Edisonovo električno svjetlo
27. siječnja 1880. Thomas Alva Edison dobio je patent za električnu žarulju, a čovjek je prvi put u povijesti čovječanstva mogao osvojiti noć pritiskom prekidača. Iako je od tog dana prošlo više od stotinu godina, moderne žarulje sa žarnom niti vrlo su slične Edisonovom revolucionarnom modelu. Ista osnovna formula odnosi se na oboje; Izolirajte filament od kisika i propustite kroz njega električnu struju da proizvede svjetlost.
Otpor i usijanje
Iako bi se isprva moglo činiti kao da struja kroz napor teče bez napora, u velikoj većini okolnosti to nije tako. Gotovo svi provodni materijali stvaraju neku vrstu prepreke protoku struje, svojstvo zvano "električna" "Kad električna energija teče kroz tipični vodič, potrebna joj je dio energije da bi se prevladao otpornost materijala. Kao rezultat, vodič se zagrijava, ponekad i dramatično.
Takav je slučaj sa žarnom niti, pojavama koje se koriste za proizvodnju svjetlosti iz električne energije. Kad materijal dosegne dovoljnu temperaturu, počinje emitirati fotone, koje ljudsko oko percipira kao svjetlost. Odabirom materijala s visokim električnim otporom, a zatim primjenom dovoljne struje, u vodiču se može proizvesti dovoljno topline koja rezultira užarenjima, a time i svjetlošću.
Mehanika stvaranja svjetlosti
Sve su žarulje u osnovi specijalizirani električni krug. Struja teče u žarulju s jedne strane, proizvodi svjetlost i istječe natrag iz druge. Žarna nit, koja je komad žice koji možete vidjeti ako pogledate unutar neosvijetljene žarulje, zapravo nije ništa drugo do dio ovog kruga koji ima visoki električni otpor. Edisonova žarulja koristila je karbonizirani komad bambusa kao nit, dok je većina modela njegovih vršnjaka koristio je komad metalne žice i inovaciju koja je njegovim žaruljama omogućila životni vijek veći od tisuću sati.
Međutim, samo žarna niti i električna struja nisu dovoljne za izradu žarulje. Ako je unutar stakla prisutno dovoljno kisika, toplina proizvedena u filamentu brzo bi uzrokovala njezino zapaljivanje. Da bi se to spriječilo, potrebno je stvoriti vakuum unutar same žarulje.
Prva održiva žarulja
Edison nije prvi izumitelj koji je ovdje opisane metode razvio ideju za žarulju. Zapravo, u vrijeme izdavanja patenta mnogi su njegovi vršnjaci razvili vlastite modele gotovo jednako sofisticirane kao i njegov vlastiti. Edisonov model postigao je istaknuto mjesto ne zato što je bila prva žarulja, već zato što je bila prva komercijalno održiva žarulja. Inovacija ugljikovih niti zajedno s vrhunskim metodama za stvaranje vakuuma rezultirala je modelom koji je imao dovoljno dugotrajnosti za praktičnu upotrebu.