Hoe werkte de gloeilamp van Thomas Edison?

Op 27 januari 1880 kreeg Thomas Alva Edison een patent op de elektrische gloeilamp en voor het eerst in de menselijke geschiedenis kon de mens de nacht overwinnen met een druk op de knop. Hoewel er sinds die dag meer dan honderd jaar is verstreken, lijken moderne gloeilampen erg op het baanbrekende model van Edison. Voor beide geldt dezelfde basisformule; Isoleer een gloeidraad van zuurstof en laat er elektrische stroom doorheen lopen om licht te produceren.

Hoewel het in eerste instantie lijkt alsof de stroom moeiteloos door een geleider vloeit, is dit in de overgrote meerderheid van de gevallen niet het geval. Bijna alle geleidende materialen zorgen voor een soort belemmering voor de stroomstroom, een eigenschap die "elektrische" wordt genoemd weerstand." Wanneer elektriciteit door een typische geleider stroomt, is een deel van zijn energie nodig om de te overwinnen weerstand van het materiaal. Als gevolg hiervan warmt de geleider op, soms dramatisch.

Dat is het geval met gloeien, het fenomeen dat wordt gebruikt om licht te produceren uit elektriciteit. Wanneer een materiaal een voldoende temperatuur bereikt, begint het fotonen uit te zenden, die door het menselijk oog als licht worden waargenomen. Door een materiaal te kiezen met een hoge elektrische weerstand en vervolgens voldoende stroom toe te passen, kan er voldoende warmte in de geleider worden geproduceerd om te resulteren in gloeien, en dus licht.

Alle gloeilampen zijn in wezen een gespecialiseerd elektrisch circuit. Stroom stroomt aan de ene kant de lamp in, produceert licht en stroomt aan de andere kant terug. De gloeidraad, het stuk draad dat je kunt zien als je in een onverlichte gloeilamp kijkt, is eigenlijk niets meer dan een deel van dit circuit met een hoge elektrische weerstand. Edisons gloeilamp gebruikte een verkoold stuk bamboe als gloeidraad, terwijl de meeste modellen van zijn collega's gebruikte een stuk metaaldraad en innovatie die zijn lampen een levensduur van meer dan duizend gaf uur.

Een gloeidraad en elektrische stroom alleen zijn echter niet voldoende om een ​​gloeilamp te maken. Als er voldoende zuurstof in het glas aanwezig is, zou de warmte die in het filament wordt geproduceerd ervoor zorgen dat het snel vlam vat. Om dit te voorkomen, is het noodzakelijk om een ​​vacuüm in de lamp zelf te creëren.

Edison was niet de eerste uitvinder die het idee voor een gloeilamp ontwikkelde volgens de hier beschreven methoden. In feite hadden veel van zijn collega's ten tijde van zijn octrooiverlening hun eigen modellen ontwikkeld die bijna net zo geavanceerd waren als de zijne. Het model van Edison kreeg bekendheid, niet omdat het de eerste gloeilamp was, maar omdat het de eerste commercieel levensvatbare gloeilamp was. De innovatie van een koolstoffilament samen met superieure methoden voor het creëren van een vacuüm resulteerde in een model dat voldoende lang meeging voor praktisch gebruik.