Wie funktionierte die Glühbirne von Thomas Edison?

Am 27. Januar 1880 erhielt Thomas Alva Edison ein Patent für die elektrische Glühbirne, und zum ersten Mal in der Menschheitsgeschichte konnte der Mensch die Nacht mit einem Schalter erobern. Obwohl seit diesem Tag über hundert Jahre vergangen sind, sind moderne Glühbirnen dem bahnbrechenden Modell von Edison sehr ähnlich. Für beide gilt die gleiche Grundformel; Isolieren Sie einen Faden von Sauerstoff und leiten Sie elektrischen Strom durch ihn, um Licht zu erzeugen.

Obwohl es auf den ersten Blick so aussehen mag, als ob Strom mühelos durch einen Leiter fließt, ist dies in den allermeisten Fällen nicht der Fall. Fast alle leitenden Materialien behindern den Stromfluss, eine Eigenschaft, die als "elektrisch" bezeichnet wird Widerstand." Wenn Strom durch einen typischen Leiter fließt, wird ein Teil seiner Energie benötigt, um den Widerstandsfähigkeit des Materials. Dadurch erwärmt sich der Leiter teilweise dramatisch.

Dies ist bei Glühlampen der Fall, dem Phänomen, das verwendet wird, um Licht aus Elektrizität zu erzeugen. Erreicht ein Material eine ausreichende Temperatur, beginnt es Photonen auszusenden, die vom menschlichen Auge als Licht wahrgenommen werden. Durch die Wahl eines Materials mit einem hohen elektrischen Widerstand und das anschließende Anlegen eines ausreichenden Stroms kann im Leiter genügend Wärme erzeugt werden, um Glühen und damit Licht zu erzeugen.

Alle Glühbirnen sind im Wesentlichen ein spezieller Stromkreis. Auf der einen Seite fließt Strom in die Glühbirne, erzeugt Licht und fließt auf der anderen wieder heraus. Das Filament, das Sie sehen können, wenn Sie in eine unbeleuchtete Glühbirne schauen, ist eigentlich nichts anderes als ein Abschnitt dieses Stromkreises, der einen hohen elektrischen Widerstand hat. Edisons Glühbirne verwendete ein karbonisiertes Stück Bambus als Glühfaden, während die meisten Modelle seiner Kollegen verwendete ein Stück Metalldraht und eine Innovation, die seinen Glühbirnen eine Lebenserwartung von über tausend gab Std.

Ein Glühfaden und elektrischer Strom allein reichen jedoch nicht aus, um eine Glühbirne herzustellen. Wenn genügend Sauerstoff im Glas vorhanden ist, würde die im Glühfaden erzeugte Hitze schnell dazu führen, dass er sich entzündet. Um dies zu verhindern, muss in der Glühbirne selbst ein Vakuum erzeugt werden.

Edison war nicht der erste Erfinder, der die Idee einer Glühbirne nach den hier skizzierten Methoden entwickelt hat. Tatsächlich hatten viele seiner Kollegen zum Zeitpunkt seiner Patenterteilung ihre eigenen Modelle entwickelt, die fast so ausgereift waren wie seine eigenen. Edisons Modell wurde nicht deshalb bekannt, weil es die erste Glühbirne war, sondern weil es die erste kommerziell nutzbare Glühbirne war. Die Innovation eines Carbonfilaments zusammen mit überlegenen Methoden zur Erzeugung eines Vakuums führte zu einem Modell, das für den praktischen Einsatz ausreichend langlebig war.