Žiarovky nie sú energeticky najefektívnejšie žiarovky, ale sú to originály a po väčšinu 20. storočia boli jediné, ktoré boli komerčne dostupné. Žiarovky produkujú svetlo odporovým ohrievaním vlákna uzavretého v sklenenej nádobe bez obsahu kyslíka. Predtým, ako Thomas Edison vyrobil prvú komerčne životaschopnú žiarovku, pracovali na dizajne ľudia už viac ako 40 rokov a vývoj pokračoval počas začiatku 20. storočia.
Prvá žiarovka
Aj keď sa meno Thomasa Edisona stalo takmer synonymom pre vynález žiarovky, nebol prvým človekom, ktorý ho vyvinul. Britský chemik a vynálezca Humphry Davy bol prvou osobou, ktorá pripojila vodiče k batérii a spôsobila, že vlákno žiari. V roku 1841 vyrobil Frederick de Moleyns prvú žiarovku vložením platinového vlákna do evakuovanej sklenenej trubice a vedením elektriny. Edison a Angličan Joseph Swan súčasne vyrábali žiarovky, ktoré vydržali dlhšie ako pár minút. Edisonova žiarovka bola úspešnejšia, pretože vo vnútri žiarovky vytvoril úplné vákuum a použil lepšie vlákno.
Vlákno je vec
Edison vyskúšal veľa materiálov, než sa rozhodol použiť vlákno z karbonizovaného bambusu. Prameň prilepil na elektrické svorky uhlíkovou pastou. Na druhej strane Swan vytvorila svoje vlákna z bristolskej dosky, ktorou je karbonizovaný papier. Trvalo to iba pár hodín, zatiaľ čo Edisonove vlákna vydržali 600 a viac hodín. Kovové vlákna boli zavedené v roku 1902 a tantal bol až do Williama D. výberovým materiálom. Coolidge v roku 1908 prišiel na to, ako vyrobiť tvárny volfrám. Vďaka zvinutým wolfrámovým drôtom boli žiarovky jasnejšie ako kedykoľvek predtým a naďalej sú štandardom pre žiarovkové vlákna.
Vo vnútri sklenenej nádoby
Vlákno horí v prostredí bohatom na kyslík, takže je dôležité vylúčiť tento plyn z vnútra žiarovky. De Moleynsovi a Swanovi sa podarilo vytvoriť čiastočné vákuum, ale Edison vytvoril skutočné vákuum zahriatím žiarovky predtým, ako odčerpal vzduch. Udržiavanie vákua v žiarovke ho však robí krehkým. Päť rokov predtým, ako Edison vyrobil svoju prvú žiarovku s dlhou životnosťou, si Kanaďania Henry Woodward a Matthew Evans nechali patentovať žiarovky naplnené dusíkom. Irving Langmuir, inžinier pracujúci pre General Electric, predstavil v roku 1908 myšlienku naplnenia žiaroviek zmesou argónu a dusíka. Tieto plyny vyrovnávajú tlak pár vo vnútri aj mimo žiarovky a argón zabraňuje opotrebovaniu volfrámového vlákna. Moderné žiarovky obsahujú väčšinou argón.
Ďalšie dôležité funkcie
Prvá žiarovka, ktorú vyrobil Edison, mala na pätici pár koncových hrotov, ale neskôr vyvinul skrutku Edison, čo je známa skrutkovacia základňa, ktorá je na moderných žiarovkách. Brat Josepha Swana Alfred predstavil v roku 1887 sklenený izolačný materiál, ktorý lemuje vnútro tejto skrutkovacej základne. Okrem zavedenia myšlienky plnenia žiaroviek inertnými plynmi vyvinul Langmuir aj cievku vlákna a spoločnosť Toshiba Corporation vylepšila svoj dizajn zavedením vlákna s dvojitým vinutím v 1921. Poťahom skla vo vnútri žiarovky práškovým bielym oxidom kremičitým na rozptýlenie svetla vytvoril Marvin Pipkin v roku 1947 žiarovku „mäkkého svetla“.