Edison Thomas Alva - życie i wynalazki

Spis Treści:

- Biografia - -

- Wywiad z Edisonem -

- Żarówka -

- Fonograf -

- Kineskop -

- Akumulator zasadowy –

- Zjawisko termoemisji elektronów –

BIOGRAFIA

Przedsiębiorczy wynalazca Tomasz Alva Edison urodził się w lutym 1846 roku w Milan w stanie

Ohio. Jego rodzice byli Kanadyjczykami, ojciec zajmował się handlem drewnem budowlanym.

Thomas Alva był siódmym dzieckiem w tej rodzinie, jednak troje jego rodzeństwa zmarło. Mały

Edison, zwany w domu Alem, był bardzo ciekawski świata i zadawał wiele pytań dotyczących

wszystkiego co było wokół niego. Spędził w szkole zaledwie trzy miesiące - tamtejsze metody

„wbijania” wiedzy w głowy uczniów, były udręką dla Edisona, który wielu rzeczy nie potrafił

spamiętać. Gdy jego nauczyciel powiedział , że Edison jest opóźniony w rozwoju, ten rozgniewany

wyszedł ze szkoły i już do niej nie wrócił. Uczęszczał potem przez krótki czas do innych szkół, ale

przeważnie matka uczyła go sama w domu - chłopcu nauka w domu przychodziła z łatwością; był

samoukiem. Czytywał sam Shakespeare’a, książki historyczne, Biblię. Wcześnie zainteresował się

chemią i robił różne dziwaczne doświadczenia w małym laboratorium w piwnicy domu.

Gdy w czasie trwania wojny secesyjnej Edison zajmował się roznoszeniem gazet, wpadł na pomysł

olbrzymiego zarobku. Namówił telegrafistę by przesłał do wielu miast telegrafem wiadomość o

bitwie pod Shiloh-Edison zakupił 1500 gazet, zamiast zwykłej ilości 100, i jadąc pociągiem wysiadał

z gazetami na stacjach wielkich miast, które dostały telegraficzny przekaz o bitwie. Sprzedał

wszystkie gazety i zarobił dużo pieniędzy. Później Edison często zmieniał miejsce i rodzaj pracy.

Mimo głuchoty, na którą cierpiał od okresu dojrzewania, został telegrafistą w Port Huron, później w

Stadford i w Memphis. Lepszą posadę Edison dostał w wieku 21 lat w Bostonie, w wielkim

Towarzystwie Telegraficznym „Western Union”. Edison, spokojny już o pracę, rzucił się w wir

bostońskiego życia, który w tych czasach był kolebką wynalazców. Przyłączył się do nieoficjalnego

klubu wynalazców i przeniósł do niego swoje laboratorium. Wkrótce porzucił pracę w Towarzystwie

telegraficznym, by zająć się całkowicie produkowaniem wynalazków.

Młody Edison zapewne nie miałby z czego wyżyć, gdyby nie jego charyzma i zdolność

przekonywania ludzi do swoich pomysłów - w ten sposób namawiał bogatych Bostończyków do

wspierania go finansowo. Wynalazł wtedy ulepszony rejestrator notowań giełdowych. Jednak po

porażce z dupleksem - systemem telegraficznym, Edison postanowił zacząć od nowa. Wyjechał do

Nowego Jorku i znowu był bez grosza przy duszy. Tam miał szczęście – trafił na twórcę

wcześniejszego rejestratora notowań giełdowych, Franklina L. Pope’a, który pracował w

Nowojorskim Towarzystwie Wskaźnika Cen Złota i ponieważ chwilowo w jego Towarzystwie

wszystkie miejsca pracy były zajęte, zaproponował Edisonowi by zamieszkał i tworzył wynalazki w

głównym budynku Towarzystwa. Zaczęło mu się naprawdę układać dopiero wtedy, gdy naprawił

centralną maszynę nadawczą, od której zależało czy setki przedsiębiorstw dowiedzą się o obecnym

kursie złota. Tylko Edison dał radę szybko naprawić usterkę i został pomocnikiem Pope’a. Jednak

szybko założył własną firmę inżynieryjną i „Western Union” kupiło do swoich urządzeń ulepszenia za

czterdzieści tysięcy dolarów!

Szybko zainwestował fortunę w nową, wielką pracownię w Newark. Produkował tam rejestratory

notowań giełdowych i inne urządzenia telegraficzne. W 1871 zakochał się i ożenił z piękną Mary

Stilwell. Miał z nią potem troje dzieci. Pomimo dopiero co założonej rodziny, Edison całe noce i dnie

spędzał w fabryce na obmyślaniu nowych wynalazków. Następnie „Western Union” zatrudniło

Edisona, by pomógł im udoskonalić nowy wynalazek Bella – telefon, którego głos był słabo

słyszalny i mógł być przenoszony tylko na odległość kilku kilometrów. Edison rozwiązał ten

problem, używając do tego prądu elektrycznego. Aby podnieść napięcie prądu elektrycznego użył

cewkę indukcyjną z dwoma uzwojeniami. Stworzył też mikrofon z guziczkiem z kopcia. Urządzenie

działało teraz znacznie sprawniej i głośniej. Zachwycone „Western Union” wypłaciło za to Edisonowi

i jego firmie sto tysięcy dolarów. Ttak powstał mikrofon telefoniczny z którego korzystamy do dziś.

Następnym przedmiotem wynalezionym przez Edisona był fonograf. Działał on w następujący

sposób: głos Edisona recytującego wierszyk powodował drgania membrany rejestrującej. W tym

czasie wałek obracał się i przesuwał w taki sposób, że pod igłą przymocowaną do membrany biegło

przez cały czas wyżłobione w mosiądzu spiralne nacięcie, pokryte owiniętą wokół wałka cynfolią.

Podczas drgań membrany igła naciskała mocniej lub słabiej przesuwającą się pod nią cynfolię. W

ten sposób wszystkie dźwięki „Baranka Marysi” zostały przełożone na zmiany głębokości rowka

wyrytego w cynfolii. Aby te zmiany przełożyć z powrotem na dźwięk, trzeba było przenieść je znów

na membranę, za pośrednictwem przymocowanej do niej igły. Membrana drgała i nagrany

wcześniej, wysoki głos Edisona popłynął z głośników. Następnym, chyba najsłynniejszym

wynalazkiem Edisona była żarówka, do której wytworzenia przetestował 6000 różnych materiałów,

które mogłyby się nadawać jako włókno do żarówki. Stworzono ją w końcu w roku 1879 z pomocą

nitki, drutu, metalowego klocka, pieca i właśnie włókienka bawełnianego. Pierwsza żarówka paliła

się przez 13 godzin, po czym bańka pękła. A na Boże Narodzenie Edison oświetlił swój dom i

laboratorium mnóstwem nowych lamp. Tak ludzie poznali światło z żarówki elektrycznej. Edison

dokonał później jeszcze wielu ważnych rzeczy: stworzył prądnicę, by ograniczyć monopol przemysłu

gazowniczego. Dzięki niej, 4 września 1882 roku przy Pearl Street w Nowym Jorku, zapłonęło 400

lamp. Nadeszła era elektryczności. Dwa lata po ślubie z drugą żoną, Miną, Edison ulepszył fonograf

w roku 1887. Następnie Edison opracował jeszcze kinetoskop, wybudował własną kopalnię rudy,

jednak przedsiębiorstwo zakończyło się klapą. W 1901 roku Edison postanowił stworzyć metodę

budowy na masową skalę betonowych domów mieszkalnych, na które stać byłoby każdą ciężko

pracującą rodzinę amerykańską. Miano je wznosić w nowych osiedlach za nie więcej niż 1200

dolarów. Na rysunku ze zgłoszenia patentowego wszystkie elementy budynku, ściany zewnętrzne i

działowe, dach, schody, stropy, okna mansardowe, a nawet spiżarnie i ozdobne sufity zbudowane

są z betonu o kruszywie kwarcowym z domieszką gliny, wlewanego od góry w żeliwne

„deskowanie” w ciągu 6 godzin. Po upływie 10 dni beton utwardzał się całkowicie i deskowanie

usuwano; wystarczyło tylko dodać drzwi i okna i dom był gotów. Następnie Edison udoskonalił

akumulator samochodowy, jednak i to nie przyniosło takich rezultatów, jakich się spodziewał

osiągnąć. Edison nie wierzył w zbawienne skutki gimnastyki, żuł stale tytoń i palił po kilka cygar

dziennie. Całymi latami żywił się wyłącznie mlekiem, od czasu do czasu wypijając szklankę soku

pomarańczowego. Pod koniec życia cierpiał na wrzody, cukrzycę i zapalenie nerek. Mimo to

zachował bystrość umysłu. Umierając 18 października 1931 roku, ocknął się na chwilę ze śpiączki i

powiedział do pochylonej nad nim żony: „Bardzo pięknie jest po tamtej stronie”

WYWIAD Z EDISONEM

W 1905 roku ukazała się książka Little Visits with Great Americans zawierająca rozmowy z

wybitnymi ludźmi. Pytano tam Edisona, jakim był dzieckiem i co go wtedy interesowało. Niektóre

odpowiedzi mogą cię zaskoczyć.

