Свеча Яблочкова. История появления первой электрической лампы

Введение

Человек, открыв огонь и осознав его возможности, сделал решительный шаг к комфорту и безопасности, важнейшим фактором которых на протяжении всей истории человечества было и остается наружное освещение (НО) поселений. Решая задачи необычайной социальной значимости, НО городов является эффективным средством общественной безопасности и важнейшей государственной задачей. Пытливый ум человека познавал, открывал и созидал в поисках средств освещения, занимавших одну из главенствующих позиций в череде открытий и изобретений на протяжении всей истории человечества. Уникален пример природной наблюдательности и обусловленной суровыми условиями существования изобретательности в условиях полного отсутствия искусственных источников энергии – чудесное использование биолюминесценции для освещения, создание ламп из светлячков (около 5000 лет до н. э.) [1].
В первых примитивных масляных лампах человек использовал емкости из природных материалов: камни, раковины, рога зверей, наполненные животным или растительным жиром, и волокнистый фитиль. В стремлении к комфорту бытия человек направлял свои способности и талант на совершенствование искусственного освещения. Возникли первые лампы ручной работы из алебастра и гениальное проявление изобретательности – грубый аналог рефлектора – ниши, выдолбленные из камня в пещерах. Использовался отраженный свет!
Достижения, заложенные работами Чикалева и Яблочкова, ждали своего часа. В 1906 г. ученый Кух изобретает ртутную дуговую лампу высокого давления (ВД) – событие, которое можно оценивать как возвращение «свечи Яблочкова». Значительное превосходство по эффективности над лампами накаливания сулили большие перспективы применения этих ламп в НО. Однако существенный недостаток ламп – низкое качество цветопередачи (преобладание сине-зеленого света) сдерживало широкое внедрение. Прошло еще более сорока лет, пока была решена эта проблема.
Целью данной работы является рассмотрение историю создания свечи Яблочкова.

Основная часть
Еще до нашей эры предпринимались попытки НО поселений. На площадях Древних Афин ночью разжигали яркие костры. Улицы Древнего Рима освещались факелами, прикрепленными к стенам зданий, и переносными фонарями с масляными лампами [2].
Весьма серьезно решалась проблема обустройства уличного освещения во Франции. В 1525 г. парижская полиция, в целях общественной безопасности, обязала домовладельцев выставлять слюдяные фонари с горящей свечей в окнах домов, выходящих на улицу. В 1627 г. на парижских улицах появилось несколько фонарей, установленных на деревянных столбах. В те времена это было удивительное изобретение. В 1667 г. по указу короля Людовика XIV в Париже, главным образом для обеспечения общественной безопасности, впервые организовано постоянное стационарное уличное освещение. На улицах и площадях города было установлено 2736 фонарей со свечами. Это было настолько большим событием, что король приказал выбить по этому поводу специальную медаль. Парижане и приезжие иностранцы называли царствование Людовика XIV не иначе как «блестящим» [2].
Вслед за Парижем уличное освещение вводится и в других городах Западной Европы. Освещение городских улиц было признано серьезной научной проблемой. Парижская Академия наук назначила премию за лучший способ освещения большого города с учетом безопасности, экономичности и продолжительности работы источника света. Первую такую премию получил в 1763 г. француз де Шатобланк за изобретенный им рефлектор-отражатель, при помощи которого, как утверждал сам изобретатель, можно узнать человека за тридцать шагов от фонаря. К концу XVIII в. уличное освещение стало непременной и привычной частью благоустройства крупных городов мира. На всех исторических этапах становления НО, вплоть до настоящих дней, перед ним ставились три главные задачи: общественная безопасность, зрительный комфорт в вечерней световой среде города и экономичность.
Интересен исторический факт психологического восприятия искусственного НО на заре его становления. Находилось много противников, которые отвергали искусственный свет в ночном городе. В газете «Кельнише цайтунг» в 1818 г. было опубликовано характерное для того времени воззвание:
– уличное освещение с теологической точки зрения есть вмешательство в Божий распорядок. Ночь нельзя превратить в день;
– с медицинской точки зрения – ночное пребывание на улицах будет увеличивать заболевания;
– с философской точки зрения – уличное освещение должно способствовать упадку нравов;
– с полицейской точки зрения – оно делает лошадей пугливыми, а преступникам помогает.
