Elektr chiroqlarining kashf etilishi

ELEKTR YoYLI ChIROQ

Uni dastlab 1803 yili rus olimi Vasiliy Petrov kashf qildi. Oradan yetti yil o‘tgach, ingliz fizigi Devi ham xuddi shunday ixtiro sohibiga aylandi.

Ikkala olim bir-biridan bexabar holda yaratgan bu qurilmaning nur sochishi volta, ya’ni elektr yoyiga asoslangan bo‘lib, ishlash tartibi soddagina edi: bir xil elementli batareyalardan iborat va kuchli tok manbaiga ulangan ikkita metall simning uchlari avval o‘zaro tutashtirilib, so‘ngra bir-biridan bir necha millimetrga uzoqlashtirilsa, ularning o‘rtasida ajabtovur yorug‘lik paydo bo‘lardi. Bordi-yu, simlar o‘rniga pista ko‘mirdan yasalgan uchi o‘tkir sterjenlar qo‘llanilsa, nur ko‘zni qamashtiradigan darajada yorqinlashardi. Biroq moslamaning ikkita jiddiy kamchiligi bor edi. Avvalo, ko‘mir sterjenlar tez yonib tugardi. Bu elektrodbop boshqa material topishni taqozo qilardi. Ikkinchidan, bir maromda nur taratishi uchun sterjenlararo masofani doimo me’yorida saqlash, ularni uzluksiz bir-biri tomon surib, yaqinlashtirib turish shart edi. Aks holda, oqibati tayin edi: oraliq masofa bilinar-bilinmas darajada uzaysa ham, chiroq nuri pirpirab, ko‘zni toliqtirar, oxiri miltillab o‘chib qolardi.

1844 yili frantsuz fizigi Fuko yoylari o‘rtasidagi masofa qo‘lda sozlanadigan elektr chiroqqa asos soldi. Ko‘mir sterjenni esa qattiq koks daraxti yog‘ochidan tayyorlangan tayoqchaga almashtirdi. Ko‘p o‘tmay ixtirosini Parij ahli e’tiboriga havola qildi. Bu olamshumul  kashfiyot hisoblansa-da, quvvat manbai sifatida o‘ta kuchli batareyalar ishlatilgani tufayli ancha qimmatga tushardi. Shul sabab olimlar elektr chiroqni ixchamlashtirish va arzonlashtirish borasidagi izlanishlarni qizg‘in davom ettirishdi. Qay birlari soat mexanizmlari vositasida boshqariladigan, qay birlari elektrodlarni yonishiga qarab, avtomatik tarzda olg‘a surib turadigan moslamalarni o‘ylab topishdi. Aksariyati esa turli jabhalarda keng foydalanish uchun qo‘shimcha uskunalar yordamisiz nur sochadigan chiroq yaratish zarur, degan xulosaga kelishdi.

Xo‘sh, buning uchun nima qilish kerak? Mabodo, ko‘mir sterjenlar bir-biriga qarama-qarshi qilib emas, yonma-yon qo‘yilsa, qandoq bo‘larkin?

Ko‘pchilikni o‘ylantirgan bu jumboqqa frantsiyalik akademik Breg ustaxonasida ishlayotgan rus elektrotexnigi Yablochkov 1876 yili amaliy javob topdi. U ikkita qalin, pishiq-puxta ko‘mir sterjenni parallel holatda joylashtirib, tag qismlarini gipsli plastinkaga mahkamladi. Plastinka ularni bir-biridan ajratishga va uchlarida elektr yoyi hosil bo‘lishiga xizmat qilardi. Sterjenlar yonib tugayotganida esa o‘zi ham issiqlikdan erib, bug‘lanib ketardi.

Yablochkov loyihasi bo‘yicha yasalgan elektr chiroqlar ham ilk bor Parijda porladi. Keyinchalik boshqa mamlakatlar ko‘cha-xiyobonlarini ham tunlari nurga chulg‘adi. Lekin ular uzoq ishlamas, ko‘mir sterjenlar ko‘pi ikki soatda yonib tugardi. Ayni muammo ustida uzoq vaqt bosh qotirgan tadqiqotchilar bu chiroqni ichida havo yo‘q shisha idishga joylashtirish maqsadga muvofiq degan to‘xtamga kelishdi. Bunga erishish esa oson kechmadi. Kislorodni so‘rib olishga oid urinishlar hadeganda samara bermadi. Ana shunday bir vaziyatda amerikalik olim Jandus maslakdoshlari joniga aro kirdi. U idish ichiga lampaning o‘zini to‘lig‘icha emas, balki faqat elektrodlarini joylashtirish kifoya, degan g‘oyani olg‘a surdi.

