Wenn Sie im Unterricht aufgepasst haben und sich an die Lektionen Ihres Lehrers der vierten Klasse erinnern, wissen Sie, dass Thomas Eddison, einer der größten Erfinder Amerikas, die allererste Glühbirne erfunden hat. Allerdings war er nicht der Erste, der an die Möglichkeit des elektrischen Lichts dachte. Es waren die britischen Erfinder, die mit der Erfindung der Bogenlampe den Grundstein für das elektrische Licht legten. Im Jahr 1835 fand die Demonstration des ersten konstanten elektrischen Lichts statt. Viele Jahre lang arbeiteten Wissenschaftler auf der ganzen Welt an der Glühbirne und beschäftigten sich dabei mit dem Glühfaden (dem Teil, der Licht erzeugt, wenn er durch Elektrizität erhitzt wird) und der Atmosphäre der Glühbirne (ob Luft abgesaugt oder mit Edelgas gefüllt werden sollte, um ein Durchbrennen des Glühfadens zu verhindern). Leider hatten diese frühen Glühbirnen eine unglaublich kurze Lebensdauer, waren sehr teuer in der Herstellung und verbrauchten so viel Energie, dass einem die Augen tränen konnten.
Als Thomas Edison ins Spiel kam, konzentrierten er und seine Forscher sich auf die Verfeinerung des Filaments. Sie testeten mit Kohlenstoff, wechselten dann zu Platin, bevor sie erneut zu einem Kohlenstofffilament zurückkehrten. Im Oktober 1879 stellten Edison und sein Team eine Glühbirne mit einem karbonisierten Glühfaden aus unbeschichtetem Baumwollfaden her, die etwa 14,5 Stunden brannte. Sie optimierten und experimentierten weiter mit dem Glühfaden und verwendeten einen aus Bambus, der 1200 Stunden hielt (dieser Glühfaden wurde zehn Jahre lang zum Vordergrund der Edison-Glühbirne)!
Abgesehen vom Glühfaden nahm Edison auch andere Modifikationen an der Glühbirne vor, darunter die Herstellung einer besseren Vakuumpumpe, um die Luft vollständig aus dem Inneren der Glühbirne zu entfernen, und die Verbesserung der Edison-Schraube, die heute eine Standardfassung für viele moderne Glühbirnen ist. Außerdem machte er verschiedene Erfindungen, die die Praktikabilität von Glühbirnen zeigten, entwickelte und verbesserte die Stromverteilung und -erzeugung, gründete das erste kommerzielle Energieversorgungsunternehmen und stellte den ersten Stromzähler her.
Wenn man über die Erfindung der Glühbirne spricht, darf man neben Edison auch William Sawyer und Albon Man nicht außer Acht lassen, die in den USA ein Patent für eine Glühlampe erwarben, und Joseph Swan, der sein Glühbirnenpatent in England hatte. Aus diesem Grund gibt es Debatten darüber, ob Edisons Patent die Urheberrechte dieser Erfinder verletzt. Am Ende fusionierte Edisons US-amerikanisches Beleuchtungsunternehmen mit Thomson-Houston Electrical Company (stellt Glühlampen nach Sawyer-Man-Patent her) und gründete General Electric, und Edisons englisches Beleuchtungsunternehmen fusionierte mit Swans Unternehmen und gründete Ediswan in England.
Während Edison weiter voranschritt und das gesamte Beleuchtungssystem entwickelte, nahmen andere Wissenschaftler weiterhin kleine Verbesserungen an der Glühfadenproduktion und der Effizienz der Glühbirne vor. Der nächste Durchbruch gelang, als europäische Investoren den Wolframfaden erfanden, der die Lebensdauer der Glühbirne verlängerte und mehr Helligkeit erzeugte. Im Jahr 1913 entdeckte Irving Langmuir, dass sich der Wirkungsgrad verdoppeln lässt, wenn man ein Inertgas (z. B. Stickstoff) in den Kolben einbringt.
40 Jahre lang haben Wissenschaftler kontinuierlich Verbesserungen und Modifikationen vorgenommen, die die Kosten der Glühbirnen senkten und ihre Effizienz steigerten. Doch in den 1950er Jahren konnten Forscher nur herausfinden, wie man 10 % der von der Glühbirne verbrauchten Energie in Licht umwandelt.
Die Erfindung der Glühbirne war nicht das Werk einer einzelnen Person, sondern ein Staffellauf, der ein Jahrhundert dauerte:
1800-1870er Jahre: Theoretische Erforschung
Volta erfindet die Batterie (1800) → Eine kontinuierliche Stromquelle
Davy entdeckt das elektrische Lichtbogenlicht und das von Platindraht emittierte Licht (1809-1820) → Er legt den Grundstein für das Prinzip
Goebbels stellt aus karbonisiertem Bambusfaden eine Glühbirne her, die 400 Stunden lang brennen kann (1854), meldet jedoch kein Patent an
1878-1880er Jahre: Entscheidender Durchbruch
Swan erfindet die Vakuum-Glühbirne mit Kohlefaden (1878)
Edison stellt nach Tausenden von Experimenten eine Glühbirne her, die aus karbonisiertem Baumwollfaden 45 Stunden lang brennen kann, und erfindet das gesamte elektrische System (1879).
Später wurde karbonisiertes Bambusfilament verwendet, was die Lebensdauer auf über 1200 Stunden verlängerte, und die groß angelegte Kommerzialisierung begann
20. Jahrhundert bis heute: Kontinuierliche Optimierung
Wolframfilament ersetzt Kohlenstofffilament (1906) → Heller und langlebiger
Inertgasfüllung (1913) → Verlangsamt die Filamentverdampfung
Spiralfilament (1925) → Energieeffizienter
LED-Ära (1990er bis heute) → Energieeffizienz um mehr als das Zehnfache verbessert, Lebensdauer Zehntausende Stunden
LED-E27-Glühbirne
G45-Glühbirne mit Wolframfaden
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