Как появилась первая лампочка?
С появлением электричества жизнь людей существенно изменилась. Раньше приходилось использовать лучины или масляные лампы, которые зажигали иногда даже с помощью добавления животного жира. Это выглядело так – в глиняный сосуд наливали жир, окунали туда фитиль из ткани и поджигали его.
Когда люди начали добывать нефть, свое распространение получила керосиновая лампа. А следом и за ней свечи, которые изготавливались из пчелиного воска или свиного жира.
 |
Электрическая лампочка – это одно из самых великих достижений человечества. В 18 веке появляются первые два вида ламп – дуговая и с нитью накала. Дуговой прибор мог светить не более 5 минут, излучал мерцание, лампочка имела большое количество электродов между двумя стержнями, которые нужно было постоянно приближать друг к другу, потому что они быстро прогорали.
Многие учёные разрабатывали долговечный и безопасный источник света, но далеко не все знают, кто на самом деле изобрёл действующую электрическую лампочку.
В далёком 1809 году француз Жерар Деларю смог изобрести лампочку с нитью накала из платины. Его изобретение стало первой в мире лампочкой, где нить накала была представлена в форме спирали. Лампа имела яркое свечение и могла работать практически при любой температуре. Но затраты на её производство были очень высоки, а срок службы – коротким.
В 1854 Генрих Гебель разработал свою лампу накаливания – она представляла собой сосуд с элементом накаливания из обугленного бамбука. Вакуумная среда создавалась за счёт добавления и выливания ртути. Но и этот прибор был недолговечным, как и его предшественник.
В это же время в России световые приборы разрабатывал Александр Лодыгин. Его лампочки давали свет за счёт стержня из угля в колбе, с откаченным воздухом.
В 1872 году учёному уже удалось получить первые рабочие модели. Такие осветительные элементы сразу же стали использоваться в России для освещения улиц и зданий.
Через 2 года Лодыгин получает патент на своё изобретение, то есть первая лампа накаливания все же изобретена и запатентована русским электротехником Александром Николаевичем Лодыгиным в 1874 году.
Самые первые лампочки, которые продавались в Америке, были изготовлены по патенту Лодыгина, и только чуть позже Томас Эдисон усовершенствовал их и зарегистрировал свой патент.
В 1880-х годах Томас Эдисон и другой талантливый британский учёный Джозеф Уилсон Суон создают знаменитую компанию «Эдисон и Суон», в дальнейшем известную как «General Electric». В своей лампе накаливания он использовал платиновую нить накаливания и сразу же запатентовал свое изобретение. Но данный вид лампы не получил широкого распространения из-за того, что изделие было очень дорогим. Томас возвращается к идее лампы с угольным стержнем и спустя год создаёт лампу, которая работает в течение 40 часов. И именно Эдисону удалось разработать цоколь и патрон.
Он внёс значительные изменения в разработку Лодыгина – выкачал достаточное количество воздуха из колбы, смог сконструировать винтовой цоколь, который впоследствии называли цоколь Эдисона, а также патрон и предохранители. С помощью своего изобретения Эдисон смог увеличить срок бесперебойной работы таких ламп до 1200 часов.
Невозможно не упомянуть и то, что Эдисон смог организовать свое собственное производство, поставив на поток изготовление лампочек и продавая их по доступной цене, благодаря чему электрическое освещение получило столь широкое распространение.
В 1882 году первым в мире городом, который полностью получил электрическое освещение, стал Нью-Йорк. И это всё стало возможным с помощью ламп Эдисона.
Авторский материал. Копирование полностью или частично разрешено только при наличии активной (кликабельной) ссылки на эту страницу и указании источника: «сайт 220.ru».
Ламповая история: как загорался свет
23 марта 1876 года русский военный инженер и изобретатель Павел Николаевич Яблочков получил в Париже патент N 112 024 на «электрическую свечу». Уже через год свечи Яблочкова озаряли одну из самых красивых улиц Парижа Avenue de l’Opera и магазин Carrousel du Louvre. Парижане окрестили их «русским светом».
Довольны были все, кроме владельцев газовых компаний. Еще бы! Ведь новое изобретение сводило на нет весь их бизнес. Одна свеча заменяла собой десять старых газовых рожков. При этом не коптила и давала более яркий свет.
«Русский свет»
Электрическая лампочка устроена очень просто: стеклянная колба, два электрода, нить накаливания и цоколь. Когда на электроды подается ток, нить накаливания разогревается — отсюда и свет. Но на то, чтобы это чудо инженерной мысли стало самым обычным бытовым прибором и пришло в каждый дом, понадобилось без малого два века экспериментов, озарений, удач и промахов. А вот патентных скандалов и споров за приоритет в этой истории, как ни странно, не было.
С точки зрения физики лампа накаливания скорее источник тепла, чем света. Коэффициент полезного действия лампы как осветительного прибора составляет всего лишь 5%. 95% забирает тепловой эффект. Известно, что к созданию электрической лампочки были причастны три великих изобретателя, три гения инженерной мысли: Александр Лодыгин, Павел Яблочков и Томас Эдисон. Они работали параллельно, знали об экспериментах и достижениях друг друга. По удивительному совпадению все они родились в один год — 1847-й. И почти в одно и то же время увлеклись идеей создания альтернативы тусклому газовому освещению.
По дуге
Естественно, эта идея появилась не на пустом месте. Лодыгин, Яблочков и Эдисон начинали свои эксперименты не с нуля: у них были предшественники. Но до совершенства, до той гениальной простоты, которая присуща всем великим изобретениям, электрическую лампочку довели именно они.
Все началось с того, что в 1800 году итальянский физик Алессандро Вольта сконструировал источник постоянного тока. Устройство, в котором использовались чередующиеся диски цинка и меди, разделенные прослойками из картона, пропитанного соленой водой, получило название «вольтов столб». По сути дела, это была первая в мире аккумуляторная батарея.
Одной из первых изобретением Вольты заинтересовалась Россия. В 1802 году профессор Санкт-Петербургской Академии наук физик-экспериментатор Василий Владимирович Петров построил большую гальваническую батарею, которая состояла из 2100 пар медных и цинковых кружков. Электрохимические опыты продолжались несколько лет. В результате профессор Петров открыл явление электрической дуги, то есть возникновение электрического разряда между двумя стержнями-электродами, разведенными на определенное расстояние. Это был огромный успех. Данное явление можно было практически использовать для плавки и сварки металлов, а также для освещения.
Профессор Петров не ставил перед собой цель изобрести новый осветительный прибор, он просто зафиксировал явление. Но его труды послужили основой для других ученых. В частности, для экспериментов британского химика, физика и изобретателя Гэмфри Дэви, который наблюдал подобный эффект в 1808 году, подсоединив к двум полюсам мощной электрической батареи два угольных стержня и получив дуговой электрический разряд.
Самую первую лампочку, которую можно считать полноправной предшественницей современных ламп накаливания, создал в 1840 году британский химик и астроном Уоррен де ла Рю. В качестве колбы де ла Рю использовал вакуумную трубку, а нитью накаливания служила платиновая проволока.
Уникальная лампа, созданная британским астрономом, по стоимости и ювелирности исполнения была настоящим произведением искусства. И именно поэтому не могла служить банальным бытовым прибором. Все эти огрехи учел в своих экспериментах немецкий эмигрант Генрих Гёбель, который был владельцем небольшого часового магазина в Нью-Йорке. Свободное время Гёбель, механик по профессии, посвящал изобретению разных полезных вещей. Например, телескопа. Или подрубочной лапки для швейной машинки. А также вакуумной электрической лампы.
По некоторым данным, свою первую лампу накаливания, недорогую по материалам и пригодную для массового производства, Гёбель создал еще в 1854 году. То есть на четверть века раньше официальной даты изобретения электрической лампы. Колбой для первой модели ему послужил флакон от духов, а нитью накаливания — обугленное бамбуковое волокно. Почему в тот момент Гёбель не стал оформлять патент на свое изобретение — неизвестно. Много позже, в апреле 1882 года, Гёбель получит два патента, но не на саму лампу, а на технологические детали ее производства: улучшенную версию вакуумного насоса и принцип соединения углеродных нитей и стальной проволоки.
Самый первый патент на вакуумную лампу накаливания был выдан в 1860 году английскому химику и физику Джозефу Уилсону Суону. Однако лампа Суона так и осталась изобретением на бумаге, потому что срок ее службы из-за плохого качества вакуумных насосов не превышал срока службы обычной свечи.
После изобретения электрической лампочки люди стали спать гораздо меньше, время сна в среднем сократилось на полтора часа.
Три создателя
Первым из трех изобретателей лампы накаливания, вошедших в историю, патент на свое изобретение получил русский электротехник Александр Николаевич Лодыгин. Это произошло 11 июля 1874 года. Патент был получен на «способ и аппараты электрического освещения» и имел номер 1619.
На самом деле нельзя сказать, что Лодыгин изобрел лампу накаливания. Он экспериментировал с уже существующими приборами. Его главной целью было увеличить срок службы. В итоге, опираясь на опыт, полученный другими исследователями и экспериментаторами, Лодыгин создал лампочку с помещенным в вакуум угольным стержнем вместо нити накаливания. Иными словами, успешно устранил недостатки лампочек Суона, Гёбеля и других изобретателей.
Позже Лодыгин придумал использовать в лампах вольфрамовые нити, закрученные в спираль, и даже построил в США завод по получению вольфрама, хрома и других металлов.
