چه کسی لامپ (لامپ رشته ای) را اختراع کرد؟

حول و حوش این موضوع صحبت ها و اختلافات بی اساس زیاد است. چه کسی لامپ رشته ای را اختراع کرد؟ برخی ادعا می کنند که این Lodygin است و برخی دیگر ادیسون. اما همه چیز بسیار پیچیده تر است، بیایید به زمان بندی رویدادهای تاریخی نگاه کنیم.

روش های زیادی برای تبدیل انرژی الکتریکی به نور وجود دارد. اینها شامل لامپ های اصل کارکرد قوس، تخلیه گاز و لامپ هایی است که منبع درخشش یک رشته گرمایشی است. در واقع، یک لامپ رشته ای را می توان منبع نور مصنوعی نیز در نظر گرفت، زیرا از اثر یک هادی گرم که جریان از آن عبور می کند برای عملکرد آن استفاده می شود. یک مارپیچ فلزی یا رشته کربنی اغلب به عنوان یک عنصر رشته ای عمل می کند. علاوه بر هادی، طراحی لامپ شامل یک لامپ، یک سرب جریان، یک فیوز و یک پایه است. با این حال، ما از قبل همه اینها را می دانیم. اما چندی پیش زمانی بود که چندین دانشمند به طور همزمان در حال توسعه در زمینه منابع نور مصنوعی بودند و برای عنوان مخترع لامپ مبارزه کردند.

جدول زمانی اختراع

با خواندن کل مقاله زیر، نگاه کردن به این جدول بسیار راحت است:

اگر واقعاً می خواهید درک کنید، پس ما به شدت توصیه می کنیم مقاله را به طور کامل بخوانید.

اولین تبدیل انرژی به نور

در قرن هجدهم، اکتشاف مهمی رخ داد که آغاز یک سری عظیم از اختراعات بود. جریان الکتریکی تشخیص داده شده است. در آغاز قرن بعد، دانشمند ایتالیایی لوئیجی گالوانی روشی را برای تولید جریان الکتریکی از مواد شیمیایی اختراع کرد - یک ستون ولتایی یا یک سلول گالوانیکی. قبلاً در سال 1802 ، فیزیکدان واسیلی پتروف یک قوس الکتریکی را کشف کرد و استفاده از آن را به عنوان یک وسیله روشنایی پیشنهاد کرد. پس از 4 سال، جامعه سلطنتی لامپ برقی همفری دیوی را دید، به دلیل جرقه های بین میله های زغال سنگ اتاق را روشن کرد. لامپ های قوس اول خیلی روشن و گران بودند و برای استفاده روزانه نامناسب بودند.

لامپ رشته ای: نمونه های اولیه

اولین توسعه لامپ های روشنایی با عناصر رشته ای در اواسط قرن نوزدهم آغاز شد. بله در 1838 جوبار مخترع بلژیکی پروژه ای برای لامپ رشته ای با هسته کربن ارائه کرد. اگرچه زمان کارکرد این دستگاه از نیم ساعت بیشتر نمی شد اما گواه پیشرفت تکنولوژی در این زمینه بود. که در 1840 در سال 2018، وارن د لا رو، ستاره شناس انگلیسی، یک لامپ با مارپیچ پلاتین تولید کرد که اولین لامپ در تاریخ مهندسی برق با عنصر رشته ای به شکل مارپیچ بود. مخترع جریان الکتریکی را از طریق یک لوله خلاء با سیم پیچی از سیم پلاتین در آن عبور داد. در نتیجه گرمایش، پلاتین درخشش درخشانی از خود ساطع کرد و عدم وجود تقریباً کامل هوا باعث شد تا بتوان از دستگاه در هر شرایط دمایی استفاده کرد. با توجه به هزینه بالای پلاتین برای مقاصد تجاری، استفاده از چنین لامپی حتی با در نظر گرفتن کارایی آن غیر منطقی بود. با این حال، در آینده، این نمونه از این لامپ بود که به عنوان جد سایر لامپ های رشته ای در نظر گرفته شد. وارن دو لا رو چند دهه بعد (در 1860 -x) شروع به مطالعه فعال پدیده درخشش تخلیه گاز تحت تأثیر جریان کرد.

