Cine a inventat de fapt becul cu incandescenta?
A fost Thomas Edison sau altcineva?
De la becul cu incandescenta la becul led de azi.
1.CINE A INVENTAT BECUL SI CAND?
2.PRIMELE CERCETARI SI DEZVOLTARI
3.PRIMA LAMPA ELECTRICA
4.PRIMUL BEC SCUMP
5.IN CAUTAREA BECULUI IEFTIN
6.O CONCURENTA BENEFICA: JOSEPH SWAN VS. THOMAS EDISON
7.PRIMUL BEC INCANDESCENT PRACTIC
8.CARE ESTE BECUL CU CEA MAI LUNGA VIATA?
9.UTILIZAREA BECULUI IN MASA
10.BECUL CU FILAMENT DIN WOLFRAM
11.ELIMINAREA TREPTATA A BECURILOR CLASICE
12.BECURILE LED
13.INFORMATII INTERESANTE DESPRE BEC
1.CINE A INVENTAT BECUL SI CAND?
Desi Thomas Edison e creditat ca si omul care a inventat becul asa cum sustin majoritatea, cativa alti inventatori au pavat drumul inaintea sa. Dupa cum veti afla în curand, raspunsul la aceasta enigma este mai puțin clar. Depinde și de ceea ce ați considera un bec „adevarat”. Dar, la fel ca multe inventii de-a lungul timpului, produsul final este munca cumulativa a multor inventatori de-a lungul istoriei, același lucru este valabil și pentru bec.
Azi vom face un tur rapid prin istoria becului și ne vom opri la cativa dintre jucatorii cheie.
Bec Edison - obiectul din imaginea de mai sus face parte din colecția protejată de obiecte a Institutului Franklin
Faimosul american Edison nu este singurul contributor la dezvoltarea acestei tehnologii extraordinare, inaintea sa sunt creditate merite lui Ebenezer Kinnersley, Alessandro Volta, Humphry Davy, James Bowman Lindsay, Marcellin Jobard, Warren de la Rue,John W. Starr, Moses Gerrish Farmer, Alexander Lodygin, Henry Woodward, Mathew Evans, si in cele din urma lui Joseph Wilson Swan.
2.PRIMELE CERCETARI SI DEZVOLTARI
Istoria becului incepe cu mult inainte ca Edison sa pantenteze primul sau bec comercial in 1879.
In anul 1761, inventatorul englez Ebenezer Kinnersley oferea demonstratii in care incalzea conductoare pe care le aducea la incandescenta. In anul 1800, inventatorul italian Alessandro Volta a dezvoltat prima metoda practica de generarea a electricitatii, si anume pila voltaica. Realizata din discuri succesive de zinc si cupru, intercalate cu straturi de carton inmuiate in apa sarata, pila conducea electricitatea atunci cand un fir de cupru era conectat la fiecare capat. Firul de cupru stralucitor al lui Volta este oficial considerat precursorul bateriei, dar totodata este considerat si ca manifestarea timpurie a iluminatului incandescent.
Potrivit lui Harold Schobert, pila voltaica "a permis oamenilor de stiinta sa experimenteze curentul electric sub conditii controlate". La scurt timp dupa ce Volta si-a prezentat descoperirea sa pentru o sursa continua de electricitate Societatii Regale din Londra, Davy Humphry produce prima lampa electrica din lume conectand pila electrica la electrozi de carbune.
3.PRIMA LAMPA ELECTRICA
Inventia lui Davy din 1802 a fost cunoscuta ca lampa cu arc electric, numita dupa arcul luminos emis intre cei doi electrozi de carbon, potrivit scrierilor din "The Life of Sir Humphrey Davy" (HardPress Publishing, 2016)
O schita cu Humphry lucrand la un experiment cu alcaline
Chiar daca lampa lui Davy era o imbunatatire sigura la pila lui Volta, nu era inca suficient de practica ca si sursa de lumina. Aceasta lampa rudimentara ardea repede si era mult prea luminoasa pentru uzul in casa sau intr-un spatiu de munca. Cu toate acestea alte experimente ale lui Davy au condus catre lampa de siguranta pentru mineri, iluminatul strazilor in Paris si alte orase europene. Principiul din spatele lampii cu arc electric al lui Humphry Davy a fost folosit in dezvoltarea multor lampi electrice si becuri in anii 1800.
In 1835, James Bowman Lindsay a demonstrat o lumina electrica constanta la o intalnire publica din Dundee, Scoția. El a declarat ca poate „sa citeasca o carte la o distanta de un picior si jumatate”. Cu toate acestea, el nu a mai dezvoltat lampa electrica.
