Непостижимая история 113-летней лампочки накаливания

В Соединенных Штатах Америки среднестатистическая лампа накаливания (то есть, та, что нагревается с помощью проволочной нити) имеет срок службы около 1000 до 2000 часов. Длительность работы светодиодных (LED) ламп, которыми теперь все чаще заменяют лампы накаливания, как говорят, равна от 25000 и 50000 часов - это просто невероятная разница.

Но свисающая с потолка калифорнийской пожарной части лампа горела в течение 989 000 часов - почти 113 лет. С момента установки в 1901 году ее редко выключали, а она сумела пережить множество сотрудников противопожарной службы, работающих тут в течение целой эпохи. За это эксперты из Дженерал Электрик и физики всего мира прозвали ее «вечным светом».

Прослеживание истории создания этой лампочки, известной как Centennial Light или «Столетний свет», заставило ученых задаться вопросом, является ли она одним из чудес физики или признаком того, что современные лампочки куда слабее их предшественников. Долговечность ее работы до сих пор остается загадкой.

Краткая история лампочки



Хотя в большинстве случаев принятого говорить, что Томас Эдисон «изобрел» первую лампочку в 1879 году, ему предшествовали эксперименты многих других изобретателей.

В 1802 году британский химик Гэмфри Дэви создал лампу накаливания, передавая ток через тонкие полоски платины. В течение ближайших 75 лет его эксперименты послужили основой многих разработок, направленных на создание долговечных ярко светящихся ламп на основе подогрева нитей накаливания. Шотландский изобретатель Джеймс Боуман Линдсей в 1835 году хвастался своей новой лампочкой, позволяющей ему «читать книгу на расстоянии полутора метров», но вскоре отказался от своих усилий, чтобы сосредоточиться на беспроволочной телеграфии. Пять лет спустя группа британских ученых экспериментировала с платиновыми нитями накаливания внутри вакуумной трубки. Хотя высокая цена платины сделала их устройство недоступным и сложным для производства в крупном масштабе, эта конструкция легла в основу первого патента лампы накаливания, полученного в 1841 году.

Американский изобретатель Джон У. Старр благодаря введению в использование угольных нитей накаливания в 1845 году, возможно, мог бы получить звание изобретателя первой электрической лампочки, но умер от туберкулеза в следующем году после ее открытия, а его коллеги не смогли продолжить работу ученого без его знаний и опыта. Несколько лет спустя британский физик Джозеф Сван использовал достижение Старра для производства первой рабочей лампы, и в 1878 году стал первым человеком в мире, который украсил свой дом лампочками накаливания.

Между тем в Америке Томас Эдисон работал над улучшением угольных нитей накала. К 1880 году за счет использования более высокого вакуума и развития полноценной интегрированной системы электроосвещения, он улучшил длительность работы его лампочки до 1200 часов и начал производить свое изобретение в размере 130000 лампочек в год.

В разгар этого нововведения, родился человек, который сумел создать самую долговечную лампочку в мире.

The Shelby Electric Company



Адольф Шайе появился на свет для того, чтобы создать самую уникальную лампочку. Родившийся в 1867 году Шайе постоянно находился под влиянием растущей ламповой промышленности в Париже, Франция. В возрасте 11 лет он решил зарабатывать собственные деньги, а потому стал сопровождать своего отца, шведского иммигранта и владельца небольшой компании, производящей лампы накаливания. Он быстро обучался, проявив интерес к физике, и закончил обучение сразу в двух академиях наук - немецкой и французской. В 1896 году, проведя некоторое время за проектированием нитей накаливания в крупной немецкой энергетической компании, Шайе переехал в США.

Шайе некоторое время работал на General Electric, но затем, благодаря его авторитету гениального электрика, сумел получить 100000$ (что в 2014 году эквивалентно сумме $2750000) от инвесторов и открыл собственную фабрику по производству ламп Shelby Electric Company. В то время как его достижения в технологии накаливания были хорошо известны, Шайе также хотел было доказать американской общественности, что его лампы были самыми яркими и самыми долговечными из всех существующих аналогов.

Предприняв рискованный маневр, он решил провести публичное испытание длительности работы своих ламп: популярные лампочки были размещены бок-о-бок с его товарами и все были подключены к источнику с постепенно повышающимся напряжением. В выпуске Western Electrician 1897-го года было рассказано, что произошло дальше:

«Лампа за лампой различных марок сгорали и взрывались, пока лаборатория не осталась освещенной только лампами Шелби - ни одна из них заметно не пострадала даже при крайней степени напряжения во время столь наглядного теста».



