Lâmpada
Lâmpada , um dispositivo para produzir iluminação, consistindo originalmente em um recipiente contendo um pavio embebido em material combustível e, subsequentemente, outros instrumentos de produção de luz como lâmpadas a gás e elétricas.
Lâmpada romana de bronze a óleo com leões e golfinhos, das Termas de Julian, Paris, século Ipara; no Museu Britânico, cortesia dos curadores do Museu Britânico
A lâmpada foi inventada pelo menos já em 70.000bce. Originalmente, consistia em uma cavidade pedra preenchido com musgo ou algum outro material absorvente que foi encharcado com gordura animal e inflamado. Na área do Mediterrâneo e no Médio Oriente , a lâmpada mais antiga tinha a forma de concha. Originalmente, conchas reais foram usadas, com seções cortadas para fornecer espaço para a área de iluminação; mais tarde, estes foram substituídos por lâmpadas de cerâmica, alabastro ou metal moldadas para se parecerem com seus protótipos . Outro tipo básico de lâmpada primitiva, encontrada no antigo Egito e na China, era a lâmpada pires. Feito de cerâmica ou bronze, às vezes era fornecido com uma ponta no centro do declive para apoiar o pavio, que era usado para controlar a taxa de queima. Outra versão tinha um canal de pavio, que permitia que a superfície em chamas do pavio ficasse pendurada na borda. O último tipo tornou-se comum na África e se espalhou também pelo Leste Asiático.
Dentro Grécia antiga lâmpadas não começaram a aparecer até o século 7bce, quando eles substituíram tochas e braseiros. Na verdade, a própria palavra lâmpada é derivada do grego lâmpadas, significando uma tocha. A versão em cerâmica de uma lâmpada grega tinha o formato de um copo raso, com um ou mais bicos ou bicos nos quais o pavio queimava; tinha um orifício circular na parte superior para enchimento e uma alça de transporte. Essas lâmpadas geralmente eram cobertas com um esmalte vermelho ou preto resistente ao calor. Um tipo mais caro era produzido em bronze. O formulário padrão tinha uma alça com um anel para o dedo e uma meia-lua acima para o polegar. Lâmpadas suspensas de bronze também se tornaram populares.
Os romanos introduziram um novo sistema de fabricação de lâmpadas de terracota, usando dois moldes e juntando as peças. No metal, as formas tornaram-se mais complexas, às vezes assumindo formas animais ou vegetais; versões muito grandes para uso em circos e outros locais públicos surgiram durante o século Iesta.
Muito pouca informação está disponível sobre medieval lâmpadas, mas parece que as que existiam eram do tipo aberto, pires, e consideravelmente inferior em desempenho às lâmpadas fechadas dos romanos. O grande avanço na evolução da lâmpada ocorreu na Europa no século XVIII com a introdução de um queimador central, emergindo de um recipiente fechado por meio de um tubo de metal e controlável por meio de uma catraca. Esse avanço coincidiu com a descoberta de que a chama produzida poderia ser intensificada por aeração e chaminé de vidro. Até o final do século 18, os principais combustíveis queimados em lâmpadas incluíam óleos vegetais como azeite de oliva e sebo, cera de abelha, óleo de peixe e óleo de baleia. Com a perfuração do primeiro poço de petróleo em 1859, a lâmpada de querosene (parafina no uso britânico) tornou-se popular. Entretanto, o gás de carvão e depois o gás natural para iluminação começaram a ser amplamente utilizados. O gás de carvão foi usado como combustível para lâmpadas já em 1784, e um termolampe usando gás destilado da madeira foi patenteado em 1799. Embora o gás de carvão tenha sido denunciado como inseguro, ganhou cada vez mais popularidade para a iluminação pública, e no início do século 19 a maioria das cidades nos Estados Unidos e na Europa tinha ruas iluminadas a gás e um número crescente de casas convertidas para o novo combustível.
As primeiras lâmpadas a gás usavam um queimador simples em que a luz amarela da própria chama era a fonte de iluminação. Mas, durante a década de 1820, foi introduzida uma nova forma de queimador em que uma quantidade controlada de ar era admitida na corrente de gás, produzindo uma chama de alta temperatura, mas não luminosa, que aquecia um material refrativo não combustível a uma temperatura muito alta. Esta se tornou a fonte de luz; quanto mais alta a temperatura do material, mais branca será a cor da luz e maior será a saída. Na década de 1880, uma rede tecida de fios de algodão impregnados com sais de tório e cério era o material emissor de luz padrão usado em lâmpadas a gás.
O desenvolvimento da lâmpada elétrica na virada do século 19 interrompeu a tendência para lâmpadas a gás e, em 1911, a conversão de luminárias a gás para uso com eletricidade começou. Logo a eletricidade estava substituindo rapidamente o gás em geral iluminador finalidades. Na Inglaterra e na Europa, entretanto, o gás foi amplamente utilizado por mais alguns anos.
