Історія електричної лампи реферат

Обновлено: 02.07.2024

Кто первым в мире придумал и изобрел лампу накаливания

В разработке световых приборов принимали участие ученые из России и за границы. Когда Александр Лодыгин приступил к работе над световыми приборами, до него уже были люди, работавшие со световыми приборами:

В 1809 году Жерар Деларю изобрел лампочку с нитью накала из платины.
Через 30 лет в Бельгии изобретена ее угольная модель Жобаром.
В 1854 году в Германии представлен образец рабочей лампочки Генрихом Гебелем. Она выглядела как сосуд, с бамбуковой нитью, которая была обуглена. В течение пяти лет Гебель занимался разработкой этой лампочки, но вернулся к первому образцу.
Через 6 лет знаменитый английский Джозеф Суон, получил патент за свои достижения в создании лампочки накаливания. Когда возникли проблемы с созданием вакуумного пространства, Суон продолжил совершенствовать свой образец, пока не дошел до нового. В нем нить создана из угольного волокна, помещенная в разряженную атмосферу, из-за чего лампочка светила ярко.

В России световые приборы разрабатывал Александр Лодыгин. Его лампочки светились за счет стержня из угля в колбе, с откачанным воздухом. В 1872 появились первые рабочие модели. Через три года Дидрихсон доработал изобретение Лодыгина.

Он заменил в лампочке стержень на угольные волоски, увеличив ее срок работы. В 90-е годы Лодыгин уехал в Америку, используя в своих изобретениях вольфрамовую нить. В 1906 году он продал патент “General Electric”, начавшей производство электроламп с вольфрамовой спиралью.

Изобретение, сделанное Александром Лодыгиным

История ламп накаливания очень похожа на истории других сделанных в России изобретений. Александр Лодыгин, русский ученый, смог заставить угольный стержень светиться в стеклянном сосуде, откуда был откачан воздух. История создания лампы накаливания начинается в 1872 году, когда ему удалось это сделать. Александр получил патент на электрическую угольную лампу накаливания в 1874 году. Немного позже он предложил заменить вольфрамовым угольный стержень. Вольфрамовая деталь и сейчас используется в лампах накаливания.

Томас Эдисон и Ильич

Если принять во внимание хронологии порядок протекающих событий, то электрическую лампу создал Лодыгин. А вот Яблочков являлся основоположником серии идей, которые стали причиной появления популярного сегодня источника освещения. Именно эти русские изобретатели и последующие разработки исследователей из Великобритании и Америки первую электрическую лампочку смогли так массово использовать и он оказался обыкновенным прибором, который производил свет. Но при развитии задумок имеется тот, кто ее породил, и тот, кому достался патент. А вот изобретение дуговой лампы не так известно.

Томас Эдисон

В 1879 году впервые продемонстрировали лампочку Эдисона с платиновой нитью. Через год ему дали еще один патент на модель с угольной нитью, работавшая в течении 40 часов. К тому же он внес определенный вклад в изготовлении лампочки накаливания, создав цоколь, патроне и выключатель.

То есть Томас Эдисон получил патент на электрическую лампу накалывания как собственного изобретения спустя год, как использовали модель Максима и практически позже на 6 лет всеобщего показа лампы Лодыгина. У патентной работы Т. Эдисона были собственные результаты: при объединении с Джозефом Сваном, он основал фирму по изготовлению самой первой модели электрических лам накаливая. Т. Эдисон вместе с Х. Максимом, когда конкурировали друг против друга, были в бюрократических разбирательствах между собой.

Т. Эдисон был более доступный. Х. Максим в данной борьбе не удостоился ни единого патента, а также у него были огромные финансовые потери, по этой причине он оставил страну и отправился в Европу. С лампочкой Эдисона все понятно.

А вот кто основатель лампочки Ильича? Для нынешнего поколения ответ неоднозначный. Подобное наименование знали лишь на территории Советского Союза, этот термин оказался в лексиконе россиян. Лампочки Ильича является наименованием не просто осветительного прибора, а целого ряда явлений. В 1921 году, на территории России царил глубокий экономический кризис, разразившийся тут в результате известной всем гражданской войны. И в это время Государственная комиссия по электрификации РФ приняла план ГОЭЛРО. Он был планом по развитию хозяйства, который бал основан на создании энергетической базы. В это время стали электрифицировать страну огромными масштабами. В скором времени в поселках, в которых использовались главным образом лучные либо керосиновые лампочки стали появляться электрические лампочки.

