Лампы накаливания - не самые энергоэффективные лампы, но они являются оригинальными, и на протяжении большей части 20-го века они были единственными, которые были коммерчески доступны. Лампы накаливания излучают свет за счет резистивного нагрева нити накала, заключенной в бескислородный стеклянный контейнер. До того, как Томас Эдисон произвел первую коммерчески жизнеспособную лампочку, другие люди работали над дизайном более 40 лет, и разработка продолжалась в течение всего начала 20 века.
Первая лампочка
Хотя имя Томаса Эдисона стало почти синонимом изобретения лампочки, он не был первым, кто ее разработал. Британский химик и изобретатель Хамфри Дэви был первым, кто подключил провода к батарее и заставил нить накаливания светиться. В 1841 году Фредерик де Молейнс создал первую лампочку, поместив платиновую нить накала в вакуумированную стеклянную трубку и пропустив через нее электричество. Эдисон и англичанин Джозеф Свон одновременно произвели лампочки, срок службы которых превышал несколько минут. Лампа Эдисона была более успешной, потому что он создал полный вакуум внутри лампы и использовал лучшую нить накала.
Нить - вещь
Эдисон перепробовал множество материалов, прежде чем решил использовать нить из обугленного бамбука. Он приклеил жилу к электрическим клеммам с помощью угольной пасты. Свон, с другой стороны, сделал свои волокна из бристольского картона, который представляет собой карбонизированную бумагу. Это длилось всего несколько часов, в то время как нити Эдисона прослужили 600 часов и более. Металлические нити были представлены в 1902 году, и тантал был предпочтительным материалом до Уильяма Д. Кулидж придумал, как производить пластичный вольфрам в 1908 году. Спиральные вольфрамовые проволоки сделали лампы ярче, чем когда-либо прежде, и они по-прежнему являются стандартом для нитей накаливания.
Внутри стеклянной тары
Нить накала сгорает в среде, богатой кислородом, поэтому важно удалить этот газ изнутри колбы. Де Молейнсу и Свону удалось создать частичный вакуум, но Эдисон создал настоящий вакуум, нагревая колбу перед тем, как откачать воздух. Однако поддержание вакуума в колбе делает ее хрупкой. За пять лет до того, как Эдисон создал свою первую лампочку с длительным сроком службы, канадцы Генри Вудворд и Мэтью Эванс запатентовали лампочки, заполненные азотом. Ирвинг Ленгмюр, инженер, работающий в General Electric, представил идею наполнения лампочек смесью аргона и азота в 1908 году. Эти газы выравнивают давление пара внутри и снаружи колбы, а аргон предотвращает износ вольфрамовой нити. Современные лампы содержат в основном аргон.
Другие важные особенности
У первой лампы, которую сделал Эдисон, была пара контактных штырей в основании, но позже он разработал винт Эдисона, который представляет собой знакомую резьбовую основу, которая используется в современных лампах. Брат Джозефа Свана, Альфред, представил стеклянный изоляционный материал, которым покрыта внутренняя часть этого винтового основания в 1887 году. Помимо представления идеи наполнения ламп инертными газами, Ленгмюр также разработал спиральный нить накала, и корпорация Toshiba улучшила его конструкцию, представив двойную спиральную нить в 1921. Покрыв стекло внутри колбы порошкообразным белым диоксидом кремния для рассеивания света, Марвин Пипкин в 1947 году создал лампу накаливания «мягкого света».