Оригинальный патент Шайе

Согласно The Electrical Review (1902) яркость лампочек была приписана запатентованной Шайе спиральной угольной нити:

«Было практически указано, что главная идея изобретателя заключалась в том, чтобы выровнять витки спирали, а также нижнюю часть лампы так, что наибольшая интенсивность света выпускалась вниз. Нить наматывали в форме, представляющей собой петлю, вытянутую в поперечном направлении от оси лампы, или, другими словами эллиптическую петлю, главная ось которой проходила поперек продольной оси лампы. Корпус лампы аналогичным образом был сплющен на верхнем конце так, что его стеклянная стенка по существу оказывалась параллельной к нижним линиям петель накаливания, когда лампа была подвешена к потолку».

Ссылаясь на такие достижения, Шелби заявил, что его лампочки работают на 30% больше и горят на 20% ярче, чем любые другие лампы в мире. Его компания пережила взрывной успех: согласно данным журнала Western Electrician они «получили столько заказов на первое марта [1897], что им пришлось работать ночами напролет и резко увеличить размер завода». К концу года производительность компании выросла в два раза - с 2000 до 4000 ламп в день, и «преимущества использования ламп Шелби были настолько очевидными, что без сомнения не остались незамеченными даже среди наиболее скептически настроенных потребителей».

В течение следующего десятилетия Шелби продолжал выпускать новые продукты, но так как рынок лампочек значительно расширился, и появились новые технологии (вольфрамовые нити накала), компания оказалась не в состоянии провести крупные денежные инвестиции, необходимых для поддержания конкуренции на рынке. В 1914 году они были выкуплены General Electric, а выпуск лампочек Шелби был прекращен.

The Centennial Light



Семьдесят пять лет спустя в 1972 году начальник пожарной инспекции в городе Ливермор, Калифорния сообщил местной газете об одной странности: голая лампочка Шелби, свисающая с потолка его станции непрерывно горит вот уже в течение десятилетий. По правде сказать, она уже давно стала легендой в пожарной части, но никто не знал наверняка, как долго он горела или откуда взялась. Майк Данстан, молодой репортер с Tri-Valley Herald, занялся расследованием данного вопроса и то, что он нашел, было действительно впечатляющим.

Отслеживая историю происхождения лампочки через десятки устных рассказов и письменных историй, Данстан определил, что она была приобретена Деннисом Берналем в компании Livermore Power and Water Co. (первая энергетическая компания города) примерно в конце 1890-х годов, а затем передана в пожарную часть города в 1901 году, после того, как Берналь продал компанию. И, поскольку лишь 3% американских домов были освещены электричеством в то время, лампочки Шелби были весьма ходовым товаром.

В первые годы использования лампочка, известная как Centennial Light или «Столетний свет» была перемещена всего несколько раз: несколько месяцев она висела в помещении пожарного отдела, а затем, после краткого пребывания в гараже и мэрии, была перенесена в пожарное депо Ливермора. «Она оставалась включенной по 24 часа в день, чтобы осветиться темный путь для сотрудников компании, - рассказал Данстан тогдашний начальник пожарной станции Джек Бейрд. - Это часть другой эпохи города и она до сих пор выполняет свои обязанности очень хорошо».

Хотя Бэрд признал, что ее все-таки однажды выключали «примерно на неделю, когда сотрудники управления общественных работ, созданного Рузвельтом, провели реконструкцию пожарной части еще в 30-е годы», представители Книги Рекордов Гиннесса все-таки установили, что выдутая вручную лампа на 30-ватт достигла 71-летнего строка эксплуатации и была «старейшей лампой накаливания в мире». За этим заявлением последовала незамедлительная реакция прессы.



Помимо реконструкции пожарной части в 1930-м году, лампочка выключалась еще пару раз - в 1976 году, когда ее привезли в новую пожарную часть Ливермора № 6. В сопровождении «эскорта, состоящего из множества полицейских и пожарных машин» лампочка прибыла на встречу к большой толпе жаждущих увидеть то, как она вновь зажжется, но, как вспоминает заместитель начальника пожарной охраны Том Брэендалл, «там был один пугающий момент»:

«Мы добрались до нового места, городской электрик установил лампочку и подключил ее к сети. Прошло около 22-23 минут, и лампочка все не загоралась. Толпа с замиранием сердца смотрела на нее. Городской электрик схватил переключатель, потряс его и она, наконец, заработала!»

