Томас Алва Эдисон - изобретатель ламп и новатор в электричестве

И к середине 19 века мы довели до совершенства очень эффективный способ освещения домов с использованием газа. Типичный английский дом 60 годов 19 века освещался с помощью газа, который непосредственно подавался в жилища по системе труб. Однако эти газовые светильники были слишком слабы для освещения больших участков под открытым небом. Поэтому железнодорожные вокзалы и улицы начали освещать более мощными приспособлениями - электродуговыми фонарями.

Первый электродуговой фонарь продемонстрировал наставник Фарадея сэр Гемфри Дэви в королевской ассоциации ещё в 1808 году. Работало такое устройство путем пропускания постоянной искры электричества между двумя угольными стержнями. Но это напряженное белое свечение было слишком ярким для обычных домов. Чтобы электрический свет смог соперничать с газом, его необходимо было разделить на множество более мелких, менее мощных и мягких ламп. Тому кто смог бы сделать электрический свет доступным для всех, была обеспечена слава и богатство. И в начале 80-х годов 19 века, самый известный, самый одаренный и не признававший конкуренции изобретатель в мире, взял эту задачу на себя. Это был Томас Алва Эдисон.

Для Эдисона изобретения были увлечением, любимым занятием, он обожал работать в лаборатории. В основе этого увлечения лежало удовольствие которое Эдисон получал. Эдисон гений электрических изобретений, ему доверяют, люди считают, что он способен сделать что угодно, кроме того у него хорошо налажены связи с предпринимателями, с теми кто готов спонсировать идеи Эдисона и поддержать его в такого рода начинаниях. Деньги для Эдисона были скорее всего важны менее всего, деньги ему были нужны лишь для того, чтобы перейти к очередному проекту. Эдисон собрал группу молодых и талантливых инженеров в современнейшей на тот момент лаборатории в Нью-Джерси в 40 километрах от Манхеттена. Позднее Менло Парк стал самым передовым научно-исследовательским и конструкторским учреждением. Команда Эдисона получила возможность изобретать в промышленных масштабах. Ученые работали не покладая рук, один из них рассказывал, что практически не виделся с детьми, поскольку постоянно находился в лаборатории. Но все понимали, что занимаются важным делом, осознавали, что если Эдисон добьется успеха, если они добьются успеха вместе с ним, то безбедное будущее им обеспечено. Эдисон мечтал принести электрический свет в каждый дом в стране и заручившись поддержкой группы инженеров и представляя электрическое будущее, он приступил к работе. Гонка с целью принести электрический свет в мир разворачивалась в величайших городах той эпохи в Нью-Йорке, Париже и Лондоне. Команда Эдисона в Менло Парк поставило перед собой задачу разработать совершенно новый вид электрической лампы - лампу накаливания. На самом деле конструкция лампочки Эдисона не была чем-то новым или уникальным, французские, российские, бельгийские и английский изобретатели вот уже более 40 лет доводили до совершенства похожие лампы. Один из них англичанин Джозеф Свон работал над собственной лампой накаливания. Лампы как Свона так и Эдисона работали благодаря электричеству пропускаемому через тело накала. Тело накала это материал по которому электрический ток протекает не так легко, как по медной проволоки составляющей остальную часть цепи. В основе лежит идея сопротивления. На атомном уровне, атомы тела накала препятствуют протеканию электричества, поэтому для того чтобы его протолкнуть требуется больше энергии и эта энергия накапливается в теле накала в виде тепла. При нагревании сопротивляемость увеличивается, а с ней поднимается и температура и тело накала раскаляется до бела.

Одним из первых материалов использованных Эдисоном для создания тела накала была платина. Учитывая сравнительно высокую точку плавления, платину можно было довести до раскаленного состояния не опасаясь, что она расплавится. Кроме того, платина легко растягивалась на тонкие нити и чем тоньше такая нить, тем большее она оказывает сопротивление проходящему через неё току. Однако платина стоила дорого и не обладала достаточной сопротивляемостью. Начались поиски более эффективной альтернативы, которая была найдена, когда коллектив Менло Парка переключился на метод также разрабатываемый Своном. При помощи вакуума, удавалось увеличить продолжительность горения дешевых угольных тел накала. Эдисон и Свонг экспериментировали с самыми разнообразными материалами в качестве тел накала. Начиная с сырого шелка и пергамента и заканчивая пробковым деревом. Эдисон даже испытал волосы из бороды одного из инженеров. В конечном итоге, он остановился на бамбуковом волокне, а Свон использовал обработанную бумажную нить. Конструкция ламп Эдисона и Свона была очень похожей, со временем они достигли соглашений и договорились совместно продавать лампы в Великобритании.

