Категорије: Занимљиве чињенице, Извори светлости
Број прегледа: 29365
Коментари на чланак: 0

До историје електричног осветљења

 

До историје електричног осветљењаОва прича почиње темом која је веома удаљена од струје, што потврђује чињеницу да у науци нема секундарног или неперспективног за учење. 1644. године Италијански физичар Е. Торицелли изумио је барометар. Уређај је био стаклена цев дугачка око метар са запечаћеним концем. Други крај био је натопљен у шољу живе. У цеви, жива није потонула у потпуности, али настала је такозвана „торицеловска празнина“, чија је запремина варирала услед временских услова.

У фебруару 1645 Кардинал Гиованни де Медици наредио је да се неколико таквих цеви постави у Риму и стави под надзор. То је изненађујуће из два разлога. Торицелли је био студент Г. Галилео-а, који је последњих година био осрамоћен због атеизма. Друго, вриједна идеја услиједила је од католичког хијерарха и од тада почињу барометријска запажања. У Паризу су таква запажања почела 1666.

Један леп дан (тачније ноћ) 1675г. Француски астроном Жан Пикард, носећи барометар у мраку, угледао је мистериозна светла у „торицелској празнини“. Било је лако проверити Пицардово опажање и тако су десетине научника поновиле експеримент. Примећено је да јачина светла зависи од чистоће живе и присуства заосталог ваздуха у празнини. И то је све. Нико није могао да разуме зашто се ватра јавља у изолованом простору. Била је то права загонетка, одговор на који је трајао више година. (1)

Сир Исаац и Францис Гауксби Ср.

5. децембра 1703 председник Енглеске академије наука (Роиал Социети оф Лондон) је сјајни физичар Исаац Невтон. Истог дана, Францис Гауксби преузима функцију оператера академије. Његове одговорности укључују припрему и демонстрацију експеримената које су спровели академици. Ова случајност значи да је Невтон знао кога треба узети као своје помоћнике. (2)

Лондонски механичар Гауксби, власник радионице, до овог тренутка сматран је првокласним пројектантом научних инструмената и алата, укључујући изумитеља нове врсте вакум пумпе.

У тим годинама, Невтон је радио на проблемима оптике. Он и многи други научници тада су били заинтересовани за феномен сјаја у мраку од разног камења, кријесница, трулог дрвета. Сјај барометра нашао се на овој теми. Одлучили су да тестирају хипотезу да светлост у празнини барометра даје струју трењем живе о стаклу. Ф. Гауксби је одлучио да симулира овај процес. Узео је шупљу стаклену куглу и издувао ваздух из ње. Гвоздену осовину кугле сам ставио на носаче и помоћу преноса ремена довео је у ротацију. Када трљате лопту длановима, у њој се појавила светлост, „тако светла да је било могуће читати речи великим словима. У исто време, цела соба је била осветљена. Светлост је изгледала чудно магента. " (3). Решена је барометријска мистерија.

Британска енциклопедија назива Гауксбија научником који је далеко испред свог времена, стога није у стању да развије своје идеје. Конкретно, инсталација са протрљаном куглицом била је прва електрична машина. То је заборављено и деценијама касније поново је пронађено у Немачкој. Али научници који су добили тињајући електрични пражњење играли су велику улогу у развоју доктрине електричне енергије. Савремене гасне сијалице и неонски знакови рачунају од овог тренутка.

Као парадокс, примећујемо још једну историјску личност. Лондонски фармацеут Самуел Валл, према неким изворима, ујак Гауксби, још 1700. године, имајући нејасну идеју о оптикама и електричној енергији, рекао је да је извадио искру из рендираног ћилибара што га је натерало да помисли да његова светлост и пуцкетање представљају лик муње и грома. . Али његове претпоставке су одмах заборављене.Сјетили су се када се показало да је то истина. (4)

Господар муње

Електрично осветљење није требало да се измишља. То је измислила сама природа и летње грмљавинске олује у то су нас увериле. А сличност искре са избацивањем муње након Валл-а приметио је више научника. „Признајем да би ми се идеја јако свидјела“, закључио је један од њих, „да је она добро доказана и докази за то су очигледни“ (5). Али како истражити процес који се одвија у облацима и који је изузетно опасан по живот експериментатора? Уосталом, није било авиона, балона, па чак ни високих зграда које би се нашле на грмљавини.

