Wetenschap 29 augustus 2000

Gloeilamp

Door C. van der Wind
Generaties mensen denken bij gloeilampen aan de lichtstad Eindhoven, waar eens de nationale trots Philips zijn hoofdzetel had. Het patent op de kleine lichtbundel vindt zijn oorsprong echter niet in het fraaie Brabantse land, maar in New York rond 1878. De strijd der uitvinders lijkt opnieuw door de Amerikaanse patentengoeroe Thomas Alva Edison te zijn gewonnen.

Edison, zoon van een handelaar van Nederlandse afkomst, begint na gebrekkig onderwijs als krantenjongen. Vanwege gehoorproblemen haalt zijn moeder hem uit de schoolbanken en geeft hem een variëteit aan boeken te lezen. Al op jonge leeftijd heeft hij grote interesse in scheikunde en richt hij in een oude spoorwagon een eigen laboratorium in. Hij heeft op dat moment een betrekking als railboy, manusje-van-alles, bij de Grand Trunk-spoorwegen.

Reddingsactie
Op een dag ziet Edison een kind over de spoorrails vallen. Vlak voor een naderende trein redt hij de zoon van een hoge spoorwegfunctionaris. Railboy Thomas krijgt als dank voor zijn redding onderwijs in de telegrafie. Hij bekleedt vervolgens verschillende posten als telegrafist.

Diverse niet-geplande ontploffingen bij het nemen van proeven kosten Edison al snel zijn baan. Hij richt zich vervolgens op telegrafische uitvindingen, wat hem financieel onafhankelijk maakt. Het is 1870 als Edison een verbeterde ”stock ticker” –een telegraaftoestel voor het doorseinen van aandelenprijzen tussen bedrijven– uitvindt. Dat het toestel hem geen windeieren legt, blijkt uit de lucratieve handel in het apparaat, waardoor de Amerikaan steeds meer middelen krijgt om onderzoek te doen. Hij mag met recht mega-uitvinder worden genoemd, met 1093 patenten op zijn naam.

Oudejaarsavond
In 1878 komt de Edison Electric Light Company tot stand, waar hij onderzoek doet naar commercieel bruikbare gloeilampen. Na enkele maanden maakt de Amerikaan een lamp met een spiraalvormige platinadraad in een luchtledige ruimte. Daarnaast komt er een tweede lamp met een koolstofdraad, die eerst van katoen en later van een soort karton is vervaardigd. Op oudejaarsavond 1879 ontsteekt Edison voor het eerst zijn elektrische verlichting, in Menlo Park in New York.

Nadat de eerste installatie van elektrisch licht op het stoomschip Columbia is aangebracht, stijgt de vraag naar het licht explosief. In 1880 start Edison met de productie op grote schaal. Hij gebruikt nu draden van verkoolde bamboe. De lichtsterkte van deze eerste lampen is heel gering en bovendien zijn ze zo teer dat de levensduur vaak slechts enkele dagen is.

De ontwikkeling van het elektrisch licht begint met de concurrentie tussen Edison in de Verenigde Staten en Joseph W. Swan in Engeland, die elkaar steeds meer opjagen. Uiteindelijk brengt Edison een lamp op de markt die sterk lijkt op de hedendaagse lichtbron. Omdat de koolstofdraad in de glazen ballon een hoge weerstand heeft, veroorzaakt de elektrische stroom een sterke temperatuurstijging. Uiteindelijk wordt de draad witgloeiend en zendt dus licht uit. De ballon is luchtledig, om te voorkomen dat de draad door contact met zuurstof doorbrandt.

Verbeteringen zijn met name de vervanging van koolstofdraad door metaaldraad. De koolstofdraadlamp verbruikt ook driemaal zo veel stroom als de versie met metaal. Nadeel is dat de temperatuur hoog oploopt en de metaaldraad kapotspringt. Het is de Oostenrijker Hanamann die met wolfraamdraad dat probleem oplost. De temperatuur van de gloeidraad kan 2500 graden Celsius worden, zodat het verstandig is een lamp niet te verwisselen als deze net heeft gebrand.

Relevante websites:

Biografieën van Edison:

web.mit.edu

learning.loc.gov