Una bombilla incandescente es un objeto familiar para todos. La electricidad y la luz artificial se han convertido desde hace mucho tiempo en una parte integral de nuestra realidad. Pero pocas personas piensan en cómo apareció esa primera y familiar lámpara incandescente.

Nuestro artículo le dirá qué es una lámpara incandescente, cómo funciona y cómo apareció en Rusia y en todo el mundo.

Qué es

Una lámpara incandescente es una versión eléctrica de una fuente de luz, cuya parte principal es un conductor refractario que desempeña el papel de un cuerpo de filamento. El conductor se coloca en un matraz de vidrio, cuyo interior se puede bombear con un gas inerte o completamente sin aire. Al hacer pasar corriente eléctrica a través de un conductor de tipo refractario, esta lámpara puede emitir un flujo luminoso.

Resplandor de la lámpara incandescente

El principio de funcionamiento se basa en el hecho de que cuando una corriente eléctrica fluye a través del cuerpo del filamento, este elemento comienza a brillar, calentando el filamento de tungsteno. Como resultado, el filamento comienza a emitir radiación de tipo electromagnético-térmico (ley de Planck). Para crear un brillo, la temperatura del filamento debe ser de unos miles de grados. A medida que la temperatura disminuye, el espectro de luminiscencia se volverá cada vez más rojo.
Todas las desventajas de una lámpara incandescente radican en la temperatura del filamento. Cuanto mayor sea el flujo luminoso necesario, mayor será la temperatura requerida. En este caso, el filamento de tungsteno se caracteriza por un límite de filamento, por encima del cual esta fuente de luz falla permanentemente.
¡Nota! El límite de temperatura de calentamiento para las lámparas incandescentes es de 3410 °C.

Caracteristicas de diseño

Dado que la lámpara incandescente se considera la primera fuente de luz, es bastante natural que su diseño sea bastante simple. Especialmente si se compara con las fuentes de luz actuales, que poco a poco la están expulsando del mercado.
En una lámpara incandescente, los elementos principales son:

• foco;
• cuerpo de filamento;
• conductores actuales.

¡Nota! La primera lámpara de este tipo tenía exactamente esta estructura.

Diseño de lámpara incandescente.

Hasta la fecha, se han desarrollado varias variantes de lámparas incandescentes, pero esta estructura es típica de los primeros y más simples modelos.
En una bombilla incandescente estándar, además de los elementos descritos anteriormente, hay un fusible, que es un eslabón. Consiste en una aleación de ferroníquel. Está soldado en el hueco de uno de los dos conductores de corriente del producto. El enlace se encuentra en el tramo principal actual. Es necesario para evitar la destrucción de la bombilla de vidrio durante la rotura del filamento. Esto se debe al hecho de que cuando se rompe el filamento de tungsteno se crea un arco eléctrico. Puede derretir el hilo restante. Y sus fragmentos pueden dañar el matraz de vidrio y provocar un incendio.
El fusible rompe el arco eléctrico. Un enlace de ferroníquel de este tipo se coloca en una cavidad donde la presión es igual a la presión atmosférica. En esta situación, el arco se apaga.
Esta estructura y principio de funcionamiento han garantizado que las lámparas incandescentes se utilicen ampliamente en todo el mundo, pero debido a su alto consumo de energía y su corta vida útil, hoy en día se utilizan con mucha menos frecuencia. Esto se debe al hecho de que han aparecido fuentes de luz más modernas y eficientes.

Historia del descubrimiento

Investigadores tanto de Rusia como de otros países del mundo contribuyeron a la creación de la lámpara incandescente en la forma en que se la conoce hoy.

Alejandro Lodygin

Hasta el momento en que el inventor Alexander Lodygin de Rusia comenzó a trabajar en el desarrollo de lámparas incandescentes, cabe señalar algunos acontecimientos importantes en su historia:

• en 1809, el famoso inventor Delarue de Inglaterra creó su primera lámpara incandescente equipada con un filamento de platino;
• Casi 30 años después, en 1938, el inventor belga Jobard desarrolló un modelo de carbono de una lámpara incandescente;
• El inventor alemán Heinrich Gobel ya presentó en 1854 la primera versión de una fuente de luz funcional.

La bombilla de estilo alemán tenía un filamento de bambú carbonizado que se colocó en un recipiente evacuado. Durante los siguientes cinco años, Heinrich Goebel continuó su trabajo y finalmente ideó la primera versión experimental de una bombilla incandescente que funciona.

