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:

1. 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.
2. Потухание одной лампы связано с потуханием всех последовательно включенных свечей.
3. Потухшую свечу вновь зажечь было невозможно. Практического разрешения этого вопроса не было найдено.
4. 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

Павел Яблочков и его изобретение

Ровно 140 лет назад, 23 марта 1876 года, великий русский изобретатель Павел Николаевич Яблочков запатентовал свою знаменитую электрическую лампочку. Несмотря на то, что век ее оказался недолог, лампочка Яблочкова стала прорывом для российской науки и первым изобретением русского ученого, получившим широкую известность за границей.

Давайте вспомним, какой вклад внес Яблочков в развитие электрической светотехники и что сделало его на короткий срок одним из самых популярных ученых Европы.

Первые дуговые лампы

В первой половине XIX века в сфере искусственного освещения на смену господствовавшим на протяжении веков свечам пришли газовые лампы. Их тусклый свет стал освещать фабрики и магазины, театры и гостиницы, и, конечно же, улицы ночных городов. Однако, при относительном удобстве в эксплуатации, газовые лампы имели слишком маленькую светоотдачу, да и специально изготавливаемый для них светильный газ стоил отнюдь недешево.

С открытием электричества и изобретением первых источников тока стало ясно, что будущее светотехники лежит именно в этой области. Развитие электрического освещения изначально пошло по двум направлениям: конструирование дуговых ламп и ламп накаливания. Принцип работы первых основывался на эффекте ​электрической дуги , хорошо всем знакомом по электросварке. С детства родители запрещали нам смотреть на ее ослепляющий огонь, и не зря — электрическая дуга способна порождать чрезвычайно яркий источник света.

Дуговые лампы начали широко использоваться примерно с середины XIX века, когда французский физик Жан Бернар Фуко предложил использовать в них электроды не из древесного, а из ретортного угля, что существенно повышало продолжительность их горения.

Но такие дуговые лампы требовали внимания — по мере сгорания электродов, необходимо было сохранять постоянное расстояние между ними, чтобы электрическая дуга не гасла. Для этого использовались очень хитрые механизмы, в частности — регулятор Фуко, придуманный тем же самым французским изобретателем. Регулятор был весьма сложно устроен: механизм включал три пружины и требовал постоянного к себе внимания. Все это делало дуговые лампы чрезвычайно неудобными в использовании. Решить эту проблему взялся русский изобретатель Павел Яблочков.

Яблочков берется за дело

Проявлявший с детства тягу к изобретательству уроженец Саратова Яблочков в 1874 году устроился работать начальником службы телеграфа на железную дорогуМосква-Курск. К этому времени Павел окончательно решил сконцентрировать свое творческое внимание на усовершенствовании существовавших тогда дуговых ламп.

Начальство железной дороги, знавшее о его увлечении, предложило начинающему изобретателю интересное дело. Из Москвы в Крым должен был проследовать правительственный поезд и для обеспечения его безопасности было придумано организовать для машиниста ночное освещение пути.

Один из примеров регулирующих механизмов в дуговых лампах того времени

Яблочков с радостью согласился, взял с собой дуговую лампу с регулятором Фуко и, прикрепив ее к передней части локомотива, всю дорогу до Крыма каждую ночью дежурил возле прожектора. Примерно раз в полтора часа ему приходилось менять электроды, а также постоянно следить за регулятором. Несмотря на то, что опыт по освещению в целом удался, было понятно, что широкого применения такой способ получить не может. Яблочков решил попытаться усовершенствовать регулятор Фуко, чтобы упростить эксплуатацию лампы.

Гениальное решение

В 1875 году Яблочков, проводя в лаборатории опыт по электролизу поваренной соли, случайно вызвал между двумя параллельно расположенными угольными электродами появление электрической дуги. В этот момент Яблочкову пришла в голову идея, как улучшить конструкцию дуговой лампы таким образом, чтобы регулятор вовсе перестал бы быть нужным.

Лампочка Яблочкова(или, как ее было принято называть в то время « свеча Яблочкова») была устроена, как и все гениальное, довольно просто. Угольные электроды в ней располагались вертикально и параллельно друг к другу. Концы электродов были соединены тонкой металлической нитью, которая поджигала дугу, а между электродами находилась полоска изолирующего материала. По мере сгорания углей, сгорал и изоляционный материал.

