Первая дуговая электрическая лампа была изобретена в 1802 г. русским физиком В.В. Петровым. Ее основу составляли два угольных стержня, располагавшиеся горизонтально. Один из них присоединялся к положительному полюсу электрической батареи, другой — к отрицательному. Разогреваясь, стержни начинали светиться, и между ними возникала светящаяся электрическая дуга. Чтобы получить такую дугу, следовало разводить угольные стержни на строго определенное расстояние, что было трудно осуществить технически.
В середине XIX в. французский физик Ж. Фуко придумал регулятор, который автоматически поддерживал необходимое расстояние между углями. Однако это усложнило конструкцию лампы. В конце XIX в. идея создания удобной в использовании электрической лампочки, что называется, витала в воздухе. П.Н. Яблочков одним из пер-вых принялся за решение этой проблемы.
«Свеча Яблочкова» отличалась простой конструкцией. Угольные электроды изобретатель расположил не горизонтально, как это делали до него, а; вертикально, поместив между ними.изолятор (фарфоровую вставку). При пропускании через «свечу» электрического тока вверху возникала светящаяся дуга, зажигавшая электроды. Чтобы добиться равномерного освещения, Яблочков обмазывал электроды слоем каолина — бе-лой глины, выполнявшей роль изолятора. Лампы работали в течение часа, а затем сгорали. Чтобы лампа светила дольше, Яблочков увеличил толщину одного угольного стержня, а также использовал переменный ток.
К изобретателю пришла слава. В Париже его лампочками был впервые освещен магазин «Лувр». Газовые фонари на улицах французской столицы были демонтированы — их повсеместно заменили «свечи Яблочкова». Помещенные в белые матовые шары, они давали приятный яркий свет.
Лампы Яблочкова можно было встретить не только в Париже: они горели на центральных улицах всех европейских столиц, В залах и ресторанах лучших гостиниц, на аллеях крупнейших парков Европы. На предприятиях товарищества выпускалось по 10 тыс. лампочек в день, а раскупались они мгновенно (одна лампочка стоила 20 копеек, что было по тем временам не так уж дешево).
Но триумф русского изобретателя был недолгим. Вскоре стали утверждать, что на самом деле свет пришел не из России, а из Америки и что русский ученый специально сделал свои лампы недолговечными, чтобы разбогатеть. Но и объективно будущее принадлежало не дуговой лампе, а лампе накаливания, изобретенной нашим соотечественником А.Н. Лодыгиным и усовершенствованной Т. Эдисоном (именно такой лампой мы пользуемся до сих пор).
В 1879 г. П.Н. Яблочков вернулся в Россию. В Петербурге было налажено производство дуговых ламп, но запустить их в широкое потребление не удалось. Тем не менее заслуга изобретателя несомненна. Благодаря «свече Яблочкова» в жизни людей наступила новая эра: электрический свет перестал восприниматься как чудо. Сегодня мы вспоминаем о П.Н. Яблочкове с глубоким уважением к его многотрудной жизни и его изобретению.
100 великих русских изобретений, Вече 2008
Свеча Яблочкова - один из вариантов электрической угольной дуговой лампы, изобретённый в 1876 году Павлом Николаевичем Яблочковым .
История создания и применения
Первые опыты с электрическим освещением Павел Николаевич Яблочков начал проводить ещё в своей московской мастерской в 1872 и 1873 годах. Учёный работал тогда с регуляторами разных систем, а затем с вышедшей в то время угольной лампой А. Н. Лодыгина. Яблочков брал тонкие угольки и помещал их между двумя проводниками. Для того чтобы уголь не сгорал, Яблочков обматывал его волокнами горного льна. Идея была в том, чтобы уголь, накаливаясь не сгорал, а накаливал только окружающий его горный лён. Хотя эти опыты были неудачными, они подсказали Яблочкову идею применения в электрическом освещении глины и других подобных материалов.
В 1875 году во время одного из многочисленных опытов по электролизу растворов поваренной соли параллельно расположенные угли, погружённые в электролитическую ванну, случайно, коснулись друг друга. Тотчас между ними вспыхнула электрическая дуга, на короткий миг осветившая ярким светом стены лаборатории. Это натолкнуло Павла Николаевича на мысль о создании более совершенного устройства дуговой лампы без регулятора межэлектродного расстояния - будущей «свечи Яблочкова». В октябре того же года Яблочков уехал за границу. Оказавшись в Париже он устроился на работу в мастерские физических приборов профессора Антуана Бреге. Однако его не покидала мысль о создании дуговой лампы без регулятора.
К началу весны 1876 года Яблочков завершил разработку конструкции электрической свечи и 23 марта того же года получил на неё французский патент за № 112024, содержащий краткое описание свечи в её первоначальных формах и изображение этих форм. Свеча Яблочкова оказалась проще, удобнее и дешевле в эксплуатации, чем угольная лампа Лодыгина, она не имела ни механизмов, ни пружин.
15 апреля 1876 года Яблочков принял участие в выставке физических приборов, которая открылась в Южном Кенсингстоне (Лондон). Там учёный выступал как в качестве представителя фирмы Бреге, так и самостоятельно - экспонировал свою свечу. Лондон стал местом первого публичного показа нового источника света. На невысоких металлических постаментах, установленных на большом расстоянии друг от друга, Яблочков поставил четыре своих свечи, обёрнутых в асбест. К светильникам был подведён ток от динамо-машины, находившейся в соседнем помещении. Поворотом рукоятки ток был включён в сеть, и тотчас обширное помещение залил очень яркий, чуть голубоватый электрический свет. Многочисленная публика пришла в восторг.
Парижский ипподром, освещённый свечами Яблочкова
Лондонская улица, освещённая свечами Яблочкова
Общая схема электрического освещения Яблочкова: фонарь на 4 свечи с коммутатором, питаемый от динамо-машины Грамма
Успех свечи Яблочкова превзошёл ожидания. Вся мировая печать, в особенности техническая, была полна сведениями о новом источнике света. Газеты выходили с заголовками: «Вы должны видеть свечу Яблочкова» ; «Изобретение русского отставного военного инженера Яблочкова - новая эра в технике» ; «Свет приходит к нам с Севера - из России» ; «Северный свет, русский свет, - чудо нашего времени» ; «Россия - родина электричества» и т. д.
В конце лета 1876 года Яблочков вернулся из Лондона в Париж, где его познакомили с инженером и предпринимателем Луи Денейрузом. Для практической реализации своих изобретений и организации производства электрических свечей во Франции, по совету Антуана Бреге, Яблочков заключил с Денейрузом договор, на основании которого тот создал компанию «Syndicat d’etude d’eclairage electrique procedes Jablochkoff». Эта компания помимо производства свечей, вела также работы по установке первичных двигателей и динамомашин для осветительных установок со свечами Яблочкова и полное их оборудование. В первые годы своего существования экспортный оборот компании составил более 5 млн франков. Сам Павел Николаевич, уступив право на использование своих изобретений владельцам компании, как руководитель её технического отдела, продолжал трудиться над дальнейшим усовершенствованием системы освещения, довольствуясь более чем скромной долей от огромных прибылей компании.
Первая установка освещения свечами Яблочкова была устроена в феврале 1877 года в «Salle Marengo» магазина Лувр и состояла из 6 свечей, питаемых двумя машинами «Alliance». Во время действия их наблюдалось мерцание, объясняемое неоднородностью углей и колебаниями числа оборотов двигателя, и дребезжание колпаков («пение» свечи). В фонарях приходилось часто менять свечи после их выгорания, а для того, что бы помещение не оставалось при этом в темноте, оказалось нужным устроить особое приспособление для смены ламп.