Сейчас многие убеждены, что Эдисон самостоятельно изобрел лампу, а Свон лишь стал сноской в учебниках истории. Но лампа накаливания была лишь частью стратегии Эдисона. Кроме этого, он изобрел целую электрическую систему розеток, кабелей и счетчиков в придачу. Будучи блестящим коммерсантом, он разработал новаторский способ распространения электричества. Эдисон понимал, что зарабатывать на своей системе можно, если уметь вырабатывать электричество на центральной станции, а затем продавать его как можно большему количеству людей. Нам это кажется сейчас очевидным, однако до тех пор любой желающий использовать электричество, должен был обзавестись собственным шумным генератором. У Эдисона были колоссальные амбиции, он хотел организовать освещение в самом быстрорастущем и самом волнующем городе мира - в Нью-Йорке. Летом 1882 года Эдисон оказался в уникальном положении, в самом центре науки и изобретений 19 века, он запатентовал новейшую лампу накаливания, накопил беспрецедентный объем знаний об электротехнике и самое главное, он создал себе среди американской публики такую репутацию гениального изобретателя, что журналисты жадно прислушивались к каждому его слову. А финансовая жила с Уолл Стрит спешила поддержать его новые идеи. Казалось, что его стремление электрифицировать Манхеттен, а потом конечно и весь мир вполне осуществимо. Эдисон и его команда собирались запустить свой самый дорогостоящий и рискованный на тот момент проект - первую в Америке электростанцию, которая бесперебойно вырабатывала постоянный ток. За считанные минуты до 3 часов дня 4 сентября 1882 года Томас Эдисон в окружении 100 банкиров, репортеров и высоко должностных лиц вошел в здание GP Morgan, щелкнул один из запатентованных выключателей и загорелись сто его ламп накаливания. Обратившись к ближайшему журналисту, изобретатель сказал «Я выполнил все свои обещания». На соседней улице заработала новая электростанция Эдисона на которую было затрачено 500 миллионов долларов и 4 года трудов. Ток побежал по силовым кабелям простиравшимся под землей во всех направлениях.

Конечно сейчас, это нам кажется очевидным, однако в Нью-Йорке в начале 80 годов 19 века идея закапывать кабель под землю казалась ненужными расходами. Центральные улицы были буквально окутаны сотнями кабелей телефонными, телеграфными, и питавших электродуговые фонари. Подняв голову, можно было наткнуться на плотные черные комки «спагетти» закрывавших небесный свет. Эдисон понимал, что такую опасную ситуацию необходимо менять, а чтобы заработать как можно больше денег нужно было переосмыслить смысл электричества. Нужно, чтобы оно считалось безопасным. То есть Эдисон одновременно отстаивал безопасность своей высоковольтной системы тока и укладку кабеля под землей. Он мог утверждать, что его система намного безопаснее чем электродуговое освещение для улиц или газовое освещение для помещений. Ненужно опасаться пожаров, ненужно бояться поражения током, все гораздо безопаснее благодаря этой созданной им подземной системе. Убирать каждый кабель под землю было не только очень дорого, но и невероятно сложно с точки зрения логистики, ведь речь шла об одном из самых многолюдных городов мира.

Эдисон не зря выбрал самый густо населенный участок Нью-Йорка с богатыми, состоятельными и важными потребителями электричества на Уолл Стрит. Для того чтобы система Эдисона приносила прибыль, все эти состоятельные клиенты должны были находиться в радиусе 1 километра от его электростанции. Объяснялось это тем, что по подсчетам Эдисона, самый толстый из доступных ему кабелей бесперебойно сможет обслуживать лишь только клиентов в данном радиусе. Это был большой шаг вперед, поскольку впервые стало возможным обеспечивать десятки пользователей электроэнергией при помощи одной лишь электростанции. Но и была серьезная проблема, сеть Эдисона была не рентабельна для освещения новых пригородов Америки, в них не было той концентрации клиентов ради которых стоило бы строить отдельную электростанцию. Если бы у нас был только Эдисоновский способ выработки и распространения электричества, то мир бы был сейчас совсем другим. Нам бы потребовались электростанции на расстоянии не более 1,5 километров друг от друга. Даже в центрах больших и малых городов обеспечивать электроэнергией менее густонаселенные пункты было бы невероятно дорого. Но за кулисами истории уже стоял человек который уже знал решение этих проблем, человек который помогал создавать современный мир и который сыграл важнейшую роль в крупнейшем провале в истории науки, звали этого человека Никола Тесла. И он находился буквально под носом у Эдисона.