Op 27 januari 1880 kreeg Thomas Alva Edison een patent op de elektrische gloeilamp en voor het eerst in de menselijke geschiedenis kon de mens de nacht veroveren met de omslag van een schakelaar. Hoewel er meer dan honderd jaar zijn verstreken sinds die dag, lijken moderne gloeilampen erg op het baanbrekende model van Edison. Dezelfde basisformule geldt voor beide; Isoleer een gloeidraad van zuurstof en leid elektrische stroom erdoorheen om licht te produceren.

Weerstand en gloeiing

Hoewel het in het begin lijkt alsof stroom moeiteloos door een geleider stroomt, in de overgrote meerderheid van omstandigheden is dit niet het geval. Bijna alle geleidende materialen vormen een soort belemmering voor de stroomstroming, een eigenschap die 'elektrische weerstand' wordt genoemd. Wanneer elektriciteit door een typische geleider stroomt, is een deel van zijn energie nodig om de weerstand van het materiaal te overwinnen. Dientengevolge warmt de geleider op, soms dramatisch.

Dat is het geval bij gloeiing, het fenomeen dat wordt gebruikt om licht van elektriciteit te produceren. Wanneer een materiaal een voldoende temperatuur bereikt, begint het fotonen uit te zenden, die door het menselijk oog als licht worden waargenomen. Door een materiaal met een hoge elektrische weerstand te kiezen en vervolgens voldoende stroom aan te leggen, kan voldoende warmte in de geleider worden geproduceerd om te resulteren in gloeiing en dus licht.

De mechanica van licht maken

Alle gloeilampen zijn in wezen een gespecialiseerd elektrisch circuit. Stroom vloeit aan de ene kant naar de lamp, produceert licht en stroomt terug uit de andere. De gloeidraad, het stukje draad dat je kunt zien als je in een onverlichte gloeilamp kijkt, is eigenlijk niets meer dan een deel van dit circuit dat een hoge elektrische weerstand heeft. De gloeilamp van Edison gebruikte een verkoold stuk bamboe als een gloeidraad, terwijl de meeste van zijn modellen een metaaldraad gebruikten, en een innovatie die zijn lampen een levensduur van meer dan duizend uur gaf.

Echter, een gloeidraad en elektrische stroom alleen zijn niet voldoende om een ​​gloeilamp te maken. Als er voldoende zuurstof in het glas aanwezig is, zou de warmte die in het filament wordt geproduceerd snel tot ontbranding leiden. Om dit te voorkomen, is het nodig om een ​​vacuüm in de lamp zelf te creëren.

De eerste levensvatbare lamp

Edison was niet de eerste uitvinder die het idee voor een gloeilamp ontwikkelde door de methoden die hier worden uiteengezet. Op het moment van zijn octrooiverlening hadden veel van zijn collega's zelfs eigen modellen ontwikkeld die zo verfijnd waren als de zijne. Edison's model kreeg bekendheid niet omdat het de eerste gloeilamp was, maar omdat het de eerste commercieel levensvatbare gloeilamp was. De innovatie van een koolstoffilament samen met superieure methoden om een ​​vacuüm te creëren resulteerde in een model dat voldoende lang meegaat voor praktisch gebruik.