Lampada a incandescenza. Storia dell'invenzione e della produzione

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Una lampada a incandescenza è una sorgente luminosa artificiale in cui la luce viene emessa da un corpo incandescente riscaldato da una corrente elettrica ad alta temperatura.

Come corpo riscaldante, viene spesso utilizzata una spirale in metallo refrattario (il più delle volte tungsteno) o un filamento di carbonio. Per evitare l'ossidazione del corpo scaldante a contatto con l'aria, esso viene posto in un pallone sottovuoto, o in un pallone riempito con gas inerti o vapori alogeni.

Lampada a incandescenza
Il design di una lampada moderna. Nel diagramma: 1 - pallone; 2 - la cavità del pallone (sottovuoto o riempita di gas); 3 - corpo luminoso; 4, 5 - elettrodi (ingressi di corrente); 6 - porta-ganci del corpo di calore; 7 - gamba della lampada; 8 - collegamento esterno del cavo di corrente, fusibile; 9 - custodia base; 10 - isolante di base (vetro); 11 - contatto del fondo della base.

La lampada a incandescenza è familiare a quasi tutte le persone moderne. Il suo elemento principale è un filamento di tungsteno che, riscaldato dalla corrente, si surriscalda e inizia a brillare, inondando lo spazio circostante di morbida luce calda. Non è sempre stato così. La lampadina di Edison al momento della sua invenzione (nel 1878) era tutt'altro che perfetta. Il filamento di carta carbonizzata spesso si bruciava e nel 1882 Lewis Latimer brevettò un processo per realizzare filamenti da filamenti di cotone carbonizzato, che aumentava la durata della lampada. Ma non è stato abbastanza.

L'idea di aumentare l'efficienza energetica utilizzando un filo di metalli refrattari è stata avanzata dal nostro connazionale Alexander Lodygin. In una domanda depositata presso l'Ufficio brevetti degli Stati Uniti nel 1892, descrisse in dettaglio come realizzare un filamento di platino, cromo e menzionò anche il tungsteno come il materiale più adatto, sebbene notasse le difficoltà nella sua lavorazione. Di conseguenza, il tungsteno trovava ancora il suo posto nelle lampade, nonostante la sua bassa duttilità. La polvere di tungsteno è stata mescolata con una pasta organica (solitamente amido), la massa risultante è stata spremuta attraverso una filiera e quindi un filo sottile è stato calcinato, rimuovendo il legante organico.

Tuttavia, i residui organici hanno portato alla comparsa di uno strato di carbonio sulle pareti del pallone e la lampada si è rapidamente "oscurata". Nel 1905, questo problema fu affrontato da un nuovo impiegato del laboratorio di ricerca General Electric nella città di Schenectady, New York, William Coolidge, laureato al Massachusetts Institute of Technology, che ricevette un dottorato nel 1899 dall'Università di Lipsia. Gli è stato affidato il compito apparentemente impossibile di sviluppare un legante privo di carbonio.

La decisione è arrivata inaspettata. Seduto sulla poltrona del dentista, Coolidge osservava il dottore mescolare l'argento con il mercurio, creando una massa di plastica: l'amalgama d'argento, che veniva poi riempita con denti malati. Secondo il fisico, è rimasto stupito dalla plasticità della massa risultante: "Mi sono subito chiesto se fosse possibile utilizzare un amalgama di qualche metallo come legante temporaneo per il tungsteno".

Dopo molti esperimenti con vari metalli, è stata trovata una soluzione: il tungsteno è stato mescolato con l'amalgama di cadmio, dalla massa plastica risultante è stato realizzato un filo e, quando è stato calcinato sotto vuoto, prima il cadmio e poi il mercurio sono completamente evaporati, lasciando un filo sottile di tungsteno puro sinterizzato, che, inoltre, suscettibile di ulteriore elaborazione. Il processo fu presto modificato per evitare il mercurio, ma, come ricordava lo stesso Coolidge negli anni '1960, "senza il primo passo, non ci sarebbe il secondo".

Di conseguenza, Coolidge ha ricevuto riconoscimenti (in seguito è diventato vicepresidente di GE) e il mondo - illuminazione elettrica economica ed efficiente dal punto di vista energetico.

Autore: S.Apresov

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