که در 1841 Frederick de Moleyn، یک انگلیسی، لامپ هایی را به ثبت رساند که فلاسک هایی با رشته پلاتین پر از کربن بودند. با این حال، آزمایشات انجام شده توسط او در سال 1844 با توجه به هادی ها با موفقیت همراه نبود. این به دلیل ذوب سریع نخ پلاتین بود. در سال 1845، دانشمند دیگری به نام کینگ، عناصر رشته ای پلاتین را با چوب های کربنی جایگزین کرد و برای اختراع خود حق اختراع دریافت کرد. در همان سالها در خارج از کشور، در ایالات متحده، جان استار یک لامپ با یک کره خلاء و یک مشعل کربنی را به ثبت رساند.

که در 1854 هاینریش گوبل، ساعت ساز آلمانی، دستگاهی را اختراع کرد که نمونه اولیه لامپ های مدرن به حساب می آید. او آن را در یک نمایشگاه برق در ایالات متحده نشان داد. این یک لامپ رشته ای خلاء بود که برای استفاده در شرایط مختلف بسیار مناسب بود. هاینریش استفاده از نخ بامبو را به عنوان منبع نور پیشنهاد کرد. به جای فلاسک، دانشمند بطری های ساده آب توالت برداشت. خلاء موجود در آنها با افزودن و ریختن جیوه از فلاسک ایجاد شد. نقطه ضعف این اختراع شکنندگی بیش از حد و زمان عملیاتی تنها چند ساعت بود. در طول سالهای زندگی تحقیقاتی فعال، گوبل نتوانست در جامعه به رسمیت شناخته شود، اما در سن 75 سالگی او را مخترع اولین لامپ رشته ای کاربردی بر اساس رشته کربن نامیدند. به هر حال، این گوبل بود که اولین بار از وسایل روشنایی برای اهداف تبلیغاتی استفاده کرد: او در اطراف نیویورک با گاری تزئین شده با لامپ رانندگی کرد. یک شیشه جاسوسی بر روی ویلچر نصب شده بود که توجه را از دور به خود جلب می کرد و دانشمند از طریق آن با پرداخت هزینه ای اجازه داد به آسمان پرستاره نگاه کند.

اولین نتایج

مؤثرترین نتایج در زمینه به دست آوردن یک لامپ خلاء توسط شیمیدان و فیزیکدان مشهور انگلیسی - جوزف سوان (سوان) به دست آمد. که در 1860 در سالی که او حق اختراع خود را دریافت کرد، اگرچه لامپ برای مدت طولانی کار نکرد. این به دلیل استفاده از کاغذ کربن بود - پس از سوزاندن به سرعت به خرده های خرده تبدیل شد.

در اواسط دهه 70. در قرن نوزدهم، به موازات سوان، یک دانشمند روسی نیز چندین اختراع را به ثبت رساند. دانشمند و مهندس برجسته الکساندر لودیگین در 1874 یک لامپ رشته ای که از یک میله کربن برای گرمایش استفاده می کرد. او در سال 1872، زمانی که در سن پترزبورگ بود، آزمایشاتی را بر روی مطالعه دستگاه های روشنایی آغاز کرد. در نتیجه، به لطف بانکدار کوزلوف، انجمنی برای بهره برداری از لامپ های روشنایی با زغال سنگ تأسیس شد. این دانشمند برای اختراع خود جایزه ای در آکادمی علوم دریافت کرد. این لامپ ها بلافاصله شروع به استفاده برای روشنایی خیابان ها و ساختمان دریاسالاری کردند.

الکساندر نیکولایویچ لودیگین

Lodygin همچنین اولین کسی بود که ایده استفاده از رشته های تنگستن یا مولیبدن را که به صورت مارپیچی پیچ خورده بودند را مطرح کرد. به 1890 -من سال لودیگین چندین نوع لامپ با رشته های رشته ای ساخته شده از فلزات مختلف روی دستان خود داشت. او پیشنهاد کرد که هوا را از لامپ پمپاژ کنید تا فرآیند اکسیداسیون کندتر شود، به این معنی که عمر لامپ طولانی‌تر می‌شود. اولین لامپ تجاری با رشته تنگستن مارپیچی در آمریکا متعاقباً طبق حق اختراع Lodygin تولید شد. او حتی لامپ های گازی پر از رشته کربن و نیتروژن را اختراع کرد.

