Свет в окошке: краткая история лампочки. Павел Яблочков и Александр Лодыгин. Лампа Яблочкова: первое российское изобретение, покорившее мир Создание дуговой лампочки яблочковым

П.Н. Яблочков родился 14 (26) сентября 1847 года в Саратовской губернии, в семье обедневшего мелкопоместного дворянина. С детства увлекался конструированием: придумал прибор для землемерных работ, которым потом крестьяне окрестных сел пользовались при земельных переделах; устройство для отсчета пути, пройденного телегой – прообраз современных одометров.

Образование получил сначала в Саратовской мужской гимназии, затем в Николаевском инженерном училище в Санкт-Петербурге. В январе 1869 года П.Н. Яблочков был командирован в Техническое гальваническое заведение в Кронштадте, в то время это была единственная в России школа, которая готовила военных специалистов в области электротехники. Закончив учебу, он был назначен начальником гальванической команды 5-го сапёрного батальона, а через три года службы уволился в запас.

После П.Н. Яблочков работал на Московско-Курской железной дороге начальником службы телеграфа, здесь он создал «чернопишущий телеграфный аппарат».

П.Н. Яблочков являлся членом кружка электриков-изобретателей и любителей электротехники при Московском политехническом музее. Здесь он узнал об опытах А. Н. Лодыгина по освещению улиц и помещений электрическими лампами. После чего решил заняться усовершенствованием существовавших тогда дуговых ламп. Свою изобретательскую деятельность он начал с попытки усовершенствовать наиболее распространённый в то время регулятор Фуко. Регулятор был очень сложный, действовал с помощью трёх пружин и требовал к себе непрерывного внимания.

Весной 1874 года Павлу Николаевичу представилась возможность практически применить электрическую дугу для освещения. Из Москвы в Крым должен был следовать правительственный поезд. Администрация Московско-Курской дороги в целях безопасности движения задумала осветить этому поезду железнодорожный путь ночью и обратилась к Яблочкову как инженеру, интересующемуся электрическим освещением. Впервые в истории железнодорожного транспорта на паровозе установили прожектор с дуговой лампой - регулятором Фуко. Яблочков, стоя на передней площадке паровоза, менял угли, подкручивал регулятор; а когда меняли паровоз - перетаскивал свой прожектор и провода с одного локомотива на другой и укреплял их. Это продолжалось весь путь, и хотя опыт удался, он ещё раз убедил Яблочкова, что широкого применения такой способ электрического освещения получить никак не может и нужно упрощать регулятор.

Уйдя в 1874 году со службы на телеграфе, Яблочков открыл в Москве мастерскую физических приборов. По воспоминаниям одного из современников:

«Это был центр смелых и остроумных электротехнических мероприятий, блестевших новизной и опередивших на 20 лет течение времени».

Свеча Яблочкова оказалась проще, удобнее и дешевле в эксплуатации, чем угольная лампа А. Н. Лодыгина, не имела ни механизмов, ни пружин. Она представляла собой два стержня, разделённых изоляционной прокладкой из каолина. Каждый из стержней зажимался в отдельной клемме подсвечника. На верхних концах зажигался дуговой разряд, и пламя дуги ярко светило, постепенно сжигая угли и испаряя изоляционный материал. Яблочкову пришлось очень много поработать над выбором подходящего изолирующего вещества и над методами получения подходящих углей. Позднее он пытался менять окраску электрического света, прибавляя в испаряющуюся перегородку между углями различные металлические соли.

15 апреля 1876 года в Лондоне открылась выставка физических приборов, на которой П.Н. Яблочков экспонировал свою свечу и провел ее публичную демонстрацию. На невысоких металлических постаментах Яблочков поставил четыре свечи, обёрнутых в асбест и установленных на большом расстоянии друг от друга. К светильникам подвёл по проводам ток от динамо-машины, находившейся в соседнем помещении. Поворотом рукоятки ток был включен в сеть, и тотчас обширное помещение залил очень яркий, чуть голубоватый электрический свет. Многочисленная публика пришла в восторг. Так Лондон стал местом первого публичного показа нового источника света.

