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.
Отвечая на вопрос, кто изобрел электрическую лампу, современник скорее всего назовет Эдисона. Между тем в конце 1870-х годов в Европе на слуху было другое имя — Павел Яблочков. Лампы русского инженера первыми стали применяться в Европе для освещения улиц, а французы даже прозвали новый тип искусственного освещения« русским светом» — la lumiere russe.
Свет во всем свете Конец 1870-х годов становится эпохой свечи Яблочкова. Изобретенный нашим инженером «русский свет» в это время можно встретить в крупных городах во многих уголках мира
Лампочка накаливания кажется невероятно простым устройством. Однако ее появлению предшествовали десятки разнообразных прототипов, причем некоторые из них имели весьма изощренную конструкцию. Например, в середине XIX века были распространены дуговые лампы с хитрыми регуляторами. Поэтому, когда Павел Яблочков изобрел лампочку без регулятора, все были поражены простотой ее конструкции и прочили ей великое будущее. Но триумф был недолгим.
Впервые идея о том, что для освещения домов и улиц можно использовать электричество, пришла в голову экспериментаторам еще в самом начале XIX века. Первый известный истории случай освещения помещения с помощью электричества произошел в Санкт-Петербурге в 1802 году. Профессор физики Василий Петров однажды провел такой опыт. К электрической батарее он подсоединил две угольные палочки. Одну соединил проволокой с «плюсом», другую — с «минусом». Когда Петров сблизил концы палочек, ток прошел сквозь воздушный промежуток с одной на другую и возникшая огненная дуга на мгновение осветила лабораторию. Позже, описывая это явление в своем отчете, профессор Петров не забыл упомянуть о световом эффекте: от возникающего между углями белого света, писал он, «темный покой довольно ясно освещен быть может».
Конец 1870-х годов становится эпохой свечи Яблочкова. Изобретенный нашим инженером «русский свет» в это время можно встретить в крупных городах во многих уголках света.
Уже в 1877 году главные улицы Парижа освещают лампы Яблочкова, к концу этого года они появляются и на другом конце пролива Ла-Манш — в Лондоне. Эти два мегаполиса традиционно боролись друг с другом за приоритет в деле освоения новых технических решений. Затем русский свет добрался и до других столиц Западной Европы. А к концу 1878 года он появился уже на другой стороне Атлантики — им освещали магазины Филадельфии (США), площади Рио-де-Жанейро и городов Мексики. В это же время «русский свет» добрался и до исторической родины — лампы Яблочкова начали применять в Санкт-Петербурге.
За рубежом схожий эксперимент с образованием вольтовой дуги провел английский ученый Гемфри Дэви, и именно его работы подстегнули других присмотреться к возможностям электрического освещения. Оно, впрочем, в тот момент никого всерьез не интересовало — человечество только-только открыло для себя газовое освещение, которое имело ряд преимуществ перед привычными для той поры масляными фонарями. Еще долго после того, как лондонская Пэлл-Мэлл стала первой в мире улицей, где установили газовые фонари, люди не могли нарадоваться новому способу освещения. А в середине XIX века у газового освещения появилась прекрасная альтернатива — керосиновые фонари. Тем временем опыты с электричеством продолжались.
В 1844 году французский физик Жан Бернар Леон Фуко (тот самый, что впоследствии прославился своим опытом с маятником) сделал электроды своей дуговой лампы не из древесного угля, а из твердого кокса. Это увеличило продолжительность горения дуги, а за счет того что Фуко использовал часовой механизм для сближения электродов по мере их сгорания, ему удалось разработать, по сути дела, первую не слишком быстро прогорающую электрическую лампу. В 1848 году он даже применил ее для освещения одной из площадей Парижа, но на тот момент к его разработке отнеслись как к курьезу. Лампа работала недолго, а питалась она не от сети, а от тяжелой электрической батареи и явно не составляла серьезной конкуренции газовым фонарям.
Прозрение Яблочкова
Между тем в свет выходили все новые электрические лампы. Инженеры экспериментировали с материалом электродов, разрабатывали все более совершенные механизмы их сближения, проектировали генераторы для питания своих ламп. Но, несмотря на все усилия разработчиков, электрические лампы оставались слишком дороги и городские власти не спешили отказываться от газовых и керосиновых фонарей в пользу электричества. Весной 1874 году Павел Яблочков разработал прожектор с дуговой лампой для правительственного паровоза, направлявшегося из Москвы в Крым. В течение всей поездки сам разработчик, стоя на передней площадке паровоза, менял угольки, настраивал регулятор и в итоге пришел к выводу, что у дуговой лампы такой системы нет будущего. Он занялся упрощением регулятора лампы, в чем, как выяснилось позже, не было необходимости. Регулятор был просто не нужен! Сделать это открытие Яблочкову помог случай.
Однажды, когда он проводил опыт по электролизу раствора поваренной соли, параллельно расположенные угли, погруженные в электролитическую ванну, случайно коснулись друг друга и между ними вспыхнула электрическая дуга. Благодаря этому эпизоду инженер пришел к замечательной идее: если расположить электроды не друг против друга, а параллельно, можно обойтись без регулятора межэлектродного расстояния. Реализация простой идеи потребовала изобретательности, но Яблочков справился с задачей — стержни-электроды он разделил прокладкой из специальной глины, которая скрепляла угли между собой и изолировала их друг от друга.
Хроника городского освещения
Сегодняшним жителям крупных городов может показаться, что фонари были всегда. Однако в средневековые времена даже такие крупные по тем временам города, как Лондон и Париж, погружались во тьму с закатом солнца. Жизнь на улицах замирала, а погулять по городу ночью решались только самые бесстрашные. Так продолжалось до конца 17-го — начала 18-го века.
Масляные фонари. Двигателем прогресса стал французский король Людовик XIV, который в 1667 году принял решения освещать главные улицы Парижа масляными фонарями. Почти в тоже время фонари появляются в Амстердаме. В 1718 году первые фонари устанавливаются в «городе Петра», а при Анне Иоанновне начала освещаться Москва. Работали фонари от конопляного масла, которое было съедобным и поэтому активно расхищалось. Фонарщикам, кстати, приходилось не только доливать в жестяной сосуд фонаря масло, но и следить за фитилем, иначе лампа начинала коптить.