Для расширения производства электрических свечей необходимо было решить несколько проблем, главной из которых была проблема обеспечения осветительных установок генераторами переменного тока. Первым шагом в этом направлении было построение мастерскими бельгийского изобретателя Зиновия Теофиля Грамма особого коммутатора, который присоединялся к машине постоянного тока; однако это было лишь частичным разрешением задачи. В 1877 году Грамм выпустил первые машины переменного тока для питания свечей Яблочкова. При помощи этих машин удобно было питать четыре обособленных цепи, в каждую из которых можно было включать несколько свечей. Машины были рассчитаны на электрические свечи в 100 карселей , то есть силой света 961 кандела.
Вслед за магазином Лувр свечи Яблочкова были установлены на площади перед зданием Парижской оперы, в мае 1877 года они впервые осветили одну из магистралей столицы - Avenue de l’Opera. Жители французской столицы в начале сумерек толпами стекались полюбоваться гирляндами белых матовых шаров, установленных на высоких металлических столбах. И когда все фонари разом вспыхивали ярким и приятным светом, публика приходила в восторг. Не меньшее восхищение вызывало освещение парижского крытого ипподрома. Его беговая дорожка освещалась 20 дуговыми лампами с отражателями, а места для зрителей - 120 электрическими свечами Яблочкова, расположенными в два ряда.
17 июня 1877 года свечи Яблочкова установили на Вест-Индских доках в Лондоне, несколько позже свечи Яблочкова осветили часть набережной Темзы, мост Ватерлоо, отель «Метрополь», Гатфильдский замок, Вестгейтские морские пляжи. Почти одновременно с Англией свечи Яблочкова вспыхнули в помещении торговой конторы Юлия Михаэлиса в Берлине. Новое электрическое освещение с исключительной быстротой завоевало Бельгию и Испанию, Португалию и Швецию. В Италии им осветили Колизей, Национальную улицу и площадь Колона в Риме, в Вене - парк Фольскгартен, в Греции - Фалернскую бухту. На Американском континенте «русский свет» впервые вспыхнул в 1878 году в Калифорнийском театре (California Theatre; ныне не существует) в Сан-Франциско. 26 декабря того же года свечи Яблочкова осветили магазины Винемара в Филадельфии; затем улицы и площади Рио-де-Жанейро и городов Мексики. Появились они в Дели, Калькутте, Мадрасе и ряде других городов Британской Индии. Даже персидский шах и король Камбоджи осветили «русским светом» свои дворцы.
В России первая проба электрического освещения по системе Яблочкова была проведена 11 октября 1878 года. В этот день были освещены казармы Кронштадтского учебного экипажа и площадь у дома, занимаемого командиром Кронштадтского морского порта. Спустя две недели, 4 декабря 1878 года, свечи Яблочкова - 8 шаров, впервые осветили Большой театр в Санкт-Петербурге. Газета «Новое время» в номере от 6 декабря писала:
Ни одно из изобретений в области электротехники не получало столь быстрого и широкого распространения, как свечи Яблочкова. Это был подлинный триумф русского инженера.
Компании по коммерческой эксплуатации свечи Яблочкова были основаны во многих странах мира. Свечи Яблочкова появились в продаже и начали расходиться в громадном количестве, так, к примеру, предприятие Бреге ежедневно выпускало свыше 8 тысяч свечей. Каждая свеча стоила около 20 копеек.
Успех освещения по системе Яблочкова вызвал панику среди акционеров английских газовых компаний. Они пустили в ход все средства, вплоть до явных обманов, клеветы и подкупов, чтобы дискредитировать новый способ освещения. По их настоянию английский парламент учредил в 1879 году даже специальную комиссию с целью рассмотрения вопроса о допустимости широкого использования электрического освещения в Британской империи. После длительных дебатов и выслушивания свидетельских показаний члены комиссии так и не пришли к единому мнению по этому вопросу.
В 1877 году русский морской офицер А. Н. Хотинский принимал в Америке крейсеры, строящиеся по заказу России. Он посетил лабораторию Т. Эдисона и передал ему лампу накаливания А. Н. Лодыгина и «свечу Яблочкова» со схемой дробления света. Эдисон внёс некоторые усовершенствования и в ноябре 1879 года получил на них патент как на свои изобретения. Яблочков выступил в печати с жёсткой критикой, заявив, что Томас Эдисон украл у русских не только их мысли и идеи, но и их изобретения. Профессор В. Н. Чиколев писал тогда, что способ Эдисона был не нов и обновления его ничтожны.
Прошедшая в 1881 году в Париже Международная электротехническая выставка, показала, что свеча Яблочкова и его система освещения начали терять своё значение. Хотя изобретения Яблочкова получили высокую оценку и были признаны постановлением Международного жюри вне конкурса, сама выставка явилась триумфом лампы накаливания, которую Т. Эдисон довёл до практического совершенства ещё к 1879 году. Она могла гореть 800-1000 часов без замены, её можно было много раз зажигать, гасить и снова зажигать. К тому же она была и экономичнее свечи. Всё это оказало сильное влияние на дальнейшую работу Павла Николаевича. Начиная с 1882 года он целиком переключился на создание мощного и экономичного химического источника тока.
Свеча Яблочкова в России
Свеча Яблочкова (из фондов Саратовского областного музея краеведения)
В 1878 году Яблочков решил вернуться в Россию, чтобы заняться проблемой распространения электрического освещения. На родине он был восторженно встречен как изобретатель-новатор. Вскоре после приезда изобретателя в Санкт-Петербург была учреждена акционерная компания «Товарищество электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов П. Н. Яблочков-изобретатель и К°», в числе акционеров которой были промышленники, финансисты, военные - поклонники электрического освещения свечами Яблочкова. Содействие изобретателю оказывали генерал-адмирал Константин Николаевич, композитор Н. Г. Рубинштейн и другие известные лица. Компания открыла свой электротехнический завод на Обводном канале.
Первая проба электрического освещения по системе Яблочкова была проведена в России 11 октября 1878 года. В этот день были освещены казармы Кронштадтского учебного экипажа и площадь у дома, занимаемого командиром Кронштадтского морского порта. Спустя две недели, 4 декабря 1878 года, свечи Яблочкова - 8 шаров, впервые осветили Большой театр в Санкт-Петербурге. Газета «Новое время» в номере от 6 декабря писала:
Весной 1879 года товарищество «Яблочков-изобретатель и К°» соорудило ряд установок электрического освещения. Большинство работ по установке электрических свечей, разработке технических планов и проектов проводилось под руководством Павла Николаевича. Свечи Яблочкова, изготовляемые парижским, а затем петербургским заводом общества, зажглись в Москве и Подмосковье, Ораниенбауме, Киеве, Нижнем Новгороде, Гельсингфорсе (Хельсинки), Одессе, Харькове, Николаеве, Брянске, Архангельске, Полтаве, Красноводске, Саратове и других городах России.
С наибольшим интересом изобретение П. Н. Яблочкова было встречено в учреждениях военно-морского флота. К середине 1880 года в России было установлено около 500 фонарей со свечами Яблочкова. Из них больше половины было установлено на военных судах и на заводах военного и военно-морского ведомств. Например, на Кронштадтском пароходном заводе было установлено 112 фонарей, на царской яхте «Ливадия» - 48 фонарей, на других судах флота - 60 фонарей, при этом установки для освещения улиц, площадей, вокзалов и садов имели каждая не более 10-15 фонарей.
