백열 전구는 에너지 효율이 가장 높은 전구는 아니지만 원래 전구이며 20 세기 대부분 동안 상업적으로 사용할 수있는 유일한 전구였습니다. 백열 전구는 무산소 유리 용기에 담긴 필라멘트를 저항 가열하여 빛을 생성합니다. Thomas Edison이 최초의 상용 전구를 생산하기 전에는 다른 사람들이 40 년 이상 디자인 작업을 해왔고 개발은 20 세기 초까지 계속되었습니다.
첫 번째 전구
Thomas Edison의 이름이 전구 발명과 거의 동의어가되었지만 전구를 개발 한 최초의 사람은 아닙니다. 영국의 화학자이자 발명가 인 Humphry Davy는 전선을 배터리에 연결하고 필라멘트를 빛나게 한 최초의 사람입니다. 1841 년 Frederick de Moleyns는 진공 유리관에 백금 필라멘트를 넣고 필라멘트를 통해 전기를 통과시켜 최초의 전구를 만들었습니다. Edison과 영국인 Joseph Swan은 동시에 몇 분 이상 지속되는 전구를 생산했습니다. Edison의 전구는 전구 내부에 완전한 진공을 만들고 더 나은 필라멘트를 사용했기 때문에 더 성공적이었습니다.
필라멘트의 존재
에디슨은 필라멘트로 탄화 대나무 가닥을 사용하기 전에 많은 재료를 시도했습니다. 그는 탄소 페이스트로 가닥을 전기 단자에 부착했습니다. 반면에 스완은 탄화 지인 브리스톨 보드로 필라멘트를 만들었다. 그것은 단지 몇 시간 동안 지속되는 반면 에디슨의 필라멘트는 600 시간 이상 지속되었습니다. 금속 필라멘트는 1902 년에 소개되었고 탄탈은 William D. Coolidge는 1908 년에 연성 텅스텐을 만드는 방법을 알아 냈습니다. 코일 텅스텐 와이어는 전구를 그 어느 때보 다 밝게 만들었으며 백열 전구 필라멘트의 표준이되었습니다.
유리 용기 내부
필라멘트는 산소가 풍부한 환경에서 연소되므로 전구 내부에서 가스를 제거하는 것이 중요합니다. De Moleyns와 Swan은 부분 진공을 만들 수 있었지만 Edison은 공기를 펌핑하기 전에 전구를 가열하여 진정한 진공을 만들었습니다. 하지만 전구를 진공 상태로 유지하면 깨지기 쉽습니다. 에디슨이 처음으로 오래가는 전구를 만들기 5 년 전 캐나다인 Henry Woodward와 Matthew Evans는 질소로 채워진 전구에 대해 특허를 받았습니다. General Electric에서 근무하는 엔지니어 Irving Langmuir는 1908 년에 전구를 아르곤과 질소의 혼합물로 채우는 아이디어를 도입했습니다. 이러한 가스는 전구 내부와 외부의 증기압을 균등화하고 아르곤은 텅스텐 필라멘트가 마모되는 것을 방지합니다. 현대 전구에는 대부분 아르곤이 포함되어 있습니다.
기타 중요한 기능
Edison이 만든 첫 번째 전구에는베이스에 한 쌍의 단자 단자가 있었지만 나중에 그는 현대 전구에있는 친숙한 나사베이스 인 Edison 나사를 개발했습니다. Joseph Swan의 형제 Alfred는 1887 년에이 스크류베이스 내부를 감싸는 유리 단열재를 소개했습니다. 전구를 불활성 가스로 채우는 아이디어를 소개하는 것 외에도 Langmuir는 코일 형 필라멘트, Toshiba Corporation은 이중 코일 필라멘트를 도입하여 디자인을 개선했습니다. 1921. 전구 내부의 유리를 백색 실리카 분말로 코팅하여 빛을 분산시킴으로써 Marvin Pipkin은 1947 년 "부드러운 빛"백열 전구를 만들었습니다.