Πώς λειτούργησε ο λαμπτήρας του Thomas Edison;

Στις 27 Ιανουαρίου 1880, στον Thomas Alva Edison χορηγήθηκε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τον ηλεκτρικό λαμπτήρα, και για πρώτη φορά στην ανθρώπινη ιστορία, ο άνθρωπος μπορούσε να κατακτήσει τη νύχτα με το πάτημα ενός διακόπτη. Αν και έχουν περάσει πάνω από εκατό χρόνια από εκείνη την ημέρα, οι σύγχρονοι λαμπτήρες πυρακτώσεως μοιάζουν πολύ με το πρωτοποριακό μοντέλο του Edison. Ο ίδιος βασικός τύπος ισχύει και για τα δύο. Απομονώστε ένα νήμα από οξυγόνο και περάστε το ηλεκτρικό ρεύμα μέσα από αυτό για να παράγει φως.

Παρόλο που στην αρχή φαίνεται ότι το ρεύμα διατρέχει έναν αγωγό αβίαστα, στις περισσότερες περιπτώσεις αυτό δεν συμβαίνει. Σχεδόν όλα τα αγώγιμα υλικά παρέχουν κάποιο εμπόδιο στη ροή του ρεύματος, μια ιδιότητα που ονομάζεται «ηλεκτρική αντίσταση. "Όταν η ηλεκτρική ενέργεια ρέει μέσω ενός τυπικού αγωγού, απαιτείται μέρος της ενέργειας της για να ξεπεραστεί αντίσταση του υλικού. Ως αποτέλεσμα, ο αγωγός θερμαίνεται, μερικές φορές δραματικά.

Αυτό συμβαίνει με την πυράκτωση, τα φαινόμενα που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή φωτός από την ηλεκτρική ενέργεια. Όταν ένα υλικό φτάσει σε επαρκή θερμοκρασία αρχίζει να εκπέμπει φωτόνια, τα οποία θεωρούνται από το ανθρώπινο μάτι ως φως. Επιλέγοντας ένα υλικό με υψηλή ηλεκτρική αντίσταση και έπειτα εφαρμόζοντας επαρκές ρεύμα, μπορεί να παραχθεί αρκετή θερμότητα στον αγωγό για να οδηγήσει σε πυρακτωμένη και, συνεπώς, φως.

Όλοι οι λαμπτήρες είναι ουσιαστικά ένα εξειδικευμένο ηλεκτρικό κύκλωμα. Το ρεύμα ρέει στον λαμπτήρα από τη μία πλευρά, παράγει φως και ρέει πίσω από την άλλη. Το νήμα, το οποίο είναι το κομμάτι του σύρματος που μπορείτε να δείτε αν κοιτάξετε μέσα σε έναν λαμπτήρα που δεν ανάβει, στην πραγματικότητα δεν είναι τίποτα περισσότερο από ένα τμήμα αυτού του κυκλώματος που έχει υψηλή ηλεκτρική αντίσταση. Η λάμπα του Edison χρησιμοποίησε ένα ανθρακούχο κομμάτι μπαμπού ως νήμα, ενώ τα περισσότερα από τα μοντέλα του χρησιμοποίησε ένα κομμάτι μεταλλικό σύρμα, και καινοτομία που έδωσε στους λαμπτήρες προσδόκιμο ζωής πάνω από χίλια ώρες.

Ωστόσο, μόνο ένα νήμα και ένα ηλεκτρικό ρεύμα δεν επαρκούν για την κατασκευή ενός λαμπτήρα. Εάν υπάρχει αρκετό οξυγόνο μέσα στο γυαλί, η θερμότητα που παράγεται στο νήμα θα προκαλούσε γρήγορα τη φωτιά. Για να αποφευχθεί αυτό, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί ένα κενό μέσα στον ίδιο τον λαμπτήρα.

Ο Έντισον δεν ήταν ο πρώτος εφευρέτης που ανέπτυξε την ιδέα για μια λάμπα με τις μεθόδους που περιγράφονται εδώ. Στην πραγματικότητα, κατά τη στιγμή της χορήγησης διπλώματος ευρεσιτεχνίας, πολλοί από τους συνομηλίκους του είχαν αναπτύξει τα δικά τους μοντέλα σχεδόν εξίσου εξελιγμένα με τα δικά του. Το μοντέλο του Edison πέτυχε το ενδιαφέρον όχι επειδή ήταν ο πρώτος λαμπτήρας αλλά επειδή ήταν ο πρώτος εμπορικά βιώσιμος λαμπτήρας. Η καινοτομία ενός νήματος άνθρακα μαζί με ανώτερες μεθόδους για τη δημιουργία κενού οδήγησε σε ένα μοντέλο που είχε αρκετή διάρκεια ζωής για πρακτική χρήση.