После того, как она была установлена, за лампой стали вести видеонаблюдение, чтобы убедиться, что последняя действительно горит без перерыва. В последующие годы, в интернете появилась онлайн камера под названием «BulbCam», демонстрирующая работу лампы в реальном времени. В прошлом году, поклонники лампочки (из которых на Facebook присутствует почти 9000 человек) страшно напугались, когда она перестала светиться.



Сначала показалось, что она, наконец, закончила свою работу, но после девяти с половиной часов, было обнаружено, что вышли из строя источники бесперебойного питания лампочки. Как только их работа была восстановлена лампочка вновь начала освещать собой помещение. Таким образом, 113-летняя лампа накаливания пережила свой блок питания (впрочем, она также пережила три камеры видеонаблюдения).

Сегодня лампа все еще сияет, хотя один отставной пожарник-волонтер как-то сказал, что «она уже не дает много света» (всего около 4 Вт). Но владельцы хрупкого кусочка истории относятся к нему с большой ответственностью: пожарные Ливермора ухаживают за маленькой лампочкой, как за фарфоровой куклой. «Никто не хочет, чтобы эта лампочка вышла из строя на их глазах,- как-то сказал бывший начальник пожарной охраны Стюарт Гари. - Если бы она сломалась, в то время как я все еще был главным, это не очень хорошо отразилось бы на моей карьере».

Они ведут себя не так как обычно



Каждый, начиная от «Разрушителей мифов» и заканчивая Национальным Общественным Радио, выдвинул свои объяснения причин долголетия лампочки Шелби. Но, в общем, тут есть только один ответ – полнейшая загадка, ведь патент Шайе большую часть процесса оставил необъясненным.

Некоторые, как например, профессор по электротехнике из Калифорнийского университета в Беркли, Дэвид Це, откровенно сомневается в подлинности лампочки. «Это невозможно, - сказал он Chronicle в 2011 году. - Это шутка». Другие же, как и студент инженерного факультета Генри Слонски, утверждают, что это, скорее всего, связано с тем, что когда-то все вещи делали с огромным запасом прочности, еежели сегодня. «В то время, - говорит он, - люди делали все куда более прочным, чем требовалось».

В 2007 году профессор физики из Аннаполиса, Дебора М. Кац, купила старую лампочку Шелби того же года выпуска, что и «Столетний Свет» и провела на ней серию экспериментов, чтобы определить ее главные отличия от современных ламп. В своих выводах она сообщила, что:

«Я обратила внимание на ширину нити, сравнив ее с шириной современной нити накаливания ламп. Получается, что нить современных ламп представляет собой катушку, диаметром около 0,08 мм, витую из провода толщиной около 0,01 мм. Я этого не знала, пока не посмотрела под микроскопом: ширина 100-летней нити лампы Шелби примерно такая же, как ширина спиральной нити современной лампочки - 0,08 мм».

В то время как результаты исследования Кац весьма неубедительны, она предполагает, что, тот факт, что нить лампочки Шелби в восемь раз толще, чем у современной лампочки и может быть секретом ее долговечности. По ее словам в современных лампах используют более тонкие вольфрамовые нити, которые дают больше света (от 40 до 200 Вт) и сильнее горят, из-за чего ощущают более сильное напряжение, нежели старые лампочки по типу тех, что придумал Шелби. «Вы можете думать об этом как о животном с низким метаболизмом, - сообщила она смотрящим за Centennial Light. – Такая особенность позволяет ей тратить меньше энергии, а потому она может продолжать работать дольше остальных». Кац также добавляет, что длительной работы лампочки, в частности, способствовало то, что ее не выключали, так как это делают в обычной жизни, ведь этот процесс сильнее растрачивает энергию лампочки, чем, если позволить ее непрерывно работать (нить должна каждый раз разогреваться, так же, как двигателе автомобиля).



Свойства лампочки Шелби (согласно Джастину Фелгару)

Джастин Фелгар, один из студентов доктора Кац, дополнительно изучил лампочку и опубликовал в 2010 году свой труд под названием «Нить накала лампы Centennial». В нем Фелгар пишет, что ему удалось выяснить одну любопытную закономерность: чем сильнее нагревается лампа Шелби, тем большее количество электроэнергии проходит через нить накаливания Centennial Light (а это полная противоположность того, что происходит с современными вольфрамовыми нитями). Фелгар утверждает, что для того, чтобы определить точную причину несгораемости нитей накаливания лампы Шелби, было бы необходимо «оторвать один кусочек» и пропустить его через ускоритель частиц в Военно-морской академии, однако это очень дорогостоящий процесс, а потому он до сих пор остается не проверенным.

