kdo vynalezl zkroucený kousek drátu uvnitř žárovky?
všichni Jsme se naučili v našem historyclasses, že Thomas Edison vynalezl žárovku v roce 1879, a že firstsuccessful vlákno bylo zuhelnatělé kus bavlněné vlákno, který spálil for13.5 hodin. Dnes nejsou vlákna žárovek něčím,o čem přemýšlíme, pokud nevyhoří, ale jejich raný vývoj je fascinujícím příběhem chemie a vědy o materiálech z 19. století.
Edison se rozhodl vyvinout anincandescentní osvětlovací systém v době, kdy byl uznán jako nationnsforemost vynálezce telegrafických zařízení. Na podzim roku 1877 Edison vyvinul některé kritické pohledy a oznámil tisku, že brzy bude mít komerčně úspěšný systém.
dospěl k závěru, že je zapotřebí proudový regulátor, aby se zabránilo přehřátí vlákna bulbns. Buď zařízení tepelné roztažnosti nebotelegrafické relé by mohlo být použito k otevření obvodu, když byl proudpříliš vysoká. Jističe chránící každé vlákno znamenalo, že žárovky by musely být zapojeny do paralel.
Naštěstí Edison knewenough o Joulens a Ohmns zákony, rozpoznat, že high-odpor lampswould pracovat co nejefektivněji v paralelních obvodů. Experimenty prováděné v Menlo Parku v New Jersey v laboratořích odhalily, že spotřeba energie filamentns byla úměrnájeho vyzařující povrch, nikoli jeho odpor. Jinými slovy, lampy s vysokým odporem by nevyžadovaly vícenergie než ty s nízkým odporem. Snížení vyzařující plochy skutečně produkovalo více světla. Ideální vlákno by tedy bylo podél tenkého drátu s vysokým odporem. A jakmile dosáhl tohoto bodu v říjnu 1878, Edison to věřilžárovkové světlo bylo stejně dobré, jak již bylo vynalezeno.
v době, kdy Edison hadstarted jeho osvětlení projektu v roce 1877, někteří dvacet vynálezci již builtlight žárovky buď s platinum nebo iridium vláken zahřátí na vzduchu, nebo carbonfilaments zahřívá ve vakuu. Platina byla ideálním materiálem. Měl vysokou teplotu tání, mohl být navinut v těsné cívce a odolával oxidaci. Uhlík na druhé straně byl příliš snadno oxidován a obtížně chráněn současnými vakuovými technologiemi. Dříve se vynálezci neúspěšně pokusili tento problém vyřešit použitím karbonových vláken v dusíkové a dokonce uhlovodíkové atmosféře.
překonat platinumvydražený Edison se pokusil najít nové zdroje a vyvinout slitiny platiny. Obě snahy selhaly, stejně jako pokusy o použití levnějších kovů. Do té doby tisk, který od Edisona očekával zázraky (názor, který sám Edison silně podporoval), začal být netrpělivý na výsledky.
je nad rámec tohoto článku popisovat práci Edisonns 1878 na elektrických generátorech, generování publicity a způsob, jakým byla finanční podpora pro systém žárovkového osvětlení uspořádána. Stačí říci, že toto úsilí bylo rozhodující pro dokončení projektu.
to bylo při práci skovová vlákna, že Edison a jeho zaměstnanci udělali jeden z jejich nejdůležitějšíchpříspěvky k chemii. Mikroskopické a chemické vyšetření vláken ze slitiny platiny / iridia, které byly zahřívány na vzduchu, odhalily, že oxidace je hlavním problémem. Zdálo se, že kov adsorbuje plynyběhem zahřívání a že jeho teplota tání závisí na množství plynu v jeho pórech. To, co bylo zjevně potřebnébylo lepší vakuové čerpadlo.
česáním vědeckýchliteratura pracovníci Menlo Parku zjistili, že dvě nejlepší čerpadla jsou typy rtuti theSprengel a Geissler. Nelze je získat, Edison pověřil firmu na foukání skla, aby postavila nová čerpadla, která kombinovala nejlepší vlastnosti obou. Přibyl mcleodův měřič a záhy byla na světě nejúčinnější (i když někdy Temperamentní)vakuová pumpa.
zahřívání platiny v bettervakuu odplynilo vlákna a následně jim umožnilo být tenčí a odolávat vyšším teplotám. Systém by také zlevnil, protože pro každou lampu již nebyly potřeba jednotlivé jističe.