Pytanie: Czy lubiłeś matematykę?

Edison: "Nie za bardzo. Kiedy miałem jedenaście lat próbowałem czytać "Zasady" Newtona. To

mnie zniechęciło do czystej matematyki"

Pytanie: Czy chciałeś się uczyć?

Edison: "Tak, oczywiście Próbowałem przeczytać wszystko, co było w bibliotece w Detroit, ale

przeszkodziły mi w tym inne rzeczy"

Pytanie: Byłeś molem książkowym i marzycielem?

Edison: "Wcale nie"

Pytanie: A jakie były początki twojej drogi jako wynalazcy?

Edison: "Przeprowadziłem linię telegraficzną pomiędzy moim domem a domem kolegi. Zrobiłem ją

ze starego kabla, jakiejś rury od piecyka oraz izolatorów z butelek" "Nigdy nie zależało mi na

oszczędzaniu pieniędzy dla nich samych. Nie oglądając się na przyszłe potrzeby życiowe, każdy

grosz przeznaczałem na książki naukowe i materiały do eksperymentów. Bardzo mi to pomogło w

późniejszych sukcesach". "Żaden z moich wynalazków nie był przypadkowy. Zawsze ściśle

trzymałem się tego, żeby dokonywać wynalazków pożytecznych. Nie traciłem nigdy czasu na

elektryczne cudeńka, których jedyna wartość polega na tym, że są nowe i dlatego wzbudzają

zainteresowanie" - wyjaśnił Edison

ZAROWKA

Praktyczną, w pełni użyteczną żarówkę wynalazł zespół badawczy w laboratorium w Menlo Park

(USA) pod kierownictwem T.A. Edisona.

Po kilkumiesięcznych żmudnych pracach udało się im w roku 1879 skonstruować żarówkę z

włóknem węglowym świecącą przez kilkadziesiąt godzin, a później przedłużyć czas jej świecenia do

ponad 100 godzin.

W noc sylwestrową 1879 roku Edison mógł już oświetlać Menlo Park przy użyciu ponad 800

żarówek.

W XX wieku zaczęto używać w żarówkach drucików z wolframu (1907) i wypełniać je rozrzedzonym

gazem obojętnym (najpierw argonem, a następnie kryptonem). Nowoczesną żarówkę skonstruował

w 1913 roku I. Langmuir.

Podczas prac nad żarówką Edison przebadał ogromną ilość materiałów z których można by zrobić

włókno. Pośród jego zachowanych notatek można znaleźć wpis z dnia, w którym włókno próbował

zrobić z włosów z brody rudego Szkota!

FONOGRAF

Fonograf Edisona działał na zasadzie przetwarzania drgań akustycznych do postaci rowków na

powierzchni cylindra pokrytego folią. Cylinder był obracany ręcznie, poruszając się wzdłuż, dzięki

mechanizmowi śrubowemu. Rowki nacinała ostra, stalowa igła umieszczona na membranie

zamontowanej na końcu dużej tuby. Dźwięk przechodząc przez tubę wprawiał membranę w

drgania, powodując jednocześnie odpowiedni ruch ostrza igły wykonujący ścieżkę dźwiękową o

różnej głębokości. Identyczny zestaw był używany do odtwarzania nagranych dźwięków: poprzez

umieszczenie igły w pozycji początkowej i obracanie walca z taką samą prędkością jaka była przy

nagrywaniu. Zmienna głębokość rowka z cynfolii zmuszała igłę, a przez to i membranę, do

wykonywania drgań i w rezultacie odtwarzany był nagrany głos. Nagrania brzmiały bardzo

metalicznie i były mocno zniekształcone przez towarzyszące trzaski i szumy, lecz bez trudu dało się

rozpoznać słowa piosenek. Lepsze rezultaty otrzymano w 1888 roku zastępując cynfolię woskiem.

Fonograf, urządzenie służące do mechanicznego zapisywania i odtwarzania dźwięku. Jego działanie

polegało na drążeniu rowków stalową igłą na pokrytym parafiną papierze. W rok później Edison

zamienił papier na folię cynową. Kiedy po raz pierwszy można było kupić nagraną muzykę w 1886

roku, była ona zarejestrowana na cylindrach z wosku. Podczas nagrywania przytwierdzony do

membrany rylec metalowy przesuwał się po powierzchni walca pokrytego cienką warstwą wosku,

żłobiąc w nim rowek o głębokości zależnej od częstotliwości drgań membrany. Przy odtwarzaniu

igła poruszając się w rowku drgała, wprawiając w ruch membranę.