ایده لودیگین 1875 سال توسط یکی دیگر از مخترعان مکانیک روسی واسیلی دیدریکسون بهبود یافت. او زغال سنگ را با زغال کردن استوانه های چوبی در بوته های گرافیتی می ساخت. او اولین کسی بود که موفق به پمپاژ هوا شد و بیش از یک نخ را در یک لامپ نصب کرد تا در هنگام سوختن آن جایگزین شود. چنین لامپی تحت هدایت Kon تولید شد و یک فروشگاه بزرگ کتانی و کیسون های زیر آب شروع به روشن کردن آن در هنگام ساخت یک پل در سن پترزبورگ کردند. در سال 1876، لامپ توسط نیکولای پاولوویچ بولیگین بهبود یافت. این دانشمند تنها یک سر زغال سنگ را درخشید که در فرآیند سوزاندن دائماً به جلو حرکت می کرد. با این حال، دستگاه پیچیده و گران بود.

که در 1875-76 gg. مهندس برق پاول یابلوچکوف، با ایجاد یک شمع الکتریکی، کشف کرد که کائولن (نوعی خاک رس سفید) جریان الکتریکی را تحت تأثیر دمای بالا به خوبی هدایت می کند. او یک لامپ کائولن با یک رشته رشته ای ساخته شده از مواد مناسب اختراع کرد. یکی از ویژگی های متمایز این لامپ این واقعیت است که برای عملکرد آن نیازی به قرار دادن یک رشته کائولن در یک فلاسک خلاء نیست - در هنگام تماس با هوا عملیاتی می شود. قبل از ایجاد یک لامپ، کار طولانی یک دانشمند روی لامپ های قوس الکتریکی در پاریس انجام شد. یک بار یابلوچکوف از یک کافه محلی بازدید کرد و با تماشای چیدمان کارد و چنگال توسط پیشخدمت، ایده جدیدی به ذهنش رسید. او تصمیم گرفت الکترودهای کربن را موازی یکدیگر قرار دهد و نه افقی. درست است، این خطر وجود داشت که نه تنها قوس، بلکه گیره های رسانا نیز بسوزد. معضل با اضافه کردن یک عایق که به تدریج پس از الکترودها سوخت، حل شد. این عایق تبدیل به خاک رس سفید شد. برای اینکه لامپ روشن شود، یک جامپر ساخته شده از زغال سنگ بین الکترودها قرار داده شد و احتراق ناهموار خود الکترودها با استفاده از دینام به حداقل رسید.

یابلوچکوف اختراع خود را در نمایشگاه فناوری در لندن به نمایش گذاشت 1876 سال یک سال بعد، یکی از فرانسوی ها، Deneyruz، یک شرکت سهامی برای مطالعه فناوری های روشنایی Yablochkov تأسیس کرد. خود دانشمند به آینده لامپ رشته ای اعتقاد چندانی نداشت، اما شمع های برقی Yablochkov بسیار محبوب بودند. موفقیت نه تنها با قیمت پایین، بلکه با زمان سوزاندن 1.5 ساعت تضمین شد. به لطف این اختراع، فانوس هایی با جایگزینی شمع ها ظاهر شدند و خیابان ها بسیار بهتر روشن شدند. درست است، نقطه ضعف چنین شمع هایی وجود تنها یک جریان متغیر نور بود. کمی بعد، فیزیکدانی از آلمان، والتر نرنست، لامپی با همان اصل ساخت، اما رشته‌های رشته‌ای را از منیزیا ساخت. لامپ فقط پس از گرم شدن رشته روشن می شد که برای آن ابتدا از کبریت و سپس بخاری برقی استفاده شد.

مبارزه برای ثبت اختراع

تا پایان دهه 1870. مهندس و مخترع برجسته توماس ادیسون که در ایالات متحده زندگی می کرد فعالیت های تحقیقاتی خود را آغاز کرد. او در فرآیند ایجاد یک لامپ، فلزات مختلفی را برای رشته ها امتحان کرد. در ابتدا، این دانشمند معتقد بود که راه حل مشکل لامپ های برق می تواند به دلیل خاموش شدن خودکار آنها در دمای بالا باشد. اما این ایده جواب نداد، زیرا خاموش کردن مداوم لامپ سرد تنها منجر به یک تابش سوسو زدن می شود که ثابت نیست. نسخه ای است که در اواخر دهه 70 وجود دارد. ستوان ناوگان روسی خوتینسکی چندین لامپ رشته ای Lodygin آورد و آنها را به ادیسون نشان داد که بر پیشرفت های بعدی او تأثیر گذاشت.