Однако электрическое освещение в России такого широкого распространения, как за границей, не получило. Причин для этого было много: русско-турецкая война, отвлекавшая много средств и внимания, техническая отсталость России, инертность, а подчас и предвзятость городских властей. Не удалось создать и сильную компанию с привлечением крупного капитала, недостаток средств ощущался всё время. Немаловажную роль сыграла и неопытность в финансово-коммерческих делах самого главы предприятия. Павел Николаевич часто отлучался по делам в Париж, а в правлении, как писал В. Н. Чиколев в «Воспоминаниях старого электрика», «…недобросовестные администраторы нового товарищества стали швырять деньги десятками и сотнями тысяч, благо они давались легко!» .
Конструктивные особенности
Подсвечники для свечи Яблочкова с пружинным зажимом
Лампа для свечи Яблочкова (Париж)
Устройство свечи Яблочкова
Первая модель свечи Яблочкова, которая демонстрировалась на выставке в Лондоне, состояла из двух параллельно расположенных углей; для того, чтобы дуга горела только на конце углей, один их углей окружался лёгкоплавкой фарфоровой трубкой или трубкой из белого стекла, как это делалось для имитации свечей в газовом освещении. При обгорании углей эта трубка постепенно расплавлялась. В связи с тем, что угли при питании их постоянным током сгорали неодинаково, положительный уголь делался толще отрицательного. Более толстый положительный электрод электрических свечей давал довольно заметную тень. Дальнейшие исследования показали, что равномерное сгорание углей одинакового сечения возможно только при использовании переменного тока для питания свечи.
Свеча устанавливалась в специальный подсвечник, состоявший из двух медных деталей, изолированных одна от другой и смонтированных на подставке из шифера или какого-либо другого материала. Медные детали представляли собой пружинный зажим, в который вставлялись оба угля для создания хорошего контакта. К этому зажиму подходили два провода от источника тока.
Само название свечи было дано этому источнику света вследствие того, что внешне свечу напоминала фарфоровая оболочка угля и пламя находилось не между электродами, а на конце белого стержня, как это было, например, у стеариновой свечи.
К февралю 1877 года Яблочков несколько усовершенствовал свечу. Он отказался от трубки из фарфора. Свеча теперь состояла из двух угольных блоков 120 мм длиной и 4 мм в диаметре, разделённых изоляционным материалом - каолином. Расстояние между углями составляло 3 мм. На верхнем крае углей устанавливался замыкатель («коломбина») в виде обугленной пластинки, прикреплённой посредством бумажной полоски . При подключении свечи к источнику переменного тока , предохранительная перемычка на конце сгорала, поджигая дугу. Свеча горела ¾ часа; по истечении этого времени приходилось вставлять в фонарь новую свечу. Сила света свечей составляла 20-25 карселей, то есть 192-240 кандела. Эти свечи использовались для освещения магазина Лувр.
На основе опыта по освещению магазина Лувр Яблочкову удалось внести в конструкцию свечи существенные изменения: каолин был заменён гипсом, благодаря чему возрос световой поток; длина угольных блоков доведена до 275 мм, из которых 225 мм было полезной; благодаря улучшению материала, из которого делались свечи, срок их службы был удвоен и доведён до полутора часов. Нижние края углей позднее стали металлизировать (то есть покрывать красной медью), для того, чтобы получить более хороший контакт при вставлении свечи в пружинный держатель. Эта конструкция свечи была рассчитана на массовое распространение.
Свечи закрывались глазурированными шарами из стекла. Диаметр шара обычно был равен 400 мм, вверху его делалось отверстие. Фонари были высотой до 700 мм, в их цоколе имелись дверцы для вентиляции.
Для увеличения времени освещения была разработана конструкция фонаря на 4 свечи, в котором помещалось крестообразно четыре держателя на общей подставке. Через определённый промежуток времени ламповщики обходили фонари и переводили ток особыми коммутаторами со сгоревшей свечи на новую. Впоследствии были придуманы так называемые автоматические подсвечники. Один из них представлял собой конструкцию из нескольких свечей, в каждую из которых упирался металлический стержень. Этот стержень поддерживал рычажок, на котором находился контакт. Когда свеча догорала до определённого уровня, упор уничтожался, контакт падал и ток переходил на другую свечу. Другое устройство было сделано иначе: в середину подсвечника помещался стержень, от которого натягивалась тонкая шёлковая нить; когда свеча догорала, нить загоралась, поддерживаемый ей рычажок падал и переносил ток на другую свечу. Кроме того, для перевода тока под подсвечником устраивался ртутный коммутатор; он состоял из коробки с несколькими отверстиям, в которую была налита ртуть. На оси помещался металлический круг и несколько стержней; в отделение с ртутью входил только один стержень. При таком устройстве, когда свеча горела, рычажок был притянут, а стержень находился в ртути; как только свеча догорала или случайно потухала, рычажок падал, стержень выходил из отделения с ртутью, а новый входил в другое отделение и ток передавался на следующую свечу.
Прочие усовершенствования
Павел Яблочков постоянно вносил усовершенствования в конструкцию лампы. Помимо основного французского патента № 112024 он получил к нему ещё шесть привилегий.
Первая дополнительная привилегия, датированная 16 сентября 1876 года, закрепила за Яблочковым приоритет в замене каолина другими силикатообразными веществами с присадками солей металлов для окраски пламени. Характер изоляционного материала, который помещался в свече между электродами имел большое значение. Остановившись сначала на каолине, Павел Николаевич продолжал изыскивать другие подходящие материалы. Кроме того Яблочков начал использовать эту изоляционную прослойку, для того чтобы окрашивать пламя дуги в разные цвета. Одновременно Яблочков запатентовал изготовление свечей нескольких калибров по силе света. В результате длительной работы ему удалось добиться однородности качества углей и выпускать их в довольно большом ассортименте силой света от 8 до 600 карселей, то есть от 77 до 5766 кандел.
Во второй своей дополнительной привилегии от 2 октября 1876 года Яблочков предусмотрел применение в качестве изолирующей прослойки таких смесей, которые под влиянием нагрева могут превращаться в некоторое небольшое количество полужидкой текучей массы и образовывать дугу в том месте между электродами, где эта капля будет касаться электродов; дуга при этом может перемещаться при движении полужидкой капли. Такие вещества способны увеличивать длину дуги при том же напряжении тока, что было использовано Яблочковым для изготовления свечей на разные силы света.
Третье дополнение к основному французскому патенту № 112024, взятое 23 октября 1876 года, предусматривало, что изоляционная масса делается не из твёрдых кусков, а из порошка, причём угли окружаются оболочкой, наружная часть которой делается из асбестового картона. Угли вокруг оболочки окружены порошком, оболочки углей друг от друга также отделяются порошком.
По четвёртому дополнению от 21 ноября 1876 года угли заменяются трубками, содержащими ту же массу, которая применяется для изоляции. В шестом, последнем, дополнении к патенту № 112024 от 11 марта 1879 года Яблочков снова вернулся к массе, которая должна обеспечивать новое зажигание после потухания свечи. Для осуществления этого масса должна быть достаточно проводящей для возобновления зажигания. Это было достигнуто прибавлением к массе до 10 % цинкового порошка; саму же массу Павел Николаевич сделал из смеси гипса с сернокислым барием.
Патенты
Помимо французского патента № 112024, патенты на электрическую свечу П. Н. Яблочков получил и в других странах:
- в Англии - на «усовершенствование электрического света», выданный 9 марта 1877 года за № 3552 в качестве предварительной спецификации, и на «усовершенствование в электрических лампах и в устройствах для разделения и распределения электрического света, к ним относящихся», выданный 20 июля 1877 года за № 494.