И тем не менее сторонников городского освещения было подавляющее большинство горожан.
Дальнейшее развитие техники и технологии наружного городского освещения отражает научные и технические открытия и изобретения человечества, большинство из которых посвящены проблемам совершенствования средств освещения.
У истоков электроосвещения России стоял профессор петербургской медицинско - хирургической академии, Петров Василий Владимирович. В 1802 г. при изучении световых явлений, вызванных электрическим током, Петров изобрел электрическую дугу, которая характеризуется появлением высокой температуры и яркого свечения. Наблюдая и анализируя, Петров сделал некие выводу, которые послужил основой для создания электродуговых ламп, ламп накаливания и т.д.
Яблочков Павел Николаевич в 1875 г. изобрел электрическую свечу, состоящую из двух сделанных из угля стержней, которые расположены параллельно и вертикально друг другу. Между стержнями находилась глиняная изоляция. Для более продолжительного горения, на одном подсвечнике располагались четыре последовательно установленные свечи. А.Н. Лодыгин в 1872 г. предложил использовать нити накаливания вместо сделанных из угля электродов. А.Н. Лодыгин в 1874 г. получил патент на создание лампы накаливания с угольным стерженьком, а впоследствии получил и патент в Бельгии, Франции, Великобритании, Австро-Венгрии.
Павел Яблочков в 1876 г. окончил конструкцию электрической свечи, которую начал в 1875 г. В марте получил французский патент, содержащий краткое описание и изображение свечи в ее начальных формах. «Свеча Яблочкова» оказалась простой, удобной и недорогой в использовании, чем лампа Лодыгина. Спустя время, свечи Яблочкова имея название «русский свет» использовались для уличного освещения во многих городах мира.
Первая электростанция была сооружена в 1876 г. на Сормовском машиностроительном заводе в России. Русские электротехники Чиколев, Яблочков и Лодыгин в 1879 г

. вместе с рядом других электротехников и физиков образовали в составе Русского технического общества Особый Электротехнический отдел, целью которого была поддержка развития электротехники.
В апреле 1879 г. в России впервые электрическими фонарями освещен петербургский мост Александра II (нынешний Литейный мост). Благодаря отделу на Литейном мосту введена 1 в России установка наружного электрического освещения. Именно она легла в основу создания местных систем освещения дуговыми лампами некоторых общественных зданий Москвы, Петербурга и других больших городов. Электрическое освещение моста, устроенное В.Н. Чиколевым, где горело 12 свечей Яблочкова вместо 112 газовых рожков, работало всего 227 дней.
Первые центральные станции возникли в 1880 - е годы, которые были более экономичны и более целесообразны при снабжении электричеством многих предприятий.
В то время массовыми потребителями электроэнергии были лампы накаливания и дуговые лампы. Первые электростанции Петербурга размещались на баржах у причалов рек Фонтанки и Мойки, мощность каждой составляла около 200 кВт.
В 1881 г. впервые появилось электрическое освещение в Москве и уже в 1883 г. электрические светильники дошли до Кремля. Специально для этого была построена передвижная электростанция, обсуживающаяся 18 локомобилями и 40 динамо - машинами.
Первая городская непередвижная электростанция появилась в 1888 г. в Москве.
В России электростанции образовывались в начале XX веков и конце XIX. Однако, бурный рост электроэнергетики произошел в 20 - е годы XX столетия, когда по предложению В.И. Ленина был принят план ГОЭЛРО (Государственной электрификации России).
На VIII Всероссийском съезде Советов 22 декабря 1920 г. рассмотрели и впоследствии утвердили Государственный план электрификации России, подготовленный комиссией, под председательством Г.М. Кржижановского [2].
План ГОЭЛРО должен был исполнен в течении 10 - 15 лет, а его итогом было создание «крупного индустриального хозяйства страны». Выдвинутое решение имело большое значение для экономического и социального развития страны [3]. Недаром 22 декабря является знаменательной датой для российских энергетиков.
План ГОЭЛРО был выполнен к 1931 г. К 1935 г. программа была существенно перевыполнена как по числу возведенных электростанций, так и по их количественным и качественным характеристикам, что позволило СССР уже к 1941 г. занять 2 место в Европе и 3 в мире по выработке электроэнергии. До 1913 г. Россия по выработке электроэнергии стояла на 15 месте в мире.