La primera bombilla práctica

Joseph Wilson Swan, un famoso físico y químico de Inglaterra, mostró al mundo sus primeros éxitos en el desarrollo de una fuente de luz en 1860 y fue recompensado con una patente por sus resultados. Pero algunas dificultades que surgieron al crear un vacío demostraron que la lámpara Swan no funcionó de manera efectiva y no duró mucho.
En Rusia, como se señaló anteriormente, Alexander Lodygin se dedicó a la investigación en el campo de las fuentes de luz efectivas. En Rusia, logró lograr que brillara un recipiente de vidrio hecho de una varilla de carbono de la que previamente se había evacuado el aire. En Rusia, la historia del descubrimiento de la bombilla incandescente comenzó en 1872. Este año Alexander Lodygina tuvo éxito en sus experimentos con una varilla de carbono. Dos años más tarde, en Rusia recibió la patente número 1619, que le fue concedida para un tipo de lámpara de filamento. Reemplazó el hilo con una varilla de carbono ubicada en un matraz de vacío.
Exactamente un año después, V.F. Didrikhson mejoró significativamente la apariencia de la lámpara incandescente creada en Rusia por Lodygin. La mejora consistió en sustituir la varilla de carbono por varios pelos.

¡Nota! En una situación en la que uno de ellos se quemó, el otro se encendió automáticamente.

Joseph Wilson Swan, que continuó sus intentos de mejorar el modelo de fuente de luz existente, recibió una patente para las bombillas. En este caso, la fibra de carbono actuó como elemento calefactor. Pero aquí ya se encontraba en una atmósfera enrarecida de oxígeno. Esta atmósfera permitió una luz muy brillante.

Las contribuciones de Thomas Edison

En los años 70 del siglo pasado, un inventor estadounidense, Thomas Edison, se unió a la carrera inventiva para crear un modelo funcional de lámpara incandescente.

Thomas Edison

Realizó investigaciones sobre el uso de filamentos fabricados a partir de diversos materiales en forma de elemento incandescente. Edison recibió una patente en 1879 para una bombilla equipada con un filamento de platino. Pero después de un año, vuelve a la ya probada fibra de carbono y crea una fuente de luz con una vida útil de 40 horas.

¡Nota! Simultáneamente con su trabajo para crear una fuente de luz eficiente, Thomas Edison creó un interruptor doméstico de tipo giratorio.

Dado que las bombillas de Edison duran solo 40 horas, comenzaron a desplazar activamente del mercado la versión antigua de iluminación de gas.

Resultados del trabajo de Alexander Lodygin.

Mientras Thomas Edison realizaba sus experimentos al otro lado del mundo, Alexander Lodygin continuó realizando investigaciones similares en Rusia. En los años 90 del siglo XIX inventó varios tipos de bombillas, cuyos filamentos estaban hechos de metales refractarios.

¡Nota! Fue Lodygin quien decidió por primera vez utilizar un filamento de tungsteno como cuerpo incandescente.

La bombilla de Lodygina

Además del tungsteno, también propuso utilizar filamentos de molibdeno y retorcerlos en forma de espiral. Lodygin colocó esos hilos en matraces de los que se extrajo todo el aire. Como resultado de tales acciones, las roscas quedaron protegidas de la oxidación del oxígeno, lo que prolongó significativamente la vida útil de los productos.
El primer tipo de bombilla comercial producida en Estados Unidos contenía un filamento de tungsteno y se fabricó según la patente de Lodygin.
También vale la pena señalar que Lodygin desarrolló lámparas llenas de gas que contienen filamentos de carbono y llenas de nitrógeno.
Así, la autoría de la primera bombilla incandescente lanzada a la producción en masa pertenece al investigador ruso Alexander Lodygin.

Características de la bombilla Lodygin.

Las lámparas incandescentes modernas, descendientes directas del modelo de Alexander Lodygin, se caracterizan por:

• excelente flujo luminoso;
• excelente reproducción cromática;

Representación cromática de una lámpara incandescente.

• baja convección y conducción de calor;
• temperatura del filamento - 3400 K;
• en el nivel máximo del indicador de temperatura del filamento, el coeficiente de eficiencia es del 15%.

Además, este tipo de fuente de luz consume mucha electricidad durante su funcionamiento, en comparación con otras bombillas modernas. Debido a sus características de diseño, estas lámparas pueden funcionar durante aproximadamente 1000 horas.
Pero, a pesar de que, según muchos criterios de evaluación, este producto es inferior a las fuentes de luz modernas más avanzadas, debido a su bajo costo, sigue siendo relevante.

Conclusión

Inventores de diferentes países participaron en la creación de una eficaz lámpara incandescente. Pero solo el científico ruso Alexander Lodygin pudo crear la opción más óptima, que, de hecho, seguimos utilizando hasta el día de hoy.

Secretos para instalar focos en un techo suspendido: ¿qué tan difícil es?

A menudo sucede que un dispositivo utilizado en la vida cotidiana, que es de gran importancia para toda la humanidad, no nos recuerda en modo alguno a su creador. Pero se encendió en nuestros hogares gracias al esfuerzo de personas concretas. Su servicio a la humanidad es invaluable: nuestros hogares están llenos de luz y calidez. La siguiente historia le presentará este gran invento y los nombres de aquellos con quienes está asociado.