Успех свечи Яблочкова превзошёл все ожидания. Мировая печать пестрела заголовками:

«Вы должны видеть свечу Яблочкова»
«Изобретение русского отставного военного инженера Яблочкова - новая эра в технике»
«Свет приходит к нам с Севера - из России»
«Северный свет, русский свет, - чудо нашего времени»
«Россия - родина электричества»

Свечи Яблочкова появились в продаже и начали расходиться в громадном количестве, каждая свеча стоила около 20 копеек и горела 1½ часа; по истечении этого времени приходилось вставлять в фонарь новую свечу. Впоследствии были придуманы фонари с автоматической заменой свечей.

В феврале 1877 года электрическим светом были освещены фешенебельные магазины Лувра. Не меньшее восхищение вызывало освещение огромного парижского крытого ипподрома. Его беговая дорожка освещалась 20 дуговыми лампами с отражателями, а места для зрителей - 120 электрическими свечами Яблочкова, расположенными в два ряда.

Новое электрическое освещение с исключительной быстротой завоёвывает Англию, Францию, Германию, Бельгию и Испанию, Португалию и Швецию. В Италии им осветили развалины Колизея, Национальную улицу и площадь Колона в Риме, в Вене - Фольскгартен, в Греции - Фалернскую бухту, а также площади и улицы, морские порты и магазины, театры и дворцы в других странах.

Сияние «русского света» перешагнуло границы Европы. Свечи Яблочкова появились в Мексике, Индии и Бирме. Даже персидский шах и король Камбоджи осветили «русским светом» свои дворцы.

В России первая проба электрического освещения по системе Яблочкова была проведена 11 октября 1878 года. В этот день были освещены казармы Кронштадтского учебного экипажа и площадь у дома, занимаемого командиром Кронштадтского морского порта. 4 декабря 1878 года свечи Яблочкова, 8 шаров, впервые осветили Большой театр в Петербурге. Как писала газета «Новое время» в номере от 6 декабря:

«Внезапно зажгли электрический свет, по зале мгновенно разлился белый яркий, но не режущий глаз, а мягкий свет, при котором цвета и краски женских лиц и туалетов сохраняли свою естественность, как при дневном свете. Эффект был поразительный»

В годы пребывания во Франции П.Н. Яблочков работал не только над изобретением и усовершенствованием электрической свечи, но и над решением других практических задач.

Только за первые полтора года - с марта 1876 по октябрь 1877 - он подарил человечеству ряд других выдающихся изобретений и открытий: сконструировал первый генератор переменного тока, который, в отличие от постоянного тока, обеспечивал равномерное выгорание угольных стержней в отсутствие регулятора; первым применил переменный ток для промышленных целей, создал трансформатор переменного тока (30 ноября 1876 года, дата получения патента, считается датой рождения первого трансформатора), электромагнит с плоской обмоткой и впервые использовал статические конденсаторы в цепи переменного тока. Открытия и изобретения позволили Яблочкову первому в мире создать систему «дробления» электрического света, то есть питания большого числа свечей от одного генератора тока, основанную на применении переменного тока, трансформаторов и конденсаторов.

В 1877 году русский морской офицер А. Н. Хотинский принимал в Америке крейсеры, строящиеся по заказу России. Он посетил лабораторию Эдисона и передал ему лампу накаливания А. Н. Лодыгина и «свечу Яблочкова» со схемой дробления света. Эдисон внёс некоторые усовершенствования и в ноябре 1879 года получил на них патент как на свои изобретения. Яблочков выступил в печати против американцев, заявив, что Томас Эдисон украл у русских не только их мысли и идеи, но и их изобретения. Профессор В. Н. Чиколев писал тогда, что способ Эдисона не нов и обновления его ничтожны.

В 1878 году Яблочков решил вернуться в Россию, чтобы заняться проблемой распространения электрического освещения. Вскоре после приезда изобретателя в Петербург была учреждена акционерная компания «Товарищество электрического освещения и изготовления электрических машин и аппаратов П. Н. Яблочков-изобретатель и Ко». Свечи Яблочкова зажглись во многих городах России. К середине 1880 года было установлено около 500 фонарей со свечами Яблочкова. Однако электрическое освещение в России такого широкого распространения, как за границей, не получило. Причин для этого было много: русско-турецкая война, отвлекавшая много средств и внимания, техническая отсталость России, инертность городских властей. Не удалось создать и сильную компанию с привлечением крупного капитала, недостаток средств ощущался всё время. Немаловажную роль сыграла неопытность в финансово-коммерческих делах самого П.Н. Яблочкова.

