- Fast 80 Jahre bevor Edison sein Patent erhielt, schufen diese weitgehend vergessenen Wissenschaftler die ersten Glühbirnen - warum haben Sie nicht davon gehört?
- Die Köpfe, die geholfen haben, die erste Glühbirne zu erfinden
- Wie Joseph Swan dazu beigetragen hat, die Glühbirne so zu gestalten, wie wir sie kennen
- Wann hat Thomas Edison seine Glühbirne erfunden?
- Der historische Durchbruch in Glühbirnen
- Ediswan und das Erbe des elektrischen Lichts
Fast 80 Jahre bevor Edison sein Patent erhielt, schufen diese weitgehend vergessenen Wissenschaftler die ersten Glühbirnen - warum haben Sie nicht davon gehört?
Von den 1.000 Patenten von Thomas Edison gehört die allererste Glühbirne nicht dazu.
In der Tat wurde Edisons Patent für die Glühbirne als "Verbesserung" gegenüber bestehenden Modellen bezeichnet. Aufzeichnungen zeigen, dass der Ingenieur Patente von früheren Erfindern erworben hat, um ein praktischeres, effizienteres und erschwinglicheres Modell für elektrische Lampen zu schaffen.
Die Feststellung, wann die Glühbirne zum ersten Mal erfunden wurde, ist daher eine differenzierte Frage, bei der wir Forscher und Wissenschaftler anerkennen müssen, die lange vor und gleichzeitig mit Edison arbeiten.
Wer hat die Glühbirne wirklich erfunden?
Die Köpfe, die geholfen haben, die erste Glühbirne zu erfinden
Während des gesamten 19. Jahrhunderts suchten Erfinder nach einer sichereren und bequemeren Methode zur Erzeugung von Licht, um offene Flammen oder Gaslichter zu ersetzen. Strom wurde zur bevorzugten Alternative.
Wikimedia commonsPeople beobachten den umständlichen Prozess des Elektrodenwechsels in einer Lichtbogenlampe aus dem 19. Jahrhundert, einem der Vorläufer für die ersten Glühbirnen.
Eines der ersten Geräte, das eine zuverlässige Stromquelle bereitstellte, wurde 1800 vom italienischen Erfinder Alessandro Volta erfunden. Der sogenannte „Voltaic Pile“ war eine primitive Batterie, die Kupfer, Zink, Pappe und Salzwasser verwendete und sich mit Kupfer beschäftigte Draht an beiden Enden leitete Strom.
Die elektrische Messung von "Volt" wurde später nach Volta benannt.
1806 zeigte der englische Erfinder Humphry Davy die erste Lichtbogenlampe mit einer Batterie wie der von Volta, um einen zuverlässigen Strom zu erzeugen. Diese Lampen erzeugten Licht durch Freiluftelektroden, die Gas ionisierten. Diese Lampen waren jedoch auch zu schwierig zu verwenden und brannten zu hell und schnell für den Heimgebrauch. Daher wurden sie hauptsächlich von Städten in öffentlichen Bereichen eingesetzt. Die Bogenlampe wurde zu einem kommerziellen, wenn auch begrenzten Erfolg.
Wissenschaftler wussten bereits, dass sie sich erwärmen würden, wenn genügend Strom durch bestimmte Materialien geleitet würde, und wenn sie heiß genug würden, würden sie anfangen zu glühen. Dieser Prozess wird als "Glühbirne" bezeichnet.
Das Problem bei frühen Glühbirnen war jedoch, dass diese Materialien schließlich so heiß werden würden, dass sie verbrennen oder schmelzen würden. Glühlampen könnten nur dann zu einem praktischen, kommerziellen Erfolg werden, wenn das richtige Material, Filament genannt, Licht erzeugt, ohne zu schnell auszubrennen.
Nachdem ein schottischer Wissenschaftler namens James Bowman Lindsay 1835 demonstrierte, dass konstantes elektrisches Licht sogar möglich ist, wenn das Filament aus Kupfer besteht, konzentrierten sich die nächsten 40 Jahre in der Glühbirnenforschung darauf, die richtigen Materialien für ein Filament zu finden und das Filament in ein Gas einzuschließen - Kein Platz wie ein Staubsauger oder eine Glühbirne, um sie so lange wie möglich in Brand zu halten.
Wikimedia CommonsWarren de la Rue hat Jahrzehnte vor der Patentierung von Edisons Modell einen großen Durchbruch bei der Entwicklung der Glühbirne erzielt.
Der nächste große Durchbruch bei der Entwicklung einer kommerziellen Glühbirne gelang 1840 dem britischen Erfinder Warren de la Rue.
De la Rue stellte fest, dass der beste Ansatz für ein zuverlässiges, sicheres und langlebiges elektrisches Licht darin bestand, ein Platinfilament anstelle eines Kupferfilaments zu verwenden, das in einer Vakuumröhre befestigt war.
De La Rue entschied sich wegen seines hohen Schmelzpunktes für die Verwendung von Platin als Filament. Platin kann große Mengen an Elektrizität und Glühen vertragen, ohne dass bei hohen Temperaturen die Gefahr besteht, dass es in Flammen aufsteigt. Er entschied sich dafür, das Filament in einer vakuumversiegelten Kammer zu befestigen, denn je weniger Gasmoleküle mit dem Platin reagieren konnten, desto länger würde sein Glühen anhalten.