Считается, что одна из главных заслуг Лодыгина состоит в том, что он смог «вынести» лампочку из лаборатории в повседневную жизнь. Еще до получения патента, в 1873 году, Лодыгин эксперимента ради решил осветить электрическими лампочками магазин Флорана в Петербурге. Эксперимент произвел настоящий фурор, лампочки работали целых два месяца. Вторым русским изобретателем, кто получил патент на лампочку, был электротехник и военный инженер Павел Николаевич Яблочков. Патент был оформлен в 1876 году во Франции.
Новшество Яблочкова заключалось в том, что в качестве нити накаливания был использован каолин — белая глина, которая не перегорала на открытом воздухе и, соответственно, не требовала вакуума, что значительно упрощало и удешевляло производство. Из-за своей дешевизны свечи Яблочкова распространились подобно пожару. Еще ни одно изобретение не захватывало массмаркет с такой скоростью. И это не удивительно. Стоила такая свечка 20 копеек, а горела целых полтора часа.
Массовое производство было налажено мгновенно. Например, завод в Бреге каждый год выпускал более 8000 свечей Яблочкова. Уже через четыре года «русский свет» освещал 800 металлургических заводов, свыше 1200 текстильных предприятий, 425 магазинов, всевозможные парки, скверы, городские улицы и площади, а также боевые корабли и крепости.
Почему «русский свет» освещал Францию, а не Россию? Потому что на родине изобретение Яблочкова никого не заинтересовало. Военное министерство, которому Павел Николаевич хотел передать свое изобретение совершенно бесплатно, ответило на предложение молчанием. Яблочков тогда перебрался в Париж и продал свой патент вместе с правом на производство за один миллион франков. Однако, когда на выставке в Париже в 1878 году один из великих князей заметил изобретение Яблочкова и предложил помочь с продвижением, Яблочков сразу же вернул все полученные от французов деньги, выкупил свой патент и умчался в Петербург продвигать инновации на родине.
Американский изобретатель и предприниматель, всемирно признанный «король патентов» Томас Алва Эдисон с интересом следил за экспериментами русских электротехников. Новую лампочку Эдисон изобретать не стал. Он взял за основу изобретение Лодыгина и начал скрупулезно подбирать другие материалы для нити накаливания, чтобы увеличить срок жизни лампочки, а заодно и удешевить ее стоимость. Чтобы найти подходящий материал для нити накаливания, Эдисон перебрал 6000 разных образцов. И, наконец, остановился на бамбуке. Точнее, на той его разновидности, из которой был сделан футляр для пальмового веера. В итоге лампочка Эдисона с нитью накаливания из карбонизированного бамбука могла гореть 40 часов!
По сути, Эдисон, что называется, «заново изобрел велосипед», ведь именно такая нить накаливания была в лампочках Гёбеля.
В 1879 году Эдисон запатентовал лампу накаливания с угольной нитью и. продолжил эксперименты. Уже через два года на выставке в Париже лампочка Эдисона, которая могла гореть 1000 часов, а также включаться и выключаться при нажатии на кнопку, окончательно затмила всех своих конкурентов. Самой долгоживущей электрической лампе 122 года. Она исправно освещает пожарную станцию американского города Ливермор с 1901 года. А на тот случай, если она все же когда-нибудь перегорит, у пожарных есть запасная лампа — ровесница долгожительницы: той же мощностью 4 ватта и от того же производителя Shelby.
Так кто же создатель?
Обычно, когда одна и та же идея осуществляется несколькими авторами, начинается самая настоящая битва за приоритет, патенты и за прибыль от изобретения. Однако в нашем случае ничего этого не было. Яблочков открыто заявлял, что Эдисон украл у русских их идеи, мысли и изобретение, но предпринимать какие-то шаги для восстановления справедливости не стал.
Лодыгин, эмигрировав в 1880-е в США, с удивлением обнаружил, что его изобретение все считают изобретением Эдисона, но вместо того, чтобы отстаивать приоритет, принялся совершенствовать свою лампочку. Единственным, кто попытался отстоять свои права в суде, был Генрих Гёбель. Однако судья отказался принимать решение на основании одних лишь слов, а никаких других доказательств у изобретателя не было. Срок службы среднестатистической лампочки составляет 1000 часов. Но сторонники конспирологических теорий уверяют, что такое ограничение является следствием мирового заговора производителей электрических ламп и никак не связано с технологическими параметрами. По их мнению, лампы умышленно изготавливаются так, чтобы они быстро перегорали. Ведь если потребители будут покупать лампы раз в сто лет, производители разорятся. С патентно-правовой точки зрения изобретателем электрической лампочки считается именно Томас Эдисон. Но патентно-правовая точка зрения не всегда истинная. На самом деле у современной лампочки всего два создателя — это Гёбель и Лодыгин. Гёбель — потому что придумал концепт осветительного прибора с вакуумной колбой и нитью накаливания. А Лодыгин — потому что именно он пришел к выводу, что идеальным материалом для нити накаливания является вольфрам. Тот самый вольфрам, который используется до сих пор.
Может быть, если бы у Генриха Гёбеля нашлись нужные доказательства, а также хорошие адвокаты, то сегодня официальным отцом электрической лампочки был бы именно он.
Эта статья и многие другие материалы опубликованы на сайте ©IPQuorum — первого в России издания о креативных индустриях и интеллектуальной собственности. IPQuorum — это новый формат работы одноименного международного коммуникационного бренда, который организует все самые яркие события мира интеллектуальной собственности и креативных индустрий в России, включая рынок LegalTech и сферы институтов развития.
Дуговая лампа системы Павла Яблочкова
Один из первых в истории электрических источников света — «электрическую свечу» — создал Павел Яблочков. Изобретение российского инженера осветило улицы Парижа, Лондона и Сан-Франциско. Лампа Яблочкова сперва получила широкое признание, затем была почти забыта. Однако созданные по тому же принципу устройства позднее нашли свою нишу в кинематографе.
Павел Яблочков получил образование военного инженера, некоторое время прослужил в армии, а в 1873 году был назначен на должность начальника службы телеграфа Московско-Курской железной дороги. Тогда-то он и начал посещать лекции для изобретателей в только что открывшемся Музее прикладных знаний — так в те годы назывался Политехнический музей. Вскоре Яблочков стал постоянным и деятельным участником научного сообщества музея — он посещал заседания, рассказывал о своих идеях и ремонтировал экспонаты.
В музее Яблочков заинтересовался новыми технологиями электрического освещения. Он занялся дуговой лампой — это устройство, в котором при прохождении электрического тока между двумя угольными электродами возникает электрическая дуга. В результате раскалённая плазма ярко светится. В то время дуговая лампа была хоть и мощной, но очень неудобной в использовании — электроды по мере сгорания нужно было постоянно сдвигать. Яблочков решил эту проблему весьма оригинально. Он расположил два параллельных электрода вертикально и разделил их прокладкой из изолятора, который испарялся при нагревании. Теперь после зажигания дугового разряда больше ничего не нужно было делать — дуга по мере сгорания электродов просто смещалась вниз, испаряя очередной участок изолятора. Это похоже на свечу, поэтому и было выбрано название «электрическая свеча».
В 1875 году инженер уехал в Париж и там основал компанию, которая производила «свечи» и всё необходимое оборудование. Вскоре он добился большого успеха — лампы Яблочкова освещали улицы и здания Парижа, Лондона, Берлина, Рима, Вены, Сан-Франциско и многих других городов. Через три года он вернулся в Россию и создал «Товарищество электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов П. Н. Яблочков-изобретатель и Ко» — предприятие, на котором выпускались электрические свечи. Однако триумф изобретения продлился недолго — уже через несколько лет свеча Яблочкова не выдержала конкуренции с усовершенствованными дуговыми лампами других конструкций и новейшими лампами накаливания Свона — Эдисона. Казалось, что электрическая свеча — технологический тупик. Но время показало, что это не совсем так. Дуговые лампы нашли применение в кино — до 1960-х годов они использовались в кинопроекторах. Сменили их тоже дуговые лампы, но уже не угольные, а ксеноновые.
Дуговые лампы не только «показывали» кино, но и играли в нём — в роли ламп накаливания или керосинок. Те справлялись плохо, потому что их свет очень слабо отображался на плёнке. И вот тут в главной роли блистала как раз свеча Яблочкова — из всех конструкций дуговых ламп только она была достаточно компактной, чтобы поместиться в корпусе керосинки.
В Политехническом музее хранится одна из электрических свечей, произведённая в начале ХХ века — как раз в то время, когда электродуговые лампы использовали уже не для уличного освещения, а в кинематографе.
Свеча Яблочкова
Свеча Яблочкова — один из вариантов электрической угольной дуговой лампы, изобретённый в 1876 году Павлом Николаевичем Яблочковым.