Газовое освещение. В 1807 году на лондонской Пэлл-Мэлл появились первые газовые фонари, и затем газом стали освещаться многие европейские столицы. Спустя три десятилетия после Лондона газовое освещение появилось и в Санкт-Петербурге, а в 1868 году уличные фонари, работающие на газе, появились и в Москве. Первые газовые фонари светили намного менее ярко, чем усовершенствованные модели. Изобретение калильной сети позволило в несколько раз увеличить силу света газовых и керосиновых фонарей.
Керосиновое освещение. Любопытно, что в Москву керосиновое освещение пришло раньше, чем газовое. В отличие от большинства городов мира. Фонари с недорогим по тем временам горючим молниеносно распространились и обрели широкую популярность. Они пришли на смену масляным фонарям, которые к середине 19-го века уже сильно надоели горожанам. «Далее, ради Бога, далее от фонаря! — писал Гоголь. — И скорее, сколько можно скорее проходите мимо. Это счастие еще, если отделаетесь тем, что он зальет щегольский сюртук ваш вонючим маслом».
Электрическое освещение. По‑настоящему популярным электрическое освещение становится после того, как Эдисон разрабатывает полную цепочку — от электростанций до конечных потребителей. Однако применять лампы для освещения улиц начинают еще в середине 19-го века. Сперва используют дуговые лампы с регуляторами, затем Яблочков изобретает свою лампу — и она сразу находит широкую популярность, а затем дуговые лампы стремительно вытесняются лампами накаливания. Но яркие дуговые лампы еще долгое время используются для освещения улиц: например, в 1910 году в Москве действовало 440 дуговых электрических фонарей и шесть опытных с лампами накаливания. Последние керосиновые фонари в Москве заменили электрическими в 1926 году, газовые просуществовали дольше — до 1932 года.
В 1875 году, когда Яблочков работал над своим изобретением, дела его мастерской в Москве шли неважно, и ученый перебрался в Париж. Здесь российским специалистом заинтересовался крупный ученый и владелец заводов по производству физических приборов Луи Бреге и предложил ему место в своей фирме. Возможно, именно это событие и предопределило будущий триумф изобретателя. 23 марта 1876 года Яблочков получил французский патент на изобретенную им лампу, а через месяц продемонстрировал свое изобретение в Лондоне. Презентация лампы проходила на «ура», и вскоре европейские газеты начали пестреть заголовками: «Изобретение инженера Яблочкова — новая эра в технике», «Россия — родина электричества» и другими в том же духе. Вскоре свечи Яблочкова появились в продаже и начали расходиться в громадных для того времени количествах. Имя русского инженера стало хорошо известным в Старом Свете, но время триумфа продлилось недолго. Вскоре появилась лампа накаливания и сразу же проявила себя с самой лучшей стороны.
Движение Эдисона
Эксперименты по разработке лампы накаливания в XIX веке проводились параллельно с проектированием дуговой лампы. Некоторые ученые, как Яблочков, делали ставку на более яркую дуговую лампу, другие верили, что будущее за лампой накаливания.
Одним из первых экспериментировать с лампами накаливания начал англичанин Деларю — в 1809 году он получил свет, пропуская ток через платиновую спираль. Спустя три десятилетия более доступный способ получения света открыл бельгиец Жобар — он накаливал угольные стержни. Отставной офицер Александр Лодыгин создал лампу с несколькими угольными стержнями — при сгорании одного автоматически включался следующий. Путем постоянного усовершенствования Лодыгин поднял ресурс своих ламп с 30 минут до нескольких сотен часов! Кстати, именно он одним из первых начал откачивать воздух из баллона лампы. Но прекрасный инженер Лодыгин был неважным предпринимателем и поэтому занял весьма скромное место в истории. Все почести достались Эдисону, который приступил к разработке лампочки лишь в 1879 году. Тем не менее слава Эдисона вполне им заслужена. Опираясь на опыт других, он провел тысячи экспериментов, израсходовав на них более $100 000 — колоссальную сумму по тем временам, и добился своего — смог создать первую в мире лампочку с продолжительным сроком службы (800−1000 часов), пригодную для массового производства. Причем изобретатель подошел к делу комплексно: не зацикливаясь только на своей лампе, он во всех деталях разработал системы электрического освещения и централизованного электроснабжения от сети до конкретного потребителя. Это и сделало его лампочки столь популярными.
Сам же «русский свет» был в техническом развитии планеты всего лишь яркой вспышкой. Через несколько лет после того, как лампы Яблочкова установили во многих столицах мира и даже дворцах мировых владык, их заменили обычными лампочками накаливания, а сам изобретатель умер в Саратове безвестным и небогатым. Долгое время казалось, что яркие лампы Яблочкова никому не нужны. Однако в какой-то момент яркие дуговые лампы снова оказались востребованы и были реинкарнированы на новом технологическом уровне — в виде газоразрядных ламп. Ксеноновые лампы, которые применяются на современных автомобилях, как раз из этого семейства. Более яркие, чем галогенные лампы накаливания, они являются отголоском той поры, когда «русский свет» произвел фурор в Европе и стал для многих городов входным билетом в мир электрического будущего…
Краткая информация:
Дуговая лампа ("Свеча Яблочкова") — один из вариантов электрической угольной дуговой лампы, изобретённый в 1876 году Павлом Яблочковым. Она состоит из двух угольных блоков, примерно 6 х 12 мм в сечении, разделённых инертным материалом, вроде гипса или каолина. На верхнем конце закреплена перемычка из тонкой проволоки или угольной пасты.
Дата изобретения: 1899 г.
Краткая информация:
Экспериментально световое давление впервые исследовал П. Н. Лебедев в 1899 г. В его опытах в вакуумированном сосуде на тонкой серебряной нити подвешивались крутильные весы, к коромыслам которых были прикреплены тонкие диски из слюды и различных металлов. Главной сложностью было выделить световое давление на фоне радиометрических и конвективных сил (сил, обусловленных разностью температуры окружающего газа с освещённой и неосвещённой стороны).