4.PRIMUL BEC SCUMP
In 1840, savantul britanic Warren de la Rue a dezvoltat o lampa de lumina ce folosea un filament elicoidal de platina in loc de cupru, dar costul ridicat al platinii a impiedicat lampa sa aiba un succes comercial
In 1848, englezul William Staite a imbunatatit longevitatea lampii cu arc conventional dezvoltand un mecanism de ceas care regla miscarea electrozilor de carbon care se erodau atata de repede. Dra costul bateriilor uzate sa alimenteze lampa lui Staite limitau deasemenea o posibila aplicatie practica. Dupa cum puteti vedea inventarea becului nu tine cont doar de inventarea sa, ci si de posibilitatile de alimentare cu energie electrica de la acea vreme.
In 1859, Moses G. Farmer a construit un bec electric cu incandescenta folosind un filament de platina. Thomas Edison a vazut mai tarziu unul dintre aceste becuri intr-un magazin din Boston si i-a cerut lui Farmer sfaturi cu privire la afacerea cu lumina electrica.
5.IN CAUTAREA BECULUI IEFTIN
In 1872, rusul Alexander Lodygin a inventat un bec cu incandescenta si a obtinut un brevet rusesc în 1874. A folosit doua tije de carbon subtiri intr-un recipient de sticla, inchis ermetic si umplut cu azot. Mai tarziu a locuit in SUA, si-a schimbat numele in Alexander de Lodyguine si a obtinut brevete pentru lampi cu incandescenta care aveau filamente de crom, iridiu, rodiu, ruteniu, osmiu, molibden și wolfram, iar un bec care folosea un filament de molibden a fost demonstrat la targul mondial din 1900 de la Paris.
Timbru rusesc din 1952 cu Alexander Lodigyn
6.O CONCURENTA BENEFICA: JOSEPH SWAN VS. THOMAS EDISON
In 1850, chimistul englez Joseph Swan nascut in Sunderland a inceput incercarile pentru realizarea unei lampi electrice mult mai economice, si pana in 1860 a dezvoltat un bec care utiliza filamente din hartie carbonizata in locul filamentelor de platina. Swan a primit un patent in U.K. in 1878, si in februarie 1879 a facut demonstratii publice ale acestei descoperiri stiintifice folosind lampi experimentale.
Asemenea interpretarilor anterioare ale becului, filamentele lui Swan au fost plasate într-un tub vidat pentru a minimiza expunerea lor la oxigen, prelungindu-le durata de viata. Din nefericire pentru Swan, pompele de vid nu erau foarte eficiente atunci, iar prototipul nu funcționa suficient de bine pentru utilizarea de zi cu zi.
Edison a realizat ca problema lui Swan era filamentul. Un filament subtire cu rezistenta electrica mare ar face practica lampa fiindca ar necesita un curent mic pentru a o face sa straluceasca. El a facut o demonstratie a becului sau folosind un filament de platina intr-un tub de sticla vidat in decembrie 1879 in New Jersey.
Swan a preluat imbunatatirile folosindu-le in propriul bec si a fondat o firma de iluminat electric in Anglia.
Edison l-a dat in judecata pentru incalcarea brevetelor, dar brevetul lui Swan a fost puternic aparat, cel putin in U.K. Cei doi inventatori si-au unit in cele din urma fortele si au format compania Edison-Swan United, care a devenit una dintre cele mai mari producatoare de becuri din lume.
Compania Edison si Swan - sursa: Wikimedia Commons
7.PRIMUL BEC INCANDESCENT PRACTIC
Unde Edison și-a depasit concurenta a fost în dezvoltarea unui bec practic si ieftin. Edison și echipa sa de cercetatori au testat peste 3.000 de modele de becuri între 1878 și 1880. Deoarece designul său a avut atât de mult succes, a dominat efectiv piața și a depășit toate celelalte versiuni.
In noiembrie 1879, Edison a depus un brevet pentru o lampa electrica cu filament de carbon, conform Arhivelor Naționale Amerciane. Brevetul a enumerat mai multe materiale care ar putea fi folosite pentru filament, inclusiv bumbac, in si lemn. Edison si-a petrecut anul urmator gasind filamentul perfect pentru noul sau bec, testand peste 6.000 de plante pentru a determina ce material ar arde cel mai mult. Edison a recunoscut ca munca a fost plictisitoare și foarte solicitanta, în special pentru lucratorii sai care ajutau la experimente. El a recunoscut intotdeauna importanta muncii si a hotararii.
La cateva luni dupa acordarea brevetului din 1879, Edison si echipa sa au descoperit ca un filament de bambus carbonizat ar putea arde mai mult de 1.200 de ore, potrivit Muzeului Edison. Bambusul a fost folosit pentru filamentele becurilor lui Edison pana cand a început sa fie inlocuit cu materiale cu o durata mai lunga de viata in anii 1880 - 1900.
8.CARE ESTE BECUL CU CEA MAI LUNGA VIATA?
In 1882, Lewis Howard Latimer, unul dintre cercetatorii lui Edison, a brevetat o modalitate mai eficienta de fabricare a filamentelor de carbon. Si în 1903, Willis R. Whitney a inventat un tratament pentru aceste filamente care le-a permis sa arda stralucitor fara a innegri interiorul becurilor de sticla, potrivit Institutului Smithsonian.