- 1 История изобретения
- 1.1 История создания
- 1.2 Мировое признание
- 1.3 Коммерческое продвижение
- 1.3.1 Во Франции
- 1.3.2 В Британской империи
- 1.3.3 В Германии
- 1.3.4 Прочие страны
- 1.3.5 Свеча Яблочкова в России
- 2.1 Особенности изготовления свечи
- 2.2 Разработка конструкции свечи
- 2.3 Патенты
История изобретения
История создания
Первые две свечи на подставке, сделанные
П. Н. Яблочковым во время его ранних
экспериментов (1876)Первые опыты с электрическим освещением Павел Николаевич Яблочков начал проводить ещё в своей московской мастерской в 1872—1873 годах. Учёный работал тогда с регуляторами разных систем, а затем с вышедшей в то время угольной лампой А. Н. Лодыгина. Яблочков брал тонкие угольки и помещал их между двумя проводниками. Для того чтобы уголь не сгорал, он обматывал его волокнами асбеста (так называемого, горного льна). Идея была в том, чтобы уголь, накаливаясь не сгорал, а накаливал только окружающий его асбест. Хотя эти опыты были неудачными, они подсказали Яблочкову идею применения в электрическом освещении глины и других подобных материалов [1] .
В октябре 1875 года во время одного из опытов по электролизу поваренной соли Павел Николаевич обнаружил возможность возникновения в электролитической ванне электрической дуги между концами параллельно расположенных угольных электродов, разделённых небольшим промежутком. Именно тогда, по воспоминаниям Н. Г. Глухова [2] , у него возникла идея более совершенного устройства дуговой лампы без регулятора межэлектродного расстояния — будущей «свечи Яблочкова» [3] [П 1] .
В том же месяце Яблочков вынужденно уехал за границу — в Париж, где устроился на работу на электро-механический завод Луи Франсуа Клемана Бреге́ [3] .
К началу весны 1876 года Яблочков завершил разработку конструкции электрической свечи [4] и 23 марта того же года получил на неё французский патент за № 112024 [3] , содержащий краткое описание свечи в её первоначальных формах и изображение этих форм [4] .
15 апреля [4] 1876 года на выставке физических приборов в Южном Кенсингстоне (Лондон) состоялся первый публичный показ электрической свечи системы Яблочкова. Демонстрация её работы стало одним из самых интересных моментов выставки [3] . Четыре свечи, обёрнутые в асбест, находились на невысоких металлических постаментах на большом расстоянии друг от друга. Ток, подведённый к светильникам от динамо-машины, находившейся в соседнем помещении, включался в сеть поворотом рукоятки. Яркий, чуть голубоватый электрический свет, привёл в восторг многочисленную публику [4] .
Мировое признание
Успех электрической свечи определился сразу же; его значение состояло в том, что электрическое освещение всем представилось не как предмет роскоши, а как средство, которое может стать доступным для всех. В конце апреля 1876 года французский профессор Альфред Ниоде (фр. Alfred Niaudet) сделал первое публичное сообщение о свече во Французском физическом обществе. Вся мировая печать, особенно техническая, была полна сведениями о новом источнике света [3] .
В конце лета 1876 года Яблочков вернулся из Лондона в Париж [5] , где его познакомили с инженером и предпринимателем Луи Денейрузом (фр. Louis Denayrouze) [3] . По совету Антуана Бреге [5] , Яблочков заключил с ним договор на практическую реализацию и коммерческое продвижение своих изобретений [П 2] . На основании этого контракта Денейруз организовал [3] Синдикат изучения электрического света (система Яблочкова) (Syndicat d’études de la lumière électrique /système Jablochkoff/) [7] . Синдикат начал свою деятельность в конце 1876 года с основным капиталом в 7 млн франков [3] . Его цеха расположились во вновь выстроенном здании на авеню де Вилье (avenue de Villiers), 61 [6] .
В апреле 1878 года Синдикат был преобразован в «Генеральную электрическую компанию. Процессы Яблочкова» (Société générale d’électricité. Procédés Jablochkoff) [7] .
П. Н. Яблочков осуществлял в компании научно-техническое руководство, наблюдение за производством свечей и аппаратуры и за эксплуатацией установок; Л. Денейруз и другие представители компании — организационную и финансово-коммерческую стороны дела. Компания сразу же закрепила за собой монопольное право на эксплуатацию электрической свечи и других изобретений П. Н. Яблочкова во всех странах мира [3] . Хотя Павел Николаевич предлагал сначала русскую привилегию на свою свечу даром русскому военному министерству, но его предложение даже не удостоили ответом [6] . В первые годы своего существования экспортный оборот компании составил более 5 млн франков, из них 1,25 млн чистой прибыли от продажи патента Яблочкова [3] . Помимо производства свечей, компания вела также работы по установке первичных двигателей и динамомашин для осветительных установок со свечами Яблочкова и полное их оборудование [8] .
В период с 1876 по 1879 [4] год П. Н. Яблочков сделал ряд усовершенствований, имевших большое значение для эксплуатации свечи [8] . Он довёл её до практической применимости в больших осветительных установках [3] .
В это же время П. Н. Яблочков окончательно убедился в преимуществах, которые может дать переменный ток для эксплуатации электрических свечей [3] . Он начал последовательно решать проблему обеспечения осветительных установок генераторами переменного тока. Первым шагом в этом направлении было построение мастерскими бельгийского изобретателя Зиноба Теофила Грамма особого коммутатора, который присоединялся к машине постоянного тока; однако это было лишь частичным разрешением задачи. В 1877 году Грамм выпустил первые машины переменного тока для питания свечей Яблочкова. При помощи этих машин удобно было питать четыре обособленных цепи, в каждую из которых можно было включать несколько свечей. Машины были рассчитаны на электрические свечи в 100 карселей , то есть силой света 961 кандела [9] . Это было первое в мире практическое применение переменного тока [8] .
Работа Яблочкова по переводу электрических свечей на питание переменным током дало большой толчок и другим его применениям, что даёт основание считать П. Н. Яблочкова основоположником применения переменных токов [8] .
В 1878 году Генеральная электрическая компания выступила в качестве экспонента на Всемирной выставке, которая проводилась в Париже с 1 мая по 10 ноября. Павильон с экспонатами П. Н. Яблочкова был совершенно самостоятельным на выставке; он располагался в парке, окружавшем главное выставочное здание — Дворец Марсова поля. Кроме того, вся территория выставки была освещена свечами Яблочкова. [3] .
Коммерческое продвижение
Ни одно из изобретений в области электротехники не получало столь быстрого и широкого распространения, как свечи Яблочкова [4] . Крупные магазины использовали её как средство рекламы, а крупные гостиницы — как вывеску. Она являлась отличительной особенностью всех общественных праздников в крупных городах Европы [10] . В течение трёх лет (с 1878 по 1881 год) Генеральная компания установила около четырёх тысяч свечей [11] в крупных мастерских, на железнодорожных станциях, в общественных залах и на площадях, складах, в театрах и в нескольких дворцах [10] .
Во Франции
Первая установка освещения свечами Яблочкова была устроена в феврале 1877 года [4] в зале Маренго универмага Лувр (Hall Marengo. Grands Magasins du Louvre) в Париже [9] . Она состояла из 4 фонарей [12] , питаемых двумя машинами Alliance [9] . После двухмесячного опыта было выставлено 16 фонарей. После 11-ти месячного — 86 фонарей [12] . В результате проведённого опыта были выявлены как положительные, так и отрицательные результаты. Отмечалось повышение освещённости, неизменяемость цветов товаров при электрическом освещении, кроме того, экономия, по сравнению с газовым освещением, составила около 22 % [12] . В то же время наблюдалось мерцание свечей, объясняемое неоднородностью углей и колебаниями числа оборотов двигателя, и дребезжание колпаков («пение» свечи). В фонарях приходилось часто менять свечи после их выгорания, а для того, что бы помещение не оставалось при этом в темноте, оказалось нужным устроить особое приспособление для смены ламп [9] . В 1880 году универмаг Лувр освещался уже 96 фонарями со свечами Яблочкова, кроме того фонари были установлены в столовой и во дворе гостиницы Лувр. Таким образом, общее количество фонарей здесь дошло до 134 [11] .
Вслед за универмагом Лувр свечи Яблочкова были установлены и в других крупных универсальных магазинах Парижа [4] — Прентам (Au Printemps), Бон Марше (Le Bon Marché) [13] .
Площадь перед зданием Парижской оперы, освещённая свечами Яблочкова (около фасада видны фонари-канделябры с тремя шарами)
15 февраля 1878 года Синдикат изучения электрического света получил разрешение на установку 8 фонарей со свечами Яблочкова на площади Оперы (place de l’Opéra). 11 марта того же года Синдикат предложил на период проведения в Париже Всемирной выставки помимо площади Оперы осветить также одну из центральных магистралей Парижа — проспект Оперы (avenue de l’Opera) и площадь Французского Театра (place du Théâtre-França; ныне Площадь Андре-Мальро). Кроме того, 11 апреля, Синдикат, преобразованный в Генеральную электрическую компанию, обязался установить подсветку фасадов Законодательного корпуса, церкви Святой Марии Магдалины и Триумфальной арки [7] .
Решением от 11 мая 1878 года муниципальный совет разрешил Генеральной компании провести испытание электрического освещения в течение 6 месяцев [7] .
Открытие освещения состоялось 30 мая 1878 года [П 3] . Его приурочили к 100-летию со дня смерти Вольтера. Общие расходы на установку освещения площади Оперы Генеральная компания оценила в 46 тысяч франков, смета расходов на освещение проспекта Оперы и площади Французского Театра составила 100 тысяч франков [7] .
