빛 전구 내부의 구불 구불 한 와이어를 발명 한 사람은 누구입니까?
우리 모두는 토마스 에디슨이 1879 년에 전구를 발명했으며 첫 번째 성공적인 필라멘트는 13.5 시간 동안 연소 된 면사의 탄화 된 조각이라는 것을 우리의 역사에서 배웠습니다. 오늘날 전구 필라멘트는 타지 않는 한 우리가 생각하는 것이 아니지만 초기 개발은 19 세기의 매혹적인 이야기입니다 화학 및 재료 과학.
에디슨은 전신장비의 국내 발명가로 인정받아 백열등 조명 시스템을 개발하기로 결정했다. 1877 년 가을 에디슨은 몇 가지 중요한 정보를 개발했으며 언론에 그가 곧 상업적으로 성공적인 시스템을 갖게 될 것이라고 발표했습니다.
그는 전구 필라멘트가 과열되는 것을 방지하기 위해 전류 조절기가 필요하다고 결론지었습니다. 열팽창 장치 또는 텔레 그래프 스타일 릴레이를 사용하여 전류가 너무 높을 때 회로를 열 수 있습니다. 회로 차단기 각 필라멘트를 보호하는 것은 전구가 평행하게 배선되어야한다는 것을 의미했습니다.
다행스럽게도 에디슨은 고 저항 램프가 병렬 회로에서 가장 효율적으로 작동한다는 것을 인식하는 줄렌스와 옴 법칙에 대해 충분히 알고있었습니다. 뉴저지 주 멘로 파크에서 수행 된 실험실에서는 필라멘트 에너지 소비가 저항이 아닌 방사 표면에 비례한다는 사실이 밝혀졌습니다. 즉,높은 저항 램프는 더 많은 것을 필요로하지 않을 것입니다.낮은 저항보다 에너지. 방사 표면을 줄이면 실제로 더 많은 빛이 생성됩니다. 따라서 이상적인 필라멘트는 따라,고저항을 가진 얇은 철사 일 것입니다. 그리고 1878 년 10 월에이 시점에 도달하면 에디슨은백열등은 이미 발명 된 것만 큼 좋았습니다.
에디슨이 1877 년 조명 프로젝트를 시작할 무렵에는 약 20 명의 발명가들이 이미 백금이나 이리듐 필라멘트를 공기 중에 가열하거나 진공 상태에서 가열하는 카본 필라멘트로 전구를 만들었습니다. 백금은 이상적인 소재였습니다. 그것은 높은 융점을 가지고 있었고,단단한 코일에 감겨 질 수 있었고,산화에 저항했다. 다른 한편으로는 탄소가 너무 쉽게 산화되어 현재 진공 기술로 보호하기가 어려웠습니다. 초기 벤터들은 질소 및 심지어 탄화수소 대기에서 카본 필라멘트를 사용하여이 문제를 해결하지 못했습니다.
백금 극복에스에슨은 새로운 출처를 찾고 백금 합금을 개발하려고 노력했다. 두 가지 노력 모두 실패했습니다.덜 비싼 금속을 사용하십시오. 이 무렵 에디슨의 기적을 기대했던 언론(에디슨 자신이 강력하게 격려 한 견해)은 결과에 대해 참을성이 없게되었습니다.
이 글은 에디슨 1878 년 전기 발전기에 대한 작업,홍보물 생성 및 백열등 조명 시스템에 대한 재정 지원이 어떻게 준비되었는지에 대해 설명하는 범위를 훨씬 벗어났습니다. 이러한 노력이 프로젝트를 완료하는 데 매우 중요하다고 말할 수 있습니다.
에디슨과 그의 직원이 화학에 가장 중요한 기여 중 하나를 만든 것은 금속 필라멘트와 함께 작업하는 동안이었습니다. 공기 중에 가열 된 백금/이리듐 합금 필라멘트의 현미경 및 화학적 검사 결과 산화가 주요 문제라는 것이 밝혀졌습니다. 금속은 가열하는 동안 가스를 흡착하는 것처럼 보였고 그 융점은 그 구멍의 가스 양에 달려있었습니다. 분명히 필요한 것더 나은 진공 펌프였습니다.
과학문학을 빗질함으로써 멘로 파크 직원은 두 가지 최고의 펌프가 프렌 겔과 가이 슬러 머큐리 유형이라는 것을 알게되었습니다. 그(것)들을 취득 할 수 없었다,에디슨은 둘 다의 제일 특징을 결합한 새로운 펌프를 건설하기 위하여 유리 부는 회사를 의뢰했다. 맥그로 드 게이지가 추가되었고실험실은 곧 세계에서 가장 효율적인(때로는 변덕스러운)진공 펌프를 가지고있었습니다.
더 나은 진공에서 백금을 가열하면 필라멘트가 탈기되어 더 얇아지고 더 높은 온도를 유지할 수 있었다. 또한 개별 회로 파손 장치가 더 이상 각 램프에 필요하지 않기 때문에 시스템을 더 저렴하게 만들 수 있습니다.
