ki találta fel a csavart kis drót belsejében theLight izzó?
történetünkből mindannyian megtudtuk, hogy Thomas Edison 1879-ben találta fel az izzót, és hogy az első sikeres izzószál egy karbonizált pamutfonal volt, amely 13,5 órán át égett. Manapság az izzószálakra nem gondolunk, hacsak nem égnek ki, de korai fejlődésük a 19. századi kémia és anyagtudomány lenyűgöző története.
Edison úgy döntött, hogy anincandescent világítási rendszert fejleszt ki abban az időben, amikor a telegráfiai berendezések nemzeteinek legnagyobb feltalálójaként ismerték el. 1877 őszére Edison kifejlesztett néhány kritikus szempontot, és bejelentette a sajtónak, hogy hamarosan kereskedelmi szempontból sikeres rendszere lesz.
arra a következtetésre jutott, hogy a currentregulator volt szükség megakadályozzák a izzók izzószál túlmelegedését. Vagy hőtágulási eszköz vagytelegraph stílusú relé használható az áramkör kinyitására, amikor az áram volttúl magas. Megszakítókaz egyes izzószálak védelme azt jelentette, hogy az izzókat párhuzamosan kell bekötni.
szerencsére Edison eleget tudott Joulens és Ohmns törvényeiről ahhoz, hogy felismerje, hogy a nagy ellenállású lámpák a leghatékonyabban működnek párhuzamos áramkörökben. A New Jersey-i Menlo Parkban végzett kísérletek azt mutatták, hogy a filamentns energiafogyasztása arányos volt a sugárzó felületével, nem pedig az ellenállásával. Más szavakkal, a nagy ellenállású lámpák nem igényelnének többetenergia, mint az alacsony ellenállású lámpák. A sugárzó felület csökkentése valójában több fényt eredményezett. Így az ideális izzószál lenne mentén, vékony huzal nagy ellenállás. Miután 1878 októberében elérte ezt a pontot, Edison ezt hitteaz izzólámpa olyan jó volt, mint már feltalálták.
mire Edison 1877-ben megkezdte világítási projektjét, mintegy húsz feltaláló már épített olyan izzókat, amelyek vagy platina-vagy irídiumszálakat, vagy vákuumban melegítettek. A platina volt az ideális anyag. Magas olvadáspontja volt, szűk tekercsben lehetett feltekerni, ésellenállt az oxidációnak. A szén viszont túl könnyen oxidálódott és nehezen védhető a jelenlegi vákuumtechnológiákkal. A korábbi feltalálók sikertelenül próbálták megkerülni ezt a problémát szénszálak felhasználásával nitrogénben, sőt szénhidrogén atmoszférában.
a platinumnsexpense leküzdése érdekében Edison új forrásokat keresett és platinaötvözeteket fejlesztett ki. Mindkét erőfeszítés kudarcot vallott, csakúgy, mint a kísérletekkevesebb fémek használata. Ekkorra a sajtó, amely csodákat várt Edisontól (ezt a nézetet maga is erősen ösztönözte), türelmetlenné vált az eredmények iránt.
ez a cikk jóval túlmutat azon,hogy leírja Edisonns 1878-as munkáját az elektromos generátorokon, reklámot generálva, valamint azt, hogy miként gondoskodtak az izzó világítási rendszer pénzügyi támogatásáról. Elég azt mondani, hogy ezek az erőfeszítések kritikusak voltak a projekt befejezéséhez.
Edison és munkatársai a fémszálakkal való munka során tették meg a kémia egyik legfontosabb hozzájárulását. A levegőben hevített platina/irídium ötvözet szálak mikroszkópos és kémiai vizsgálata során kiderült, hogy az oxidáció komoly problémát jelent. Úgy tűnt, hogy a fém melegítés közben adszorbeálja a gázokat, olvadáspontja pedig a benne lévő gáz mennyiségétől függpórusok. Amire nyilvánvalóan szükség volt, az egy jobb vákuumszivattyú volt.
a Tudományos irodalom áttekintésével a Menlo Park munkatársai megtudták, hogy a két legjobb szivattyú a Prengel és a Geissler mercury típus. Nem tudta megszerezni őket, Edison egy üvegfúvó céget bízott meg új szivattyúk építésével, amelyek mindkettő legjobb tulajdonságait ötvözték. Egy McLeod mérőműszert adtak hozzá, és a laboratórium hamarosan megkapta a világ leghatékonyabb (bár néha Temperamentumos)vákuumszivattyúját.
fűtés platina egy bettervacuum gáztalanította az izzószálak, és cserébe lehetővé tette számukra, hogy vékonyabb és towstand magasabb hőmérsékleten. Ez a rendszert is olcsóbbá tenné, mivel az egyes lámpákhoz már nem volt szükség külön megszakítókra.
