電燈泡
美國年銷售額:44300億美元
世界三大燈具生產(chǎn)商:GE照明,歐司朗·西凡尼亞公司,飛利浦照明
從人類歷史發(fā)展的最早期到19世紀(jì)初,火是人類基本的照明方式。人們在日常生活和工作中使用火炬、蠟燭、煤油和煤氣燈提供照明。但是這樣的照明提供的光線十分有限。除了明火會造成的失火危險外,其在戶內(nèi)使用時,光線十分昏暗并且會產(chǎn)生很多有毒的煙霧。
第一次使用電光的嘗試是由英國化學(xué)家漢弗萊·戴維爵士進(jìn)行的。1802年,戴維發(fā)現(xiàn)電荷可以加熱薄鐵片到白熾狀態(tài),從而得到較好的照明效果。這就是白熾燈的起源。
接下來最重要的發(fā)明是弧光燈。這種燈的工作原理是將兩個用碳(非金屬元素)制成的電極相互分開一點,然后給其中一個電極通電,電流會擊穿電極間的空氣流到另一個電極,此時兩者之間會產(chǎn)生弧形的光線。弧光燈主要在戶外應(yīng)用。那個時候,發(fā)明家們正在進(jìn)行有效的室內(nèi)照明用具的發(fā)明競賽。
商業(yè)用白熾燈發(fā)展的最大問題是尋找合適的發(fā)光材料。戴維發(fā)現(xiàn)鉑金是唯一可以提供長時間白熾光線的金屬材料。碳元素也同樣可以使用,但它很快會在空氣中氧化,接著就會被燒壞。解決這個問題的辦法是把空氣抽離形成真空狀態(tài),保護(hù)產(chǎn)生光線的材料。
托馬斯·愛迪生,在新澤西州的門羅帕克工作的年輕發(fā)明家在19世紀(jì)70年代開始了電燈的發(fā)明。1877年,愛迪生加入了發(fā)明實用電燈材料的競爭行列中。他開始對其他發(fā)明家的試驗進(jìn)行分析,找出其他發(fā)明家失敗的原因。在這個過程中,他發(fā)現(xiàn)鉑金是比碳更好的發(fā)光材料。對鉑金進(jìn)行研究,愛迪生在1879年4月得到了他的有關(guān)電燈的第一項專利,盡管這項專利沒有多大實用價值。隨后他繼續(xù)研究,希望能找到有效加熱且不那么昂貴的照明材料。
愛迪生同樣改進(jìn)了照明系統(tǒng)的其他部件。他發(fā)明了自己的能源,并且設(shè)計出一個突破性的配線系統(tǒng)可以同時點亮多個燈泡。但是他最重要的發(fā)明是找到了合適的燈絲。這是一種細(xì)絲狀的線,能夠承載電流而且不會熔化或發(fā)生理化變化。大部分早期的燈絲燒壞的速度很快,所以很難投入實際應(yīng)用。為解決這個問題,愛迪生又一次嘗試以碳作為燈絲的材料。