En cuanto a este último, se pueden destacar dos nombres: Alexander Lodygin y Thomas Edison. Aunque el mérito del científico ruso fue muy grande, la palma pertenece al inventor estadounidense. Por lo tanto, hablaremos brevemente sobre Lodygin y nos detendremos en detalle en los logros de Edison. La historia de las lámparas incandescentes está asociada a sus nombres. Dicen que Edison dedicó una gran cantidad de tiempo a las bombillas. Tuvo que realizar unos 2.000 experimentos antes de que naciera el diseño que todos conocemos.

Invención hecha por Alexander Lodygin

La historia de las lámparas incandescentes es muy similar a la historia de otros inventos fabricados en Rusia. Alexander Lodygin, un científico ruso, logró hacer brillar una barra de carbón en un recipiente de vidrio del que se había extraído el aire. La historia de la creación de una lámpara incandescente comienza en 1872, cuando logró hacerlo. Alexander recibió una patente para la lámpara incandescente eléctrica de carbón en 1874. Un poco más tarde propuso sustituir la varilla de carbono por tungsteno. La parte de tungsteno todavía se utiliza en lámparas incandescentes.

El mérito de Thomas Edison

Sin embargo, fue el inventor estadounidense quien logró crear un modelo duradero, fiable y económico en 1878. Además, logró organizar su producción. Sus primeras lámparas utilizaban como filamento virutas carbonizadas hechas de bambú japonés. Los filamentos de tungsteno, que nos son familiares, aparecieron mucho más tarde. Comenzaron a utilizarse por iniciativa de Lodygin, el ingeniero ruso mencionado anteriormente. Si no fuera por él, quién sabe cómo se habría desarrollado la historia de las lámparas incandescentes en los años siguientes.

Mentalidad de Edison estadounidense

Significativamente diferente del ruso. El ciudadano estadounidense Thomas Edison tenía todo a su favor. Curiosamente, mientras pensaba en cómo hacer que la cinta telegráfica fuera más duradera, este científico inventó el papel encerado. Este papel luego se utilizó como envoltorios de dulces. Siete siglos de historia occidental precedieron a la invención de Edison, y no tanto por el desarrollo del pensamiento técnico, sino por la formación gradual de una actitud activa hacia la vida entre las personas. Muchos científicos talentosos persiguieron persistentemente este invento. La historia del origen de la lámpara incandescente está relacionada, en particular, con el nombre de Faraday. Creó obras fundamentales sobre física, sin cuyo apoyo el invento de Edison difícilmente habría sido factible.

Otros inventos hechos por Edison

Thomas Edison nació en 1847 en Port Heron, un pequeño pueblo estadounidense. El hecho de que el joven inventor tuviera la capacidad de encontrar instantáneamente inversores para sus ideas, incluso las más atrevidas, influyó en la realización de Thomas. Y estaban dispuestos a arriesgar sumas considerables. Por ejemplo, cuando aún era un adolescente, Edison decidió imprimir un periódico en un tren mientras éste estaba en movimiento y luego venderlo a los pasajeros. Y las noticias para el periódico deberían haberse recogido directamente en las paradas de autobús. Inmediatamente hubo personas que prestaron dinero para comprar una pequeña imprenta, así como quienes dejaron a Edison subir al vagón de equipajes con esta imprenta.

Los inventos anteriores a Thomas Edison fueron realizados por científicos y fueron un subproducto de los descubrimientos que hicieron, o por profesionales que perfeccionaron aquello con lo que tenían que trabajar. Fue Edison quien hizo de la invención una profesión separada. Tenía muchas ideas y casi cada una de ellas se convirtió en germen de otras posteriores, que requerían un mayor desarrollo. Thomas, a lo largo de su larga vida, no se preocupó por su comodidad personal. Se sabe que cuando visitó Europa, ya en el cenit de su fama, quedó decepcionado por la pereza y la petulancia de los inventores europeos.

Fue difícil encontrar un área en la que Thomas no hubiera logrado un gran avance. Se estima que este científico hacía unos 40 descubrimientos importantes cada año. En total, Edison recibió 1.092 patentes.

El espíritu del capitalismo estadounidense impulsó a Thomas Edison hacia arriba. Logró hacerse rico a la edad de 22 años, cuando se le ocurrió un “ticker” de cotización para la Bolsa de Valores de Boston. Sin embargo, el invento más importante de Edison fue la creación de la lámpara incandescente. Con su ayuda, Thomas logró electrificar a todo Estados Unidos y luego al mundo entero.

Construcción de la central eléctrica y los primeros consumidores de electricidad.

