| Edward Weston | |
|---|---|
| Edward Weston | |
| Datum narození | 9. května 1850 |
| Místo narození | Oswestry , Shropshire , Anglie |
| Datum úmrtí | 20. srpna 1936 (86 let) |
| Místo smrti | Montclair , New Jersey , USA |
| Země | |
| Vědecká sféra | vynálezce, vědec, podnikatel |
| Ocenění a ceny |
Medaile Elliota Cressona (1910) Medaile Perkina (1915) Medaile Franklina (1924). |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
Edward Weston ( angl. Edward Weston ; 9. května 1850, Oswestry , Shropshire , Anglie – 20. srpna 1936, Montclair , New Jersey , USA ) je americký chemik, vynálezce a obchodník britského původu; autor vynálezů v oblasti galvanického pokovování, slitin konstantanu a manganinu , normálního prvku známého jako Westonův normální prvek , jakož i řady vylepšení v konstrukci elektrických měřicích přístrojů .
Edward Weston se narodil na farmě poblíž Oswestry v Shropshire v Anglii v roce 1850. Jeho dědeček byl bohatý farmář, otec obchodník [1] , matka psala romány a články do časopisů. V roce 1857 se rodina přestěhovala do Wolverhamptonu , v té době typického průmyslového města. Po absolvování základní školy nastoupil Weston na St. Peter's College [2] ve Wolverhamptonu. Weston byl úspěšný student a měl rád vědu, už tehdy se začal zajímat o elektřinu a práci průkopníků tohoto odvětví fyziky - Williama Thomsona , Maxwella a především Faradaye , po kterém později pojmenoval svého syna. Ve své domácí laboratoři reprodukoval Faradayovy experimenty a sny o tom, že se stane vědcem. Po absolvování vysoké školy v roce 1866 na naléhání rodičů tři roky studoval medicínu jako asistent místního terapeuta [3] . V roce 1870 odešel do Londýna , kde se pokusil najít práci jako chemik nebo elektroinženýr. Po několika týdnech neúspěšného hledání si za poslední peníze koupí lístek na parník do New Yorku .
Westonovo první zaměstnání v USA bylo ve Wm.H. Murdock & Company, kde vyráběl fotoemulzi na bázi kolodia , ale čistá chemie ho neuspokojovala. O několik měsíců později nastupuje do American Nickel Plating Company. Dalších 6 let se zabývá problematikou galvanického pokovování . Již v prvním roce provozu nabízí v této oblasti mnoho technologických vylepšení. Zejména pro zajištění výroby galvanického pokovování vysoce stabilním zdrojem proudu navrhuje místo baterií použít dynamo vlastní konstrukce . Experimentální vzorky dynam pro galvanické pokovování již dříve prezentovali evropští vývojáři ( Siemens , Gramm ), Weston byl jedním z prvních, kteří dynama použili v průmyslovém galvanickém pokovování.
V roce 1873 spolu s Georgem G. Harrisem založil svou první společnost Harris & Weston Electroplating Co., která se specializovala na galvanické pokovování. Během následujících let získal Weston řadu patentů na technologie galvanického pokovování niklem . Weston stále zdokonaloval konstrukci svých dynam, v období let 1875 až 1885 získal mnoho patentů na dynama různých konstrukcí, ale i stejnosměrné elektromotory a jejich ovládací zařízení.
V roce 1875 se přestěhoval do Newarku , kde otevřel výrobu dynam vlastní konstrukce. V roce 1877 spoluzaložil společnost The Weston Dynamo Electric Machine Co., která se specializovala na výrobu dynam pro galvanické pokovování a později pro elektrické osvětlení.
Počínaje výrobou generátorů pro elektrické osvětlení se Weston znovu soustředí na vylepšení samotných lamp a souvisejících armatur. V roce 1877 provedl řadu vylepšení konstrukce obloukové lampy . V roce 1878 zorganizoval elektrické osvětlení vyhlídkové věže newarkského hasičského sboru a Market Street. V roce 1880 byla výroba lamp a organizace elektrického osvětlení oddělena do samostatné společnosti - Weston electric Light Co. (1880), později - United States electric Light Co. (1884). Společnost se brzy stala lídrem v dodávkách osvětlovacích systémů s obloukovými lampami, což vyvrcholilo osvětlením Brooklynského mostu v roce 1883.