И потребан инструмент за истраживање средином КСИИИ века. било је врло очајно. Електрични набој одређен је обичном плутом из боце обешене на свиленој нити. Приведена на набијено тело, привлачила га је, а кад се напунила, одбијала се. Физичари су имали при руци још један уређај - Леиденову теглу. Био је то примитивни кондензатор. Вода у боци била је једна од њених плоча са повлачењем контакта са врата. Друга облога била је длан истраживача. Експериментатор је проверио јачину електричног пражњења на себи.

Да ли се може предузети најопаснији експеримент са таквим могућностима? Наравно да не! А оптимизам неких научника изазвао је горак осмех. Али генија се заузима за ту ствар, а задатак је поједностављен примитивизму. Решење је једноставно, убедљиво и чак елегантно.

Да падне у облаке, велики Американац Б. Франклин користи дечију играчку - змај, покренут на вјетру у грмљавину на платненој нити. Мокро, има одличну електричну проводљивост. Кад је змај досегнуо грмљавину, Франклин је довео олово Леиден-овог јарца у жицу и напунио га. То је све. Напуњена је и сада би се могли експериментирати са набојем облака у њеном стану. А напуњење овог тегле давало је искре исте боје, поломљено је, давало је специфичан мирис, односно произвело је исте ефекте као и електрична енергија добијена из машине за трење.

Франклин је чак утврдио да се облаци наелектришу углавном негативним набојем. И то је такође једноставно. Једном је Леиден стакленку набио из облака, а другу из протрљане стаклене куглице. Кад је увео плуту на свиленој нити у прву конзерву, плута се сама повукла и одгурнула. Кад сам је донио већ напуњену у другу банку, установио сам да ју је привукла демонстрирајући да наелектрисање муње и стаклена (позитивна) струја имају различите знакове. (6)

Ови експерименти, изведени 1751. године, били су толико убедљиви да нису оставили ни сенку сумње. А електрична светлост била би заслепљујуће јака ако би се могла разбудити искра муња са хиљадитих секунди (попут муње) до времена које је заправо потребно за осветљење.

Електрични лук

1799 И Волта ствара прву галванска ћелија. Хемијска енергија елемента омогућила је потрошачу да производи електричну енергију током дужег времена, не као у Леиден банци. Прави потенцијал набоја био је низак. Да би постигли висок напон, научници су почели да серијски повезују ћелије у батерије.

Петербуршки академик В. В. Петров убрзо је саставио батерију са електромоторном силом величине 2000 волти. Наравно, у поређењу са потенцијом грмљавине, то није било довољно, али пражњење вештачке муње могло би да траје неколико минута.

У једном од експеримената, користећи дрвени угљен као електроде, Петров је добио веома век и дуготрајан пражњење када се угаљ зближио на 5-6 мм. Тада ће се звати електрични лук. Научник је написао да између електрода "постоји врло бела светлост или пламен, од кога се ови угљеви светлују и са којих се мрачно смирење може сасвим јасно осветлити." (7)

Постоји директна индикација употребе лука за осветљавање људског кућишта.Чињеница је да архаична, данас напола заборављена ријеч СИЛЕНТ по В. Дахлу значи "соба, комора, комора; свако одељење за смештај. “ Сада се ова ретка реч може чути у болници - пријемном одељењу или у Кремљу - краљевским коморама.

Међутим, то нису биле само жеље. Сложеност и цена производње хемијског извора струје била је таква да није било питања о било каквој практичној примени такве расвете. А први покушаји да се то једноставно прикаже јавности били су ограничени на приказивање сунчевог изласка у Париској опери, организовање ноћног риболова на Сени или осветљавање московског Кремља на прослави крунисања.