Aber Platin war damals wie heute viel zu teuer, um kommerziell hergestellt zu werden. Außerdem waren Vakuumpumpen zu de la Rues Zeiten weniger effizient, und so war sein Modell nicht perfekt.
Die Theorie, die er für diese Glühbirne verwendete, schien jedoch weitgehend zu funktionieren, und so wurden die Experimente fortgesetzt. Leider wurden diese frühen Entwürfe durch Kosten oder Unpraktikabilität behindert, da einige Lampen zu schwach leuchteten oder zu viel Strom benötigten, um überhaupt zu leuchten.
Wie Joseph Swan dazu beigetragen hat, die Glühbirne so zu gestalten, wie wir sie kennen
Wikimedia CommonsJoseph Swan war tatsächlich der erste Mann auf der Welt, der elektrische Lampen in seinem Haus installiert hatte. Die meisten Komponenten in seinem Modell für die Glühbirne von Anfang 1879 wurden von Edison übernommen und in seinem Modell verwendet, das Edison 1880 patentierte.
Der britische Physiker Joseph Swan hatte bereits 1850 die Probleme mit Glühlampen untersucht, beginnend mit der Wirtschaftlichkeit.
Zunächst verwendete er karbonisiertes Papier und Pappe als billigere Alternativen zu Metallfilamenten, fand es jedoch zu schwierig, ein schnelles Ausbrennen dieser Papierfilamente zu verhindern. Später patentierte er 1869 ein Design, bei dem Baumwollfäden als Filamente verwendet wurden. Dieses Design litt jedoch unter denselben Problemen, um von praktischem Nutzen zu sein.
Die Erfindung der Sprengel-Luftpumpe von 1877 würde das Spiel bei der Entwicklung von Glühbirnen verändern. Die Pumpe erzeugte bessere Vakuums in Glaskolben, was wiederum verhinderte, dass Filamente auf äußere Gase reagierten und zu schnell ausbrannten.
Swan überarbeitete seine Entwürfe mit Blick auf diese Pumpe und experimentierte mit einer Vielzahl von Materialien für das Filament. Im Januar 1879 entwickelte er eine Glühbirne, die brannte, aber nicht mit einem in Säure getauchten und in einer Glaskolben vakuumversiegelten Baumwollfaden ausbrannte.
Er demonstrierte das Design im nächsten Monat, stellte jedoch fest, dass die Glühbirne nach kurzer Zeit rauchte, schwarz wurde und unbrauchbar wurde. Swans Versagen lag in seinem Filament: Es war zu dick und benötigte zu viel Strom, um zu glühen.
Trotzdem experimentierte Swan weiter.
Wann hat Thomas Edison seine Glühbirne erfunden?
Wikimedia CommonsThomas Edison gab an, über 6.000 verschiedene organische Materialien getestet zu haben, um das perfekte Filament für seine Verbesserung der Glühbirne zu finden.
In der Zwischenzeit arbeitete Thomas Alva Edison über den Teich, um die gleichen Probleme zu lösen. Der 31-jährige Erfinder hatte zu diesem Zeitpunkt 169 Patente und eine Forschungseinrichtung in Menlo Park, New Jersey, eingerichtet.
Edison wollte Glühbirnen sowohl erschwinglich als auch zuverlässig machen. Er studierte seine Konkurrenz in diesem Bestreben, zu dem natürlich auch Swan gehörte, und stellte fest, dass eine erfolgreiche Glühbirne ein dünneres Filament benötigte, das keinen großen elektrischen Strom benötigte.
Edison selbst arbeitete bis zu 20 Stunden pro Tag und testete und experimentierte mit verschiedenen Designs und Materialien für Filamente.
Im Oktober 1878, nur ein Jahr nach Swans gescheitertem Versuch, entwickelte Edison eine Glühbirne mit einem Platinfaden, die 40 Minuten lang brannte, bevor sie ausbrannte. Es schien, dass der sogenannte „Zauberer von Menlo Park“ kurz davor stand, eine praktische Glühbirne zu erfinden, aber auch er hatte die gleichen Probleme wie seine Vorgänger.
In Erwartung des Erfolgs borgte Edison 300.000 USD, um die Edison Electric Light Company mit JP Morgan als einem ihrer Investoren zu gründen.
Die patentierte Glühbirne von NPSEdison enthielt viele der gleichen Elemente wie das Modell von Swan aus dem Jahr 1879.
Edison testete weiterhin 300 verschiedene Arten von Filamenten in über 1.400 Experimenten. Sein Team testete anscheinend jede Substanz, die sie in die Hände bekommen konnten, einschließlich Flachs, Zeder und Hickory. Er experimentierte sogar mit Wolfram, was in späteren Glühbirnen üblich war. Aber Edison hatte nicht die Werkzeuge, um dieses Material richtig zu bearbeiten.
Der historische Durchbruch in Glühbirnen
Wikimedia CommonsEine Nachbildung des Menlo Park Labors.