Ленин

Идею этого плана озвучил Ленин. По этой причине лампы для накала стали именовать в его честь. Такие модели стали накаливаться очень быстро. Лампочки Эдисона известно сегодня по той причине, что он смог вовремя запатентовать свое изобретение. На территории нашей страны лампочки с накаливаемыми стержнями начали ассоциировать с именем Ленина, потому что он первый снабдил Россию экономичной электроэнергией.

Лампа Яблочкова П. Н.

В 1875 году, оказавшись в Париже, занялся изобретением дуговой лампы без регулятора. Яблочков ещё и раньше, живя в Москве, начинал работу над этим проектом, однако потерпел неудачу. Столица Франции стала тем городом, где он сумел добиться выдающихся результатов.

К началу весны 1876 года изобретатель закончил работу над проектом конструкции электрической свечи, а 23 марта того же года получил на неё патент во Франции. Этот день стал знаменательным не только в судьбе самого П. Н. Яблочкова, но и поворотным моментом для дальнейшего развития электро- и светотехники.

Свеча Яблочкова была проще и дешевле в эксплуатации, чем угольная лампа Лодыгина. К тому же у неё не было ни пружин, ни каких-либо механизмов. Она имела вид двух стержней, зажатых в двух отдельных клеммах подсвечника, которые разделяла перегородка из каолина, изолирующая их друг от друга. На верхних концах зажигали дуговой заряд, после чего пламя дуги медленно жгло уголь и испаряло изолирующий материал, одновременно с этим испуская яркое свечение.

Позднее Яблочков пробовал менять цвет освещения, для чего добавлял в изоляционный материал для перегородки соли различных металлов.

В апреле 1876 года изобретатель продемонстрировал свою свечу на выставке электрических приборов в Лондоне. Многочисленная публика была в восторге от залившего помещение яркого голубовато-белого электрического света.

Успех был невероятен. Об учёном и его изобретении писали в зарубежной прессе. А уже в конце 1870-х годов электрическими свечами освещались улицы, магазины, театры, ипподромы, дворцы и особняки не только в Европе, но и в США, Бразилии, Мексике, Индии, Бирме и Камбодже. А в России первая проба электрических свечей Яблочкова состоялась осенью 1878 года.

Это был настоящий триумф русского изобретателя. Ведь до его свечи не было в области электротехники ни одного изобретения, которое так быстро стало бы популярным во всём мире.

Ее внешний вид

Самая первая — опытная — электролампочка представляла собой вытянутую трубку, внутри которой размещались платиновые полоски, на которые подавался ток. Конструкция не сильно изменилась впоследствии: нити закрутились в спирали, трубка приобрела форму груши.

Для сравнения: лампа Лодыгина была выполнена в виде тонкой угольной палочки, которую зажали медные стержни. Все это было помещено в круглый шар из стекла.

Лампа Лодыгина была непохожа на современные

Лампа Эдисона же представляла собой колбу, из который был выкачан воздух. Горел тонкий угольный стержень. Однако изобретатель не остановился на одной лампочке: благодаря его улучшениям (изобретению винтового цоколя, патрона, предохранителей, выключателей и т.д.) увеличилось время работы ламп.

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.

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:

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.

Характеристики, достоинства и недостатки

В XXI веке многие постепенно переходят на энергосберегающие и светодиодные лампы, но у ламп накаливания есть и свои преимущества:

Мгновенное возгорание и отсутствие перебоев в работе;
Они могут работать как от постоянного, так и от переменного тока;
Широкий ассортимент: можно выбрать лампочку с подходящей температурой, напряжением, яркостью;
Небольшие размеры;
Экологичность;
Невысокая цена.

Лампы могут выглядеть по-разному

К недостаткам устройств относятся:

Невысокий КПД;
Хрупкость;
Низкий срок службы;
Пожароопасность.

Несмотря на недостатки, лампы накаливания были крайне популярны несколько десятков лет и быстро заменили привычные источники освещения.

