Jak żarówka zmieniła się na przestrzeni lat?

Żarówki nie są najbardziej energooszczędnymi żarówkami, ale są oryginałami i przez większość XX wieku były jedynymi, które były dostępne na rynku. Żarówki żarowe wytwarzają światło przez oporowe ogrzewanie żarnika zamkniętego w beztlenowym szklanym pojemniku. Zanim Thomas Edison wyprodukował pierwszą komercyjnie opłacalną żarówkę, inni ludzie pracowali nad projektem przez ponad 40 lat, a rozwój trwał przez cały początek XX wieku.

Chociaż nazwisko Thomasa Edisona stało się niemal synonimem wynalezienia żarówki, nie był on pierwszą osobą, która ją opracowała. Brytyjski chemik i wynalazca Humphry Davy był pierwszą osobą, która podłączyła przewody do akumulatora i spowodowała świecenie żarnika. W 1841 roku Frederick de Moleyns wykonał pierwszą żarówkę, umieszczając włókno platynowe wewnątrz pustej szklanej rurki i przepuszczając przez nią prąd elektryczny. Edison i Anglik Joseph Swan jednocześnie produkowali żarówki, które trwały dłużej niż kilka minut. Żarówka Edisona odniosła większy sukces, ponieważ wytworzył w niej całkowitą próżnię i użył lepszego żarnika.

Edison wypróbował wiele materiałów, zanim zdecydował się na użycie włókna zwęglonego bambusa. Przykleił pasmo do zacisków elektrycznych pastą węglową. Z drugiej strony Swan zrobił swoje włókna z kartonu Bristol, który jest papierem karbonizowanym. Trwało to tylko kilka godzin, podczas gdy włókna Edisona wytrzymały 600 godzin lub dłużej. Włókna metalowe zostały wprowadzone w 1902 roku, a tantal był materiałem z wyboru aż do Williama D. Coolidge wymyślił, jak wytwarzać plastyczny wolfram w 1908 roku. Zwinięte druty wolframowe sprawiły, że żarówki były jaśniejsze niż kiedykolwiek wcześniej i nadal są standardem dla żarówek żarowych.

Włókno spala się w środowisku bogatym w tlen, dlatego ważne jest, aby wyeliminować ten gaz z wnętrza bańki. De Moleyns i Swan zdołali wytworzyć częściową próżnię, ale Edison stworzył prawdziwą próżnię, podgrzewając żarówkę, zanim wypompował powietrze. Utrzymanie próżni w żarówce sprawia jednak, że jest ona delikatna. Pięć lat przed wyprodukowaniem przez Edisona swojej pierwszej trwałej żarówki Kanadyjczycy Henry Woodward i Matthew Evans opatentowali żarówki wypełnione azotem. Irving Langmuir, inżynier pracujący dla General Electric, w 1908 roku przedstawił pomysł napełniania żarówek mieszaniną argonu i azotu. Gazy te wyrównują ciśnienie pary wewnątrz i na zewnątrz bańki, a argon zapobiega zużyciu żarnika wolframowego. Nowoczesne żarówki zawierają głównie argon.

Pierwsza żarówka wykonana przez Edisona miała parę końcówek u podstawy, ale później opracował śrubę Edisona, która jest znaną podstawą śrubową, która jest stosowana w nowoczesnych żarówkach. Brat Josepha Swana, Alfred, wprowadził w 1887 roku materiał izolacyjny ze szkła, który wyściela wnętrze tej podstawy śruby. Oprócz wprowadzenia pomysłu napełnienia bańki gazami obojętnymi, Langmuir opracował również zwijany włókno, a firma Toshiba Corporation ulepszyła swój projekt, wprowadzając włókno podwójnie zwinięte w 1921. Powlekając szkło wewnątrz żarówki sproszkowaną białą krzemionką w celu rozproszenia światła, Marvin Pipkin stworzył w 1947 r. „miękką” żarówkę.