แม้ว่าโทมัสเอดิสันมักจะให้เครดิตเป็นคนที่คิดค้นหลอดไฟ แต่นักประดิษฐ์ชาวอเมริกันที่มีชื่อเสียงไม่ได้เป็นคนเดียวที่มีส่วนร่วมในการพัฒนาเทคโนโลยีการปฏิวัตินี้
Alessandro Volta, Humphrey Davy และ Joseph Swan มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีนี้
การวิจัยและพัฒนาก่อน
เรื่องราวของหลอดไฟเริ่มต้นมานานก่อนที่เอดิสันจะจดสิทธิบัตรหลอดไฟที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์ครั้งแรกในปี 1879 ในปี 1800 นักประดิษฐ์อิตาลี Alessandro Volta ได้พัฒนาวิธีการปฏิบัติครั้งแรกในการสร้างไฟฟ้ากอง voltaic ทำจากแผ่นสังกะสีสลับกันและทองแดง- สลับกับชั้นของกระดาษแข็งแช่ในน้ำเค็ม - กองไฟฟ้าดำเนินการเมื่อเชื่อมต่อลวดทองแดงที่ปลายทั้งสอง ลวดทองแดงที่เรืองแสงของ Volta ถือเป็นสารตั้งต้นอย่างเป็นทางการกับแบตเตอรี่ แต่ก็เป็นหนึ่งในอาการที่เร็วที่สุดของแสงไส้
ตามที่ Harold H Schobert ("พลังงานและสังคม: บทนำ, "CRC Press, 2014) กอง voltaic" ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทดลองกับกระแสไฟฟ้าภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมได้ "และต่อไปการทดลองด้วยไฟฟ้า- ไม่นานหลังจากที่ Volta นำเสนอการค้นพบแหล่งไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องของ Royal Society ในลอนดอนเดวี่ได้ผลิตหลอดไฟฟ้าแรกของโลกโดยเชื่อมต่อกอง voltaic กับขั้วไฟฟ้าถ่าน
การประดิษฐ์ของเดวี่ในปี 1802 เป็นที่รู้จักกันในนามโคมไฟอาร์คไฟฟ้าซึ่งได้รับการขนานนามว่าเป็นส่วนโค้งที่สว่างไสวของแสงที่เปล่งออกมาระหว่างแท่งคาร์บอนสองคันตาม "ชีวิตของเซอร์ฮัมฟรีย์เดวี่"(Hardpress Publishing, 2016)
ในขณะที่โคมไฟอาร์คของเดวี่นั้นเป็นการปรับปรุงกองสแตนด์อโลนของ Volta อย่างแน่นอน แต่ก็ยังไม่ได้เป็นแหล่งแสงที่ใช้งานได้จริง โคมไฟพื้นฐานนี้ถูกไฟไหม้อย่างรวดเร็วและสว่างเกินไปสำหรับการใช้งานในบ้านหรือพื้นที่ทำงาน อย่างไรก็ตามในการบรรยาย 2012 สำหรับการดำเนินการของสมาคมปรัชญาอเมริกันJohn Meurig Thomas เขียนว่าการทดลองอื่น ๆ ของเดวี่ด้วยแสงนำไปสู่โคมไฟความปลอดภัยของคนงานเหมืองและไฟถนนในปารีส "และเมืองในยุโรปอื่น ๆ อีกมากมาย" หลักการที่อยู่เบื้องหลังแสงอาร์คของเดวี่ถูกนำมาใช้ตลอดปี 1800 ในการพัฒนาหลอดไฟฟ้าและหลอดไฟอื่น ๆ อีกมากมาย
ในปี ค.ศ. 1840 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษวอร์เรนเดอลารูได้พัฒนาหลอดไฟที่ออกแบบมาอย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้เส้นใยแพลตตินัมขดแทนทองแดง แต่ราคาสูงของทองคำขาวทำให้หลอดไฟกลายเป็นความสำเร็จในเชิงพาณิชย์วิศวกรรมที่น่าสนใจ- ในปี 1848 ชาวอังกฤษ William Staite ได้ปรับปรุงอายุการใช้งานที่ยืนยาวของหลอดอาร์คแบบดั้งเดิมโดยการพัฒนากลไกเครื่องจักรที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของแท่งคาร์บอนอย่างรวดเร็วของหลอดไฟสถาบันวิศวกรรมและเทคโนโลยี- แต่ค่าใช้จ่ายของแบตเตอรี่ที่ใช้ในการเปิดไฟของโคมไฟของ Staite ก็ จำกัด การใช้งานที่ใช้งานได้จริง
ที่เกี่ยวข้อง:20 สิ่งประดิษฐ์ที่เปลี่ยนแปลงโลก
Joseph Swan กับ Thomas Edison
ในปี ค.ศ. 1850 โจเซฟสวอนนักเคมีชาวอังกฤษเริ่มพยายามทำให้แสงไฟฟ้าประหยัดมากขึ้นและในปี 1860 เขาได้พัฒนาหลอดไฟที่ใช้เส้นใยกระดาษคาร์บอนแทนแทนทองคำขาวบีบีซี- Swan ได้รับสิทธิบัตรในสหราชอาณาจักรในปี 2421 และในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2422 เขาได้แสดงโคมไฟทำงานในการบรรยายในนิวคาสเซิลประเทศอังกฤษสถาบันสมิ ธ โซเนียน-
เช่นเดียวกับการกระทำก่อนหน้านี้ของหลอดไฟเส้นใยของ Swan ถูกวางไว้ในหลอดสุญญากาศเพื่อลดการสัมผัสกับออกซิเจนซึ่งยืดอายุการใช้งานของพวกเขา น่าเสียดายสำหรับ Swan ปั๊มสูญญากาศนั้นไม่ได้มีประสิทธิภาพมากนักและต้นแบบก็ใช้งานได้ไม่ดีพอสำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวัน
เอดิสันตระหนักว่าปัญหาเกี่ยวกับการออกแบบของ Swan คือเส้นใย เส้นใยบาง ๆ ที่มีสูงความต้านทานไฟฟ้าจะทำให้โคมไฟใช้งานได้จริงเพราะมันจะต้องใช้กระแสเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่จะทำให้มันเรืองแสง เขาแสดงหลอดไฟของเขาด้วยเส้นใยทองคำขาวในหลอดไฟสูญญากาศแก้วในเดือนธันวาคม ค.ศ. 1879 ใน Menlo Park รัฐนิวเจอร์ซีย์สถาบันแฟรงคลิน- Swan ได้รวมการปรับปรุงในหลอดไฟของเขาและก่อตั้ง บริษัท แสงไฟฟ้าในอังกฤษ
เอดิสันฟ้องร้องการละเมิดสิทธิบัตร แต่สิทธิบัตรของ Swan เป็นข้อเรียกร้องที่แข็งแกร่งอย่างน้อยในสหราชอาณาจักรCIO- นักประดิษฐ์สองคนในที่สุดก็เข้าร่วมกองกำลังและก่อตั้ง Edison-Swan United ซึ่งกลายเป็นหนึ่งในผู้ผลิตหลอดไฟรายใหญ่ที่สุดในโลกกลุ่มพิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์-
หลอดไฟที่ใช้งานได้จริงครั้งแรก
ที่เอดิสันเกินกว่าการแข่งขันของเขาคือการพัฒนาหลอดไฟที่ใช้งานได้จริงและราคาไม่แพงตาม DOE เอดิสันและทีมนักวิจัยของเขาทดสอบการออกแบบมากกว่า 3,000 ครั้งสำหรับหลอดไฟระหว่างปี 1878 และ 1880
ในเดือน พ.ย. 1879 เอดิสันยื่นสิทธิบัตรสำหรับหลอดไฟฟ้าที่มีเส้นใยคาร์บอนตามข้อมูลหอจดหมายเหตุแห่งชาติสิทธิบัตรระบุวัสดุหลายอย่างที่อาจใช้สำหรับเส้นใยรวมถึงฝ้ายผ้าลินินและไม้ เอดิสันใช้เวลาในปีหน้าค้นหาเส้นใยที่สมบูรณ์แบบสำหรับหลอดไฟใหม่ของเขาทดสอบพืชมากกว่า 6,000 ต้นเพื่อพิจารณาว่าวัสดุใดที่จะเผาผลาญได้นานที่สุด
หลายเดือนหลังจากได้รับสิทธิบัตรปี 1879 เอดิสันและทีมของเขาค้นพบว่าเส้นใยไม้ไผ่ที่มีคาร์บอนสามารถเผาไหม้ได้นานกว่า 1,200 ชั่วโมงพิพิธภัณฑ์เอดิสัน- ไม้ไผ่ถูกใช้สำหรับเส้นใยในหลอดไฟของเอดิสันจนกระทั่งมันเริ่มถูกแทนที่ด้วยวัสดุที่ติดทนนานในยุค 1880 ถึงต้นปี 1900
ที่เกี่ยวข้อง:หลอดไฟเผาไหม้ที่ยาวที่สุดคืออะไร?
ในปีพ. ศ.มหาวิทยาลัยรัทเกอร์ส- และในปีพ. ศสถาบันสมิ ธ โซเนียน-
William David Coolidge นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันที่มี General Electric ปรับปรุงวิธีการผลิตของ บริษัท ทังสเตนในปี 1910 ทังสเตนซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูงสุดขององค์ประกอบทางเคมีใด ๆ
ทังสเตนยังคงเป็นวัสดุหลักที่ใช้ในเส้นใยหลอดไส้ในปัจจุบัน
Rachel Ross และ Callum McKelvie สนับสนุนบทความนี้ บทความนี้ได้รับการอัปเดตเมื่อวันที่ 2 พฤศจิกายน 2565
ทรัพยากรเพิ่มเติม
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการประดิษฐ์ของแฟรงคลินที่สถาบันแฟรงคลิน- เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชีวิตของ Thomas Edisonกับ- ดูวิดีโอเกี่ยวกับวิธีการทำงานของหลอดไฟจากMinutephysics บน YouTube-