- в Германии - на электрическую лампу, выданный 14 августа 1877 года за № 663.
- в России - на «электрическую лампу и способ распределения в оной электрического тока», выданный 6 (12) апреля 1878 года.
- в США - на электрическую лампу, выданный 15 ноября 1881 года.
Недостатки свечи Яблочкова
Недостатки, присущие свечам Яблочкова, можно классифицировать следующим образом:
- Короткий срок службы свечи; здесь Яблочков достиг возможного технического предела - полтора часа. Увеличивать длину углей было далее невозможно, так как это приводило бы к большему увеличению диаметра колпаков.
- Потухание одной лампы связано с потуханием всех последовательно включенных свечей.
- Потухшую свечу вновь зажечь было невозможно. Практического разрешения этого вопроса не было найдено.
- Для переключения перегоревших ламп требовалось участие обслуживающего персонала. Этот недостаток также практически не был устранён.
Примечания
Литература
- Капцов Н. А. Павел Николаевич Яблочков, 1847-1894: Его жизнь и деятельность. - М.: Гостехиздат, 1957. - 96 с. - (Люди русской науки).
- Капцов Н. А. Яблочков - слава и гордость русской электротехники (1847-1894). - М: Военное изд-во Министерства вооружённых сил СССР, 1948.
- П. Н. Яблочков. К 50-летию со дня смерти (1894-1944) / Под ред. проф. Л. Д. Белькинда. - М., Л.: Государственное энергетическое изд-во, 1944. - С. 23-31
- Павел Николаевич Яблочков. Труды. Документы. Материалы / отв. ред. чл.-корр. АН СССР М. А. Шателен, сост. проф. Л. Д. Белькинд. - М.: Изд-во Академии наук СССР, 1954. - С. 67
П.Н. Яблочков родился 14 (26) сентября 1847 года в Саратовской губернии, в семье обедневшего мелкопоместного дворянина. С детства увлекался конструированием: придумал прибор для землемерных работ, которым потом крестьяне окрестных сел пользовались при земельных переделах; устройство для отсчета пути, пройденного телегой – прообраз современных одометров.
Образование получил сначала в Саратовской мужской гимназии, затем в Николаевском инженерном училище в Санкт-Петербурге. В январе 1869 года П.Н. Яблочков был командирован в Техническое гальваническое заведение в Кронштадте, в то время это была единственная в России школа, которая готовила военных специалистов в области электротехники. Закончив учебу, он был назначен начальником гальванической команды 5-го сапёрного батальона, а через три года службы уволился в запас.
После П.Н. Яблочков работал на Московско-Курской железной дороге начальником службы телеграфа, здесь он создал «чернопишущий телеграфный аппарат».
П.Н. Яблочков являлся членом кружка электриков-изобретателей и любителей электротехники при Московском политехническом музее. Здесь он узнал об опытах А. Н. Лодыгина по освещению улиц и помещений электрическими лампами. После чего решил заняться усовершенствованием существовавших тогда дуговых ламп. Свою изобретательскую деятельность он начал с попытки усовершенствовать наиболее распространённый в то время регулятор Фуко. Регулятор был очень сложный, действовал с помощью трёх пружин и требовал к себе непрерывного внимания.
Весной 1874 года Павлу Николаевичу представилась возможность практически применить электрическую дугу для освещения. Из Москвы в Крым должен был следовать правительственный поезд. Администрация Московско-Курской дороги в целях безопасности движения задумала осветить этому поезду железнодорожный путь ночью и обратилась к Яблочкову как инженеру, интересующемуся электрическим освещением. Впервые в истории железнодорожного транспорта на паровозе установили прожектор с дуговой лампой - регулятором Фуко. Яблочков, стоя на передней площадке паровоза, менял угли, подкручивал регулятор; а когда меняли паровоз - перетаскивал свой прожектор и провода с одного локомотива на другой и укреплял их. Это продолжалось весь путь, и хотя опыт удался, он ещё раз убедил Яблочкова, что широкого применения такой способ электрического освещения получить никак не может и нужно упрощать регулятор.
Уйдя в 1874 году со службы на телеграфе, Яблочков открыл в Москве мастерскую физических приборов. По воспоминаниям одного из современников:
«Это был центр смелых и остроумных электротехнических мероприятий, блестевших новизной и опередивших на 20 лет течение времени».Совместно с электротехником Н. Г. Глуховым Яблочков проводил опыты по усовершенствованию электромагнитов и дуговых ламп. Большое значение он придавал электролизу растворов поваренной соли. Сам по себе незначительный факт сыграл большую роль в дальнейшей изобретательской судьбе П. Н. Яблочкова. В 1875 году во время одного из многочисленных опытов по электролизу параллельно расположенные угли, погружённые в электролитическую ванну, случайно, коснулись друг друга. Между ними вспыхнула электрическая дуга, на короткий миг осветившая ярким светом стены лаборатории. Именно в эти минуты у П.Н. Яблочкова возникла идея более совершенного устройства дуговой лампы (без регулятора межэлектродного расстояния) - будущей «свечи Яблочкова».
Осенью 1875 года П. Н. Яблочков уезжает в Париж, где к началу весны 1876 года завершил разработку конструкции электрической свечи. 23 марта он получил на неё французский патент за № 112024. Этот день стал исторической датой, поворотным пунктом в истории развития электро- и светотехники.
Свеча Яблочкова оказалась проще, удобнее и дешевле в эксплуатации, чем угольная лампа А. Н. Лодыгина, не имела ни механизмов, ни пружин. Она представляла собой два стержня, разделённых изоляционной прокладкой из каолина. Каждый из стержней зажимался в отдельной клемме подсвечника. На верхних концах зажигался дуговой разряд, и пламя дуги ярко светило, постепенно сжигая угли и испаряя изоляционный материал. Яблочкову пришлось очень много поработать над выбором подходящего изолирующего вещества и над методами получения подходящих углей. Позднее он пытался менять окраску электрического света, прибавляя в испаряющуюся перегородку между углями различные металлические соли.
15 апреля 1876 года в Лондоне открылась выставка физических приборов, на которой П.Н. Яблочков экспонировал свою свечу и провел ее публичную демонстрацию. На невысоких металлических постаментах Яблочков поставил четыре свечи, обёрнутых в асбест и установленных на большом расстоянии друг от друга. К светильникам подвёл по проводам ток от динамо-машины, находившейся в соседнем помещении. Поворотом рукоятки ток был включен в сеть, и тотчас обширное помещение залил очень яркий, чуть голубоватый электрический свет. Многочисленная публика пришла в восторг. Так Лондон стал местом первого публичного показа нового источника света.
Успех свечи Яблочкова превзошёл все ожидания. Мировая печать пестрела заголовками:
«Вы должны видеть свечу Яблочкова»Компании по коммерческой эксплуатации «свечи Яблочкова» были основаны во многих странах мира. Сам Павел Николаевич, уступив право на использование своих изобретений владельцам французской «Генеральной компании электричества с патентами Яблочкова», как руководитель её технического отдела, продолжал трудиться над дальнейшим усовершенствованием системы освещения, довольствуясь более чем скромной долей от огромных прибылей компании.
«Изобретение русского отставного военного инженера Яблочкова - новая эра в технике»
«Свет приходит к нам с Севера - из России»
«Северный свет, русский свет, - чудо нашего времени»
«Россия - родина электричества»
Свечи Яблочкова появились в продаже и начали расходиться в громадном количестве, каждая свеча стоила около 20 копеек и горела 1½ часа; по истечении этого времени приходилось вставлять в фонарь новую свечу. Впоследствии были придуманы фонари с автоматической заменой свечей.