К тому же, к 1879 году Т. Эдисон в Америке довел до практического совершенства лампу накаливания, которая полностью вытеснила дуговые лампы. Выставка, которая открылась 1 августа 1881 года в Париже показала, что свеча Яблочкова и его система освещения начали терять своё значение. Хотя изобретения Яблочкова получили высокую оценку и были признаны постановлением Международного жюри вне конкурса, сама выставка явилась триумфом лампы накаливания, которая могла гореть 800-1000 часов без замены. Её можно было много раз зажигать, гасить и снова зажигать. К тому же она была и экономичнее свечи. Всё это оказало сильное влияние на дальнейшую работу Павла Николаевича и с этого времени он целиком переключился на создание мощного и экономичного химического источника тока. В ряде схем химических источников тока Яблочков впервые предложил для разделения катодного и анодного пространства деревянные сепараторы. Впоследствии такие сепараторы нашли широкое применение в конструкциях свинцовых аккумуляторов.

Работы с химическими источниками тока оказались не только малоизученными, но и опасными для жизни. Проводя эксперименты с хлором, Павел Николаевич сжёг себе слизистую оболочку лёгких. В 1884 году во время опытов произошел взрыв натровой батареи, П.Н. Яблочков чуть не погиб, и перенёс после этого два инсульта.

Последний год жизни он провел с семьей в Саратове, где 19 (31) марта 1894 года скончался. 23 марта его прах был похоронен на окраине села Сапожок (ныне Ртищевский район), в ограде Михайло-Архангельской церкви в фамильном склепе.

В конце 1930-х годов Михайло-Архангельскую церковь разрушили, при этом пострадал и фамильный склеп Яблочковых. Затерялась и сама могила изобретателя свечи. Но накануне 100-летия учёного президент АН СССР С. И. Вавилов принял решение уточнить место захоронения Павла Николаевича. По его инициативе была создана комиссия. Её члены объехали более 20 сёл Ртищевского и Сердобского районов, в архивах Саратовского областного загса им удалось отыскать метрическую книгу приходской церкви села Сапожок. По решению АН СССР на могиле П. Н. Яблочкова был воздвигнут памятник, открытие которого состоялось 26 октября 1952 года. На памятнике выбиты слова П.Н. Яблочкова.

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.

Весной 1876 года мировые СМИ пестрели заголовками: «Свет приходит к нам с Севера — из России»; «Северный свет, русский свет — чудо нашего времени»; «Россия — родина электричества».

На разных языках журналисты восхищались русским инженером Павлом Яблочковым , чьё изобретение, представленное на выставке в Лондоне, изменило представление о возможностях использования электричества.

Изобретателю в момент выдающегося триумфа было всего 29 лет.

Павел Яблочков в годы работы в Москве. Фото: Commons.wikimedia.org

Прирождённый изобретатель

Павел Яблочков родился 14 сентября 1847 года в Сердобском уезде Саратовской губернии, в семье обедневшего мелкопоместного дворянина, происходившего из старинного русского рода.

Отец Павла в молодости учился в Морском кадетском корпусе, но по болезни со службы был уволен с награждением гражданским чином XIV класса. Мать была властной женщиной, державшей в крепких руках не только хозяйство, но и всех членов семьи.

Паша ещё в детстве увлёкся конструированием. Одним из первых его изобретений стал оригинальный землемерный прибор, которым затем пользовались жители всех окрестных деревень.

В 1858 году Павел поступил в Саратовскую мужскую гимназию, однако из 5-го класса отец забрал его. Семья была стеснена в средствах, и на образование Павла их не хватало. Тем не менее мальчика удалось определить в частный Подготовительный пансионат, где молодых людей готовили к поступлению в Николаевское инженерное училище. Содержал его военный инженер Цезарь Антонович Кюи. Этот неординарный человек, одинаково успешно занимавшийся вопросами военной инженерии и написанием музыки, пробудил у Яблочкова интерес к науке.

