Пионерите на електрическата крушка преди Томас Едисън

От 1000-та патента на Томас Едисън, крушка не е един от тях. Всъщност в патентът му се посочва, че неговото е „подобрение“ на вече съществуващи модели; за да създаде по-практично, ефективно и достъпно изобретение, записите показват, че инженерът закупува патенти на предишни изобретатели.

Следователно определянето кога е изобретена за първи път крушката е въпрос с нюанси и изисква да обърнем внимание на група изследователи и учени, които са работили по същото време, както и много преди Едисън.

И така, кой всъщност е изобретил електрическата крушка?

През 19 век изобретателите търсят по-безопасен и по-удобен метод за производство на светлина, за да заменят свещите и газовите лампи. Така електричеството се лансира като подходяща алтернатива.

Едно от първите устройства, които осигуряват надежден източник на ток, е създадено от италианския изобретател Алесандро Волта през 1800 г. Така нареченият „волтов стълб“ (на снимката) е примитивна батерия, която използва слоеве мед, цинк, картон и солена вода и когато е свързана с меден проводник в двата края провежда електричество. Волта, разбира се, дава името си и на мерната единица „волт“.

През 1806 г. английският изобретател Хъмфри Дейви показва първата лампа с електрическа дъга, като тя използва батерия като на Волта за надежден източник на ток. Тези лампи генерират светлина чрез открити електроди, които йонизират газ, но се оказват твърде трудни за използване, защото светят твърде ярко и изгарят твърде бързо, за да са удобни за домашна употреба, така че се използват предимно в градска среда. Така дъговата лампа все пак има комерсиален, макар и ограничен успех.

Хъмфри

Учените вече знаят, че когато през определени материали премине достатъчно електричество, те ще се нагреят и ако се нагреят достатъчно, ще започнат да светят – „нажежаване“.

Проблемът с ранните крушки с нажежаема жичка обаче е, че тези материали в крайна сметка стават толкова горещи, че ще изгорят или ще се стопят. Те биха били успешни, само ако се намери правилният материал за жичката, който да произвежда светлина, без да изгаря твърде бързо.

След като шотландски учен на име Джеймс Боуман Линдзи демонстрира през 1835 г., че постоянната електрическа светлина въобще е възможна с крушка с жичка, направена от мед, през следващите 40 години се правят експерименти с цел намиране на правилния материал за нажежаемата жичка и затварянето й във вакуумна среда, за да се поддържате нажежена без да изгаря възможно най-дълго.

Така следващият голям пробив в разработването на крушката като продукт за пазара се случва през 1840 г. от британския изобретател Уорън де ла Рю. Той смята, че най-добрият подход за надеждна, безопасна и дълготрайна електрическа светлина е да се използва платинена нишка вместо медна, във вакуумна тръба.

Уорън

Платината е избрана поради високата й точка на топене; тя може да толерира големи количества електричество и да свети без заплаха да избухне при висока температура. Той закрепя нишката във вакуумно запечатана камера, защото колкото по-малко газови молекули могат да реагират с платината, толкова по-дълго ще продължи светенето й.

Но платината, както тогава, така и сега, е твърде скъпа, за да стигне крушката до търговската мрежа. Освен това вакуумните помпи са по-малко ефективни по времето на де ла Рю и затова неговият модел се проваля.

Но теорията, която влага за създаване на крушката си, до голяма степен изглежда работи, и така експериментите продължават. За съжаление, последвалите проекти са възпрепятствани от цена или непрактичност, тъй като някои крушки светят твърде слабо или изискват твърде много ток, за да светят изобщо.

Британският физик Джоузеф Суон изследва проблемите с осветлението с нажежаема жичка, с икономическата й ефективност като начална точка още през 1850 г. В началото използва карбонизирана хартия и картон като по-евтини алтернативи на металните нишки, но открива, че е твърде трудно да предотврати бързото им изгаряне. По-късно, през 1869 г., патентова дизайн, който използва памучни нишки, но този дизайн страда от същите проблеми.

След като през 1877 г. Херман Шпренгел изобретява въздушната си помпа, тя променя играта в развитието на електрическата крушка. Помпата създава по-добър вакуум в стъклените колби, което от своя страна предотвратява реакцията на нишките и твърде бързото им изгаряне.

Суон прилага към своите проекти тази помпа и експериментира с различни материали за жичката. През януари 1879 г. разработва електрическа крушка, която свети, но не изгаря, използвайки памучна нишка, потопена в киселина и запечатана под вакуум в стъклена крушка.

Той демонстрира дизайна на следващия месец, но установява, че след кратко време крушката изпушва, почернява и става безполезна… Неуспехът е в нишката: тя е твърде дебела и изисква твърде много електричество, за да светне.

Но Суон продължи да експериментира…

Джоузеф

Кога Томас Едисън изобретява своята крушка?

Междувременно Томас Алва Едисън работи от другата страна на океана по същите проблеми. 31-годишният изобретател има 169 патента по това време и създава изследователски център в Менло Парк, Ню Джърси.

Едисън иска да направи крушките с нажежаема жичка едновременно достъпни и надеждни. Затова изучава конкуренцията си в това начинание, което естествено включва и Суон, и установява, че една успешна крушка се нуждае от по-тънка нишка, която не изисква голям електрически ток.

Самият Едисън работи до 20 часа на ден, тествайки и експериментирайки с различни дизайни и материали.

През октомври 1878 г., само една година след неуспешния опит на Суон, Едисън разработва крушка с платинена нишка, която гори 40 минути, преди да изгори. Изглежда, че така нареченият „Магьосник от Менло Парк“ е на път да изобрети практична крушка, но и той претърпява същите проблеми като своите предшественици.

Предвиждайки успеха, Едисън взема назаем 300 000 долара, за да създаде Edison Electric Light Company с Дж. П. Морган като един от нейните инвеститори.

Томас тества 300 различни вида нишки в над 1400 експеримента. Екипът му тества привидно всяко вещество, до което може да се докопа, включително лен, кедър и хикори. Той дори експериментира с волфрам, който е често срещан в по-късните електрически крушки – но той няма инструментите, за да работи правилно с този материал.

След това през октомври 1879 г. Едисън се спира на по-тънка памучна нишка с по-високо съпротивление от тази, която Суон използва. Той разсъждава, че колкото по-високо е съпротивлението в нажежаемата жичка, толкова по-малко електрически ток ще е необходим, за да свети. Дизайнът му от 1879 г. гори 14,5 часа.

Именно заради това, че осъзнава предимството на високото съпротивление, на Едисон обикновено се приписва, че замисля първата практична крушка с нажежаема жичка.