Weston se zabývá také výrobou žárovek . V roce 1882 získal patent na materiál pro vlákno (Tamidine), který mu umožnil zvýšit provozní dobu lampy až na 2000 hodin, zatímco stávající analogy neposkytovaly více než několik stovek. V roce 1884 měl Weston 139 patentů v 15 kategoriích. Včetně 13 patentů na obloukové osvětlení během 2 let. Dále patenty na podzemní kabely, rozvody, spínací přístroje, měřicí přístroje a indikátory, vzduchová čerpadla, baterie, žárovky, pojistky, držáky žárovek. Některé z nich zůstaly relevantní až do rozšířeného používání wolframových vláken v 1910. Westonova společnost však postupně prohrává boj na rozvíjejícím se trhu s elektrickým osvětlením s úspěšnějšími konkurenty (především Edison ).
Weston, zastíněný jinými vynálezci v oblasti elektrického osvětlení, v dubnu 1886 odstoupil z funkce ředitele United States Electric Light Co. Během příštího roku pracoval v oblasti elektrického osvětlení jako patentový zkoušející.
Rozhodnutí pořídit si elektrické měřicí přístroje přišlo pro Westona náhle, pronajal si místnost pro soukromou laboratoř a vybavil ji nejmodernějším zařízením pro fyzikální, chemický a metalurgický výzkum. Laboratoř byla otevřena 5. listopadu 1887. Své studium zahájil hutnictvím.
Elektrické slitinyJiž v roce 1887 obdržel hliníkovou slitinu , která umožňuje tažení velmi tenkých trubek, vynálezcem nazvanou "Alloy No. 1".
Při hledání vodiče s nízkými tepelnými koeficienty elektrického odporu dostal Weston v roce 1888 Constantan [4] - slitinu na bázi mědi (Cu) (asi 59 %) s přídavkem niklu (Ni) (39-41 %) a mangan (Mn) (1 -2 %). Vynálezce ji nazval „Slitina č. 2“, ale němečtí výrobci, u kterých zadal objednávku na výrobu drátu z nového materiálu, mu dali vlastní jméno „Constantan“ (z lat. constans , genitiv lat. Constantis - stálý, nezměněný) pod kterým se proslavil. Slitina má vysoký měrný odpor (asi 0,5 μOhm m) a vysoký tepelný výkon ve spojení s niklem , železem , mědí . Poslední okolnost umožnila použít konstantu pro výrobu termočlánků , ale činí ji nevhodnou pro vytvoření elektrických měřicích přístrojů.
Pokračováním v hledání vhodné slitiny získal Weston v roce 1888 manganin [5] - slitinu na bázi mědi (asi 85 %) s přídavkem manganu (Mn) (11,5–13,5 %) a niklu (Ni) (2,5–3 ,5 %). Vynálezce ji nazval „Alloy No. 3“ a přejmenovali ji také němečtí výrobci. Manganin má extrémně nízký tepelný koeficient elektrického odporu při pokojové teplotě a na rozdíl od konstantanu má velmi nízkou termoEMF spárovanou s mědí (ne více než 1 μV / 1 °C), což vedlo k jeho nejširšímu rozšíření v elektrické instrumentaci.
Weston se navíc rozhodl nahradit ocel jako materiál pro pružiny, které v elektrických měřicích přístrojích vytvářejí protipůsobící moment, slitinou, která kromě elastických vlastností není magnetizovaná a má dostatečně nízký odpor, aby sloužila jako vodič. Takovou slitinu získal pod názvem "Slitina č. 4".