Первое производство ламп

Стойкий источник света быстро приобрел популярность, и предприимчивые бизнесмены поспешили организовать их серийный выпуск. Одним из первых был сам Т. Эдисон. Он добился увеличения времени работы изделия до 1200 часов и выпускал до 130 000 единиц продукции в год. Француз А. Шайе в 1896 г. переехал в США и открыл фабрику по изготовлению ламп, которые работали на 30% дольше и были более яркими, чем изделия других фирм.

Выпуск продолжался более 10 лет, затем появились варианты с вольфрамовыми нитями и иные усовершенствования. Фабрика Шайе не смогла модернизироваться и прекратила работу в 1941

Процесс изготовления лампы накаливания

Этапы развития

Если вас по-прежнему интересует кто придумал лампу накала, то обратите внимание на хронологию, которая представлена в таблице:

Дата в годах	Событие, связанное с развитием лампы накала
1803	Петров из России получил вольтовую дугу, используя мощную батарею.
1808	Г. Дэви (Англия) тоже использовал дуговой разряд для освещения, но недолго.
1838	Жобар из Бельгии изобрел лампу, которая была оснащена угольными стержнями.
1840	Английский астроном Деларю представил свое изобретение в виде лампы с платиновыми проводниками.
1841	Благодаря стараниям Ф. Молейна из Англии появились устройства с платиновыми стержнями и углеродным наполнителем.
1845	Кинг заменил проводники из платины на угольные электроды.
1854	Г. Гебель изобрел прототип современной лампочки с нитью накала из обугленного бамбука.
1860	Д. Свон (Англия) представил лампочку, где в качестве проводников использовалась углеродная бумага.
1874	А. Лодыгин получил право на осветительное устройство с угольными электродами.
1875	Дидрихсон занялся оптимизацией лампочки Лодыгина.
1875 – 1876	П. Яблочков изобрел каолиновую лампочку.
1878	Д. Свон запатентовал прибор с угольной нитью.
1879	Т. Эдисон получил права на лампу с платиновыми электродами.
1890	Лодыгин запатентовал устройство с молибденовой и вольфрамовой спиралью.
1904	Ш. Юст, Ф. Ханаман закрепили за собой права на лампочку с вольфрамовой спиралью (аналогичную лампочке Лодыгина).
1906	В. Кулидж предложил выпускать лампочки с вольфрамовыми проводниками в форме зигзага, двойной или тройной спирали.

Как видите, история развития лампы с нитью накала длинная, в ее создании участвовали изобретатели из разных стран.

Какими светильники были до появления электричества?

Основным источником света до открытия электричества служил огонь. У первобытного человека это был костер, который сочетал в себе несколько бытовых функций. Переносной светильник – следующий этап развития освещения. В таком качестве использовали факелы и лампады, применяя как горючий материал растительные и животные жиры, смолу, ветки смолистых деревьев. Как стационарный источник света использовались лучины – тонкие и длинные кусочки сухого дерева, которые горели на подставке.

Чтобы сделать освещение более равномерным и замедлить процесс горения, был изобретен фитиль – специальная нить из растительных волокон, которая помещалась в чашу с горючим веществом.

Важно знать! Лампады или так называемые масляные лампы были изобретены еще в античной Греции за несколько тысячелетий до нашей эры.

До появления первой лампочки в мире широко использовали свечи: они стали практичным аналогом лампад, поскольку были более экономны и менее пожароопасны. Поначалу для них использовали густой животный жир, после заменили его пчелиным воском.

К концу XVIII века благодаря достижениям химии получило распространение газовое освещение. В качестве ресурса использовались горючие газы, помещенные в специальные стеклянные емкости для безопасности.

В конце XIX века широкое распространение получили керосиновые лампы – устройства из стекла и горелки, наполненные горючим. Их до сих пор иногда используют из практических или эстетических соображений.

Дуговые лампы появились первыми

Так как свеча Яблочкова удобна в использовании и недорога в изготовлении, в 1877 году налаживают потоковое производство этого устройства: в месяц выпускают более 8000 электросвечей и несколько десятков электрогенераторов для их питания. Свеча Яблочкова распространяется по всей Европе и на Востоке: во дворцах персидского шаха и короля Камбоджи.

