หลอดไฟของ Thomas Edison ทำงานอย่างไร

เมื่อวันที่ 27 มกราคม พ.ศ. 2423 โธมัส อัลวา เอดิสันได้รับสิทธิบัตรสำหรับหลอดไฟไฟฟ้า และเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ที่มนุษย์สามารถพิชิตค่ำคืนด้วยการพลิกสวิตช์ แม้ว่าจะผ่านไปแล้วกว่าร้อยปีนับจากวันนั้น แต่หลอดไฟแบบอินแคนเดสเซนต์สมัยใหม่ก็คล้ายกับโมเดลที่ก้าวล้ำของเอดิสัน สูตรพื้นฐานเดียวกันนี้ใช้กับทั้งสองอย่าง แยกเส้นใยออกจากออกซิเจนและส่งกระแสไฟฟ้าผ่านเพื่อสร้างแสง

แม้ว่าในตอนแรกอาจดูเหมือนกระแสไหลผ่านตัวนำได้อย่างง่ายดาย แต่ในสถานการณ์ส่วนใหญ่ไม่เป็นเช่นนั้น วัสดุนำไฟฟ้าเกือบทั้งหมดเป็นอุปสรรคต่อการไหลของกระแส ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่เรียกว่า "ไฟฟ้า" ความต้านทาน" เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัวนำทั่วไป พลังงานบางส่วนจะต้องใช้เพื่อเอาชนะ ความต้านทานของวัสดุ เป็นผลให้ตัวนำร้อนขึ้นบางครั้งอย่างมาก

เช่นกรณีที่มีแสงระยิบระยับซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ใช้ในการผลิตแสงจากไฟฟ้า เมื่อวัสดุถึงอุณหภูมิที่เพียงพอก็จะเริ่มปล่อยโฟตอนซึ่งสายตามนุษย์รับรู้ว่าเป็นแสง โดยการเลือกวัสดุที่มีความต้านทานไฟฟ้าสูงแล้วจึงใช้กระแสไฟที่เพียงพอ ความร้อนที่เพียงพอจะสามารถผลิตในตัวนำเพื่อทำให้เกิดแสงจ้าและเบาได้

หลอดไฟทั้งหมดเป็นวงจรไฟฟ้าเฉพาะ กระแสไหลเข้าสู่กระเปาะด้านหนึ่ง ทำให้เกิดแสง และไหลกลับออกมาอีกด้านหนึ่ง ฟิลาเมนต์ซึ่งเป็นชิ้นส่วนของลวดที่คุณสามารถมองเห็นได้หากคุณมองเข้าไปในหลอดไฟที่ไม่มีแสงสว่าง อันที่จริงแล้วไม่มีอะไรมากไปกว่าส่วนของวงจรซึ่งมีความต้านทานไฟฟ้าสูง หลอดไฟของ Edison ใช้ไม้ไผ่คาร์บอนเป็นเส้นใย ในขณะที่รุ่นเดียวกันส่วนใหญ่ของเขา ใช้ลวดโลหะชิ้นหนึ่งและนวัตกรรมที่ทำให้หลอดไฟของเขามีอายุขัยกว่าหนึ่งพัน ชั่วโมง

อย่างไรก็ตาม ไส้หลอดและกระแสไฟฟ้าเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะสร้างหลอดไฟได้ หากมีออกซิเจนเพียงพอในแก้ว ความร้อนที่เกิดจากเส้นใยจะทำให้ติดไฟได้อย่างรวดเร็ว เพื่อป้องกันสิ่งนี้ จำเป็นต้องสร้างสุญญากาศภายในหลอดไฟเอง

เอดิสันไม่ใช่นักประดิษฐ์คนแรกที่พัฒนาแนวคิดเรื่องหลอดไฟด้วยวิธีการที่อธิบายไว้ที่นี่ อันที่จริง ในขณะที่เขาให้สิทธิบัตร เพื่อนของเขาหลายคนได้พัฒนาแบบจำลองของตนเองจนเกือบจะซับซ้อนพอๆ กับของเขาเอง แบบจำลองของเอดิสันประสบความสำเร็จไม่ใช่เพราะเป็นหลอดไฟหลอดแรก แต่เป็นเพราะเป็นหลอดไฟเชิงพาณิชย์หลอดแรก นวัตกรรมของไส้หลอดคาร์บอนพร้อมกับวิธีการที่ยอดเยี่ยมในการสร้างสุญญากาศส่งผลให้มีรูปแบบที่มีอายุการใช้งานยาวนานเพียงพอสำหรับการใช้งานจริง