جوزف سوان که قبلاً در آن زمان در محافل علمی شناخته شده بود، بدون توجه به دستاوردهای خود در انگلستان، لامپی با فیبر کربن را در سال 1878 به ثبت رساند. این در فضای کمیاب با اکسیژن قرار گرفت، بنابراین نور بسیار روشن بیرون آمد. یک سال بعد، روشنایی الکتریکی در اکثر خانه های انگلستان ظاهر شد.

توماس آلوا ادیسون

در همین حال، توماس ادیسون فرانسیس آپتون را برای کار در آزمایشگاه خود استخدام کرد. همراه با او، مواد شروع به آزمایش دقیق تری کردند و توجه به کاستی های پتنت های قبلی معطوف شد. در سال 1879، ادیسون یک لامپ با پایه پلاتینیوم را به ثبت رساند و یک سال بعد دانشمند یک لامپ با فیبر کربن و کارکرد بدون وقفه به مدت 40 ساعت ساخت. این آمریکایی در طول کار خود 1.5 هزار آزمایش انجام داد و همچنین توانست یک سوئیچ چرخشی از نوع خانگی ایجاد کند. در اصل توماس ادیسون هیچ تغییر جدیدی در لامپ برق Lodygin ایجاد نکرد. فقط بخش زیادی از هوا با نخ کربنی از کره شیشه ای او خارج می شد. مهمتر از آن، یک دانشمند آمریکایی یک ابر سیستم برای یک لامپ ایجاد کرد، یک پایه پیچ، کارتریج و فیوزها را اختراع کرد و متعاقباً تولید انبوه را سازمان داد.

منابع نوری جدید توانستند گاز را جابجا کنند و خود این اختراع مدتی لامپ ادیسون-سوان نامیده می شد. در سال 1880، توماس دقیق ترین مقدار خلاء را ایجاد کرد که پایدارترین فضای بدون هوا را ایجاد کرد. هوا با استفاده از پمپ جیوه از لامپ تخلیه شد.

تا پایان سال 1880، الیاف بامبو در لامپ ها می توانست حدود 600 ساعت بسوزد. این ماده از ژاپن به عنوان بهترین جزء کربن نوع آلی شناخته شد. از آنجایی که نخ‌های بامبو بسیار گران بودند، ادیسون پیشنهاد داد تا آنها را از الیاف پنبه‌ای که به روش‌های خاصی فرآوری شده‌اند بسازند. اولین شرکت هایی که سیستم های الکتریکی بزرگ را ساختند در سال 1882 در نیویورک تاسیس شدند. در این دوره، ادیسون حتی از سوان به دلیل نقض حق چاپ شکایت کرد. اما در نهایت، دانشمندان یک سرمایه گذاری مشترک به نام ادیسون-سوان یونایتد ایجاد کردند که به سرعت به یک رهبر جهانی در تولید لامپ های برق تبدیل شد.

توماس ادیسون در طول زندگی خود توانست 1093 پتنت به دست آورد. از اختراعات معروف او: گرامافون، کینتوسکوپ، فرستنده تلفن. یک بار از او پرسیده شد که آیا حیف نیست که 2000 بار قبل از ایجاد یک لامپ اشتباه کرد؟ دانشمند پاسخ داد: من اشتباه نکردم، اما 1999 راه را کشف کردم که چگونه یک لامپ درست نکنم.

رشته های فلزی

در پایان دهه 1890 لامپ های جدید در حال آمدن هستند. بنابراین، والتر نرنست پیشنهاد ساخت رشته‌های رشته‌ای را از آلیاژ خاصی که شامل اکسیدهای منیزیم، ایتریم، توریم و زیرکونیوم بود، داد. در لامپ اوئر (Karl Auer von Welsbach، جمهوری اتریش)، یک رشته اسمیوم به عنوان ساطع کننده نور عمل می کند، و در یک لامپ بولتون و فوئرلین، یک رشته تانتالیوم. الکساندر لودیگین در سال 1890 یک لامپ رشته ای را به ثبت رساند که در آن از یک رشته تنگستن با گرمایش سریع استفاده شد (چند فلز نسوز استفاده شد، اما تنگستن بود که طبق نتایج تحقیقات بهترین عملکرد را داشت). شایان ذکر است که 16 سال بعد او تمام حقوق اختراع انقلابی خود را به غول صنعتی جنرال الکتریک، شرکتی که توسط توماس ادیسون بزرگ تأسیس شده بود، فروخت.