Но скоро ее вытесняет лампа накаливания, которая служит дольше и стоит меньше

Лампа накаливания: прототипы

Изобретение лампы накаливания приписывают нескольким ученым. Некоторые из них работали в одно время, но в разных странах. Ученые, трудившиеся в более позднее время, внесли существенные доработки в изобретения своих предшественников. Таким образом, создание лампы накаливания — труд нескольких людей.

Непосредственные разработки конструкций с элементами накаливания начались в 30-х годах XIX века. Бельгийский ученый Жобар представил миру первую конструкцию с угольным сердечником. Его угольная лампа не получила широкого призвания лишь потому, что горела не более 30 минут. Однако и это было прогрессом в то время.

В это же время английский физик Уоррен де ла Рю представляет свою лампу с платиновым элементом в виде спирали. Платина светила ярко, а вакуум внутри стеклянной колбы позволял использовать ее в любых погодных условиях. Изобретение Уоррена де ла Рю стало прототипом других конструкций, хотя само не получило дальнейшего развития из-за сильной дороговизны.

Другой английский физик Фредерик де Молейн чуть изменил детище де ла Рю, установив вместо спирали платиновые нити. Однако они быстро перегорали. Чуть позже физики Кинг и Джон Старр усовершенствовали конструкцию английских коллег. Англичанин Кинг заменил платиновые нити угольными палочками, увеличив продолжительность их горения. А американец Джон Старр придумал конструкцию с углеродной горелкой и вакуумной сферой.

Спор о том, кто изобрел лампу накаливания, ведется до сих пор, однако в ее создании приняли многие ученые. Они много раз пытались изобрести долговечный и безопасный источник света, и эти попытки дали первые плоды с развитием электричества. Тогда-то и стали известны имена двоих изобретателей, подарившие миру световые приборы — Томас Эдисон и Александр Лодыгин.

До появления электричества люди использовали простейшие источники освещения от обычной лучины до ламп, которую зажигали с помощью растительного масла, нефти, газа, расплавленного воска. Нередко в лампу добавляли животный жир для длительного горения. В нее клали тканевый фитиль, который потом поджигали, и такое устройство чем-то напоминало свечу под прозрачным куполом.

Создание лампочки пришлось на тот период, когда электричество появилось в городах, а потом начало распространяться по сельским деревням.

Кто первым в мире придумал и изобрел лампу накаливания

В 1809 году Жерар Деларю изобрел лампочку с нитью накала из платины.
Через 30 лет в Бельгии изобретена ее угольная модель Жобаром.
В 1854 году в Германии представлен образец рабочей лампочки Генрихом Гебелем. Она выглядела как сосуд, с бамбуковой нитью, которая была обуглена. В течение пяти лет Гебель занимался разработкой этой лампочки, но вернулся к первому образцу.
Через 6 лет знаменитый английский Джозеф Суон, получил патент за свои достижения в создании лампочки накаливания. Когда возникли проблемы с созданием вакуумного пространства, Суон продолжил совершенствовать свой образец, пока не дошел до нового. В нем нить создана из угольного волокна, помещенная в разряженную атмосферу, из-за чего лампочка светила ярко.

Этапы открытия

Изобретение ламп накаливания начинается с появлением электричества в 18 веке, что сподвигло многих ученых заняться собственными экспериментами в области электронной техники:

Чтобы лампочка светила долго и ярко, нужно было найти подходящий материал для нити накаливания. В тот период ученые рассматривали несколько вариантов: вольфрам и платина были слишком дорогостоящими и редко встречались, поэтому пользовались углем, который был более дешевым и доступным.

Рекомендуем посмотреть видео:

Как выглядел первый вариант лампы

Фредерик де Молейн в 1841 году запатентовал лампочку, в которой был углерод, с платиновой нитью внутри. Через три года исследования в отношении проводников провалились из-за быстрого плавления платиновой спирали. В 1845 году ученый Кинг сделал замену платиновой нити на угольную палочку, получив патент.

В 1854 году в Америке прошла выставка по электротехнике, на которой Генрих Гебель представил свою лампу. В качестве проводника использовалась бамбуковая нить, а в качестве корпуса — флакон от туалетной воды. В него добавляли ртуть, а затем выливали из емкости для создания вакуумного пространства. Недостаток этой лампочки в ее хрупкости и малом времени работы.