Edison nakonec prezentovaljeho práce na plynech v kovech Americké asociaci pro rozvoj věd. Je uznáván jako amajor příspěvek k chemii kovů. Všechny tyto práce však nevyřešil problémplatinumns náklady.
vyzbrojen lepší vakuumpump, Edison se nyní obrátil na uhlík jako potenciální vlákno. Hledal přirozeně se vyskytující vlákno, které by mohlo být karbonizováno. Mezi mnoha zkoušenými vlákny byly lidské chlupy, zvířecí chlupy, tence krájený roh, allkinds nití, a botanické vzorky z celého světa. Aby se zlepšila jejich síla,Edison se pokusil impregnovat karbonizovaná vlákna cukrovinkami, velrybím olejem, bavlněným olejem a libovolným počtem uhlovodíků. Nakonec se nejúspěšnější vlákno ukázalo být tenkénakrájené proužky bambusu.
mezitím tisk, veřejnost a finanční podporovatelé rostli netrpělivě. Edison potřeboval žárovky pro své demonstrační projekty.A tak první žárovky měly karbonizovaná papírová vlákna. Dokonce i ten nejjemnější papír měl nepravidelnýdistribuce vláken a různé tloušťky. Papírová vlákna trvala jen asi 300 hodin.
v tomto okamžiku je výzkum rozdělen na dvě velmi odlišné cesty. Inspirován ideálem devatenáctého století bohatého přírodního světa, který byl naplněn dobrými věcmi pro celé lidstvo, hledal Edison anaturální vlákno někde v dílně Božího Všemohoucího. Jeho soupeři se pokusili vytvořit syntetickou.
jak to viděli, pouze anamorfní, husté a zcela rovnoměrné uhlíkové vlákno by poskytovalo dlouhodobé osvětlení. Žádné naturalfiber nikdy nemohl splnit tyto požadavky.
Edisons dva hlavní rivalové byli William Sawyer z New Yorku a Edward Weston z Newarku v New Jersey. Weston byl rodák z Anglie, který přišeldo Spojených států jako mladý muž dvaceti v roce 1870. Usadil se v New Yorku, kde byl jeho prvnípozice byla u výrobce fotografických chemikálií. Možnost přestavět téměř zkrachovalou společnost vedla Westona do oblasti elektrochemie. Protože v té době neexistovalspolehlivý zdroj elektrického proudu, Weston začal stavět vlastní Dynama, což se stalo jeho hlavním obchodem.
se přestěhoval do Newark, NewJersey v 1875 a 1877 získal bývalou synagogu na Washington Streetfor použití jako národ je první elektrické stroje závod. Vyzbrojeni dobrými dynamy a velmidůkladné znalosti chemie, Weston převzal výzvu elektrického osvětlení rok před Edisonem.
Mnoho čtenářů Indikátor rozpozná Weston jako vynálezce NormalCell (pěst standardní jednotka volt) a zakladatel Weston InstrumentCompany, jeden z worldns především elektrické instrumentationmanufacturers. Oba tyto úspěchy byly v budoucnosti.
i když jeho firstcommercial úspěchy by s venkovní reflektory, Weston pracoval také rozvinout zářící světlo pro vnitřní použití. Jeho první vlákna žárovky byly vyrobeny stlačenímsměs uhlíkového prachu a dehtu úzkým otvorem. Ale když se tato vlákna osvědčilane-homogenní, Weston si vzpomněl na své dny jako fotografický chemik a rozhodl se vyzkoušet celuloid.
celuloid je vyráběnkombinace nitrované celulózy s kafrem za vysokého tepla a tlaku. Vzhledem k tomu, že je vysoce hořlavý, astabilní forma byla vyžadována pro použití jako vlákno. Weston odůvodněné, že od výchozí materiál byl oxiduje,zacházení s redukční činidlo by de-nitrify a převést na celuloid do celulózy. V září 1882 patentoval proces, kdy byl celuloid ponořen do lázní obsahujících síran amonný, chlorid železnatý nebo síran železnatý. Podle vynálezce existujevýrobný materiál byl nehořlavý, hustý, pružný a tvrdý.
