白熱電球は最もエネルギー効率の高い電球ではありませんが、オリジナルであり、20世紀のほとんどの間、市販されていたのは白熱電球だけでした。 白熱電球は、無酸素ガラス容器に封入されたフィラメントを抵抗加熱することで光を生成します。 トーマス・エジソンが最初の商業的に実行可能な電球を製造する前は、他の人々が40年以上にわたって設計に取り組んでおり、開発は20世紀初頭を通して続けられました。
最初の電球
トーマス・エジソンの名前は電球の発明とほぼ同義になりましたが、彼はそれを開発した最初の人ではありませんでした。 英国の化学者で発明家のハンフリー・デービーは、ワイヤーをバッテリーに接続してフィラメントを光らせた最初の人物でした。 1841年、フレデリック・デ・モーリンズは、真空にされたガラス管の中にプラチナフィラメントを入れ、フィラメントに電気を通すことで最初の電球を作りました。 エジソンとイギリス人のジョセフ・スワンは、数分以上続く電球を同時に製造しました。 エジソンの電球は、電球の内部を完全に真空にし、より優れたフィラメントを使用したため、より成功しました。
フィラメントは物です
エジソンは、フィラメントに炭化竹のストランドを使用することに決める前に、多くの材料を試しました。 彼はストランドをカーボンペーストで電気端子に接着しました。 一方、白鳥は、カーボン紙であるブリストルボードからフィラメントを作りました。 エジソンのフィラメントが600時間以上続いたのに対し、それはほんの数時間続きました。 金属フィラメントは1902年に導入され、タンタルはウィリアムDまで選択された材料でした。 Coolidgeは、1908年に延性のあるタングステンの製造方法を考え出しました。 コイル状のタングステンワイヤーは電球をこれまで以上に明るくし、白熱電球フィラメントの標準であり続けています。
ガラス容器内
フィラメントは酸素が豊富な環境で燃焼するため、電球の内部からそのガスを排除することが重要です。 De MoleynsとSwanはなんとか部分的な真空を作り出しましたが、エジソンは空気を送り出す前に電球を加熱することによって真の真空を作り出しました。 ただし、電球の真空を維持すると壊れやすくなります。 エジソンが最初の長持ちする電球を作る5年前、カナダ人のヘンリーウッドワードとマシューエバンスは窒素で満たされた電球の特許を取得していました。 ゼネラルエレクトリックのエンジニアであるアーヴィングラングミュアは、1908年に電球にアルゴンと窒素の混合物を充填するというアイデアを紹介しました。 これらのガスはバルブの内側と外側の蒸気圧を均一にし、アルゴンはタングステンフィラメントの摩耗を防ぎます。 現代の電球には主にアルゴンが含まれています。
その他の重要な機能
エジソンが最初に作った電球は、ベースに一対の端子プロングがありましたが、後に彼は、現代の電球にあるおなじみのネジベースであるエジソンネジを開発しました。 ジョセフ・スワンの兄弟アルフレッドは、1887年にこのスクリューベースの内側を覆うガラス断熱材を発表しました。 電球を不活性ガスで満たすというアイデアを導入することに加えて、ラングミュアはコイル状のコイルも開発しました フィラメント、および東芝株式会社は、ダブルコイルフィラメントを導入することによって彼のデザインを改善しました 1921. マーヴィン・ピプキンは、電球内部のガラスを粉末状の白いシリカでコーティングして光を拡散させることにより、1947年に「ソフトライト」白熱電球を作成しました。