У Томаса Эдисона колба лампы накаливания была стеклянной, с полностью откачанным воздухом, а нить накала была из угольного стержня. Создав собственную компанию, он начал производить электролампы и прочие механизма электросистемы.

Масштабное появление ламп на рынке

Лампочки на рынке появились за счет их невысокой стоимости и легкого использования, по сравнению со светильниками, которые надо разжигать газом или бензином.

Постепенная эволюция ламп накаливания происходила из-за их усовершенствования для широкого применения в различных сферах деятельности:

подсветки для кнопок и переключателей в радиоаппаратуре;
автомобильные фары;
применяются в лазерных принтерах.

Томас Эдисон также был причастен к распространению лампочек на рынке. Он продавал их по низкой цене, чуть больше одного доллара за штуку.

Эдисон хотел сделать лампы доступными, по сравнению с остальными световыми источниками. Поэтому быстрое производство ламп и их успешная продажа привели к снижению стоимости лампочек — всего 22 цента.

Заключение

Заслуга Томаса Эдисона состоит в том, что он вовремя запатентовал созданные до него изобретения, занялся их улучшением, начал производить, распространив их по всему миру. У лампочки накаливания были талантливые изобретатели, и все они внесли свое значение в развитие электронной техники.

Современный мир невозможно представить без электричества. А ведь сравнительно недавно, каких-то двести лет назад, о нем можно было только мечтать. Освещение домов в темное время суток было доступно лишь состоятельным людям: жизнь простых крестьян и горожан зависела от солнечного света. Изобретение лампочки положило конец этому неравенству. Привычный для нас прибор сконструировали далеко не сразу. Давайте вспомним, какой путь прошли изобретатели, чтобы в домах было всегда светло.

Светильники до появления электрического аналога.

Человек искал пути освещения в ночное время с тех самых пор, как стал “человеком разумным”. Если на экваторе световой день достаточно длинный, то в северных широтах зимой он составляет всего 6-7 часов. Человек — не медведь, он не может спать остальные 16-17 часов. Технология освещения жилищ во всем мире в доэлектрическую эпоху была одна: огонь. Вначале это был просто костер в пещере. Затем, по мере цивилизации и усложнения жизненного уклада, стали появляться прообразы ламп. В огнестойкую емкость заливали подходящий состав и клали фитиль из ткани. В разных странах для этих целей использовали разные жидкости: жиры, растительные и минеральные масла, природный газ. Подобные лампы были пожароопасны и нещадно чадили. Да и свет от них был весьма тусклым.

В Средние века придумали свечи из пчелиного воска. Чадили они меньше. Использование большого количества свечей позволяло хорошо освещать помещения. Но пожароопасность никуда не ушла — необходимо было вовремя их гасить. Естественно, что использование большого количества свечей было доступно только богатым аристократам или мещанам. Простолюдинам по-прежнему оставалось довольствоваться тусклым светом восковой свечки или керосиновой лампы.

Кто и когда первым в мире изобрел электрическую лампочку.

Все изменилось с изобретением электричества. Постепенно изобретатели нашли способ безопасно, ярко и дешево осветить дома всех людей.

В вопросе первенства изобретения лампочки, как и во многих других, отечественная и мировая точка зрения различаются. В России принято считать первооткрывателями Павла Николаевича Яблочкина и Александра Николаевича Лодыгина. Ученые придумали разные типы осветительных приборов. Яблочкин в 1875-1876 годах первым сконструировал дуговую лампу. Однако в дальнейшем ее признали неэффективной. Лодыгин же двумя годами ранее (1874 год) получил первый патент на лампу накаливания.

В мире же считается, что первая лампочка изобретена Томасом Эдисоном. Свой патент американский ученый получил в 1879 году, на пять лет позже Лодыгина. Эдисон после долгих экспериментов сконструировал прибор, горевший почти 40 часов — максимально возможный срок для того времени. Кроме этого, изобретатель добился удешевления производства, чтобы лампочку мог позволить себе каждый человек.

В вопросе первенства изобретения лампы нет однозначного ответа. Множество ученых в разных странах трудились над ней, но далеко не все патентовали свои открытия. Электрическую лампочку однозначно можно назвать коллективным детищем мирового научного сообщества.

История электрической лампочки: этапы открытия.