با این حال، در تاریخ مهندسی برق، دو حق ثبت اختراع برای یک لامپ تنگستن شناخته شده است - در سال 1904، دوتایی از دانشمندان Sandor Yust و Franjo Hanaman اختراعی مشابه Lodygin را ثبت کردند. یک سال بعد اتریش-مجارستان تولید انبوه این لامپ ها را آغاز کرد. بعدها جنرال الکتریک شروع به تولید لامپ با گازهای بی اثر کرد. دانشمندی از این سازمان به نام ایروینگ لانگمویر در سال 1909 موفق شد اختراع Lodygin را با افزودن آرگون به آن به منظور افزایش مدت زمان و افزایش خروجی نور مدرن کند.

در سال 1910، ویلیام کولیج تولید صنعتی رشته های تنگستن را بهبود بخشید، پس از آن تولید لامپ ها نه تنها با یک عنصر رشته ای به شکل مارپیچ، بلکه به شکل مارپیچ زیگزاگ، دوتایی و سه گانه آغاز شد.

اختراعات بیشتر

• از زمان ایجاد اولین وسایل برقی روشنایی، خواص لامپ های تخلیه گاز به طور مداوم مورد مطالعه قرار گرفته است، اما تا آغاز قرن بیستم، دانشمندان علاقه کمی به آنها نشان دادند. یک مثال این واقعیت است که اولین نمونه های اولیه اولیه لامپ های جیوه ای در اوایل دهه 1860 در بریتانیا ساخته شد، اما تا سال 1901 پیتر هیویت لامپ جیوه ای کم فشار را اختراع کرد. پنج سال بعد، آنالوگ های فشار بالا وارد تولید شدند. و در سال 1911، ژرژ کلودی، مهندس شیمی از فرانسه، یک لامپ نوری نئونی را به جهان نشان داد که بلافاصله در مرکز توجه همه تبلیغ کنندگان قرار گرفت.
• در دهه 40-1920. لامپ های سدیم، فلورسنت و زنون اختراع شدند. برخی از آنها حتی برای مصارف خانگی شروع به تولید انبوه کردند. تا به امروز، حدود 2 هزار نوع منبع نور شناخته شده است.
• در اتحاد جماهیر شوروی، عبارت "لامپ ایلیچ" به نام محاوره ای یک لامپ رشته ای تبدیل شد. این اصطلاح بود که بومی دهقانان و کشاورزان جمعی در دوران برق رسانی جهانی شد. در سال 1920 ، ولادیمیر لنین برای راه اندازی یک نیروگاه از یکی از روستاها بازدید کرد و سپس یک عبارت عمومی ظاهر شد. با این حال، در ابتدا از این عبارت برای نشان دادن طرحی برای برق رسانی به کشاورزی، شهرها و روستاها استفاده می شد. لامپ ایلیچ یک کارتریج بود که آزادانه با سیمی از سقف آویزان بود و بدون سقف آویزان بود. طراحی کارتریج همچنین شامل یک سوئیچ بود و سیم کشی به صورت باز در امتداد دیوارها گذاشته شد.
• لامپ های LED در دهه 60 توسعه یافتند. برای مقاصد صنعتی آنها قدرت کمی داشتند و نمی توانستند منطقه را به درستی روشن کنند. با این حال، امروز این جهت است که امیدوار کننده ترین در نظر گرفته می شود.
• در سال 1983، لامپ های فلورسنت فشرده ظاهر شدند. اختراع آنها به ویژه در زمینه نیاز به صرفه جویی در برق اهمیت داشت. علاوه بر این، آنها نیازی به تجهیزات راه اندازی اضافی ندارند و در سوکت های استاندارد لامپ رشته ای مناسب هستند.
• چندی پیش، دو شرکت آمریکایی به طور همزمان لامپ های فلورسنت با قابلیت تصفیه هوا و حذف بوهای نامطبوع را برای مصرف کنندگان ایجاد کردند. سطح آنها با دی اکسید تیتانیوم پوشانده شده است که وقتی تحت تابش قرار می گیرد، واکنش فوتوکاتالیستی را آغاز می کند.

ویدئویی که چگونه لامپ های رشته ای در کارخانه های قدیمی ساخته می شوند.