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As lâmpadas incandescentes não são as lâmpadas com maior eficiência energética, mas são as originais e, na maior parte do século 20, foram as únicas disponíveis comercialmente. As lâmpadas incandescentes produzem luz por aquecimento resistivo de um filamento encerrado em um recipiente de vidro sem oxigênio. Antes de Thomas Edison produzir a primeira lâmpada comercialmente viável, outras pessoas trabalhavam no design há mais de 40 anos, e o desenvolvimento continuou durante o início do século XX.
A primeira lâmpada
Embora o nome de Thomas Edisons tenha se tornado quase sinônimo da invenção da lâmpada, ele não foi a primeira pessoa a desenvolver uma. O químico e inventor britânico Humphry Davy foi a primeira pessoa a conectar os fios à bateria e fazer o filamento brilhar. Em 1841, Frederick de Moleyns produziu a primeira lâmpada, colocando um filamento de platina dentro de um tubo de vidro evacuado e passando eletricidade através do filamento. Edison e o inglês Joseph Swan produziram simultaneamente lâmpadas que duraram mais de alguns minutos. A lâmpada de Edison foi mais bem-sucedida porque ele criou um vácuo completo dentro da lâmpada e usou um filamento melhor.
Os Filamentos, a Coisa
Edison experimentou muitos materiais antes de começar a usar um fio de bambu carbonizado como filamento. Ele aderiu o fio aos terminais elétricos com pasta de carbono. Swan, por outro lado, fez seus filamentos a partir do quadro de Bristol, que é papel carbonizado. Durou apenas algumas horas, enquanto os filamentos da Edison duraram 600 horas ou mais. Os filamentos metálicos foram introduzidos em 1902, e o tântalo foi o material escolhido até William D. Coolidge descobrir como fabricar tungstênio dúctil em 1908. Os fios enrolados em tungstênio tornavam as lâmpadas mais brilhantes do que nunca, e continuam a ser o padrão para lâmpadas incandescentes. filamentos.
Dentro do recipiente de vidro
O filamento queima em um ambiente rico em oxigênio, por isso é importante eliminar esse gás de dentro da lâmpada. De Moleyns e Swan conseguiram criar aspiradores parciais, mas Edison criou um verdadeiro vácuo aquecendo a lâmpada antes de bombear o ar. Manter um vácuo na lâmpada a torna frágil. Cinco anos antes de Edison fabricar sua primeira lâmpada de longa duração, os canadenses Henry Woodward e Matthew Evans haviam patenteado lâmpadas cheias de nitrogênio. Irving Langmuir, um engenheiro da General Electric, introduziu a idéia de encher as lâmpadas com uma mistura de argônio e nitrogênio em 1908. Esses gases igualam a pressão de vapor dentro e fora da lâmpada, e o argônio impede que o filamento de tungstênio se esgote. As lâmpadas modernas contêm principalmente argônio.
Outros recursos importantes
A primeira lâmpada fabricada por Edison tinha um par de pinos terminais na base, mas mais tarde ele desenvolveu o parafuso Edison, que é a base de parafuso familiar existente nas lâmpadas modernas. O irmão de Joseph Swans, Alfred, introduziu o material de isolamento de vidro que reveste o interior desta base de parafusos em 1887. Além de introduzir a idéia de encher as lâmpadas com gases inertes, Langmuir também desenvolveu o filamento em espiral, e a Toshiba Corporation aprimorou seu design introduzindo o duplo filamento enrolado em 1921. Ao revestir o vidro dentro da lâmpada com sílica branca em pó para difundir a luz, Marvin Pipkin criou a lâmpada incandescente de "luz suave" em 1947.