Vsebina
Žarnice z žarnicami niso najbolj energetsko najučinkovitejše, vendar so originalne in so bile večino 20. stoletja edine, ki so bile na voljo v prodaji. Žarnice z žarilno nitko proizvajajo svetlobo z uporovnim segrevanjem žarilne nitke, zaprte v stekleni posodi brez kisika. Preden je Thomas Edison izdelal prvo tržno sposobno žarnico, so se drugi oblikovali že več kot 40 let, razvoj pa se je nadaljeval skozi zgodnje 20. stoletje.
Prva žarnica
Čeprav je ime Thomas Edisons postalo skoraj sinonim za izum žarnice, ni bil prvi, ki ga je razvil. Britanski kemik in izumitelj Humphry Davy je bila prva oseba, ki je žice povezala z baterijo in povzročila, da žarnica žari. Leta 1841 je Frederick de Moleyns izdelal prvo žarnico, tako da je v evakuirano stekleno cev postavil platinasto nitko in skozi žarilno nitko prenesel elektriko. Edison in Anglež Joseph Swan sta hkrati proizvajala žarnice, ki so zdržale dlje kot nekaj minut. Edisonsova žarnica je bila uspešnejša, ker je ustvaril popoln vakuum znotraj žarnice in je uporabil boljše nitke.
Stvar nitk
Edison je preizkusil veliko materialov, preden se je odločil za uporabo niti iz karboniziranega bambusa za filament. Nataknil je pramen na električne sponke z ogljikovo pasto. Swan je na drugi strani svoje nitke izdelal iz Bristolove plošče, ki je karboniziran papir. Trajalo je le nekaj ur, medtem ko so Edisonovi nitki trajali 600 ur ali več. Kovinske nitke so bile uvedene leta 1902, tantal pa je bil izbirni material, dokler William D. Coolidge ni ugotovil, kako narediti duktilni volfram leta 1908. Navojne volframove žice so žarnice naredile svetlejše kot kdaj koli prej, še naprej pa so standard za žarnice z žarilno nitko. nitke.
Znotraj steklene posode
Žarnica izgoreva v okolju, bogatem s kisikom, zato je pomembno, da ta plin izloči znotraj žarnice. De Moleyns in Swan sta uspela ustvariti delni vakuum, Edison pa je ustvaril pravi vakuum s segrevanjem žarnice, preden je izčrpal zrak. Vzdrževanje vakuuma v žarnici pa deluje krhko. Pet let, preden je Edison izdelal svojo prvo dolgotrajno žarnico, sta Kanadčana Henry Woodward in Matthew Evans patentirala žarnice, napolnjene z dušikom. Irving Langmuir, inženir, ki dela za General Electric, je predstavil zamisel o polnjenju žarnic z mešanico argona in dušika leta 1908. Ti plini izenačijo parni tlak znotraj in zunaj žarnice, argon pa preprečuje, da bi se volframova nitka iztrošila. Sodobne žarnice vsebujejo večinoma argon.
Druge pomembne lastnosti
Prva žarnica, ki jo je izdelal Edison, je imela na dnu par končnih zobnikov, vendar je pozneje razvil vijak Edison, ki je znana osnova vijakov, ki je na sodobnih žarnicah. Brat Joseph Swans Alfred je leta 1887 predstavil stekleni izolacijski material, ki sestavlja notranjost te vijačne osnove. Poleg tega, da je uvedel zamisel o polnjenju žarnic z inertnimi plini, je Langmuir razvil tudi zvite nitke, korporacija Toshiba pa je izboljšala svoj dizajn z uvedbo dvojnega zvit filament leta 1921. S prevleko stekla znotraj žarnice z belim kremenom v prahu, da se razprši svetloba, je Marvin Pipkin leta 1947 ustvaril "mehko svetlobo" žarnico.