La historia de la lámpara comienza con la construcción de una pequeña central eléctrica. El científico lo construyó en su Menlo Park. Se suponía que ella cubriría las necesidades de su laboratorio. Sin embargo, la energía resultante resultó ser más de la necesaria. Luego Edison comenzó a vender el excedente a los agricultores vecinos. Difícilmente estas personas entendieron que se habían convertido en los primeros consumidores de electricidad del mundo. Edison nunca aspiró a convertirse en empresario, pero cuando necesitó algo para su trabajo, abrió una pequeña instalación de producción en Menlo Park, que luego creció hasta alcanzar un tamaño grande y siguió su propio camino de desarrollo.

Historia de cambios en el diseño de lámparas incandescentes.

Una lámpara incandescente eléctrica es una fuente de luz donde la conversión de energía eléctrica en luz se produce debido a la incandescencia de un conductor refractario por la corriente eléctrica. La energía luminosa se produjo por primera vez de esta manera haciendo pasar corriente a través de una varilla de carbono. Esta varilla se colocó en un recipiente del que previamente se había extraído el aire. Thomas Edison en 1879 creó un diseño más o menos duradero utilizando filamento de carbono. Sin embargo, existe una historia bastante larga sobre la aparición de la lámpara incandescente en su forma moderna. Como cuerpo incandescente en 1898-1908. Intentaron utilizar diferentes metales (tantalio, tungsteno, osmio). El filamento de tungsteno, dispuesto en zigzag, comenzó a utilizarse en 1909. Las lámparas incandescentes comenzaron a llenarse en 1912-13. (kriptón y argón), así como nitrógeno. Al mismo tiempo, se empezó a fabricar filamento de tungsteno en forma de espiral.

La historia del desarrollo de la lámpara incandescente está marcada además por su mejora mediante una mayor eficiencia luminosa. Esto se hizo aumentando la temperatura del cuerpo del filamento. Se mantuvo la vida útil de la lámpara. Llenarlo con gases inertes de alto peso molecular con la adición de halógeno condujo a una disminución de la contaminación del matraz con partículas de tungsteno rociadas en su interior. Además, redujo la tasa de evaporación. El uso de un filamento en forma de biespiral y triespiral condujo a una reducción de la pérdida de calor a través del gas.

Esta es la historia de la invención de la lámpara incandescente. Seguro que te interesará conocer cuáles son sus diferentes variedades.

Tipos modernos de lámparas incandescentes.

Muchos tipos de lámparas eléctricas constan de determinadas piezas similares. Varían en forma y tamaño. Se fija un cuerpo de filamento (es decir, una espiral hecha de tungsteno) a una varilla de metal o vidrio dentro del matraz mediante soportes hechos de alambre de molibdeno. Los extremos de la espiral están unidos a los extremos de las entradas. Para crear una conexión estanca al vacío con una lámina de vidrio, la parte central de las entradas está hecha de molibdeno o platino. La bombilla se llena con gas inerte durante el tratamiento al vacío. Luego se suelda el vástago y se forma un pico. La lámpara está equipada con una base para montar en el casquillo y proteger la nariz. Se fija al matraz con masilla de fijación.

Aspecto de las lámparas

Hoy en día existen muchas lámparas incandescentes, que se pueden dividir por áreas de aplicación (para faros de automóviles, de uso general, etc.), por las propiedades luminosas de su bombilla o por su forma estructural (decorativa, espejada, con revestimiento difusor, etc. .), así como por la forma que tiene el cuerpo del filamento (con biespiral, con espiral plana, etc.). En cuanto a las dimensiones, las hay de tamaño grande, normal, pequeño, miniatura y subminiatura. Por ejemplo, estos últimos incluyen lámparas con una longitud inferior a 10 mm, cuyo diámetro no supera los 6 mm. En cuanto a los de gran tamaño, estos incluyen aquellos cuya longitud es superior a 175 mm y cuyo diámetro es de al menos 80 mm.

Potencia de la lámpara y vida útil.

Las lámparas incandescentes modernas pueden funcionar con voltajes que van desde fracciones de unidad hasta varios cientos de voltios. Su potencia puede ser de decenas de kilovatios. Si aumenta el voltaje en un 1%, el flujo luminoso aumentará un 4%. Sin embargo, esto reducirá la vida útil en un 15%. Si enciende la lámpara durante un corto período de tiempo a un voltaje que excede el voltaje nominal en un 15%, se dañará. Esta es la razón por la que las sobretensiones provocan con tanta frecuencia que se quemen las bombillas. Su vida útil oscila entre cinco horas y mil o más. Por ejemplo, los faros de los aviones están diseñados para un período breve, pero los de transporte pueden funcionar durante mucho tiempo. En este último caso, deberán instalarse en lugares que permitan una fácil sustitución. Hoy en día, la eficiencia luminosa de las lámparas depende del voltaje, el diseño, el tiempo de combustión y la potencia. Es alrededor de 10-35 lm/W.