Edison végül bemutatta a fémek gázokkal kapcsolatos munkáját az American Association for the Advancement ofScience-nek. Ez elismertjelentős hozzájárulás a fémek kémiájához. Mindez a munka azonban nem oldotta meg a platinumns költségének problémáját.
jobb vákuumszivattyúval felfegyverkezve Edison most szénre fordult, mint potenciális izzószálra. Egy természetben előforduló rostot keresett, ami elszenesedhet. A sok kipróbált szál között voltak emberi szőrszálak, állati szőrszálak, vékonyra szeletelt szarv, mindenféle szál, valamint botanikai példányok a világ minden tájáról. Annak érdekében,hogy javítsák erejüket, Edison megpróbálta impregnálni a karbonizált szálakat kőcukorral,bálnaolajjal, pamutolajjal és tetszőleges számú szénhidrogénnel. Végül a legsikeresebb szál vékonynak bizonyultszeletelt bambuszcsíkok.
eközben a sajtó, a nyilvánosság és a pénzügyi támogatók egyre türelmetlenebbek lettek. Edisonnak izzókra volt szüksége a demonstrációs projektjeihez.Így az első izzók karbonizált papírszálakkal rendelkeztek. Még a legfinomabb papír is szabálytalan volta szálak eloszlása változó vastagságú. A papírszálak csak körülbelül 300 órán át tartottak.
ezen a ponton a kutatás két nagyon különböző útra oszlik. A tizenkilencedik századi ideál ihlette egy bőséges természeti világot, amely tele volt jó dolgokkal az egész emberiség számára, Edison természetes rostot keresett valahol a mindenható istenségek mindenható műhelyében. A riválisai megpróbáltak létrehozni egy szintetikusat.
ahogy látták, csak anamorf, sűrű és teljesen egyenletes szénszál biztosítana hosszú élettartamú megvilágítást. A naturalfiber soha nem felel meg ezeknek a követelményeknek.
Edisonns két fő riválisa William Sawyer New Yorkból és Edward Weston Newarkból, New Jersey-ből. Weston Angliában született, aki jöttaz Egyesült Államokba, mint húsz éves fiatalember 1870-ben. New Yorkban telepedett le, ahol az elsőpozíciója a fényképészeti vegyi anyagok gyártója volt. Az esély Egy majdnem csődbe jutott felújításraa lemezgyártó cég vezette Westont az elektrokémia területére. Mivel abban az időben nem voltmegbízható áramforrás, Weston elkezdte építeni saját dinamóit,ami viszont az elsődleges üzletévé vált.
költözött Newark, NewJersey 1875-ben és 1877-ben szerzett egy korábbi zsinagóga Washington Streetfor használni, mint az ország első elektromos Gépgyár. Jó dinamókkal és nagyon alapos kémiai ismeretekkel felfegyverkezve Weston egy évvel Edison előtt vállalta az elektromos világítás kihívását.
az indikátor sok olvasója felismeri Westont, mint a NormalCell (a volt első standard egysége) feltalálóját és a Weston InstrumentCompany alapítóját, amely a világ egyik legfontosabb elektromos műszergyártója. Mindkét eredmény a jövőben volt.
bár első kereskedelmi sikerei a kültéri ívlámpákkal lennének, Weston izzólámpa kifejlesztésén is dolgozott beltéri használatra. Első izzószálait szénpor és kátrány keverékének egy keskeny nyíláson keresztül történő összenyomásával készítette. De amikor ezek a szálak nem homogénnek bizonyultak, Weston visszagondolt a fotókémikus napjaira, és megoldotta a celluloid kipróbálását.
Celluloid készülnitrált cellulóz kámforral kombinálva magas hő és nyomás alatt. Mivel nagyon gyúlékony, astabil forma volt szükséges az izzószálként való felhasználáshoz. Weston azzal érvelt, hogy mivel a kiindulási anyag oxidálódott, a redukálószerrel végzett kezelés nitrifikálja és cellulózzá alakítja a celluloidot. 1882 szeptemberében szabadalmaztatott egy eljárást, amelynek során a celluloidot vízmentes ammónium-szulfidot, vas-kloridot vagy vas-szulfátot tartalmazó fürdőkbe merítették. A feltaláló szerint az eredményező anyag nem gyúlékony, sűrű, rugalmas és kemény volt.
