Inhoud
Gloeilampen zijn niet de meest energiezuinige lampen, maar ze zijn de originelen en gedurende het grootste deel van de 20e eeuw waren ze de enige die in de handel verkrijgbaar waren. Gloeilampen produceren licht door resistieve verwarming van een gloeidraad ingesloten in een zuurstofvrije glazen container. Voordat Thomas Edison de eerste commercieel levensvatbare lamp produceerde, werkten andere mensen al meer dan 40 jaar aan het ontwerp en de ontwikkeling ging door in de vroege 20e eeuw.
De eerste gloeilamp
Hoewel de naam van Thomas Edisons bijna synoniem is geworden met de uitvinding van de gloeilamp, was hij niet de eerste die er een ontwikkelde. De Britse chemicus en uitvinder Humphry Davy was de eerste persoon die draden op de batterij aansloot en ervoor zorgde dat een gloeidraad gloeide. In 1841 maakte Frederick de Moleyns de eerste gloeilamp door een platina-gloeidraad in een geëvacueerde glazen buis te plaatsen en elektriciteit door de gloeidraad te leiden. Edison en Engelsman Joseph Swan produceerden tegelijkertijd bollen die langer dan een paar minuten duurden. De lamp van Edisons was succesvoller omdat hij een volledig vacuüm in de lamp creëerde en hij een betere gloeidraad gebruikte.
De filamenten het ding
Edison probeerde veel materialen voordat hij besloot een draad verkoold bamboe te gebruiken als gloeidraad. Hij hechtte de streng aan de elektrische terminals met koolstofpasta. Swan daarentegen maakte zijn filamenten van Bristol-karton, dat is verkoold papier. Het duurde maar een paar uur, terwijl de filamenten van Edisons 600 uur of langer duurden. Metalen filamenten werden geïntroduceerd in 1902 en tantaal was het materiaal bij uitstek totdat William D. Coolidge in 1908 ontdekte hoe ductiel wolfraam te maken. Opgerolde wolfraamdraden maakten de bollen helderder dan ooit tevoren, en ze blijven de standaard voor gloeilampen filamenten.
In de glazen container
De gloeidraad verbrandt in een zuurstofrijke omgeving, dus het is belangrijk om dat gas uit de lamp te verwijderen. De Moleyns en Swan slaagden erin om gedeeltelijke stofzuigers te creëren, maar Edison creëerde een echt vacuüm door de lamp op te warmen voordat hij de lucht eruit pompte. Het handhaven van een vacuüm in de lamp maakt het echter kwetsbaar. Vijf jaar voordat Edison zijn eerste duurzame lamp maakte, hadden de Canadezen Henry Woodward en Matthew Evans gepatenteerde gloeilampen gevuld met stikstof. Irving Langmuir, ingenieur bij General Electric, introduceerde het idee om de bollen in 1908 met een mengsel van argon en stikstof te vullen. Deze gassen vereffenen de dampdruk binnen en buiten de bol en argon voorkomt dat de wolfraamgloeidraad verslijt. Moderne bollen bevatten voornamelijk argon.
Andere belangrijke functies
De eerste lamp die Edison maakte had een paar aansluitklemmen aan de basis, maar hij ontwikkelde later de Edison-schroef, de bekende schroefbasis die op moderne lampen is. Joseph Swans broer Alfred introduceerde het glasisolatiemateriaal dat de binnenkant van deze schroefbasis bekleedt in 1887. Naast het idee om de bollen met inerte gassen te vullen, ontwikkelde Langmuir ook de opgerolde gloeidraad, en Toshiba Corporation verbeterde zijn ontwerp door de dubbele opgerolde gloeidraad in 1921. Door het glas in de lamp te coaten met gepoederd wit silicium om het licht te diffunderen, creëerde Marvin Pipkin de 'zachte licht'-gloeilamp in 1947.