Tip:
Highlight text to annotate it
X
Glödlampans glödtråd. Hur man gör volfram duktilt. Serie 3 engineerguy videor. Stödjas delvis av Camile & Henry Dreyfus Foundatio Special Grant Program in the Chemical Sciences.
De flesta av oss tror att efter Thomas Edison - eller Joseph Swan ifall du är britt - uppfann glödlampan på 1870-talet och blev snabbt ett användbart dagligt föremål, och revolutionerade modern belysning.
Emellertid, Edisons ursprungliga modell använde en karboniserad bambuglödtråd: Som var ömtåligt och kunde dessutom inte brinna tillräckligt ljust.
Här är vad som verkligen gjorde glödlampan som vi känner till.
Det är den fantastiska ingenjörskonsten som gick till för att skapa volframglödtråd som vi ser i dagens lampor.
Volfram är perfekt på grund av dess höga smältpunkt som tillåter det att användas vid höga temperaturer.
Ju högre temperaturen, desto mer synligt ljus avges.
Glödtråden verkar vara en enkel sak, men låt mig visa dig hur otroligt det är.
Om vi zoomar in lite grann kan du se att det inte bara är en rak tråd, utan en spole. Om vi tittar ännu närmre kan vi se att det är en spole i en spole.
Glödtråden börjar som en 20 tum (50.8 cm) lång tråd och är ungefär två tusendelar av en tum i diameter (0.0508 mm).
Glödtråden lindas sedan in till en spole med 1130 varv tills det är lite mer än tre tum (7.62 cm) långt, och lindas sedan in igen till de tre fjärdedelar av en tum (1.905 cm) du ser i lampan.
Det är den lindade spolen jag visade dig.
Naturligtvis möjliggör spolarna mer tråd att glöda, men också de inre reflektionerna i spolen kan dubbla ljusets intensitet.
Det som förvånar mig är formbarheten (duktilitet) som krävs för att göra dessa spolar.
Låt mig visa dig vad jag menar med formbarhet: En bit koppar har hög formbarhet: Du kan böja och sedan böja tillbaka det till dess ursprungliga form.
Inte en chans att du kan göra det med naturlig volfram: Det bara bryts av.
För att göra volfram formbart krävdes det elegant, kreativt och försiktigt arbete av en ingenjör hos General Electric
William Coolidge utvecklade en process där man tar volframpulver och gör det till en tråd.
Bara för att ge dig en uppfattning om svårigheten; här är en förkortad lista av stegen.
Ett, tillämpa stort tryck för att göra volframpulver till en bräcklig metalltacka.
Två, värm upp det till 1300 celsiusgrader och kyl sedan ned med vatten.
Tre, för en ström genom volframet medan det värms upp till 3200 celsiusgrader, och sedan kyl ned igen.
Fyra, värm det ännu en gång till 1500 celsiusgrader, men denna gång medan det hälls flytande väte över det.
Fem, för det genom ett antal formar för att kallbearbeta det och sedan hamra det.
Och sedan det sjätte och sista steget: värm upp det och sänk sedan temperaturen gradvis medan det dras till en 1 mm diameters tråd.
Jag vet att det är mycket att ta in, men kom ihåg att Coolidge använde erfarenhetsmässiga (empiriska) observationer, intuitioner och tidigare kunskap - inte endast vetenskaplig kunskap om volfram i sig.
En sista sak.
För att glödtråden ska klara sig i höga temperaturer, får inget syre vara i kontakt med den.
Titta vad som händer om jag sätter på glödtråden utan glashöljet.
Jag älskar det där.
Om du tar en närtitt kan du se att volframet nu är svart.
Det är volframoxid.
För att hålla syret borta från glödtråden hade den tidigaste lampan helt enkelt ett vakuum, idag fyller vi dom med argon gas.
Den isolerar glödtråden och förhindrar den från att avdunsta vilket möjliggör ännu högre temperaturer.
Även om glödlampans dagar är förbi, med nyare och effektivare kompakta fluorescerande ljus och LEDs på marknaden, tycker jag att dessa gamla glödlampor, som många andra gamla teknologier, illustrerar underbart kreativ ingenjörskonst och problemlösning.(translated by youtubian2500 aka ShadowScripter)