Потешкоће у организацији електричне расвете биле су непремостиве не само због недостатка поузданог извора електричне енергије, њене цене и сложености у одржавању, већ и због гломазности материје, о чему сведочи догађај у Паризу 1859.

Архитекта Леноир одлучио је да користи електрично светло у модерном кафеу који се гради у центру града. Ова примамљива идеја, иако није била вредност вредности, није се могла реализовати. Према прорачунима, показало се да ће за постављање 300 извора светлости бити потребно изградити огромну зграду за батерије, једнаку самој кавани. (8)

Заинтересовани су генерали

Од 1745 електрична искра научила се запалити алкохол и барут. Већ пола века ова способност је демонстрирана на универзитетима, штандовима и у школама, али није нашла практичну примену. Разлог томе била је потешкоћа електрификације тела трењем како би се произвела варница. Једна је ствар добити искре у сувој, загрејаној соби или љети, али у пракси? Историја је сачувала такав инцидент.

Већ смо споменули С. Валл-а који је сугерисао сличност муње и искре. Нема сумње да је добио варницу, али у присуству чланова Краљевског друштва из Лондона није могао поновити своје властито искуство, па није изабран за члана овог Друштва.

Са појавом галванских ћелија ситуација се променила. У сваком тренутку гарантовано је добило варницу. Тада је војска обраћала пажњу на њу. Руски официр и дипломата П. Л. Сцхиллинг 1812. године направили су прву подводну експлозију прашкастог набоја, што је готово немогуће урадити на други начин.

Генерал К.А.Сцхилдер је уложио пуно енергије за увођење минирања минирањем у праксу војске, која је користила свој радни електрични оков за експлозије - осигураче, контактне уређаје, растављаче. Такође је уочио да се електрични пожар може обавити једном жицом, користећи другу електричну проводљивост земље и воде.

С обзиром на могућности електричне енергије 1840. године Одељење за војно инжењерство створило је Техничку галванску установу, у којој се војно особље обучавало за употребу електричних уређаја, а такође је обављало истраживачке и дизајнерске функције. Физичар светске класе Б. С. Јацоби био је повезан са војно-електричним проблемима, чија се улога тешко може прецијенити у развоју новог смјера војне науке.

Техничка галванска установа може се поносити својим дипломцем 1869. године. П.Н. Иаблоцхков, који је у светску праксу увео употребу наизменичних струја, трансформатора и лучних лампи под називом „руска светлост“, али то ће бити касније, а сада су електрични осигурачи део праксе руске војске и нашироко се користе у рату на Кавказу - Чеченији и Дагестану . Понекад војска такође извршава наредбе цивилних одељења - чисти реку Нарву или луку Кронстадт експлозијама од ледених џемова. (9)

Мине рат

Кримски рат је избио 1853. године. Коалиција западних земаља још једном се умешала у послове земаља које леже далеко од њихових граница, не пружајући Русији могућности за миран развој. Главни догађаји одвијали су се на Црном мору. Савезници већ користе паре против руске једрилице, а пушке се користе против руских глатких пушака.Наши сународници морали су да потопе флоту како би спречили непријатељске пароброде да уђу у заливе Севастопоља. Што се тиче пушака агресора, меци из њих некажњено су погодили са удаљености недоступних руским пушкама. Лоше је бити технички заостала земља. А то искуство наши модерни реформатори некако нису узели у обзир.

Током опсаде непријатеља Севастопоља било је потребно подићи средњовековну инжењерску одбрану - јарке, бастионе, заштитне зидове. Тада су се шансе стрелаца изједначиле. У уској борби биле су погодне и пушке, а снага руског бајонета свима је била позната. Противници су се плашили приступања утврђењима. Тада су савезници започели мински рат. Шта је ово?

