| Edward Weston | |
|---|---|
| Edward Weston | |
| Data nașterii | 9 mai 1850 |
| Locul nașterii | Oswestry , Shropshire , Anglia |
| Data mortii | 20 august 1936 (86 de ani) |
| Un loc al morții | Montclair , New Jersey , SUA |
| Țară | |
| Sfera științifică | inventator, om de știință, antreprenor |
| Premii și premii |
Medalia Elliot Cresson (1910) Medalia Perkin (1915) Medalia Franklin (1924). |
| Fișiere media la Wikimedia Commons | |
Edward Weston ( ing. Edward Weston ; 9 mai 1850, Oswestry , Shropshire , Anglia - 20 august 1936, Montclair , New Jersey , SUA ) este un chimist, inventator și om de afaceri american de origine britanică; autor al invențiilor în domeniul galvanizării, al aliajelor de constantan și manganin , un element normal cunoscut sub numele de element normal Weston , precum și o serie de îmbunătățiri în proiectarea instrumentelor electrice de măsură .
Edward Weston s-a născut într-o fermă de lângă Oswestry , în Shropshire , Anglia , în 1850. Bunicul său era fermier bogat, tatăl său era negustor [1] , mama sa scria romane și articole pentru reviste. În 1857, familia s-a mutat la Wolverhampton , la acea vreme un oraș industrial tipic. După ce a absolvit școala elementară, Weston a intrat la St. Peter's College [2] din Wolverhampton. Weston a fost un student de succes și era pasionat de știință, chiar și atunci a devenit interesat de electricitate și de munca pionierilor acestei ramuri a fizicii - William Thomson , Maxwell și mai ales Faraday , după care și-a numit mai târziu fiul. În laboratorul său de acasă, el a reprodus experimentele lui Faraday și visele de a deveni om de știință. După ce a absolvit facultatea în 1866, la insistențele părinților săi, a studiat medicina timp de trei ani ca asistent al unui terapeut local [3] . În 1870 a plecat la Londra , unde a încercat să-și găsească de lucru ca chimist sau inginer electric. După câteva săptămâni de căutări nereușite, cu ultimii bani cumpără un bilet pentru un vapor cu aburi spre New York .
Primul loc de muncă al lui Weston în SUA a fost la Wm.H. Murdock & Company, unde făcea emulsie foto pe bază de colodion , dar chimia pură nu l-a satisfăcut. Câteva luni mai târziu, se alătură companiei americane de nichelare. Următorii 6 ani se ocupă de problemele galvanizării . Deja în primul an de funcționare, oferă multe îmbunătățiri tehnologice în acest domeniu. În special, pentru a asigura producția de galvanizare cu o sursă de curent extrem de stabilă, el propune utilizarea unui dinam de design propriu în locul bateriilor . Eșantioane experimentale de dinamuri pentru galvanizare au fost prezentate anterior de dezvoltatorii europeni ( Siemens , Gramm ), Weston a fost unul dintre primii care a folosit dinamuri în galvanizarea industrială.
În 1873, împreună cu George G. Harris, a fondat prima sa companie, Harris & Weston Electroplating Co., specializată în galvanizare. În următorii ani, Weston a primit o serie de brevete pentru tehnologiile de galvanizare cu nichel . Weston a continuat să îmbunătățească designul dinamurilor sale, în perioada 1875-1885 a primit multe brevete pentru dinamo de diferite modele, precum și pentru motoare electrice cu curent continuu și dispozitive de control ale acestora.
În 1875 s-a mutat la Newark , unde a deschis producția de dinamuri de design propriu. În 1877, a co-fondat The Weston Dynamo Electric Machine Co., care s-a specializat în producția de dinamo pentru galvanizare, iar mai târziu pentru iluminat electric.
Începând cu producția de generatoare pentru iluminat electric, Weston se reorientează pe îmbunătățirea lămpilor în sine și a fitingurilor aferente. În 1877 a făcut o serie de îmbunătățiri la designul lămpii cu arc . În 1878, el a organizat iluminatul electric pentru turnul de observație al Departamentului de Pompieri din Newark și a Stradei Market. În 1880, producția de lămpi și organizarea iluminatului electric au fost separate într-o companie independentă - Weston electric Light Co. (1880), mai târziu - United States electric Light Co. (1884). Compania a devenit curând un lider în furnizarea de sisteme de iluminat cu lămpi cu arc, culminând cu iluminarea Podului Brooklyn în 1883.