에디슨은 결국 미국 과학 발전 협회에 금속 가스에 대한 그의 연구를 발표했습니다. 그것은 금속의 화학에 대한 주요 공헌으로 인정 받고 있습니다. 이 모든 작업은 그러나 문제를 해결하지 못했습니다.가격 비용.
더 나은 진공 펌프로 무장 한 에디슨은 이제 잠재적 인 필라멘트로 탄소로 변했습니다. 그는 탄화 될 수있는 자연적으로 발생하는 섬유를 찾았습니다. 시도 된 많은 섬유 중에는 인간의 머리카락,동물의 머리카락,얇게 썬 뿔,모든 종류의 실,전 세계의 식물 표본이있었습니다. 그들의 힘을 향상시키기 위해 에디슨은 탄화 섬유에 바위 사탕,고래 기름,면화 기름 및 탄화수소를 함침 시키려고했습니다. 궁극적으로,가장 성공적인 섬유는 얇은 것으로 판명되었습니다.대나무의 얇게 썬 스트립.
한편 언론,대중 및 금융 후원자들은 참을성이 없어지고있었습니다. 에디슨은 시범 프로젝트를 위해 전구가 필요했습니다.그래서 첫 번째 전구는 탄화 된 종이 필라멘트를 가지고있었습니다. 심지어 최고의 종이는 불규칙했다섬유의 분포 및 두께가 다양. 종이 필라멘트는 약 300 시간 지속되었습니다.
이 시점에서 검색은 매우 다른 두 경로로 나뉩니다. 모든 인류를 위해 좋은 것들로 가득 찬 풍부한 자연 세계의 19 세기 이상에 의해 영감을,에디슨은 천상의 신의 전능하신 워크숍에서 어딘가에 아나 자연 섬유를 찾았다. 그의 라이벌은 합성 하나를 만들려고 시도했습니다.
그들이 보았 듯이,비정질이고 밀도가 높고 완전히 균일 한 탄소 필라멘트 만이 오래 지속되는 조명을 제공 할 것입니다. 천연 섬유는 이러한 요구 사항을 충족시킬 수 없습니다.
에디슨스는 뉴욕의 윌리엄 소여와 뉴저지 주 뉴 어크의 에드워드 웨스턴의 두 가지 원칙을했다. 웨스턴은 영국 출신으로 1870 년 20 세의 청년으로 미국에 왔다. 그는 뉴욕에 처음으로 정착했다.위치는 사진 화학 물질 제조업체와 함께있었습니다. 거의 파산 한 회사를 개편 할 기회는 웨스턴을 전기 화학 분야로 이끌었다. 그 당시부터 전류의 신뢰할 수있는 소스,웨스턴은 차례로 자신의 주요 사업이되었다 자신의 발전기를 구축하기 시작했다.
그는 1875 년 뉴어크,뉴저시로 이주하였고,1877 년에는 워싱턴 스트리트에 있는 회당을 인수하여 국내 최초의 전기 기계 공장으로 사용하였다. 좋은 발전기로 무장하고 화학에 대한 철저한 지식을 갖춘 웨스턴은 에디슨 1 년 전에 전기 조명에 도전했습니다.
이 지표의 많은 독자들은 웨스턴을 노멀 셀(볼트의 주먹 표준 단위)의 발명가이자 세계 최고의 전기 기기 제조업체 중 하나 인 웨스턴 계측기 회사의 설립자로 인식 할 것입니다. 이 두 가지 업적은 미래에 있었다.
그의 첫 번째 상업적 성공은 실외 아크 조명으로 이루어졌지만 웨스턴은 또한 실내 사용을위한 백열등을 개발하기 위해 노력했습니다. 그의 첫 번째 전구 필라멘트는 좁은 구멍을 통해 탄소 먼지와 타르의 혼합물을 짜서 만들었습니다. 이 섬유가 비 균질 입증 할 때,웨스턴은 사진 화학자로 다시 자신의 일에 생각하고 셀룰로이드를 시도 해결.
셀룰로이드는고열 및 압력 하에서 장뇌와 질화 셀룰로오스를 결합한다. 가연성이 높기 때문에 필라멘트로 사용하기 위해 불안정한 형태가 필요했습니다. 웨스턴은 출발 물질이 산화 되었기 때문에 환원제로 처리하면 탈 질화 및 셀룰로이드 백을 셀룰로오스로 전환 할 것이라고 추론했다. 1882 년 9 월,그는 셀룰로이드가 수산화 암모늄 황화물,염화 제 1 철 또는 황산 제 1 철을 함유 한 욕조에 담그는 공정을 특허했습니다. 발명자에 따르면,돌격 물질은 불연성,밀도,유연성 및 강인했다.
필라멘트는에서 절단되었습니다이 물질의 시트,웨스턴는 이름이 타미 딘는 100000000000. 필라멘트를 가열하여 용해 된 가스를 제거하고 탄화 한 다음 마지막으로 끝을 구리로 도금했습니다.
훈련받은 과학자였던 웨스턴과 고도로 훈련된 연구자였던 에디슨과는 달리,윌리엄사와어는 전신장비의 기자이자 시간제 발명가였다. 제한된 자금 조달에도 불구하고,가난한 이론적 이해 및 음주 문제,소여는 탄소 필라멘트로 작동하는 전구를 생산할 수있었습니다. 그러나 그와 그의 후원자들은 먼저 자신의 제품이나 생산 기술을 개선 할 시간을 갖지 않고 전구를 생산에 투입했습니다. 그들은 1878 년 6 월 프로젝트를 종료해야했습니다.
소여는 탄소 필라멘트의 생산에 매우 중요했다 하나 개의 프로세스를 생성 않았다,그는 그들을 만든 자기 수리. 탄화수소 대기에서 필라멘트를 부드럽게 가열하면 약한 반점과 표면 마크가 가열되어 밝게 빛납니다. 탄소는 전체 필라멘트가 단면을 가질 때까지 이러한 반점에 퇴적되었다. 웨스턴은 거의 같은 시간에 같은 발견을했지만 소여는 처음으로 그 과정을 특허했습니다.
한편 멘로 파크로 돌아온 에디슨은 유휴 상태가 아니 었습니다. 일단 대나무가 효과적인 것으로 밝혀지면필라멘트,최적의 종에 대한 또 다른 검색이 이루어졌습니다. 첫째,모든 열대 잔디의 표본미국에서 얻을 수있는 종들이 시도되었습니다. 그 후 요원들은 쿠바와 남쪽으로 보내졌습니다.열대 잔디를 사냥하기 위해 미국. 윌리엄 무어는 더 이국적인 것을 얻기 위해 일본과 중국으로 보내졌다.대나무 품종. 무진장 검색 후 일본 재배자 네르 쿄토와 계약이 체결되었습니다. 필라멘트 검색이 끝나기 전에 약 6000 종의 대나무를 시도했습니다.
훈련 된 과학자들은 에디슨 대나무 검색에 대한 그들의 머리를 쏘고 그의 비방 자들은 기념비적 인 시간 낭비로서의 노력을 지적했습니다. 그들은 검색이 단일 사용 가능한 필라멘트를 생성하는 데 실패하더라도,그것은 홍보의 엄청난 금액을 생성 않았다,중요한 점을 놓쳤다. 에디슨은 자신의 필라멘트 사냥꾼 중 한 명이 집에 돌아 왔을 때마다 피험자가되는 지점을 만든 다음 프레스와칭으로 그 사람에게 자신의 결과에 대해 큰 소리로 질문했습니다. 에디슨은 또한 줄스 베르넨스 소설의 열렬한 독자였으며 산과 정글을 통한 전 세계 검색은 베르넨스 플롯 중 하나를 사는 것과 같았습니다.
그리고 일본의 필라멘트는 잘 작동했습니다. 1880 년까지 에디슨은최대 1500 시간 지속될 수있는 전구 생산.
마지막 디손 필라멘트 사냥꾼이 뉴저지로 돌아 왔을 때조차도 산업가 히람 막심(나중에 그의 기관총으로 유명)은 타미 딘 필라멘트로 전구를 제조하고있었습니다. 특허 로열티이 필라멘트는 웨스턴에게 대단히 가치있는 것으로 판명되었습니다. 최대 2000 시간 동안 지속되는 타미 딘은 대나무 및 기타 식물 섬유에 대한 심각한 경쟁 도전이되었습니다. 텅스텐 필라멘트가 도입 될 때까지 많은 세계 전구가 만들어졌습니다.이 물질로.
1906 년 일반 전기텅스텐 필라멘트가있는 백열 전구를 도입했습니다.
에디슨 이전에 백열등을 연구했던 20 명 정도의 발명가들 중 대부분은 더 나은 역사서에서만 기억되었다. 에드워드 웨스턴은 더 나은 필라멘트를 가졌을 지 모르지만 인상적인 재정 지원과 유리한 언론을 잃었습니다. 그는 뉴어크스의 거리와 브루클린 다리를 조명하기 위한 계약서를 수여받았지만,웨스턴은 결국 조명 사업을 그만두고 전기측정기구에 관심을 돌렸다. 웨스턴 악기 회사는 1888 년에 설립되었습니다. 뉴 어크 비행기와 오렌지 거리의 모퉁이에 그들의 공장은 악기의 수천을 선회. 웨스턴 특허 포트폴리오에는 전기 도금,전기 계량기,퓨즈,배터리 및 모터의 발전이 포함되었습니다. 웨스턴 뉴 어크 연구소의 성장 명성은 에디슨이 멘로 파크를 포기하고 뉴저지 주 웨스트 오렌지에 거대한 연구 시설을 건설하도록 촉구했다.