Kako se je žarnica z žarilno nitko skozi leta spreminjala?

Žarnice z žarilno nitko niso najbolj energetsko učinkovite žarnice, so pa izvirniki in večino 20. stoletja so bile edine, ki so bile komercialno dostopne. Žarnice z žarilno nitko proizvajajo svetlobo z uporovnim segrevanjem žarilne nitke, zaprte v stekleni posodi brez kisika. Preden je Thomas Edison izdelal prvo komercialno izvedljivo žarnico, so drugi ljudje že več kot 40 let delali na njeni zasnovi, razvoj pa se je nadaljeval v začetku 20. stoletja.

Čeprav je ime Thomas Edison postalo skoraj sinonim za izum žarnice, ni bil prvi, ki ga je razvil. Britanski kemik in izumitelj Humphry Davy je bil prva oseba, ki je žice povezala z baterijo in povzročila, da žarilna nitka sveti. Leta 1841 je Frederick de Moleyns izdelal prvo žarnico tako, da je v evakuirano stekleno cev vstavil platinasto žarilno nitko in skozi žarilno nitko speljal elektriko. Edison in Anglež Joseph Swan sta hkrati proizvajala žarnice, ki so trajale dlje kot nekaj minut. Edisonova žarnica je bila uspešnejša, ker je v njej ustvaril popoln vakuum in uporabil boljši filament.

Edison je preizkusil veliko materialov, preden se je odločil za uporabo žice karboniziranega bambusa za filament. Pramen je z ogljikovo pasto prilepil na električne sponke. Swan pa je svoje filamente izdelal iz bristolske plošče, ki je karboniziran papir. Trajalo je le nekaj ur, medtem ko so Edisonovi filamenti trajali 600 ur ali več. Kovinske filamente so uvedli leta 1902, tantal pa je bil izbrani material do Williama D. Coolidge je leta 1908 ugotovil, kako izdelati nodularni volfram. Zvite volframove žice so žarnice naredile svetlejše kot kdaj koli prej in so še vedno standard za žarilne nitke.

Žarilna nitka izgori v okolju, bogatem s kisikom, zato je pomembno, da plin odstranite iz notranjosti žarnice. De Moleynsu in Swanu je uspelo ustvariti delne vakuume, toda Edison je ustvaril pravi vakuum s segrevanjem žarnice, preden je izčrpal zrak. Vzdrževanje vakuuma v žarnici pa jo naredi krhko. Pet let preden je Edison izdelal svojo prvo dolgotrajno žarnico, sta Kanadčana Henry Woodward in Matthew Evans patentirala žarnice, napolnjene z dušikom. Irving Langmuir, inženir, ki dela za General Electric, je leta 1908 predstavil idejo polnjenja žarnic z mešanico argona in dušika. Ti plini izenačijo parni tlak znotraj in zunaj žarnice, argon pa preprečuje obrabo volframove nitke. Sodobne čebulice vsebujejo večinoma argon.

Prva žarnica, ki jo je izdelal Edison, je imela na dnu par končnih rogljev, kasneje pa je razvil Edisonov vijak, to je znano vijačno dno na sodobnih žarnicah. Brat Joseph Swan Alfred je leta 1887 predstavil stekleni izolacijski material, ki je postavljen na notranjo stran tega vijačnega podstavka. Poleg uvedbe ideje o polnjenju žarnic z inertnimi plini je Langmuir razvil tudi navit in Toshiba Corporation je izboljšal njegovo zasnovo z uvedbo dvojno navite filamente 1921. S prevleko stekla v notranjosti žarnice z belim silicijevim dioksidom v prahu, da razprši svetlobo, je Marvin Pipkin leta 1947 ustvaril žarnico z žarilno nitko "mehke svetlobe".