Да би избегли губитке под зидинама опкољене тврђаве, сапари нападачке војске постављали су галерије, јаме, сеоце под земљом. Копају рупе испод самих зидина утврђења, постављају експлозив и поткопавају их. Браниоци пропадају, а уништене структуре лакше се узимају. Браниоци воде контрамински рат. А све је то повезано са великим бројем подземних радова.

Приликом одбране Севастопоља, руски сапери су извели велики број земљаних радова. За седам месеци подземног рата, браниоци су под земљом поставили 7 км комуникације. И све са лопатом и пикадом без вентилације. То су биле углавном ране. Инжењер А.Б Мелников, шеф подземног рада, пријатељи су се у шали звали "Обер-маде".

Недостатак вентилације обично се надопуњује димним ваздухом на бојном пољу. Сагоревање барута и дима, који садржи угљен-моноксид опасан по људе, гори су од метака. Сапери имају такозвану минском болешћу. Ево симптома његове озбиљне манифестације: "Пацијент изненада падне, дисање му престаје и наступи смрт када се појаве несвесни и конвулзивни симптоми." (11)

Присилну вентилацију у ратним условима је немогуће организовати. Повећавање пречника рупа значи губитак времена. Постојала је само једна резерва: покривање подземних радова. Обично сафири користе свеће. Они су такође служили као извор ватре у случају подривања, али такође се могу користити за одлагање времена како би саперти могли да напусте погођено подручје. Стаза од барута доливена је до пуњења и у њу је убачен жубор за свијеће. Када је изгорео - догодила се експлозија. Јасно је да је рад са барутом и отвореном ватром довео до великих губитака од несрећа

Али не само да је ово била лоша отворена ватра. Ево шта је написано у тадашњем уџбенику хемије: „Човек сваког сата сагорева 10 г угљеника. Паљење свеће, лампе и гаса мења састав ваздуха на исти начин као што неко дише. " (12). Ако користите извор светлости који не троши кисеоник, проблеми са вентилацијом сапера ће бити напола решени. Такво светло би се могло створити коришћењем електричне енергије. И војска је имала све предуслове за то. Извор електричне енергије који су имали био је у празном ходу готово све време, осим неколико секунди да их поткопа.

Искуство Кримског рата показало је да је електрична метода детонације коју су користили руски рудари поузданија и практичнија од методе ватре коју савезници користе. На пример, број неуспеха у експлозијама руских рудара био је само 1%, а непријатеља 22%.

За увођење електричне расвете остало је за неколико њих. Било је потребно помно се позабавити овим питањем. А то се могло учинити тек након завршетка рата.

Први покушаји увођења

Руски пораз у Кримском рату и успех минског рата у њему су уверили генерале у потребу за вођством у области коришћења електричне енергије у војним стварима. Од 1866 почињу први покушаји употребе електричног осветљења под земљом. Употреба јаког лучног светла за подземне радове била је несмотрена. Једини могући начин у то време било је осветљење Геислеровим цевима. То је још увек изложено у Политехничком музеју у Москви. Шта је ово?

Након проналаска пумпе живе, немачки проналазач Хеинрицх Геислер основао је у Бонну радионицу научних инструмената као пухач чаша. Од 1858 започео је масовну производњу стаклених цеви различитих конфигурација и величина са две електроде у вакуум простору испуњеном различитим разређеним гасовима. У електричном пољу су блистали у различитим бојама (различит састав гаса) чак и од обичне машине за електрофоре. (Подсетимо се открића Гауксбија). Са широким увођењем галванских ћелија, из њих се може запалити цев, али уз помоћ индукцијских завојница, које су повећавале напон до високих потенцијала.

Цеви су биле висококвалитетне, производиле су се у великим количинама и због тога су добиле име произвођача цеви. Они су пронашли примену у демонстративне сврхе сала за физику гимназија и универзитета. А такође у научне сврхе у гасној спектроскопији. Инжињерски одјел покушао је освијетлити подземне радове помоћу таквих цијеви

На располагању имамо резултате првих таквих покушаја. Кориштени су Бунсенови елементи и Румкорф индукциона завојница. Променио се напон напона завојнице и фреквенција струје у цеви, као и дужина напојних жица. Тестови су вршени под земљом у стварним условима кампа Уст-Изхора.

