誰が電球の中にワイヤーのねじれた小さなビットを発明したのですか？
私たちは皆、歴史の中でトーマス-エジソンが1879年に電球を発明し、最初の成功したフィラメントは炭素化された綿糸で13.5時間燃えたことを学んだ。 今日、電球フィラメントは燃え尽きない限り、私たちが考えるものではありませんが、その初期の開発は19世紀の化学と材料科学の魅力的な物語です。
エジソンは、電信装置の最も発明者として認められた時に、無光沢の照明システムを開発することに決めました。 1877年の秋までにエジソンはいくつかの重要なサイトを開発し、彼はすぐに商業的に成功したシステムを持っていることを報道陣に発表しました。
彼は、bulbnsフィラメントが過熱するのを防ぐために電流調節器が必要であると結論づけた。 熱拡張装置ortelegraph様式のリレーが回路を開けるのに時現在のwastoo最高使用できます。 各フィラメントを保護するサーキットブレーカは、電球を平行に配線する必要があることを意味しました。
幸いなことに、エジソンは、高抵抗ランプが並列回路で最も効率的に動作することを認識するために、JoulensとOhmnsの法則について十分に知っていました。 ニュージャージー州メンロパークで行われた実験では、フィラメントのエネルギー消費量はその放射表面に比例し、その抵抗ではないことが明らかになった。 言い換えれば、高抵抗ランプは、低抵抗ランプよりも多くのエネルギーを必要としない。 放射面を減少させると、実際にはより多くの光が生成されました。 従って理想的なフィラメントは、抗力が高いの細いワイヤーに沿ってあります。 そして、彼が1878年10月にこの点に達すると、エジソンは白熱灯はすでに発明されたものと同じくらい良いものでした。
エジソンが1877年に彼の照明プロジェクトを開始した時までに、いくつかの二十人の発明者はすでに空気中で加熱された白金またはイリジウムフィラメント、または真空中で加熱された炭素フィラメントのいずれかを有する電球を構築していた。 プラチナは理想的な材料でした。 それは高い融点を有し、堅いコイルに巻かれることができ、酸化を抵抗した。 他の手のカーボンは余りに容易に酸化し、currentvacuumの技術と保護することは困難でした。 Earlierinventorsは、窒素や炭化水素雰囲気中でcarbonfilamentsを使用することによって、この問題を回避するために失敗しようとしました。
白金を克服するためにエジソンは新しい源を見つけ、白金合金を開発しようとしました。 両方の努力は、安価な金属を使用する試みと同様に失敗した。 この頃には、エジソンからの奇跡を期待するようになっていた報道機関（エジソン自身が強く奨励した見解）が結果を求めてせっかちになっていた。
この記事の範囲をはるかに超えて、エジソン1878年の発電機の作業、宣伝の生成、およびincandescent照明システムのための財政的支援がどのように整理されたかを説 これらの努力は、プロジェクトを完成させるために重要であったと言えば十分です。
エジソンと彼のスタッフが化学への最も重要な貢献の一つを作ったのは、金属フィラメントを使って作業していたときでした。 空気中で加熱した白金/イリジウム合金フィラメントの顕微鏡的および化学的検査により、酸化が大きな問題であることが明らかになった。 金属は加熱中にガスを吸着し，その融点は孔内のガス量に依存すると考えられた。 明らかに必要だったものより良い真空ポンプでした。
科学的文献をコーミングすることにより、メンロパークのスタッフは、二つの最高のポンプがtheSprengelとGeissler mercuryタイプであることを学びました。 それらを取得することができなかった、エジソンは、両方の最高の機能を組み合わせた新しいポンプを構築するために吹きガラス会社を委託した。 McLeodゲージが追加され、すぐに世界で最も効率的な真空ポンプ（時には気質的なものもあったが）が搭載された。