Изначально установка на проспекте Оперы и прилегающих площадях включала в себя 40 фонарей, из которых 8 располагались на площади Оперы, а 32 — на проспекте и площади Французского Театра. Через несколько недель число фонарей было увеличено до 62, из них 8 пар фонарей располагались на площади Оперы, 32 фонаря (по 16 с каждой стороны [4] ) на проспекте Оперы и 14 — на площади Французского Театра [7] .
Поначалу для свечей Яблочкова использовались обычные городские фонари. Через несколько дней их заменили матовыми шарами, что улучшило распределение света [7] . Шары были установлены на высоких металлических столбах [4] , которые до высоты 1,5 м от земли имели дубовый деревянный цоколь [13] . В каждом из фонарей находился подсвечник для шести свечей, переключение которых производилось с помощью ручного коммутатора [4] .
Установка была разделена на четыре группы, каждая из которых имела отдельный источник питания. Одна динамо-машина системы Грамма мощностью в 20 л/с была установлены в подвале Оперного театра; две одинаковой мощности располагались в доме № 28 по проспекту Оперы, каждая из них питала 16 фонарей, расположенных на проспекте; четвёртая динамо-машина располагалась на улице Аржантёй (rue d’Argenteuil), она питала установку на площади Французского Театра [7] . Наибольшее расстояние от фонаря до динамо-машины доходило до 1000 метров. В то время это была самая дальняя передача электрической энергии на расстояние [4] . За каждой группой фонарей был закреплён механик и электрик-контролер для переключения коммутаторов, который осуществлялся в среднем с интервалом в полтора часа [7] .
Кроме того перед зданием Оперного театра по обоим краям были установлены два художественных столба-канделябра, увенчанные тремя шарами для свечей Яблочкова, которые освещали фасад театра. В каждом шаре находилось по одной свече. Эти свечи питались током от двух машин Альянс [13] .
Почасовая оплата с одного фонаря составляла 1,25 франка. Для освещения фасадов и памятников использовались фонари со специальными отражателями, поэтому почасовая оплата с них составляла 1,75 франка [7] .
25 октября 1878 года Генеральная компания согласилась продлить испытание электрического освещения перед Палатой депутатов и на проспекте Оперы ещё на месяц. 30 ноября того же года муниципальный совет принял решение о продлении освещения до 15 января 1879 года, при условии, что его стоимость не превысит цену на газ. В письме от 2 декабря компания заявила о своем согласии на эти условия [7] . К проведению первого Международного конгресса электриков в 1881 году 60 матовых шаров со свечами Яблочкова установили в оперном зале, разместив их по всему куполу. Эти свечи питались током от машин, расположенных в одном из подвалов театра [11] .
Объекты в Париже, освещённые свечами Яблочкова
Проспект Оперы
Универмаг Прентам Парижский ипподром Мавританский салон отеля Continental Крупнейшей из всех была установка освещения на парижском крытом ипподроме. Его беговая дорожка освещалась 20 дуговыми лампами с отражателями, а места для зрителей — 60 электрическими свечами Яблочкова, расположенными в два ряда [4] вдоль зрительских мест и на четырёх колоннах. Для питания свечей Яблочкова были установлены три динамо-машины переменного тока системы Грамма, для питания дуговых ламп — 20 машин постоянного тока этой же системы. Кроме того, для питания дуговой лампы, освещавшей машинное отделение, была установлена ещё одна динамо-машина. Стоимость всей установки составила около 200 тысяч франков; суммарная сила света всех источников — 12000 карселей, то есть 115320 кандел [13] .
Больше всего свечей Яблочкова было установлено в новом универмаге Прентам. В 1882 году здесь установили 160 свечей, заключённых в овальные фонари и подвешенных на подвесках. Через два года их число было доведено до 258 [4] [13] .
Выполняя заказ на освещение театра Шатле (Théâtre du Châtelet), Павел Николаевич сконструировал несложное устройство, которое помогало регулировать напряжение в электросети, давая возможность усиливать или ослаблять свет в зрительном зале [4] .
Свечами Яблочкова в Париже были также освещены Елисейский дворец, Национальная библиотека, площадь Бастилии, парк Монсо, часть Центральной аллеи [4] , Консерватория искусств и ремёсел, 48 фонарей осветили Гран отель де Пари [11] ; во Дворце промышленности в 1879 году насчитывалось 250 фонарей, в 1880 году — более 300 [14] . Одной из самых красивых считалась установка освещения в мавританском салоне отеля Континенталь (Continental) в Париже [10] .
Вскоре свечи Яблочкова начали устанавливать и в других городах Франции [4] : Анзене, Анже, Куэроне, Бове, Лорьяне, Тулузе, Сен-Назере, Биаррице [11] , Гавре, Марселе, Тулоне. В Лионе ими освещались театр Белькур и цеха завода Бюира [4] , в Лилле — мастерские компании Fives-Lille, где было установлено около 60 фонарей, в Помпе (департамент Мёрт и Мозель) — кузницы Дюпона и Фоулда, в Реймсе — прядильная фабрика Исаака Холдена, в Сен-Шамоне — Компания доменных печей, кузниц и сталелитейных заводов Военно-морского флота [11] .
Порт в Гавре, освещённый свечами Яблочкова (1881) Одной из крупнейших в ранним периоде развития электрического освещения стала установка освещения в гавани [13] и примыкающей к ней части набережной [4] в городе Гавр. Она проектировалась в 1880 году, а начала функционировать в 1881 году. Особенностью Гаврской гавани было то, что заход судов в неё был возможен только во время приливов; если приливы приходились на ночное время, то судно оставалось на внешнем рейде в ожидании прилива в светлую часть суток. Было решено устроить здесь мощное электрическое освещение, которое включалось бы с начала прилива и выключалось спустя час после его окончания [13] . Вначале в виде опыта здесь было установлено 12 фонарей [4] . Фонарь имел по два двухламповых подсвечника, причём в каждом подсвечнике могла в любой момент гореть только одна свеча. В общий провод включалось электромагнитное сигнальное акустическое устройство, приходившее в действие при погасании свечи. Силовая установка состояла из двух паровых машин, приводивших в действие четыре динамо-машины Грамма переменного тока (одна была резервной) [13] . Позже число фонарей было доведено до 32. Гаврский порт освещался свечами Яблочкова до 1890 года [4] .
Электрические свечи появились в свободной продаже и начали расходиться в громадном количестве [15] . К 1879 году, например, одна только Генеральная электрическая компания ежедневно выпускала около 8 тысяч свечей [1] . Розничная стоимость снизилась с 1 франка до 60 сантимов за одну свечу [4] . Расходы по эксплуатации свечи с 1877 по 1881 год снизились почти в 7 раз. Так, в 1877 году эксплуатация одной свечи обходилась в 66 сантимов в час, в 1878 году — 40 сантимов в час, в 1879 году она снизилась до 25 сантимов, в 1880 году — до 20, в июне 1881 года — до 15, к октябрю того же года — не более 10 сантимов в час [11] .
В Британской империи
Лондон, набережная Виктории, освещённая свечами Яблочкова (1878 год)
17 июня 1877 года свечи Яблочкова установили на Вест-Индских доках в Лондоне. Несколько позже свечи были установлены в отеле Метрополь, усадьбе Хэтфилд-хаус [4] , Британском музее [8] . Ими были освещены Вестгейтские морские песчаные пляжи и станции Кольцевой линии Лондонского метрополитена Чаринг-Кросс (ныне Набережная) и Виктория [4] . Наиболее заметной освещённой площадкой в Лондоне стала часть набережной Темзы с мостом Ватерлоо (набережная Виктории), где шестьдесят фонарей со свечами Яблочкова использовались с 1878 по 1884 год [16] .
Помимо Лондона электрический свет появился в Глазго, Ливерпуле, Бирмингеме [4] .
Для руководства работами по устройству и эксплуатации электрического освещения в Великобритании была создана Jablochkoff Electric Light and Power Company («Компания электрической энергии и света по способу Яблочкова») с капиталом в 300 тысяч фунтов стерлингов. Компания откупила себе право на устройство освещения свечами Яблочкова по всей Британской империи, включая колониальные владения [4] . Компания помещалась в доме № 1 по улице Грэйт Уинчестер (англ. Great Wincester street) в Лондоне и имела фабрику для производства свечей, машин и аппаратуры [13] .
Успех освещения по системе Яблочкова вызвал панику среди акционеров английских газовых компаний. Ими была развёрнута кампания по дискредитации электрического способа освещения. По их настоянию парламент Великобритании учредил в 1879 году специальную комиссию с целью рассмотрения вопроса о допустимости широкого использования электрического освещения в Британской империи. Однако после длительных дебатов и выслушивания свидетельских показаний члены комиссии так и не пришли к единому мнению по данному вопросу [4] .
Не менее 250 фонарей со свечой Яблочкова Генеральная компания поставила в Британскую Индию [11] . Они были установлены в Дели, Калькутте, Мадрасе и ряде других городов [4] . Шесть свечей имелось в резиденции принца Ага-хана в Бомбее (Мумбаи) [17] .
В Германии
Рекламный плакат «Электрическое освещение системы Яблочкова. Производство Stirnemann & C° Цюрих», 1880-е годы
Почти одновременно с Англией свечи Яблочкова (пять фонарей, по четыре свечи в каждом) установили в помещении торговой конторы Юлиуса Михаэлиса (нем. Julius Michaelis) в Берлине. Через несколько дней после этого свечами Яблочкова осветили магазин Шпиндлера на улице Вальштрассе; а затем палату депутатов в Берлине и зал берлинского главпочтамта. Оказать техническую помощь в установке свечей ездил сам П. Н. Яблочков. Кроме Берлина свечи Яблочкова появились в Ганновере и Гамбурге [4] , а также в имперской земле Эльзас-Лотарингии (ныне часть Франции) [11] .
