Uma lâmpada incandescente é um objeto familiar a todos. A eletricidade e a luz artificial há muito se tornaram parte integrante da realidade para nós. Mas poucas pessoas pensam em como surgiu aquela primeira e familiar lâmpada incandescente.

Nosso artigo contará o que é uma lâmpada incandescente, como funciona e como apareceu na Rússia e em todo o mundo.

O que é

Uma lâmpada incandescente é uma versão elétrica de uma fonte de luz, cuja parte principal é um condutor refratário que desempenha o papel de um corpo de filamento. O condutor é colocado em um frasco de vidro, que em seu interior pode ser bombeado com gás inerte ou totalmente desprovido de ar. Ao passar a corrente elétrica por um tipo de condutor refratário, esta lâmpada pode emitir um fluxo luminoso.

Brilho da lâmpada incandescente

O princípio de funcionamento baseia-se no fato de que quando a corrente elétrica flui pelo corpo do filamento, este elemento começa a brilhar, aquecendo o filamento de tungstênio. Como resultado, o filamento passa a emitir radiação do tipo eletromagnético-térmico (lei de Planck). Para criar um brilho, a temperatura do filamento deve ser de alguns milhares de graus. À medida que a temperatura diminui, o espectro de luminescência ficará cada vez mais vermelho.
Todas as desvantagens de uma lâmpada incandescente estão na temperatura do filamento. Quanto melhor for necessário o fluxo luminoso, maior será a temperatura necessária. Neste caso, o filamento de tungstênio é caracterizado por um limite de filamento, acima do qual esta fonte de luz falha permanentemente.
Observação! O limite de temperatura de aquecimento para lâmpadas incandescentes é de 3410 °C.

Características de design

Como a lâmpada incandescente é considerada a primeira fonte de luz, é bastante natural que o seu design seja bastante simples. Especialmente quando comparado com as fontes de luz atuais, que gradualmente o estão expulsando do mercado.
Numa lâmpada incandescente, os elementos principais são:

• lâmpada;
• corpo de filamento;
• leads atuais.

Observação! A primeira dessas lâmpadas tinha exatamente essa estrutura.

Projeto de lâmpada incandescente

Até à data, foram desenvolvidas diversas variantes de lâmpadas incandescentes, mas esta estrutura é típica dos modelos mais simples e primeiros.
Em uma lâmpada incandescente padrão, além dos elementos descritos acima, existe um fusível, que é um elo. Consiste em uma liga de ferroníquel. Ele é soldado na abertura de um dos dois terminais de corrente do produto. O link está localizado no trecho principal atual. É necessário para evitar a destruição do bulbo de vidro durante a ruptura do filamento. Isto se deve ao fato de que quando o filamento de tungstênio rompe, é criado um arco elétrico. Pode derreter o fio restante. E seus fragmentos podem danificar o frasco de vidro e causar incêndio.
O fusível quebra o arco elétrico. Tal ligação de ferroníquel é colocada em uma cavidade onde a pressão é igual à pressão atmosférica. Nesta situação, o arco se apaga.
Esta estrutura e princípio de funcionamento garantiram que as lâmpadas incandescentes fossem amplamente utilizadas em todo o mundo, mas devido ao seu alto consumo de energia e curta vida útil, hoje são utilizadas com muito menos frequência. Isso se deve ao fato de terem surgido fontes de luz mais modernas e eficientes.

História da descoberta

Pesquisadores da Rússia e de outros países do mundo contribuíram para a criação da lâmpada incandescente na forma como é conhecida hoje.

Alexander Lodygin

Até o momento em que o inventor Alexander Lodygin, da Rússia, começou a trabalhar no desenvolvimento de lâmpadas incandescentes, alguns acontecimentos importantes devem ser observados em sua história:

• em 1809, o famoso inventor Delarue, da Inglaterra, criou sua primeira lâmpada incandescente equipada com filamento de platina;
• Quase 30 anos depois, em 1938, o inventor belga Jobard desenvolveu um modelo de carbono de uma lâmpada incandescente;
• o inventor Heinrich Gobel da Alemanha em 1854 já apresentou a primeira versão de uma fonte de luz funcional.

A lâmpada de estilo alemão tinha um filamento de bambu carbonizado que foi colocado em um recipiente evacuado. Nos cinco anos seguintes, Heinrich Goebel continuou seu trabalho e finalmente criou a primeira versão experimental de uma lâmpada incandescente funcional.