白金をより良い真空で加熱すると、フィラメントが脱気され、より薄くなり、より高い温度に耐えることができました。 それはまた個々の遮断器が各ランプのためにもはや必要としなかったのでシステムをより安くさせます。
エジソンは最終的に金属中のガスに関する彼の研究をアメリカ科学振興協会に発表した。 それは金属の化学へのamajorの貢献として確認されます。 しかし、この作業のすべては、platinumnsコストの問題を解決しませんでした。
より良い真空ポンプで武装し、エジソンは現在、潜在的なフィラメントとして炭素になっています。 彼は天然に存在する繊維を求めたそれは炭化することができます。 試みられた多くの繊維の中には、人間の毛、動物の毛、薄くスライスされた角、糸のすべての種類、そして世界中の植物標本がありました。 その強度を向上させるために、エジソンは炭化繊維にロックキャンディ、クジラ油、綿油、および任意の数の炭化水素を含浸させようとした。 最終的に、最も成功した繊維は薄いことが判明した竹のスライスされたストリップ。
一方、マスコミ、国民、金融支持者はせっかちに成長していた。 エジソンは、彼のデモプロジェクトのための電球を必要としていました。そして、最初の球根は紙のフィラメントを炭化していました。 最高級の紙でさえ、不規則な繊維の分布と厚さの変化。 紙のフィラメントは約300時間しか持続しなかった。
この時点で、検索は二つの非常に異なるパスに分割されています。 すべての人類のためのよい事で満ちていたbounteoussnatural世界の十九世紀の理想によって促されて、エジソンはuma godnsの全能の研修会のどこかでanatural繊維を追求した。 彼のライバルは合成のものを作ろうとしました。
彼らが見たように、アナモルフィックで緻密で完全に均一な炭素フィラメントだけが長寿命の照明を提供するだろう。 Naturalfiberはこれらの条件を満たすことができませんでした。
エジソンは、ニューヨークのウィリアム-ソーヤーとニュージャージー州ニューアークのエドワード-ウェストンの二つの原理のライバルであった。 ウェストンはイングランド出身で、1870年に二十歳の若者として米国に来た。 彼はニューヨークに定住し、彼の最初の位置は写真化学物質の製造業者であった。 ほとんど破産しためっき会社を刷新するチャンスは、ウェストンを電気化学の分野に導いた。 当時は電気の供給源がなかったため、ウェストンは自分の発電機を建設し始め、それが彼の主な事業となった。
彼は1875年にニューアークに移り、1877年までにワシントン通りの旧シナゴーグを買収し、国内初の電気機械工場として使用していた。 良いダイナモと化学の非常に豊富な知識で武装し、ウェストンはエジソンの前に一年electriclightingの挑戦を取り上げました。
指標の多くの読者は、WestonがNormalCell（ボルトの拳標準単位）の発明者であり、weston InstrumentCompanyの創設者であることを認識します。 これらの両方の成果は将来的にあった。
彼の最初の商業的成功は屋外のアークライトであるが、Westonはまた屋内使用のための白熱ライトを開発するために働いた。 彼の最初の電球フィラメントは、狭い開口部を通して炭素塵とタールの混合物を絞ることによって作られました。 しかし、これらの繊維が非均質であることを証明したとき、ウェストンは写真化学者としての彼の時代に戻って考え、セルロイドを試してみました。
セルロイドは、硝酸セルロースと樟脳を高熱および圧力下で結合させることによって製造される。 それは非常に可燃性であるので、フィラメントとして使用するためにastable形態は要求されました。 ウェストンは、出発物質が酸化されていたので、還元剤による処理は脱硝化し、セルロイドのバックイントセルロースを変換すると推論した。 1882年、セルロイドを硫化アンモニウム、塩化第一鉄、または硫酸第一鉄を含む浴に浸漬するプロセスの特許を取得した。 発明者によると、材料は不燃性で、緻密で、柔軟で、そして丈夫であった。