Dann, im Oktober 1879, entschied sich Edison für ein dünneres, widerstandsfähigeres Baumwollfilament als das, das Swan verwendet hatte. Er argumentierte, dass je höher der Widerstand im Filament ist, desto weniger elektrischer Strom benötigt wird, um es zum Leuchten zu bringen. Sein Entwurf von 1879 brannte 14,5 Stunden.
Für seine Erkenntnis bezüglich des hohen Widerstands wird Edison allgemein zugeschrieben, die erste Glühbirne für den praktischen Gebrauch konzipiert zu haben.
Die Glühlampe von Wikimedia CommonsEdison gilt als die erste für kommerzielle und praktische Anwendungen.
Edisons Team verwendete später ein Filament aus Bambus, das 1.200 Stunden lang leuchtete. Am 27. Januar 1880 erhielt er ein Patent für diese „verbesserte“ praktische Glühlampe.
Im Jahr zuvor hatte Edison tatsächlich ein weiteres Patent für eine Glühbirne gekauft, die 1874 von den Kanadiern Henry Woodward und Matthew Evans hergestellt worden war. Obwohl diese Glühbirne erfolgreich Licht produzierte, unterschied sich ihr Design von dem von Edison - sie hielt ihr kritisches Stück Kohlenstoff dazwischen Elektroden in einem mit Stickstoff gefüllten Zylinder - und es war letztendlich nicht für die kommerzielle Produktion in großem Maßstab geeignet.
Nachdem Edison 1880 sein eigenes Patent erhalten hatte, bastelten die Mitarbeiter von Menlo Park weiter und verbesserten das Design der Glühbirne. Sie entwickelten bessere Vakuumpumpen und erfanden die Innensechskantschraube, die heutzutage bei den meisten Glühbirnen üblich ist.
Vor allem hat Edison die Infrastruktur entwickelt, die erforderlich ist, um Glühlampen zu einem wichtigen Bestandteil der Gesellschaft zu machen. Edison und sein Team entwickelten elektrische Anlagen zur Stromversorgung großer Haushalte und Stromzähler zur Messung des Verbrauchs. General Electric wurde 1892 als Ergebnis einer Fusion mit Edisons Unternehmen gegründet.
Wikimedia CommonsEdisons Entwurf für eine Glühbirne, wie er auf seinem offiziellen Patent ausgestellt wurde.
Nach Edison wurde elektrisches Licht vom Broadway ins Schlafzimmer gebracht.
Ediswan und das Erbe des elektrischen Lichts
Im selben Monat, in dem Edison seine Glühbirne entwickelte, gab Joseph Swan bekannt, dass er seine eigene perfektioniert und am 27. November 1880 ein britisches Patent dafür erhalten hatte.
Swans Haus war das erste in der Geschichte, das mit elektrischem Licht beleuchtet wurde, und er war auch für die Beleuchtung des Savoy Theatre 1881 verantwortlich. Dies war das erste Mal, dass ein großes öffentliches Gebäude vollständig mit Elektrizität beleuchtet wurde und die Überlegenheit von Glühlicht gegenüber Gaslicht demonstrierte.
Swan gründete 1881 die Swan United Electric Light Company und Edison verklagte wegen Urheberrechtsverletzung. Die britischen Gerichte entschieden zu Gunsten von Swan und Edison und Swan fusionierten ihre Unternehmen zu Ediswan, wodurch sie den britischen Markt dominieren konnten.
Aufgrund der neuen Geschäftsbeziehung war Swan gezwungen, die Gültigkeit von Edisons Patenten zu unterstützen, so dass Edison und die Glühbirne für die Öffentlichkeit zum Synonym wurden. Obwohl er Edisons Schatten nie entkommen konnte, wurde Joseph Swan 1904 für seine Leistungen zum Ritter geschlagen und wurde Fellow der Royal Society.
Wikimedia CommonsEin Plakat aus dem 19. Jahrhundert für Ediswan.
Am Ende ist es Edison, an den man sich am besten als Erfinder der Glühbirne erinnert, auch wegen seiner Vorliebe für Werbung und seiner Entschlossenheit, die Glühbirne zu einem gemeinsamen Haushaltsgegenstand zu machen. Swans eigene Zurückhaltung bei der Eigenwerbung und die Tatsache, dass er die Gültigkeit von Edisons Patenten öffentlich unterstützen musste, trugen ebenfalls dazu bei, Edison an die Spitze des öffentlichen Bewusstseins zu bringen.
Der Verdienst gehört sicherlich Edison, da sein Design und seine elektrische Infrastruktur das Tempo für die Glühbirne der Welt, wie wir sie heute kennen, bestimmt haben. Gleichzeitig sollte anerkannt werden, dass Edison nur einer von vielen Erfindern war, die an der Verbesserung der Glühbirne gearbeitet haben.
Vielleicht kann man mit Recht sagen, dass Edisons Genie nicht so sehr in seiner Innovation lag, sondern vielmehr in seiner Fähigkeit, Erfindungen, die sonst möglicherweise nur im Labor geblieben wären, praktisch anzuwenden.