Вот так выглядела свеча Яблочкова. Красная полоса - это и есть изоляционный материал

В первый моделях лампы после отключения электричества поджечь ту же самую свечу не представлялось возможным, так как не было контакта между двумя уже подожженными электродами. Позже Яблочков начал подмешивать в изоляционные полоски порошки различных металлов, которые, при затухании дуги, образовывали на торце специальную полоску. Это позволяло использовать недогоревшие угли повторно.

Догоревшие же электроды моментально заменялись новыми. Это приходилось делать примерно раз в два часа — именно на столько их хватало. Поэтому лампочку Яблочкова логичней было называть именно свечой — менять ее приходилось даже чаще, чем изделие из воска. Зато она была в сотни раз ярче.

Всемирное признание

Завершил создание своего изобретения Яблочков в 1876 году уже в Париже. Из Москвы ему пришлось уехать по финансовым обстоятельствам — будучи талантливым изобретателем, Яблочков был бездарным предпринимателем, что, как правило, выливалось в банкротство и долги всех его предприятий.

В Париже, одном из мировых центров науки и прогресса, Яблочков со своим изобретением быстро достигает успеха. Устроившись в мастерскую академика Луи Бреге, 23 марта 1876 года Яблочков получает патент, после чего его дела под чужим руководством начинают идти в гору.

В том же году изобретение Яблочкова производит фурор на выставке физических приборов в Лондоне. Им тут же начинают интересоваться все крупные европейские потребители и в течениикаких-тодвух лет свеча Яблочкова появляется на улицах Лондона, Парижа, Берлина, Вены, Рима и великого множества других городов Европы. Электрические свечи заменяют устаревшее освещение в театрах, магазинах, богатых домах. Ими умудрились подсветить даже огромный парижский ипподром и развалины Колизея.

Так свеча Яблочкова освещала ночной Париж

Свечи расходились в громадных по тем временам объемах — завод Бреге выпускал по 8 тысяч штук ежедневно. Спросу также поспособствовали и последующие улучшения самого Яблочкова. Так, с помощью примесей, добавляемых в изолятор из ​каолина , Яблочков добился более мягкого и приятного спектра излучаемого света.

А так - Лондон

В России свечи Яблочкова впервые появились в 1878 году в Петербурге. В этом же году изобретатель временно возвращается на родину. Здесь его бурно встречают почестями и поздравлениями. Целью возвращения стало создание коммерческого предприятия, которое помогло бы ускорить электрификацию и способствовать распространению в России электрических ламп.

Однако, уже упомянутые скудные предпринимательские таланты изобретателя вкупе с традиционной для российского чиновничества инертностью и предвзятостью помешали грандиозным планам. Несмотря на большие денежные вливания, такого, как в Европе распространения свечи Яблочкова в России не получили.

Закат свечи Яблочкова

На самом деле, закат дуговых ламп начался еще до изобретения Яблочковым своей свечи. Многие этого не знают, но первый в мире патент на лампу накаливания также получил русский ученый — ​Александр Николаевич Лодыгин . И сделано это было еще в 1874 году.

Яблочков, конечно же, про изобретения Лодыгина прекрасно знал. Более того, косвенно он и сам принял участие в разработке первых ламп накаливания. В 1875-76годах, при работе над изоляционной перегородкой для своей свечи, Яблочков открыл возможность использования коалина в качестве нити в подобных лампах. Но изобретатель посчитал, что у ламп накаливания нет будущего и до конца своих дней над их конструкцией целенаправленно так и не работал. История показала, что в этом Яблочков грубо ошибся.

Во второй половине1870-хгодов американский изобретатель Томас Эдиссон патентует свою лампу накаливания с угольной нитью, срок службы которой составлял 40 часов. Несмотря на многие недостатки, она начинает быстро вытеснять дуговые лампы. А уже в 1890-хгодах лампочка принимает знакомый нам вид — все тот же Александр Лодыгин сначала предлагает использовать для изготовления нити тугоплавкие металлы, в том числе — вольфрам, и закручивать их в спираль, а затем первым же откачивает из колбы воздух, чтобы увеличить срок службы нити. Первая в мире коммерческая лампа накаливания с закрученной вольфрамовой спиралью производилась именно по патенту Лодыгина.