Описание:
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
производства
производства
начало 20 века
ок. 20 копеек (Россия, кон. XIX века)
Свеча Яблочкова - один из вариантов электрической угольной дуговой лампы, изобретённый в 1876 году Павлом Николаевичем Яблочковым .
История изобретения
История создания
Первые опыты с электрическим освещением Павел Николаевич Яблочков начал проводить ещё в своей московской мастерской в 1872-1873 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, он обматывал его волокнами асбеста (так называемого, горного льна). Идея была в том, чтобы уголь, накаливаясь не сгорал, а накаливал только окружающий его асбест. Хотя эти опыты были неудачными, они подсказали Яблочкову идею применения в электрическом освещении глины и других подобных материалов .
В октябре 1875 года во время одного из опытов по электролизу поваренной соли Павел Николаевич обнаружил возможность возникновения в электролитической ванне электрической дуги между концами параллельно расположенных угольных электродов, разделённых небольшим промежутком. Именно тогда, по воспоминаниям Н. Г. Глухова , у него возникла идея более совершенного устройства дуговой лампы без регулятора межэлектродного расстояния - будущей «свечи Яблочкова» .
В том же месяце Яблочков вынужденно уехал за границу - в Париж, где устроился на работу на электро-механический завод Луи Франсуа Клемана Бреге́ .
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.
Мировое признание
Успех электрической свечи определился сразу же; его значение состояло в том, что электрическое освещение всем представилось не как предмет роскоши, а как средство, которое может стать доступным для всех. В конце апреля 1876 года французский профессор Альфред Ниоде (фр. Alfred Niaudet ) сделал первое публичное сообщение о свече во Французском физическом обществе. Вся мировая печать, особенно техническая, была полна сведениями о новом источнике света .
В конце лета 1876 года Яблочков вернулся из Лондона в Париж , где его познакомили с инженером и предпринимателем Луи Денейрузом (фр. Louis Denayrouze ) . По совету Антуана Бреге , Яблочков заключил с ним договор на практическую реализацию и коммерческое продвижение своих изобретений . На основании этого контракта Денейруз организовал Синдикат изучения электрического света (система Яблочкова) (Syndicat d"études de la lumière électrique /système Jablochkoff/ ) . Синдикат начал свою деятельность в конце 1876 года с основным капиталом в 7 млн франков . Его цеха расположились во вновь выстроенном здании на авеню де Вилье (avenue de Villiers ), 61 .
В апреле 1878 года Синдикат был преобразован в «Генеральную электрическую компанию. Процессы Яблочкова» (Société générale d"électricité. Procédés Jablochkoff ) .
П. Н. Яблочков осуществлял в компании научно-техническое руководство, наблюдение за производством свечей и аппаратуры и за эксплуатацией установок; Л. Денейруз и другие представители компании - организационную и финансово-коммерческую стороны дела. Компания сразу же закрепила за собой монопольное право на эксплуатацию электрической свечи и других изобретений П. Н. Яблочкова во всех странах мира . Хотя Павел Николаевич предлагал сначала русскую привилегию на свою свечу даром русскому военному министерству, но его предложение даже не удостоили ответом . В первые годы своего существования экспортный оборот компании составил более 5 млн франков, из них 1,25 млн чистой прибыли от продажи патента Яблочкова . Помимо производства свечей, компания вела также работы по установке первичных двигателей и динамомашин для осветительных установок со свечами Яблочкова и полное их оборудование .
В это же время П. Н. Яблочков окончательно убедился в преимуществах, которые может дать переменный ток для эксплуатации электрических свечей . Он начал последовательно решать проблему обеспечения осветительных установок генераторами переменного тока. Первым шагом в этом направлении было построение мастерскими бельгийского изобретателя Зиноба Теофила 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 . Это было первое в мире практическое применение переменного тока .
Работа Яблочкова по переводу электрических свечей на питание переменным током дало большой толчок и другим его применениям, что даёт основание считать П. Н. Яблочкова основоположником применения переменных токов .
В 1878 году Генеральная электрическая компания выступила в качестве экспонента на Всемирной выставке, которая проводилась в Париже с 1 мая по 10 ноября. Павильон с экспонатами П. Н. Яблочкова был совершенно самостоятельным на выставке; он располагался в парке, окружавшем главное выставочное здание - Дворец Марсова поля. Кроме того, вся территория выставки была освещена свечами Яблочкова. .
Коммерческое продвижение
Ни одно из изобретений в области электротехники не получало столь быстрого и широкого распространения, как свечи Яблочкова . Крупные магазины использовали её как средство рекламы, а крупные гостиницы - как вывеску. Она являлась отличительной особенностью всех общественных праздников в крупных городах Европы . В течение трёх лет (с 1878 по 1881 год) Генеральная компания установила около четырёх тысяч свечей в крупных мастерских, на железнодорожных станциях, в общественных залах и на площадях, складах, в театрах и в нескольких дворцах .
Во Франции
Первая установка освещения свечами Яблочкова была устроена в феврале 1877 года в зале Маренго универмага Лувр (Hall Marengo. Grands Magasins du Louvre ) в Париже . Она состояла из 4 фонарей , питаемых двумя машинами Alliance . После двухмесячного опыта было выставлено 16 фонарей. После 11-ти месячного - 86 фонарей . В результате проведённого опыта были выявлены как положительные, так и отрицательные результаты. Отмечалось повышение освещённости, неизменяемость цветов товаров при электрическом освещении, кроме того, экономия, по сравнению с газовым освещением, составила около 22 % . В то же время наблюдалось мерцание свечей, 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 . В 1880 году универмаг Лувр освещался уже 96 фонарями со свечами Яблочкова, кроме того фонари были установлены в столовой и во дворе гостиницы Лувр. Таким образом, общее количество фонарей здесь дошло до 134 .
Вслед за универмагом Лувр свечи Яблочкова были установлены и в других крупных универсальных магазинах Парижа - Прентам (Au Printemps ), Бон Марше (Le Bon Marché ) .