Weston este, de asemenea, angajată în producția de lămpi cu incandescență . În 1882, a primit un brevet pentru un material pentru un filament (Tamidine), care i-a permis să mărească timpul de funcționare al lămpii până la 2000 de ore, în timp ce analogii existenți nu furnizau mai mult de câteva sute. Până în 1884, Weston avea 139 de brevete în 15 categorii. Inclusiv 13 brevete de iluminare cu arc în decurs de 2 ani. În plus, brevete pentru cabluri subterane, sisteme de distribuție, dispozitive de comutare, dispozitive de măsură și indicatoare, pompe de aer, baterii, lămpi cu incandescență, siguranțe, suporturi de lămpi. Unele dintre ele au rămas relevante până la utilizarea pe scară largă a filamentelor de tungsten în anii 1910. Cu toate acestea, compania lui Weston pierde treptat lupta pe piața de iluminat electric în plină expansiune în fața concurenților mai de succes (în primul rând Edison ).
Umbrit de alți inventatori din domeniul iluminatului electric, în aprilie 1886 Weston a demisionat din funcția de director al United States Electric Light Co. În anul următor, a lucrat în domeniul iluminatului electric ca examinator de brevete.
Decizia de a prelua instrumente electrice de măsură i-a venit brusc lui Weston, a închiriat o cameră pentru un laborator privat și a dotat-o cu cele mai moderne echipamente pentru cercetare fizică, chimică și metalurgică. Laboratorul a fost deschis la 5 noiembrie 1887. Și-a început studiile cu metalurgie.
Aliaje electriceDeja în 1887, el a primit un aliaj de aluminiu care permite tragerea unor tuburi foarte subțiri, numit de inventator „Alloy No. 1”.
În căutarea unui conductor cu coeficienți termici mici de rezistență electrică, Weston a primit în 1888 Constantan [4] - un aliaj pe bază de cupru (Cu) (aproximativ 59%) cu adaos de nichel (Ni) (39-41%) și mangan (Mn) (1 -2%). Inventatorul l-a numit „Alojul nr. 2”, dar producătorii germani, de la care a plasat o comandă pentru producția de sârmă dintr-un material nou, i-au dat propriul nume „Constantan” (din lat. constans , genitiv lat. constantis ). - constant, neschimbat) sub care a devenit celebru. Aliajul are o rezistivitate ridicată (aproximativ 0,5 μOhm m) și o putere termică mare atunci când este asociat cu nichel , fier , cupru . Această din urmă împrejurare a făcut posibilă utilizarea constantei pentru fabricarea de termocupluri , dar o face nepotrivită pentru crearea de instrumente electrice de măsură.
Continuând căutarea unui aliaj potrivit, Weston în 1888 a obținut manganina [5] - un aliaj pe bază de cupru (aproximativ 85%) cu adaos de mangan (Mn) (11,5–13,5%) și nichel (Ni) (2,5–3). ,5 %). Inventatorul l-a numit „Alojul nr. 3” și a fost redenumit și de producătorii germani. Manganina are un coeficient termic de rezistență electrică extrem de scăzut la temperatura camerei și, spre deosebire de constantan, are un thermoEMF foarte scăzut asociat cu cuprul (nu mai mult de 1 μV / 1 °C), ceea ce a dus la cea mai largă distribuție în instrumentația electrică.
În plus, Weston și-a propus să înlocuiască oțelul ca material pentru arcuri care creează un moment de contracarare în instrumentele electrice de măsură cu un aliaj care, pe lângă proprietățile elastice, nu este magnetizat și are o rezistență suficient de scăzută pentru a servi drept conductor. Un astfel de aliaj a fost obținut de el sub denumirea de „Aliaj nr. 4”.
