Электр шамының пайда болу тарихы

XIX ғасырдың соңында Еуропа көшелерінде пайда болған электр шамының тарихы кім-кімді де қызықтырмай қоймас. Алғашында қала көшелері мен орталық алаңдарда орнатылған электр шамдары тез арада әрбір үй мен пәтерге көшіп, халық өмірінің айырылмас бөлшегіне айналды. Бұл – адам баласының ойлап тапқан тағы бір ерекше жаңалығы еді.

XIX ғасырда кең қолданылған электр шамдардың екі түрін атап кетуге болады: доғалық және қызу шамы. Доғалық шамдар қызу шамдарына қарағанда бұрын пайда болған. Олардың жарықтануы доғалық кернеу деп аталатын өте қызықты үрдіспен сипатталады. Екі сым өткізгішті үлкен мәнді тоқ көзіне қосып, бір-бірімен біріктіріп, кейін араларын бірнеше миллиметрге ажыратса, өткізгіштердің шеттерінде жарық сәуле пайда болады. Ал екі сымның орнына ұштары ұшталған көмір өзекше қолданылса, жарықтану одан әрі жарық, әдемі болып шығады. Өткізгіштердің арасындағы кернеу неғұрлым жоғары болса, сәулелену соғұрлым жарық болады. Алғаш рет кернеу доғасы үрдісін орыс ғалымы Василий Петров 1803 жылы байқаған болатын.

 орыс ғалымы Василий Петров

Электр доғасы

Ал 1810 жылы осындай ғажайып ашылуды ағылшын физигі Деви жасаған. Екеуі де доғалық кернеуді жарықтандыру мақсатында қолдануға болады деген шешімге келген. Бірақ көмір өзекшелері бірнеше минут қана жұмыс істеп, істен шығып отырғандықтан, күнделікті қолданыс үшін тиімсіз еді. Электрод ретінде басқа материал қажет болатын. Доғалық шамдардың тағы бір кемшілігі – электродтар жанып кеткен сайын оларды бір-біріне жақындату керек. Екеуінің арасы белгіленген минимумнан асқан кезде шамның жарықтануы біртексіз болып, жылт-жылт жанып, істен шығып кетуге дейін баратын.

Бұл жағдайда қызу шамдары әлдеқайда тиімдірек болған. Олардың құрылысы баршамызға мәлім: жіңішке өткізгіш жіптен өткен электр тоғы оны белгілі бір температураға дейін қыздырады да, жарық сәуле пайда болады. 1820 жылы француз ғалымы Деларю осындай бірінші шам жасап, құрылғының қызу элементі ретінде платина өзекшесін пайданған. Осы жағдайдан кейін қызу шамдары жарты ғасырға дейін қолданыс таппаған, себебі, қызу элементі ретінде лайықты сым табылмады. Алғашында көмір өзекшелері ыңғайлы болып көрінді. 1873 жылы орыс электротехнигі Лодыгин өзекшесі роторлық көмірден жасалған шам құрастырып қана қоймай, оны халық назарына ұсынған. Бірақ Лодыгиннің шамдары әлі де ақаулықтарға толы болған. 1878 жылы американдық электротехниктер Сойер мен Манн картон қағазын графит көмірінде күйдіру арқылы кішкентай көмір доға жасаудың тәсілін ойлап тапқан. Бұл  доғаларды шыны қалпақшалардың ішіне қондырғанымен, шам қысқа мерзім ғана жұмыс істейтін. 1879 жылы электр шамдарын жетілдіруге әйгілі американ өнертапқышы Томас Эдисон атсалысқан. Ол шамның ұзақ әрі біртекті жануы үшін өзекше ретінде лайықты материал тауып, қалпақшаның ішінде разрядталған кеңістік тудыру керектігін түсінген. Әр түрлі материалдармен мыңдаған эксперименттер жүргізген. Оның көмекшілері шам жасау процесінде 6000 жуық материал мен химикалық қосылыстарды тексеріп, 100 мың доллар ақша жұмсаған.

  Томас Эдисон 

     Эдисон шамы

Алғашында Эдисон қағаз өзекшені көмір өзекшемен алмастырып, көптеген металлдармен эксперименттер жасаған, кейін келе, күйдірілген бамбук талшықтарын қолдана бастады. Сол жылы Эдисон өз үйін, шеберханасын, көршілес жатқан көшелерді жарықтандырып, өзінің электр шамдарын 3 мың адамның назарына ұсынған. Эдисонның шамы жұмыс істеу уақыты мен өндіру тиімділігі бойынша өте ыңғайлы еді. Бірақ бамбук талшықтарынан жасалған өзекшелер қымбатқа түскендіктен, Эдисон мақтаны арнайы тәсілмен өңдеу арқылы өзекшенің тиімді түрін тапқан. Мақтаны ыстық хлор-цинк ерітіндісіне салып, оны бірте-бірте еріткен. Пайда болған ерітіндіні насостың көмегімен қоюландырып, жіңішке түтікше арқылы спирті бар ыдысқа сыққан. Осы процессте ол жіңішке жіпке айналып, барабанға оралған. Пайда болған өзекше хлор-цинк ерітіндісінен айырылып, құрғатылып, v-типті формаларға кесіп, пеште күйдірген. Осыдан кейін өзекшенің үстін көмір ұнтағының жіңішке қабатымен жалатқан. Бұны ұйымдастыру үшін өзекшені жарық бергіш газы бар қалпақшаның ішіне орнатып, одан тоқ көзін өткізген. Өзекшеден тоқ өткендіктен, газ бөлшектеніп, оның үстінде көміртегінің жұқа қабаты түзілген. Осындай қиын операциялардан кейін пайдаға асар өзекше жарық көрген.

Электр шамды жасау да оңай іс емес. Шыны қалпақша ішіне балқытылған екі платина электродтардың ортасына өзекше орнатылып, ішіндегі барлық ауа сорылады. Ауа сорылғаннан кейін шамды контактісі бар цокольға орнатып, патронға кигізеді. Эдисон шамының орташа жұмыс істеу уақыты 800-1000 сағатты құрайтын.

   Электр шамы

Жоғарыда айтылған тәсілдің көмегімен электр шамдары отыз жылдай шығарылғанына қарамастан, болашақ темір өзекшесі бар шамдардың қолында еді. 1890 жылы Лодыгин көмір өзекшені вольфрамнан жасалған сым өзекшемен алмастыруды ұсынған болатын, бірақ бұндай электр шамдардың өндірісі тек XX ғасырда басталды.

 Суреттер eelo.ru, electricalschool.info, tomasedison.ru, aquamir.kz сайттарынан алынған