W poprzednim odcinku tego cyklu artykułów o historii elektrotechniki opowiedziałem o tym, jak zbudowano pierwsze prądnice i uzyskano możliwość dostarczania do odbiorców dużej ilości prądu, o wiele większej, niż w przypadku wcześniej używanych baterii w postaci tzw. stosów Volty.
Okazało się jednak, że fantazja i wyobraźnia wynalazców odbiorników elektrycznych nie nadążała za tym postępem w zakresie produkcji prądu i przez długi czas głównym zadaniem prądnic było dostarczanie prądu do galwanizerni. Przełom nastąpił, gdy wynaleziono, a potem upowszechniono elektryczne oświetlenie.
Wcześniej światło uzyskiwano z płomieni: łuczywa, świecy, lampy naftowej. Ludzie zatęsknili za elektrycznym oświetleniem, gdy w dniu 08.10.1871 w Chicago wybuchł ogromny pożar. Był to prawdziwy kataklizm: płomienie strawiły całkowicie 18 tys. domów, a ponad 100 tys. ludzi zostało pozbawionych dachu nad głową. W płomieniach zginęło około 300 osób. Straty oszacowano na 222 milionów ówczesnych dolarów. Według dzisiejszej wartości USD, odpowiada to miliardom!
Na podstawie badań rozprzestrzeniania się ognia ustalono, że podpalaczką była … krowa. Co więcej, dowiedziono, że była to krowa Patricka i Catherine O`Leary, która machając ogonem przewróciła lampę naftową w oborze. Od lampy zapaliła się obora, od obory dom, potem sąsiednie domy (w większości drewniane) itd.
Jesienią 1871 r. panowała w USA susza, upalna pogoda i silny wiatr. Niczego więcej do szerzenia się pożaru nie potrzeba!
Po pożarze Chicago ludzie zrozumieli, że do oświetlenia rozbudowujących się miast potrzeba czegoś bezpieczniejszego od nafty. Elektryczności! Ale jak zamienić prąd na światło?
Pierwszym źródłem elektrycznego światła był łuk elektryczny. Nie wiadomo dokładnie, kto jako pierwszy zauważył, że jeśli zetknie się ze sobą dwie elektrody i przepuści się przez nie prąd, a potem elektrody się rozsunie, to pomiędzy oddalonymi o kilka milimetrów końcówkami elektrod powstanie wyładowanie elektryczne, które wytwarza bardzo jaskrawe światło i może płonąć tak długo, jak długo płynie prąd.
Człowiekiem, który położył największe zasługi przy tworzeniu lamp elektrycznych wykorzystujących łuk elektryczny był Paweł Nikołajewicz Jabłoczkow, rosyjski inżynier pracujący głównie w Paryżu. Jednym z problemów, jakie sprawiały lampy łukowe był fakt, że elektrody, pomiędzy którymi płonął łuk elektryczny, wypalały się stosunkowo szybko, więc bez specjalnej regulacji odstęp między nimi w miarę upływu czasu zwiększał się – aż do momentu, gdy wyładowanie nie mogło już pokonać tak dużego dystansu, w wyniku czego łuk się zrywał i lampa gasła. Jabłoczkow w 1875 r. rozwiązał ten problem stosując odpowiednie elektrody węglowe z kaolinowym izolatorem między nimi. Lampy jego pomysłu nie zawierały jeszcze mechanizmu automatycznej regulacji odstępu między elektrodami (to wymyślił i zastosował kilka lat później Ernst Siemens), ale tzw. świece Jabłoczkowa mogły świecić nieprzerwanie 1,5 godziny – co w owych czasach ludzi zadowalało.
Jabłoczkow wymyślił też sposób na to, by do jednej prądnicy można było podłączyć równocześnie wiele „świec” jego pomysłu, w związku z czym zadziwił Paryżan organizując totalną elektryczną iluminację Luwru w kwietniu 1877 r. Świeciło się wtedy równocześnie 16 lamp łukowych. Dzisiaj na każdej choince bożonarodzeniowej święci więcej lampek, ale pod koniec XIX w. oświetlony elektrycznie Luwr budził sensację. Był to prawdopodobnie pierwszy całkowicie elektrycznie oświetlony budynek na świecie!
Jabłoczkow odniósł sukces biznesowy: „elektryczne świece” były w ciągłej sprzedaży od 1876 r., zachwycały na wystawie paryskiej w 1878 r., a w USA podjęła ich produkcję spółka General Electric która doprowadziła do tego, ze w 1880 r. jedno z miast (Wabash w stanie Indiana) oświetlono w całości lampami działającymi w oparciu o patent Jabłoczkowa.
Potem jednak zostały wparte one przez żarówki.
Fakt, że prąd przepływający przez określony przewodnik może go rozgrzewać do takiej temperatury, że zaczyna on świecić, okryty został dosyć wcześnie. Jako pierwszy opisał to zjawisko Humphry Davy w 1801 r., ale potraktował to wyłącznie jako naukową ciekawostkę. Więcej „nosa do interesów” miał Francuz Frederic de Moleyns, który w 1841 r. opatentował wynalezioną przez siebie lampkę elektryczną, z umieszczonym w niej platynowym drucikiem żarzącym się pod wpływem przepływającego prądu. Niestety, lampka ta szybko się przepalała, bo włókno żarzyło się w powietrzu.
Pomysł, żeby żarzące się pod wpływem przepływu prądu włókno zamknąć w bańce szklanej, z której usunięto powietrze, opatentował Joseph Wilson Swan, który na swoją żarówkę uzyskał w 1860 r. patent brytyjski. Jednak jako wynalazca żarówki przeszedł do historii wybitny wynalazca amerykański, Thomas Alva Edison.
Na temat tego wynalazku są różne opinie wśród historyków. Jedni wskazują na daleko idące podobieństwa między konstrukcją zaproponowaną przez Swana, a wynalazkiem Edisona. Edison mógł sobie pozwolić na inspirację (oględnie mówiąc) wynalazkiem Swana, bo patent brytyjski nie miał mocy prawnej w USA. Być może więc wielki wynalazca cynicznie wykorzystał pomysły Anglika?
Inni jednak przywołują fakt, że zgłoszenie patentu na żarówkę poprzedziły bardzo intensywne badania prowadzone w stworzonym przez Edisona laboratorium badawczym w Menlo Park w stanie New Jersey. Badacze twórczości Edisona naliczyli, że zanim opatentował on swoją żarówkę, przeprowadził ponad 1600 eksperymentów poszukując takiego materiału na żarzące się włókno, który by dawał silne i jasne światło, a jednocześnie zapewniał długi okres nieprzerwanego świecenia. Rozwiązanie znaleziono 21 października 1879 r. Najlepsze efekty dawała zwęglona nitka bawełniana.
Wynalazek był gotów do tego, by go zaprezentować światu. Prezentacja nastąpiła w Sylwestra 1879 r. Edison zaprosił do Menlo Park wielu gości, których olśnił (dosłownie) widokiem 800 świecących żarówek rozwieszonych na drzewach. Przypominam, że Luwr w 1877 r. oświetlono szesnastoma świecami Jabłoczkowa i to już uznano za ogromny sukces. Postęp, jaki dokonał się w ciągu zaledwie dwóch lat był więc oszałamiający!
Ryszard Tadeusiewicz, prof. AGH
