¿Cómo se fabrican las bombillas?
Historia
Se cree generalmente que la luz eléctrica fue inventada por el estadounidense Thomas Edison. Pero si la investigación es seria, otro estadounidense, Henry Goebbels (Heinrich G? Bel), había inventado una bombilla confiable utilizando los mismos principios y materiales décadas antes que Edison. Hubo muchas personas antes que Edison hicieron muchas contribuciones a la invención. luz eléctrica. En 1801, el químico británico David hizo que el alambre de platino brillara con electricidad. También inventó la vela eléctrica en 1810, que utilizaba un arco eléctrico entre dos varillas de carbono para iluminar. En 1854, Henry Goebbels utilizó un alambre de bambú carbonizado y lo colocó debajo de una botella de vidrio al vacío para que brillara. Hoy en día, su invento parece ser la primera lámpara incandescente práctica. Las bombillas que probó podían durar 400 horas, pero no solicitó de inmediato una patente de diseño.
En 1850, el inglés Joseph Wilson Swann comenzó a estudiar la luz eléctrica. En 1878, obtuvo una patente británica para una bombilla alimentada por filamentos de carbono al vacío y comenzó a crear una empresa en Inglaterra para instalar luces eléctricas en todos los hogares.
En 1874, dos técnicos electricistas canadienses solicitaron una patente para la luz eléctrica. Llenaron una bombilla de vidrio con nitrógeno y activaron una varilla de carbono para hacerla brillar. Pero no tenían suficiente dinero para seguir desarrollando el invento, por lo que vendieron la patente a Edison en 1875.
Después de que Edison comprara la patente, intentó mejorar el filamento utilizado. En 1879, reemplazó la bombilla por una de filamento de carbono y duró con éxito 13 horas. En 1880, su bombilla de filamento de bambú carbonizado se había mantenido con éxito en el laboratorio durante 1200 horas. Pero en Inglaterra, Swann demandó a Edison por infracción de patente y ganó. La empresa de iluminación eléctrica de Edison en Inglaterra se vio obligada a asociar a Swann. Pero luego Swann vendió sus derechos y patentes a Edison. En Estados Unidos, también se cuestionaron las patentes de Edison. La Oficina de Patentes de Estados Unidos dictaminó una vez que su invención tenía antecedentes penales y no era válida. Finalmente, después de años de litigio, Edison obtuvo la patente de la lámpara incandescente de filamento de carbono.
El mayor descubrimiento de Edison fue el uso de tungsteno en lugar de carbono como filamento. Más tarde, en 1906, General Electric inventó un método para fabricar filamentos de tungsteno para lámparas eléctricas. Finalmente, se resolvió un método para fabricar filamentos de tungsteno de forma económica y todavía se utilizan bombillas de filamento de tungsteno en la actualidad.
El mayor problema de las bombillas es la sublimación del filamento. La temperatura difiere debido a pequeñas diferencias de resistencia en el alambre de tungsteno. Cuando la resistencia es alta, la temperatura aumenta y el alambre de tungsteno se sublima más rápido, lo que hace que el alambre de tungsteno se vuelva más delgado y la resistencia aumente aún más. Finalmente el alambre de tungsteno se quemó. Más tarde se descubrió que sustituir el vacío por un gas inerte podía ralentizar la sublimación del alambre de tungsteno. Hoy en día, la mayoría de las bombillas están llenas de gas nitrógeno, argón o criptón.
Las lámparas incandescentes modernas suelen tener una vida útil de unas 1.000 horas.
Eficacia
La mayoría de las lámparas incandescentes convierten el 90% de la energía consumida en energía térmica inútil, y menos del 10% se convierte en luz. En comparación, las lámparas fluorescentes (también conocidas como tubos de lámpara) son mucho más eficientes, cerca del 40%, y generan sólo una sexta parte del calor de una lámpara incandescente de brillo equivalente. Por ello, muchos lugares, especialmente centros comerciales y edificios que requieren aire acondicionado en verano, utilizan luces fluorescentes para ahorrar energía. Las lámparas fluorescentes compactas (bombillas de bajo consumo) combinan lámparas fluorescentes con componentes electrónicos de arranque y utilizan una interfaz de bombilla estándar para reemplazar las bombillas incandescentes comunes. Por ejemplo, una bombilla de bajo consumo de 26 vatios emite 11 W de brillo y 15 W de calor. Una bombilla incandescente con el mismo brillo de 11 vatios consume 4 veces más energía, llegando a 100 vatios; libera seis veces más calor, llegando a 90 vatios.
En muchas luces del hogar todavía predominan las lámparas incandescentes comunes. Las bombillas halógenas también se han vuelto cada vez más populares en los últimos años, especialmente cuando es necesario concentrar la fuente de luz, como en los focos de casa y de los faros de los automóviles, a menudo se utilizan bombillas halógenas. Las buenas bombillas halógenas pueden alcanzar un 15% de eficiencia. Por ejemplo, una bombilla halógena de 60 vatios tiene el mismo brillo que una bombilla normal de 100 vatios. Sin embargo, las bombillas halógenas son pequeñas y funcionan a altas temperaturas. Cuando se utiliza en casa, se requiere una protección especial para evitar incendios.
En cuanto al alumbrado público exterior, las lámparas de vapor de sodio son las más habituales. Las lámparas de sodio de baja presión emiten una luz naranja apagada, pero son muy eficientes, unas quince veces más eficientes que las bombillas normales. Las lámparas de sodio de alta presión son un poco menos eficientes, pero tienen colores más intensos.
Con el desarrollo de los últimos años, la iluminación con diodos emisores de luz (LED) y descarga de alta intensidad (HID) se ha vuelto popular. El primero tiene la ventaja de una larga vida útil y se ha utilizado en semáforos y linternas. Este último es en realidad un nombre colectivo para muchas tecnologías (las lámparas de sodio también pertenecen a HID). Muchos de los faros de xenón utilizados en los automóviles más modernos y las lámparas de halogenuros metálicos utilizadas en los proyectores son HID.