Darvoqe, shunday qilinsa, idish ichiga tirqishlardan sizib kirgan kislorod qizigan  uglerod bilan tez reaktsiyaga kirishar va elektrodning yonishiga xalaqit bermaydigan muhit yaratilardi. Eng muhimi, yangi moslamali chiroq tanaffussiz 200 soatgacha xizmat qilishi tayin edi. Bu o‘z davri uchun g‘oyat muhim yangilik hisoblanardi. Shunga qaramay, u ham ommalashmadi. Negaki, volta yoyi o‘ta kuchli nur taratar, yorqinligini pasaytirishning iloji yo‘q edi. Bunday chiroqlar asosan katta zallarni, vokzal va maydonlarni nurafshon etishda qo‘l kelardi. Turar joylar va chog‘roq ishxonalarni yoritish uchun esa cho‘g‘lanma lampochka ancha qulay edi.

ChO‘G‘LANMA LAMPOChKA

Bu lampochka mutaxassislarga unchalik begona emasdi. Unga frantsuz olimi Delaryu 1820 yiliyoq ixtiro qilgandi. Yoritgich tarkibidagi platinadan yasalgan, o‘zidan tok o‘tganda o‘ta  qizib, ravshan nur sochadigan ingichka sim cho‘g‘lanuvchan tola vazifasini o‘tardi. Lekin platina qimmatligi bois cho‘g‘lanma lampochka yarim asrdan ortiqroq vaqt mobaynida e’tibordan chetda qolib kelayotgandi.

Nihoyat, 1873 yili rus elektrotexnigi Lodigin tolasi rotor ko‘miridan iborat lampochka yasadi va birinchi bo‘lib ballon idish ichidan havoni so‘rib olishni boshlab berdi. Alalxusus, rosmana cho‘g‘lanma lampochkani kashf etish baxtiga muyassar bo‘ldi. U amaliyotda birmuncha kengroq ishlatila boshlandi. Bundan ruhlangan amerikalik elektrotexniklar Soyer va Man 1878 yili karton qog‘ozni grafit kukunida kuydirib, shisha qalpoqchalar ichiga joylashtiriladigan mo‘jazgina ko‘mir yoylar olish usulini topishdi. Taniqli ixtirochi Tomas Edison esa yoritgich uzoq vaqt yaxshi nur sochishi va pirpiramasligi uchun, avvalo, elektrodbop boshqa material tanlashga, qolaversa, lampochka shishasi ichida havosi behad siyraklashgan muhit yaratishga ahd qildi. Shu niyatda ko‘plab tajribalar o‘tkazdi. Oldiniga mo‘rt qog‘oz ko‘mirini ancha mustahkamrog‘iga almashtirdi, keyin turli metallarga e’tibor qaratdi. Jami olti mingdan ortiq modda va birikmalarni sinab ko‘rdi. Buning uchun 100 ming dollardan ortiq mablag‘ sarfladi. Axiyri, bambukni kuydirish natijasida olingan tolani ma’qul deb topdi. 1879 yili zahmatlari mahsulini uch ming nafar guvoh ko‘z o‘ngida tantanavor namoyish qildi. Yangi lampochkalar yordamida o‘z uyi va laboratoriyasini, bir nechta ko‘chani yoritib, hammani lol  qoldirdi.

Edison chiroqlari

Bunisi endi uzoq muddatga yaraydigan, yalpi ishlab chiqarishga arziydigan haqiqiy elektr chiroq edi. Faqat kishini andak ikkilantiradigan jihati — cho‘g‘lanuvchan tolani bambukdan olish ko‘p xarajat talab qilardi. Tomas Edison bu masalani ham ijobiy hal etib, paxta momig‘idan lampochka tolasi tayyorlash usulini topdi. Unga ko‘ra, momiq oldin xlor va ruxdan iborat qaynoq qorishmaga aralashtirilardi. Erigandan so‘ng nasos yordamida bir oz quyultirilib, xamirsimon holatga keltirilar va kichkina teshikli naycha orqali spirtli idish ichiga purkalar, nozik ipga aylangach, barabanga o‘ralardi. Navbatdagi bosqichda u qorishmadan tozalanib quritilar va bo‘laklarga ajratilib, palahmon ayrisi shakliga keltirilardi. Havosiz pechda kuydirilgach, ustiga siyrakkina qilib ko‘mir kukuni sepilar, oxirida nurlanuvchan gaz to‘ldirilgan qalpoq ichiga o‘rnatilib, tokka ulanardi. Gaz tok ta’sirida parchalanib, tola sirtini uglerodning yuqa qatlami qoplar va u foydalanish uchun shay holga kelardi.

Turgan gap, Edison chirog‘ini yasash jarayoni ham o‘ta murakkab edi: debochasiga tola shisha qalpoqcha ichiga – oynaga payvandlangan bir juft platina elektrod orasiga joylashtiriladi. Platina issiqlikda kengayishi bo‘yicha shisha bilan bir xil xususiyatga ega bo‘lgani uchun lampochkaning ichi havo kirmaydigan va chiqmaydigan darajada zich yopilishini ta’minlaydi. So‘ngra undagi havo simobli maxsus nasos yordamida milliardan bir qismi qolgunga qadar so‘rib olinadi. Oxirida lampochka kavsharlanib, tsokol (patronga burab qotiriladigan metall qism)ga o‘rnatiladi.