Прочие страны
В Европе в течение четырёх лет [10] электрическое освещение появилось в Бельгии, Португалии, Швеции [4] , Дании, Швейцарии [11] . В Италии им осветили Колизей, Национальную улицу и площадь Колонны в Риме и площадь перед кафедральным собором в Неаполе; в Австрии — парк Фольскгартен в Вене, в Греции — Фалернскую бухту [4] , в Испании — площадь Пуэрта-дель-Соль в Мадриде [12] , в Нидерландах 50 фонарей осветили железнодорожный вокзал Антверпене [11] .
На Американском континенте электрические свечи Яблочкова впервые были установлены в 1878 году в Калифорнийском театре (California Theatre; ныне не существует) в Сан-Франциско [18] . 26 декабря того же года свечи Яблочкова осветили магазины Джона Уонамейкера (англ. John Wanamaker) в Филадельфии; затем улицы и площади Рио-де-Жанейро (Бразилия) и городов Мексики [4] . В конце 1878 года 20 свечей Яблочкова были заказаны в Париже для освещения вокзала железнодорожной станции Бонавентура и кафедрального собора Нотр-Дам де Монреаль в канадском Монреале [19] . Генеральная компания имела объекты в Аргентине, на Кубе, Реюньоне и в других местах [11] .
В Азии четыре свечи Яблочкова были установлены во дворце персидского шаха в Тегеране [17] . В дальнейшем, в течение 8 месяцев он заказал 20 фонарей [14] . Свечи Яблочкова имелись во дворце короля Камбоджи [4] . Король Бирмы Тибо установил шестьдесят светильников в своем дворце в Мандалае [17] [10] .
Свеча Яблочкова в России
Артимарка Ртищево. 130-летие изобретения «Свечи Яблочкова» (2006, № 27)
Прошение Товарищества электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов в России П. Н. Яблочкова в Санкт-Петербургскую городскую думу о разрешении опыта электрического освещения Екатерининской площади (27 марта 1879)
Екатерининская площадь в Санкт-Петербурге, освещённая электрическими свечами Яблочкова
Литейный мост в Санкт-Петербурге, освещённый электрическими свечами Яблочкова
Русские научные круги узнали об электрической свече Яблочкова от присутствовавших на Лондонской выставке физических приборов представителей из России. 5 (17) октября 1876 года на 39-м заседании физического отделения Русского физико-химического общества при Санкт-Петербургском университете сообщение о свече Яблочкова сделал профессор Ф. Ф. Петрушевский. 30 декабря 1876 (11 января 1877) года профессор А. С. Владимирский продемонстрировал в Москве действие электрических свечей, привезённых им из Лондона [3] .
Во время Всемирной выставки 1878 года были размещены заказы на оборудование и материалы для устройства первых осветительных установок по системе Яблочкова в России: казарм в Кронштадте, улицы перед домом главного командира Кронштадтского порта и пароходного завода. Перспективами применения электричества в морском деле заинтересовалось морское ведомство Российской империи [3] .
Первая проба электрического освещения по системе Яблочкова была проведена в России 11 (23) октября 1878 года [П 4] . В этот день были освещены казармы Кронштадтского учебного экипажа [4] . 23 ноября (5 декабря) того же года было опробовано освещение одной свечой Яблочкова в фонаре площади у дома, занимаемого командиром Кронштадтского морского порта. В конце ноября испытание свечей Яблочкова проводилось на Кронштадтском пароходном заводе. Здесь были применены электрические свечи в шарах с коническими отражателями из белой жести [13] . Всего на пароходном заводе было установлено 112 фонарей [20] . При опытах в Кронштадтской морской библиотеке и в Морском собрании, длившихся 48 дней, была израсходована 941 свеча [13] .
21 ноября (3 декабря) 1878 года опыт электрического освещения был проведён морскими офицерами-электриками в Михайловском манеже. Здесь в течение недели зажигали 10 фонарей по 4 свечи в каждом, установленных на столбах [4] .
4 (16) декабря 1878 года свечи Яблочкова (8 шаров) впервые осветили Большой театр в Санкт-Петербурге [4] .
В конце 1878 года Павел Николаевич Яблочков вернулся в Санкт-Петербург [3] . В апреле 1979 года [14] он организовал «Товарищество на вере электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов — П. Н. Яблочков-изобретатель и К°» [3] , которое сразу же приступила к сооружению ряда установок электрического освещения [4] .
22 марта (3 апреля) свечами Яблочкова было выполнено освещение Дворцового моста через Неву. Ими освещалась только половина моста (8 фонарей), для второй использовались дифференциальные лампы Чиколева [4] .
27 марта (8 апреля) 1879 года товарищество, «желая показать городу возможность выгоды и преимущества электрического освещения центральных площадей перед газовым», подало прошение в Санкт-Петербургскую городскую думу. Товарищество просило разрешить устройство опыта электрического освещения Екатерининской площади (ныне площадь Островского) «восемью фонарями со свечами Яблочкова» на 2—3 недели за свой счёт [21] . Вследствие различных проволочек со стороны полиции и управления театрами, монтаж электрического оборудования начался только 13 апреля. На другой день, в 9 часов вечера, Екатерининская площадь была освещена. Первые три дня освещение продолжалось до 12 часов ночи, а с 17 апреля по 2 мая — всю ночь, одновременно с городским газовым освещением, которое было окончательно погашено на площади с 22 апреля [22] .
После удовлетворительных результатов первых опытов электрического освещения в Петербурге, городская дума решила осветить этим способом новый Литейный мост. По смете оказалось, что, хотя, устройство освещения обойдется на 8 тысяч дороже газа, ежегодный расход на электричество будет меньше на 700 рублей. В мае 1879 года дума постановила сдать освещение моста товариществу «Яблочков и К°» на десять лет, обязав поставить 12 дуговых фонарей [23] . Опыты по освещению Литейного моста были наиболее продолжительными: они длились непрерывно 227 дней. За это время произошло лишь 19 случаев потухания фонарей на 3—6 минут, вызванных соскакиванием приводных ремней с валов динамо-машин [4] .
С наибольшим интересом осветительные установки по системе Яблочкова были встречены в учреждениях военно-морского флота [20] . С весны 1879 года морское ведомство приступило к опытам электрического освещения по системе Яблочкова на кораблях Балтийского флота «Пётр Великий» и «Вице-адмирал Попов». Освещение на корабле «Пётр Великий» состояло из 9 фонарей, соединённых в три независимые цепи: 1) два отличительных и марсовый фонарь; 2) один фонарь адмиральской каюты и два в кают-компании; 3) два фонаря над машинными люками и один для носового башенного освещения. Подобные корабельные осветительные установки были первыми в своём роде, до этого времени можно было встретить освещение на кораблях, осуществлённое с помощью одной дуговой лампы [13] .
Эти опыты способствовали расширению применения системы Яблочкова для освещения судов. К 1882 году на судах Балтийского флота действовали 178 свечей Яблочкова. На Чёрном море боевое освещение было установлено на 6 судах и 4 шлюпках, а палубное — при помощи 62 свечей Яблочкова. На императорской яхте «Ливадия» в 1880 году [13] было установлено 48 фонарей [П 5] , при этом установки для освещения улиц, площадей, вокзалов и садов имели каждая не более 10—15 фонарей [20] .
В октябре 1879 года 6 свечей Яблочкова были установлены в переборочной мастерской Охтинского капсюльного завода [4] . Освещение Гостиного двора в Санкт-Петербурге началось с 8 фонарей, к 1880 году их числилось уже более 100 [14] . Электрический свет появился также на Балтийском судостроительном, Путиловском, Обуховском, Ижорском и других крупных заводах, театрах, Экспедиции заготовления государственных бумаг, в Летнем саду [4] . Были освещены некоторые рестораны и особняки [24] .
Установка для освещения свечами Яблочкова жилого дома (1886)
Большинство работ по установке электрических свечей, разработке технических планов и проектов проводилось под руководством Павла Николаевича. К середине 1880 года в России было установлено около 500 фонарей со свечами Яблочкова [4] , из них больше половины — на военных судах и на заводах военного и военно-морского ведомств [20] . Свечи Яблочкова, изготовляемые петербургским заводом товарищества, зажглись в Москве и Подмосковье, Киеве (в мастерских Киево-Брестской железной дороги), Нижнем Новгороде, Гельсингфорсе (Хельсинки), Одессе, Харькове, Николаеве, Брянске, Архангельске, Полтаве, Красноводске (Туркменбаши) [4] , Краснодаре и других городах России [24] . Одна свеча стоила около 20 копеек [15] .
В Саратове опыты с уличным освещением начались в феврале 1880 года. Свечами Яблочкова был освещён подъезд цирка братьев Никитиных. Из частных особняков первыми были оборудованы электричеством дом мукомола Шмидта на Никольской улице (ныне ул. Радищева) и дом графа Уварова на углу Крапивной (ул. Т. Шевченко) и Вольской улиц [4] .