Одна из ламп Лодыгина

Эту революцию электрического освещения Яблочков уже практически не застал, скоропостижно скончавшись в 1894 году, в возрасте 47 лет. Ранняя смерть стала следствием отравления ядовитым хлором, с которым изобретатель много работал в экспериментах. За свою недолгую жизнь Яблочков успел создать еще несколько полезных изобретений — первые в мире генератор и трансформатор переменного тока, а также деревянные сепараторы для химических аккумуляторов, используемые и поныне.

И хотя свеча Яблочкова в своем первоначальном виде канула в небытие, как и все дуговые лампы того времени, в новом качестве она продолжает существовать и сегодня — в виде газоразрядных ламп, последнее время повсеместно внедряемых вместо ламп накаливания. Хорошо знакомые всем неоновые, ксеноновые или ртутные лампы(которые также называют « ​лампами дневного света ») работают, основываясь на том же принципе, что и легендарная свеча Яблочкова.

Яблочков Павел Николаевич (1847-1894) - российский изобретатель, военный инженер и предприниматель. Наибольшую известность получил благодаря созданию дуговой лампы, сигнального термометра и других изобретений в сфере электротехники.

Павел Яблочков родился 2(14) сентября 1847 года в селе Жадовка Сердобского уезда Саратовской губернии. Его отец Николай Павлович был представителем старинной династии, но к моменту рождения сына обеднел. В молодости он проявил себя в морской службе, однако по причине болезни был уволен. Впоследствии он стал работать мировым посредником и мировым судьей. Мать изобретателя Елизавета Петровна занималась домашним хозяйством и, обладая властным характером, держала в руках всю свою большую семью (после Павла она родила еще четверых детей).

Родители обеспечили мальчику начальное образование прямо в домашних условиях, где его обучили азам грамоты, письма и счета, а также французскому языку. Но настоящей страстью Павла стало конструирование различных приборов. Будучи подростком, он создал устройство, помогавшее производить передел земли, а также далекий аналог современного спидометра. Прибор устанавливался на колесо экипажа и отсчитывал пройденное расстояние.

Годы учебы

По настоянию родителей в 1859 году Павел, благодаря успешно пройденным испытаниям, поступил сразу во второй класс Саратовской гимназии. Но из-за финансовых проблем через три года отец вынужден был забрать сына. По другой версии причиной прерывания учебы стали невыносимые условия в гимназии, где применялись телесные наказания. Некоторое время Яблочков пробыл в родительском доме, а потом сдал экзамены и поступил в Николаевское инженерное училище, расположенное в столице. Это было передовое учебное заведение своего времени, в котором преподавали именитые ученые. Во время подготовки к поступлению Павел посещал подготовительные курсы, где на него большое влияние оказал военный инженер Цезарь Антонович Кюи.

Цезарь Антонович Кюи — преподаватель Николаевской инженерной академии

Наставниками Павла Николаевича были известные профессора Фёдор Фёдорович Ласовский, Герман Егорович Паукер, Иван Алексеевич Вышеградский. Они дали ему прекрасную базу знаний по электричеству, магнетизму, математике, фортификации, артиллерии, черчению, военной тактике и многим другим дисциплинам. Военные методы воспитания училища положительно повлияли на изобретателя - он приобрел военную выправку и физически окреп.

Служба в армии

В 1866 году Яблочков оканчивает училище, получает чин инженера-поручика и определяется в пятый саперный батальон, расположенный в Киеве. Служба не вызывала особого энтузиазма у Павла - он был полон творческих идей, которые воплотить в жизнь в казарменных условиях не представлялось возможным. В 1867 году ученый подает рапорт об увольнении по причине болезни. Это позволило ему полностью окунуться в мир электротехники и результат не заставил себя долго ждать.

Изобретатель разработал генератор с самовозбуждением, который положил начало множеству исследований по электротехнике. Однако прочных знаний в электромагнетизме не было и это ограничивало его возможности. В 1869 году он восстанавливается на службе в чине подпоручика, что дало право поступить в петербургские Гальванические классы, где обучали на военных электротехников.

