Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως δεν είναι οι πιο ενεργειακά αποδοτικοί λαμπτήρες, αλλά είναι οι πρωτότυποι, και για το μεγαλύτερο μέρος του 20ού αιώνα, ήταν οι μόνοι που ήταν διαθέσιμοι στο εμπόριο. Οι λαμπτήρες πυρακτώσεως παράγουν φως με αντίσταση θέρμανσης ενός νήματος εγκλεισμένου σε γυάλινο δοχείο χωρίς οξυγόνο. Πριν ο Thomas Edison παράγει τον πρώτο εμπορικά βιώσιμο λαμπτήρα, άλλα άτομα εργάζονταν στο σχεδιασμό για πάνω από 40 χρόνια και η ανάπτυξη συνεχίστηκε στις αρχές του 20ού αιώνα.
Η πρώτη λάμπα φωτός
Αν και το όνομα του Thomas Edison έχει γίνει σχεδόν συνώνυμο με την εφεύρεση του λαμπτήρα, δεν ήταν το πρώτο άτομο που ανέπτυξε ένα. Ο Βρετανός χημικός και εφευρέτης Humphry Davy ήταν το πρώτο άτομο που συνδέει καλώδια με μπαταρία και προκαλούσε λάμψη ενός νήματος. Το 1841, ο Frederick de Moleyns έφτιαξε την πρώτη λάμπα τοποθετώντας ένα νήμα πλατίνας μέσα σε έναν γυάλινο σωλήνα που εκκενώθηκε και περνούσε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω του νήματος. Ο Edison και ο Άγγλος Joseph Swan παρήγαγαν ταυτόχρονα λαμπτήρες που κράτησαν περισσότερο από λίγα λεπτά. Ο λαμπτήρας του Edison ήταν πιο επιτυχημένος επειδή δημιούργησε ένα πλήρες κενό μέσα στον λαμπτήρα και χρησιμοποίησε ένα καλύτερο νήμα.
Το νήμα είναι το πράγμα
Ο Έντισον δοκίμασε πολλά υλικά πριν εγκατασταθεί χρησιμοποιώντας ένα σκέλος από ανθρακούχο μπαμπού για ένα νήμα. Κολλήθηκε το σκέλος στα ηλεκτρικά τερματικά με πάστα άνθρακα. Ο Swan, από την άλλη πλευρά, έφτιαξε τα νήματά του από τον πίνακα του Μπρίστολ, το οποίο είναι ανθρακούχο χαρτί. Διήρκεσε μόνο λίγες ώρες, ενώ τα νημάτια του Edison διήρκεσαν 600 ώρες ή περισσότερο. Τα μεταλλικά νήματα εισήχθησαν το 1902 και το ταντάλιο ήταν το υλικό της επιλογής μέχρι τον William D. Ο Coolidge βρήκε πώς να φτιάξει όλκιμο βολφράμιο το 1908. Τα κουλουριασμένα σύρματα βολφραμίου έκαναν τους λαμπτήρες φωτεινότερους από ποτέ, και συνεχίζουν να είναι το πρότυπο για νήματα λαμπτήρα πυρακτώσεως.
Μέσα στο γυάλινο δοχείο
Το νήμα καίγεται σε περιβάλλον πλούσιο σε οξυγόνο, οπότε είναι σημαντικό να αποβάλλετε αυτό το αέριο από το εσωτερικό του λαμπτήρα. Ο De Moleyns και ο Swan κατάφεραν να δημιουργήσουν μερικά κενά, αλλά ο Edison δημιούργησε ένα πραγματικό κενό με τη θέρμανση του λαμπτήρα προτού αντλήσει τον αέρα. Η διατήρηση κενού στον λαμπτήρα το καθιστά εύθραυστο. Πέντε χρόνια πριν ο Edison έκανε την πρώτη του λάμπα μεγάλης διάρκειας, οι Καναδοί Henry Woodward και Matthew Evans είχαν κατοχυρώσει με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας λάμπες γεμάτες με άζωτο. Ο Irving Langmuir, μηχανικός που εργάζεται στη General Electric, εισήγαγε την ιδέα της πλήρωσης των λαμπτήρων με ένα μείγμα αργού και αζώτου το 1908. Αυτά τα αέρια εξισώνουν την τάση ατμών εντός και εκτός του λαμπτήρα και το αργό αποτρέπει τη φθορά του νήματος βολφραμίου. Οι σύγχρονοι λαμπτήρες περιέχουν κυρίως αργό.
Άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά
Ο πρώτος λαμπτήρας που έκανε ο Edison είχε ένα ζεύγος ακροδεκτών στη βάση, αλλά αργότερα ανέπτυξε τη βίδα Edison, η οποία είναι η γνωστή βάση βίδας που υπάρχει στους σύγχρονους λαμπτήρες. Ο αδελφός του Joseph Swan, Alfred, παρουσίασε το γυάλινο μονωτικό υλικό που ευθυγραμμίζει το εσωτερικό αυτής της βιδωτής βάσης το 1887. Εκτός από την εισαγωγή της ιδέας πλήρωσης των λαμπτήρων με αδρανή αέρια, ο Langmuir ανέπτυξε επίσης το κουλουριασμένο νήμα, και η Toshiba Corporation βελτιώθηκε στο σχέδιό του εισάγοντας το διπλό κουλουριασμένο νήμα στο 1921. Με επικάλυψη του γυαλιού στο εσωτερικό του λαμπτήρα με λευκό πυρίτιο σε σκόνη για τη διάχυση του φωτός, ο Marvin Pipkin δημιούργησε το "μαλακό φως" λαμπτήρα πυρακτώσεως το 1947.
