¿Cómo inventó Edison la bombilla incandescente?

1. La víspera de la era de la luz eléctrica

En la mitología griega antigua, los seres humanos fueron creados por el dios Prometeo. También actúa como maestro para la humanidad. Le enseña todo el conocimiento que es útil para la humanidad y puede hacerla satisfecha y feliz. Asimismo, los humanos le agradecen y le retribuyen con amor y lealtad. Pero Zeus, el dios supremo, exige que los humanos lo adoren y le dediquen las mejores cosas. Las diversas acciones de Prometeo ofendieron a Zeus.

Como castigo por él, Zeus se negó a darle a la humanidad el último elemento necesario para completar su civilización: el fuego. Pero Prometeo pensó en una manera. Usó una larga rama de hinojo para robar el fuego cuando pasó el carro del sol ardiente y se lo llevó a la humanidad. El fuego cambió la historia de la humanidad, el vapor impulsó la revolución industrial y la electricidad marcó el comienzo de una nueva era.

La luz eléctrica es el invento más famoso de finales del siglo XIX.

Entre los 2.000 inventos grandes y pequeños de Edison, los más importantes y brillantes son la luz eléctrica y el sistema de distribución de energía. Fue Edison quien trajo la luz a la humanidad. Cuando Edison comenzó a investigar las luces eléctricas, las luces de gas natural se usaban comúnmente en los hogares. La invención del gas natural tuvo una historia de 70 años en ese momento. Reemplazó a las lámparas de aceite y velas anteriores y se desarrolló rápidamente.

Sin embargo, para utilizar lámparas de gas natural, cada hogar debe instalar un gasoducto para suministrar gas natural, por lo que sólo se puede utilizar en las ciudades y la mayoría de la gente en Estados Unidos no puede utilizarlo. Por otra parte, también se están realizando investigaciones sobre el uso de la electricidad para la iluminación. Antes de la llegada de la luz eléctrica, la gente inicialmente dominaba los conocimientos sobre la electricidad. El primero en iniciar esta investigación fue el científico británico David. En 1808, David conectó 2.000 baterías para un experimento y ató varillas de carbono a los cables que se extendían desde los dos polos de las baterías. En el momento en que las varillas de carbono tocaron el alambre de hierro, se produjo un fenómeno extraño: se produjo una luz intensa entre las dos varillas de carbono, incomparable a las lámparas de queroseno y de gas natural. Entonces David inmediatamente pensó en las luces eléctricas. Quería utilizar la electricidad para iluminar. Después de una larga e incansable investigación, se inventó una lámpara de iluminación llamada lámpara de arco.

Sin embargo, la lámpara de arco es muy áspera y las tiras de carbón son muy fáciles de usar y deben reemplazarse con frecuencia. Se apagarán en una hora. En aquella época, en la mayoría de los hogares todavía se utilizaban lámparas de queroseno o de gas. No puede extenderse a todos los hogares, pero es precisamente por esto que la investigación sobre la invención de luces eléctricas más convenientes se ha incluido en la agenda histórica.

2. La infancia del "Rey de los Inventos"

Edison nació en Mylan, Ohio, EE. UU. en 1847. Su padre dirigía una planta procesadora de madera y Edison era el menor de cuatro hermanos. Edison, el rey inventor, era un niño que sentía curiosidad por todo desde pequeño. Para criar polluelos, incubó huevos de ganso como una mamá gansa; para hacer que la gente volara hacia el cielo, hizo que sus amigos bebieran ácido, lo que casi provocó un desastre. Cuando Edison era un niño, sus maestros de escuela lo consideraban un "niño con retraso mental" porque le gustaba buscar sus raíces y su madre lo acogió de regreso. Por tanto, 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. Gracias a la entusiasta educación de su madre, los conocimientos del pequeño Edison mejoraron rápidamente. Una vez, mi madre le compró al pequeño Edison un libro llamado "La Escuela de Ciencias". Hay muchos experimentos científicos registrados en ese libro. Después de que el pequeño Edison lo leyó atentamente, completó todos los experimentos. A partir de entonces, Edison se convirtió gradualmente en un maníaco experimental. La habitación de su infancia estaba llena de libros científicos y equipos experimentales.

Cuando Edison tenía 12 años, apareció una locomotora de vapor en su ciudad natal. Debido a dificultades económicas familiares, el pequeño Edison escuchó la noticia sobre la contratación de vendedores de periódicos en el tren e inmediatamente solicitó el trabajo. A partir de entonces se convirtió en cartero de periódicos en el tren. Después de vender periódicos, Edison dedicaba el resto de su tiempo a leer. Al pequeño Edison se le ocurrió otra idea brillante. Le pidió al conocido capitán que convirtiera una pequeña parte del carruaje en su propia habitación. Trasladó todo el equipo experimental de su casa allí y abrió allí un laboratorio.

Debido a que en ese momento estaba estallando la Guerra Civil en los Estados Unidos, la gente estaba particularmente preocupada por la actualidad. El pequeño Edison también tenía un muy buen negocio vendiendo periódicos en el tren. Dos o tres años más tarde, editó un "Pioneer Weekly" en el tren, e incluso el "Times" británico reimprimió sus noticias. En su tiempo libre, estudiaba mucho y realizaba con fascinación diversos experimentos científicos. Un día, debido a que el tren temblaba demasiado, una botella de fósforo amarillo cayó al suelo provocando un incendio. Afortunadamente, la gente apagó el fuego a tiempo y lo apagó. El capitán se enojó, arrojó todos sus instrumentos y medicinas fuera del auto y abofeteó al pequeño Edison tres veces, dejándolo sordo del oído izquierdo.

A la edad de 15 años, Edison salvó al hijo del jefe de estación y operador de telégrafos McKenzie de un accidente automovilístico en el ferrocarril. Para pagarle a Edison, McKenzie prometió enseñarle tecnología del telégrafo. Pronto, fue nombrado operador de telégrafos en la estación. A la edad de 16 años, Edison inventó el telégrafo automático. Fue a causa de esta máquina de telégrafo automático que lo desestimaron como "vago". En los años siguientes, Edison cambió de carrera muchas veces y, a menudo, fue despedido muchas veces porque se consideraba que sus inventos y reformas "no hacían su trabajo correctamente".

Cuando Edison tenía 21 años, se fue a Boston. Entre las más de 1.000 patentes de invención que obtuvo a lo largo de su vida, la primera nació en Boston. Patentó una "máquina automática de registro de votos electrónicos" en Boston.

En 1870, Edison compró un taller en Newark, Nueva Jersey, y comenzó a producir el símbolo bursátil que inventó. Esta vez Edison tuvo éxito y ganó mucho dinero. 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 sentó las bases para el establecimiento de instituciones de investigación industrial a gran escala. en los Estados Unidos y otros países alrededor del mundo.

3. La vida familiar de Edison

Mary Stilwell fue la primera esposa de Edison. Conoció a Edison mientras trabajaba en una fábrica de Newark y conocía bien al joven con el que se casaría. En 1884, Mary lamentablemente murió de fiebre tifoidea.

Mina Miller fue la segunda esposa de Edison. Se casó con Edison cuando tenía 20 años. Al principio, sus padres no apoyaron el matrimonio debido a la diferencia de edad de Edison con ella. Edison le enseñó a Miner Miller cómo usar códigos eléctricos para que los dos pudieran comunicarse en lenguajes secretos.

María dejaba a su marido trabajar, vestirse y comer como quisiera. Meena, sin embargo, trabajó duro para corregir la conducta descuidada de su marido, señalando que fumar y escupir eran comportamientos no permitidos en la sociedad civilizada.

4. Lanzar un ataque a la iluminación eléctrica

Edison pensó: "¡Sería fantástico si todos los hogares pudieran utilizar luz eléctrica!"

Septiembre de 1878, Edison Realmente lanzó un ataque a la fortaleza de la iluminación eléctrica. Tan pronto como se difundió la noticia, inmediatamente causó sensación en todo Estados Unidos y afectó también al Reino Unido, provocando la caída de las acciones de London Gas.

Edison comenzó a realizar intensos experimentos científicos. Empezó experimentando con lámparas incandescentes. El principio de este tipo de lámpara es colocar un pequeño trozo de material resistente al calor en una bombilla de vidrio y conectarlo a una fuente de energía. 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, encendió la lámpara de gas, sacó lápiz y papel y anotó todos los materiales resistentes al calor que se le ocurrieron. Finalmente, contó más de 1.600. tipos. Al día siguiente, organizó mano de obra para preparar estos materiales. Luego, realizó experimentos en diferentes categorías; al mismo tiempo, utilizó su cerebro en la estructura de la lámpara eléctrica, mejoró constantemente el método de extracción y se esforzó por lograr un vacío absoluto dentro de la bombilla de vidrio. Durante este período, Edison se devanó los sesos, dedicó todos sus esfuerzos, se olvidó de comer y dormir y trabajó día y noche, pero nunca logró el efecto deseado después de intentarlo una y otra vez.

No fue hasta el 1 de octubre de 1879 que vi un informe en la revista "Scientific American" de que Swann usaba filamentos de carbono para fabricar filamentos y volvió a desarrollar la bombilla de filamento de carbono.

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

5. Experimentos con diversos materiales

En 1978, Edison ya había realizado investigaciones sobre las luces eléctricas. En aquella época, el carbón se quemaba con papel, se cortaba en tiras finas y luego se energizaba para emitir luz. Pero eso se hizo en el aire y el alambre de carbono se quemó inmediatamente porque no había una válvula de vacío en ese momento y era imposible crear un ambiente de vacío. Además, Edison probó alambre de platino, cromo, boro y otros materiales, pero todos resultaron insatisfactorios. No fue hasta que se inventó la válvula de vacío que se pudo crear un ambiente de vacío. Edison probó nuevamente el alambre de carbono y el alambre de platino y descubrió que el alambre de platino era resistente a 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. Este logro fue patentado en abril de 1879. Sin embargo, debido al alto precio del platino, el coste de producción de este tipo de bombillas es elevado, lo que no favorece la popularización. Entonces Edison volvió al estudio del alambre de carbono.

Hacer un núcleo conductor con gran resistencia es la primera condición para debilitar la corriente, pero hacer un núcleo conductor a partir de carbono no es una cuestión sencilla. Edison se devanó los sesos para esto pero no encontró una buena solución. Pero un día, vio un hilo caer al suelo y de repente tuvo una epifanía. Edison cortó alambre de nailon hasta cierta longitud, lo cubrió con alquitrán de hulla y polvo de carbón y luego lo horneó en un molde de níquel con forma de herradura. Como era de esperar, se produjeron finos hilos de carbón. Luego, Edison pasó dos días doblando el cable de carbono, insertándolo en la bombilla de vidrio y eliminando con cuidado el aire del interior.

El 21 de octubre de 1879 fue un día extremadamente solemne y tenso. Todos contuvieron la respiración y observaron a Edison conectar los cables con manos temblorosas y encender el interruptor. Las luces eléctricas se encendieron y se escucharon vítores en el instituto. Era ese día: las tan esperadas luces eléctricas comenzaron a iluminar la vida de las personas. La luz eléctrica duró 45 horas antes de apagarse, despertándolos como de un sueño.

Edison entró orgulloso en la oficina de patentes sosteniendo su primer invento, la bombilla. La invención de una fuente de luz continua cambió la forma en que la gente vivía y trabajaba. La clave del éxito de Edison fue encontrar un filamento que pudiera brillar dentro de la bombilla sin quemarse por completo.

La noticia de la invención de la luz eléctrica por parte de Edison conmocionó al mundo y trajo alegría al mundo. Cualquiera que haya pasado una noche sin apagón comprenderá íntimamente esta alegría. Pero Edison no se detuvo y continuó trabajando en mejorar la iluminación eléctrica. Para desarrollar una mecha más duradera, Edison probó miles de fibras vegetales y cambió varios métodos de procesamiento, como tostar, quemar y comprimir, pero aún así no tuvo ningún efecto.

El Dios de la inspiración siempre llega por casualidad. Un día del verano de este año, Edison estaba inmerso trabajando en el laboratorio. Estaba sudando profusamente por el calor, por lo que cogió un ventilador de bambú para refrescarse. Estaba abanicándose y, de repente, miró fijamente al abanico. Después de un rato, rompió el ventilador en pedazos y los puso bajo un microscopio para observarlos cuidadosamente. Al mirarlo, no pudo evitar saltar de alegría y dijo: "¡Oye! ¿Por qué no se me ocurrió usar seda de bambú carbonizada?"