25 ноября 1881 года 16 фонарей со свечами Яблочкова впервые осветили район Большого Гатчинского дворца. На следующий день 26 ноября здесь состоялось принесение присяги великими князьями Павлом Александровичем, Дмитрием Константиновичем и Михаилом Михайловичем при торжественном объявлении совершеннолетия Их Высочеств [20] .
Электрическое освещение в России не получило такого широкого распространения, как за границей. Причин для этого было много: русско-турецкая война [3] , отвлекавшая много средств и внимания, техническая отсталость России, инертность, а подчас и предвзятость городских властей [4] .
Прекращение работ над свечой
Появление в 1880 году электрической лампы накаливания Т. Эдисона, сопровождаемое громкой рекламой, начало неблагоприятно отзываться на дальнейших успехах электродуговых ламп [24] . Во время проведения в 1881 году в Париже Международной электротехнической выставки свеча Яблочкова всё ещё продолжала оставаться наиболее распространённым и наиболее удовлетворительным электрическим источником света. Она широко применялась для освещения павильонов, дворца Трокадеро и территории выставки. Изобретения Яблочкова, представленные на выставке, получили высшую оценку и были признаны постановлением Международного жюри вне конкурса [24] [20] .
Однако на этой выставке впервые широко были представлены экспонаты Т. Эдисона, в том числе и лампа накаливания, преимущества которой были убедительно показаны [3] . Она могла гореть 800—1000 часов без замены, её можно было много раз зажигать, гасить и снова зажигать. К тому же она была и экономичнее свечи [4] .
Электрическая свеча начала постепенно терять своё положение практически наилучшего для своего времени электрического источника света для широкого круга потребителей [3] . Её применение начала вытеснять лампа накаливания [6] .
Освещение проспекта Оперы в Париже свечами Яблочкова было прекращено в 1882 году, Дворцового моста в Санкт-Петербурге — сразу же по истечении срока десятилетнего контракта, заключённого в 1879 году между Петербургским городским управлением и товариществом «Яблочков-изобретатель и К°» [24] .
В 1883 году британская компания Jablochkoff Electric Light and Power Company проиграла контракт на освещение вестри округа Стрэнд (Strand Vestry) [П 6] компании Суон-Эдисон (Swan-Edison Company). К октябрю того же года она обанкротилась. Фонари со свечами Яблочкова были убраны с набережной Темзы, и к началу 1885 года она вновь была освещена газом [16] . Тем не менее, освещение свечами в Англии продолжалось до 1887 года, а станций лондонского метрополитена и некоторые другие места освещались вплоть до 1890 года [4] .
Всё это оказало сильное влияние на дальнейшую работу Павла Николаевича. С 1881 года он решительно прекратил свои работы над свечой и электрическим освещением и сосредоточился на создании устройств для более дешёвого и простого генерирования электрической энергии [3] .
В 1889 году 124 свечи Яблочкова в последний раз демонстрировались в действии на очередной Всемирной выставке в Париже [13] . Между тем освещение по системе Яблочкова продолжали применять и в 1890-е годы. Например, в Париже свечами Яблочкова продолжали освещать универмаги Лувр и Прентам, гостиницу Континенталь, парижский ипподром, мастерские Фарко (Joseph Farcot) и Гуэна (Goüin), завод в Иври-сюр-Сен; в Москве — площадь у храма Христа Спасителя и Каменный мост, а также многие фабрики и заводы [25] . Кое-где свечи Яблочкова продолжали использовать даже в начале 20 века [15] .
Конструктивные особенности
Устройство свечи Яблочкова
Подсвечники для свечи Яблочкова с пружинным зажимом
Составные части свечи Яблочкова
Лампа для свечи Яблочкова (Париж)
видеофайл Принцип работы свечи Яблочкова Конструкция свечи, рассчитанная на массовое распространение, была разработана П. Н. Яблочковым на основе опыта по освещению универмага Лувр [9] .
Свеча Яблочкова состоит из следующих частей:
- два угольных блока толщиной 4 мм [10] и длиной до 275 мм, из которых 225 мм полезной [9] ;
- изоляционная пластинка («коломбина») полуовальной формы [4] шириной 3 мм и толщиной 2 мм [10] , изготовленная из смеси равных частей гипса (сернокислой извести) с сернокислым барием, с прибавлением к массе до 10 % цинкового порошка [9] ;
- два латунных [4] или медных цилиндрических разрезных штифта, длиной 55 мм [10] , закреплённых на нижних концах углей [4] ;
- замыкатель из угольно-графитовой мастики, установленный на верхнем крае углей [10] .
Для питания свечей использовалось напряжение 50—60 В [26] . Сила света свечей составляла 40—60 карселей (384—577 кандел) [12] , они горели от 1,5 до 2 часов. Их световая отдача колебалась от 4,5 до 8 лм/Вт [9] . Вес свечи — около 100 грамм [4] .
Свеча устанавливалась в специальный подсвечник, состоящий из двух изолированных металлических (медь, латунь) зажимов, один из которых был фиксированный, а второй закреплён на пружинном шарнире. Зажимы имели полуцилиндрические канавки, в которые вставлялись латунные штифты свечи. Оба зажима монтировались на подставке из шифера или какого-либо другого материала и соединялись возвратным проводом [10] .
Свечи закрывались глазурированными матовыми шарами из молочного стекла [4] . Диаметр шара обычно равен 400 мм, вверху его имеется отверстие. Высота фонаря доходила до 700 мм, в его цоколе имелись дверцы для вентиляции [9] .
В качестве источника тока для свечей Яблочков первоначально использовал динамо-машину Алльянса (Alliance; например, для освещения универмага Лувр) [9] , с 1877 года чаще всего использовались машины Грамма, начиная с 1879 года стали применять машины Сименса [12] .
Особенности изготовления свечи
Электроды для свечей изготавливались из толчёного и тщательно просеянного кокса и каменноугольных смол с добавлением алебастра. При помощи простого пресса из этой вязкой однородной и пластичной массы выдавливались тонкие круглые палочки, около 50 см длиной, которые потом разрезались пополам [4] . Это делалось для того, чтобы оба электрода свечи имели один и тот же состав [10] . Затем электроды прокаливались без доступа воздуха, после чего становились твёрдыми [4] .
Нижние концы углей на 15 мм [10] вставлялись в небольшие латунные или медные разрезные штифты, которые закреплялись с помощью цемента [4] . Они обеспечивали наилучший контакт между углями и зажимами подсвечника. Между собой штифты соединялись с помощью изолятора длиной 4 см, той же формы, что и коломбина, но из более прочной пасты, способной выдержать давление зажимов [10] . Когда цемент застывал, штифты закрашивались чёрным лаком [4] . Затем на шлифовальном круге [10] со штифтов стачивали приставшие к ним кусочки цемента или краски и заостряли углы стержней [4] . Затем верхние концы углей погружали в специальную мастику, состоящую из трёх частей мелкого порошка кокса и двух частей графита, растёртых с водным раствором гуммиарабика, получившийся колпачок служил запалом свечи [10] .
Большое значение в изготовлении свечей имел характер изоляционного материала (коломбины), который помещался между электродами, [4] а также качество его сцепления с углями. Если коломбина ломалась во время горения, или от неё откалывался кусочек, или она быстрее расходовалась, чем угли, то дуга опускалась в образовавшуюся полость, её температура понижалась, и свет приобретал нежелательные красноватые оттенки [10] .
Разработка конструкции свечи
Варианты расположения углей в свече, запатентованные П. Н. Яблочковым в 1876 году
Общая схема электрического освещения Яблочкова: фонарь на 4 свечи с коммутатором, питаемый от динамо-машины Грамма
Первая модель свечи Яблочкова, которая демонстрировалась на выставке в Лондоне, состояла из двух параллельно расположенных углей. Для того, чтобы дуга горела только на конце углей, один их них был окружён лёгкоплавкой фарфоровой трубкой или трубкой из белого стекла. При обгорании углей эта трубка постепенно расплавлялась. Внешне фарфоровая оболочка угля напоминала стеариновую свечу, вследствие чего, этому источнику света и было дано название электрической свечи [9] .
Для своих свечей Яблочков использовал угли, разработанные в 1868 году специально для электрического света французским инженером Фердинандом Карре [27] [28] . В связи с тем, что угли при питании их постоянным током сгорали неодинаково, положительный уголь делался в два раза толще отрицательного [9] . Это очень хорошо компенсировало его большую скорость горения, однако создало новое неудобство. Более тонкий отрицательный уголь, обладая большим сопротивлением, краснел на большую часть своей длины и быстро сгорал [10] . Кроме того, более толстый положительный электрод давал довольно заметную тень. Дальнейшие исследования показали, что равномерное сгорание углей одинакового сечения возможно только при использовании переменного тока для питания свечи [9] .
Для зажигания дуги первоначально использовалась угольная палочка [4] с изолирующей рукояткой [12] , которую прикладывали к концам углей во время пропускания через них тока. Однако этот способ оказался очень неудобным [4] .
Постоянно внося усовершенствования в конструкцию лампы, Павел Николаевич Яблочков помимо основного французского патента № 112024 получил к нему ещё шесть дополнений [29] [4] .
