爱迪生发明电灯的故事
爱迪生在一八七七年开始了改革弧光灯的试验,提出了要搞分电流,变弧光灯为白光灯。这项试验要达到满意的程度。必须找到一种能燃烧到白热的物质做灯丝,这种灯丝要经住热度在二千度一千小时以上的燃烧。同时用法要简单,能经受日常使用的击碰,价格要低廉,还要使一个灯的明和灭不影响另外任何一个灯的明和灭,保持每个灯的相对独立性为了选择这种做灯。这在当时是极大胆的设想,需要下极大的功夫去探索,去试验。 丝用的物质,爱迪生先是用炭化物质做试验,失败后又以金属铂与铱高熔点合金做灯丝试验,还做过上质矿石和矿苗共一千六百种不同的试验,结果都失败了。但这时他和他的助手们已取得了很大进展,已知道白热灯丝必须密封在一个高度真空玻璃球内,而不易溶掉的道理。这样,他的试验又回到炭质灯丝上来了。他昼夜不息地用到了一八八0年的上半年,爱迪生的白热灯试验仍无结果。有一天,他把试验室里的一把芭蕉扇边上缚着一条竹丝撕成细丝,全副精力在炭化上下功夫,仅植物类的炭化试验就达六千多种。他的试验笔记簿多达二百多本,共计四万余页,先后经过三年的时间。他每天工作十八、九个小时。每天清早三、四点的时候,他才头枕两、三本书,躺在实验用的桌子下面睡觉。有时他一天在凳子上睡三、四次,每次只半小时。
到了一八八0年的上半年,爱迪生的白热灯试验仍无结果,就连他的助手也灰心了。有一天,他把试验室里的一把芭蕉扇边上缚着一条竹丝撕成细丝,经炭化后做成一根灯丝,结果这一次比以前做的种种试验都优异,这便是爱迪生最早发明的白热电灯——竹丝电灯。这种竹丝电灯继续了好多年。直到一九0八年发明用钨做灯丝后才代替它。爱迪生在这以后开始研制的碱性蓄电池,困难很大,他的钻研精神,更是十分惊人。这种蓄电池是用来供给原动力的。他和一个精选的助手苦心孤诣地研究了近十年的时间,经历了许许多多的艰辛与失败,一会儿他以为走到目的地了,但一会儿又知道错了。但爱迪生从来没有动摇过,而再重新开始。大约经过五万次的试验,写成试验笔记一百五十多本,方才达到目的.
爱迪生和他的助手们,用白金试了好几次,可这种熔点较高的白金,虽然使电灯发光时间延长了好多,但不时要自动熄掉再自动发光,仍然很不理想。
爱迪生并不气馁,继续着自己的试验工作。他先后试用了钡、钛、锢等稀有金属,效果都不很理想。
接下来,他与助手们将这1600种耐热材料分门别类地开始试验,还是采用白金最为合适。由于改进了抽气方法,使玻璃泡内真空。
灯的寿命已延长到2个小时。但这种由白金为材料做成的灯,价格太昂贵了,谁愿意化这么多钱去买只能用2个小时的电灯呢? 爱迪生看到这用棉纱织成的围脖,爱迪生脑海突然萌发了一个念头: 对!棉纱的纤维比木材的好,能不能用这种材料? 他急忙从围巾上扯下一根棉纱,小心地把这根炭丝装进玻璃泡里,效果果然很好。
爱迪生非常高兴,制造了很多棉纱做成的炭丝,进行多次试验。灯炮的寿命延长13个小时,后来又达到45小时。
“我希望它能亮1000个小时,最好是16000个小时!”爱迪生说道。最后,爱迪生终于选择了竹子。
他先取出一片竹子,装进玻璃泡,通上电后,这种竹丝灯泡竟连续不断地亮了1200个小时! 他终于做出了自己满意的电灯。
爱迪生发明电灯的故事
在很久以前没有发明灯泡的时候,很多人晚上的照明一般是使用蜡烛灯、煤油灯等,让人们生活倍感不便,那时候的爱迪生内心十分的苦恼,他决心要发明一种能够耐用的光线明亮的灯泡。于是爱迪生在实验室里面不断地进行各种材料试验,使用了一种碳条进行试验可是这种材料十分的脆弱,根本难以作为灯泡材料,失败之后又开始使用了钌和铬这些材料进行试验,当灯泡亮起来时候他非常高兴,认为这种材料十分适合用于制作灯泡的灯丝,可是大约几分钟之后灯丝也烧断了。
几年之后爱迪生失败的经历被许多的人嘲笑,认为他是做白日梦,尤其是认为爱迪生做了很多失败的实验。面对别人的质疑和不信任,爱迪生却并没有放弃灯丝实验计划,反而以此为动力继续展开自己的科学实验,于是又试验了一种碳化棉签作为灯丝材料,把灯泡中真空花,这种材料还是坚持很久,可是在四十五小时不久就烧断了,但是爱迪生已经兴奋不已了,他已经尝试了超过六千多次的实验了,而这一次无疑是找到突破点。
