Реферат: Искусственное освещение
Эдисон оставался в электроламповой компании просто из принципа. Он дал себе слово добиться, чтобы лампочка стоила не больше 40 центов, иначе весь проект не будет иметь коммерческого значения, и должен был сдержать это слово, чтобы не уронить себя в собственных глазах. Он занялся механизацией метода производства ламп. В первый год лампа стоила 1 доллар 25 центов, на следующий год – 1 доллар 10 центов, а уже в течение третьего года цена ее снизилась до 50 центов. На следующий год каждая лампа уже приносила прибыль в три цента, и новые доходы покрыли все предыдущие потери. Когда цена лампы стала равна 22 центам, Эдисон продал фабрику.
Суд над электролампочкой
Внедрение научно-технических достижений в повседневную практику нередко сталкивалось с таким противодействием, что поборникам нового приходилось порой использовать форму судебного процесса с обвинителями, защитниками и судьями для доказательства преимуществ новой техники. Удивительно, но факт, что с помощью судебного процесса пришлось доказывать широкой публике, казалось бы, очевидные преимущества электрического освещения. Для этого в марте 1879 года английский парламент учредил комиссию, которая должна была положить конец кривотолкам и нелепым слухам, распускавшимся противниками электричества – газовыми компаниями.
Комиссия обладала значительными полномочиями: она имела право вызывать всех свидетелей, каких сочтет нужными, и на тех же правах, на которых их вызывает суд. Дознание производилось так же, как судебное следствие. Ответчиком было электричество.
Свидетели давали показания относительно его свойства и действий, стенографисты записывали их. Члены комиссии занимали судейские места. Стол с вещественными доказательствами был заставлен различными электрическими приборами, с которыми тут же проводились опыты. Стены покрывали чертежи и диаграммы.
Председателем суда был избран профессор химии Л.Плейфер. Строго соблюдая процедуру суда, комиссия «допросила» свидетелей защиты – Тиндаля, Томсона, Приса, Сименса, Кука и других.
Доводы свидетелей обвинения были следующими. По мнению художников, электрический свет «холоден и представляет мало экспрессии*». Английские леди находили, что он придает «какую-то мертвенность лица и, кроме того, затрудняет выбор одежды, так как освещенные электрическим светом костюмы кажутся иными, чем при вечернем освещении». Торговцы Биллинсгсэтского рынка жаловались на то, что «электрический свет придает дурной вид рыбе, и просили снять устроенное у них освещение». Многие жаловались на резь в глазах и мигание света.
* Экспрессия [лат. expressio выражение] – выразительность, сила проявления (чувств, переживаний).
Свидетели защиты терпеливо разъясняли, что следует смотреть не на фонари, а на освещенные ими предметы, что смотреть прямо на солнце еще больнее, но никто не ставит это в вину солнечному свету. Что мертвенность лица замечается только «при смешении газового света с электрическим». Что «мигание» дуги в лампах от некачественно изготовленных электродов. И т.д. и т.п.
В приговоре комиссия постановила, что электрический свет вышел из области опытов и проб и ему необходимо предоставить возможность конкуренции с газовым освещением. Комиссия запретила передавать электрическое освещение газовым компаниям, «как некомпетентным в вопросах электротехники». Что же касается экономичности, то электротехнике предстояло пройти еще длительный путь – к созданию центральных электрических станций, линий электропередачи и распределительных устройств [4].
Первые шаги электрического света
Первые случаи применения электричества в Украине для нужд освещения известны с 70-х годов прошлого века. В 1878г. русский инженер А.П.Бородин оборудовал токарный цех киевских железнодорожных мастерских четырьмя электрическими дуговыми фонарями. Каждый фонарь имел свою электромагнитную машину Грамма. Фонари были расположены в два ряда в шахматном порядке. Угли рассчитаны на 3 часа работы. В 1880г. были применены лампы П.Н.Яблочкова для освещения мастерских Днепровского пароходства.
Первая электростанция в России появилась в Петербурге в 1879 году и предназначалась для освещения Литейного моста, а следующая еще через пару лет в Москве – для освещения Лубянского пассажа. В 1886 году в России работало несколько электростанций – под Санкт-Петербургом и Москвой, Киевом и Нижним Новгородом, Баку, Харьковом. Работали они на привозном топливе и вырабатывали постоянный ток для уличного освещения.
В 80-х годах строятся первые городские электростанции общего пользования в Москве и Петербурге, создаются благоприятные условия для широкого применения электрического освещения в быту и промышленности. В 1886г. было установлено электрическое освещение в парке «Шато-де-Флер» в Киеве*. Опыт использования электрического света продемонстрировал его огромные преимущества перед другими видами освещения. Через 10 лет в Киеве начала действовать первая электрическая станция общего пользования.
* Теперь стадион «Динамо».
Первый контракт на устройство электрического освещения города был заключен с обществом «Савицкий и Страус», в состав которого входили коммерсанты Киева. Работы по сооружению электрической станции выполнялись отечественными специалистами. Осветительные линии прокладывали отставные унтер-офицеры минных классов из Петербурга. Они же монтировали оборудование. Консультировали проект и строительство профессор физики Киевского университета Н.Н.Шиллер и начальник киевского железнодорожного училища И.М.Мацон, имевший ученую степень по электротехнике. Главным инженером общества «Савицкий и Страус» стал инженер-технолог М.К.Бахмутов.