Implementarea practică a celui mai promițător circuit magnetoelectric al mecanismului de măsurare a necesitat obținerea unui magnet permanent ale cărui caracteristici să nu se modifice în timp. Weston a dezvoltat aliaje pentru fabricarea magneților permanenți și metode termice de stabilizare a caracteristicilor acestora, pe care le-a ținut secrete. [6]
Șunt curentÎn 1893, Weston a primit un brevet pentru un șunt pentru măsurarea curentului. Înainte de aceasta, dispozitivele pentru măsurarea curenților mari (în primul rând pentru generatoare) erau realizate folosind pur și simplu sârmă de cupru foarte groasă, care era capabilă să treacă întregul curent măsurat. Weston a fost cel care a inventat și patentat șuntul pentru ușurință, compactitate și o reducere radicală a costului instrumentelor de măsurare. Manganina s-a dovedit a fi materialul ideal pentru șunturi.
Element normalÎn 1893, Weston inventează și brevetează elementul normal . Până la sfârșitul secolului al XX-lea, elementul Weston normal a fost utilizat pe scară largă în măsurătorile de laborator și industriale ca sursă de tensiune de referință sau standard de tensiune. Inclus în standardele naționale moderne de volți . A fost dezvoltat din elementul Clark normal anterior , în care Weston a propus înlocuirea sulfatului de zinc cu sulfat de cadmiu . Astfel, a fost posibilă creșterea semnificativă a stabilității și scăderea coeficientului de temperatură. După ce elementul normal al lui Weston a fost acceptat ca standard internațional CEM în 1908 [7] , el a renunțat la drepturile sale de brevet (în 1911).
Rol în crearea dispozitivelor de circuit magnetoelectricEdward Weston a jucat un rol semnificativ în îmbunătățirea mecanismului de măsurare magnetoelectric , care este utilizat în marea majoritate a instrumentelor de măsurare electrice analogice moderne.
Weston chiar a contestat [8] prioritatea lui d'Arsonval , care a primit un brevet pentru un dispozitiv de măsurare electrică cu o bobină mobilă cu un conductor în câmpul unui magnet permanent încă din 1881 (Weston a primit un brevet similar în 1888) referindu-se la descrierea unui astfel de dispozitiv în lucrările lui Maxwell (1875) . În Rusia, până la sfârșitul anilor 1920, dispozitivele circuitului magnetoelectric erau chiar cunoscute sub denumirea de „dispozitive de sistem Weston” împreună cu denumirea de „dispozitive de sistem Despre-D'Arsonval” [9] .
În orice caz, Weston a propus cu adevărat o serie de îmbunătățiri care au determinat tipul de mecanism magnetoelectric în principalele sale caracteristici și au asigurat utilizarea pe scară largă a acestuia.
Weston este inventatorul săgeții index în formă de cuțit și a fost primul care a propus plasarea unei oglinzi pe scara dispozitivului, ceea ce a făcut posibilă eliminarea erorii de paralaxă (observatorul trebuie să aleagă un astfel de unghi de vedere la care săgeata este aliniată cu propria sa reflectare în oglindă). Un astfel de dispozitiv de raportare a fost folosit pe aproape toate instrumentele de laborator de precizie cu indicator indicator.
În 1888, Weston a fondat Weston Electrical Instrument Corporation, care includea companiile pe care le fondase anterior și pe care le-a condus până la sfârșitul vieții. Este de remarcat faptul că primul dispozitiv serial „Model-1” (dc milivoltmetru) a fost axat pe nevoile laboratoarelor școlilor și colegiilor, care trebuia să ofere publicitate în rândul viitorilor specialiști. Compania produce o gama larga de instrumente electrice de masura, atat de laborator cat si tehnice. Cele mai notabile activități ale companiei în timpul vieții lui Weston au fost:
Din 1889-1891, Edward Weston a fost președinte al Institutului American de Ingineri Electrici, predecesorul Institutului de Ingineri Electrici și Electronici (IEEE) .
Weston a fost membru fondator al consiliului de administrație al Școlii de Tehnologie din Newark, mai târziu al Institutului de Tehnologie din New Jersey. Unele dintre invențiile, instrumentele și manuscrisele sale sunt păstrate în Biblioteca Universității și în Muzeul Weston.
În timpul vieții sale a primit 334 de brevete americane [10] .
Weston a murit în 1936 la Montclair, New Jersey.
Fiul inventatorului, Edward Faraday Weston (1878-1971) a primit mai multe brevete pentru expometre, fabricate tot de Weston Corp. şi răspândită încă din anii 1930. Unul dintre standardele de viteză (predecesorul ASA) a fost numit Weston film speed ratings.
Titluri stiintifice:
Premii: