Kaitrinės lemputės nėra pačios efektyviausios energiją taupančios lemputės, tačiau jos yra originalios, o didžiąją 20-ojo amžiaus dalį jos buvo vienintelės, kurias buvo galima įsigyti. Kaitrinės lemputės sukuria šviesą rezistyviai kaitinant kaitinamąją giją, uždarytą stikliniame inde be deguonies. Kol Thomasas Edisonas pagamino pirmąją komerciškai perspektyvią lemputę, kiti žmonės dirbo su projektu daugiau nei 40 metų, o plėtra tęsėsi 20 amžiaus pradžioje.
Pirmoji lemputė
Nors Thomaso Edisono vardas tapo beveik lemputės išradimo sinonimu, jis nebuvo pirmasis žmogus, kuris jį sukūrė. Britų chemikas ir išradėjas Humphry Davy buvo pirmasis asmuo, prijungęs laidus prie baterijos ir sukėlęs kaitinimo siūlą. 1841 m. Frederickas de Moleynsas pagamino pirmąją lemputę įdėdamas platinos siūlą į evakuoto stiklo vamzdelį ir praleidęs elektrą per kaitinimo siūlą. Edisonas ir anglas Josephas Swanas vienu metu gamino lemputes, kurios tarnauja ilgiau nei kelias minutes. Edisono lemputė buvo sėkmingesnė, nes lemputės viduje jis sukūrė visišką vakuumą ir naudojo geresnę giją.
Filamentas yra dalykas
Edisonas išbandė daugybę medžiagų, kol neapsisprendė panaudoti anglies pavidalo bambuko giją. Jis pritvirtino giją prie elektros gnybtų anglies pasta. Kita vertus, Swanas savo siūlus gamino iš Bristolio lentos, kuri yra gazuotas popierius. Tai truko tik kelias valandas, o Edisono gijos tęsėsi 600 ar daugiau valandų. Metalinės gijos buvo įvestos 1902 m., O tantalas buvo pasirinkta medžiaga iki Williamo D. Coolidge'as sugalvojo, kaip pagaminti kaliojo volframo 1908 m. Susukti volframo laidai lemputes padarė ryškesnes nei bet kada anksčiau, ir jos ir toliau yra kaitrinių lempų gijų standartas.
Stiklo konteinerio viduje
Kaitinimo siūlas degina deguonies turtingoje aplinkoje, todėl svarbu pašalinti tas dujas iš lemputės vidaus. De Moleynsui ir Swanui pavyko sukurti dalinį siurblį, tačiau Edisonas sukūrė tikrą vakuumą, kaitindamas lemputę, kol dar neišpumpavo oro. Vakuumo palaikymas lemputėje vis dėlto tampa trapus. Penkerius metus prieš tai, kai Edisonas pagamino pirmąją ilgai veikiančią lemputę, kanadiečiai Henry Woodwardas ir Matthew'as Evansas užpatentavo azoto užpildytas lemputes. „General Electric“ dirbantis inžinierius Irvingas Langmuiras 1908 m. Pristatė idėją užpildyti lemputes argono ir azoto mišiniu. Šios dujos išlygina garų slėgį lemputės viduje ir išorėje, o argonas apsaugo nuo volframo gijų susidėvėjimo. Šiuolaikinėse lemputėse daugiausia yra argono.
Kitos svarbios funkcijos
Pirmoji Edisono pagaminta lemputė turėjo porą gnybtų šakių prie pagrindo, tačiau vėliau jis sukūrė „Edison“ varžtą, kuris yra įprastas varžtų pagrindas, esantis ant šiuolaikinių lempučių. Josepho Swano brolis Alfredas pristatė stiklo izoliacinę medžiagą, kuri iškloja šios varžto pagrindo vidų 1887 m. Be to, kad Langmuiras pristatė idėją užpildyti lemputes inertinėmis dujomis, jis taip pat sukūrė ritinius kaitinimo siūlą, o „Toshiba Corporation“ patobulino savo dizainą, įvesdama dvigubą ritę 1921. Dengdamas lemputės viduje esantį stiklą miltelių pavidalo silicio dioksidu, kad išsklaidytų šviesą, Marvinas Pipkinas 1947 metais sukūrė „minkštos šviesos“ kaitrinę lemputę.