Así que inmediatamente saltó y extrajo fibras del tiras de bambú una vez horneadas, se convierte en una mecha fuerte. Edison selló una mecha hecha de filamentos de bambú en una bombilla, extrajo aire y aplicó electricidad. La luminosidad es más brillante que la primera bombilla y la vida útil se prolonga varios días.

En este otro éxito, Edison ganó fuerza. Para encontrar una mecha más duradera, probó con casi todos los tipos de bambú. En 1880, la vida útil de una bombilla incandescente con filamento de bambú carbonizado superó por primera vez las 600 horas.

"¡Ya deberías estar satisfecho!", dijeron también alegremente los asistentes.

Después de eso, Edison continuó investigando y mejorando continuamente la calidad de las luces eléctricas. Más tarde, cambió la bombilla de filamento de bambú por una bombilla de filamento de tungsteno, que es la bombilla que utilizamos ahora. Para esta pequeña bombilla, Edison dedicó 12 años, realizó miles de experimentos y dedicó mucho esfuerzo.

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

La vida útil de las primeras bombillas era extremadamente corta, principalmente porque el filamento se quemaba fácilmente. La temperatura del filamento de la luz eléctrica alcanzaba entre 2300 °C y 3000 °C. Generalmente, el metal se derretía 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 punto de fusión más alto, aún así no puede hacer que la bombilla sea duradera. La razón es que el metal de tungsteno reacciona fácilmente con el oxígeno a altas temperaturas. Después de oxidarse el tungsteno, se convierte en trióxido de tungsteno.

Más tarde, la gente sacó el aire de la bombilla, para que el interior de la bombilla estuviera en un estado de vacío, para que el filamento de tungsteno no se oxidara y la vida útil de la bombilla fue ampliado.

Después de que la noticia de la invención de la luz eléctrica por parte de Edison se difundió por todo el mundo, países de todo el mundo solicitaron utilizar este logro. Pero en aquella época no había ninguna central eléctrica, por lo que sólo podía funcionar con baterías voltaicas. Cada celda voltaica es tan grande como una almohada y se necesitan 100 de estas celdas para encender una lámpara. Por lo tanto, la electricidad utilizada para alimentar la lámpara no puede provenir de una fuente de energía tan grande y no puede usarse en los hogares comunes.

Edison vio la necesidad de inventar un generador y pensó que necesitaba desarrollar un método para transmitir electricidad. Así, el instituto de investigación que desarrolló las bombillas se convirtió en el Instituto de Investigación de Energía Eléctrica. Edison encargó equipos de vapor con excelente rendimiento, mejoró el generador y estableció la primera central eléctrica del mundo en Nueva York en 1882. Esta central eléctrica contiene equipos de generación de energía y equipos de transmisión mejorados aún más por Edison. La electricidad generada por este generador se puede utilizar para alimentar 800 luces eléctricas cercanas a través de cables. Un año después, el número disponible había aumentado a 1.700. La vida humana ha cambiado mucho desde entonces.

En la historia de la electricidad, la contribución de Edison no fue solo la luz eléctrica. En el año 1880, Edison obtuvo 32 patentes para luces eléctricas, 7 para distribución de energía, 5 para accesorios de iluminación como portalámparas y 3 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. Tiene 1.300 patentes de invención para tranvías, cámaras, baterías y máquinas de telecomunicaciones. Entre tantos inventos ninguno fue el de las armas ni el de la pólvora. Ésta es la mejor prueba del amor de Edison por la felicidad y la paz humanas. "Inventado para la vida feliz de la humanidad", esta fue la creencia de toda la vida de Edison. Las notas de Edison muestran que, aunque no tenía formación, comprendía muchos principios científicos. Tiene métodos de investigación muy científicos de los que podemos aprender. Edison era a la vez un inventor "anticuado" al que le gustaba pasar mucho tiempo trabajando en el laboratorio y un hombre de negocios moderno que sabía organizar grupos de trabajo profesionales e invertir sus beneficios 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 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. En este día, todo Estados Unidos rindió homenaje al "Mago de Menlo Park". La gente apagó todas las luces y equipos eléctricos durante un minuto, y todo Estados Unidos quedó a oscuras. La historia siempre recordará la gran era de Edison.