Edisonova električna luč
27. januarja 1880 je Thomas Alva Edison dobil patent za električno žarnico in človek je lahko prvič v zgodovini človeštva osvojil noč s pritiskom na stikalo. Čeprav je od tega dne minilo več kot sto let, so sodobne žarnice z žarilno nitko zelo podobne Edisonovemu prelomnemu modelu. Za oba velja enaka osnovna formula; Izolirajte filament iz kisika in skozi njega prepustite električni tok, da proizvede svetlobo.
Odpornost in žarjenje
Čeprav se sprva zdi, kot da tok brez napora teče skozi vodnik, v veliki večini okoliščin to ni tako. Skoraj vsi prevodni materiali ovirajo pretok toka, lastnost, imenovana "elektrika" "Ko elektrika teče skozi tipičen vodnik, je treba nekaj energije porabiti za premagovanje odpornost materiala. Posledično se vodnik segreje, včasih močno.
Tak je primer z žarilno nitko, pojavi, ki se uporabljajo za proizvodnjo svetlobe iz električne energije. Ko material doseže zadostno temperaturo, začne oddajati fotone, ki jih človeško oko zazna kot svetlobo. Z izbiro materiala z visoko električno upornostjo in nato z zadostnim tokom lahko v vodniku nastane dovolj toplote, ki povzroči žarjenje in s tem svetlobo.
Mehanika ustvarjanja svetlobe
Vse žarnice so v bistvu specializirani električni tokokrog. Tok teče v žarnico na eni strani, proizvaja svetlobo in izteka nazaj iz druge. Žarilna nitka, ki je kos žice, ki ga lahko vidite, če pogledate v neosvetljeno žarnico, pravzaprav ni nič drugega kot del tega vezja, ki ima visoko električno upornost. Edisonova žarnica je kot filament uporabila karboniziran kos bambusa, medtem ko je večina modelov njegovih vrstnikov je uporabil kos kovinske žice in inovacija, ki je dal njegovim žarnicam pričakovano življenjsko dobo več kot tisoč ure.
Vendar samo žarilna nitka in električni tok ne zadoščata za izdelavo žarnice. Če je v kozarcu dovolj kisika, bi toplota, ki nastane v filamentu, hitro povzročila požar. Da bi to preprečili, je treba znotraj same žarnice ustvariti vakuum.
Prva preživetljiva žarnica
Edison ni bil prvi izumitelj, ki je razvil idejo za žarnico po metodah, opisanih tukaj. Pravzaprav so v času njegove podelitve patenta mnogi njegovi vrstniki razvili lastne modele, skoraj tako dovršene kot njegov. Edisonov model je dosegel pomembnost ne zato, ker je bila to prva žarnica, temveč zato, ker je bila prva komercialno izvedljiva žarnica. Inovacija ogljikovih nitk skupaj z vrhunskimi metodami za ustvarjanje vakuuma je povzročila model, ki je imel dovolj dolgo življenjsko dobo za praktično uporabo.