Цев је давала „белкасту, трепераву светлост. На зиду на удаљености од метра формирала се тачка такве светлости да је било могуће разликовати штампано слово од писаног, али тешко је читати. "

Влага која је на терену сасвим објасњена снажно је утицала на резултате теста. Високи напон тестери су осетили у облику струјних удара. Румкорфф-ова завојница постала је влажна и нестабилна. Контакт самопрекидача непрестано је пао и скидање је било потребно. Ево закључка инжењерских инжењера: "Ове околности доводе у сумњу успешност Геислерове цеви, и при слабом осветљењу и у сложености којом се овим уређајима мора руковати."

Дакле, Геислерове цеви су осуђене, али то уопште није било коначно за употребу електричне енергије. Оптимистичне ноте се такође чују у извештају о испитивању: „Геислерове цеви су мало наде дале успех за њихову употребу у рудничким галеријама, истовремено ангажоване на проналажењу поузданијих средстава.“ Потпуковник Сергеев, на пример, „предложио је коришћење уређаја попут светлосног уређаја који је предложио за тестирање канала у пушкама. Уређај је заснован на ужареном платинастом жицом “(13).

Потреба је пут до изума

Трупови артиљеријских комада након вишеструких хитаца под утицајем прашкастих гасова неравномерно се истроше. За њихово решавање, дуго се користи „уређај за преглед проврта“. Комплет за инструменте укључује огледало постављено на бедем дужине око 2 метра и свеће на посебном иглу. Процес се сводио на чињеницу да је уз помоћ свеће осветљен део пртљажника, а његово стање видљиво је одразом у огледалу.

Јасно је да таква одговорна контрола (а понекад се и трупе разбију) у погрешном одразу вибрирајућег пламена свеће не може бити висококвалитетна. Стога је била пожељнија врућа платинаста жица при истој јачини као и свећа, али која даје стално светлост. Расветни апарат В.Г.Сергеев није сачуван, мада је уређај за "преглед канала канала" у фондовима Музеја артиљерије Санкт Петербурга. Штета, али прва лампица на принципу сагоревања није сачувана и о томе нема информација.

Идеја о кориштењу вруће платинасте нити за осветљавање подземних радова подржала је команда и наредила да је исти Сергеев извуче изнова. Водио је радионице батаљона Саппер, тако да није било потешкоћа у производњи узорака. Ситуација је поједностављена чињеницом да су до краја рата у Русији развијени нови, снажнији експлозиви, а неки од њих нису експлодирали из пламена.Да би покренули експлозију, почели су да користе малу количину барута са усмереном експлозијом, која је служила као детонатор.

Дизајн таквог детонатора набоја предложен је 1865. године. Д. И. Андриевски. У овом осигурачу, гвоздени насипи су коришћени за формирање кумулативног ископа. (Сл. 1). Барут се запалио платинастим навојем, загрејаним струјом. Без барута и гвоздних облога, овај осигурач је био елементарна електрична батерија са стожастим рефлекторима.

Међутим, није било могуће користити лампу у овом облику. Не само да би могао изазвати експлозију када би се у огњиште ставила пуњење, попут свеће. Али да бисмо радили на местима где има мочварног гаса, било је потребно да га окружимо заштитном мрежом Дави као експлозију, као што је то учињено у рударским лампама. Или смислите нешто друго. В.Г.Сергеев одбија мрежу.

