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白熱電球は最もエネルギー効率の良い電球ではありませんが、それらはオリジナルであり、20世紀のほとんどの間、市販されている唯一のものでした。白熱電球は、無酸素ガラス容器に入れられたフィラメントを抵抗加熱することにより光を生成します。トーマス・エジソンが最初の商業的に実行可能な電球を製造する前に、他の人々が40年以上にわたって設計に取り組んでおり、20世紀初頭を通じて開発が続けられました。
最初の電球
トーマス・エジソンズの名前は電球の発明とほぼ同義語になりましたが、彼は電球を開発した最初の人ではありませんでした。英国の化学者で発明家のハンフリー・デービーは、ワイヤーをバッテリーに接続し、フィラメントを発光させた最初の人でした。 1841年、フレデリック・デ・モレインズは、真空のガラス管の中にプラチナのフィラメントを入れ、フィラメントに電気を通すことにより、最初の電球を作りました。エジソンとイングリッシュマンのジョセフ・スワンは、電球を数分以上持続させました。エジソンの電球は、電球内部に完全な真空を作り、より良いフィラメントを使用したため、より成功しました。
フィラメント・ザ・シング
エジソンは、フィラメントに炭化竹のストランドを使用することに落ち着く前に、多くの材料を試しました。彼はカーボンペーストでストランドを電気端子に接着しました。一方、スワンは、炭化紙であるブリストル板からフィラメントを作りました。エジソンのフィラメントは600時間以上続きましたが、数時間しか続きませんでした。金属フィラメントは1902年に導入され、タンタルは1908年にWilliam D. Coolidgeが延性タングステンを作る方法を見つけ出すまで選択された材料でした。フィラメント。
ガラス容器内
フィラメントは酸素が豊富な環境で燃焼するため、電球内からそのガスを除去することが重要です。 De MoleynsとSwanは部分的な真空を作り出しましたが、Edisonは空気を排気する前に電球を加熱して真の真空を作りました。ただし、電球を真空に維持すると壊れやすくなります。エジソンが最初の長寿命電球を作る5年前に、カナダ人のヘンリーウッドワードとマシューエヴァンスは窒素で満たされた電球の特許を取得しました。 General Electricのエンジニアであるアーヴィングラングミュアは、1908年に電球をアルゴンと窒素の混合物で満たすというアイデアを導入しました。これらのガスは電球の内外の蒸気圧を等しくし、アルゴンはタングステンフィラメントの摩耗を防ぎます。現代の電球には、ほとんどアルゴンが含まれています。
その他の重要な機能
エジソンが最初に作った電球は、ベースに一対の端子プロングがありましたが、彼は後にエジソンネジを開発しました。これは、現代の電球によく知られているネジベースです。ジョセフ・スワンズの兄弟であるアルフレッドは、1887年にこのネジベースの内側を覆うガラス断熱材を導入しました。電球に不活性ガスを充填するというアイデアを導入するほか、ラングミュアはコイルフィラメントも開発し、東芝はダブル1921年にコイル状のフィラメント。電球内部のガラスに粉末状の白いシリカをコーティングして光を拡散させることにより、マービンピプキンは1947年に「ソフトライト」白熱電球を作成しました。