z tohoto materiálu byla vyříznuta vlákna, která Weston pojmenoval ≥tamidin≤. Vlákna byla zahřátá, aby se odstranilyrozpuštěné plyny, karbonizované a nakonec měly konce pokovené mědí.
na rozdíl od Westona, který byl učeným vědcem, a Edisona, který byl vysoce disciplinovaným výzkumníkem, WilliamSawyer byl novinář a vynálezce telegrafního zařízení na částečný úvazek. Navzdory omezenému financování, špatnému teoretickému porozumění a problému s pitím se Sawyerovi podařilo vyrobit funkční žárovku s uhlíkovým vláknem. On a jeho podporovatelé však vrhli své žárovky do výroby, aniž by si nejprve udělali čas na zdokonalení svého produktu nebo výrobních technik. Byli nuceni opustit projektčerven roku 1878.
Sawyer vytvořil oneprocess, co bylo důležité pro výrobu uhlíkových vláken, udělal jim≥vlastní opravy. Jemné zahřívání vláken v uhlovodíkové atmosféře způsobilo, že se slabá místa a povrchové skvrny zahřály a jasně zářily. Uhlík byl uložen na těchto místech, dokud celé vlákno nemělo auniformní průřez. Weston udělal stejný objev přibližně ve stejnou dobuale Sawyer byl první patentovat proces.
mezitím, zpět v Menloparku, Edison nebyl nečinný. Jakmile bylo zjištěno, že bambus je účinnýfilament, bylo provedeno další hledání optimálního druhu. Nejprve byly vyzkoušeny vzorky všech tropických trávdruhy, které bylo možné získat ve Spojených státech. Agenti byli posláni na Kubu a na jihAmerika, aby lovili tropické trávy. William H. Moore byl poslán do Japonska a Číny, aby získal více exotickýchodrůdy bambusu. Po anexhaustivním hledání byla podepsána smlouva s japonským pěstitelem nearKyoto. Před koncem pátrání bylo vyzkoušeno asi 6000 druhů bambusu.
vyškolení vědci třásli hlavami nad Edisonnovým bambusovým hledáním a jeho odpůrci poukazovali na to, že jde o monumentální ztrátu času. Zmeškali důležitý bod, i když se vyhledávání nepodařilo vygenerovat jako jediné použitelné vlákno, generovalo obrovské množství publicity. Edison udělal bod, že je na thepier, kdykoli se jeden z jeho lovců vláken vrátil domů, pak s tiskem, hlasitě se zeptal muže na jeho výsledky. Edison byl také vášnivým čtenářem románů JulesVernens a celosvětové hledání hor a džunglí bylo pravděpodobně jedním z vernensových spiknutí.
a Japonská vlákna fungují dobře. Do roku 1880 byl Edisonvýroba žárovek, které by mohly trvat až 1500 hodin.
i když se poslední z lovců nekonečných vláken vraceli do New Jersey, průmyslník HiramMaxim (později známý svými kulomety) vyráběl žárovky s Tamidinovými vlákny. Patentové honoráře z těchto vláken se pro Westona ukázaly jako nesmírně cenné. Tamidin trval až 2000 hodin a rychle se stal jakovážná konkurenční výzva pro bambus a další rostlinná vlákna. Až do zavedení wolframových vláken bylo vyrobeno mnoho světýchs tímto materiálem.
v roce 1906, General Electriczavedeny žárovky s wolframovými vlákny.
z asi dvaceti vynálezců, kteří před Edisonem pracovali na žárovkách, je většina z nichpamatováno pouze v lepších učebnicích dějepisu. Edward Weston sice měl lepší vlákno, ale postrádal působivou finanční podporu a příznivý tisk. I když mu byla udělena contractsfor osvětlení Newarkns ulicích a později Brooklynský Most, Weston eventuallydropped z osvětlení podnikání a obrátil svou pozornost k electricalmeasuring nástrojů. Společnost WestonInstrument byla založena v roce 1888. Jejich továrna na rohu ulic Newarkns a Orange se proměnila v tisíce přístrojů. Westonns patentové portfolio zahrnovalo pokroky v galvanickém pokovování, elektroměry, pojistky, baterie, a motory. Rostoucí sláva výzkumné laboratoře Westonns Newark issaid, že Edison opustil Menlo Park a postavil zařízení hugeresearch ve West Orange, New Jersey.