“Nieprawdą jest, że poniosłem kilka tysięcy porażek. Po prostu odkryłem kilka tysięcy sposobów jak nie projektować żarówki”. Te słowa, chociaż przypisywane są Thomasowi Edisonowi, nigdy nie padły z jego ust, ale znakomicie oddają początek historii żarówek.
Jeden wynalazek, wielu ojców
Najczęściej przyjmuje się, że twórcą żarówki jest Thomas Alva Edison. Brytyjczycy natomiast zgodnie będą powtarzać, że to ich rodak, Joseph Wilson Swan stworzył ten jeden z najważniejszych wynalazków XIX wieku. Prawda jest jednak taka, że chociaż obaj otrzymali patenty na swoje wynalazki i wprowadzili je do użycia, byli tylko kolejnymi z wielu konstruktorów, którzy podjęli się próby stworzenia żarówki.
Stara żarówka
Pomysł stworzenia urządzenia wytwarzającego światło i zasilanego energią elektryczną pojawił się na początku XIX wieku za sprawą Humphry’eya Davy, który stworzył urządzenie, w którym platynowy żarnik podłączony do olbrzymiej baterii nagrzewał się i zaczynał żarzyć pod wpływem prądu. Zaprezentowany w 1802 roku wynalazek nie miał żadnego zastosowania praktycznego, ale demonstrował ideę, którą podchwycili kolejni konstruktorzy.
W ciągu kolejnych lat powstało wiele projektów żarówek. Łączyło je kilka cech – zasilanie było elektryczne a wykonany z topiącego się w bardzo wysokiej temperaturze metalu żarnik znajdował się w szklanej bańce. W 1835 roku taki wynalazek zaprezentował James Bowman Lindsay, który twierdził, że jego żarówka zapewnia takie światło, że może przy niej czytać książkę. Na tym jednak się skończyło.
Żarówka z tradycyjnym żarnikiem (fot. Jeff Kubina)
W 1840 roku Warren de la Rue zaprezentował żarówkę z żarnikiem wykonanym z platyny, umieszczonym w szklanej próżniowej bańce. Takie rozwiązanie miało ułatwiać eksploatację żarówki, zwiększając jej żywotność, oraz eliminując efekt osadzania się na ściankach bańki sadzy z spalającego się żarnika. Jego wynalazek działał w praktyce, ale był tak drogi w produkcji, że nie było mowy o jego szerszym wykorzystaniu.
Do początku lat 70. XIX wieku podobne żarówki stworzyło jeszcze wielu konstruktorów, ale żaden nie był w stanie przezwyciężyć kilku problemów. Po pierwsze żarówki były drogie w produkcji, zwłaszcza przez zastosowanie platyny, po drugie żywotność żarników wynosiła jedynie kilka do kilkudziesięciu godzin, a po trzecie w szklanej bańce znajdowało się cały czas za dużo gazów, które wchodziły w reakcję z żarnikiem i doprowadzały do powstawania sadzy. Kolejnym problemem było zapewnienie odpowiedniego źródła zasilania.
Żarówka z tradycyjnym żarnikiem
Joseph Wilson Swan i Thomas Alva Edison
Przełom nastąpił w drugiej połowie lat 70. XIX wieku w Wielkiej Brytanii. Eksperymentujący już od lat 50. nad żarówkami Joseph Wilson Swan zastosował w swojej żarówce żarnik wykonany z zwęglonego papieru. Dodatkowo dzięki wydajniejszym pompom możliwe było odessanie całego tlenu z szklanej bańki i zapewnienie jej pełnej szczelności.
Swan zaprezentował swój wynalazek po raz pierwszy 18 grudnia 1878 roku, a drugi pokaz odbył się 17 stycznia 1879 roku. W trzecim pokazie, który odbył się 3 lutego 1879 roku uczestniczyło około 700 osób. Żarówka Swana zaczęła zyskiwać zainteresowanie, w związku z czym opatentował on swój wynalazek w 1880 roku (są pewne wątpliwości co do tej daty) w Wielkiej Brytanii, a następnie zaczął go wprowadzać do produkcji i instalować najpierw w domach, a później w budynkach publicznych. Wadą jego wynalazku była jednak mała trwałość żarnika, oraz potrzeba tworzenia generatorów, które zapewniałyby zasilanie.
Żarówka z tradycyjnym żarnikiem
Kolejnym punktem zwrotnym było pojawienie się żarówki Thomasa Edisona w 1878 roku (pracował nad nią już od pewnego czasu). Jego żarówka posiadała o wiele trwalszy żarnik węglowy, który zapewniał żywotność kilkuset godzin. Patent na swój wynalazek amerykański konstruktor otrzymał 14 października 1878 roku.
Chociaż w praktyce jego żarówka była bardzo podobna do tej stworzonej przez Swana, a pod względem samego pomysłu niewiele różniła się od innych wcześniejszych projektów, Edison stworzył coś o czym nie pomyśleli inni. Dużym problemem pierwszych żarówek było zapewnienie odpowiedniego źródła zasilania. Edison zaprojektował cały system zasilania – od generatora, przez system dystrybucji energii. Szybko też powstała pierwsza elektrownia zapewniająca stałe źródło prądu (Edison Electric Light Station powstała w 1882 roku w Londynie).
Żarówka z tradycyjnym żarnikiem
Mając cały system zasilania pod kontrolą, Edison zaczął stopniowo, aczkolwiek dosyć powoli promować swój wynalazek. Joseph Swan oskarżył jednak Edisona o kradzież patentu, rozpoczynając wieloletnią batalię sądową. W jej trakcie doszło do połączenia brytyjskiego oddziału firmy Edisona z firmą Swana (po przegranym przez Edisona procesie), co doprowadziło do powstania w 1883 roku Edison and Swan United Electric Company. Dopiero w 1889 roku Edison wygrał kolejny proces, dzięki któremu obronił swoje prawo do patentu na żarówkę.
Nie oznaczało to spowolnienia w rozwoju żarówek. W kolejnych latach inni konstruktorzy dopracowywali wynalazek, wprowadzając takie innowacje jak wolframowy żarnik, tańszy i skuteczniejszy od platynowego i wytrzymalszy od węglowego, oraz wprowadzając gazowe wypełnienie żarówek. Obecnie stosuje się argon z domieszką azotu.
Żarówka z tradycyjnym żarnikiem
Z czasem zaczęły też powstawać inne rodzaje żarówek. Kolejne żarówki były coraz trwalsze i zapewniały coraz lepsze światło. Współcześnie na rynku dostępnych jest wiele różnych rodzajów żarówek, natomiast te tradycyjne ze względu na stosunkowo duże zużycie energii zaczęto wycofywać z rynku na mocy międzynarodowych postanowień. Zastąpiono je tzw. żarówkami energooszczędnymi, które początkowo były o wiele droższe od tradycyjnych. Obecnie coraz popularniejsze stają się również żarówki ledowe.
Spisek żarówkowy
Pierwsze żarówki miały dosyć krótką żywotność, która stopniowo rosła – pod koniec XIX wieku wynosiła ona około 800 godzin. Producenci żarówek robili jednak wszystko, aby wydłużyć ich cykl życia, prześcigając się kto zrobi najtrwalszą żarówkę (dochodząc do nawet ponad 2500 godzin). Wyścig ten doprowadził jednak do łatwego do przewidzenia, a jednak nie zaplanowanego efektu – w latach 20. XX wieku zaczęła spadać sprzedaż żarówek ponieważ były one tak trwałe, że nie trzeba było ich wymieniać. Producenci żarówek uznali, że produkowanie coraz lepszych żarówek jest dla nich po prostu nieopłacalne.
Współczesna żarówka (fot. Michał Banach)
W tej sytuacji, najwięksi producenci żarówek – m.in. Osram, Philips i General Electric. zawarli potajemne porozumienie, w ramach którego zobowiązali się do produkcji żarówek o żywotności około 1000 godzin. Było to optymalne dla nich rozwiązanie, wymagające regularnego wymieniania zużywających się żarówek, a co za tym idzie stałe przychody, przy stosunkowo niskich kosztach produkcji.
W ciągu kilku lat inni producenci żarówek musieli dostosować się do narzuconych w ten sposób cen, samemu ograniczając jakość swoich produktów. Uznaje się to za pierwszy znany i zastosowany na szeroką skalę przykład zmowy mającej na celu wprowadzenie tzw. “zaplanowanego starzenia się produktu”.
Współczesna żarówka
