Lampe à incandescence. Histoire de l'invention et de la production

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Une lampe à incandescence est une source de lumière artificielle dans laquelle la lumière est émise par un corps incandescent chauffé par un courant électrique à une température élevée.

Comme corps de chauffe, on utilise le plus souvent une spirale en métal réfractaire (le plus souvent du tungstène) ou un filament de carbone. Pour éviter l'oxydation du corps de chauffe au contact de l'air, celui-ci est placé dans un ballon sous vide, ou un ballon rempli de gaz inertes ou de vapeurs halogènes.

Lampe à incandescence
Le design d'une lampe moderne. Dans le schéma : 1 - flacon ; 2 - la cavité du ballon (sous vide ou remplie de gaz); 3 - corps lumineux; 4, 5 - électrodes (entrées de courant); 6 - porte-crochets du corps de chauffe; 7 - pied de lampe; 8 - liaison externe du câble de courant, fusible ; 9 - cas de base ; 10 - isolant de base (verre); 11 - contact du bas de la base.

La lampe à incandescence est familière à presque toutes les personnes modernes. Son élément principal est un filament de tungstène qui, lorsqu'il est chauffé par le courant, devient chaud et commence à briller, inondant l'espace environnant d'une douce lumière chaude. Ça n'a pas toujours été comme ça. L'ampoule d'Edison au moment de son invention (en 1878) était loin d'être parfaite. Le filament de papier carbonisé brûlait souvent et, en 1882, Lewis Latimer a breveté un procédé de fabrication de filaments à partir de filaments de coton carbonisés, ce qui a augmenté la durée de vie de la lampe. Mais ce n'était pas suffisant.

L'idée d'augmenter l'efficacité énergétique à l'aide d'un fil de métaux réfractaires a été avancée par notre compatriote Alexander Lodygin. Dans une demande déposée auprès de l'Office américain des brevets en 1892, il décrit en détail comment fabriquer un filament à partir de platine, de chrome et mentionne également le tungstène comme matériau le plus approprié, bien qu'il note les difficultés de son traitement. De ce fait, le tungstène trouvait toujours sa place dans les lampes, malgré sa faible ductilité. La poudre de tungstène a été mélangée à une pâte organique (généralement de l'amidon), la masse résultante a été extraite à travers une filière, puis un fil fin a été calciné, éliminant le liant organique.

Cependant, des résidus organiques ont conduit à l'apparition d'une couche de carbone sur les parois du flacon, et la lampe s'est rapidement « assombrie ». En 1905, ce problème a été abordé par un nouvel employé du laboratoire de recherche de General Electric dans la ville de Schenectady, New York, William Coolidge, diplômé du Massachusetts Institute of Technology, qui a obtenu un doctorat en 1899 de l'Université de Leipzig. Il s'est vu confier la tâche apparemment impossible de développer un liant sans carbone.

La décision est venue à l'improviste. Assis dans le fauteuil du dentiste, Coolidge regarda le médecin mélanger de l'argent avec du mercure, créant une masse plastique - un amalgame d'argent, qui fut ensuite rempli de dents malades. Selon le physicien, il a été étonné de la plasticité de la masse résultante : "Je me suis immédiatement demandé s'il était possible d'utiliser un amalgame de métal comme liant temporaire pour le tungstène".

Après de nombreuses expériences avec divers métaux, une solution a été trouvée: du tungstène a été mélangé à de l'amalgame de cadmium, un fil a été fabriqué à partir de la masse plastique résultante et, lorsqu'il a été calciné sous vide, le cadmium puis le mercure se sont complètement évaporés, laissant un fil fin. de tungstène pur fritté, qui, de plus, se prête à un traitement ultérieur. Le processus a été rapidement modifié pour éviter le mercure, mais, comme Coolidge lui-même l'a rappelé dans les années 1960, "sans la première étape, il n'y aurait pas de seconde".

En conséquence, Coolidge a été reconnu (il est ensuite devenu vice-président de GE) et le monde - un éclairage électrique bon marché et économe en énergie.

Auteur : S.Apresov

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