Пребывание в этом учебном заведении пошло на пользу и Яблочков всерьез познакомился с самыми современными достижениями в области электричества. В течение восьми месяцев Павел Николаевич прослушал курс лекций, который сочетался с активной практикой. Руководил обучением профессор Фёдор Фомич Петрушевский. В завершение каждый слушатель курсов прошел практику в Кронштадте, где активно работали с гальваническими минами.

Согласно действующим правилам выпускникам Гальванических классов необходимо было три года отслужить и Яблочков отправляется в знакомый ему пятый саперный батальон в качестве начальника гальванической службы. Отслужив весь положенный срок, изобретатель навсегда увольняется с военной службы службы и переезжает в Москву.

Новая жизнь

В Златоглавой Павел Николаевич устроился начальником телеграфа Московско-Курской железной дороги. Одним из аргументов, склонивших его к поступлению на работу, стала хорошая ремонтная база. Он активно продолжал обучение, впитывая ценный опыт местных электриков. Важную роль в становление личности изобретателя сыграло знакомство с инженером-электротехником , который имел огромный талант изобретателя. Таким образом постепенно формировался индивидуальный облик ученого, который не оставлял попыток создавать что-то новое.

В это время он привел в рабочее состояние неисправный электродвигатель Труве (название произошло от фамилии французского изобретателя Густава Пиера Труве), разработал проект по оптимизации машины Грамма, а также создал горелку для гремучего газа и устройство для фиксации изменений температуры в пассажирских вагонах. Но творить получалось непостоянно, так как основная работа отнимала много времени.

Тем не менее Яблочкову удалось глубоко вникнуть в принцип действия дуговых ламп, он проводил множество экспериментов направленных на их усовершенствование. В 1873 году ученый начал работу в мастерской физических приборов и год спустя первым в мире создал конструкцию электрического прожекторного освещения железнодорожных путей на локомотиве. В 1875 году ученый уезжает в США на всемирную выставку в Филадельфию, где хотел представить свои изобретения. Но финансовые дела пошли неважно и Павел Николаевич вместо Соединенных Штатов приехал в Париж.

Парижский этап

Во французской столице он устраивается на работу в мастерские академика Луи Бреге, с телеграфным аппаратом которого был хорошо знаком еще по работе в Москве. Кроме того, он владел крупным предприятием, выпускавшим различные электроприборы. Русский изобретатель показал Бреге свой электромагнит и француз сразу по достоинству оценил его талант.

Павел Николаевич без промедления приступил к работе на заводе, параллельно проводя эксперименты в своей маленькой комнатке университетского городка. В скором времени он завершил работу над несколькими изобретениями и успел их запатентовать.

В марте 1876 года Яблочков получил патент на самое известное изобретение - знаменитую электрическую свечу (дуговую лампу без регулятора). Ученому из России удалось создать источник света, отвечавший запросам массового потребителя. Это был экономичный, простой и удобный в использовании прибор, сделавший освещение доступным для всех. По сравнению с угольной лампой устройство Яблочкова содержало угольные стержни (электроды), разделенные каолиновой прокладкой.

Свеча Яблочкова

Подробно о свече Яблочкова рассказано в видео канала «Чип и Дип».

Александр Пушной демонстрирует принцип действия свечи Яблочкова в передаче «Галилео».

Успех был ошеломляющим и об изобретателе, подарившем миру «русский свет», заговорили всерьез. Вскоре Павел Николаевич поехал как представитель компании Бреге на выставку физических приборов в Лондон. Здесь его ждал серьезный успех, ведь о судьбе электрической свечи узнали российские научные круги. По возвращении в Париж ученого ждали многочисленные коммерсанты, быстро смекнувшие какие возможности для получения прибыли открывают творения русского ученого.

По протекции Л. Бреге продвижением дуговой лампы занялся французский изобретатель Огюст Денейруз, который организовал акционерное общество. Предприятие занималось вопросами изучения электрического освещения, а Яблочкову было доверено обеспечивать научно-техническое руководство. В его компетенцию входило наблюдение за производством и работы по усовершенствованию устройства. Компания с уставным капиталом в 7 млн франков фактически монополизировала производство «русского света» в масштабах всей планеты.