Вскоре он отказался от фарфоровой трубки [9] , заменив её изоляционной пластинкой полуовальной формы [4] из каолина (фарфоровой глины). Длина угольных блоков была доведена до 120 мм, сечение обоих электродов стало одинаковым — 4 мм в диаметре. На верхнем крае углей устанавливался замыкатель в виде обугленной пластинки, прикреплённой посредством бумажной полоски. При подключении свечи к источнику переменного тока, предохранительная перемычка на конце сгорала, поджигая дугу. Свеча горела ¾ часа; по истечении этого времени приходилось вставлять в фонарь новую свечу. Сила света свечей составляла 20—25 карселей, то есть 192—240 кандела. Эти свечи использовались для освещения универмага Лувр [9] .
Остановившись сначала на каолине, в качестве изоляционной прослойки, Павел Николаевич продолжал изыскивать другие подходящие для этого материалы. Кроме того он проводил эксперименты по окрашиванию пламени дуги в разные цвета. Каолиновая пластинка давала голубоватый свет, от извести и кварца он становился чуть желтоватым [4] . Свечи, предназначенные для уличного, театрального и комнатного освещения, изготавливались чаще всего из алебастра, дающего розоватый цвет. Интенсивность окраски могла изменяться. При добавлении солей бария [12] розовый свет ещё больше смягчался, приближаясь к естественному [4] ; при добавлении солей стронция — становился интенсивнее [12] . Первое дополнение к патенту № 112024, датированное 16 сентября 1876 года, закрепило за Яблочковым приоритет в замене каолина другими силикатообразными веществами с присадками солей металлов для окраски пламени [9] [29] .
Во втором дополнении от 2 октября 1876 года Яблочков предусмотрел применение в качестве изолирующей прослойки таких смесей, которые под влиянием нагрева могут превращаться в некоторое небольшое количество полужидкой текучей массы и образовывать дугу в том месте между электродами, где эта капля будет касаться электродов; дуга при этом может перемещаться при движении полужидкой капли. Такие вещества способны увеличивать длину дуги при том же напряжении тока, что было использовано Яблочковым для изготовления свечей на разные силы света [9] . Однако в широкую практику такая изоляция между электродами не вошла [13] .
Одновременно Яблочков запатентовал изготовление свечей нескольких калибров по силе света. В результате длительной работы ему удалось добиться однородности качества углей и выпускать их в довольно большом ассортименте силой света от 8 до 600 карселей, то есть от 77 до 5766 кандел [9] .
Третье дополнение к основному патенту, взятое 23 октября 1876 года, предусматривало изготовление изоляционной массы не из твёрдых кусков, а из порошка. При этом угли окружались оболочкой (гильзой), наружная часть которой делалась из асбестового картона. Угли вокруг оболочки были окружены порошком, оболочки углей друг от друга также отделялись порошком [9] . Порошок, который Яблочков считал наиболее подходящим, состоял из одной части извести, четырёх частей песка и двух частей талька. Гильза запечатывалась кремнекислым калием [29] . Под действием дуги гильза с наполнителем загоралась ярким пламенем. Однако отсутствие фотометрических данных не позволяет судить о преимуществах пламенной электрической свечи [13] .
Один из вариантов конструкции свечи предусматривал использование вместо двух угольных палочек каолиновой трубки с угольным цилиндром внутри, окружённой угольной трубкой [29] . По четвёртому дополнению от 21 ноября 1876 года угли заменялись трубками [9] , изготовленными из проводящих материалов. Трубки наполнялись смесью, аналогичной применяемой для изоляции, в состав которой входил также порошковый уголь [29] . Эти варианты электрической свечи не вошли в широкую практику [13] .
К 1879 году Яблочкову удалось внести в конструкцию свечи существенные изменения. Изоляционная прослойка вместо каолина изготавливалась теперь из смеси равных частей гипса (сернокислой извести) с сернокислым барием. Эта масса испарялась при температуре вольтовой дуги, увеличивая яркость производимого света [9] . К тому же эта масса весьма легко отливалась в формы [25] . За день два рабочих могли изготовить до 15 тысяч изоляционных пластин [10] . Для обеспечения нового зажигания, после потухания свечи, к массе добавляли до 10 % цинкового порошка [9] . На новый состав изоляционной прослойки 11 марта 1879 года Яблочков получил шестое, последнее, дополнение к патенту № 112024 [4] . Длину угольных блоков довели до 275 мм, из которых 225 мм было полезной. В целом, благодаря улучшению материала, из которого делались свечи, срок их службы был удвоен и доведён до полутора часов [9] .
В 1879 году главный инженер петербургского завода Н. П. Булыгин предложил покрывать угольные стержни медью. Для этого их после отделки погружали на 10—15 минут в ванну с раствором медного купороса. Стержни при этом металлизировались, то есть покрывались тонким слоем меди и приобретали красноватый оттенок. Медь служила замедлителем при горении свечи. Такая свеча горела на 20 минут дольше, чем не прошедшая гальванопластику [4] .
Уголь для свечей Яблочкова. Продукция завода «Электроугли» А. И. Бюксенмейстера (г. Кинешма) Свеча Яблочкова (угольный блок с каолином) Подсвечник П. Н. Яблочкова на 4 свечи Подсвечник П. Н. Яблочкова на 8 свечей и коммутатор для него Для увеличения времени освещения была разработана конструкция фонаря на 4 свечи (использовались на проспекте Оперы [10] ), в котором помещалось крестообразно четыре держателя на общей подставке; при этом четыре внутренних контакта составляли одно целое, имея общую клемму для подвода тока, а четыре наружных контакта были обособлены и имели раздельные клеммы. Центральная клемма присоединялась к одному полюсу машины, а каждая из наружных клемм — к контактам рычажного переключателя. Четыре таких светильника последовательно соединялись в одну цепь машины Грамма [9] . Коммутатор был спрятан в основании фонарного столба и защищён от вмешательства посторонних лиц [10] . Позднее появились подсвечники на 6, 8 и 12 свечей [4] .
Сперва переключение от одной свечи к другой производилось с помощью ручного коммутатора, установленного в цоколе [4] . Через определённый промежуток времени ламповщики обходили фонари и переводили ток со сгоревшей свечи на новую [27] . В дальнейшем были придуманы так называемые автоматические подсвечники [1] . Один из них был разработан Луи Денейрузом (французский патент № 119925 от 22 марта 12877 года) [29] . Он представлял собой конструкцию из нескольких свечей, в каждую из которых упирался металлический стержень. Этот стержень поддерживал рычажок, на котором находился контакт. Когда свеча догорала до определённого уровня, упор уничтожался, контакт падал и ток переходил на другую свечу. Другое устройство было сделано иначе: в середину подсвечника помещался стержень, от которого натягивалась тонкая шёлковая нить; когда свеча догорала, нить загоралась, поддерживаемый ей рычажок падал и переносил ток на другую свечу. Кроме того, для перевода тока под подсвечником устраивался ртутный коммутатор; он состоял из коробки с несколькими отверстиям, в которую была налита ртуть. На оси помещался металлический круг и несколько стержней; в отделение с ртутью входил только один стержень. При таком устройстве, когда свеча горела, рычажок был притянут, а стержень находился в ртути; как только свеча догорала или случайно потухала, рычажок падал, стержень выходил из отделения с ртутью, а новый входил в другое отделение и ток передавался на следующую свечу [1] .
Более поздние исследования позволили П. Н. Яблочкову отказаться от использования автоматических подсвечников. Он выяснил, что при подаче тока из четырёх свечей, соединённых одним проводником, зажигается только одна свеча, которая имеет наименьшее сопротивление, при этом через остальные свечи ток проходит не уничтожая запалов. Когда же одна свеча догорала или ломалась, сразу же зажигалась другая свеча [1] .
Патенты
Американский патент на электрическую лампу № USRE9935E от 15 ноября 1881 года
- Во Франции — на электрическую лампу, выданный 23 марта 1876 года за № 112024 [29] .
- в Англии — на «усовершенствование электрического света», выданный 9 марта 1877 года за № 3552 в качестве предварительной спецификации, и на «усовершенствование в электрических лампах и в устройствах для разделения и распределения электрического света, к ним относящихся», выданный 20 июля 1877 года за № 494 [29] .
- в Германии — на электрическую лампу, выданный 14 августа 1877 года за № 663 [29] .
- в России — на «электрическую лампу и способ распределения в оной электрического тока», выданный 6 (12) апреля 1878 года [29] .
- в США — на электрическую лампу, выданный 15 ноября 1881 года за № USRE9935E [29][30] .
Недостатки свечи Яблочкова
К основным недостаткам свечи Яблочкова можно отнести понижение светящейся точки по мере горения и короткий срок службы [15] . Здесь Яблочков достиг возможного технического предела — полтора часа. Увеличивать длину углей было далее невозможно, так как это привело бы к большему увеличению диаметра колпаков [9] .
Примечания
- ↑ Профессор Л. Д. Белькинд в биографическом очерке, опубликованном в 1954 году, опровергает историю, упоминавшуюся в разных источниках, о двух параллельно положенных карандашах, якобы наведших Яблочкова на идею электрической свечи с параллельно расположенными углями. Также он отмечает, что принцип действия электрической свечи был найден им в Москве, а не в Париже, как указывалось ранее [3] .
- ↑ Антуан Бреге — сын Луи Бреге. М. Н. Яблочкова отмечает, что Луи Бреге, напротив, советовал Павлу Николаевичу продолжать работу на его заводе [6] .
- ↑ Г. А. Малинин, вероятно, ошибочно указывал, что установка свечей Яблочкова на проспекте Оперы состоялась в мае 1877 года [4] .
