны для ламп накаливания практически без изменения благополучно дожили до наших дней.

 

Чтобы внедрить эту лампочку повсеместно, нужно было убрать конкурента – газовое освещение, сделать лампочки и электричество дешевыми и доступными. А еще – наладить систему производства, доставки и продажи электроэнергии. В результате и была создана компания «Эдисон электрик лайт», объединившая всю производственную цепь – от изготовления генераторов, кабелей, выключателей, рубильников, распределительных коробок и электросчетчиков до запуска первой электростанции Перл-Стрит Стэйшн.

 

Все намеченное в программе Эдисон выполнил в самые сжатые сроки. Благодаря упорству и настойчивости Эдисона, проект коммерческой продажи электроэнергии начал осуществляться в конце 1880 года. Правда, вначале мэрия Нью-Йорка была категорически против идеи Эдисона, узнав, что для ее воплощения в жизнь потребуется прорыть почти 30 километров траншей в Нижнем Манхэттене. Однако благодаря известности и авторитету Эдисона и помощи влиятельных политиков городские чиновники сменили гнев на милость.

 

С лета 1881 года работа закипела, и улицы Манхэттена превратились в некое подобие поля боя с множеством канав и котлованов. На строительстве были заняты тысячи рабочих. В целом, прокладка кабелей и устройство распределительных узлов для доставки электроэнергии потребителям оказалось самой трудоемкой и затратной частью всего проекта.

 

1882 год 4 сентября предприимчивый изобретатель Томас Алва Эдисон решил вытеснить с улиц Америки газовое освещение и доказать, что электроэнергия может быть товаром.

 

В три часа пополудни главный электрик компании «Эдисон электрик лайт» повернул рубильник, и в нескольких десятках домов в районе Нижнего Манхэттена в Нью-Йорке вспыхнул электрический свет.

 

Эдисон был уверен, что при правильной организации труда и привлечении нужных людей, изобретения могут выдаваться так же регулярно, как и любая продукция на фабрике. И он знал, как заработать деньги на науке. Он собрал в своей лаборатории лучшие умы, и соединил инновационные технологии с производственной цепочкой.

 

С производством электроэнергии проблем было меньше. У Эдисона уже был один генератор постоянного тока – 27-тонный 100-киловатный «Jambo», который демонстрировался на Всемирной выставке в Париже. Для работы запланированных 7-ми тысяч светильников и нескольких десятков лифтов и подъемников таких генераторов требовалось не менее шести. Недостающие пять генераторов были изготовлены, и к середине 1882 года электростанция на Перл-стрит была полностью укомплектована. Также был решен важнейший для коммерческого электроснабжения вопрос учета использованной электроэнергии с помощью запатентованного Эдисоном электросчетчика. Правда, несколько месяцев, до полной отладки всей энергосистемы, клиенты «Эдисон электрик лайт» пользовались электроэнергией бесплатно.

 

Эдисон добился снижения цены лампочки с 1$ до 25 центов, счастливые ньюйоркцы восторгались «мягким и приятным светом» и от клиентов не было отбоя. Он был очень умелым бизнесменом, его предприятий приносили прибыль.

 

В сентябре 1882 года Нью-Йорк, первый из всех городов мира, был полностью освещен лампами накаливания. Ток для них поставляла электростанция, построенная Эдисоном.

 

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.