Praktická realizace nejslibnějšího magnetoelektrického obvodu měřicího mechanismu si vyžádala získání permanentního magnetu, jehož vlastnosti by se v čase neměnily. Weston vyvinul slitiny pro výrobu permanentních magnetů a tepelné metody pro stabilizaci jejich charakteristik, které držel v tajnosti. [6]
Současný bočníkV roce 1893 získal Weston patent na bočník pro měření proudu. Dříve byly přístroje pro měření vysokých proudů (především pro generátory) vyráběny pouze z velmi silného měděného drátu, který byl schopen propustit celý měřený proud. Byl to Weston, kdo vynalezl a patentoval bočník pro lehkost, kompaktnost a radikální snížení nákladů na měřicí přístroje. Manganin se ukázal jako ideální materiál pro šunty.
Normální prvekV roce 1893 Weston vynalezl a patentoval normální prvek . Až do konce 20. století byl normální Westonův prvek široce používán v laboratorních a průmyslových měřeních jako zdroj referenčního napětí nebo napěťového etalonu. Zahrnuto v moderních národních voltových standardech . Byl vyvinut z dřívějšího normálního Clarkova prvku , ve kterém Weston navrhl nahrazení síranu zinečnatého síranem kademnatým . Tak bylo možné výrazně zvýšit stabilitu a snížit teplotní koeficient. Poté, co byl Westonův normální prvek v roce 1908 přijat jako mezinárodní standard EMF [7] , vzdal se svých patentových práv (v roce 1911).
Role při vytváření zařízení magnetoelektrických obvodůEdward Weston se významně podílel na zdokonalení magnetoelektrického měřicího mechanismu , který se používá v naprosté většině moderních analogových elektrických měřicích přístrojů.
Weston dokonce zpochybnil [8] prioritu d'Arsonvala , který získal patent na elektrické měřicí zařízení s pohyblivou cívkou s vodičem v poli permanentního magnetu již v roce 1881 (Weston obdržel podobný patent v roce 1888) s odkazem na popis takového zařízení v dílech Maxwella (1875) . V Rusku byla až do konce 20. let 20. století zařízení magnetoelektrického obvodu dokonce známá jako „zařízení systému Weston“ spolu s názvem „zařízení systému Despre-D'Arsonval“ [9] .
V každém případě Weston skutečně navrhl řadu vylepšení, která určila typ magnetoelektrického mechanismu v jeho hlavních rysech a zajistila jeho široké použití.
Weston je vynálezcem indexové šipky ve tvaru nože a jako první navrhl umístit na stupnici přístroje zrcadlo, které umožnilo odstranit chybu z paralaxy (pozorovatel musí zvolit takový úhel pohledu, při kterém šipka je zarovnána s vlastním odrazem v zrcadle). Takové ohlašovací zařízení bylo použito téměř na všech přesných laboratorních přístrojích s ukazatelem ukazatele.
V roce 1888 Weston založil společnost Weston Electrical Instrument Corporation, která zahrnovala společnosti, které dříve založil a v jejichž čele stál až do konce svého života. Je pozoruhodné, že první sériové zařízení "Model-1" (dc milivoltmetr) bylo zaměřeno na potřeby laboratoří škol a vysokých škol, které mělo poskytovat reklamu mezi budoucími specialisty. Společnost vyrábí široký sortiment elektrických měřicích přístrojů, laboratorních i technických. Nejpozoruhodnější aktivity společnosti během Westonova života byly:
V letech 1889-1891 působil Edward Weston jako prezident Amerického institutu elektrických inženýrů, předchůdce Institutu elektrických a elektronických inženýrů (IEEE) .
Weston byl zakládajícím členem správní rady Newark School of Technology, později New Jersey Institute of Technology. Některé z jeho vynálezů, nástrojů a rukopisů jsou zachovány v univerzitní knihovně a Weston Museum.
Za svůj život obdržel 334 amerických patentů [10] .
Weston zemřel v roce 1936 v Montclair, New Jersey.
Syn vynálezce, Edward Faraday Weston (1878-1971) obdržel několik patentů na expozimetry, také vyráběné společností Weston Corp. a rozšířený od 30. let 20. století. Jeden z rychlostních standardů (předchůdce ASA) se jmenoval Weston film speed ratings.
Vědecké tituly:
Ocenění: