Gloeilampen zijn niet de meest energiezuinige lampen, maar het zijn de originelen en gedurende het grootste deel van de 20e eeuw waren ze de enige die in de handel verkrijgbaar waren. Gloeilampen produceren licht door resistieve verwarming van een gloeidraad ingesloten in een zuurstofvrije glazen container. Voordat Thomas Edison de eerste commercieel levensvatbare lamp produceerde, werkten andere mensen al meer dan 40 jaar aan het ontwerp en de ontwikkeling ging door in het begin van de 20e eeuw.
De eerste gloeilamp
Hoewel de naam van Thomas Edison bijna synoniem is geworden met de uitvinding van de gloeilamp, was hij niet de eerste die er een ontwikkelde. De Britse chemicus en uitvinder Humphry Davy was de eerste persoon die draden op een batterij aansloot en een gloeidraad liet gloeien. In 1841 maakte Frederick de Moleyns de eerste gloeilamp door een platina-gloeidraad in een geëvacueerde glazen buis te plaatsen en elektriciteit door de gloeidraad te leiden. Edison en de Engelsman Joseph Swan produceerden tegelijkertijd bollen die langer dan een paar minuten meegingen. De lamp van Edison had meer succes omdat hij een volledig vacuüm in de lamp creëerde en een betere gloeidraad gebruikte.
Het filament is het ding
Edison probeerde veel materialen uit voordat hij besloot een streng verkoold bamboe als filament te gebruiken. Hij plakte de draad met koolstofpasta op de elektrische klemmen. Swan daarentegen maakte zijn filamenten van Bristol-karton, dat gecarboniseerd papier is. Het duurde maar een paar uur, terwijl de filamenten van Edison 600 uur of langer meegingen. Metaalfilamenten werden in 1902 geïntroduceerd en tantaal was het materiaal bij uitstek totdat William D. Coolidge ontdekte in 1908 hoe ductiel wolfraam kon worden gemaakt. Opgerolde wolfraamdraden maakten de lampen helderder dan ooit tevoren, en ze blijven de standaard voor gloeilampen.
In de glazen container
De gloeidraad verbrandt in een zuurstofrijke omgeving, dus het is belangrijk om dat gas uit de lamp te verwijderen. De Moleyns en Swan slaagden erin om gedeeltelijk vacuüm te creëren, maar Edison creëerde een echt vacuüm door de lamp op te warmen voordat hij de lucht eruit pompte. Door een vacuüm in de lamp te houden, wordt deze echter kwetsbaar. Vijf jaar voordat Edison zijn eerste duurzame lamp maakte, hadden de Canadezen Henry Woodward en Matthew Evans gepatenteerde gloeilampen gevuld met stikstof. Irving Langmuir, een ingenieur die voor General Electric werkte, introduceerde in 1908 het idee om de lampen te vullen met een mengsel van argon en stikstof. Deze gassen egaliseren de dampdruk binnen en buiten de lamp, en argon voorkomt dat de wolfraamgloeidraad verslijt. Moderne bollen bevatten voornamelijk argon.
Andere belangrijke functies
De eerste lamp die Edison maakte had een paar pinnen aan de basis, maar later ontwikkelde hij de Edison-schroef, de bekende schroefvoet die op moderne lampen zit. Joseph Swan's broer Alfred introduceerde het glasisolatiemateriaal dat de binnenkant van deze schroefbasis bekleedt in 1887. Naast het idee om de bollen te vullen met inerte gassen, ontwikkelde Langmuir ook de coiled filament, en Toshiba Corporation verbeterde zijn ontwerp door het dubbel opgerolde filament te introduceren in 1921. Door het glas in de lamp te coaten met poedervormig wit silica om het licht te verspreiden, creëerde Marvin Pipkin in 1947 de gloeilamp met "zacht licht".