Lâmpadas elétricas
As lâmpadas e a iluminação modernas começaram com a invenção da lâmpada elétrica incandescente por volta de 1870. lâmpada incandescente é aquele em que um filamento emite luz quando aquecido até a incandescência por uma corrente elétrica. A lâmpada incandescente não foi a primeira lâmpada a usar eletricidade, entretanto; dispositivos de iluminação que empregam um arco elétrico entre eletrodos de carbono foram desenvolvidos no início do século XIX. Essas lâmpadas de arco, como eram chamadas, eram dispositivos confiáveis, mas pesados, que eram mais bem usados para iluminação pública. Em 1876, Pavel Yablochkov, um engenheiro elétrico russo, introduziu a vela Yablochkov. Esta era uma lâmpada de arco com hastes de carbono paralelas separadas por argila de porcelana, que vaporizava durante a queima do arco. A corrente alternada foi usada para garantir taxas iguais de consumo das duas pontas das hastes. Esta lâmpada foi amplamente utilizada na iluminação pública por um tempo.
Nas décadas anteriores ao patenteamento da lâmpada Edison de filamento de carbono incandescente em 1880, vários cientistas haviam direcionado seus esforços para a produção de um sistema de iluminação incandescente satisfatório. Destacou-se entre eles Sir Joseph Wilson Swan, da Inglaterra. Em 1850, Swan inventou filamentos de carbono de papel; mais tarde ele usou fio de algodão tratado com ácido sulfúrico e montado em lâmpadas de vácuo de vidro (só possível a partir de 1875).
O desenvolvimento final da lâmpada incandescente foi o resultado de concorrente trabalho de Swan e Thomas A. Edison dos Estados Unidos, usando a bomba de vácuo de Hermann Sprengel e Sir William Crookes. Essas lâmpadas de Swan e Edison consistiam em um filamento de fio de carbono em um bulbo de vidro evacuado, duas extremidades do fio sendo retiradas através de uma tampa selada e daí para o fornecimento elétrico. Quando o fornecimento foi conectado, o filamento brilhou e, em virtude do vácuo, não oxidou rapidamente como aconteceria no ar. A invenção de uma lâmpada totalmente prática normalmente é creditada a Edison, que começou a estudar o problema em 1877 e em um ano e meio já havia feito mais de 1.200 experimentos. Em 21 de outubro de 1879, Edison acendeu uma lâmpada contendo um fio carbonizado para o filamento. A lâmpada permaneceu acesa por dois dias. Mais tarde, ele aprendeu que os filamentos de papel carbonizado para cartões de visitas (cartolina) dariam uma vida de várias centenas de horas. Logo o bambu carbonizado foi considerado aceitável e usado como material de filamento. Os filamentos de celulose extrudados foram introduzidos por Swan em 1883.
Ao mesmo tempo, reconhecendo que os sistemas de fiação em série então usados para luzes de arco não seriam satisfatórios para lâmpadas incandescentes, Edison direcionou muitos esforços para o desenvolvimento de dínamos e outros equipamentos necessários para circuitos múltiplos.
A primeira instalação comercial da lâmpada de Edison foi feita em maio de 1880 no navio a vapor Columbia . Em 1881, uma fábrica da cidade de Nova York foi iluminada com o sistema de Edison, e o sucesso comercial da lâmpada incandescente foi rapidamente estabelecido.
A melhoria subsequente mais importante na lâmpada incandescente foi o desenvolvimento de filamentos metálicos, particularmente de tungstênio. Os filamentos de tungstênio rapidamente substituíram os feitos de carbono, tântalo e carbono metalizado no início dos anos 1900, e eles ainda são usados na maioria das lâmpadas de filamento hoje. O tungstênio é altamente adequado para essas lâmpadas por causa de todos os materiais adequados para trefilagem em fios de filamento, tem o mais alto ponto de fusão . Isso significa que as lâmpadas podem operar em temperaturas mais altas e, portanto, emitem luz mais branca e mais luz para a mesma entrada elétrica do que seria possível com filamentos de carbono menos duráveis e menos refratários. As primeiras lâmpadas de filamento de tungstênio, lançadas nos Estados Unidos em 1907, faziam uso de tungstênio prensado. Em 1910, um processo (patenteado em 1913) para a produção de filamentos trefilados de tungstênio foi descoberto.
As primeiras lâmpadas de tungstênio, como as lâmpadas de carbono, sofriam com a migração de moléculas de filamento para o bulbo de vidro, causando um escurecimento do bulbo, uma perda na emissão de luz e um afinamento progressivo do filamento até que se quebrasse. Por volta de 1913, descobriu-se que a introdução de uma pequena quantidade de gás inerte (argônio ou nitrogênio) reduziu a migração e permitiu que o filamento funcionasse em uma temperatura mais alta, dando uma luz mais branca, mais alta eficiência , e vida mais longa. Seguiram-se outras melhorias, incluindo o desenvolvimento do filamento em espiral.
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