В феврале 1877 года электрическим светом были освещены фешенебельные магазины Лувра. Не меньшее восхищение вызывало освещение огромного парижского крытого ипподрома. Его беговая дорожка освещалась 20 дуговыми лампами с отражателями, а места для зрителей - 120 электрическими свечами Яблочкова, расположенными в два ряда.
Новое электрическое освещение с исключительной быстротой завоёвывает Англию, Францию, Германию, Бельгию и Испанию, Португалию и Швецию. В Италии им осветили развалины Колизея, Национальную улицу и площадь Колона в Риме, в Вене - Фольскгартен, в Греции - Фалернскую бухту, а также площади и улицы, морские порты и магазины, театры и дворцы в других странах.
Сияние «русского света» перешагнуло границы Европы. Свечи Яблочкова появились в Мексике, Индии и Бирме. Даже персидский шах и король Камбоджи осветили «русским светом» свои дворцы.
В России первая проба электрического освещения по системе Яблочкова была проведена 11 октября 1878 года. В этот день были освещены казармы Кронштадтского учебного экипажа и площадь у дома, занимаемого командиром Кронштадтского морского порта. 4 декабря 1878 года свечи Яблочкова, 8 шаров, впервые осветили Большой театр в Петербурге. Как писала газета «Новое время» в номере от 6 декабря:
«Внезапно зажгли электрический свет, по зале мгновенно разлился белый яркий, но не режущий глаз, а мягкий свет, при котором цвета и краски женских лиц и туалетов сохраняли свою естественность, как при дневном свете. Эффект был поразительный»Ни одно из изобретений в области электротехники не получало столь быстрого и широкого распространения, как свечи Яблочкова.
В годы пребывания во Франции П.Н. Яблочков работал не только над изобретением и усовершенствованием электрической свечи, но и над решением других практических задач.
Только за первые полтора года - с марта 1876 по октябрь 1877 - он подарил человечеству ряд других выдающихся изобретений и открытий: сконструировал первый генератор переменного тока, который, в отличие от постоянного тока, обеспечивал равномерное выгорание угольных стержней в отсутствие регулятора; первым применил переменный ток для промышленных целей, создал трансформатор переменного тока (30 ноября 1876 года, дата получения патента, считается датой рождения первого трансформатора), электромагнит с плоской обмоткой и впервые использовал статические конденсаторы в цепи переменного тока. Открытия и изобретения позволили Яблочкову первому в мире создать систему «дробления» электрического света, то есть питания большого числа свечей от одного генератора тока, основанную на применении переменного тока, трансформаторов и конденсаторов.
В 1877 году русский морской офицер А. Н. Хотинский принимал в Америке крейсеры, строящиеся по заказу России. Он посетил лабораторию Эдисона и передал ему лампу накаливания А. Н. Лодыгина и «свечу Яблочкова» со схемой дробления света. Эдисон внёс некоторые усовершенствования и в ноябре 1879 года получил на них патент как на свои изобретения. Яблочков выступил в печати против американцев, заявив, что Томас Эдисон украл у русских не только их мысли и идеи, но и их изобретения. Профессор В. Н. Чиколев писал тогда, что способ Эдисона не нов и обновления его ничтожны.
В 1878 году Яблочков решил вернуться в Россию, чтобы заняться проблемой распространения электрического освещения. Вскоре после приезда изобретателя в Петербург была учреждена акционерная компания «Товарищество электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов П. Н. Яблочков-изобретатель и Ко». Свечи Яблочкова зажглись во многих городах России. К середине 1880 года было установлено около 500 фонарей со свечами Яблочкова. Однако электрическое освещение в России такого широкого распространения, как за границей, не получило. Причин для этого было много: русско-турецкая война, отвлекавшая много средств и внимания, техническая отсталость России, инертность городских властей. Не удалось создать и сильную компанию с привлечением крупного капитала, недостаток средств ощущался всё время. Немаловажную роль сыграла неопытность в финансово-коммерческих делах самого П.Н. Яблочкова.
К тому же, к 1879 году Т. Эдисон в Америке довел до практического совершенства лампу накаливания, которая полностью вытеснила дуговые лампы. Выставка, которая открылась 1 августа 1881 года в Париже показала, что свеча Яблочкова и его система освещения начали терять своё значение. Хотя изобретения Яблочкова получили высокую оценку и были признаны постановлением Международного жюри вне конкурса, сама выставка явилась триумфом лампы накаливания, которая могла гореть 800-1000 часов без замены. Её можно было много раз зажигать, гасить и снова зажигать. К тому же она была и экономичнее свечи. Всё это оказало сильное влияние на дальнейшую работу Павла Николаевича и с этого времени он целиком переключился на создание мощного и экономичного химического источника тока. В ряде схем химических источников тока Яблочков впервые предложил для разделения катодного и анодного пространства деревянные сепараторы. Впоследствии такие сепараторы нашли широкое применение в конструкциях свинцовых аккумуляторов.
Работы с химическими источниками тока оказались не только малоизученными, но и опасными для жизни. Проводя эксперименты с хлором, Павел Николаевич сжёг себе слизистую оболочку лёгких. В 1884 году во время опытов произошел взрыв натровой батареи, П.Н. Яблочков чуть не погиб, и перенёс после этого два инсульта.
Последний год жизни он провел с семьей в Саратове, где 19 (31) марта 1894 года скончался. 23 марта его прах был похоронен на окраине села Сапожок (ныне Ртищевский район), в ограде Михайло-Архангельской церкви в фамильном склепе.
В конце 1930-х годов Михайло-Архангельскую церковь разрушили, при этом пострадал и фамильный склеп Яблочковых. Затерялась и сама могила изобретателя свечи. Но накануне 100-летия учёного президент АН СССР С. И. Вавилов принял решение уточнить место захоронения Павла Николаевича. По его инициативе была создана комиссия. Её члены объехали более 20 сёл Ртищевского и Сердобского районов, в архивах Саратовского областного загса им удалось отыскать метрическую книгу приходской церкви села Сапожок. По решению АН СССР на могиле П. Н. Яблочкова был воздвигнут памятник, открытие которого состоялось 26 октября 1952 года. На памятнике выбиты слова П.Н. Яблочкова.
Изобретения Яблочкова
На рис. 4 показана «свеча Яблочкова», а также электрический фонарь, как он впервые был осуществлён Яблочковым. При работе на переменном токе оба угля сгорают с одной и той же скоростью, изолирующая масса между ними испаряется и, таким образом, сохраняются постоянное расстояние между концами углей и постоянная длина электрической дуги, независимо от колебаний питающего дугу напряжения. На рис. 5 и 6 показано предложенное Яблочковым приспособление для помещения в фонаре четырёх свечей, зажигаемых одна за другой при помощи коммутатора по мере сгорания каждой из них.
Рис. 4. Свеча и электрический фонарь Яблочкова.
Рис. 5. «Подсвечник» (держатель) к свечам Яблочкова.
Рис. 6. 1 - подсвечник; 2 - коммутатор Яблочкова.
Результатом опытов Яблочкова явилась не только разработка свечи. Он обнаружил, что сопротивление многих тугоплавких тел электрическому току, как то: каолина, магнезии и т. д., уменьшается при нагревании, вопреки широко распространённому тогда мнению, будто сопротивление всех твёрдых тел увеличивается с повышением температуры, как это имеет место в металлах. Сила электрического тока, проходящего через каолиновую пластинку и разогревающего её, растёт, и раскалённая пластинка начинает ярко светиться. Обнаружив это явление, Яблочков использовал его для изготовления лампы накаливания, не требовавшей удаления воздуха. Телом накала в этой лампе служила каолиновая пластинка, вырезанная в форме той или иной фигуры или буквы, как это показано на рис. 7.