В 1863 году Яблочков блестяще сдал вступительный экзамен в Николаевское инженерное училище. В августе 1866 года он окончил училище по первому разряду, получив чин инженер-подпоручика. Его назначили младшим офицером в 5-й сапёрный батальон, расквартированный в Киевской крепости.

Внимание, электричество!

Родители были счастливы, поскольку считали, что сын может сделать большую военную карьеру. Однако самого Павла эта стезя не прельщала, и спустя год он уволился со службы в чине поручика под предлогом болезни.

Яблочков проявляет большой интерес к электротехнике, однако знаний в этой области у него было недостаточно, и, чтобы устранить этот пробел, он вернулся на военную службу. Благодаря этому, у него появилась возможность поступить в Техническое гальваническое заведение в Кронштадте, единственную в России школу, готовившую военных электротехников.

После её окончания Яблочков отслужил положенные три года и в 1872 году вновь уволился из армии, теперь уже навсегда.

Новым местом работы Яблочкова стала Московско-Курская железная дорога, где он был назначен начальником службы телеграфа. Работу он совмещал с изобретательской деятельностью. Узнав об опытах Александра Лодыгина по освещению улиц и помещений электрическими лампами, Яблочков решил заняться усовершенствованием существовавших тогда дуговых ламп.

Как появился прожектор для поездов

Весной 1874 года по Московско-Курской дороге должен был проследовать правительственный состав. Руководство дороги задумало осветить путь поезду в ночное время при помощи электричества. Однако, как это сделать, чиновники не очень понимали. Тут вспомнили об увлечении начальника службы телеграфа и обратились к нему. Яблочков согласился с большой радостью.

На паровоз впервые в истории железнодорожного транспорта установили прожектор с дуговой лампой — регулятором Фуко. Прибор был ненадёжный, но Яблочков прикладывал все усилия, чтобы заставить его работать. Стоя на передней площадке паровоза, он менял угли в лампе и подкручивал регулятор. При смене паровозов Яблочков перемещался на новый вместе с прожектором.

Поезд успешно дошёл до места назначения, к радости руководства Яблочкова, но сам инженер решил — такой способ освещения слишком сложный и затратный и требует усовершенствования.

Яблочков уходит со службы на железной дороге и открывает в Москве мастерскую физических приборов, где проводятся многочисленные опыты с электричеством.

«Свеча Яблочкова». Фото: Commons.wikimedia.org

Русская идея воплотилась в жизнь в Париже

Главное изобретение в его жизни родилось во время опытов с электролизом поваренной соли. В 1875 году во время одного из опытов по электролизу 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.

Инженеру пришла в голову мысль о том, что можно создать дуговую лампу без регулятора межэлектродного расстояния, которая будет значительно надёжнее.

Осенью 1875 года Яблочков намеревался со своими изобретениями отправиться на Всемирную выставку в Филадельфии, дабы продемонстрировать успехи российских инженеров на ниве электричества. Но дела мастерской шли неудачно, денег не хватало, и добраться Яблочков смог только до Парижа. Там он познакомился с академиком Бреге, владевшим мастерскими физических приборов. Оценив знания и опыт русского инженера, Бреге предложил ему работу. Яблочков принял приглашение.

Весной 1876 года ему удалось закончить работу по созданию дуговой лампы без регулятора. 23 марта 1876 года Павел Яблочков получил французский патент № 112024.

Лампа Яблочкова оказалась проще, удобнее и дешевле в эксплуатации, чем её предшественницы. Она представляла собой два стержня, разделённых изоляционной прокладкой из каолина. Каждый из стержней зажимался в отдельной клемме подсвечника. На верхних концах зажигался дуговой разряд, и пламя дуги ярко светило, постепенно сжигая угли и испаряя изоляционный материал.

Одним деньги, другим наука

15 апреля 1876 года в Лондоне открылась выставка физических приборов. Яблочков представлял и фирму Бреге, и одновременно выступал от своего имени. В один из дней выставки инженер представил свою лампу. Новый источник света произвёл настоящий фурор. За лампой прочно закрепилось название «свеча Яблочкова». Она оказалась чрезвычайно удобной в использовании. Фирмы по эксплуатации «свечей Яблочкова» стремительно открывались по всему миру.

Но невероятный успех не сделал русского инженера миллионером. Он занял скромный пост руководителя технического отдела французской «Генеральной компании электричества с патентами Яблочкова».

От получаемой прибыли ему доставался незначительный процент, но Яблочков не роптал — его вполне устраивало то, что он имел возможность продолжать научные исследования.

Тем временем «свечи Яблочкова» появились в продаже и начали расходиться в громадном количестве. Каждая свеча стоила примерно 20 копеек и горела около полутора часов; по истечении этого времени приходилось вставлять в фонарь новую свечу. Впоследствии были придуманы фонари с автоматической заменой свечей.

«Свеча Яблочкова» в музыкальном зале в Париже. Фото: Commons.wikimedia.org

От Парижа до Камбоджи

В 1877 году «свечи Яблочкова» покорили Париж. Сначала они осветили Лувр, затем оперный театр, а затем одну из центральных улиц. Свет новинки был столь непривычно ярким, что парижане в первое время собирались, чтобы просто полюбоваться изобретением русского мастера. Вскоре «русское электричество» уже освещало и ипподром в Париже.

Успех «свечей Яблочкова» в Лондоне заставил местных бизнесменов попытаться добиться их запрета. Дискуссия в английском парламенте растянулась на несколько лет, а «свечи Яблочкова» продолжали успешно работать.

«Свечи» покорили Германию, Бельгию, Испанию, Португалию, Швецию, в Риме ими освещали развалины Колизея. К концу 1878 года лучшие магазины Филадельфии, города, в который Яблочков так и не попал на Всемирную выставку, также осветили его «свечи».

Подобными лампами осветили свои покои даже шах Персии и король Камбоджи.

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» впервые осветили Большой (Каменный) театр в Петербурге.

Все изобретения Яблочков вернул России

Заслуги Яблочкова получили признание и в научном мире. 21 апреля 1876 года Яблочкова избрали в действительные члены Французского физического общества. 14 апреля 1879 года учёного наградили именной медалью императорского Русского технического общества.

В 1881 году в Париже открылась первая Международная электротехническая выставка. На ней изобретения Яблочкова получили высокую оценку и были признаны постановлением Международного жюри вне конкурса. Однако выставка же стала свидетельством того, что время «свечи Яблочкова» уходит — в Париже была представлена лампа накаливания, которая могла гореть 800-1000 часов без замены.

Яблочкова это нисколько не смутило. Он переключился на создание мощного и экономичного химического источника тока. Опыты в этом направлении были весьма опасными — эксперименты с хлором обернулись для учёного ожогом слизистой оболочки лёгких. У Яблочкова начались проблемы со здоровьем.

Ещё около десяти лет он продолжал жить и работать, курсируя между Европой и Россией. Наконец, в 1892 году он вместе с семьёй возвращается на Родину окончательно. Желая, чтобы все изобретения стали собственностью России, он практически всё своё состояние потратил на выкуп патентов.

Памятник на могиле Павла Яблочкова. Фото: Commons.wikimedia.org / Andrei Sdobnikov

Гордость нации

Но в Петербурге об учёном успели забыть. Яблочков уехал в Саратовскую губернию, где намеревался в деревенской тиши продолжить научные исследования. Но тут Павел Николаевич быстро понял, что условий в деревне для подобных работ просто нет. Тогда он отправился в Саратов, где, живя в гостиничном номере, занялся составлением плана электрического освещения города.

Здоровье, подорванное опасными опытами, продолжало ухудшаться. Помимо проблем с дыханием, беспокоили боли в сердце, опухали и совсем отказывали ноги.

Около 6 часов утра 31 марта 1894 года Павла Николаевича Яблочкова не стало. Изобретатель ушёл из жизни в возрасте 46 лет. Его похоронили на окраине села Сапожок в ограде Михайло-Архангельской церкви в фамильном склепе.

В отличие от многих деятелей дореволюционной России, имя Павла Яблочкова почиталось и в советские времена. В честь него были названы улицы в различных городах страны, включая Москву и Ленинград. В 1947 году была учреждена премия Яблочкова за лучшую работу по электротехнике, которая присуждается 1 раз в три года. А в 1970 году в честь Павла Николаевича Яблочкова был назван кратер на обратной стороне Луны.

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.