a szálakat kivágtákennek az anyagnak a lapjai, amelyeket Weston névadónak nevezett el. Az izzószálakat felmelegítették, hogy eltávolítsák az oldott gázokat, elszenesítették, végül a végeket rézbevonattal látták el.
ellentétben Westonnal, aki képzett tudós volt, és Edisonnal, aki rendkívül fegyelmezett kutató volt, WilliamSawyer újságíró volt, és részmunkaidőben feltalálta a távíró berendezéseket. A korlátozott finanszírozás, a gyenge elméleti megértés és az ivási problémák ellenére Sawyernek sikerült előállítania egy működő izzót szénszálas izzóval. De támogatóival rohant az izzók termelésébe anélkül, hogy először időt fordítottak volna termékük vagy gyártási technikáik finomítására. Kénytelenek voltak kilépni a projektből1878 júniusában.
Sawyer nem létre oneprocess, amely létfontosságú volt a termelés szénszálak, ő tette őket kb self repair. A szénhidrogén atmoszférában a szálak gyengéd felmelegedése miatt a gyenge pontok és a felületfoltok felmelegedtek és fényesen világítottak. A szén lerakódott ezeken a foltokon, amíg az egész izzószál auniform keresztmetszetű volt. Weston körülbelül ugyanabban az időben tette ugyanezt a felfedezéstde Sawyer volt az első, aki szabadalmaztatta a folyamatot.
közben, vissza a Menloparkba, Edison nem volt tétlen. Miután a bambusz hatékonynak bizonyultszálat, egy másik keresést végeztek az optimális fajra. Először is, az összes trópusi fű példányaiaz Egyesült Államokban beszerezhető fajokat megpróbálták. Az ügynököket ezután Kubába és Dél-Amerikába küldték, hogy trópusi füvet keressenek. William H. Moore-t Japánba és Kínába küldték, hogy egzotikusabb bambuszfajtákat szerezzen. Kimerítő keresés után szerződést írtak alá egy nearKyoto Japán termelővel. A filmkutatás befejezése előtt mintegy 6000 bambuszfajt próbáltak ki.
a képzett tudósok az Edisonns bamboo search-re vetették a fejüket, és ellenzői monumentális időpocsékolásnak nevezték az erőfeszítést. Elmulasztottak egy fontos pontot, még akkor is, ha a keresés nem hozott létre egyetlen használható izzószálat, hatalmas mennyiségű nyilvánosságot generált. Edison tett egy pontot, hogy a thepier, amikor az egyik filament vadászok hazatért, majd a presswatching, hangosan megkérdőjelezte az ember az ő eredményei. Edison szintén lelkes olvasója volt a JulesVernens regényeknek, és a hegyek és dzsungelek közötti világméretű keresés olyan volt, mintha Vernens egyik cselekményét élné.
a japán filamentek pedig jól működtek. 1880-ra Edison voltolyan izzók előállítása, amelyek akár 1500 órát is igénybe vehetnek.
még akkor is, amikor az utolsó ofEdisonns filament vadászok visszatértek New Jersey-be, az iparos HiramMaxim (később géppuskáiról híres) izzókat gyártott Tamidinfilamentekkel. Szabadalmi jogdíjakezek az izzószálak rendkívül értékesnek bizonyultak Weston számára. A 2000 óráig tartó Tamidin gyorsan komoly versenykihívássá vált a bambusz és más növényi rostok számára. A volfrámszálak bevezetéséig a világ számos izzója készült ezzel az anyaggal.
1906-ban Általános Elektromosbevezette az izzólámpákat volfrámszálakkal.
a húsz feltaláló közül, akik Edison előtt izzólámpákon dolgoztak, a legtöbb csak a jobb történelemkönyvekben emlékezett meg. Lehet, hogy Edward Westonnak volt a jobb izzószála, de hiányzott a lenyűgöző pénzügyi támogatás és a kedvező sajtó. Bár elnyerte a newarkns utcák és később a Brooklyn-híd megvilágítására vonatkozó szerződéseket, Weston végül kilépett a világítási üzletből, és figyelmét az elektromos mérőműszerekre fordította. A WestonInstrument céget 1888-ban alapították. A newarkns Plane és Orange utcák sarkán lévő gyárukban több ezer hangszer jelent meg. A Westonns szabadalmi portfóliója magában foglalta a galvanizálás,az elektromos fogyasztásmérők, a biztosítékok, az akkumulátorok és a motorok fejlődését. A Westonns Newark kutatólaboratórium növekvő hírneve állítólag arra késztette Edisont, hogy hagyja el a Menlo Parkot, és építse meg a hatalmas kutatási létesítményeket West Orange-ban, New Jersey.