KINESKOP

Kineskop jest rodzajem lampy obrazowej. Cechą odróżniającą kineskop od lampy oscyloskopowej

jest magnetyczne odchylanie elektronów. Elektrony emitowane przez katodę są formowane w

wąską wiązkę przez działo elektronowe następnie przyśpieszane przez anodę i uderzają w

powierzchnię ekranu pokrytą luminoforem wywołując jego świecenie. Aby dało się rozświetlić każdy

punkt powierzchni ekranu wiązka musi być odchylana w dwóch kierunkach - pionowym i

poziomym.Do odchylenia wiązki elektronów wykorzystywane jest pole magnetyczne wytwarzane

przez cewki odchylające. Kąt odchylenia wiązki elektronów od linii prostej jest proporcjonalny do

natężenie pola magnetycznego, czyli do natężenia prądu elektrycznego płynącego przez cewki. Aby

uzyskać liniowy przebieg wiązki po powierzchni ekranu (stałą prędkośc przesuwania) pole a zatem i

prąd w cewkach musi narastać liniowo. (ponieważ powierzchnia ekranu nie jest wycinkiem kuli, to

kształt prądu musi nieco odbiegać od prostej)Zaletą odchylania magnetycznego jest możliwośc

uzyskania bardzo dużego kąta odchylenia, niemalże o 90°. umożliwia tworzenie to bardzo krótkich

lamp o dużej powierzchni ekranu, odwrotnie niż w lampach oscyloskopowych. Wadą z kolei jest

duża moc pobierana przez cewki w celu odchylenia strumienia oraz konieczność używania coraz

wyższych napięć wraz ze wzrostem częstotliwości odchylania i rozmiaru ekranu - prędkość

poruszania się plamki zależy od szybkości zmian pola magnetycznego, a zmieniające się pole

generuje w cewkach odchylających napięcie - tym wyższe im szybciej się zmienia.

AKUMULATOR ZASADOWY

Akumulator, zwany też ogniwem wtórnym, jest to ogniwo odwracalne, przeznaczone do

magazynowania energii elektrycznej. Akumulator po wyładowaniu można ponownie doprowadzić do

stanu całkowitego naładowania, przy czym proces ładowania i wyładowania może być powtarzany

wielokrotnie. Podczas ładowania akumulator jest zasilany z innego źródła energii, przy czym

energia elektryczna jest zamieniana w energię chemiczną. W tej postaci energia może być

magazynowana. Podczas wyładowania akumulator pracuje jako źródło energii elektrycznej i energia

chemiczna zamieniana jest z powrotem w energię elektryczną. W akumulatorze zasadowym

elektrolitem jest roztwór wodny ługu potasowego KOH.

Akumulator zasadowy wykazuje w stosunku do akumulatora ołowiowego większą odporność na

wstrząsy mechaniczne i przeciążenia elektryczne oraz jest trwalszy. Akumulator zasadowy

wytrzymuje do 3000 wyładowań. Napięcie pracy akumulatora zasadowego wynosi 1,2 V. Badania

prowadzone nad nowymi typami akumulatorów idą w kierunku ich miniaturyzacji, zmniejszenia

masy, zwiększenia pojemności, możliwości szybkiego ładowania, co wiąże się z tendencją do ich

stosowania do napędu samochodów i zastąpienia silnika spalinowego silnikiem elektrycznym.

ZJAWISKO TERMOEMISJI ELEKTRONOW

Elektrony związane są z atomem, zawsze krąża dookoła dodatnio naładowanego jądra. Mają ruch.

Ale im wyższa jest temperatura atomów tym ruch elektronów jest coraz szybszy. W pewnych

wysokich temperaturach ruchy elektronów bąda tak szybkie że niektóre z nich przezwyciężą siły

przyciągania atomów i wylecą więc przeciwny ujemny ładunek. Niektóre elektrony na orbicie

zewnętrznej mogą opuścić atom i stać się tzw. atomami swobodnymi, mają one chaotyczny

nieuporządkowany poza przestrzeń przewodnika w otaczającą ich próżnię. Materiały przewodzące

prąd zawsze charekteryzują się dużą ilością elektronów swobodnych. Zjawisko wylatywania

elektronów pod wpływem temperatury znalazło zastosowanie w lampach elektronowych, oprócz

zwykłych lamp elektronowych z gorącymi katodami mamy również lampy:

- w których elekrony wyciągane są pod wpływem silnego pola elektrycznego

- emisja wtórna, elektrony wylatują pod wpływem bombardowania przez inne elektrony

- fotoemisja, elektrony emitowane są pod wpływem padającego światła.

Wygenerowano: 23-09-2004 02:01:45