La lumière électrique d'Edison
Le 27 janvier 1880, Thomas Alva Edison a obtenu un brevet pour l'ampoule électrique et, pour la première fois dans l'histoire de l'humanité, l'homme a pu conquérir la nuit en appuyant sur un interrupteur. Bien que plus de cent ans se soient écoulés depuis ce jour, les ampoules à incandescence modernes sont très similaires au modèle révolutionnaire d'Edison. La même formule de base s'applique aux deux; Isolez un filament de l'oxygène et faites passer un courant électrique à travers lui pour produire de la lumière.
Résistance et incandescence
Bien qu'au début, il puisse sembler que le courant traverse un conducteur sans effort, dans la grande majorité des cas, ce n'est pas le cas. Presque tous les matériaux conducteurs constituent une sorte d'obstacle à la circulation du courant, une propriété appelée « électricité résistance." Lorsque l'électricité traverse un conducteur typique, une partie de son énergie est nécessaire pour surmonter la résistance du matériau. En conséquence, le conducteur s'échauffe, parfois de façon spectaculaire.
C'est le cas de l'incandescence, phénomène qui permet de produire de la lumière à partir de l'électricité. Lorsqu'un matériau atteint une température suffisante, il commence à émettre des photons, qui sont perçus par l'œil humain comme de la lumière. En choisissant un matériau à haute résistance électrique puis en appliquant un courant suffisant, suffisamment de chaleur peut être produite dans le conducteur pour provoquer une incandescence, et donc de la lumière.
La mécanique de faire de la lumière
Toutes les ampoules sont essentiellement un circuit électrique spécialisé. Le courant entre dans l'ampoule d'un côté, produit de la lumière et ressort de l'autre. Le filament, qui est le morceau de fil que vous pouvez voir si vous regardez à l'intérieur d'une ampoule éteinte, n'est en fait rien de plus qu'une section de ce circuit qui a une résistance électrique élevée. L'ampoule d'Edison utilisait un morceau de bambou carbonisé comme filament, alors que la plupart des modèles de ses pairs utilisé un morceau de fil métallique, et l'innovation qui a donné à ses ampoules une espérance de vie de plus de mille les heures.
Cependant, un filament et un courant électrique ne suffisent pas à eux seuls pour fabriquer une ampoule. S'il y a suffisamment d'oxygène à l'intérieur du verre, la chaleur produite dans le filament le ferait rapidement prendre feu. Afin d'éviter cela, il est nécessaire de créer un vide à l'intérieur de l'ampoule elle-même.
La première ampoule viable
Edison n'a pas été le premier inventeur à développer l'idée d'une ampoule par les méthodes décrites ici. En fait, au moment de la délivrance de son brevet, nombre de ses pairs avaient développé leurs propres modèles presque aussi sophistiqués que les siens. Le modèle d'Edison a pris de l'importance non pas parce qu'il s'agissait de la première ampoule, mais parce que c'était la première ampoule commercialement viable. L'innovation d'un filament de carbone ainsi que des méthodes supérieures pour créer un vide ont abouti à un modèle qui avait une longévité suffisante pour une utilisation pratique.