Ближайшие два года выдались очень плодотворными. Яблочков занимался установкой освещения улиц и публичных зданий Парижа и Лондона. В частности, благодаря ему получил подсветку мост через Темзу, театр Шатле, Лондонский театр и другие объекты. Отсюда, из Западной Европы электричество стало распространяться по всему свету. И не случайно, так как русскому электротехнику удалось оптимизировать свечу до возможности применения в больших осветительных приборах. «Русский свет» освещал американский Сан-Франциско, индийский Мадрас и дворец короля Камбоджи.

Свечи Яблочкова установленные на Набережной Виктории (1878 год)

Вместе с этим он создал каолиновую лампу, разработал трансформатор для разделения электрического тока. Парижская выставка 1878 года стала подлинным триумфом Яблочкова — в его павильоне всегда было множество посетителей, которым демонстрировалось множество познавательных экспериментов.

Возвращение в Россию

Мечты о родине не покидали ученого все время пребывания на чужбине. Здесь он получил всемирное признание, восстановил коммерческую репутацию, выплатил накопившиеся долги. Перед поездкой в Россию Павел Николаевич выкупил лицензию на право использования электроосвещения в России. Руководство компании потребовало весь пакет акций стоимостью 1 млн франков — изобретатель согласился и получил полный карт-бланш.

Научные круги в России тепло приветствовали возвращение ученого, чего не скажешь о царском правительстве, которое сделало внушение изобретателю за поддержку политических эмигрантов за рубежом. Но самое неприятное было в другом - отечественные предприниматели практически не заинтересовались электрической свечой. Пришлось дело организовывать самому.

В 1879 году было организовано товарищество, занимавшееся созданием электромашин и систем электрического освещения. Вместе с Яблочковым работой занимались такие светила в сфере электротехники, как Лодыгин и Чиколев. С коммерческой точки зрения, это был вполне успешный проект, но не приносивший никакого морального удовлетворения. Умом Павел Николаевич понимал сколь мало возможностей есть в России для реализации имевшихся планов. Кроме того, в 1879 году пришла не самая радостная новость из-за океана - усовершенствовал лампу накаливания и нашел ей массовое применение. Это стало последним доводом для переезда в Париж.

Новый парижский этап

В 1880 году Яблочков возвращается во французскую столицу, где сразу приступил к подготовке участия во Всемирной электротехнической выставке. Здесь его изобретения вновь получили высокую оценку, но были оттенены лампой накаливания Эдисона. Это дало понять, что триумф дуговой лампы уже позади и перспективы развития этой технологии весьма туманны. Павел Николаевич отнесся к такому повороту событий спокойно и отказался от дальнейшей разработки источников света. Теперь его интересовали электрохимические генераторы тока.

Изобретатель будет разрываться между Францией и Россией на протяжении 12 лет. Это было трудно время, ведь ни в одной стране он не чувствовал себя своим. Отечественная правящая и финансовая элита воспринимала его как отработанный материал, а за рубежом он стал чужим, ведь пакет акций больше ученому не принадлежал. Яблочков продолжал работы над электродвигателями и генераторами, изучал вопросы передачи переменного тока. Но все разработки осуществлялись в крохотной квартирке, где не было никаких условий для научных изысканий. В ходе одного из экспериментов взорвавшиеся газы чуть не убили ученого. В 90-х годах он запатентовал еще несколько изобретений, но ни одно из них не позволило получить достойную прибыль.

Здоровье изобретателя оставляло желать лучшего. Кроме проблем с сердцем, добавилась болезнь легких, слизистая оболочка которых была повреждена хлором во время эксперимента. Яблочкова преследовала хроническая бедность, зато электротехническая компания всерьез разбогатела на его изобретениях. Сам изобретатель не раз отмечал, что никогда не стремился стать богатым, но всегда рассчитывал на полноценное обустройство своей научной лаборатории.

В 1889 году Павел Николаевич с головой окунулся в подготовку к очередной Международной выставке, где он возглавлял русский отдел. Он помогал прибывшим в Париж инженерам из России и сопровождал их на всех мероприятиях. Ослабленное здоровье изобретателя не выдержало такого напряжения и он был частично парализован.

