Kvēlspuldzes nav energoefektīvākās spuldzes, taču tās ir oriģinālas, un lielākajā daļā 20. gadsimta tās bija vienīgās, kas bija komerciāli pieejamas. Kvēlspuldzes rada gaismu, rezistīvi sasildot kvēldiegu, kas ievietots stikla traukā, kurā nav skābekļa. Pirms Tomass Edisons ražoja pirmo komerciāli dzīvotspējīgo spuldzi, citi cilvēki bija strādājuši pie dizaina vairāk nekā 40 gadus, un attīstība turpinājās 20. gadsimta sākumā.
Pirmā spuldze
Kaut arī Tomasa Edisona vārds ir kļuvis gandrīz par spuldzes izgudrošanas sinonīmu, viņš nebija pirmais, kurš to izstrādāja. Britu ķīmiķis un izgudrotājs Hempijs Deivijs bija pirmais, kurš savienoja vadus ar akumulatoru un izraisīja kvēldiega spīdumu. 1841. gadā Frederiks de Moljēns izgatavoja pirmo spuldzi, ievietojot platīna kvēldiegu evakuētās stikla caurulēs un caur kvēldiegu nododot elektrību. Edisons un anglis Džozefs Svans vienlaikus ražoja spuldzes, kas kalpoja ilgāk par dažām minūtēm. Edisona spuldze bija veiksmīgāka, jo viņš spuldzes iekšpusē izveidoja pilnīgu vakuumu un izmantoja labāku kvēldiegu.
Kvēldiegs ir lieta
Edisons izmēģināja daudzus materiālus, pirms viņš apmetās izmantot kvēldiegu ar karbonizēta bambusa pavedienu. Viņš ar oglekļa pastu pielīmēja pavedienu pie elektrības spailēm. Savukārt Gulbis savus pavedienus izgatavoja no Bristoles dēļa, kas ir karbonizēts papīrs. Tas ilga tikai dažas stundas, savukārt Edisona pavedieni ilga 600 vai vairāk stundas. Metāla pavedieni tika ieviesti 1902. gadā, un tantals bija izvēlētais materiāls līdz Viljamam D. Kūlidžs 1908. gadā izdomāja, kā izgatavot kaļamu volframu. Saritināti volframa vadi padarīja spuldzes gaišākas nekā jebkad agrāk, un tās joprojām ir kvēlspuldžu kvēldiegu standarts.
Stikla konteinera iekšpusē
Kvēldiegs sadeg vidē, kurā ir daudz skābekļa, tāpēc ir svarīgi šo gāzi izņemt no spuldzes iekšpuses. De Moljē un Gulbim izdevās izveidot daļēju vakuumu, bet Edisons izveidoja īstu vakuumu, sildot spuldzi, pirms viņš izsūknēja gaisu. Vakuuma uzturēšana spuldzē tomēr padara to trauslu. Piecus gadus pirms Edisona pirmās ilgmūžīgās spuldzes izgatavošanas kanādieši Henrijs Vudvards un Metjū Evanss bija patentējuši ar slāpekli piepildītas spuldzes. Uzņēmumā General Electric strādājošais inženieris Ērvings Langmuirs 1908. gadā ieviesa ideju piepildīt spuldzes ar argona un slāpekļa maisījumu. Šīs gāzes izlīdzina tvaika spiedienu spuldzes iekšpusē un ārpusē, un argons novērš volframa pavedienu nodilumu. Mūsdienu spuldzes galvenokārt satur argonu.
Citas svarīgas funkcijas
Pirmajai Edisona izgatavotajai spuldzei pamatnē bija pāris spaiļu zaru, bet vēlāk viņš izstrādāja Edisona skrūvi, kas ir pazīstamā skrūves pamatne, kas atrodas uz mūsdienu spuldzēm. Džozefa Svana brālis Alfrēds 1887. gadā ieviesa stikla izolācijas materiālu, kas apšuvis šīs skrūves pamatnes iekšpusi. Bez idejas ieviest spuldzes ar inertām gāzēm, Langmuir arī izstrādāja tinumu kvēldiegu, un Toshiba Corporation uzlaboja savu dizainu, ieviešot dubulto tinumu 1921. Pārklājot stiklu spuldzes iekšpusē ar pulverveida baltu silīcija dioksīdu, lai izkliedētu gaismu, Marvins Pipkins 1947. gadā izveidoja "maigās gaismas" kvēlspuldzi.