Рис. 7. Форма каолиновых стерженьков в лампе накаливания Яблочкова.
Идея ламп накаливания, предложенная Яблочковым, та же, что и в запатентованной 20 лет спустя и имевшей крупнейший успех лампы физика-химика В. Нернста.
Яблочков считал, что лампы накаливания вообще очень невыгодны. Он совершенно не верил в возможность их успешного применения в широком масштабе и поэтому не использовал этого своего открытия в полной мере.
Зажигание электрической дуги в «свече Яблочкова» первоначально достигалось помещением между концами основных углей специальных уголёчков, служивших запалом. Вскоре Яблочков стал применять в качестве запала полоску из какого-либо металла, наносимого на верхнюю грань изолирующего угли тела.
Яблочков стал также примешивать к изолирующей массе, помещённой между углями, порошки металла, например цинка. При сгорании угля изолирующая масса испарялась, а находившийся в ней металл выделялся ка её поверхности в виде полоски. Это позволяло, возобновляя подачу тока, повторно зажигать свечу. Прибавление различных металлов отзывалось также на яркости пламени дуги и позволяло придавать цвету этого пламени тот или иной приятный для общего освещения оттенок.
«Свечи Яблочкова» хватало на полтора часа горения. В каждом фонаре на так называемом «подсвечнике» укреплялось по нескольку свечей. Из них горела всегда только одна, именно та, для которой условия горения были наиболее благоприятны. Эти наиболее благоприятные условия заключались в том, что горела та свеча, омическое сопротивление которой было наименьшим. Когда она погасала, загоралась следующая и т. д.
При работе на постоянном токе температура раскалённого конца того из двух углей электрической дуги, который соединён с положительным полюсом источника тока, много выше, чем температура раскалённого конца второго угля, соединённого с отрицательным полюсом источника тока. Для того чтобы при этих условиях оба угля укорачивались одинаково быстро, обеспечивая этим постоянную длину дуги, Яблочкову пришлось делать диаметр положительного угля примерно в два раза больше, чем диаметр отрицательного. Неудобство, вызываемое необходимостью точного подбора диаметров углей, Яблочков обошёл тем, что предложил пользоваться для питания дуги переменным током вместо общепринятого тогда постоянного тока. При работе на переменном токе концы обоих углей имеют одну и ту же температуру и сгорают с одной и той же скоростью.
Для электрического освещения по методу Яблочкова стали строить динамомашины переменного тока.
Рис. 8. Общая схема электрического освещения Яблочкова: 1 - фонарь; 2 - коммутатор; 3 - динамо-электрическая машина.
Таким образом, изобретение «свечи Яблочкова» впервые привело к применению в электротехнике переменного тока. Этот ток, кроме электрического освещения, имеет, как скоро оказалось, большие преимущества перед постоянным током и в других областях электротехники.
Задачу дробления электрического света Яблочков решил несколькими различными способами. В противоположность фонарям с регуляторами, 4–5 «свечей Яблочкова» можно было включать последовательно в одну электрическую цепь. Кроме того, он предложил включать в основную электрическую цепь машины последовательно первичные обмотки нескольких индукторных катушек, а цепи с последовательно включёнными свечами питать токами, наведёнными во вторичных обмотках тех же катушек, как это показано на рис. 9.
Рис. 9. Схема Яблочкова - дробления электрического света при помощи трансформаторов: 1 - трансформаторы; 2 - держатели «свечей».
При пользовании машинами постоянного тока необходимо было включать в первичную цепь прерыватель. При переходе на переменный ток дело опять сильно упростилось, так как прерыватели были уже не нужны и вся схема работала на принципе трансформатора. Таким образом, П. Н. Яблочков впервые применил этот принцип для практических целей. Несколькими годами позже лаборант физического кабинета Московского университета И. Ф. Усагин построил для осуществления идеи Яблочкова вместо индукторных катушек специальные приборы, явившиеся уже настоящими трансформаторами. Третий предложенный Яблочковым способ дробления света заключался в применении для этой цели конденсаторов.
По схеме, изображённой на рис. 10, одна из обкладок каждого конденсатора присоединялась к общему проводу, соединённому с одним из полюсов динамомашины переменного тока. Другая обкладка того же конденсатора заземлялась через одну или несколько последовательно включённых «свечей Яблочкова». Второй полюс динамо-машины также был заземлён непосредственно или через конденсаторы и свечи, как показано на рисунке.
Рис. 10. Схема Яблочкова - дробления электрического света при помощи конденсаторов: а - при включении «свечей Яблочкова» без посредства земли; б - «свечи» включены между наружной обкладкой лейденской банки (конденсатора) и землею. Перекрещенным наискось прямоугольником показано положение динамомашины переменного тока.
Тотчас же после изобретения и лабораторного испробования «свечи» Яблочков придал всей горелке техническое оформление, допускавшее её применение на практике. В 1876 году он выезжал в Лондон на выставку точных и физических приборов. «Свеча Яблочкова» имела большой успех на этой выставке.
После возвращения изобретателя из Лондона он познакомился с одним предприимчивым французом, владельцем мастерских, изготовлявших водолазные приборы. Тот предоставил в распоряжение Яблочкова свои мастерские для серийного производства свечей и необходимой аппаратуры. В то же время было учреждено достаточно мощное акционерное «Общество изучения электрического освещения по методам Яблочкова». Были организованы испытания по освещению некоторых первоклассных парижских магазинов и больших улиц при помощи «свечей Яблочкова». Эти испытания расширялись со всё большим и большим успехом. Началось широкое распространение нового электрического освещения не только в Париже, но и в других крупных европейских центрах - Лондоне, Петербурге, Мадриде, Неаполе, Берлине. Это было поистине триумфальное шествие «свечи Яблочкова» по Европе. На востоке она распространилась, по выражению современников, «до дворцов шаха персидского и короля Камбоджи».
Парижане, привыкшие к тусклому свету керосиновых и газовых горелок и стеариновых свечей, были поражены блеском и яркостью нового освещения и всюду восторгались «русским светом», как они его называли.
Современники Яблочкова красочно описывают, как каждый вечер в начале сумерок на площади Оперы собиралась большая толпа народа. Все глаза были устремлены на два ряда белых матовых шаров, подвешенных на высоких столбах по обе стороны проспекта Оперы. Внезапно эти гирлянды шаров загорались приятным светом. Публика, собиравшаяся там, сравнивала их с нитью жемчуга на фоне чёрного бархата.
В современных Яблочкову журналах мы находим изображения помещений, ипподрома, улиц, гавани, гостиниц, ярко озарённых «русским светом» (см. рис. 11, 12, 13, 14, 15).
Это название было выгравировано по желанию Яблочкова на оправе всех его фонарей. На парижской выставке 1878 года «свечи Яблочкова» имели громадный успех.
Рис. 11. Ипподром, освещённый фонарями Яблочкова.
Рис. 12. Морской порт, освещённый фонарями Яблочкова.
Тис. 13. Проспект Оперы в Париже, освещённый фонарями Яблочкова.
Рис. 14. Салон гостиницы, освещённый фонарями Яблочкова.
Рис. 15. Магазин, освещённый фонарями Яблочкова.
В наши дни сложно себе представить, что слово "электротехника" не было известно всего около 100 лет назад. В экспериментальной науке не так легко найти первооткрывателя, как в теоретической. В учебниках так и написано: теорема Пифагора, бином Ньютона, система Коперника, теория Эйнштейна, таблица Менделеева… Но фамилию того, кто изобрел электрический свет, знают далеко не все.
Кто создал стеклянную колбочку с металлическими волосками внутри - электрическую лампочку? Нелегко ответить на этот вопрос. Ведь связано с десятками ученых. В их строю - Павел Яблочков, краткая биография которого представлена в нашей статье. Этот русский изобретатель выделяется не только ростом (198 см), но и трудами. Его работы положили начало освещению с помощью электричества. Не зря в научном сообществе до сих пор пользуется авторитетом фигура такого исследователя, как Яблочков Павел Николаевич. Что изобрел он? Ответ на этот вопрос, а также многие другие интересные сведения о Павле Николаевиче вы найдете в нашей статье.
Происхождение, годы обучения
Когда Павел Яблочков (фото его представлено выше) появился на свет, в Поволжье была холера. Его родителей испугал великий мор, поэтому они не понесли ребенка в церковь для крещения. Напрасно историки пытались отыскать имя Яблочкова в церковных записях. Его родители были мелкими помещиками, и детство Павла Яблочкова прошло тихо, в большом помещичьем доме с полупустыми комнатами, мезонином и фруктовыми садами.
Когда Павлу исполнилось 11 лет, он отправился учиться в Саратовскую гимназию. Следует отметить, что за 4 года до этого Николай Чернышевский, педагог-вольнодумец, уехал из этого учебного заведения в петербургский кадетский корпус. Павел Яблочков проучился в гимназии недолго. Через некоторое время его семейство сильно обнищало. Выход из этого положения был один - военная карьера, которая стала уже настоящей фамильной традицией. И Павел Яблочков отправился в Павловский царский дворец Петербурга, который назвали Инженерным замком по имени его жильцов.
Яблочков - военный инженер
Севастопольская кампания в это время была еще в недавнем прошлом (не прошло еще и десяти лет). В ней проявилась матросская доблесть, а также высокое искусство отечественных фортификаторов. Военная инженерия в те годы была в большом почете. Генерал Э. И. Тотлебен, который прославился во время Крымской войны, лично пестовал инженерное училище, где теперь обучался Павел Яблочков.
Биография его этих лет отмечена проживанием в пансионе Цезаря Антоновича Кюи, инженер-генерала, который преподавал в этом училище. Это был талантливый специалист и еще более одаренный композитор и музыкальный критик. Его романсы и оперы живут и сегодня. Может быть, именно эти годы, проведенные в столице, были самыми счастливыми для Павла Николаевича. Его никто не подгонял, еще не было меценатов и кредиторов. Великие озарения еще не пришли к нему, однако и разочарований, которые наполнили впоследствии всю его жизнь, еще не было.
Первая неудача постигла Яблочкова, когда по окончании обучения его произвели в подпоручики, отправив на службу в пятый Саперный полк, относившийся к Киевскому крепостному гарнизону. Батальонная действительность, с которой познакомился Павел Николаевич, оказалась мало похожа на ту творческую, интересную жизнь инженера, которая грезилась ему в Петербурге. Военного из Яблочкова не получилось: уже через год он уволился "по болезни".
Первое знакомство с электричеством
После этого в жизни Павла Николаевича начался самый неустроенный период. Однако открывается он одним событием, которое оказалось очень важным в дальнейшей его судьбе. Спустя год после отставки вдруг вновь оказывается в армии Павел Николаевич Яблочков. Биография его после этого пошла совсем по другому пути...
Будущий изобретатель проходит обучение в Техническом гальваническом заведении. Здесь его знания в сфере "гальванизма и магнетизма" (слова "электротехника" в то время как мы уже говорили, еще не существовало) расширяются и углубляются. Множество знаменитых инженеров и молодых ученых в молодости, подобно нашему герою, кружили по жизни, примериваясь, присматриваясь, отыскивая что-то, пока вдруг не находили того, что искали. Тогда никакой соблазн уже не мог сбить их с пути. Точно так же 22-летний Павел Николаевич нашел свое призвание - электричество. Всю свою жизнь посвятил ему Яблочков Павел Николаевич. Изобретения, сделанные им, все связаны с электричеством.
Работа в Москве, новые знакомства
Павел Николаевич окончательно покидает армию. Он отправляется в Москву и вскоре возглавляет управление телеграфной службы железной дороги (Московско-Курской). Здесь в его распоряжении лаборатория, здесь можно уже проверить какие-то, пусть еще робкие, идеи. Павел Николаевич находит и сильное научное общество, объединяющее естествоиспытателей. В Москве же он узнает о Политехнической выставке, только что открывшейся. На ней представлены последние достижения отечественной техники. У Яблочкова появляются единомышленники, друзья, которые, как и он, увлечены электрическими искрами - крохотными рукотворными молниями! С одним из них, Глуховым Николаем Гавриловичем, Павел Николаевич решает открыть свое "дело". Речь идет об универсальной электротехнической мастерской.
Переезд в Париж, патент на свечу
Однако "дело" их лопнуло. Это произошло потому, что изобретатели Глухов и Яблочков не были дельцами. Для того чтобы избежать долговой тюрьмы, Павел Николаевич в срочном порядке выезжает за границу. Весной 1876 года, в Париже, получает патент на "электрическую свечу" Яблочков Павел Николаевич. Изобретения этого не было бы, если бы не предшествующие достижения в науке. Поэтому расскажем вкратце и о них.
История светильников до Яблочкова
Сделаем небольшое историческое отступление, посвященное светильникам, чтобы объяснить суть важнейшего изобретения Яблочкова, не залезая при этом в технические дебри. Первым светильником является лучина. Она была известна человечеству еще в доисторическое время. Затем (до Яблочкова) были изобретены сначала факел, потом далее - свеча, еще через некоторое время - керосиновая лампа и, наконец, газовый фонарь. Все эти светильники, при всем их разнообразии, объединяет один общий принцип: внутри них что-то горит при соединении с кислородом.
Изобретение электрической дуги
В.В. Петров, талантливый русский ученый, в 1802 г. описал опыт использования гальванических элементов. Этот изобретатель получил электрическую дугу, создал первый в мире электрический искусственный свет. Молнии являются естественным светом. О нем человечеству было известно давно, другое дело, что люди не понимали его природу.
Скромный Петров никуда не отсылал свою работу, написанную на русском языке. О ней не было известно в Европе, поэтому долгое время честь открытия дуги приписывалась химику Дэви, знаменитому английскому ученому-химику. Естественно, он ничего не знал о достижении Петрова. Он повторил его опыт через 12 лет и назвал дугу в честь Вольта, знаменитого физика из Италии. Интересно, что к самому А. Вольта она не имеет абсолютно никакого отношения.
Дуговые лампы и неудобства, связанные с ними
Открытие русского и английского ученого дало импульс к появлению принципиально новых дуговых В них сближались два электрода, вспыхивала дуга, после чего появлялся яркий свет. Однако неудобство заключалось в том, что угольные электроды через некоторое время сгорали, увеличивалось расстояние между ними. В конце концов, дуга гасла. Необходимо было постоянно сближать электроды. Так появились разнообразные дифференциальные, часовые, ручные и другие механизмы регулировки, которые, в свою очередь, требовали неусыпного наблюдения. Понятно, что каждый светильник такого рода был чрезвычайным явлением.
Первая лампа накаливания и ее недостатки
Французский ученый Жобар предложил применять для освещения электрический накаленный проводник, а не дугу. Шанжи, его соотечественник, попытался создать такую лампу. А. Н. Лодыгин, русский изобретатель, довел ее "до ума". Он создал первую лампочку накаливания, годную к практике. Однако коксовый стержень внутри нее был очень хрупок и нежен. Кроме того, в стеклянной колбе наблюдался недостаточный вакуум, поэтому он быстро сжигал этот стержень. Из-за этого в середине 1870 годов на лампе накалывания решили поставить крест. Изобретатели снова вернулись к дуге. И именно тогда появился Павел Яблочков.
Электрическая свеча
К сожалению, мы не знаем о том, как он изобрел свечу. Возможно, мысль о ней появилась, когда Павел Николаевич мучился с регуляторами установленной им дуговой лампы. Впервые в истории железных дорог она была установлена на паровозе (особого поезда, который следовал в Крым с царем Александром II). Возможно, зрелище дуги, внезапно вспыхнувшей в его мастерской, запало ему в душу. Существует легенда о том, что в одном из парижских кафе Яблочков случайно положил два карандаша рядом на столик. И тогда его осенило: не надо ничего сближать! Пусть электроды находятся рядом, ведь плавкая изоляция, сгорающая в дуге, будет установлена между ними. Таким образом, электроды будут гореть и укорачиваться одновременно! Как говорится, все гениальное - просто.
Как свеча Яблочкова завоевала мир
Свеча Яблочкова по своему устройству действительно была простой. И в этом было ее огромное преимущество. Дельцам, не разбирающимся в технике, был доступен ее смысл. Именно поэтому свеча Яблочкова с неслыханной скоростью завоевала мир. Первая ее демонстрация состоялась весной 1876 г. в Лондоне. Павел Николаевич, который еще совсем недавно убегал от кредиторов, возвратился в Париж уже Кампания по эксплуатации принадлежащих ему патентов возникла мгновенно.
Был основан специальный завод, который производил 8 тыс. свечей ежедневно. Они стали освещать знаменитые магазины и гостиницы Парижа, крытый ипподром и оперу, порт в Гавре. Гирлянда фонарей появилась на улице Оперы - невиданное зрелище, настоящая сказка. У всех на устах был "русский свет". Им восхищался в одном из писем П. И. Чайковский. Иван Сергеевич Тургенев также писал из Парижа своему брату о том, что Павел Яблочков изобрел что-то совершенно новое в деле освещения. Павел Николаевич не без гордости заметил позднее, что электричество распространилось по миру именно из французской столицы и добралось до дворов короля Камбоджи и а вовсе не наоборот - из Америки в Париж, как утверждают.
"Угасание" свечи
Удивительными вещами отмечена история науки! Вся электрическая светотехника мира во главе с П. Н. Яблочковым около пяти лет триумфально двигалась, в сущности, по бесперспективному, ложному пути. Очень недолго длился праздник свечи, как и материальная независимость Яблочкова. Свеча не сразу "угасла", однако она никак не могла выдержать конкуренции с лампами накаливания. Способствовали этому значительные неудобства, которые она имела. Это понижение светящейся точки в процессе горения, а также недолговечность.
Конечно, работы Свана, Лодыгина, Максима, Эдисона, Нернста и других изобретателей лампы накаливания, в свою очередь, не сразу убедили человечество в ее преимуществах. Ауэр в 1891 г. установил свой колпачок на газовой горелке. Этот колпачок увеличивал яркость последней. Еще тогда были случаи, когда власти решали заменить газом установленное электрическое освещение. Однако уже при жизни Павла Николаевича было понятно, что свеча, изобретенная им, бесперспективна. В чем же причина того, что имя создателя "русского света" до наших дней прочно вписано в историю науки и вот уже более ста лет окружено уважением и почетом?
Значение изобретения Яблочкова
Яблочков Павел Николаевич первым утвердил в умах людей электрический свет. Лампа, которая еще вчера встречалась очень редко, уже сегодня приблизилась к человеку, перестала быть неким заморским чудом, убедила людей в своем счастливом будущем. Бурная и достаточно короткая история этого изобретения способствовала решению множества насущных задач, которые стояли перед техникой того времени.
Дальнейшая биография Павла Николаевича Яблочкова
Павел Николаевич прожил короткую жизнь, которая была не очень счастливой. После того как Павел Яблочков изобрел свою свечу, он очень много работал как в нашей стране, так и за рубежом. Однако ни одно из последующих его достижений не повлияло так сильно на прогресс техники, как его свеча. Много трудов Павел Николаевич положил на создание первого в нашей стране электротехнического журнала под названием "Электричество". Он начал выходить с 1880 г. Кроме того, 21 марта 1879 года Павел Николаевич прочел доклад, посвященный электрическому освещению, в Русском техническом обществе. Он был удостоен медали Общества за свои достижения. Однако эти знаки внимания оказались недостаточны для того, чтобы Павлу Николаевичу Яблочкову были предоставлены хорошие условия работы. Изобретатель понимал что в отсталой России 1880 годов мало возможностей для осуществления его технических идей. Одной из них было производство электрических машин, которые построил Яблочков Павел Николаевич. Краткая биография его вновь отмечена переездом в Париж. Вернувшись туда в 1880 году, он продал патент на динамомашину, после чего начал подготовку к участию во Всемирной электротехнической выставке, проводившейся впервые. Ее открытие было намечено на 1881 год. В начале этого года полностью посвятил себя конструкторской работе Яблочков Павел Николаевич.
Краткая биография этого ученого продолжается тем, что изобретения Яблочкова на выставке 1881 года получили высшую награду. Они заслужили признание и вне конкурса. Его авторитет был высок, и Яблочков Павел Николаевич стал членом международного жюри, в задачи которого входило рассмотрение экспонатов и решение о присуждении наград. Следует сказать, что сама эта выставка стала триумфом лампы накаливания. С этого времени электрическая свеча постепенно начала клониться к закату.
В последующие годы Яблочков начал работать над гальваническими элементами и динамомашинами - генераторами электрического тока. Путь, которым шел Павел Николаевич в своих работах, остается революционным и в наше время. Успехи на нем могут положить начало новой эре в электротехнике. Яблочков больше не возвращался к источникам света. В последующие годы он изобрел несколько электрических машин и получил на них патенты.
Последние годы жизни изобретателя
В период с 1881 по 1893 год Яблочков проводил свои опыты в непростых материальных условиях, в непрерывном труде. Он проживал в Париже, всецело отдавшись проблемам науки. Ученый искусно экспериментировал, применял множество оригинальных идей в своей работе, идя неожиданными и весьма смелыми путями. Безусловно, он опережал состояние техники, науки и промышленности того времени. Взрыв, который произошел во время опытов в его лаборатории, едва не стоил Павлу Николаевичу жизни. Постоянное ухудшение материального положения, а также сердечная болезнь, которая все прогрессировала, - все это подтачивало силы изобретателя. После тринадцатилетнего отсутствия он решил возвратиться на родину.
Павел Николаевич выехал в Россию в июле 1893 года, однако сильно заболел сразу по приезде. Он застал в своем имении такое запущенное хозяйство, что не мог и надеяться на улучшение своего материального положения. Вместе с женой и сыном Павел Николаевич поселился в саратовской гостинице. Он продолжал свои опыты даже будучи больным и лишенным средств к существованию.
Яблочков Павел Николаевич, открытия которого прочно вписаны в историю науки, скончался от болезни сердца в возрасте 47 лет (в 1894 году), в городе Саратове. Его идеями и работами гордится наша родина.