Возвращение на родину состоялось в самом конце 1892 года. Петербург встретил Яблочкова неприветливо и холодно, рядом с ним оказались только близкие друзья и семья. Многие из тех, кому он дал дорогу в жизнь отвернулись, жить было особо не на что. Вместе с женой и сыном ученый принял решение вернуться на малую родину, где скончался 19 (31) марта 1894 года.

Личная жизнь

С первой женой школьной учительницей Любовью Никитиной изобретатель познакомился в Киеве. Они поженились в 1871 году, но семейная жизнь была относительно недолгой, так как супруга скончалась в 38 лет от туберкулеза. От брака осталось четверо детей, трое из которых умерли в раннем возрасте. Вторая жена Мария Альбова родила Павлу Николаевичу сына Платона, который впоследствии стал инженером.

• Первое испытание системы освещения Павла Николаевича было проведено в казармах Кронштадтского учебного экипажа 11 октября 1878 года.
• Каждая свеча Яблочкова, впущенная на предприятии Бреге, горела всего 1,5 часа и стоила 20 копеек.
• В 1876 году Павел Николаевич был избран членом французского физического общества.
• В России наибольшие интерес к дуговой лампе проявили на флоте, где было установлено свыше 500 фонарей.
• В 2012 году в Пензе появился технопарк, названный именем великого изобретателя, который специализируется на материаловедении и информационных технологиях.

«Яблочков технопарк» г. Пенза

Видео

Фильм «Великие изобретатели. Русский свет Яблочкова». ООО «ГринГа» по заказу ЗАО «Первый ТВЧ», 2014 г.

«ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВЕЧА» ЯБЛОЧКОВА

Как-то я задал своим друзьям простой на первый взгляд вопрос: кто изобрёл электрическую лампочку? И ответы получил самые разные. Кто-то назвал американца Эдисона, кто-то - нашего соотечественника , а кому-то припомнилось имя другого русского изобретателя - Павла Яблочкова. Так кто же прав?

Да все правы. Ведь история лампочки представляет собой целую цепь открытий, сделанных разными людьми в разное время. И Эдисон тут внёс весомую лепту, и Лодыгин, и Яблочков, который справедливо считается одним из её первооткрывателей.

А кроме того, обязательно надо вспомнить выдающегося русского физика Василия Петрова, ещё в 1802 году наблюдавшего явление электрической дуги - яркого разряда, что возникает между сведёнными на определённое расстояние угольными стержнями-электродами. Следовало бы помнить и имена В. Чиколева и А. Шпаковского, также внесших свой вклад в это выдающееся изобретение...

Однако мы остановимся подробнее на Павле Николаевиче Яблочкове. Ведь именно с ним связана одна из самых любопытных и поучительных "изобретательских" историй.

Официант, мигом возникший у столика в маленьком парижском кафе, принял немудрёный заказ и исчез на кухне. Посетитель же в ожидании рассеянно достал из кармана блокнот, положил его на стол, взялся за карандаш. Одна из страниц была испещрена замысловатыми рисунками. Непосвящённый ничего бы в них не понял - множество каких-то палочек, попарно соединявшихся тонкими дугами. Да ещё наброски чертежей неких механизмов с маленькими, как в часах, шестерёнками. А соседствующие с рисунками пояснения тем более остались бы загадочными для парижанина, потому что сделаны были на чужом языке. Посетитель кафе склонился над записями, забыв, где он, и глубоко задумался.

Происходило это в 1876 году, когда герою нашего рассказа Павлу Яблочкову едва минуло двадцать девять лет. Позади учёба в Петербургском военном училище, где он и увлёкся физикой, и в особенности столь мало ещё изученной её областью - электричеством. Он успел уже послужить в должности начальника телеграфа только-только построенной Московско-Курской железной дороги. Но это занятие отнимало много времени, и Яблочков его оставил, дабы посвятить себя тому, что считал главным в жизни - разработке надёжной конструкции электрической дуговой лампы.

Судьба занесла его в Париж, поскольку к его опытам на родине, в России, никто не проявлял особого интереса. Здесь же одна из французских фирм предоставила изобретателю мастерскую. И вот уже который месяц Яблочков бился над решением, которое казалось где-то совсем рядом, да всё ускользало.