Цртежи Сергејеве светиљке нису сачувани, али постоји прилично детаљан опис који је дао беленченков штабни капетан. Ево кратког текста: „Фењер се састоји од бакреног цилиндра пречника 160 мм, затвореног на предњој страни стаклом. Још један цилиндар је лемљен за ивице зареза, који иде унутар првог. На стакленој страни спољног цилиндра унутрашњост је прекривена равним конвексним стаклом. У унутрашњи цилиндар убачен је рефлектор. Изоловане жице завршавају у рефлектору са два стуба, између којих се поставља платинаста жица, закривљена спиралом. “ Направили смо изглед фењера према овом опису. (Сл. 2) Простор између цилиндара и чаша био је испуњен глицерином за хлађење лампе.

Сл. 1 Средњи набој детонатора Д. И. Андриевски. 1 - гвоздени подлошци, 2 - барут. Сл. 2. Коначна верзија лампе В.Г.Сергеева са врућим навојем.

 

Сл. 1 Средњи набој детонатора Д. И. Андриевски. 1 - гвоздени подлошци, 2 - барут. Сл. 2. Коначна верзија лампе В.Г.Сергеева са врућим навојем.

Тестови спроведени у августу 1869. године показао је да је „главна погодност батеријске лампе када се користи у галеријама рудника то што може да осветли рад тамо где свећа не светли (!!!) и што је прикладно за копање земље“, то јест, током тешких физичких радова, јер гори. "Не квари ваздух."

Једна батерија Грове ћелија осветљена од 3 до 4 сата. У почетку је фењер био хлађен водом, али када се загревао, мехурићи ваздуха лебдили су између наочала и погоршавали квалитет светлосног снопа. Свјетлосни сноп је одавао свјетлост такве снаге да се „било је могуће читати са свјетиљке на удаљености од двије маме (више од 2 метра)“. (16)

Сергејев фењер је усвојен и постојао је 1887. године, када се велики руски научник Д. И. Менделеев уздигао у балону Саппер батаљона не би ли посматрао помрачење Сунца. (Балон је био напуњен водоником и био је експлозиван).

Јао, судбина прве лампе са жарном нити која је пронашла практичну примену у Русији није позната, мада је дизајн обећавао и модерне рударске лампе се у принципу не разликују од Сергејеве фењере, осим ако рудари са собом не носе извор напајања. (17).

Уместо закључка

Електрично осветљење није било само у Русији. Скоро сви дизајнери започели су свој рад на пољу израде сијалица са жарном нити са жицом од платине. Али има ниску тачку топљења, па је неекономична.

Изумитељи су предложили да ужаре угљен у простору без ваздуха, а затим ватросталне метале: волфрам, молибден, тантал ...

Затим се испоставило да је за сијалице потребно посебно стакло да би се топлотни коефицијент линеарне експанзије поклопио са истим као улазна метала, иначе је лампица под притиском. На високим температурама загрејани конац је испарио, тако да су сијалице биле краткотрајне. Почели су да праве гас ...

Јасно је да полузанатске радионице руских проналазача нису могле да спроведу пуно истраживачких, дизајнерских и технолошких послова. И ствар је била у застоју, иако је у Русији било проналазача првог обима, довољно је подсетити се Иаблоцхков и Лодигин.Једноставно нису имали много новца за ово.

А ево и Едисон, који је створио 1879. године. његов дизајн стопала, који је већ у власништву моћне компаније "Едисон & Цо.", успео је да уведе ствар увођења сијалица са жарном нити у финале. Акционари руских фабрика лампи радије су увозили све основне полупроизводе, попут стакла, волфрама, молибдена из иностранства, уместо трошкова опреме. Углавном из Немачке. Стога су ушли у Први светски рат, не могући да праве радио-цеви. У тим данима била је распрострањена шала да "у руској сијалици само руски ваздух и то је све издувано". Успут, лоше је испухао, јер радио-цев није могла да ради са таквим вакуумом. " (18)

Не би то исто функционирало са нанотехнологијом.

Погледајте и на електрохомепро.цом:

  • Руска светлост Павла Јаблочкова
  • Како је било са отварањем
  • Експериментални судари Леиден искуства
  • Електрична лампица упаљена од шибице
  • Колика је цена муње?

  •