Bu elektr chiroq o‘tmishdoshlaridan farqli o‘larok, surunkasiga 800-1000 soat ishlardi.  Shu bois uni Edison usulida tayyorlash qariyb o‘ttiz yil davom etdi. Mavridi kelib, uning paxtali tolasi o‘rnini metall tola egalladi. Aniqrog‘i, 1890 yili Lodigin ko‘mirli sterjenni qiyin eriydigan nodir metall – volframdan yasalgan, cho‘g‘lanish harorati o‘ta yuqori simga almashtirish mumkinligini aniqladi. Shuningdek, elektr chiroqning hozirga qadar deyarli o‘zgarmagan, hamon korimizga yarayotgan patroni, tsokoli, manbaga ulab-uzgichi, tok hisoblagichi va saqlagichini, elektr qo‘ng‘iroqni va boshqa moslamalarni ham kashf qildi. Biroq u yaratgan lampochkani sanoat asosida ishlab chiqarish XX asr boshlaridagina ommaviy tus oldi.

XULOSA O‘RNIDA

Keyin zamon o‘zgardi, taraqqiyot tezlashdi. Ilm-fan jadal rivojlandi. Ayniqsa, texnika va texnologiyalar olamida tub o‘zgarishlar ro‘y berdi. Shu asno kashfiyot-ixtirolar ko‘lami kengayib, lampochkalar ham takomillashtirildi. Ularning energiyani tejab, yanada ravshanroq nur sochadigan neonli, yaroqlilik muddati uzaytirilgan, o‘lchami behad kichraytirilib, yoy yoki spiral shakliga keltirilgan nurlanuvchan diodli, kvantnuqtali hamda siyraklashtirilgan gaz yoki boshqa moddaning lampa shishasini qizdirmagan holda nur sochishiga asoslangan lyuminestsentli turlari paydo bo‘ldi.

Albatta, ularning afzalliklari bilan bir qatorda o‘ziga xos kamchiliklari ham bor. Masalan, diodlisi tanaffussiz 30 ming soatgacha ishlasa-da, narxi qimmat. Lyuminestsentli lampochka esa uch baravar arzon bo‘lib, cho‘g‘lanma va diodli lampochkalarga nisbatan besh-etti marta ko‘p yorug‘lik taratadi. Ammo yaroqlilik muddati 10 ming soatdan oshmaydi. Ustiga-ustak, tarkibida ma’lum miqdorda simob bo‘ladi. Bu uni ishlatish va utilizatsiya qilish chog‘ida talay muammolarni keltirib chiqaradi. Qolaversa, yangi chiroqlar nuri cho‘g‘lanma lampochkalarniki singari silliq-ravon bo‘lmagani sababli inson ko‘ziga salbiy ta’sir ko‘rsatadi. Ana shu bois hozir dunyo bo‘yicha har yili tayyorlanayotgan 2,5 milliarddan ziyod yoritgichlarning sakson foizini cho‘g‘lanma, qolgan yigirma foizining asosiy qismini lyuminestsentli lampochkalar tashkil etayapti. Nurlanuvchan diodli lampalar esa kam tayyorlanayapti. Aytaylik, yapon bozorida yiliga 100 millionta lyuminestsentstli, 2 milliontaga yaqin diodli yoritgich sotilayapti.

To‘g‘ri, cho‘g‘lanma lampochka yonishi uchun zarur elektr tokining arzimas qismi nurga, qolgani to‘lig‘icha issiqlikka aylanadi. Inchunin, u tejamkorlikda “izdoshlari”ga tenglasha olmaydi. Biroq oxirgi izlanishlar uning foydali ish koeffitsentini ikki karra oshirish mumkinligini ko‘rsatmoqda. Buning uchun volfram tolalarni o‘ta nafis, diametri millimetr bo‘laklariga teng o‘lchamda ingichka qilib yasash va unga impulslari uzunligi bir soniyadan 15 hissa qisqa vaqt – femtosekundlardan iborat lazer nuri yordamida ishlov berish lozim. Qarabsizki, o‘sha qismda lazer nuri quvvatining juda katta zichligi paydo bo‘ladi. U volfram shaklini mikro va nano darajada o‘zgartirib, nur taratishini keskin oshiradi.

Qisqasi, bir asrdan ortiq vaqt mobaynida sinovdan muvaffaqiyatli o‘tgan cho‘g‘lanma lampochka o‘z o‘rnini hali-veri boshqa yoritgichlarga osonlikcha bo‘shatib beradiganga o‘xshamaydi.