Рассмотрим историю создания осветительного прибора подробнее. Привычная лампа — это один из простых электротехнических приборов. Электротехника оформилась в отдельную науку почти сразу после открытия электричества во второй половине XVIII века. Историю лампочки стоит начать с изобретения химического источника тока — первого гальванического элемента. Его сконструировал итальянский ученый Алессандро Вольта в 1800 году. Почти сразу Санкт-Петербургская Академия закупила для опытов целую электрическую батарею, состоявшую из 420 пар гальванических элементов. Профессор Василий Петров несколько лет проводил с ней эксперименты. В результате в 1808 году он открыл электрическую дугу: разряд, возникающий между стержнями-электродами, разведенными на определенное расстояние. Петров предположил, что это свечение можно использовать для освещения. К такому же выводу через два года пришел английский ученый Гэмфри Деви. Электроды использовались, как металлические, так и угольные. Последние светили ярче, но быстро сгорали. Также необходимо было постоянно сдвигать электроды для поддержания необходимого расстояния. Ученым не удалось создать осветительный прибор, но их труды послужили основой для дальнейших исследований.

В 1838 году бельгийскому ученому Жобару удалось создать работающий прототип лампы с угольными электродами. Но они быстро сгорали, так как свечение проходило в воздушной среде.

В 1840 году член Петербургский Академии наук Уоррен Деларю (англичанин по происхождению) сконструировал лампу с платиновой спиралью. Устройство работало довольно продолжительное время и успешно освещало помещение, но из-за дороговизны материалов дальше опытного образца производство не пошло.

В 1841 году ирландский ученый Фредерик де Моллейн получил первый на осветительный прибор. Устройство состояло из платиновой спирали, помещенной в вакуум.

В 1844 году американский патент получает Джон Старр. Его лампа работала на основе углеродной нити. В связи со смертью ученого исследования прекратились.

<> Спустя еще десять лет в 1854 году ученый из Германии Генрих Гебель разработал первый прототип современной лампы: в качестве электродов использовались обугленные палочки бамбука, помещенный в колбу с откачанным воздухом. Ученому удалось создать прибор, которым он освещал собственный магазин. К сожалению, Гебель не смог получить патент на свое устройство.

В 1860 году физик-англичанин Джозеф Уилсон Суон представил свой вариант осветительного прибора. Его патентованная лампа работала в вакууме с угольным волокном. Из-за сложностей поддержания нужного разрежения технология не получила дальнейшего распространения.

Наконец, в 1874 году российский инженер Александр Лодыгин изобретает и получает патент на нитевую лампу. В качестве элемента накаливания он выбирает угольный стержень. Нить накала помещалась в герметичный стеклянный сосуд с откачанным воздухом. Такое решение сразу повысило срок службы лампы до 30 минут и позволило использовать ее вне лабораторных стен. Через год ученый Василий Федорович Дидрихсон внес важные улучшения в конструкцию Лодыгина: поместил несколько нитей накаливания в одно устройство. При перегорании одного угольного стержня следующий начинал работать автоматически.

Тем временем Джозеф Уилсон Свон продолжал свои труды и в 1878 году запатентовал новую конструкцию лампы с угольным волокном, помещенным в разреженную кислородную атмосферу.

Американский изобретатель Томас Эдисон не остался в стороне от проблемы создания лампы. Путем изучения мирового опыта и собственных многолетних экспериментов в 1879 году ученый патентует свою лампу. Вначале Эдисон использовал платиновую спираль, но затем вернулся к угольному волокну. И в 1880 году он создает лампу со сроком службы целых 40 часов. Устройство работало в герметичном корпусе с откачанным воздухом. Электроды изготавливались по специальной технологии из обугленных бамбуковых волокон. Лампа светила ярко и не мигала. Однако производство было слишком дорогим. Для удешевления Эдисон заменяет бамбук хлопковыми нитями. Попутно ученый изобретает выключатель, цоколь и патрон для лампочек. Винтовая конструкция последних позволяла быстро и безопасно заменить осветительный прибор.