爱迪生又开始进行了灯丝实验,功不负有心人,他发现了钨丝可以作为电灯材料,为此他欣喜若狂,这种材料是灯泡的绝佳材料,发出的光线十分的明亮,又不易烧断适合长期使用。如此灯泡便慢慢的进入了寻常百姓家,成为我们夜晚中必备的照明工具。
真正发明电灯使之大放光明的是美国发明家爱迪生。
他是铁路工人的孩子,小学未读完就辍学,在火车上卖报度日。爱迪生是一个异常勤奋的人,喜欢做各种实验,制作出许多巧妙机械。
他对电器特别感兴趣,自从法拉第发明电机后,爱迪生就决心制造电灯,为人类带来光明。 1879年,几经实验,爱迪生最后决定用炭丝来作灯丝。
他把一截棉丝撒满炭粉,弯成马蹄形,装到坩锅中加热,做成灯丝,放到灯泡中,再用抽气机抽去灯泡内空气,电灯亮了,竟能连续使用45个小时。就这样,世界上第一批炭丝的白炽灯问世了。
1879年除夕,爱迪生电灯公司所在地洛帕克街灯火通明。
早在1821年,英国的科学家戴维和法拉第就发明了一种叫电弧灯的电灯.这种电灯用炭棒作灯丝,虽然能发出亮光,但光线刺眼,寿命短.
于是,爱迪生开始试验作为灯丝的材料,爱迪生以极大的毅力和耐心,试验了1600多种材料,用炭条、白金丝,还有钌、铬等金属作灯丝,都以失败而告终.面对失败,面对有些人的冷嘲热讽,爱迪生没有退却.经过13个月的艰苦奋斗,爱迪生试用了6000多种材料,试验了7000多次,终于发现可以用棉线做灯丝,足足亮了45小时灯丝才被烧断.这是人类第一盏有实用价值的电灯.这一天——1879年10月21日,被人们定为电灯发明日.爱迪生经进一步试验发现用竹丝作灯丝效果很好,灯丝耐用,灯泡可亮1200个小时.此后,电灯开始进入寻常百姓家.
后来,人们便一直使用这种用竹丝作灯丝的灯泡.几十年后,又对它进行了改进,即用钨丝作灯丝,并在灯泡内充入惰性气体氮或氩.
这样,灯泡的寿命又延长了许多.我们现在使用的就是这种灯泡.
1 爱迪生发明电泡的过程
第一盏实用白炽灯
用铂线研制白炽灯,已经相当成功,可是它的价格毕竟太贵了。他决心要制造一种更好的电灯来。
试验用的线卷每次得从费城的吹玻璃人那里运来,浪费了不少时间,而且在中途又免不了破碎损失,这很使他烦恼。后来,他干脆雇了一个名叫波姆(ludwing boehm )的青年为他制造“玻璃丁包”。
一天晚上,爱迪生留在实验室很晚,他心不在焉地把一块压缩的烟煤在手中搓卷着。他好像在幻想着什么似的,不知不觉的把手中的烟煤搓成一根细线。他突然想到,这也许可以制造出比较好的电灯来。
他把身边的一卷棉纱截下一小段,放在炉中熏了约1小时,再把它装在玻璃泡里,抽去空气,而后把电流接上。这脆弱的棉线立即发出耀目的亮光来。可是炭线经不住电池的全部的电压,不久就烧断了。他把这断线放在显微镜下检查,发现经过炭化后的棉线变得异常的坚硬了。
于是他便加紧努力。他抛弃了用棉线的方法,试用木材的细条,接着又用稻草、纱纸、线、马尼拉麻绳、马鬃、钓鱼线、麻栗、硬橡皮、栓木、藤条、玉蜀黍纤维,甚至人的胡须、头发都用来当作灯丝。
爱迪生在休伦港车站学电报的时候,麦肯齐站长热心教过他电码。爱迪生建立研究所以后,特地请他到所里来工作。这时,麦肯齐已经上了年纪,实际上做不了多少事,爱迪生聘请他来,不过是为了报答他的情谊,让他挂个闲职养老罢了。麦肯齐是苏格兰人,长着红棕色的头发和胡子。有一天,爱迪生正在为灯丝材料冥思苦想,忽然看见了麦肯齐的红胡子,不由眼睛一亮。他问麦肯齐,为了电灯实验,能不能借用一样东西。爱迪生怀着极大的兴趣挑选了几根粗胡子,先进行炭化处理,然后装进灯泡里做实验。这时,他已经设计出一种新的抽气机,灯泡的真空度有明显的提高。