フィラメントはこの材料のシートから切断され、Westonは”Tamidine”と命名しました。 フィラメントを加熱して溶解したガスを除去し、炭化し、最後に端部を銅でめっきした。
ウェストンは訓練された科学者であり、エジソンは非常に訓練された研究者であったとは異なり、ウィリアムソイヤーはジャーナリストであり、電信装置のパートタイム発明家であった。 限られた資金調達、貧弱な理論的理解、飲酒問題にもかかわらず、ソーヤーは炭素フィラメントを備えた作業用電球を製造することができました。 しかし、彼と彼の支持者は、彼らの製品やその生産技術を洗練するための時間をfirsttakingせずに生産に彼らの球根を急いだ。 彼らは1878年までにプロジェクトを終了することを余儀なくされた。
ソーヤーは炭素フィラメントの生産に不可欠なプロセスを作成し、彼はそれらを自己修復しました。②炭化水素の大気の穏やかにthefilamentsを熱することは弱い点およびsurfacepockmarksを熱し、明るく照らせました。 フィラメント全体が一様断面を持つまで，これらのスポット上に炭素を堆積させた。 Westonはほぼ同じ時間に同じ発見をしましたしかし、Sawyerはこのプロセスを最初に特許を取得しました。
一方、メンロパークに戻って、エジソンはアイドル状態ではなかった。 竹が効果的であることが判明したらフィラメント、別の検索が最適な種のために行われました。 まず、すべての熱帯草の標本米国で得ることができる種を試した。 エージェントはその後、熱帯の草を狩るためにキューバと南アメリカに送られました。 ウィリアム-H-ムーアは、よりエキゾチックな竹の品種を得るために日本と中国に送られました。 調査の結果、近くの日本の栽培者と契約が締結されました。 調査が終了する前に、約6000種の竹が試されていた。
訓練された科学者はエジソンの竹の検索の上に頭を横に振ったと彼の中傷者は、時間の記念碑的な無駄としてtheeffortを指摘しています。 重要なポイントを逃してしまいました。たとえ検索が失敗したとしても、膨大な宣伝が発生しました。 エジソンは家に帰ってきた時に、その男に自分の結果について大声で質問していた。 エジソンはジュレスヴェルネンスの小説の熱心な読者でもあり、山やジャングルを探索する世界的な探索はヴァーネンスのプロットの一つであると考えられていた。
そして、日本語のファイルはうまく動作しました。 1880年までに、エジソンは1500時間まで持続することができる球根を生産していた。
最後の研究者がニュージャージーに戻ってきたときでさえ、実業家ヒラマキシム（後に彼の機関銃で有名になった）はタミジンを使って球根を製造していた。 これらのフィラメントからの特許使用料は、ウェストンにとって非常に価値があることが証明された。 2000時間まで持続して、Tamidineはすぐにタケおよび他の植物繊維のためのaserious競争の挑戦になりました。 タングステンフィラメントのtheintroductionまで、worldnsの電球の多くは、この材料で作られました。
1906年、ゼネラル-エレクトリックタングステンフィラメントを用いた白熱電球を導入した。
エジソン以前に白熱灯に取り組んでいた二十人以上のうち、ほとんどはより良い歴史書にのみ登場している。 エドワード-ウェストンは財政的な支援と好意的な報道に欠けていたかもしれないが、より良い財政的支援を持っていた可能性がある。 彼はニューアークンズ通りと後にブルックリン橋の照明の契約を授与されたが、ウェストンは最終的に照明事業から撤退し、電気測定器に注意を向けた。 1888年にウェストン-インスト-カンパニーが設立された。 ニューアークンズ-プレーンとオレンジ-ストリートの角にある彼らの工場は、何千もの楽器を生み出した。 Westonnsの特許ポートフォリオには、電気めっき、電気メーター、ヒューズ、電池、モーターの進歩が含まれていました。 ウェストンズ-ニューアーク研究所の名声が高まったことは、エジソンがメンロー-パークを放棄し、ニュージャージー州ウェストオレンジに巨大な研究施設を建設することにつながったと言われている。