В конце 80-х годов XIX века Лодыгин эмигрировал в США, где продолжил свои научные труды. В 1890-х годах он придумал использовать тугоплавкие металлы в качестве нити накала для лампочек. В результате экспериментов Лодыгин остановился на нитях из вольфрама и молибдена, закрученных в спираль. Также он проводил эксперименты с газонаполнением ламп. В частности Лодыгиным была изготовлено устройство с угольной нитью в атмосфере азота. В дальнейшем в 1906 году ученый продает идею использования вольфрамовой нити компании Эдисона. Сам Лодыгин сосредоточился на электрохимическом получении тугоплавких металлов. Данный метод отличался высокой стоимостью. Из-за этого вольфрамовые нити применялись редко, пока в 1910 году Уильям Кулидж не удешевляет их производство. С этого момента вольфрамовые спирали вытесняют все другие варианты нитей накаливания.

Годом ранее решилась проблема быстрого испарения нити в вакууме: в 1909 году американский ученый Ирвинг Ленгмюр начал заполнять колбу лампы накаливания инертными газами. Чаще всего использовался аргон. Все это привело к существенному повышению времени работы лампы накаливания.

За прошедшие сто с лишним лет их конструкция принципиально не изменилась: герметичная стеклянная колба, заполненная аргоном и вольфрамовая спираль. Несмотря на появление новых осветительных приборов (светодиодных, люминесцентных и других), лампа накаливания не сдает своих позиций и широко используется во всем мире. Тем приятнее осознавать, что к изобретению столь популярного осветительного прибора приложили руку (и голову) многие российские ученые .

ПРоект предназначен для учащихся 8 класса при изучении темы " Электрические явления".Этот проект может быть началом изучения отдельных вопросов относящихся к данной теме.

История развития электрической лампы (проект)

Над проектом работали: Кмито Светлана и Асанова Алина

Руководитель проекта:

Пинчук Г. А. учитель физики МКОУ Воломской СОШ

Задачи проекта:

Актуальность нашего проекта

Изобретение электрической лампочки является одним из величайших открытий в истории человечества, имевшее огромное значение. Это привело к перевороту в области энергетики, крупнейшим сдвигам в промышленности, всеобщей электрификации. Сегодня трудно найти уголок в мире, где бы не было электричества, оно стало неотъемлемой, обязательной частью жизни любого цивилизованного человека

ЭВОЛЮЦИЯ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА

Первые источники света

Современные лампочки имеют богатую и красивую историю, которая уходит корнями в глубину веков. С начала времен люди старались внести в свое жилище свет. Сначала костер в пещере был синонимом уюта и безопасности, так как согревал своим теплом и отгонял хищников. Многие народы населяли ночное пространство монстрами, злыми духами, ведьмами, говорили, что именно ночью просыпаются злые чары, встают из могил покойники. И самым надежным средством спасения от ночных ужасов считался свет, который мог уничтожить все страхи мира. Свет обозначал чистоту, комфорт, защиту.

Приспособления, которые помогали людям освещать пространство, постоянно менялись и совершенствовались. Огня в печи или очаге не хватало, чтобы разогнать темноту в домах. Египтяне, римляне и греки использовали для освещения горючий масляный раствор и специальную посуду, сделанную из глины, запалом служил фитиль из хлопка. Жители побережья Каспийского моря в подобные прото-светильники помещали в качестве горючего нефть.Чуть позже в Европе появились первые свечи - чаши, наполненные густым жиром, с фитилем из ткани или просто щепки. Жир горел дольше масла, но запах при горении такой свечи оставлял желать лучшего. Широко использовались маканые свечи - простые фитили, которые опускали в жир и зажигали в специальной тарелочке или фонаре. В XV веке появились первые литые свечи из пчелиного воска. Они стоили дорого, так как получить воск было довольно сложно.

Использование керосина как горючего для светильников также набирало обороты и было весьма популярным в XVIII-XIX веке. Керосин был недорогим, что помогало его распространению. Однако он имел ряд серьезных недостатков, в частности, керосиновые лампы коптили, а запах сгоревшего топлива впитывался в одежду, мебель, плохо выветривался из помещения.