В октябре 1922 г. в Петрограде состоялся пуск первой торфяной электростанции «Уткина заводь».
В 1925 г. совершен запуск Шатурской электростанции на торфе.
В 1926 г. была введена в работу мощная Волховская ГЭС, энергия которой с напряжением 110 кВ, протяженностью 130 км поступала в Ленинград.
В 1947 г., благодаря колоссальному труду советского народа, Россия занимает 1 место в Европе по производству электроэнергии, а в 1958 г. – 2 место в мире.
В Обнинске 27 июня 1954 г. была построена первая в мире АЭС на 5 МВт. К концу ХХ века в мире было построено более 400 атомных электростанций.
Сейчас в мировой электроэнергетике главный интерес представляет выработка на основе альтернативных источников энергии. В этом направлении в нашей стране тоже ведутся работы. Так, летом 2013 г. в селе Яйлю Турочакского района Республики Алтай введены в работу автономные дизель - солнечные электростанции мощностью 100 кВт. В дневной период электроснабжение ведется за счет фотоэлектрических батарей, в ночной – от дизельного электрогенератора и аккумулятора. Этот проект интересен автономностью, опыт которого позволит надежно электрифицировать отдаленные поселения [1].
В России первые уличные фонари, как и многие другие европейские новшества, появились благодаря царю-реформатору Петру I. Осенью 1718 г. в Санкт-Петербурге возле Зимнего дворца были установлены первые 4 масля-ых фонаря. В 1720 г. указом царя предписывалось устроить уличное освещение в С.-Петербурге повсеместно, и спустя три года в северной столице насчитывалось 595 масляных фонарей (конопляное масло с фитилем). Несмотря на несовершенство, популярность уличных фонарей была настолько велика, что в июне 1725 г. был издан новый царский указ об установке по Большой Невской перспективной дороге (Невский проспект) скамеек под фонарями для отдыха прохожих [2].
ВМоскве первые фонари были зажжены в конце 1730 г. по случаю приезда членов императорской фамилии. Это были стеклянные масляные фонари, установленные на улицах с шагом 21,3 м. Сила света масляного фонаря составляла всего 1–2 свечи, однако такое освещение по тем временам считалось большим достижением технической мысли.
Большой вклад в благоустройство города внесла Екатерина II. В 1782 г. императрица утвердила «штат», по которому «для столичного города Москвы по большим улицам быть 3500 фонарей». Начало ХIХ в. отмечено значительным прогрессом в освещения первопрестольной. Только за лето 1800 г. было установлено 3200 новых масляных фонарей, и к концу года в Москве действовало уже 6559 фонарей.
В середине ХIХ в. на мировых рынках появилось более дешевое горючее – керосин, значительно превосходящий по эффективности конопляное масло. Устройство нового освещения не требовало больших затрат, поскольку использовались старые фонари, в которых масляные и спиртовые горелки за-менялись керосиновыми. С 1865 г. Москва освещалась исключительно керосиновыми фонарями, общее количество которых достигало 9200.
Прогресс неумолим, а требования экономии и актуальность НО столь значительны, что, несмотря на негативное отношение многих москвичей к газовому освещению как «признаку умственного повреждения», вслед за керосиновыми засияли газовые фонари. В газовых фонарях использовался так называемый светильный газ, получаемый искусственным путем. Около 1826 г. англичанин Томас Друммонд изобрел газокалильный источник света, названный его именем – «Друммондов свет». Новый источник света основан на ярком свечении куска извести в водородно-кислородном пламени. Свет такой лампы был в 83 раза ярче масляной горелки. В 1835 г. газовое освещение введено в Петербурге. С 1856 до 1910 г. Друммондов свет применялся в театрах Лондона [3].
В 1865 г. Московская городская дума подписала 30-летний контракт на устройство в Москве газового освещения с английской фирмой Букье и Гольдсмит, объявившей низшую цену на торгах за один уличный фонарь в год (14 руб. 50 коп.). В течение трех лет фирма построила газовый завод в Сусальном переулке, проложила газопроводную сеть и установила 3107 фонарей с разрезными горелками: на больших улицах по 50 фонарей на версту, в переулках – по 20 [2].
В конце ХIХ в