Jak działała żarówka Thomasa Edisona?

27 stycznia 1880 roku Thomas Alva Edison otrzymał patent na żarówkę elektryczną i po raz pierwszy w historii ludzkości można było pokonać noc jednym pstryknięciem przełącznika. Choć od tamtego dnia minęło już ponad sto lat, nowoczesne żarówki żarowe są bardzo podobne do przełomowego modelu Edisona. Ta sama podstawowa formuła dotyczy obu; Odizoluj włókno od tlenu i przepuść przez nie prąd elektryczny, aby wytworzyć światło.

Choć na pierwszy rzut oka może się wydawać, że prąd płynie przez przewodnik bez wysiłku, w zdecydowanej większości przypadków tak nie jest. Prawie wszystkie materiały przewodzące zapewniają pewnego rodzaju przeszkodę w przepływie prądu, właściwość zwaną „elektryczną opór”. Kiedy prąd przepływa przez typowy przewodnik, część jego energii jest potrzebna do pokonania odporność materiału. W rezultacie przewodnik nagrzewa się, czasami dramatycznie.

Tak jest w przypadku żarzenia, zjawiska wykorzystywanego do wytwarzania światła z elektryczności. Gdy materiał osiągnie odpowiednią temperaturę, zaczyna emitować fotony, które ludzkie oko odbiera jako światło. Wybierając materiał o wysokiej rezystancji elektrycznej, a następnie stosując wystarczający prąd, w przewodniku można wytworzyć wystarczającą ilość ciepła, aby spowodować żarzenie, a tym samym światło.

Wszystkie żarówki są zasadniczo wyspecjalizowanym obwodem elektrycznym. Prąd płynie do żarówki z jednej strony, wytwarza światło i wypływa z drugiej strony. Włókno, które jest kawałkiem drutu, który można zobaczyć, gdy zajrzysz do wnętrza nie zapalonej żarówki, w rzeczywistości jest niczym innym jak odcinkiem tego obwodu, który ma wysoką oporność elektryczną. Żarówka Edisona używała jako włókna karbonizowanego kawałka bambusa, podczas gdy większość modeli jego rówieśników użył kawałka metalowego drutu i innowacji, która dała jego żarówkom oczekiwaną żywotność ponad tysiąca godziny.

Jednak sam żarnik i prąd elektryczny nie wystarczą do wytworzenia żarówki. Jeśli w szkle znajduje się wystarczająca ilość tlenu, ciepło wytworzone we włóknie szybko spowoduje jego zapalenie. Aby temu zapobiec, konieczne jest wytworzenie próżni wewnątrz samej żarówki.

Edison nie był pierwszym wynalazcą, który rozwinął pomysł na żarówkę za pomocą opisanych tutaj metod. W rzeczywistości, w czasie przyznania mu patentu, wielu jego rówieśników opracowało własne modele, prawie tak wyrafinowane jak jego własne. Model Edisona zyskał rozgłos nie dlatego, że był pierwszą żarówką, ale dlatego, że była pierwszą komercyjnie opłacalną żarówką. Innowacja włókna węglowego wraz z doskonałymi metodami wytwarzania próżni zaowocowała modelem, który miał wystarczającą trwałość do praktycznego zastosowania.