Опыты Василия Петрова показывали: электрическая дуга, дающая яркий свет, возникает лишь тогда, когда концы горизонтально расположенных угольных электродов находятся друг от друга на строго определённом расстоянии. Чуть оно уменьшается или увеличивается, разряд пропадает. Между тем во время разряда угли выгорают, так что зазор между ними всё время растёт. И чтобы применить угли в электрической дуговой лампе, требовалось придумать специальный механизм-регулятор, который бы постоянно, с определённой скоростью подвигал выгорающие стержни навстречу друг другу. Тогда дуга не погаснет.

Справедливости ради надо сказать, что такие попытки предпринимались и до Яблочкова. Свои дуговые лампы с регуляторами разработали русские изобретатели Шпаковский и Чиколев. Электрические лампы Шпаковского в 1856 уже горели в Москве на Красной площади во время коронации Александра II. Чиколев же использовал мощный свет электрической дуги для работы мощных морских прожекторов. Придуманные этими изобретателями автоматические регуляторы имели отличия, но сходились в одном - были ненадёжны. Лампы горели совсем недолго, а стоили дорого.

Часовой механизм, что использовался в лампочке Шпаковского, не мог предусмотреть всех "капризов" неравномерно выгорающего угля. Нужно что-то другое. Но что?

Пришёл официант с подносом, Яблочков убрал со стола блокнот. И, продолжая думать о своём, машинально смотрел, как тот ставит блюдо, как кладёт ложку, вилку, нож...

И вдруг... Яблочков резко поднялся из-за стола и пошёл к выходу, не слыша окликов опешившего официанта. Он торопился к себе в мастерскую. Вот оно наконец, решение! Простейшее и абсолютно надёжное! Нашёл! Оно пришло к нему, едва он глянул на лежащие рядом, параллельно друг другу, столовые приборы.

Да, именно так надо расположить в лампе угольные электроды - не горизонтально, как во всех прежних конструкциях, а параллельно! Тогда оба будут выгорать совершенно одинаково, и расстояние между ними всегда будет постоянным. И никакие хитроумные регуляторы тут не нужны!

Уже в следующем году "электрическая свеча" Яблочкова ярко осветила парижский универсальный магазин "Лувр". Конструкция её была совершенно не похожа на все предыдущие: два угольных стержня были разделены изолирующим слоем каолина. Укреплены они были на простой подставке, напоминающей подсвечник. Сгорали электроды равномерно, и лампа давала яркий свет, причём достаточно продолжительное время. Такую "электрическую свечу" и изготовить было просто, и стоила она дёшево. Неудивительно, что она начала победное шествие по белу свету. Уже через год лампочки русского изобретателя зажглись на набережных Темзы в Лондоне, потом в Берлине. Вскоре Яблочков вернулся в Россию, и его "свеча" озарила Петербург...

Конечно, тот официант, которого однажды удивил странный посетитель, и не подозревал, что стал как бы соавтором изобретения. Но кто знает, не положи он тогда перед Яблочковым столь аккуратно нож и ложку, может, и не осенила бы изобретателя молниеносная догадка. Правда, "подсказка" официанта нашла, как говорится, благодатную почву. Ведь Яблочков искал своё решение даже здесь, за столиком кафе, дожидаясь заказа. Не будь такого, ничего, кроме грамотной сервировки стола, взгляд посетителя не отметил бы.

Со временем "свеча Яблочкова" была вытеснена более экономичными и удобными лампами накаливания, в которых яркий свет даёт раскалённая электричеством тонкая нить. Это новшество связано с именем Александра Николаевича Лодыгина. Именно он догадался выкачивать воздух из стеклянной колбочки, ему принадлежит идея заменить тонкую нить из угля на металлическую - из молибдена или вольфрама. Эдисон же придумал патрон для лампочки и изобрёл совершенный насос, который позволял откачивать воздух из колбы почти до вакуума.

А "свеча Яблочкова" стала теперь музейным экспонатом с интересной историей его создания. Она как бы напоминает нам, что великие открытия посещают только подготовленные умы.

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.