Лампочка. Система Эдисона

Сто тридцать лет назад, 27 января, ТомасАльва Эдисон получил патент на электрическую лампу.

В прошедшем году (см. № 38 электронной версии газеты) мы напомнили, что ещё в 1802 г. наш В. В. Петров демонстрировал яркое свечение вольтовой дуги, а француз Л. Ж. Тенер и англичанин Х. Дэви — разогретого током добела проводника. По двум этим направлениям и развивалась работа по созданию электрических светильников, но эти лабораторные опыты десятков талантливых исследователей не были востребованы практикой ещё полвека: даже лучшие модели горели лишь несколько часов, питались каждая от отдельной батареи или электрической машины.

Но в 1870 г. А. Н. Лодыгин продемонстрировал вполне практичную лампу с угольными стерженьками-нитями, и в 1873 г. восемь таких приборов зажглись в петербургских фонарях. А в 1876 г. П. Н. Яблочков изобрёл дуговую «свечу», которая под брендом «Русский свет» завоевала и Европу, и Америку, правда, ненадолго.

Осознание великой силы электрической энергии, прежде всего, для освещения — её первого и массового потребителя — овладевало обществом и побудило к активной деятельности в этом направлении Т. Эдисона, хорошо изучившего работы предшественников.

Он, зная решающее значение вакуума для яркости и долговечности лампы, был просто вынужден изобрести комбинацию воздушных насосов с разрежением в миллионные доли атмосферы.

Он исследовал благородные металлы в качестве тел накаливания, затем в ходе шести тысяч опытов с обугленным растительным волокном (образцы привозили со всего света, но лучший был вырезан дома из футляра от веера) добился, что нить в вакуумной колбе выдерживала температуру плавления алмаза. И придумал, как соединить её с токоподводящими медными электродами.

Днём рождения лампочки считается 21 октября 1879 г. Именно тогда Эдисон, на 1016 попытке, впервые получил значимый результат: она не перегорела за двое суток. Угольная нить включенного в сеть прибора более минуты разгоралась до полного накала, потому что у угля отрицательный температурный коэффициент сопротивления, то есть в отличие от металлов его сопротивление при увеличении температуры понижается, и при прохождении по нему тока выделение энергии увеличивается.

Для продолжения работы Томас Альва привлёк крупные фирмы и банки, была образована Edison Electric Light Company с капиталом в $300 тыс, которая работала в условиях глубокой секретности в обстановке активного противодействия компаний газового освещения и газетчиков, утверждавших, что «передача света по проводам» невозможна, потому что противоестественна.

У Эдисона уже были двести записных книжек — сорок тысяч страниц с результатами опытов. Но доказать состоятельность своей лампочки он мог, только создав практически осуществимую и широко доступную систему электрического освещения.

В качестве PR-акции в первый день 1880 г. он устроил для 3000 посетителей, приехавших на специально заказанных им поездах, демонстрацию освещения своего имения из 700 ламп Эдисона. Биржевые курсы газовых компаний резко упали.

Уже к 1883 г. в Америке заработали 17 электротехнических фирм, 6 из них принадлежали самому Эдисону. На них выпускали три четверти всех ламп накаливания, а также невиданные до того, похожие на современные пакетники, поворотные выключатели, розетки и вилки, винтовые патроны, сохранившие конструкцию до сегодня, плавкие предохранители и клеммы, придуманные тем же Эдисоном. И проблему запитывания от одного источника тока нескольких ламп он тоже решил — по трёхпроводной системе от динамо-машин, соединенных последовательно, с заземленным нулевым проводом между точками их соединения с группами ламп.

Ещё Эдисон разработал провода — для внутренней проводки на роликах, и ответвительные коробки для воздушных и подземных линий, и кабельные колодцы — для магистральных.

И сконструировал и построил несколько типов двухполюсных генераторов постоянного тока на 110 В для освещения и 220 В для силовых сетей.

И изобрёл вольтметр и абонентский счётчик электроэнергии.

А чтобы выдержать конкуренцию с газом, Эдисон продавал свои лампы по 40 центов при себестоимости больше доллара. Только на пятый год он довел выпуск до 1 млн. штук, а себестоимость до 22 центов, и с лихвой покрыл прежние убытки.

Edison Electric Light вскоре слилась с основным конкурентом — Thomson-Houston Electric — и родилась General Electric.

Так лампочка Эдисона не только создала коммерческую систему электрического освещения, но и проложила электричеству путь в силовые системы промышленности, и создала целую отрасль — электротехническую.

Потом появились более эффективные лампы с нитью накала из вольфрама и наполненные инертным газом, которые довольно быстро вытеснили угольные.

Но Эдисон говорил: «Ни одно изобретение не может быть совершенным, в том числе и лампочка накаливания, самый дешёвый источник света. Но свет, не обусловленный действием теплоты — тот идеал, к которому надо стремиться, и настанет время, когда лампочка будет еще дешевле, и холоднее».

Сегодня его предсказание наполовину осуществилось: компактные люминесцентные лампы действительно «холодные» и потребляют меньше энергии. Поэтому прогрессирующее человечество намеревается распрощаться с лампочкой Эдисона (Лодыгина, Ильича) как устаревшей и неэффективной.

А пока в здании пожарной части города Ливерморс, штат Калифорния, по-прежнему горит, причём непрерывно, лампа с угольной нитью. Уже 99 лет.