איך עבדה הנורה של תומאס אדיסון?

ב- 27 בינואר 1880 הוענק לתומאס אלווה אדיסון פטנט על הנורה החשמלית, ולראשונה בהיסטוריה האנושית יכול האדם לכבוש את הלילה באמצעות מתג. אף על פי שחלפו למעלה ממאה שנים מאותו יום, נורות ליבון מודרניות דומות מאוד למודל פורץ הדרך של אדיסון. אותה נוסחה בסיסית חלה על שניהם; בידוד נימה מחמצן והעביר דרכו זרם חשמלי לייצור אור.

למרות שבתחילה זה אולי נראה כאילו זרם זורם דרך מוליך ללא מאמץ, ברוב המכריע של הנסיבות זה לא כך. כמעט כל החומרים המוליכים מספקים איזושהי מכשול לזרימת הזרם, מאפיין שנקרא "חשמל התנגדות. "כאשר חשמל זורם דרך מוליך טיפוסי, חלק מהאנרגיה שלו נדרשת על מנת להתגבר על התנגדות החומר. כתוצאה מכך המנצח מתחמם, לפעמים באופן דרמטי.

כזה הוא המקרה של ליבון, התופעות המשמשות להפקת אור מחשמל. כאשר חומר מגיע לטמפרטורה מספקת הוא מתחיל לפלוט פוטונים, שנתפסים בעין האדם כאור. על ידי בחירת חומר בעל עמידות חשמלית גבוהה ולאחר מכן הפעלת זרם מספיק, ניתן לייצר מספיק חום במוליך כדי לגרום ליבון, ובכך לאור.

כל הנורות הן למעשה מעגל חשמלי מיוחד. זרם זורם לנורה מצד אחד, מייצר אור וזורם חזרה אל הצד השני. הנימה, שהיא פיסת החוט שתוכלו לראות אם אתם מסתכלים בתוך נורה לא דולקת, היא למעשה לא יותר מקטע במעגל זה בעל עמידות חשמלית גבוהה. הנורה של אדיסון השתמשה בחתיכת במבוק מוגז כחוט נימה, בעוד שרוב הדגמים של בני גילו השתמש בחתיכת חוט מתכת, וחידוש שהעניק לנורותיו תוחלת חיים של למעלה מאלף שעה (ות.

עם זאת, חוט נימה וזרם חשמלי לבדם אינם מספיקים להכנת נורה. אם יש מספיק חמצן בתוך הזכוכית, החום המופק בחוט הנגרם יביא במהירות להתלקחותו. על מנת למנוע זאת, יש צורך ליצור ואקום בתוך הנורה עצמה.

אדיסון לא היה הממציא הראשון שפיתח את הרעיון לנורה בשיטות המתוארות כאן. למעשה, בזמן הענקת הפטנט שלו, רבים מעמיתיו פיתחו מודלים משלהם כמעט מתוחכמים כמו שלו. המודל של אדיסון זכה לבולטות לא בגלל שהייתה הנורה הראשונה אלא משום שהיא הייתה הנורה הכדאית המסחרית הראשונה. החידוש של נימת פחמן יחד עם שיטות מעולות ליצירת ואקום הביאו למודל בעל אורך חיים מספיק לשימוש מעשי.