遗憾的是,实验结果表明,用胡子做灯丝,还是没有成功。麦肯齐找到爱迪生,把胸口一拍说:“再试试我的头发吧!”爱迪生说,头发和胡子的性质一样,没有采纳。但是,麦肯齐的献身精神是感人的。爱迪生先后用近1600种材料进行了实验,但都一一失败了。
从10月16日开始,经过5天的探索,出现了最终的突破。这次爱迪生又重新使用棉线,他把棉线摆成各种圆弧形,然后放在一个密闭的金属盒内,进行几个小时的炭化处理。数小时后,取出金属盒,打开后,棉线已成为炭丝。这时,“巴切勒极为小心地拿着这根宝贝,向吹制灯泡的车间走去,而我则像护送着无价之宝的护卫。”(爱迪生语)直到第四天,他终于取出了一段完整的炭丝,并顺利地把它装在一个玻璃灯泡里,接通电源。果然,灯丝发出亮光。可是,这样的电灯只亮了一会儿,炭丝就被烧断了。
炭丝灯虽然只亮了很短的时间,但却给电灯的研究带来成功的希望。报纸刊登了这个消息,没想到,爱迪生却因此遭到很多的诽谤和攻击。在当时,大多是用煤气灯照明,那些煤气公司的老板们怕电灯的出现使他们在经济上蒙受重大损失,因此就拼命地反对电灯的研究工作,他们竭力要使人们相信,爱迪生是个善于吹牛的大骗子。
有些正统的科学家也付之一笑,认为年青的爱迪生想入非非,不相信他的研究会成功,认为小型电灯是无法制造的。其他的电灯研究者也攻击说,爱迪生盗窃了他们的研究成果。
有人讥笑他说:“不管爱迪生有多少电灯,只要有一只寿命超过20分钟,我就愿付100美元,有多少付多少。”对此,爱迪生的回答,就是以坚定的信心,继续试验。
也有人说:“即使造出来,人们也点不起。”爱迪生则坚定地回答说:“当电灯普及之后,只有奢侈者才用得起蜡烛。”
爱迪生立志要发明一种体积小、亮度大、寿命长、可任意开关的电灯。经过多次的试验、失败、再试验,在一天傍晚,爱迪生和助手们成功地把炭精丝装进了灯泡。一个德国籍的玻璃专家按照爱迪生的吩咐,把灯泡里的空气抽到只剩下一个大气压的百万分之一,封上了口。这为爱迪生的成功提供了先决条件。爱迪生接通电流,他们日夜盼望的情景终于出现在眼前:灯泡发出了金色的亮光!这一天是1879年10月21日,后来就把这一天定为电灯发明日。连续用了45个小时以后,这盏电灯的灯丝才被烧断,这是人类第一盏有广泛实用价值的电灯。
一般认为电灯是由美国人汤马士•爱迪生所发明。但倘若认真的考据,另一美国人亨利•戈培尔(heinrich göbel)比爱迪生早数十年已发明了相同原理和物料,而且可靠的电灯泡,而在爱迪生之前很多其他人亦对电灯的发明作出了不少贡献。1801年,英国化学家戴维将铂丝通电发光。他亦在1810年发明了电烛,利用两根碳棒之间的电弧照明。1854年亨利•戈培尔使用一根炭化的竹丝,放在真空的玻璃瓶下通电发光。他的发明今天看来是首个有实际效用的白炽灯。他当时试验的灯泡已可维持400小时,但是并没有即时申请设计专利。
1850年,英国人约瑟夫•威尔森•斯旺(joseph wilson swan)开始研究电灯。1878年,他以真空下用碳丝通电的灯泡得到英国的专利,并开始在英国建立公司,在各家庭安装电灯。
1874年,加拿大的两名电气技师申请了一项电灯专利。他们在玻璃泡之下充入氮气,以通电的碳杆发光。但是他们无足够财力继续发展这发明,于是在1875年把专利卖给爱迪生。
爱迪生购下专利后,尝试改良使用的灯丝。1879年他改以碳丝造灯泡,成功维持13个小时。到了1880年,他造出的炭化竹丝灯泡曾成功在实验室维持1200小时。但是在英国,斯旺控告爱迪生侵犯专利,并且获得胜诉。爱迪生在英国的电灯公司被迫让斯旺加入为合伙人。但后来斯旺把他的权益及专利都卖了给爱迪生。在美国,爱迪生的专利亦被挑战。美国专利局曾判决他的发明已有前科,属于无效。最后经过多年的官司,爱迪生才取得碳丝白炽灯的专利权。
爱迪生的最大发现是使用钨代替碳作为灯丝。之后在1906年,通用电器发明一种制造电灯钨丝的方法。最终廉价制造钨丝的方法得到解决,钨丝电灯泡被使用至今。
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