- ↑ В книге 1944 года профессор Л. Д. Белькинд писал, что Яблочков, с разрешения Министерства путей сообщения, ещё 15 и 16 декабря 1876 года провёл успешный опыт по освещению железнодорожной станции Бирзула [8] (ныне станция Подольск Одесской железной дороги Украины). Однако уже в более поздних своих произведениях он писал, что П. Н. Яблочков в период с 1875 по 1878 год в Россию не приезжал [13] .
- ↑ Л. Д. Белькинд пишет, что на яхте установили всего 7 свечей Яблочкова [13] .
- ↑ Вестри (приходское собрание) — основная единица английского местного самоуправления. Стрэнд — один из лондонских округов местного самоуправления, существовавший с 1855 по 1900 год.
Источники
- ↑ 1,01,11,21,31,4 О способе электрического освещения (Сообщение П. Н. Яблочкова на технической беседе по I отделу Русского технического общества в Петербурге 21 марта (2 апреля) 1879 года) // Павел Николаевич Яблочков. Труды. Документы. Материалы. Раздел I. Статьи, доклады и письма П. Н. Яблочкова / отв. ред. чл.-корр. АН СССР М. А. Шателен, сост. проф. Л. Д. Белькинд. — М.: Изд-во Академии наук СССР, 1954. — С. 18—25
- ↑Чиколев В. Н. Отрывки из главы «Воспоминания старого электротехника» // Павел Николаевич Яблочков. Труды. Документы. Материалы. Раздел V. Переписка разных лиц, некрологи и мемуарные материалы о П. Н. Яблочкове / отв. ред. чл.-корр. АН СССР М. А. Шателен, сост. проф. Л. Д. Белькинд. — М.: Изд-во Академии наук СССР, 1954. — С. 311—317
- ↑ 3,003,013,023,033,043,053,063,073,083,093,103,113,123,133,143,153,163,173,183,193,203,21Белькинд Л. Д. Павел Николаевич Яблочков (Биографический очерк) // Павел Николаевич Яблочков. Труды. Документы. Материалы. Раздел VI. Очерки о жизни и трудах П. Н. Яблочкова / отв. ред. чл.-корр. АН СССР М. А. Шателен, сост. проф. Л. Д. Белькинд. — М.: Изд-во Академии наук СССР, 1954. — С. 341—392
- ↑ 4,004,014,024,034,044,054,064,074,084,094,104,114,124,134,144,154,164,174,184,194,204,214,224,234,244,254,264,274,284,294,304,314,324,334,344,354,364,374,384,394,404,414,424,434,444,454,464,474,484,494,504,514,524,534,544,554,564,574,584,594,604,614,624,634,644,654,664,674,68Малинин Г. А. Изобретатель «русского света»: [О П. Н. Яблочкове]. — Саратов: Приволжское книжное издательство, 1984. — 112 с. — (Их имена в истории края)
- ↑ 5,05,1 Автобиографическое письмо П. Н. Яблочкова с описанием его работ в Париже // Белькинд Л. Д. Павел Николаевич Яблочков 1847—1894. Приложение 1. — М.: Изд-во Академии наук СССР, 1962. — С. 249—253
- ↑ 6,06,16,26,3Яблочкова М. Н. Некоторые воспоминания о жизни покойного Павла Николаевича Яблочкова // Павел Николаевич Яблочков. Труды. Документы. Материалы. Раздел V. Переписка разных лиц, некрологи и мемуарные материалы о П. Н. Яблочкове / отв. ред. чл.-корр. АН СССР М. А. Шателен, сост. проф. Л. Д. Белькинд. — М.: Изд-во Академии наук СССР, 1954. — С. 328—334
- ↑ 7,007,017,027,037,047,057,067,077,087,097,10 Conseil municipal de Paris // Bulletin municipal officiel de la Ville de Paris. — Mars 9, 1884. — № 69. — P. 393—394 (фр.)
- ↑ 8,08,18,28,38,48,5Белькинд Л. Д. Павел Николаевич Яблочков (краткий биографический очерк) // П. Н. Яблочков. К 50-летию со дня смерти (1894—1944) / Под ред. проф. Л. Д. Белькинда. — М., Л.: Государственное энергетическое изд-во, 1944. — С. 5—22
- ↑ 9,009,019,029,039,049,059,069,079,089,099,109,119,129,139,149,159,169,179,189,199,209,219,229,239,24Белькинд Л. Д. Электрическое освещение свечами Яблочкова // П. Н. Яблочков. К 50-летию со дня смерти (1894—1944) / Под ред. проф. Л. Д. Белькинда. — М., Л.: Государственное энергетическое изд-во, 1944. — С. 23—31
- ↑ 10,0010,0110,0210,0310,0410,0510,0610,0710,0810,0910,1010,1110,1210,1310,1410,1510,1610,1710,1810,19Emile Alglave, J. Boulard The Electric Light: Its History, Production, and Applications. — New York: D. Appleton and Company, 1884. — P. 98—105 (англ.)
- ↑ 11,0011,0111,0211,0311,0411,0511,0611,0711,0811,0911,1011,11M. L’Exposition d’Électricité // Le Figaro. — Octobre 15, 1881. — № 42. — P. 1—2 (фр.)
- ↑ 12,012,112,212,312,412,512,612,712,8Яблочков П. Н. Об электрическом освещении (Публичная лекция в русском техническом обществе 4 апреля 1879 г.) // П. Н. Яблочков. К 50-летию со дня смерти (1894—1944) / Под ред. проф. Л. Д. Белькинда. — М., Л.: Государственное энергетическое изд-во, 1944. — С. 57—77
- ↑ 13,0013,0113,0213,0313,0413,0513,0613,0713,0813,0913,1013,1113,1213,1313,1413,1513,1613,1713,18Белькинд Л. Д. Павел Николаевич Яблочков 1847—1894. — М.: Изд-во Академии наук СССР, 1962. — С. 9—229
- ↑ 14,014,114,214,3 The Electric light in Russia // The Omaha Daily Bee. — June 30, 1880. — P. 1 (по материалам газеты «Голос», Санкт-Петербург) (англ.)
- ↑ 15,015,115,215,3Яблочков (Павел Николаевич) // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — Том XLI. Эрдан — Яйценошение. — СПб.: Семёновская типолитография, 1904. — С. 476—477
- ↑ 16,016,1Chris Otter, The Victorian Eye: A Political History of Light and Vision in Britain, 1800–1910. — Chicago: University of Chicago Press, 2008. — P. 181 (англ.)
- ↑ 17,017,117,2Scientific miscellany // The Galveston Daily News. — September 12, 1880. — P. 1 (англ.)
- ↑First Electric Light In A Theater // Ann Arbor Argus. — March 13, 1896 (англ.) (Архивировано из первоисточника 27.09.2015).
- ↑Here and There // Denison Daily News. — December 8, 1878. — P. 3 (англ.)
- ↑ 20,020,120,220,320,420,5Иванов А.Электрификация Гатчины до 1881 г. // Исторический журнал «Гатчина сквозь столетия»(Архивировано из первоисточника 13.07.2012).
- ↑ЦГИА СПб. Ф. 513. Оп. 3. Д. 60. Л. 1-2. Прошение Товарищества электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов в России П. Н. Яблочкова в Санкт-Петербургскую городскую думу о разрешении опыта электрического освещения Екатерининской площади. 27 марта 1879 г.
- ↑ ЦГИА СПб. Ф. 513. Оп. 3. Д. 60. Л. 20-20об. Отчёт Товарищества электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов в России П. Н. Яблочкова о состоявшемся опыте электрического освещения Екатерининской площади, представленный в Санкт-Петербургскую городскую управу. 7 мая 1879 г.
- ↑Семенович Г. Л.Уличное освещение города С-Петербурга. — Петроград: Городская типография, 1914. — С. 25—26
- ↑ 24,024,124,224,324,4Капцов Н. А. Яблочков — слава и гордость русской электротехники (1847—1894). — М: Военное изд-во Министерства вооружённых сил СССР, 1948
- ↑ 25,025,1Корзинов Н.Успехи электрического освещения и заслуги П. Н. Яблочкова (статья из журнала «Наука и Жизнь» № 39 за 1890 год) // Наука и Жизнь. — 2010. — № 4 (Архивировано из первоисточника 17.04.2013).
- ↑Чечет Ю. С. Электрические машины Яблочкова // П. Н. Яблочков. К 50-летию со дня смерти (1894—1944) / Под ред. проф. Л. Д. Белькинда. — М., Л.: Государственное энергетическое изд-во, 1944. — С. 46—54
- ↑ 27,027,1 Павел Николаевич Яблочков [некролог] // Электричество. — апрель 1894. — № 7. — С. 97—99
- ↑Les Ingénieurs Frangais et l’Electricité // La Houille Blanche. — Juin 1906. — № 7. — P. 124 (фр.)
- ↑ 29,0029,0129,0229,0329,0429,0529,0629,0729,0829,0929,10 Патенты и привилегии на изобретения П. Н. Яблочкова // Павел Николаевич Яблочков. Труды. Документы. Материалы. Раздел II / отв. ред. чл.-корр. АН СССР М. А. Шателен, сост. проф. Л. Д. Белькинд. — М.: Изд-во Академии наук СССР, 1954. — С. 61—183
- ↑США. Патент № USRE9935E от 15 ноября 1881. Электрическая свеча (англ.)