Lámparas incandescentes hoy

En términos de eficiencia luminosa, las lámparas incandescentes son ciertamente inferiores a las fuentes de luz alimentadas por gas (lámpara fluorescente). Sin embargo, son más fáciles de usar. Las lámparas incandescentes no requieren accesorios ni dispositivos de arranque complejos. Prácticamente no existen restricciones de potencia y voltaje para ellos. En la actualidad, el mundo produce alrededor de 10 mil millones de lámparas cada año. Y el número de sus variedades supera las 2 mil.

Bombillas led

La historia del origen de la lámpara ya está escrita, mientras que la historia del desarrollo de esta invención aún no se ha completado. Están apareciendo nuevas variedades y se están volviendo cada vez más populares. Estamos hablando principalmente de lámparas LED (una de ellas se muestra en la foto de arriba). También se les conoce como ahorro de energía. Estas lámparas tienen una potencia luminosa más de 10 veces mayor que la de las lámparas incandescentes. Sin embargo, tienen un inconveniente: la fuente de alimentación debe ser de bajo voltaje.

Se habla mucho y se discute mucho sobre este tema. ¿Quién inventó la lámpara incandescente? Algunos afirman que se trata de Lodygin, otros, de Edison. Pero todo es mucho más complicado, veamos la cronología de los hechos históricos.

Existen muchos métodos para transformar la energía eléctrica en luz. Estos incluyen lámparas con el principio de funcionamiento de arco, de descarga de gas y aquellas en las que la fuente de luminiscencia es un filamento calefactor. De hecho, una bombilla incandescente también puede considerarse una fuente de luz artificial, ya que para su funcionamiento aprovecha el efecto de un conductor calentado por el que pasa la corriente. El elemento calentado suele ser una espiral metálica o un filamento de carbono. Además del conductor, el diseño de la bombilla incluye una bombilla, un conductor de corriente, un fusible y una base. Sin embargo, todo esto ya lo sabemos. Pero no hace mucho tiempo, varios científicos desarrollaron simultáneamente el campo de las fuentes de luz artificial y compitieron por el título de inventor de la bombilla.

Cronología de la invención

Al leer el artículo completo a continuación, es muy conveniente mirar esta tabla:

1802	Arco eléctrico de Vasily Petrov.
1808	Humphry Davy describió un arco eléctrico entre dos varillas de carbono, creando la primera lámpara.
1838	El inventor belga Jobart creó la primera lámpara incandescente con núcleo de carbono.
1840	Warren de la Rue creó la primera bombilla con filamento de platino.
1841	El inglés Frederic de Moleyn patentó una lámpara con filamento de platino y relleno de carbono.
1845	King reemplazó el elemento platino con carbono.
1845	El alemán Heinrich Goebel creó el prototipo de la bombilla moderna.
1860	El inglés Joseph Swan (Swan) recibió una patente para una lámpara con papel carbón.
1874	Alexander Nikolaevich Lodygin patentó una lámpara con varilla de carbono.
1875	Vasily Didrikhson mejoró la lámpara de Lodygin.
1876	Pavel Nikolaevich Yablochkov creó una lámpara de caolín.
1878	El inventor inglés Joseph Wilson Swan patentó una lámpara de fibra de carbono.
1879	El estadounidense Thomas Edison patentó su lámpara con filamento de platino.
1890	Lodygin crea lámparas con filamentos incandescentes de tungsteno y molibdeno.
1904	Sandor Just y Franjo Hanaman patentaron una lámpara con filamento de tungsteno.
1906	Lodygin inició la producción de lámparas en Estados Unidos.
1910	William David Coolidge perfeccionó el método de producción de filamentos de tungsteno.

Si realmente quiere comprenderlo, le recomendamos encarecidamente que lea el artículo completo.

Las primeras conversiones de energía en luz.

En el siglo XVIII se produjo un descubrimiento importante que marcó el comienzo de una gran serie de inventos. Se detectó una corriente eléctrica. A principios del siglo siguiente, el científico italiano Luigi Galvani inventó un método para producir corriente eléctrica a partir de productos químicos: una columna voltaica o una celda galvánica. Ya en 1802, el físico Vasily Petrov descubrió el arco eléctrico y propuso utilizarlo como dispositivo de iluminación. Cuatro años después, la Royal Society vio la lámpara eléctrica de Humphry Davy; ésta iluminaba la habitación gracias a las chispas entre las varillas de carbón. Las primeras lámparas de arco eran demasiado brillantes y caras, lo que las hacía inadecuadas para el uso diario.

Lámpara incandescente: prototipos

El primer desarrollo de lámparas incandescentes comenzó a mediados del siglo XIX. Entonces, en 1838 En 1999, el inventor belga Jobart presentó un proyecto para una lámpara incandescente con núcleo de carbono. Aunque el tiempo de funcionamiento de este dispositivo no superó la media hora, fue una prueba del progreso tecnológico en este campo. EN 1840 Ese mismo año, el astrónomo inglés Warren de la Rue produjo una bombilla con espiral de platino, la primera lámpara en la historia de la ingeniería eléctrica con un elemento incandescente en forma de espiral. El inventor hizo pasar una corriente eléctrica a través de un tubo de vacío que contenía una bobina de alambre de platino. Como resultado del calentamiento, el platino emitía un brillo brillante y la ausencia casi total de aire permitía utilizar el dispositivo en cualquier condición de temperatura. Debido al alto costo del platino, era ilógico utilizar una lámpara de este tipo con fines comerciales, incluso teniendo en cuenta su eficiencia. Sin embargo, más tarde fue un modelo de esta bombilla el que empezó a ser considerado el antepasado de otras lámparas incandescentes. Warren de la Rue varias décadas después (en 1860 -x) comenzó a estudiar activamente el fenómeno del brillo de la descarga de gas bajo la influencia de la corriente.

EN 1841 En 2010, el inglés Frederick de Moleyn patentó las lámparas, que eran matraces con un filamento de platino relleno de carbono. Sin embargo, sus pruebas con conductores en 1844 no tuvieron éxito. Esto se debió a la rápida fusión del filamento de platino. En 1845, otro científico, King, reemplazó los elementos incandescentes de platino con barras de carbón y recibió una patente por su invento. Durante estos mismos años, en el extranjero, en Estados Unidos, John Starr patentó una bombilla con una esfera de vacío y un quemador de carbón.

EN 1854 En el año 2010, el relojero alemán Heinrich Goebel ideó un dispositivo que se considera el prototipo de las bombillas modernas. Lo demostró en una exposición eléctrica en Estados Unidos. Era una lámpara de vacío incandescente realmente adecuada para su uso en una amplia variedad de condiciones. Como fuente de luz, Heinrich sugirió utilizar un hilo de bambú carbonizado. En lugar del matraz, el científico tomó simples botellas de eau de toilette. El vacío en ellos se creó agregando y vertiendo mercurio del matraz. La desventaja del invento era su excesiva fragilidad y su tiempo de funcionamiento de sólo unas pocas horas. Durante los años de su activa vida investigadora, Goebel no logró alcanzar el debido reconocimiento en la sociedad, pero a la edad de 75 años fue nombrado inventor de la primera lámpara incandescente práctica basada en un filamento de carbono. Por cierto, fue Goebel quien utilizó por primera vez las despedidas luminosas con fines publicitarios: recorrió Nueva York en un carro decorado con bombillas. En la silla de ruedas se instaló un telescopio que llamó la atención desde lejos, a través del cual el científico le permitió observar el cielo estrellado pagando una tarifa.

Primeros resultados

Los resultados más efectivos en la producción de una bombilla de vacío los logró el famoso químico y físico de Inglaterra, Joseph Swan (Swan). EN 1860 año recibió una patente por su invento, aunque la lámpara no funcionó durante demasiado tiempo. Esto se debió al uso de papel carbón: rápidamente se convirtió en migajas después de quemarse.

A mediados de los 70. En el siglo XIX, paralelamente a Swan, un científico ruso también patentó varios inventos. El destacado científico e ingeniero Alexander Lodygin inventó en 1874 año, una lámpara de incandescencia en la que se utilizaba una varilla de carbono para calentar. Comenzó experimentos en el estudio de dispositivos de iluminación en 1872, mientras se encontraba en San Petersburgo. Como resultado, gracias al banquero Kozlov, se fundó una empresa para el funcionamiento de bombillas de carbón. Por su invento, el científico recibió un premio de la Academia de Ciencias. Estas lámparas comenzaron a utilizarse inmediatamente para el alumbrado público y el edificio del Almirantazgo.

Alexander Nikolaevich Lodygin

Lodygin también fue el primero en tener la idea de utilizar hilos de tungsteno o molibdeno retorcidos en espiral. A 1890 -metro. Lodygin tenía a mano varios tipos de lámparas con filamentos incandescentes de diferentes metales. Sugirió bombear el aire de la bombilla para que el proceso de oxidación sea más lento y, por lo tanto, la vida útil de la lámpara sea más larga. Posteriormente se fabricó en Estados Unidos la primera lámpara comercial con filamento de tungsteno en espiral, precisamente según la patente de Lodygin. Incluso inventó las bombillas de gas llenas de filamentos de carbono y nitrógeno.

La idea de Lodygin 1875 año fue mejorado por otro mecánico-inventor ruso, Vasily Didrikhson. Hizo carbón carbonizando cilindros de madera en crisoles de grafito. Fue él quien fue el primero en lograr bombear aire e instalar más de un filamento en una bombilla para que, cuando se fundiera, pudiera ser reemplazada. Esta lámpara se produjo bajo la dirección de Kohn y se utilizó para iluminar una gran tienda de lencería y cajones submarinos durante la construcción de un puente en San Petersburgo. En 1876, Nikolai Pavlovich Bulygin mejoró la lámpara. El científico calentó sólo un extremo del carbón, que se movía constantemente durante el proceso de combustión. Sin embargo, el dispositivo era complejo y caro.