Первая центральная электрическая станция Киева общего пользования начала работать в конце 1890г. Станция давала ток для освещения городского театра, Крещатика и домов частных абонентов. Она была расположена в каменном здании на Театральной площади* и имела изолированную котельную, машинное отделение и распределительное устройство. В котельной были установлены три паровых котла, отапливавшихся дровами. Вода поступала из городского водопровода. Котлы давали пар для трех горизонтальных двухцилиндровых паровых машин по 60л.с. (44,1кВт) каждая. Эти машины приводили в действие три динамомашины Сименса. Кроме того, для питания 14 дуговых фонарей установленных на Крещатике, были установлены две динамомашины с приводом от паровых машин мощностью по 20л.с. (14,7кВт). Мощность электростанции составляла около 150л.с. (110,3кВт).
* В настоящее время на площади находится Государственный академический театр оперы и балета им. Т.Г. Шевченко. Старый театр сгорел в 1895г.
Плата за электроэнергию взимались за 1ч горения лампы фонаря. Цена не препятствовала увеличению числа потребителей. Домовладельцы города охотно проводили электрическое освещение.
В 1886 году в России была построена первая в стране и очень небольшая по мощности (всего 350 лошадиных сил) гидроэлектростанция на реке Охте в Петербурге. Следующая – в три раза мощнее была сооружена в 1903 году на горной речке Подкумке вблизи Ессентуков. Получаемая от нее электроэнергия позволила осветить улицы Кисловодска, Железноводска и Пятигорска.
В 1888 году «Общество электрического освещения 1886 года» построило на углу Большой Дмитровки и Георгиевского переулка в Москве первую относительно мощную электростанцию, способную снабжать электроэнергией частных потребителей. На станции вырабатывался постоянный ток напряжением 120 В, который поступал к абонентам по подземным кабелям. Но потери энергии при электропередаче оказались столь велики, что уже следующая московская электростанция, сооруженная на Раушской набережной в 1897 году, вырабатывала переменное напряжение 2 кВ частотой 50 Гц. К потребителю подавалось переменное напряжение 127 В после понижающих трансформаторов.
Тем не менее потери в кабельных магистралях оставались весьма значительными. Возрастала потребность в передаче все больших и больших мощностей. Поэтому с 1910 года большинство проектируемых электростанций было рассчитано на напряжение 6,6 кВ которое используется и сегодня.
Чтобы еще больше снизить потери при передаче электроэнергии, требовалось повысить напряжение, поступающее непосредственно к потребителю. Эта работа растянулась на десятилетия.
Напряжение 220 В начали использовать в Москве с 1925 года. Через 20 лет его получали 20% потребителей. В 1970 году было решено перевести всю московскую электросеть на напряжение 220 В. Это было практически повсеместно выполнено к концу 1995 года. Постепенность в этом деле вполне объяснима: нельзя было заставлять людей одновременно заменить в своих квартирах все электроприборы, да и взять их в таких количествах было неоткуда. Что же касается небольших «личных» понижающих трансформаторов, то широкое их применение свело бы на нет всю задуманную экономию энергии. И все же 25 лет – слишком долго. Тем более, что даже теперь в Москве сохранилось какое-то количество домов все с тем же дореволюционным напряжением 127 В. В их числе – Российская государственная библиотека, которая просто не имеет денег на замену всей существующей у нее аппаратуры и приборов, а также Большой театр, Министерство иностранных дел и несколько десятков жилых домов*.
* Новые проблемы энергетиков. Дубинский Е., главный инженер Энергосбыта АО «Мосэнерго».
Они были и остаются в числе первых
Важнейшим, после изобретения паровой машины и железной дороги, событием в хозяйственной жизни XIXв. был переход к использованию электричества. Нужны были люди нового склада. Немцы явились нацией, которая в числе первых выдвинула таких людей.
С самого начала во главе электротехнической промышленности стояли два семейства, которые придали силу немецкой индустрии и помогли ей добиться мирового признания. Их предприятия и сегодня дают работу сотням тысяч людей. Это семейства Сименсов и Ратенау.
Феноменальным в истории семейства Сименсов явился даже не тот факт, что оно в нужное время выдвинуло из своих рядов гения, а то, что в одном поколении дало сразу целый квартет людей, обладавших исключительными способностями: братья Вильгельм, Карл, Вернер и их кузен Георг Сименс.
Примой этой четверки стал Вернер Сименс. Он был человеком, который встречается, вероятно, раз в столетие. Журналист Феликс Пиннер, отличавшийся известной критичностью своих суждений, писал о нем: «Вернер Сименс представлял собой, быть может, самый яркий сплав гениальных начал в области техники, науки и предпринимательства, которые когда-либо соединял в себе житель Германии». Ни наука, ни техника никогда не были самоцелью для Вернера. Развивая свои идеи, он всегда исходил из той проблемы, для которой они представляли собой возможное решение.
12 октября 1847г. было зарегистрировано открытое торговое общество фирма «Сименс унд Хальске». Ее основателями стали Вернер Сименс и, механик Георг Хальске. Негласным участником фирмы стал советник юстиции Георг Сименс.
Эмиль Ратенау, родившийся на 22 года позже Вернера Сименса, был выходцем из состоятельной купеческой семьи Берлина. Он изучал машиностроение в Ганновере и Цюрихе, работал конструктором у Августа Борзига [3], а затем отправился в Англию для углубления своих знаний.