Площадь перед зданием Парижской оперы, освещённая свечами Яблочкова (около фасада видны фонари-канделябры с тремя шарами)
15 февраля 1878 года Синдикат изучения электрического света получил разрешение на установку 8 фонарей со свечами Яблочкова на площади Оперы (place de l’Opéra ). 11 марта того же года Синдикат предложил на период проведения в Париже Всемирной выставки помимо площади Оперы осветить также одну из центральных магистралей Парижа - проспект Оперы (avenue de l’Opera ) и площадь Французского Театра (place du Théâtre-França ; ныне Площадь Андре-Мальро). Кроме того, 11 апреля, Синдикат, преобразованный в Генеральную электрическую компанию, обязался установить подсветку фасадов Законодательного корпуса, церкви Святой Марии Магдалины и Триумфальной арки .
Решением от 11 мая 1878 года муниципальный совет разрешил Генеральной компании провести испытание электрического освещения в течение 6 месяцев .
Открытие освещения состоялось 30 мая 1878 года . Его приурочили к 100-летию со дня смерти Вольтера. Общие расходы на установку освещения площади Оперы Генеральная компания оценила в 46 тысяч франков, смета расходов на освещение проспекта Оперы и площади Французского Театра составила 100 тысяч франков .
Изначально установка на проспекте Оперы и прилегающих площадях включала в себя 40 фонарей, из которых 8 располагались на площади Оперы, а 32 - на проспекте и площади Французского Театра. Через несколько недель число фонарей было увеличено до 62, из них 8 пар фонарей располагались на площади Оперы, 32 фонаря (по 16 с каждой стороны ) на проспекте Оперы и 14 - на площади Французского Театра .
Поначалу для свечей Яблочкова использовались обычные городские фонари. Через несколько дней их заменили матовыми шарами, что улучшило распределение света . Шары были установлены на высоких металлических столбах , которые до высоты 1,5 м от земли имели дубовый деревянный цоколь . В каждом из фонарей находился подсвечник для шести свечей, переключение которых производилось с помощью ручного коммутатора .
Установка была разделена на четыре группы, каждая из которых имела отдельный источник питания. Одна динамо-машина системы Грамма мощностью в 20 л/с была установлены в подвале Оперного театра; две одинаковой мощности располагались в доме № 28 по проспекту Оперы, каждая из них питала 16 фонарей, расположенных на проспекте; четвёртая динамо-машина располагалась на улице Аржантёй (rue d’Argenteuil ), она питала установку на площади Французского Театра . Наибольшее расстояние от фонаря до динамо-машины доходило до 1000 метров. В то время это была самая дальняя передача электрической энергии на расстояние . За каждой группой фонарей был закреплён механик и электрик-контролер для переключения коммутаторов, который осуществлялся в среднем с интервалом в полтора часа .
Кроме того перед зданием Оперного театра по обоим краям были установлены два художественных столба-канделябра, увенчанные тремя шарами для свечей Яблочкова, которые освещали фасад театра. В каждом шаре находилось по одной свече. Эти свечи питались током от двух машин Альянс .
Почасовая оплата с одного фонаря составляла 1,25 франка. Для освещения фасадов и памятников использовались фонари со специальными отражателями, поэтому почасовая оплата с них составляла 1,75 франка .
25 октября 1878 года Генеральная компания согласилась продлить испытание электрического освещения перед Палатой депутатов и на проспекте Оперы ещё на месяц. 30 ноября того же года муниципальный совет принял решение о продлении освещения до 15 января 1879 года, при условии, что его стоимость не превысит цену на газ. В письме от 2 декабря компания заявила о своем согласии на эти условия . К проведению первого Международного конгресса электриков в 1881 году 60 матовых шаров со свечами Яблочкова установили в оперном зале, разместив их по всему куполу. Эти свечи питались током от машин, расположенных в одном из подвалов театра .
Объекты в Париже, освещённые свечами Яблочкова |
 Проспект Оперы |
 |
| Универмаг Прентам | Парижский ипподром | Мавританский салон отеля Continental |
Крупнейшей из всех была установка освещения на парижском крытом ипподроме. Его беговая дорожка освещалась 20 дуговыми лампами с отражателями, а места для зрителей - 60 электрическими свечами Яблочкова, расположенными в два ряда вдоль зрительских мест и на четырёх колоннах. Для питания свечей Яблочкова были установлены три динамо-машины переменного тока системы Грамма, для питания дуговых ламп - 20 машин постоянного тока этой же системы. Кроме того, для питания дуговой лампы, освещавшей машинное отделение, была установлена ещё одна динамо-машина. Стоимость всей установки составила около 200 тысяч франков; суммарная сила света всех источников - 12000 карселей, то есть 115320 кандел .
Больше всего свечей Яблочкова было установлено в новом универмаге Прентам. В 1882 году здесь установили 160 свечей, заключённых в овальные фонари и подвешенных на подвесках. Через два года их число было доведено до 258 .
Выполняя заказ на освещение театра Шатле (Théâtre du Châtelet ), Павел Николаевич сконструировал несложное устройство, которое помогало регулировать напряжение в электросети, давая возможность усиливать или ослаблять свет в зрительном зале .
Свечами Яблочкова в Париже были также освещены Елисейский дворец, Национальная библиотека, площадь Бастилии, парк Монсо, часть Центральной аллеи , Консерватория искусств и ремёсел, 48 фонарей осветили Гран отель де Пари ; во Дворце промышленности в 1879 году насчитывалось 250 фонарей, в 1880 году - более 300 . Одной из самых красивых считалась установка освещения в мавританском салоне отеля Континенталь (Continental ) в Париже .
Вскоре свечи Яблочкова начали устанавливать и в других городах Франции : Анзене, Анже, Куэроне, Бове, Лорьяне, Тулузе, Сен-Назере, Биаррице , Гавре, Марселе, Тулоне. В Лионе ими освещались театр Белькур и цеха завода Бюира , в Лилле - мастерские компании Fives-Lille , где было установлено около 60 фонарей, в Помпе (департамент Мёрт и Мозель) - кузницы Дюпона и Фоулда, в Реймсе - прядильная фабрика Исаака Холдена, в Сен-Шамоне - Компания доменных печей, кузниц и сталелитейных заводов Военно-морского флота .