EN 1875-76 ggg. El ingeniero eléctrico Pavel Yablochkov, mientras creaba una vela eléctrica, descubrió que el caolín (un tipo de arcilla blanca) conduce bien la electricidad cuando se expone a altas temperaturas. Inventó una bombilla de caolín con un filamento fabricado del material adecuado. Una característica distintiva de esta lámpara es el hecho de que para su funcionamiento no fue necesario colocar un filamento de caolín en un matraz de vacío; permaneció operativo en contacto con el aire. La creación de la bombilla fue precedida por un largo trabajo del científico sobre las bombillas de arco en París. Un día, Yablochkov visitó un café local y, mientras observaba al camarero arreglar los cubiertos, se le ocurrió una nueva idea. Decidió colocar los electrodos de carbono paralelos entre sí y no horizontalmente. Sin embargo, existía el peligro de que no sólo se quemara el arco, sino también las pinzas conductoras. El dilema se resolvió añadiendo un aislante, que se quemó gradualmente después de los electrodos. La arcilla blanca se convirtió en este aislante. Para encender la bombilla, se colocó un puente de carbono entre los electrodos y se minimizó la combustión desigual de los electrodos mediante el uso de un generador de corriente alterna.

Yablochkov demostró su invento en una exposición de tecnología en Londres en 1876 año. Un año más tarde, uno de los franceses, Deneyrouz, creó una sociedad anónima para estudiar las tecnologías de iluminación de Yablochkov. El propio científico tenía poca fe en el futuro de las lámparas incandescentes, pero las velas eléctricas de Yablochkov eran extremadamente populares. El éxito estuvo garantizado no sólo por el bajo precio, sino también por la duración de combustión de 1,5 horas. Gracias a este invento, los faroles sustituyeron a las velas y las calles empezaron a iluminarse mucho mejor. Es cierto que la desventaja de tales velas era la presencia de solo un flujo de luz variable. Un poco más tarde, el físico alemán Walter Nernst desarrolló una bombilla con el mismo principio, pero fabricando el filamento de magnesia. La lámpara se encendía sólo después de calentar el filamento, para lo cual primero utilizaban cerillas y luego calentadores eléctricos.

La lucha por las patentes

A finales de la década de 1870. El destacado ingeniero e inventor Thomas Edison, que vivía en Estados Unidos, inició sus actividades de investigación. En el proceso de creación de la lámpara, probó diferentes metales como filamentos. Inicialmente, el científico creía que el problema de las bombillas se podía resolver apagándolas automáticamente a altas temperaturas. Pero esta idea no funcionó, ya que apagar constantemente la lámpara fría sólo provocaba una radiación parpadeante intermitente. Hay una versión que es de finales de los 70. El teniente de la Armada rusa Khotinsky trajo varias bombillas incandescentes de Lodygin y se las mostró a Edison, lo que influyó en sus desarrollos posteriores.

Sin detenerse en sus logros en Inglaterra, Joseph Swan, ya muy conocido en los círculos científicos de la época, patentó una lámpara de fibra de carbono en 1878. Se colocó en una atmósfera enrarecida con oxígeno, por lo que la luz salió muy brillante. Al cabo de un año, apareció iluminación eléctrica en la mayoría de los hogares de Inglaterra.

Thomas Alva Edison

Mientras tanto, Thomas Edison contrató a Francis Upton para trabajar en su laboratorio. Junto con él, los materiales comenzaron a probarse con mayor precisión y la atención se centró en las deficiencias de patentes anteriores. En 1879, Edison patentó una bombilla con base de platino, y un año después el científico creó una lámpara con fibra de carbono y que funcionaba ininterrumpidamente durante 40 horas. Durante su trabajo, el estadounidense realizó 1,5 mil pruebas y también logró crear un interruptor giratorio de tipo doméstico. Thomas Edison, en principio, no realizó ningún cambio nuevo en la bombilla de Lodygin. Una gran parte del aire fue simplemente bombeado fuera de su esfera de vidrio con un hilo de carbono. Más importante aún, el científico estadounidense desarrolló un supersistema para una bombilla, inventó una base roscada, un casquillo y fusibles y posteriormente organizó la producción en masa.

Las nuevas fuentes de luz pudieron desplazar a las de gas, y la invención en sí se llamó lámpara Edison-Swan durante algún tiempo. En 1880, Thomas estableció el valor más preciso del vacío, que creaba el espacio sin aire más estable. El aire se extrajo de la bombilla mediante una bomba de mercurio.