A primeira lâmpada prática

Joseph Wilson Swan, um famoso físico e químico inglês, mostrou ao mundo seus primeiros sucessos no desenvolvimento de uma fonte de luz em 1860 e foi recompensado com uma patente por seus resultados. Mas algumas dificuldades que surgiram com a criação do vácuo mostraram que a lâmpada Swan não funcionou de forma eficaz e não durou muito.
Na Rússia, como mencionado acima, Alexander Lodygin estava envolvido em pesquisas na área de fontes de luz eficazes. Na Rússia, ele conseguiu brilhar em um recipiente de vidro uma barra de carbono da qual o ar havia sido previamente evacuado. Na Rússia, a história da descoberta da lâmpada incandescente começou em 1872. Foi neste ano que Alexander Lodygina teve sucesso em seus experimentos com uma barra de carbono. Dois anos depois, na Rússia, ele recebeu a patente número 1.619, que lhe foi emitida para um tipo de lâmpada de filamento. Ele substituiu o fio por uma haste de carbono localizada em uma garrafa térmica.
Exatamente um ano depois, VF Didrikhson melhorou significativamente a aparência da lâmpada incandescente criada na Rússia por Lodygin. A melhoria consistiu na substituição da haste de carbono por vários fios de cabelo.

Observação! Numa situação em que um deles queimou, o outro ligou automaticamente.

Joseph Wilson Swan, que continuou suas tentativas de melhorar o modelo de fonte de luz existente, recebeu uma patente para lâmpadas. Aqui, a fibra de carbono atuou como elemento de aquecimento. Mas aqui já estava localizado em uma atmosfera rarefeita de oxigênio. Esta atmosfera permitiu uma luz muito brilhante.

Contribuições de Thomas Edison

Na década de 70 do século passado, um inventor americano, Thomas Edison, juntou-se à corrida inventiva para criar um modelo funcional de lâmpada incandescente.

Tomás Edison

Ele conduziu pesquisas sobre o uso de filamentos feitos de diversos materiais na forma de um elemento incandescente. Edison recebeu a patente em 1879 para uma lâmpada equipada com filamento de platina. Mas depois de um ano, ele retorna à já comprovada fibra de carbono e cria uma fonte de luz com vida útil de 40 horas.

Observação! Simultaneamente ao seu trabalho na criação de uma fonte de luz eficiente, Thomas Edison criou um tipo rotativo de interruptor doméstico.

Considerando que as lâmpadas de Edison duram apenas 40 horas, elas começaram a expulsar ativamente do mercado a versão antiga da iluminação a gás.

Resultados do trabalho de Alexander Lodygin

Enquanto Thomas Edison conduzia seus experimentos do outro lado do mundo, Alexander Lodygin continuou a se envolver em pesquisas semelhantes na Rússia. Na década de 90 do século XIX, inventou diversos tipos de lâmpadas cujos filamentos eram feitos de metais refratários.

Observação! Foi Lodygin quem primeiro decidiu usar um filamento de tungstênio como corpo incandescente.

Lâmpada de Lodygin

Além do tungstênio, ele também propôs usar filamentos feitos de molibdênio e também torcê-los em formato de espiral. Lodygin colocou esses fios em frascos dos quais todo o ar foi bombeado. Como resultado dessas ações, os fios ficaram protegidos da oxidação do oxigênio, o que prolongou significativamente a vida útil dos produtos.
O primeiro tipo de lâmpada comercial produzida na América continha um filamento de tungstênio e foi fabricada de acordo com a patente de Lodygin.
Também é importante notar que Lodygin desenvolveu lâmpadas a gás contendo filamentos de carbono e cheias de nitrogênio.
Assim, a autoria da primeira lâmpada incandescente colocada em produção em massa pertence ao pesquisador russo Alexander Lodygin.

Características da lâmpada Lodygin

As lâmpadas incandescentes modernas, descendentes diretos do modelo de Alexander Lodygin, são caracterizadas por:

• excelente fluxo luminoso;
• excelente reprodução de cores;

Renderização de cores de lâmpada incandescente

• baixa convecção e condução de calor;
• temperatura do filamento - 3400 K;
• no nível máximo do indicador de temperatura do filamento, o coeficiente de eficiência é de 15%.

Além disso, esse tipo de fonte de luz consome muita energia elétrica durante seu funcionamento, em comparação com outras lâmpadas modernas. Devido às suas características de design, essas lâmpadas podem funcionar por aproximadamente 1.000 horas.
Mas, apesar de, segundo vários critérios de avaliação, este produto ser inferior às fontes de luz modernas mais avançadas, devido ao seu baixo custo, ainda permanece relevante.

Conclusão

Inventores de diferentes países participaram na criação de uma lâmpada incandescente eficaz. Mas apenas o cientista russo Alexander Lodygin foi capaz de criar a opção mais ideal, que, de fato, continuamos a usar até hoje.

Segredos da instalação de holofotes em teto falso: quão difícil é?

Muitas vezes acontece que um dispositivo utilizado no dia a dia, de grande importância para toda a humanidade, não nos lembra de forma alguma o seu criador. Mas foi aceso em nossas casas graças ao esforço de pessoas específicas. O seu serviço à humanidade é inestimável – as nossas casas estão cheias de luz e calor. A história abaixo apresentará esta grande invenção e os nomes daqueles a quem ela está associada.

Quanto a este último, dois nomes podem ser notados - Alexander Lodygin e Thomas Edison. Embora o mérito do cientista russo tenha sido muito grande, a palma pertence ao inventor americano. Portanto, falaremos brevemente sobre Lodygin e nos deteremos detalhadamente nas conquistas de Edison. A história das lâmpadas incandescentes está associada aos seus nomes. Dizem que Edison passou muito tempo comprando lâmpadas. Ele teve que realizar cerca de 2 mil experimentos antes que o projeto familiar a todos nós nascesse.

Invenção feita por Alexander Lodygin

A história das lâmpadas incandescentes é muito semelhante à história de outras invenções fabricadas na Rússia. Alexander Lodygin, um cientista russo, conseguiu fazer brilhar uma barra de carbono em um recipiente de vidro do qual o ar havia sido bombeado. A história da criação da lâmpada incandescente começa em 1872, quando conseguiu fazê-lo. Alexander recebeu uma patente para a lâmpada incandescente elétrica de carbono em 1874. Um pouco mais tarde, ele propôs substituir a barra de carbono por tungstênio. A parte de tungstênio ainda é utilizada em lâmpadas incandescentes.

O mérito de Thomas Edison

No entanto, foi o inventor americano quem conseguiu criar um modelo durável, confiável e barato em 1878. Além disso, conseguiu organizar sua produção. Suas primeiras lâmpadas usavam aparas carbonizadas feitas de bambu japonês como filamento. Os filamentos de tungstênio que conhecemos apareceram muito mais tarde. Eles começaram a ser utilizados por iniciativa de Lodygin, o engenheiro russo mencionado acima. Se não fosse por ele, quem sabe como a história das lâmpadas incandescentes teria se desenvolvido nos anos seguintes.

Mentalidade do Edison americano

Significativamente diferente do russo. O cidadão americano Thomas Edison tinha tudo a seu favor. Curiosamente, enquanto pensava em como tornar a fita telegráfica mais durável, esse cientista inventou o papel encerado. Este papel foi então usado como embalagem de doces. Sete séculos de história ocidental precederam a invenção de Edison, e não tanto pelo desenvolvimento do pensamento técnico, mas pela formação gradual de uma atitude ativa perante a vida entre as pessoas. Muitos cientistas talentosos perseguiram persistentemente esta invenção. A história da origem da lâmpada incandescente está ligada, em particular, ao nome Faraday. Ele criou obras fundamentais sobre física, sem o apoio das quais a invenção de Edison dificilmente teria sido viável.

Outras invenções feitas por Edison

Thomas Edison nasceu em 1847 em Port Heron, uma pequena cidade americana. O fato de o jovem inventor ter a capacidade de encontrar instantaneamente investidores para suas ideias, mesmo as mais ousadas, desempenhou um papel importante na autorrealização de Thomas. E eles estavam dispostos a arriscar somas consideráveis. Por exemplo, ainda adolescente, Edison decidiu imprimir um jornal em um trem enquanto ele estava em movimento e depois vendê-lo aos passageiros. E as notícias do jornal deveriam ser coletadas logo nos pontos de ônibus. Houve imediatamente pessoas que emprestaram dinheiro para comprar uma pequena impressora, bem como aqueles que deixaram Edison entrar no vagão de bagagem com esta impressora.

As invenções anteriores a Thomas Edison foram feitas por cientistas e foram um subproduto das descobertas que fizeram, ou por profissionais que aperfeiçoaram aquilo com que tinham de trabalhar. Foi Edison quem fez da invenção uma profissão separada. Ele tinha muitas ideias, e quase cada uma delas se tornou um germe para as subsequentes, que exigiram maior desenvolvimento. Thomas, ao longo de sua longa vida, não se importou com seu conforto pessoal. Sabe-se que quando visitou a Europa, já no auge da fama, ficou decepcionado com a preguiça e a petulância dos inventores europeus.

Foi difícil encontrar uma área em que Thomas não tivesse feito um avanço. Estima-se que este cientista fez cerca de 40 grandes descobertas todos os anos. No total, Edison recebeu 1.092 patentes.

O espírito do capitalismo americano empurrou Thomas Edison para cima. Ele conseguiu ficar rico aos 22 anos, quando criou um “ticker” de cotação para a Bolsa de Valores de Boston. No entanto, a invenção mais importante de Edison foi a criação da lâmpada incandescente. Com sua ajuda, Thomas conseguiu eletrificar toda a América e depois o mundo inteiro.

Construção da usina e os primeiros consumidores de energia elétrica

A história da lâmpada começa com a construção de uma pequena usina. O cientista construiu em seu Menlo Park. Ela deveria atender às necessidades de seu laboratório. No entanto, a energia resultante acabou sendo maior do que o necessário. Então Edison começou a vender o excedente aos agricultores vizinhos. É pouco provável que estas pessoas tenham percebido que se tinham tornado os primeiros consumidores pagantes de electricidade no mundo. Edison nunca aspirou ser empresário, mas quando precisou de algo para seu trabalho, abriu uma pequena unidade de produção em Menlo Park, que mais tarde cresceu até atingir um tamanho grande e seguiu seu próprio caminho de desenvolvimento.

História de mudanças no design de lâmpadas incandescentes

Uma lâmpada elétrica incandescente é uma fonte de luz onde ocorre a conversão de energia elétrica em luz devido à incandescência de um condutor refratário por corrente elétrica. A energia luminosa foi produzida desta forma pela primeira vez, passando a corrente através de uma barra de carbono. Esta haste foi colocada em um recipiente do qual o ar havia sido previamente bombeado. Thomas Edison em 1879 criou um design mais ou menos durável usando filamento de carbono. No entanto, há uma longa história do aparecimento da lâmpada incandescente em sua forma moderna. Como corpo incandescente em 1898-1908. tentaram usar diferentes metais (tântalo, tungstênio, ósmio). O filamento de tungstênio, disposto em zigue-zague, é usado desde 1909. As lâmpadas incandescentes começaram a ser abastecidas em 1912-13. (criptônio e argônio), bem como nitrogênio. Ao mesmo tempo, o filamento de tungstênio começou a ser feito em forma de espiral.

A história do desenvolvimento da lâmpada incandescente é ainda marcada pelo seu aperfeiçoamento através da melhoria da eficiência luminosa. Isso foi feito aumentando a temperatura do corpo do filamento. A vida útil da lâmpada foi mantida. Preenchê-lo com gases inertes de alto peso molecular com adição de halogênio levou à diminuição da contaminação do frasco com partículas de tungstênio pulverizadas em seu interior. Além disso, reduziu a taxa de sua evaporação. A utilização de um filamento em forma de bi-espiral e tri-espiral levou a uma redução na perda de calor através do gás.

Esta é a história da invenção da lâmpada incandescente. Certamente você terá interesse em saber quais são suas diferentes variedades.

Variedades modernas de lâmpadas incandescentes

Muitos tipos de lâmpadas elétricas consistem em certas peças semelhantes. Eles variam em forma e tamanho. Um corpo de filamento (ou seja, uma espiral de tungstênio) é fixado a uma haste de metal ou vidro dentro do frasco por meio de suportes feitos de fio de molibdênio. As extremidades da espiral são fixadas nas extremidades das entradas. Para criar uma conexão estanque ao vácuo com uma lâmina de vidro, a parte central das entradas é feita de molibdênio ou platina. O bulbo da lâmpada é preenchido com gás inerte durante o tratamento a vácuo. Em seguida, a haste é soldada e um bico é formado. A lâmpada está equipada com uma base para montagem no soquete e proteção do nariz. Ele é preso ao frasco com mastique de fixação.

Aparência de lâmpadas

Hoje, existem muitas lâmpadas incandescentes, que podem ser divididas por áreas de aplicação (para faróis de automóveis, uso geral, etc.), pelas propriedades luminosas de sua lâmpada ou pela forma estrutural (decorativa, espelhada, com revestimento difusor, etc. .), bem como pela forma que possui o corpo do filamento (com bi-espiral, com espiral plana, etc.). Quanto às dimensões, existem grandes, normais, pequenos, miniaturas e subminiaturas. Por exemplo, estes últimos incluem lâmpadas com comprimento inferior a 10 mm e cujo diâmetro não excede 6 mm. Já os de grande porte incluem aqueles cujo comprimento é superior a 175 mm e cujo diâmetro é de pelo menos 80 mm.

Potência da lâmpada e vida útil

As lâmpadas incandescentes modernas podem operar em tensões que variam de frações de uma unidade a várias centenas de volts. Seu poder pode chegar a dezenas de quilowatts. Se você aumentar a tensão em 1%, o fluxo luminoso aumentará em 4%. No entanto, isso reduzirá a vida útil em 15%. Se você ligar a lâmpada por um curto período de tempo em uma tensão que exceda a tensão nominal em 15%, ela será danificada. É por isso que os picos de tensão muitas vezes fazem com que as lâmpadas queimem. Sua vida útil varia de cinco horas a mil ou mais. Por exemplo, os faróis dos aviões são projetados para um curto período de tempo, mas os de transporte podem funcionar por muito tempo. Neste último caso, deverão ser instalados em locais que permitam fácil substituição. Hoje, a eficiência luminosa das lâmpadas depende da tensão, do design, do tempo de queima e da potência. É cerca de 10-35 lm/W.

Lâmpadas incandescentes hoje

As lâmpadas incandescentes, em termos de eficiência luminosa, são certamente inferiores às fontes de luz alimentadas a gás (lâmpada fluorescente). No entanto, eles são mais fáceis de usar. As lâmpadas incandescentes não requerem acessórios complexos ou dispositivos de partida. Praticamente não há restrições de potência e tensão para eles. O mundo hoje produz cerca de 10 bilhões de lâmpadas todos os anos. E o número de suas variedades ultrapassa 2 mil.

Lâmpadas de LED

A história da origem da lâmpada já foi escrita, mas a história do desenvolvimento desta invenção ainda não foi concluída. Novas variedades estão surgindo e se tornando cada vez mais populares. Estamos falando principalmente de lâmpadas LED (uma delas é mostrada na foto acima). Eles também são conhecidos como economia de energia. Essas lâmpadas têm uma emissão de luz 10 vezes maior que a das lâmpadas incandescentes. No entanto, eles têm uma desvantagem - a fonte de alimentação deve ser de baixa tensão.

Há muita conversa e controvérsia infundada em torno deste assunto. Quem inventou a lâmpada incandescente? Alguns afirmam que este é Lodygin, outros que é Edison. Mas tudo é muito mais complicado, vejamos a cronologia dos acontecimentos históricos.

Existem muitos métodos para transformar energia elétrica em luz. Estas incluem lâmpadas com princípio de funcionamento de arco, descarga de gás e aquelas em que a fonte de luminescência é um filamento de aquecimento. Na verdade, uma lâmpada incandescente também pode ser considerada uma fonte de luz artificial, pois seu funcionamento utiliza o efeito de um condutor aquecido por onde passa a corrente. O elemento aquecido é geralmente uma espiral de metal ou um filamento de carbono. Além do condutor, o design da lâmpada inclui uma lâmpada, um condutor de corrente, um fusível e uma base. Porém, já sabemos de tudo isso agora. Mas não faz muito tempo, houve um tempo em que vários cientistas realizavam desenvolvimentos simultâneos no campo das fontes de luz artificial e competiam pelo título de inventor da lâmpada.

Linha do tempo da invenção

Lendo todo o artigo abaixo, é muito conveniente olhar esta tabela:

1802	Arco elétrico de Vasily Petrov.
1808	Humphry Davy descreveu um arco elétrico entre duas hastes de carbono, criando a primeira lâmpada.
1838	O inventor belga Jobart criou a primeira lâmpada incandescente com núcleo de carbono.
1840	Warren de la Rue criou a primeira lâmpada com filamento de platina.
1841	O inglês Frederic de Moleyn patenteou uma lâmpada com filamento de platina e enchimento de carbono.
1845	King substituiu o elemento platina por carbono.
1845	O alemão Heinrich Goebel criou o protótipo da lâmpada moderna.
1860	O inglês Joseph Swan (Swan) recebeu a patente de uma lâmpada com papel carbono.
1874	Alexander Nikolaevich Lodygin patenteou uma lâmpada com haste de carbono.
1875	Vasily Didrikhson melhorou a lâmpada de Lodygin.
1876	Pavel Nikolaevich Yablochkov criou uma lâmpada de caulim.
1878	O inventor inglês Joseph Wilson Swan patenteou uma lâmpada de fibra de carbono.
1879	O americano Thomas Edison patenteou sua lâmpada com filamento de platina.
1890	Lodygin cria lâmpadas com filamentos incandescentes de tungstênio e molibdênio.
1904	Sandor Just e Franjo Hanaman patentearam uma lâmpada com filamento de tungstênio.
1906	Lodygin lançou a produção de lâmpadas nos EUA.
1910	William David Coolidge aperfeiçoou o método de produção de filamentos de tungstênio.

Se você quiser realmente entender, recomendamos fortemente a leitura do artigo inteiro.

As primeiras conversões de energia em luz

No século XVIII ocorreu uma descoberta significativa, que marcou o início de uma enorme série de invenções. Uma corrente elétrica foi detectada. Na virada do século seguinte, o cientista italiano Luigi Galvani inventou um método para produzir corrente elétrica a partir de produtos químicos - uma coluna voltaica ou célula galvânica. Já em 1802, o físico Vasily Petrov descobriu o arco elétrico e propôs usá-lo como dispositivo de iluminação. Quatro anos depois, a Royal Society viu a lâmpada elétrica de Humphry Davy; ela iluminava a sala devido às faíscas entre as barras de carvão. As primeiras lâmpadas de arco eram muito brilhantes e caras, tornando-as inadequadas para o uso diário.

Lâmpada incandescente: protótipos

O primeiro desenvolvimento de lâmpadas incandescentes começou em meados do século XIX. Então, em 1838 Em 1999, o inventor belga Jobart apresentou o projeto de uma lâmpada incandescente com núcleo de carbono. Embora o tempo de funcionamento deste dispositivo não tenha ultrapassado meia hora, foi uma prova do progresso tecnológico nesta área. EM 1840 No mesmo ano, Warren de la Rue, astrônomo inglês, produziu uma lâmpada com espiral de platina, a primeira lâmpada da história da engenharia elétrica com elemento incandescente em forma de espiral. O inventor passou uma corrente elétrica através de um tubo de vácuo contendo uma bobina de fio de platina. Como resultado do aquecimento, a platina emitia um brilho intenso, e a quase total ausência de ar possibilitava o uso do aparelho em quaisquer condições de temperatura. Devido ao alto custo da platina, era ilógico utilizar tal lâmpada para fins comerciais, mesmo levando em consideração sua eficiência. Porém, mais tarde foi a amostra desta lâmpada que passou a ser considerada a ancestral das demais lâmpadas incandescentes. Warren de la Rue várias décadas depois (em 1860 -x) começou a estudar ativamente o fenômeno do brilho por descarga de gás sob a influência da corrente.

EM 1841 Em 2010, o inglês Frederick de Moleyn patenteou lâmpadas, que eram frascos com filamento de platina preenchidos com carbono. No entanto, seus testes com condutores em 1844 não tiveram sucesso. Isto foi devido ao rápido derretimento do filamento de platina. Em 1845, outro cientista, King, substituiu elementos incandescentes de platina por bastões de carbono e recebeu a patente de sua invenção. Nesses mesmos anos, no exterior, nos EUA, John Starr patenteou uma lâmpada com esfera de vácuo e queimador de carbono.

EM 1854 No ano de 2010, o relojoeiro alemão Heinrich Goebel surgiu com um aparelho que é considerado o protótipo das lâmpadas modernas. Ele demonstrou isso em uma exposição elétrica nos EUA. Era uma lâmpada incandescente a vácuo verdadeiramente adequada para uso em uma ampla variedade de condições. Como fonte de luz, Heinrich sugeriu usar um fio de bambu carbonizado. Em vez do frasco, o cientista pegou frascos simples de água de toalete. O vácuo neles foi criado adicionando e despejando mercúrio do frasco. A desvantagem da invenção era a sua fragilidade excessiva e o tempo de operação de apenas algumas horas. Durante os anos de sua ativa vida de pesquisa, Goebel não conseguiu o devido reconhecimento na sociedade, mas aos 75 anos foi nomeado o inventor da primeira lâmpada incandescente prática baseada em filamento de carbono. Aliás, foi Goebel quem primeiro usou divisórias de iluminação para fins publicitários: ele andou por Nova York em uma carroça decorada com lâmpadas. Na cadeira de rodas foi instalado um telescópio que atraiu a atenção de longe, através do qual o cientista lhe permitiu observar o céu estrelado mediante pagamento.

Primeiros resultados

Os resultados mais eficazes na produção de uma lâmpada de vácuo foram alcançados pelo famoso químico e físico inglês Joseph Swan (Swan). EM 1860 ano ele recebeu uma patente para sua invenção, embora a lâmpada não tenha funcionado por muito tempo. Isso se deveu ao uso de papel carbono - ele rapidamente se transformou em migalhas após a queima.

Em meados dos anos 70. No século XIX, paralelamente a Swan, um cientista russo também patenteou diversas invenções. O notável cientista e engenheiro Alexander Lodygin inventou em 1874 ano, uma lâmpada de incandescência na qual uma haste de carbono era usada para aquecimento. Ele começou experimentos no estudo de dispositivos de iluminação em 1872, enquanto estava em São Petersburgo. Como resultado, graças ao banqueiro Kozlov, foi fundada uma empresa para a operação de lâmpadas a carvão. Por sua invenção, o cientista recebeu um prêmio da Academia de Ciências. Essas lâmpadas começaram imediatamente a ser utilizadas para iluminação pública e no prédio do Almirantado.

Alexander Nikolaevich Lodygin

Lodygin também foi o primeiro a ter a ideia de usar fios de tungstênio ou molibdênio torcidos em espiral. PARA 1890 -m. Lodygin possuía vários tipos de lâmpadas com filamentos incandescentes feitos de diversos metais. Ele sugeriu bombear o ar da lâmpada para que o processo de oxidação ocorresse mais lentamente, o que significa que a vida útil da lâmpada seria mais longa. A primeira lâmpada comercial com filamento espiral de tungstênio na América foi posteriormente produzida precisamente de acordo com a patente de Lodygin. Ele até inventou lâmpadas a gás cheias de filamento de carbono e nitrogênio.

Idéia de Lodygin 1875 ano foi melhorado por outro inventor mecânico russo, Vasily Didrikhson. Ele fez carvão carbonizando cilindros de madeira em cadinhos de grafite. Foi ele o primeiro a conseguir bombear o ar e instalar mais de um filamento em uma lâmpada para que quando ela queimasse pudesse ser substituída. Essa lâmpada foi produzida sob a liderança de Kohn e foi usada para iluminar uma grande loja de lingerie e caixões subaquáticos durante a construção de uma ponte em São Petersburgo. Em 1876, a lâmpada foi melhorada por Nikolai Pavlovich Bulygin. O cientista aqueceu apenas uma das pontas do carvão, que saía constantemente durante o processo de queima. No entanto, o dispositivo era complexo e caro.

EM 1875-76 obg. O engenheiro elétrico Pavel Yablochkov, ao criar uma vela elétrica, descobriu que o caulim (um tipo de argila branca) conduz bem a eletricidade quando exposto a altas temperaturas. Ele inventou uma lâmpada de caulim com filamento feito de material apropriado. Um diferencial desta lâmpada é o fato de que para seu funcionamento não foi necessário colocar um filamento de caulim em uma garrafa térmica - ela permaneceu operacional quando em contato com o ar. A criação da lâmpada foi precedida pelo longo trabalho do cientista com lâmpadas de arco em Paris. Um dia, Yablochkov visitou um café local e, observando o garçom arrumando os talheres, teve uma nova ideia. Ele decidiu colocar os eletrodos de carbono paralelos entre si, e não horizontalmente. Havia, no entanto, o perigo de que não só o arco queimasse, mas também os grampos condutores. O dilema foi resolvido com a adição de um isolador, que queimava gradativamente após os eletrodos. A argila branca tornou-se esse isolante. Para fazer a lâmpada acender, um jumper de carbono foi colocado entre os eletrodos, e a combustão desigual dos próprios eletrodos foi minimizada pelo uso de um gerador de corrente alternada.

Yablochkov demonstrou sua invenção em uma exposição de tecnologia em Londres, em 1876 ano. Um ano depois, um dos franceses, Deneyrouz, criou uma sociedade anônima para estudar as tecnologias de iluminação de Yablochkov. O próprio cientista tinha pouca fé no futuro das lâmpadas incandescentes, mas as velas elétricas de Yablochkov eram extremamente populares. O sucesso foi garantido não só pelo preço baixo, mas também pela duração da queima de 1,5 horas. Graças a esta invenção, as lanternas substituíram as velas e as ruas começaram a ficar muito melhor iluminadas. É verdade que a desvantagem de tais velas era a presença apenas de um fluxo variável de luz. Um pouco mais tarde, um físico alemão, Walter Nernst, desenvolveu uma lâmpada com o mesmo princípio, mas fez o filamento de magnésia. A lâmpada só foi acesa após o aquecimento do filamento, para o qual utilizaram primeiro fósforos e depois aquecedores elétricos.

A luta pelas patentes

No final da década de 1870. O destacado engenheiro e inventor Thomas Edison, que morou nos EUA, iniciou suas atividades de pesquisa. No processo de criação da lâmpada, ele experimentou diferentes metais para os filamentos. Inicialmente, o cientista acreditava que o problema das lâmpadas poderia ser resolvido desligando-as automaticamente em altas temperaturas. Mas essa ideia não funcionou, já que desligar constantemente a lâmpada fria só resultava em radiação tremeluzente intermitente. Existe uma versão que no final dos anos 70. O tenente da Marinha Russa Khotinsky trouxe várias lâmpadas incandescentes de Lodygin e as mostrou a Edison, o que influenciou seu desenvolvimento posterior.

Não parando com suas conquistas na Inglaterra, Joseph Swan, já conhecido no meio científico da época, patenteou uma lâmpada de fibra de carbono em 1878. Foi colocado em uma atmosfera rarefeita com oxigênio, então a luz saiu muito forte. Dentro de um ano, a iluminação elétrica apareceu na maioria das casas na Inglaterra.

Thomas Alva Edison

Enquanto isso, Thomas Edison contratou Francis Upton para trabalhar em seu laboratório. Junto com ele, os materiais começaram a ser testados com mais precisão e a atenção se concentrou nas deficiências das patentes anteriores. Em 1879, Edison patenteou uma lâmpada com base de platina e, um ano depois, o cientista criou uma lâmpada com fibra de carbono e funcionamento ininterrupto por 40 horas. Durante seu trabalho, o americano realizou 1,5 mil testes e também conseguiu criar uma chave rotativa do tipo doméstico. Thomas Edison, em princípio, não fez nenhuma alteração na lâmpada de Lodygin. Uma grande proporção do ar foi simplesmente bombeada para fora de sua esfera de vidro com um fio de carbono. Mais importante ainda, o cientista americano desenvolveu um supersistema para uma lâmpada, inventou uma base de parafuso, um soquete e fusíveis e, posteriormente, organizou a produção em massa.

Novas fontes de luz foram capazes de substituir as de gás, e a própria invenção foi chamada de lâmpada Edison-Swan por algum tempo. Em 1880, Thomas estabeleceu o valor mais preciso do vácuo, que criou o espaço sem ar mais estável. O ar foi bombeado para fora da lâmpada usando uma bomba de mercúrio.

No final de 1880, as fibras de bambu nas lâmpadas podiam queimar por cerca de 600 horas. Este material do Japão foi reconhecido como o melhor componente de carbono orgânico. Como os fios de bambu eram muito caros, Edison propôs fabricá-los a partir de fibras de algodão processadas de maneira especial. As primeiras empresas a construir grandes sistemas elétricos foram criadas em Nova Iorque em 1882. Durante este período, Edison até processou Swan por violação de direitos autorais. Mas no final, os cientistas criaram a empresa conjunta Edison-Swan United, que rapidamente se tornou líder mundial na produção de lâmpadas.

Durante sua vida, Thomas Edison conseguiu obter 1.093 patentes. Entre suas invenções famosas estão o fonógrafo, o cinetoscópio e o transmissor telefônico. Certa vez lhe perguntaram se era uma pena errar 2 mil vezes antes de criar uma lâmpada. O cientista respondeu: “Não me enganei, mas descobri 1.999 maneiras de não fazer lâmpada”.

Filamentos metálicos

No final da década de 1890. Novas lâmpadas começaram a aparecer. Assim, Walter Nernst propôs fazer filamentos a partir de uma liga especial, que incluía óxidos de magnésio, ítrio, tório e zircônio. Na lâmpada Auer (Karl Auer von Welsbach, República da Áustria) o emissor de luz era um filamento de ósmio, e na lâmpada de Bolton e Feuerlein era um filamento de tântalo. Em 1890, Alexander Lodygin patenteou uma lâmpada incandescente que usava um filamento de tungstênio de aquecimento rápido (vários metais refratários foram usados, mas de acordo com resultados de pesquisas, o tungstênio teve o melhor desempenho). Vale ressaltar que 16 anos depois ele vendeu todos os direitos de sua invenção revolucionária para a gigante industrial General Electric, empresa fundada pelo grande Thomas Edison.

Porém, na história da engenharia elétrica existem duas patentes conhecidas para uma lâmpada de tungstênio - em 1904, a dupla de cientistas Sandor Just e Franjo Hanaman registrou uma invenção semelhante à de Lodygin. Um ano depois, a Áustria-Hungria iniciou a produção em massa destas lâmpadas. Mais tarde, a General Electric começou a produzir lâmpadas com gases inertes. Um cientista desta organização, Irving Langmuir, em 1909 conseguiu modernizar a invenção de Lodygin adicionando argônio a ela para prolongar sua vida útil e aumentar a produção de luz.

Em 1910, William Coolidge aprimorou os processos de produção industrial de filamentos de tungstênio, após o que se iniciou a produção de lâmpadas não só com um elemento incandescente em forma de espiral, mas também em forma de zigue-zague, espiral dupla e tripla.

Outras invenções

• Desde a criação dos primeiros dispositivos de iluminação elétrica, as propriedades das lâmpadas de descarga de gás têm sido constantemente estudadas, mas até o início do século 20 os cientistas demonstravam pouco interesse por elas. Um exemplo é o facto de os primeiros protótipos primitivos de lâmpadas de mercúrio terem sido construídos na Grã-Bretanha na década de 1860, mas foi apenas em 1901 que Peter Hewitt inventou a lâmpada de mercúrio de baixa pressão. Cinco anos depois, análogos de alta pressão entraram em produção. E em 1911, Georges Claudi, engenheiro químico francês, mostrou ao mundo uma lâmpada neon, que imediatamente se tornou o centro das atenções de todos os anunciantes.
• Nas décadas de 1920-40. Foram inventadas lâmpadas de sódio, fluorescentes e de xenônio. Alguns deles começaram a ser produzidos em massa até mesmo para o uso diário. Hoje são conhecidas cerca de 2 mil variedades de fontes de luz.
• Na URSS, o nome coloquial para uma lâmpada incandescente tornou-se a frase “lâmpada de Ilyich”. Foi esta expressão que se tornou nativa dos camponeses e colcosianos durante a época da electrificação universal. Em 1920, Vladimir Lenin visitou uma das aldeias para lançar uma usina e foi aí que surgiu a expressão popular. No entanto, inicialmente esta expressão foi utilizada para se referir a um plano de electrificação da agricultura, cidades e aldeias. A lâmpada de Ilyich era um soquete, suspenso livremente por um fio no teto e pendurado sem sombra. O design do cartucho também incluía um interruptor e a fiação era colocada abertamente ao longo das paredes.
• As lâmpadas LED foram desenvolvidas na década de 60. para fins industriais. Eles tinham pouca energia e não conseguiam iluminar a área adequadamente. Porém, hoje essa direção é considerada a mais promissora.
• Em 1983, surgiram as lâmpadas fluorescentes compactas. A sua invenção foi especialmente importante no contexto da necessidade de poupar energia. Além disso, eles não requerem equipamento de partida adicional e cabem em soquetes de lâmpadas incandescentes padrão.
• Há pouco tempo, duas empresas americanas criaram lâmpadas fluorescentes para consumidores com capacidade de purificar o ar e remover odores desagradáveis. Sua superfície é revestida com dióxido de titânio que, quando irradiado, desencadeia uma reação fotocatalítica.

Vídeo sobre como as lâmpadas incandescentes são fabricadas em fábricas antigas.