Одной из крупнейших в ранним периоде развития электрического освещения стала установка освещения в гавани и примыкающей к ней части набережной в городе Гавр. Она проектировалась в 1880 году, а начала функционировать в 1881 году. Особенностью Гаврской гавани было то, что заход судов в неё был возможен только во время приливов; если приливы приходились на ночное время, то судно оставалось на внешнем рейде в ожидании прилива в светлую часть суток. Было решено устроить здесь мощное электрическое освещение, которое включалось бы с начала прилива и выключалось спустя час после его окончания . Вначале в виде опыта здесь было установлено 12 фонарей . Фонарь имел по два двухламповых подсвечника, причём в каждом подсвечнике могла в любой момент гореть только одна свеча. В общий провод включалось электромагнитное сигнальное акустическое устройство, приходившее в действие при погасании свечи. Силовая установка состояла из двух паровых машин, приводивших в действие четыре динамо-машины Грамма переменного тока (одна была резервной) . Позже число фонарей было доведено до 32. Гаврский порт освещался свечами Яблочкова до 1890 года .
Электрические свечи появились в свободной продаже и начали расходиться в громадном количестве . К 1879 году, например, одна только Генеральная электрическая компания ежедневно выпускала около 8 тысяч свечей . Розничная стоимость снизилась с 1 франка до 60 сантимов за одну свечу . Расходы по эксплуатации свечи с 1877 по 1881 год снизились почти в 7 раз. Так, в 1877 году эксплуатация одной свечи обходилась в 66 сантимов в час, в 1878 году - 40 сантимов в час, в 1879 году она снизилась до 25 сантимов, в 1880 году - до 20, в июне 1881 года - до 15, к октябрю того же года - не более 10 сантимов в час .
В Британской империи
Лондон, набережная Виктории, освещённая свечами Яблочкова (1878 год)
17 июня 1877 года свечи Яблочкова установили на Вест-Индских доках в Лондоне. Несколько позже свечи были установлены в отеле Метрополь, усадьбе Хэтфилд-хаус , Британском музее . Ими были освещены Вестгейтские морские песчаные пляжи и станции Кольцевой линии Лондонского метрополитена Чаринг-Кросс (ныне Набережная) и Виктория . Наиболее заметной освещённой площадкой в Лондоне стала часть набережной Темзы с мостом Ватерлоо (набережная Виктории), где шестьдесят фонарей со свечами Яблочкова использовались с 1878 по 1884 год .
Помимо Лондона электрический свет появился в Глазго, Ливерпуле, Бирмингеме .
Для руководства работами по устройству и эксплуатации электрического освещения в Великобритании была создана («Компания электрической энергии и света по способу Яблочкова») с капиталом в 300 тысяч фунтов стерлингов. Компания откупила себе право на устройство освещения свечами Яблочкова по всей Британской империи, включая колониальные владения . Компания помещалась в доме № 1 по улице Грэйт Уинчестер (англ. Great Wincester street ) в Лондоне и имела фабрику для производства свечей, машин и аппаратуры .
Успех освещения по системе Яблочкова вызвал панику среди акционеров английских газовых компаний. Ими была развёрнута кампания по дискредитации электрического способа освещения. По их настоянию парламент Великобритании учредил в 1879 году специальную комиссию с целью рассмотрения вопроса о допустимости широкого использования электрического освещения в Британской империи. Однако после длительных дебатов и выслушивания свидетельских показаний члены комиссии так и не пришли к единому мнению по данному вопросу .
Не менее 250 фонарей со свечой Яблочкова Генеральная компания поставила в Британскую Индию . Они были установлены в Дели, Калькутте, Мадрасе и ряде других городов . Шесть свечей имелось в резиденции принца Ага-хана в Бомбее (Мумбаи) .
В Германии
Почти одновременно с Англией свечи Яблочкова (пять фонарей, по четыре свечи в каждом) установили в помещении торговой конторы Юлиуса Михаэлиса (нем. Julius Michaelis ) в Берлине. Через несколько дней после этого свечами Яблочкова осветили магазин Шпиндлера на улице Вальштрассе; а затем палату депутатов в Берлине и зал берлинского главпочтамта. Оказать техническую помощь в установке свечей ездил сам П. Н. Яблочков. Кроме Берлина свечи Яблочкова появились в Ганновере и Гамбурге , а также в имперской земле Эльзас-Лотарингии (ныне часть Франции) .
Прочие страны
В Европе в течение четырёх лет электрическое освещение появилось в Бельгии, Португалии, Швеции , Дании, Швейцарии . В Италии им осветили Колизей, Национальную улицу и площадь Колонны в Риме и площадь перед кафедральным собором в Неаполе; в Австрии - парк Фольскгартен в Вене, в Греции - Фалернскую бухту , в Испании - площадь Пуэрта-дель-Соль в Мадриде , в Нидерландах 50 фонарей осветили железнодорожный вокзал Антверпене .
На Американском континенте электрические свечи Яблочкова впервые были установлены в 1878 году в Калифорнийском театре (California Theatre ; ныне не существует) в Сан-Франциско . 26 декабря того же года свечи Яблочкова осветили магазины Джона Уонамейкера (англ. John Wanamaker ) в Филадельфии; затем улицы и площади Рио-де-Жанейро (Бразилия) и городов Мексики . В конце 1878 года 20 свечей Яблочкова были заказаны в Париже для освещения вокзала железнодорожной станции Бонавентура и кафедрального собора Нотр-Дам де Монреаль в канадском Монреале . Генеральная компания имела объекты в Аргентине, на Кубе, Реюньоне и в других местах .
В Азии четыре свечи Яблочкова были установлены во дворце персидского шаха в Тегеране . В дальнейшем, в течение 8 месяцев он заказал 20 фонарей . Свечи Яблочкова имелись во дворце короля Камбоджи . Король Бирмы Тибо установил шестьдесят светильников в своем дворце в Мандалае .
Свеча Яблочкова в России
Прошение Товарищества электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов в России П. Н. Яблочкова в Санкт-Петербургскую городскую думу о разрешении опыта электрического освещения Екатерининской площади (27 марта 1879)
Екатерининская площадь в Санкт-Петербурге, освещённая электрическими свечами Яблочкова
Литейный мост в Санкт-Петербурге, освещённый электрическими свечами Яблочкова
Русские научные круги узнали об электрической свече Яблочкова от присутствовавших на Лондонской выставке физических приборов представителей из России. 5 (17) октября 1876 года на 39-м заседании физического отделения Русского физико-химического общества при Санкт-Петербургском университете сообщение о свече Яблочкова сделал профессор Ф. Ф. Петрушевский. 30 декабря 1876 (11 января 1877) года профессор А. С. Владимирский продемонстрировал в Москве действие электрических свечей, привезённых им из Лондона .
Во время Всемирной выставки 1878 года были размещены заказы на оборудование и материалы для устройства первых осветительных установок по системе Яблочкова в России: казарм в Кронштадте, улицы перед домом главного командира Кронштадтского порта и пароходного завода. Перспективами применения электричества в морском деле заинтересовалось морское ведомство Российской империи .
Первая проба электрического освещения по системе Яблочкова была проведена в России 11 (23) октября 1878 года . В этот день были освещены казармы Кронштадтского учебного экипажа . 23 ноября (5 декабря) того же года было опробовано освещение одной свечой Яблочкова в фонаре площади у дома, занимаемого командиром Кронштадтского морского порта. В конце ноября испытание свечей Яблочкова проводилось на Кронштадтском пароходном заводе. Здесь были применены электрические свечи в шарах с коническими отражателями из белой жести . Всего на пароходном заводе было установлено 112 фонарей . При опытах в Кронштадтской морской библиотеке и в Морском собрании, длившихся 48 дней, была израсходована 941 свеча .
21 ноября (3 декабря) 1878 года опыт электрического освещения был проведён морскими офицерами-электриками в Михайловском манеже. Здесь в течение недели зажигали 10 фонарей по 4 свечи в каждом, установленных на столбах .
4 (16) декабря 1878 года свечи Яблочкова (8 шаров) впервые осветили Большой театр в Санкт-Петербурге .
В конце 1878 года Павел Николаевич Яблочков вернулся в Санкт-Петербург . В апреле 1979 года он организовал «Товарищество на вере электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов - П. Н. Яблочков-изобретатель и К°» , которое сразу же приступила к сооружению ряда установок электрического освещения .
22 марта (3 апреля) свечами Яблочкова было выполнено освещение Дворцового моста через Неву. Ими освещалась только половина моста (8 фонарей), для второй использовались дифференциальные лампы Чиколева .
27 марта (8 апреля) 1879 года товарищество, «желая показать городу возможность выгоды и преимущества электрического освещения центральных площадей перед газовым» , подало прошение в Санкт-Петербургскую городскую думу. Товарищество просило разрешить устройство опыта электрического освещения Екатерининской площади (ныне площадь Островского) «восемью фонарями со свечами Яблочкова» на 2-3 недели за свой счёт . Вследствие различных проволочек со стороны полиции и управления театрами, монтаж электрического оборудования начался только 13 апреля. На другой день, в 9 часов вечера, Екатерининская площадь была освещена. Первые три дня освещение продолжалось до 12 часов ночи, а с 17 апреля по 2 мая - всю ночь, одновременно с городским газовым освещением, которое было окончательно погашено на площади с 22 апреля .
После удовлетворительных результатов первых опытов электрического освещения в Петербурге, городская дума решила осветить этим способом новый Литейный мост. По смете оказалось, что, хотя, устройство освещения обойдется на 8 тысяч дороже газа, ежегодный расход на электричество будет меньше на 700 рублей. В мае 1879 года дума постановила сдать освещение моста товариществу «Яблочков и К°» на десять лет, обязав поставить 12 дуговых фонарей . Опыты по освещению Литейного моста были наиболее продолжительными: они длились непрерывно 227 дней. За это время произошло лишь 19 случаев потухания фонарей на 3-6 минут, вызванных соскакиванием приводных ремней с валов динамо-машин .
С наибольшим интересом осветительные установки по системе Яблочкова были встречены в учреждениях военно-морского флота . С весны 1879 года морское ведомство приступило к опытам электрического освещения по системе Яблочкова на кораблях Балтийского флота «Пётр Великий» и «Вице-адмирал Попов». Освещение на корабле «Пётр Великий» состояло из 9 фонарей, соединённых в три независимые цепи: 1) два отличительных и марсовый фонарь; 2) один фонарь адмиральской каюты и два в кают-компании; 3) два фонаря над машинными люками и один для носового башенного освещения. Подобные корабельные осветительные установки были первыми в своём роде, до этого времени можно было встретить освещение на кораблях, осуществлённое с помощью одной дуговой лампы .
Эти опыты способствовали расширению применения системы Яблочкова для освещения судов. К 1882 году на судах Балтийского флота действовали 178 свечей Яблочкова. На Чёрном море боевое освещение было установлено на 6 судах и 4 шлюпках, а палубное - при помощи 62 свечей Яблочкова. На императорской яхте «Ливадия» в 1880 году было установлено 48 фонарей , при этом установки для освещения улиц, площадей, вокзалов и садов имели каждая не более 10-15 фонарей .
В октябре 1879 года 6 свечей Яблочкова были установлены в переборочной мастерской Охтинского капсюльного завода . Освещение Гостиного двора в Санкт-Петербурге началось с 8 фонарей, к 1880 году их числилось уже более 100 . Электрический свет появился также на Балтийском судостроительном, Путиловском, Обуховском, Ижорском и других крупных заводах, театрах, Экспедиции заготовления государственных бумаг, в Летнем саду . Были освещены некоторые рестораны и особняки .
Установка для освещения свечами Яблочкова жилого дома (1886)
Большинство работ по установке электрических свечей, разработке технических планов и проектов проводилось под руководством Павла Николаевича. К середине 1880 года в России было установлено около 500 фонарей со свечами Яблочкова , из них больше половины - на военных судах и на заводах военного и военно-морского ведомств . Свечи Яблочкова, изготовляемые петербургским заводом товарищества, зажглись в Москве и Подмосковье, Киеве (в мастерских Киево-Брестской железной дороги), Нижнем Новгороде, Гельсингфорсе (Хельсинки), Одессе, Харькове, Николаеве, Брянске, Архангельске, Полтаве, Красноводске (Туркменбаши) , Краснодаре и других городах России . Одна свеча стоила около 20 копеек .
В Саратове опыты с уличным освещением начались в феврале 1880 года. Свечами Яблочкова был освещён подъезд цирка братьев Никитиных. Из частных особняков первыми были оборудованы электричеством дом мукомола Шмидта на Никольской улице (ныне ул. Радищева) и дом графа Уварова на углу Крапивной (ул. Т. Шевченко) и Вольской улиц .
25 ноября 1881 года 16 фонарей со свечами Яблочкова впервые осветили район Большого Гатчинского дворца. На следующий день 26 ноября здесь состоялось принесение присяги великими князьями Павлом Александровичем, Дмитрием Константиновичем и Михаилом Михайловичем при торжественном объявлении совершеннолетия Их Высочеств .
Электрическое освещение в России не получило такого широкого распространения, как за границей. Причин для этого было много: русско-турецкая война , отвлекавшая много средств и внимания, техническая отсталость России, инертность, а подчас и предвзятость городских властей .
Прекращение работ над свечой
Появление в 1880 году электрической лампы накаливания Т. Эдисона, сопровождаемое громкой рекламой, начало неблагоприятно отзываться на дальнейших успехах электродуговых ламп . Во время проведения в 1881 году в Париже Международной электротехнической выставки свеча Яблочкова всё ещё продолжала оставаться наиболее распространённым и наиболее удовлетворительным электрическим источником света. Она широко применялась для освещения павильонов, дворца Трокадеро и территории выставки. Изобретения Яблочкова, представленные на выставке, получили высшую оценку и были признаны постановлением Международного жюри вне конкурса .
Однако на этой выставке впервые широко были представлены экспонаты Т. Эдисона, в том числе и лампа накаливания, преимущества которой были убедительно показаны . 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 .
Освещение проспекта Оперы в Париже свечами Яблочкова было прекращено в 1882 году, Дворцового моста в Санкт-Петербурге - сразу же по истечении срока десятилетнего контракта, заключённого в 1879 году между Петербургским городским управлением и товариществом «Яблочков-изобретатель и К°» .
В 1883 году британская компания Jablochkoff Electric Light and Power Company проиграла контракт на освещение вестри округа Стрэнд (Strand Vestry ) компании Суон-Эдисон (Swan-Edison Company ). К октябрю того же года она обанкротилась. Фонари со свечами Яблочкова были убраны с набережной Темзы, и к началу 1885 года она вновь была освещена газом . Тем не менее, освещение свечами в Англии продолжалось до 1887 года, а станций лондонского метрополитена и некоторые другие места освещались вплоть до 1890 года .
Всё это оказало сильное влияние на дальнейшую работу Павла Николаевича. С 1881 года он решительно прекратил свои работы над свечой и электрическим освещением и сосредоточился на создании устройств для более дешёвого и простого генерирования электрической энергии .
Конструктивные особенности
Устройство свечи Яблочкова
Подсвечники для свечи Яблочкова с пружинным зажимом
Составные части свечи Яблочкова
Лампа для свечи Яблочкова (Париж)
Конструкция свечи, рассчитанная на массовое распространение, была разработана П. Н. Яблочковым на основе опыта по освещению универмага Лувр .
Свеча Яблочкова состоит из следующих частей:
Для питания свечей использовалось напряжение 50-60 В . Сила света свечей составляла 40-60 карселей (384-577 кандел) , они горели от 1,5 до 2 часов. Их световая отдача колебалась от 4,5 до 8 лм/Вт . Вес свечи - около 100 грамм .
Свеча устанавливалась в специальный подсвечник, состоящий из двух изолированных металлических (медь, латунь) зажимов, один из которых был фиксированный, а второй закреплён на пружинном шарнире. Зажимы имели полуцилиндрические канавки, в которые вставлялись латунные штифты свечи. Оба зажима монтировались на подставке из шифера или какого-либо другого материала и соединялись возвратным проводом .
Свечи закрывались глазурированными матовыми шарами из молочного стекла . Диаметр шара обычно равен 400 мм, вверху его имеется отверстие. Высота фонаря доходила до 700 мм, в его цоколе имелись дверцы для вентиляции .
В качестве источника тока для свечей Яблочков первоначально использовал динамо-машину Алльянса (Alliance ; например, для освещения универмага Лувр) , с 1877 года чаще всего использовались машины Грамма, начиная с 1879 года стали применять машины Сименса .
Особенности изготовления свечи
Электроды для свечей изготавливались из толчёного и тщательно просеянного кокса и каменноугольных смол с добавлением алебастра. При помощи простого пресса из этой вязкой однородной и пластичной массы выдавливались тонкие круглые палочки, около 50 см длиной, которые потом разрезались пополам . Это делалось для того, чтобы оба электрода свечи имели один и тот же состав . Затем электроды прокаливались без доступа воздуха, после чего становились твёрдыми .
Большое значение в изготовлении свечей имел характер изоляционного материала (коломбины), который помещался между электродами, а также качество его сцепления с углями. Если коломбина ломалась во время горения, или от неё откалывался кусочек, или она быстрее расходовалась, чем угли, то дуга опускалась в образовавшуюся полость, её температура понижалась, и свет приобретал нежелательные красноватые оттенки .
Разработка конструкции свечи
Варианты расположения углей в свече, запатентованные П. Н. Яблочковым в 1876 году
Общая схема электрического освещения Яблочкова: фонарь на 4 свечи с коммутатором, питаемый от динамо-машины Грамма
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 них был окружён лёгкоплавкой фарфоровой трубкой или трубкой из белого стекла. При обгорании углей эта трубка постепенно расплавлялась. Внешне фарфоровая оболочка угля напоминала стеариновую свечу, вследствие чего, этому источнику света и было дано название электрической свечи .
Для своих свечей Яблочков использовал угли, разработанные в 1868 году специально для электрического света французским инженером Фердинандом Карре . В связи с тем, что угли при питании их постоянным током сгорали неодинаково, положительный уголь делался в два раза толще отрицательного . Это очень хорошо компенсировало его большую скорость горения, однако создало новое неудобство. Более тонкий отрицательный уголь, обладая большим сопротивлением, краснел на большую часть своей длины и быстро сгорал . Кроме того, более толстый положительный электрод давал довольно заметную тень. Дальнейшие исследования показали, что равномерное сгорание углей одинакового сечения возможно только при использовании переменного тока для питания свечи .
Для зажигания дуги первоначально использовалась угольная палочка с изолирующей рукояткой , которую прикладывали к концам углей во время пропускания через них тока. Однако этот способ оказался очень неудобным .
Постоянно внося усовершенствования в конструкцию лампы, Павел Николаевич Яблочков помимо основного французского патента № 112024 получил к нему ещё шесть дополнений .
Вскоре он отказался от фарфоровой трубки , заменив её изоляционной пластинкой полуовальной формы из каолина (фарфоровой глины). Длина угольных блоков была доведена до 120 мм, сечение обоих электродов стало одинаковым - 4 мм в диаметре. На верхнем крае углей устанавливался замыкатель 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 универмага Лувр .
Остановившись сначала на каолине, в качестве изоляционной прослойки, Павел Николаевич продолжал изыскивать другие подходящие для этого материалы. Кроме того он проводил эксперименты по окрашиванию пламени дуги в разные цвета. Каолиновая пластинка давала голубоватый свет, от извести и кварца он становился чуть желтоватым . Свечи, предназначенные для уличного, театрального и комнатного освещения, изготавливались чаще всего из алебастра, дающего розоватый цвет. Интенсивность окраски могла изменяться. При добавлении солей бария розовый свет ещё больше смягчался, приближаясь к естественному ; при добавлении солей стронция - становился интенсивнее . Первое дополнение к патенту № 112024, датированное 16 сентября 1876 года, закрепило за Яблочковым приоритет в замене каолина другими силикатообразными веществами с присадками солей металлов для окраски пламени .
Во втором дополнении 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 . Однако в широкую практику такая изоляция между электродами не вошла .
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 .
Третье дополнение к основному патенту, взятое 23 октября 1876 года, предусматривало изготовление изоляционной массы не из твёрдых кусков, а из порошка. При этом угли окружались оболочкой (гильзой), наружная часть которой делалась из асбестового картона. Угли вокруг оболочки были окружены порошком, оболочки углей друг от друга также отделялись порошком . Порошок, который Яблочков считал наиболее подходящим, состоял из одной части извести, четырёх частей песка и двух частей талька. Гильза запечатывалась кремнекислым калием . Под действием дуги гильза с наполнителем загоралась ярким пламенем. Однако отсутствие фотометрических данных не позволяет судить о преимуществах пламенной электрической свечи .
Один из вариантов конструкции свечи предусматривал использование вместо двух угольных палочек каолиновой трубки с угольным цилиндром внутри, окружённой угольной трубкой . По четвёртому дополнению от 21 ноября 1876 года угли заменялись трубками , изготовленными из проводящих материалов. Трубки наполнялись смесью, аналогичной применяемой для изоляции, в состав которой входил также порошковый уголь . Эти варианты электрической свечи не вошли в широкую практику .
К 1879 году Яблочкову удалось внести в конструкцию свечи существенные изменения. Изоляционная прослойка вместо каолина изготавливалась теперь из смеси равных частей гипса (сернокислой извести) с сернокислым барием. Эта масса испарялась при температуре вольтовой дуги, увеличивая яркость производимого света . К тому же эта масса весьма легко отливалась в формы . За день два рабочих могли изготовить до 15 тысяч изоляционных пластин . Для обеспечения нового зажигания, после потухания свечи, к массе добавляли до 10 % цинкового порошка . На новый состав изоляционной прослойки 11 марта 1879 года Яблочков получил шестое, последнее, дополнение к патенту № 112024 . Длину угольных блоков довели до 275 мм, из которых 225 мм было полезной. В целом, благодаря улучшению материала, из которого делались свечи, срок их службы был удвоен и доведён до полутора часов .
В 1879 году главный инженер петербургского завода Н. П. Булыгин предложил покрывать угольные стержни медью. Для этого их после отделки погружали на 10-15 минут в ванну с раствором медного купороса. Стержни при этом металлизировались, то есть покрывались тонким слоем меди и приобретали красноватый оттенок. Медь служила замедлителем при горении свечи. Такая свеча горела на 20 минут дольше, чем не прошедшая гальванопластику .
 |
 |
||
| Уголь для свечей Яблочкова. Продукция завода «Электроугли» А. И. Бюксенмейстера (г. Кинешма) | Свеча Яблочкова (угольный блок с каолином) | Подсвечник П. Н. Яблочкова на 4 свечи | Подсвечник П. Н. Яблочкова на 8 свечей и коммутатор для него |
Для увеличения времени освещения была разработана конструкция фонаря на 4 свечи (использовались на проспекте Оперы ), в котором помещалось крестообразно четыре держателя на общей подставке; при этом четыре внутренних контакта составляли одно целое, имея общую клемму для подвода тока, а четыре наружных контакта были обособлены и имели раздельные клеммы. Центральная клемма присоединялась к одному полюсу машины, а каждая из наружных клемм - к контактам рычажного переключателя. Четыре таких светильника последовательно соединялись в одну цепь машины Грамма . Коммутатор был спрятан в основании фонарного столба и защищён от вмешательства посторонних лиц . Позднее появились подсвечники на 6, 8 и 12 свечей .
Сперва переключение от одной свечи к другой производилось с помощью ручного коммутатора, установленного в цоколе