Первые попытки создания электрической лампы

Не стоит думать, что изобретение лампы было мгновенным и сиюминутным событием. История электрической лампочки представляет собой целую цепь открытий, сделанных разными учеными в разное время. С начала 19 века активно проводились опыты с электричеством, имевшие немалый общественный резонанс. В 1802 году выдающийся русский физик В.В. Петров, изучавший свойства электрических воздействий на разные предметы, открыл явление электрической дуги - яркого разряда, который возникает между сведёнными на определённое расстояние угольными стержнями, и указал на возможность его применения в осветительной промышленности. Явление электрической дуги положило начало созданию дуговых ламп. В 1809 году француз Деларю начинает первые опыты по созданию лампы с нитью накала, которая будет давать свет. Так появились два направления в создании электрического освещения. Научные изыскания продолжались почти 80 лет, и в конце XIX столетия была запущена в производство лампа накаливания, такая, какой мы ее знаем. В XX веке лампа накаливания появилась в каждом доме. Она меняла формы, размеры, цветность, но в одном была неизменна - в принципе работы. Лампа накаливания потребляла большое количество энергии, но была безопасна в использовании и прекрасно выполняла свою основную функцию.

Успехи электрического освещения П. Н. Яблочкова

Александр Николаевич Лодыгин

Первые лампы накаливания Лодыгина представляли собой стеклянный шарообразный сосуд, внутри которого на двух медных стержнях диаметром в 6 миллиметров был укреплен стерженек из ретортного угля (уголь, получающийся на внутренней стороне стенок реторты при сухой перегонке каменного угля, отличается значительной твердостью, хорошо проводит ток) диаметром около 2 миллиметров. Ток подавался по проводам, проходившим через оправу, которая прикрывала отверстие шарового сосуда. В 1873 году в Петербурге на Песках Лодыгин произвел первый опыт освещения улиц при помощи электрической лампы накаливания

Строение лампы накаливания

Но в 1879 году произошло событие, которое навсегда изменило мир - Томас Л. Эдисон усовершенствовал конструкцию лампы Лодыгина и предложил долговечную лампу накаливания. Свечи, многие века освещавшие человеческий путь во вселенной, утратили своё предназначение, но сохранились как эстетический компонент жизни.

Строение современной лампы накаливания

1 - Полость колбы 2 - Колба 3 - Держатель нити накала 4 - Токовый ввод 5 - Нить накаливания 6 - Токовый ввод 7- Ножка 8 - Предохранитель 9 – Цоколь лампы накаливания 10 - Контакт цоколя 11 - Изолятор цоколя

Современные лампы

Для жилья созданы специальные люминесцентные лампы - компактные, практически полностью имитирующие привычный внешний вид и размеры лампы накаливания и сочетающие при этом ее достоинства с экономичностью стандартных люминесцентных ламп.

При работе простой лампы накаливания 92-94% электроэнергии превращается в тепло и лишь 6-8% - в свет , в то время как компактная люминесцентная лампа, давая аналогичный световой поток, потребляет электроэнергии на 80% меньше .

Люминесцентные лампы перед лампами накаливания имеют еще одно очень важное преимущество, обусловленное их физическими особенностями: они могут создавать свет различного спектрального состава - теплый, естественный, белый, дневной. Это сильно обогащает цветовую палитру домашней обстановки.

Светодиодная лампа

Преимущество светодиодного светильника по сравнению с лампами накаливания — низкое энергопотребление, заявленный долгий срок службы от 30’000 до 50’000 и более часов, простота установки, более низкая температура корпуса по сравнению с лампой накаливания, имеющей сравнимую яркость, высокая механическая прочность, зачастую — небольшие габариты.

Полная экологическая безопасность позволяет сохранять окружающую среду, не требуя специальных условий по утилизации: не содержит ртути, её производных и других ядовитых, вредных или опасных составляющих материалов и веществ. Иногда производители не соблюдают экологические нормы. Лампы таких производителей содержат токсичные пластики, электролиты, свинец-содержащие пайки и т. п., а также печатные платы драйвера пропитывают связующими компонентами (фенол и формальдегидными смолами).

Перспектива электрического освещения

Проблема энергосбережения в настоящее время принимает всё большую актуальность. Значительная часть электроэнергии, потребляемая предприятиями и организациями, расходуется на освещение производственных помещений и уличное освещение. Следовательно, возникает задача производства модернизации в области освещения путём применения энергосберегающих источников света. Одним из путей решения данной задачи может являться использование светодиодного освещения.

На сегодняшний день популярны и востребованы светодиодные и энергосберегающие лампы. Лампами накаливания также пользуются, но из-за их недостатков, эти лампы впоследствии уйдут в непригодность.

Читайте также: