¿Cómo inventó Edison la bombilla incandescente?

1. La víspera de la era de la luz eléctrica

En la mitología griega antigua, el dios Prometeo creó a la humanidad. También es un maestro de la humanidad, que le enseña cualquier conocimiento útil que pueda hacerla sentir satisfecha y feliz. Asimismo, los humanos le agradecen y le retribuyen con amor y lealtad. Sin embargo, el dios supremo Zeus pidió a los humanos que lo respetaran y les pidió que le dieran las mejores cosas. Las diversas acciones de Prometeo enfurecieron a Zeus.

Como castigo, Zeus se negó a darle a la humanidad lo último que necesitaba para completar la civilización: el fuego. Pero Prometeo encontró una manera. Robó el fuego con una larga rama de hinojo, y cuando pasó el carro de fuego del sol, llevó el fuego a la humanidad. El fuego cambió la historia de la humanidad, el vapor impulsó la Revolución Industrial y la electricidad dio origen a una nueva era.

La luz eléctrica es uno de los inventos más famosos de finales del siglo XIX.

Entre los más de 2.000 inventos grandes y pequeños de Edison, los más importantes y brillantes son la luz eléctrica y el sistema de distribución de energía, que Edison trajo a la humanidad. Cuando Edison comenzó a investigar las luces eléctricas, las lámparas de gas natural todavía se usaban comúnmente en los hogares. La invención del gas natural, que tenía una historia de 70 años en ese momento, reemplazó las lámparas de aceite y velas del pasado y logró un rápido desarrollo.

Sin embargo, para utilizar lámparas de gas natural, se deben instalar tuberías de gas natural en cada hogar para suministrar gas natural, por lo que solo se pueden usar en las ciudades y no están disponibles para la mayoría de las personas en los Estados Unidos. Por otro lado, la gente ha estado estudiando cómo utilizar la iluminación eléctrica. Antes de la llegada de la luz eléctrica, la gente ya tenía una comprensión preliminar de la electricidad. La primera persona que inició esta investigación fue el científico británico David. En 1808, David llevó a cabo un experimento en el que conectó 2.000 baterías y extendió cables con varillas de carbono atadas a los dos polos de las baterías. En el momento en que la tira de carbón tocó el alambre de hierro, ocurrió un extraño fenómeno: se produjo una luz intensa entre los dos trozos de carbón, incomparable a las lámparas de queroseno y de gas. Entonces David inmediatamente pensó en las luces eléctricas. Quería utilizar la electricidad para iluminar. Después de una larga e incansable investigación, finalmente se inventó una lámpara de iluminación de este tipo: la lámpara de arco.

Pero la lámpara de arco es muy áspera y las tiras de carbono son fáciles de usar y deben reemplazarse con frecuencia. Es muy incómodo de usar. Su luz es muy fuerte y solo se puede instalar en la calle. o plaza sin encender las luces Se apagará en apenas unas horas. En aquella época, en la mayoría de los hogares todavía se utilizaban lámparas de queroseno o de gas. Aunque no puede extenderse a todos los hogares, es esta oportunidad la que ha puesto en la agenda histórica la investigación sobre la invención de luces eléctricas más convenientes.

2. El "Rey de la Invención" en su niñez

En 1847, Edison nació en Mylan, Ohio, Estados Unidos. Su padre dirigía un aserradero y Edison era el menor de cuatro hermanos. El inventor Edison sentía curiosidad por todo desde pequeño. Para criar gansos, una vez incubó huevos de ganso como una madre ganso; para permitir que la gente volara hacia el cielo azul, hizo que sus amigos bebieran ácido sulfúrico, lo que casi provocó un desastre. Cuando era niño, su maestro consideraba a Edison como un "niño con retraso mental". Como le encantaba encontrar sus raíces, su madre lo llevó a casa. Como resultado, toda la vida escolar de Edison duró sólo tres meses.

Edison aprendió mucho de su madre, más que el plan de estudios promedio de la escuela primaria. Bajo la entusiasta educación de su madre, el aprendizaje del pequeño Edison progresó rápidamente. Una vez, mi madre le compró al pequeño Edison un libro llamado "Escuela de Ciencias". Hay muchos experimentos científicos en el libro. El pequeño Edison leyó atentamente e hizo todos los experimentos. A partir de entonces, Edison se convirtió gradualmente en un maníaco experimental. En la habitación de su infancia, había muchos libros científicos y equipos experimentales esparcidos por todos lados.

Cuando Edison tenía 12 años, había una locomotora de vapor en su ciudad natal. Debido a dificultades económicas en casa, el pequeño Edison se enteró de que se estaban contratando vendedores de periódicos en el tren e inmediatamente solicitó el trabajo. A partir de entonces se convirtió en repartidor de periódicos en el tren. Después de vender el periódico, Edison utilizó el tiempo restante para leer. Al joven Edison se le ocurrió otra idea brillante. Le pidió al conocido conductor del tren que convirtiera una pequeña parte del vagón en su propia habitación. Trasladó allí todo su equipo experimental y abrió allí un laboratorio.

Debido a que la Guerra Civil estadounidense estaba en pleno apogeo en ese momento, la gente prestaba especial atención a los asuntos de actualidad, y el joven Edison tenía un muy buen negocio vendiendo periódicos en el tren. Dos o tres años más tarde, editó personalmente un "Pioneer Weekly" en el tren, e incluso el "Times" británico reimprimió sus noticias. En su tiempo libre estudiaba mucho y realizaba diversos experimentos científicos. Un día, debido a que el tren temblaba violentamente, una botella de fósforo amarillo que estaba en el estante cayó al suelo, provocando un incendio. Afortunadamente, la gente pudo apagar el fuego a tiempo. El conductor se enojó, arrojó todos los instrumentos y medicinas fuera del tren y abofeteó al pequeño Edison tres veces. A partir de entonces, quedó sordo del oído izquierdo.

A la edad de 15 años, Edison rescató al hijo del jefe de estación y operador de telégrafos Mackenzie en el ferrocarril. A cambio de la ayuda de Edison, Mackenzie accedió a enseñarle telegrafía. Pronto, Mackenzie nombró a Edison operador de telégrafo de la estación, y Edison, de 16 años, inventó el telégrafo automático. Fue por esta máquina que lo despidieron por ser "vago". En los años siguientes, Edison cambió de carrera varias veces y a menudo fue despedido porque sus inventos e innovaciones se consideraban "poco profesionales".

Edison tenía sólo 21 años cuando se fue a Boston. De los más de 1.000 inventos que patentó durante su vida, el primero nació en Boston. Fue en Boston donde patentó el "Registrador automático de votos electrónicos".

En 1870, Edison compró un taller en Newark, Nueva Jersey, y comenzó a producir su propio invento, el registrador automático de cotizaciones de acciones. En 1876, Edison, de 29 años, fundó un nuevo centro de investigación, el Instituto Monroe, en Menlo Park, a 40 kilómetros de Nueva York. Esta iniciativa no sólo tuvo una importancia inconmensurable en la carrera de Edison, sino que también fue la primera institución de investigación científica industrial en los Estados Unidos y el mundo. Marcó el comienzo de la investigación colectiva y estableció industrias a gran escala para los Estados Unidos y otros países. países de todo el mundo.

3. La vida familiar de Edison

Mary Stillwell fue la primera esposa de Edison. Conoció a Edison mientras trabajaba en una fábrica en Newark y conoció bien al joven que estaba a punto de casarse. En 1884, Mary lamentablemente murió de fiebre tifoidea.

Mina Miller fue la segunda esposa de Edison, casada con Edison cuando ésta tenía 20 años. Al principio, sus padres no apoyaron el matrimonio debido a la diferencia de edad entre Edison y ella. Edison le enseñó a Mina Miller cómo usar códigos eléctricos para que los dos pudieran comunicarse en palabras secretas.

María deja que su marido trabaje, se vista y coma como le plazca. Mina intentó corregir el machismo de su marido, señalando que fumar y escupir son conductas no permitidas en la sociedad civilizada.

4. Ataque a la luz eléctrica

Edison pensó: "¡Qué bueno sería si todos los hogares pudieran usar luz eléctrica!"

Septiembre de 1878 En agosto, Edison realmente lanzó un ataque contra la fortaleza de la luz eléctrica. Tan pronto como se conoció la noticia, inmediatamente causó sensación en todo Estados Unidos y también se extendió al Reino Unido: las reservas de gas de Londres se desplomaron.

Edison comenzó a realizar intensos experimentos científicos. Su primer experimento fue con lámparas incandescentes. El principio de este tipo de lámpara es colocar un pequeño trozo de material resistente al calor en la bombilla de vidrio y conectarlo a la fuente de alimentación. Cuando arde a un nivel candente, la bombilla de vidrio brillará debido al calor. Basándose en este principio, Edison creía que para realizar un buen experimento, primero debía encontrar un material adecuado resistente al calor.

Una noche, Edison se sentó en su escritorio, desenchufó la lámpara de gas, sacó lápiz y papel y anotó todos los materiales resistentes al calor que se le ocurrieron. Finalmente, los contó**. * Más de 1.600 especies. Al día siguiente, hizo arreglos para que la gente preparara todos estos materiales. Luego, realizó experimentos en diferentes categorías; al mismo tiempo, utilizó su cerebro en la estructura de la lámpara, mejoró constantemente el método de extracción y se esforzó por lograr un vacío absoluto en la bombilla de vidrio. Durante este período, Edison se devanó los sesos, agotó sus energías y se olvidó de comer y dormir, trabajando día y noche, pero nunca logró los resultados esperados después de intentarlo una y otra vez.

No fue hasta el 1 de octubre de 1879, cuando vi un informe en la revista Scientific American que Swann usaba filamentos de carbón para hacer un filamento, que volvió a desarrollar la bombilla de filamento de carbón.

También quería construir un sistema de generadores, alambres y cables que llevaran electricidad a todos, como una red de gas. El trabajo de investigación de Edison sobre la luz eléctrica fue financiado con honorarios de investigación proporcionados por muchos capitalistas, lo que le permitió a Edison dedicarse a la investigación.

5. Prueba varios materiales

En 1978, Edison ya había iniciado la investigación sobre las luces eléctricas. En aquella época, la gente utilizaba papel para quemar carbón en tiras finas y luego lo energizaba para emitir luz. Pero esto se hizo en el aire, y como no había una válvula de vacío para crear un ambiente de vacío, los filamentos de carbón se quemaron inmediatamente. Además, Edison también probó alambre de platino, cromo, boro y otros materiales, pero los resultados no fueron satisfactorios. No fue hasta que se inventó también la válvula de vacío que fue posible crear un ambiente de vacío. Edison volvió a probar con alambre de carbón y platino y descubrió que el alambre de platino podía soportar altas temperaturas en el vacío. Después de una investigación continua, Edison desarrolló con éxito una bombilla de vacío de 25 vatios utilizando alambre de platino en 1879. La obra fue patentada en abril de 1879. Sin embargo, debido al alto precio del platino, el costo de producción de este tipo de bombillas es alto, lo que no favorece la popularización. Entonces Edison volvió al estudio de los filamentos de carbono.

Hacer un núcleo conductor con alta resistencia es la primera condición para debilitar la corriente, pero hacer un núcleo conductor a partir de carbón no es una cuestión sencilla. Edison se devanó los sesos para esto, pero nunca tuvo una buena idea. Sin embargo, un día, vio un trozo de hilo caer al suelo y de repente se dio cuenta. Edison cortó alambre de nailon a medida, lo cubrió con alquitrán de hulla y polvo de carbón y lo horneó en un molde de níquel con forma de herradura. Como era de esperar, se produjeron finos filamentos de carbón. Luego, Edison pasó dos días doblando el alambre de carbono, colocándolo en la esfera de vidrio y extrayendo con cuidado el aire del interior.

El 21 de octubre de 1879, un día sumamente solemne y tenso, todos contuvieron la respiración y observaron a Edison conectar los cables y encender el interruptor con manos temblorosas. La luz eléctrica se encendió con un sonido de "pop" y se escucharon vítores en el instituto. Era este día: la luz eléctrica tan esperada comenzó a iluminar la vida de las personas. La luz parpadeó durante 45 horas antes de apagarse y fue como despertar de un sueño.

Edison entró orgulloso en la oficina de patentes con su primer invento, la bombilla. La invención de esta fuente de luz constante cambió la forma en que la gente vive y trabaja. La clave del éxito de Edison fue encontrar un filamento que produjera luz dentro de la bombilla sin quemarse por completo.

La luz eléctrica inventada por Edison conmocionó y deleitó al mundo. Cualquiera que haya pasado una noche sin electricidad conoce íntimamente esta alegría. Pero Edison no se quedó ahí y siguió trabajando para mejorar la luz eléctrica. Para desarrollar una mecha más duradera, Edison probó miles de fibras vegetales y cambió los métodos de procesamiento, como hornear, quemar y comprimir, pero aún así no vio ningún efecto.

La inspiración siempre ocurre por accidente. En el verano de este año, Edison estaba inmerso trabajando en el laboratorio. Estaba sudando profusamente por el calor, por lo que tomó un abanico de bambú para abanicarse. Fanning, de repente, sus ojos se abrieron como platos. Después de un rato, rompió el ventilador en pedazos y lo miró atentamente bajo el microscopio. Al mirarlo, estaba tan feliz que no pudo evitar saltar y decir: "¡Oye! ¿Por qué no pensé en quemar los filamentos de bambú?"

Entonces, inmediatamente saltó y Sacó las fibras de las tiras de bambú. Cuando se tuesta, se convierte en una mecha fuerte. Edison selló una mecha hecha de filamentos de bambú en una bombilla, extrajo el aire y le pasó corriente. Esta bombilla es más brillante que la primera y dura más.

Fortalecido por este éxito, Edison experimentó con casi todas las especies de bambú para encontrar una mecha más duradera. En 1880, la vida útil de una bombilla incandescente que utilizaba una mecha de filamento de bambú carbonizada superó las 600 horas por primera vez.

"Ahora deberías estar satisfecho, ¿verdad?", Dijeron también alegremente los asistentes.

Después de eso, Edison continuó investigando y mejorando continuamente la calidad de las lámparas eléctricas. La bombilla de filamento de bambú se cambió por una bombilla de filamento de tungsteno, que es la bombilla eléctrica que utilizamos ahora. Para esta pequeña bombilla, Edison pasó 12 años, realizó miles de experimentos y dedicó mucho esfuerzo. p>

La invención de la luz eléctrica por parte de Edison pasó por un proceso tortuoso.

La vida útil de las bombillas fabricadas al principio era extremadamente corta. La razón principal era que el filamento se quemaba fácilmente y la temperatura del filamento de la luz eléctrica alcanzaba entre 2300 ° C y 3000 ° C, y los metales comunes. se derretiría a esta temperatura. Después de muchos experimentos, finalmente se seleccionó el tungsteno, el metal con el punto de fusión más alto, para fabricar el filamento. El punto de fusión del tungsteno es 3410°C. Aunque el tungsteno tiene un alto punto de fusión, aún así no puede hacer que la bombilla sea duradera porque el metal de tungsteno reacciona fácilmente con el oxígeno a altas temperaturas. El tungsteno se oxidará y se convertirá en trióxido de tungsteno.

Posteriormente, se extraía el aire de la bombilla para ponerla en estado de vacío, de modo que el filamento de tungsteno no se oxidara y se prolongara la vida útil de la bombilla.

Después de que la noticia del invento de Edison se difundió por todo el mundo, países de todo el mundo solicitaron utilizarlo. Pero en aquel momento no había ninguna central eléctrica, por lo que tenía que funcionar con pilas de vodka. Cada batería de vodka es del tamaño de una almohada y se necesitan 100 baterías de vodka para encender una lámpara, por lo que la energía de la lámpara no puede provenir de una fuente de energía tan grande y no se puede usar en hogares comunes.

Edison vio la necesidad de inventar un generador y también vio la necesidad de desarrollar un método de transmisión de electricidad. El instituto que desarrolló la bombilla se convirtió en el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica. Edison encargó equipos de vapor de alto rendimiento, mejoró generadores y construyó la primera central eléctrica centralizada del mundo en Nueva York en 1882. La planta de energía contenía equipos de transmisión y generación eléctrica mejorados aún más por Edison. El generador genera electricidad que puede pasar a través de cables para alimentar 800 luces cercanas. Después de un año, el número de lámparas se puede aumentar hasta 1.700. Desde entonces, la vida humana ha sufrido enormes cambios.

En la historia de la electricidad, la contribución de Edison no se limita en modo alguno a la iluminación eléctrica. En el año 1880, Edison obtuvo 32 patentes para lámparas eléctricas, 7 patentes para distribución de energía, 5 patentes para portalámparas y otras partes de lámparas eléctricas y 3 patentes para generadores, lo que demuestra el alcance de su contribución.

6. Era Edison

Después de inventar la luz eléctrica, Edison continuó su carrera de inventor. Patentó 1.300 inventos, incluidos coches eléctricos, cámaras, baterías de almacenamiento y máquinas de telecomunicaciones. Entre tantos inventos, ninguno fueron armas ni pólvora. Ésta es la mejor prueba del amor de Edison por la felicidad y la paz humanas. "Inventado para la felicidad de la humanidad" fue la creencia de toda la vida de Edison. De las notas de Edison se desprende que, aunque no tenía formación profesional, comprendía muchos principios científicos. Sus métodos de investigación son muy científicos y vale la pena aprenderlos. Edison era a la vez un inventor "anticuado" al que le encantaba pasar mucho tiempo en el laboratorio y un hombre de negocios moderno que podía formar grupos de trabajo dedicados e invertir sus ganancias en investigación. Cuando él nació, el mundo todavía estaba en la "Edad Oscura"; cuando él murió, el mundo había entrado en la era de la tecnología mecánica y la tecnología electrónica. Cuando Edison tenía 80 años, el 30 de mayo de 1929, el presidente Hoover de los Estados Unidos organizó una celebración del 50 aniversario de la invención de la luz eléctrica por parte de Edison. Dos años después, el 21 de octubre de 1931, este gran inventor puso fin a su gloriosa vida. Ese día, Estados Unidos rindió homenaje al "Mago de Menlo Park". La gente apagó todas las luces y los equipos eléctricos durante un minuto y todo Estados Unidos se quedó a oscuras. La historia siempre recordará la gran era de Edison.