9.UTILIZAREA BECULUI IN MASA
Incepe electrificarea natiei cu 3 firme mari competitoare Edison, Thomson-Houston si Westinhouse Electric pentru suprematia in afacerea lucrativa de a construi retele electrice, incluzand statii generatoare, statii de transformare, sisteme de distributie, sisteme de iluminat. Edison era un sustinator al sistemului de curent continuu DC, in timp ce Thomson si Westinghouse sustinea sistemul de curent alternativ AC. Pana in 1890 Edison isi da seama ca retelele de curent alternativ erau o solutie superioara, asadar in 1891 Edison incearca sa obtina un imprumut de la bancherul JP Morgan pentru a cumpara cele 2 companii si patentele lor de AC.
In schimb, in 1892, Morgan a achizitionat atat Edison Electric Co., cat si Thompson-Houston Co. si le-a fuzionat sub numele de General Electric Co. un conglomerat american, a doua companie din Statele Unite Ale Americii ca valoare de piata dupa ExxonMObil si a treia din lume in anul 2008.
10.BECUL CU FILAMENT DIN WOLFRAM
William David Coolidge, un fizician american de la General Electric, a imbunatatit metoda companiei de fabricare a filamentelor de wolfram în 1910. Tungstenul, care are cel mai inalt punct de topire dintre oricare element chimic, era cunoscut de Edison ca fiind un material excelent pentru filamentele becurilor, dar masinile necesare pentru a produce sarma de tungsten super-fina nu erau disponibile la sfarsitul secolului al XIX-lea.
Tungstenul este inca materialul primar utilizat in filamentele becurilor incandescente pana acum cativa ani.
Pana in 1964, imbunatatirile eficientei luminoase si productia crescuta de lampi cu incandescenta au redus costul furnizarii unei cantitati date de lumina cu un factor de treizeci, in comparatie cu costul de la
introducerea sistemului de iluminat Edison.
11.ELIMINAREA TREPTATA A BECURILOR CLASICE
Datorita regulamentului UE privind iluminatul Ecodesign, becurile ineficiente cu incandescenta si cu halogen au fost eliminate treptat incepand cu 1 septembrie 2009, deschizand calea catre LED-uri mai eficiente.
12.BECURILE LED
Diodele electroluminescente (LED-uri) reprezinta solutia de azi a iluminatului datorita consumului mic de energie concomitent cu un cost de achizitie modic si o durata de viata mult mai lunga decat becurile clasice cu incandescenta. Din nou de la General Electric vine o descoperire accidentala a luminii rosie LED în timpul unei incercari de creare a laserului in 1960. Principiul, conform caruia unii semiconductori straluceesc atunci cand le este aplicat un curent electric, a fost cunoscut inca de la inceputul anilor 1900, dar americanul Nick Holonyak a fost primul care l-a brevetat spre a fi folosit ca sursa de lumina.
La scurt timp apar ledurile galbene si verzi fiind folosite in indicatoare luminoase, semafoare si ecrane de calculator. LED-ul albastru a fost creat la inceputul anilor 1990 de inginerul japonez Isamu Akasaki alaturi de Hiroshi Amano și Shuji Nakamura, si pentru care castiga premiul Nobel in fizica in 2014.
Ledurile rosii, albastre si verzi (RGB) pot fi combinate pentru a produce orice culoare, implicit alb. Daca becul cu incandescenta a iluminat secolul XX, secolul XXI va fi iluminat de becurile si spoturile LED.
13.INFORMATII INTERESANTE DESPRE BEC
Costul primului filament de bumbac din becul lui Edison a costat 40.000$, iar designul castigator al becului a venit dupa ce Edison a testat mai mult de 6.000 de fibre vegetale diferite.
Filamentul din bambus al lui Edison s-a consumat in circa 1.200 ore si a fost adus din Kyoto Japonia.
Designul iconic în forma de lacrima al becului lui Edison a fost folosit ca simbol al unei idei grozave inca din secolul al XIX-lea. Primele reprezentari grafice au aparut in Felix The Cat la inceputul anilor 1900.
Cel mai longeviv bec din lume poate fi gasit in sectia de pompieri din Livermore California inca din anul 1901, acesta nu este aproape niciodata stins si mai ilumineaza la doar 4W din cei 30W initiali.
Palatul Iolani din Honolulu e prima cladire din lume care foloseste becul cu incandescenta. Regele Kalakaua a avut ideea stralucitoare sa lumineze palatul dupa ce a vazut becul in New Jersey la Edison.
Doar 10% din energia de la becurile cu incandescenta este folosita pentru a crea lumina, restul de 90% produce caldura.
Folosind rata metabolica in repaus a corpului uman s-a calculat ca necesarul de functionare pentru creierul uman este de 12.6W. Acesta putere variaza intre 10-15W in functie de creier.