Una lampada ad incandescenza è una sorgente luminosa costituita da un recipiente trasparente sottovuoto che può essere riempito con un gas inerte e un corpo incandescente posto al suo interno. Tale lampada emette luce visibile a causa del riscaldamento da parte di una corrente elettrica del corpo incandescente, che, di regola, è una spirale in leghe di tungsteno.
Lampade ad arco
Il capostipite della lampada a incandescenza può essere considerato lampade ad arco, che sono apparse un po' prima. La fonte di luce in tali lampade era il fenomeno dell'arco voltaico. Si ritiene che il primo ad osservare questo fenomeno sia stato lo scienziato russo Vasily Petrov nel 1803. Per ottenere un arco voltaico, usò una grande batteria di celle e 2 bastoncini di carbone. Dopo aver fatto passare una corrente attraverso le aste, collegò le loro estremità e le allontanò, ricevendo un arco. Nel 1810, il fisico inglese Devi fece lo stesso. Entrambi gli scienziati hanno scritto articoli scientifici in cui hanno sostenuto che l'arco voltaico potrebbe avere applicazioni pratiche per scopi di illuminazione.
Le lampade ad arco a base di carbone avevano seri inconvenienti: le aste si bruciavano molto rapidamente, dovevano essere costantemente spostate l'una verso l'altra mentre bruciavano. Nonostante ciò, molti scienziati hanno continuato a lavorare sul miglioramento delle lampade ad arco, ma non sono riusciti a eliminare completamente gli svantaggi inerenti alle lampade ad arco.
Lampade ad incandescenza
Si ritiene che la prima lampada a incandescenza sia stata realizzata nel 1809 dallo scienziato Delarue; il filo di platino divenne il corpo incandescente di quella lampada. La lampada si è rivelata poco pratica e di breve durata, quindi è stata rapidamente dimenticata. Il passo successivo nella distribuzione capillare delle lampade a incandescenza fu un brevetto per una lampada a incandescenza, ottenuto dall'inventore russo Lodygin nel 1874. Questa lampada consisteva in un recipiente evacuato con un corpo incandescente sotto forma di una sottile bacchetta di carbonio del rotore. Ma questa lampada era ancora molto lontana dall'essere perfetta, sebbene ricevesse poco uso pratico.
Ciò continuò fino a quando il famoso e talentuoso inventore americano Edison si unì al processo a metà degli anni 1870. L'inventore si mise al lavoro con il suo solito mirino. Alla ricerca del materiale più ottimale per il filo, sono stati testati più di 6.000 diversi composti e sostanze, su cui è stata spesa un'enorme somma di 100 mila dollari in quel momento. Come risultato degli esperimenti, si stabilì su un filo di fibre di bambù carbonizzate e fece sulla base diverse dozzine di lampade.
Ma le lampade che utilizzavano filamenti di bambù erano molto costose da produrre, quindi la ricerca continuò. Nella versione finale, la lampada ad incandescenza era composta da: una calotta in vetro evacuata, nella quale era posto tra due elettrodi di platino un filamento a base di cotone ottenuto mediante complesse operazioni, il tutto era posto su una base con contatti. La produzione di tali lampade era molto complicata e costosa, il che non ha impedito a Edison di produrle per diversi decenni.
Per tutto questo tempo, Lodygin continuò il suo lavoro, grazie al quale, negli anni 1890, riuscì a inventare e brevettare diversi tipi di lampade, in cui i filamenti di metalli refrattari diventavano corpi incandescenti. Nel 1906 vendette un brevetto per un filamento di tungsteno alla società americana General Electric e costruì un impianto negli Stati Uniti per la produzione elettrochimica di titanio, cromo e tungsteno. Il brevetto venduto è di uso limitato a causa dell'alto costo del tungsteno.
Nel 1909, Irving Langmuir, specialista nel campo della tecnologia del vuoto di General Electric, introducendo gas nobili pesanti nelle boccette, aumenta la durata delle lampade. Nel 1910, il filamento di tungsteno, grazie all'invenzione di un metodo di fabbricazione migliorato di William D. Coolidge, soppianta tutti gli altri tipi di filamenti. Le lampade a incandescenza sono ampiamente utilizzate nella pratica, che è sopravvissuta fino ad oggi.