В конечном счете, Кац и ее коллеги так и не имеют точного объяснения этой загадке. «Я думала, что наверняка все физические процессы должны, в конце концов, заканчиваться, - говорит она. - Но, возможно, с этой конкретной лампочкой произошло нечто случайное». Экс-заместитель начальника пожарной охраны Ливермора согласен с ней. «Реальность такова, что вероятно перед нами просто очередная ошибка природы, - сказал он журналистам NPR в 2003 году, - лишь одна из миллиона лампочек может вот так продолжать светится год за годом».

Ламповый картель



Сегодня средняя лампа накаливания работает около 1500 часов, тогда как первоклассные светодиодные лампочки (ценой по 25 $ каждая) излучают свет около 30 000 часов. Независимо от того, имела ли столетняя лампочка секретную формулу работы или нет, она горела в течение 113 лет – то есть около 1 миллиона часов. Так почему же мы не можем создать точно такую же долговечную лампочку?

Такие ламповые компании, как The Shelby Electric Company гордились длительным сроком работы своих изделий, причем настолько, что долговечность их продукции постоянно была в центре внимания их маркетинговых кампаний. Но к середине 1920-х годов способы ведения бизнеса несколько изменились и в них начало преобладать новое правило:

«Продукты, которые не изнашиваются – трагедия для бизнеса». Это направление мысли называется «запланированное устаревание», в рамках которого производители намеренно сокращают период эксплуатации своих товаров, что приводит к их более быстрой замене.

В 1921 году многонациональный производитель лампочек Osram сформировал «Internationale Glühlampen Preisvereinigung" (Международная ассоциацию по формированию цен на лампочки), чтобы регулировать цены и ограничить конкуренцию. General Electric вскоре отреагировал на это, основав в Париже «Международную компанию General Electric». Вместе эти организации торговали патентами и информациях о продажах, чтобы укреплять свои позиции на лампочном рынке.

В 1924 году Osram, Philips, General Electric и другие крупные электроэнергетические компании встретились и образовали картель «Феб» под видом общего сотрудничества, якобы направленного на стандартизацию лампочек. Вместо этого они начали заниматься запланированным устареванием. Для достижения последнего компании согласились ограничить продолжительность жизни лампочек на 1000 часов – а это меньше, чем даже длительность работы ламп Эдисона (1200 часов). Любая компания, которая производит лампочку, работающую более 1000 часов, будет оштрафована.

До своего роспуска во время Второй мировой войны, картель якобы в течение двадцати лет останавливал все исследования, направленные на создания лампочек с более длительным сроком использования.



Независимо от того, стоит ли до сих пор запланированное устаревание на повестке дня у производителей лампочек этот вопрос является весьма спорным и о том, что все это происходило (или происходит) на самом деле не существует никаких точных доказательств. В любом случае, производство ламп накаливания постепенно сокращается по всему миру: эта тенденция начала просматриваться в Бразилии и Венесуэле в 2005 году, а многие страны последовали их примеру (Европейский союз, Швейцария и Австралия резко сократили выпуск таких ламп в 2009 году, Аргентина и Россия - в 2012 году, а Соединенные Штаты, Канада, Мексика, Малайзия и Южная Корея - в 2014 году).

Как только появились более эффективные технологии (галогенные, светодиодные, компактные люминесцентные лампы, магнитные индукционные светильники), старые лампы с нитями накаливания превратились в пережиток прошлого. Но свисающая с белого потолка пожарной станции Ливермора № 6 невероятно старая лампочка как никогда актуальна и по-прежнему отказывается выходить из строя.

Материал подготовила Наталья Закалык - по статье с сайта priceonomics.com

Собрались сделать ремонт? Хотите красивую мозаику в ванну? А цены кусаются? Тогда Ваш выбор - купить недорогую мозаику для ванной. В любом случае это недешевое удовольствие, но оно стоит того.

Copyright Muz4in.Net © - Данная новость принадлежит Muz4in.Net, и являются интеллектуальной собственностью блога, охраняется законом об авторском праве и не может быть использована где-либо без активной ссылки на источник. Подробнее читать - "об Авторстве"

Почитать ещё:

• Как появились некоторые продукты
• Личное число года... Private number of the year...
• Интересно, под чем она....
• Хищный попугай