Edisonovo elektrické svetlo
27. januára 1880 získal Thomas Alva Edison patent na elektrickú žiarovku a človek mohol prvýkrát v histórii ľudstva dobiť noc stlačením vypínača. Aj keď od toho dňa uplynulo viac ako sto rokov, moderné žiarovky sú veľmi podobné priekopníckemu modelu Edisona. Rovnaký základný vzorec platí pre obidve; Izolujte vlákno od kyslíka a prechádzajte cez neho elektrický prúd, aby produkovalo svetlo.
Odpor a žiarovka
Aj keď sa spočiatku môže zdať, že prúd preteká vodičom bez námahy, vo veľkej väčšine prípadov to tak nie je. Takmer všetky vodivé materiály poskytujú určitú prekážku toku prúdu, vlastnosť nazývaná „elektrický“ "Keď elektrina preteká typickým vodičom, na prekonanie elektrického prúdu je potrebná časť jeho energie." odolnosť materiálu. Vďaka tomu sa vodič zahrieva, niekedy dramaticky.
To je prípad žiarovky, fenoménu, ktorý sa používa na výrobu svetla z elektriny. Keď materiál dosiahne dostatočnú teplotu, začne emitovať fotóny, ktoré sú ľudským okom vnímané ako svetlo. Výberom materiálu s vysokým elektrickým odporom a následným použitím dostatočného prúdu sa môže vo vodiči vyrobiť dostatok tepla, čo má za následok žiarovku, a teda aj svetlo.
Mechanika tvorby svetla
Všetky žiarovky sú v podstate špecializovaný elektrický obvod. Prúd prúdi do žiarovky na jednej strane, produkuje svetlo a na druhú prúdi späť. Vlákno, ktoré je kúskom drôtu, ktorý vidíte, keď sa pozriete do vnútri nesvietiacej žiarovky, nie je v skutočnosti nič iné ako časť tohto obvodu, ktorá má vysoký elektrický odpor. Edisonova žiarovka použila ako vlákno zuhoľnatený kúsok bambusu, zatiaľ čo väčšina jeho rovesníckych modelov použil kúsok kovového drôtu a inováciu, ktorá jeho žiarovkám predĺžila životnosť na viac ako tisíc hodín.
Samotné vlákno a elektrický prúd však na výrobu žiarovky nestačia. Ak je vo vnútri skla dostatok kyslíka, teplo vyrobené vo vlákne by rýchlo spôsobilo jeho vznietenie. Aby sa tomu zabránilo, je potrebné vytvoriť vákuum vo vnútri samotnej žiarovky.
Prvá životaschopná žiarovka
Edison nebol prvým vynálezcom, ktorý vyvinul myšlienku žiarovky tu opísanými metódami. V skutočnosti v čase udelenia patentu vyvinul mnoho jeho kolegov svoje vlastné takmer rovnako prepracované modely ako on. Edisonov model sa preslávil nie preto, že išlo o prvú žiarovku, ale preto, že išlo o prvú komerčne životaschopnú žiarovku. Výsledkom inovácie uhlíkového vlákna spolu s vynikajúcimi metódami vytvárania vákua bol model, ktorý mal dostatočnú životnosť na praktické použitie.