A finales de 1880, las fibras de bambú de las bombillas podían arder durante unas 600 horas. Este material procedente de Japón ha sido reconocido como el mejor componente de carbono orgánico. Como los hilos de bambú eran bastante caros, Edison propuso fabricarlos a partir de fibras de algodón procesadas de forma especial. Las primeras empresas que construyeron grandes sistemas eléctricos se crearon en Nueva York en 1882. Durante este período, Edison incluso demandó a Swan por infracción de derechos de autor. Pero al final, los científicos crearon la empresa conjunta Edison-Swan United, que rápidamente se convirtió en líder mundial en la producción de bombillas.

Durante su vida, Thomas Edison pudo obtener 1093 patentes. Entre sus inventos famosos: el fonógrafo, el kinetoscopio y el transmisor telefónico. Una vez le preguntaron si era una pena cometer errores 2.000 veces antes de crear una bombilla. El científico respondió: “No me equivoqué, pero descubrí 1.999 formas de no hacer una bombilla”.

filamentos metálicos

A finales de la década de 1890. Empezaron a aparecer nuevas bombillas. Así, Walter Nernst propuso fabricar filamentos a partir de una aleación especial, que incluía óxidos de magnesio, itrio, torio y circonio. En la lámpara de Auer (Karl Auer von Welsbach, República de Austria) el emisor de luz era un filamento de osmio, y en la lámpara de Bolton y Feuerlein era un filamento de tantalio. En 1890, Alexander Lodygin patentó una lámpara incandescente que utilizaba un filamento de tungsteno que se calentaba rápidamente (se utilizaron varios metales refractarios, pero según los resultados de la investigación, el tungsteno tenía el mejor rendimiento). Es de destacar que 16 años después vendió todos los derechos de su revolucionario invento al gigante industrial General Electric, la empresa fundada por el gran Thomas Edison.

Sin embargo, en la historia de la ingeniería eléctrica hay dos patentes conocidas para una lámpara de tungsteno: en 1904, el dúo de científicos Sandor Just y Franjo Hanaman registraron un invento similar al de Lodygin. Un año después, Austria-Hungría inició la producción en masa de estas lámparas. Posteriormente, General Electric empezó a producir bombillas con gases inertes. Un científico de esta organización, Irving Langmuir, logró en 1909 modernizar el invento de Lodygin añadiéndole argón para prolongar su vida y aumentar la emisión de luz.

En 1910, William Coolidge mejoró los procesos para la producción industrial de filamentos de tungsteno, después de lo cual comenzó la producción de lámparas no solo con un elemento incandescente en forma de espiral, sino también en forma de espiral en zigzag, doble y triple.

Otros inventos

• Desde la creación de los primeros dispositivos de iluminación eléctrica, las propiedades de las lámparas de descarga de gas se han estudiado constantemente, pero hasta principios del siglo XX los científicos mostraron poco interés por ellas. Un ejemplo es el hecho de que los primeros prototipos primitivos de lámparas de mercurio se construyeron en Gran Bretaña en la década de 1860, pero no fue hasta 1901 que Peter Hewitt inventó la lámpara de mercurio de baja presión. Cinco años después, entraron en producción análogos de alta presión. Y en 1911, Georges Claudi, un ingeniero químico de Francia, mostró al mundo una bombilla de neón que inmediatamente se convirtió en el centro de atención de todos los anunciantes.
• En las décadas de 1920 y 1940. Se inventaron las lámparas de sodio, las fluorescentes y las de xenón. Algunos de ellos comenzaron a producirse en masa incluso para el uso diario. Hoy en día se conocen alrededor de 2 mil variedades de fuentes de luz.
• En la URSS, el nombre coloquial de una lámpara incandescente se convirtió en la frase "bombilla de Ilich". Fue este idioma el que se volvió nativo de los campesinos y granjeros colectivos durante la época de la electrificación universal. En 1920, Vladimir Lenin visitó una de las aldeas para poner en marcha una central eléctrica, y fue entonces cuando apareció la expresión popular. Sin embargo, inicialmente esta expresión se utilizó para referirse a un plan de electrificación de la agricultura, ciudades y pueblos. La bombilla de Ilich era un casquillo que colgaba libremente del techo mediante un cable y colgaba sin pantalla. El diseño del cartucho también incluía un interruptor y el cableado se tendía abiertamente a lo largo de las paredes.
• Las lámparas LED se desarrollaron en los años 60. para fines industriales. Tenían poca energía y no podían iluminar adecuadamente la zona. Sin embargo, hoy esta dirección se considera la más prometedora.
• En 1983 se introdujeron las bombillas fluorescentes compactas. Su invención fue especialmente importante en el contexto de la necesidad de ahorrar energía. Además, no requieren equipo de arranque adicional y se adaptan a casquillos de lámparas incandescentes estándar.
• No hace mucho, dos empresas estadounidenses crearon lámparas fluorescentes para los consumidores con la capacidad de purificar el aire y eliminar olores desagradables. Su superficie está recubierta de dióxido de titanio que, cuando se irradia, desencadena una reacción fotocatalítica.

Vídeo de cómo se fabrican las lámparas incandescentes en antiguas fábricas.