1700左右,科學家發現了電荷的原理,發明了萊頓瓶。在此基礎上,美國的締造者、《獨立宣言》的簽署者之壹、物理學家本傑明·弗蘭林(Benjamin Franlin)在1752年通過實驗發現地面上的電和閃電是壹回事,從而發明了避雷針。後者的英文名是lightning arrester,就是這個意思;富蘭克林為美國建國的政治、經濟和人類文明進程做出了巨大貢獻,他的頭像在今天的百元美鈔上;
18年底,意大利人伏特發明了鉛鋅電池,今天的電壓就在他的名下。
1801年,英國化學家大衛將鉑絲通電發光,10年後,他發明了電蠟燭,在兩根碳棒之間使用電弧照明,但昂貴的鉑和低效的電弧照明技術都讓它們遠離大眾。
1820年左右,英國人法拉第發明了DC發電機,10年後發現了電磁感應,由此產生了交流電。可以說人類從此從手工機械中解放出來。今天的法拉第定律是我們高中的必修課。
正當法拉第研究發電設備的時候,在大西洋的另壹邊,德國鐘表匠亨利·戈培爾(Heinrich G?Bel)發現了更有效的碳化竹絲材料,用真空瓶來導光,這是第壹個具有實用價值的電燈。1854年,亨利的燈泡持續亮了400個小時,但他沒有及時申請專利;
1860年,英國人約瑟夫·斯旺也制作了碳絲電燈,但他未能獲得良好的真空環境使碳絲長時間工作。10多年後,隨著真空技術的發展滿足需要,他發明了真空下用碳絲供電的燈泡。與美國的亨利·戈培爾不同,斯旺申請並獲得了壹項專利,他自己的房子是英國第壹個有電力照明的私人住宅。
與斯旺同時,兩位加拿大電氣技師申請了電燈專利。他們在玻璃燈泡中充入氮氣,讓帶電的碳棒發光。
1880年,美國人愛迪生在前人的基礎上改進制造了壹種可以持續1200小時的碳化竹絲燈。
燈泡發明了,但是兩大問題還沒有很好的解決。1.燈絲2的材料。光電效率;前者直到1906年愛迪生發明鎢絲燈泡才得到解決:鎢的熔點高達3000度,在真空條件下有效使用(無熔絲)時間高達1000小時,物理設計可以使燈泡小型化並引入居民樓;後者是只有10%的電能轉化為光能,白熾燈的這個短板得到了極大的改善,直到30年後熒光燈的發明(光電轉換率提高到40%);1998年,雖然LED燈的發明只會略微提高轉化率到50%,但節電(冷光)和使用時間、維護成本等指標都有了很大的提升;
事實上,在20世紀下半葉,人類廣泛開發了各種用於不同場合的白熾燈,如:
-普通白熾燈(主要用於家用)
-鹵鎢燈-充氣白熾燈,填充氣體中含有壹些鹵素元素(用於會議室或展廳)
-低壓放電燈(即熒光燈)
-高強度氣體放電燈(道路照明、室內和室外工業照明)
-高壓鈉燈(商業照明)
-低壓鈉燈(隧道、港口、碼頭、礦井等的照明。)
-高頻無極燈(公共建築、商店、隧道、步行街、高桿路燈、安全照明)
值得壹提的是,美國人愛迪生以發明和推廣電燈而聞名,但實際上愛迪生除了自己的研究和發明之外,更多的是壹個資本家。除了涉嫌侵占他人專利,他還買了很多別人的專利:
-1870,美國專利局判決愛迪生發明的碳絲白熾燈落到人後無效;經過多年的訴訟,亨利·戈培爾贏得了專利,但最終愛迪生從戈培爾可憐的遺孀手中買下了專利,並將其改進成了竹絲白熾燈。
——差不多同壹時間,英國人斯旺也指控愛迪生專利侵權,後來達成庭外和解。他們成立了壹家合資公司,但最後,斯萬把自己的股權和專利賣給了愛迪生;
-1875,發明了向真空瓶註入氮氣的兩位加拿大電工發現他們沒有足夠的資金繼續改進他們的發明,於是他們把專利賣給了愛迪生。
-1884,塞爾維亞人尼古拉·特斯拉移民美國,渴望獲得美國身份的特斯拉加入了愛迪生的公司。不像他的老板擅長商業運作,名聲在外,特斯拉只埋頭發明,從來不考慮用自己的專利發大財。愛迪生在工作期間,承諾特斯拉幫他改進發電機後付給他5萬美元,但愛迪生未能兌現,導致特斯拉離職。特斯拉是交流電機的主要發明者之壹,也是無線電技術的發明者。他壹生未婚,二戰勝利前死於紐約壹家酒店。只要他堅持收取每馬力2.5美元的專利費,他將是世界上最富有和最有聲望的人。如今,馬斯克的電動汽車公司就是以他的名字命名的!
為了擺脫永恒的黑暗,許多智者付出了努力和智慧,給我們帶來了光明和進步。感謝他們!