Quale azienda ha inventato il filamento di luce al tantalio?
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Nel 1902, la società Siemens sviluppò un filamento di lampada al tantalio. Queste lampade erano più efficienti anche dei filamenti di carbonio grafitizzati e potevano funzionare a temperature più elevate. Poiché il metallo al tantalio ha una resistività inferiore rispetto al carbonio, il filamento della lampada al tantalio era abbastanza lungo e richiedeva più supporti interni. Il filamento metallico aveva la proprietà di accorciarsi gradualmente durante l' uso; i filamenti venivano installati con grossi anelli che si stringevano durante l' uso. Questo ha reso le lampade in uso per diverse centinaia di ore abbastanza fragili. I filamenti metallici avevano la proprietà di rompersi e ri-saldarsi, anche se ciò di solito ridurrebbe la resistenza e abbrevierebbe la vita del filamento. General Electric acquistò i diritti d' uso dei filamenti di tantalio e li produsse negli Stati Uniti fino al 1913.
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doc-7859
Per migliorare l' efficienza della lampada, il filamento è generalmente costituito da bobine multiple di filo sottile arrotolato, noto anche come "bobina arrotolata". Per una lampada da 60 watt a 120 volt, la lunghezza non rivestita del filamento di tungsteno è di solito 22,8 pollici (580 mm) e il diametro del filamento è 0,0018 pollici (0,046 mm). Il vantaggio della bobina arrotolata è che l' evaporazione del filamento di tungsteno è al tasso di un cilindro di tungsteno avente un diametro uguale a quello della bobina arrotolata. Il filamento della bobina a spirale evapora più lentamente di un filamento rettilineo della stessa superficie e della stessa potenza di emissione della luce. Come risultato, il filamento può quindi funzionare più caldo, che si traduce in una sorgente di luce più efficiente, riducendo l' evaporazione in modo che il filamento durerà più a lungo di un filamento dritto alla stessa temperatura.
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doc-7836
Una lampadina a incandescenza, una lampada ad incandescenza o un globo di luce ad incandescenza è una luce elettrica con un filamento di filo riscaldato ad una temperatura elevata, facendo passare una corrente elettrica attraverso di essa, fino a quando si illumina con luce visibile (incandescenza). Il filamento caldo è protetto dall' ossidazione con una lampadina al vetro o al quarzo riempita di gas inerte o evacuata. In una lampada alogena, l' evaporazione del filamento è impedita da un processo chimico che trasferisce il vapore metallico sul filamento, prolungandone la vita. La lampadina viene alimentata con corrente elettrica tramite morsetti passanti o fili incassati nel vetro. La maggior parte delle lampadine sono utilizzati in una presa che fornisce supporto meccanico e connessioni elettriche.
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doc-7856
I primi filamenti di lampadina di successo sono stati fatti di carbonio (da carta carbonizzata o bambù). I primi filamenti di carbonio ha avuto un coefficiente di resistenza negativo di temperatura - come hanno ottenuto più caldo, la loro resistenza elettrica è diminuita. Ciò ha reso la lampada sensibile alle fluttuazioni dell' alimentazione elettrica, in quanto un piccolo aumento di tensione potrebbe causare il riscaldamento del filamento, riducendone la resistenza e provocando un maggiore assorbimento di energia e calore. Nel processo "lampeggiante", i filamenti di carbonio venivano riscaldati dalla corrente che li attraversava, mentre in un recipiente sottovuoto contenente vapori di idrocarburi (di solito benzina). Il carbonio depositato sul filamento da questo trattamento ha migliorato l' uniformità e la resistenza dei filamenti così come la loro efficienza. Un filamento metallizzato o "grafitizzato" è stato prima riscaldato in un forno ad alta temperatura prima di lampeggiare e il gruppo lampada. Ciò ha trasformato il carbonio in grafite che ha ulteriormente rafforzato e lisciato il filamento. Questo ha anche modificato il filamento per avere un coefficiente di temperatura positivo, come un conduttore metallico, e ha contribuito a stabilizzare il consumo di energia della lampada, la temperatura e l' uscita della luce contro piccole variazioni nella tensione di alimentazione.
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doc-7844
Il 13 dicembre 1904, Sándor Just ungherese e Franjo Hanaman croato ottennero un brevetto ungherese (numero di brevetto ungherese). 34541) per una lampada a incandescenza di tungsteno che è durata più a lungo e ha dato luce più luminosa del filamento di carbonio. Le lampade a filamento di tungsteno sono state commercializzate per la prima volta dalla società ungherese Tungsram nel 1904. Questo tipo è spesso chiamato Tungsram-bulbs in molti paesi europei. Riempire una lampadina con un gas inerte come argon o azoto ritarda l' evaporazione del filamento di tungsteno rispetto al suo funzionamento sotto vuoto. Ciò consente temperature più elevate e quindi una maggiore efficacia con minore riduzione della vita del filamento.
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doc-7866
Una variante della lampada ad incandescenza non utilizzava un filamento di filo caldo, ma piuttosto un arco colpito da un elettrodo sferico a sfera per produrre calore. L' elettrodo è poi diventato incandescente, con l' arco che contribuisce poco alla luce prodotta. Tali lampade sono state utilizzate per la proiezione o l' illuminazione di strumenti scientifici come i microscopi. Queste lampade ad arco funzionavano a tensioni relativamente basse e incorporavano filamenti di tungsteno per avviare la ionizzazione all' interno dell' involucro. Hanno fornito l' intensa luce concentrata di una lampada ad arco, ma erano più facili da usare. Sviluppate intorno al 1915, queste lampade sono state sostituite da lampade al mercurio e allo xeno.
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doc-7846
Lo spettro emesso da un radiatore a corpo nero alle temperature delle lampadine ad incandescenza non corrisponde alle caratteristiche di sensibilità dell' occhio umano; la luce emessa non appare bianca, e la maggior parte di essa non rientra nella gamma di lunghezze d' onda a cui l' occhio è più sensibile. I filamenti di tungsteno irradiano per lo più radiazione infrarossa a temperature dove rimangono solidi - sotto i 3.695 K (3.422 °C; 6.191 °F). Donald L. Klipstein spiega così:"Un radiatore termico ideale produce la luce visibile in modo ottimale a temperature intorno ai 6.300 °C (6.600 K; 11.400 °F). Anche a questa temperatura elevata, molta radiazione è infrarossa o ultravioletta, e l' efficacia luminosa teorica (LER) è di 95 lumen per watt". Nessun materiale noto può essere utilizzato come filamento a questa temperatura ideale, che è più calda della superficie del sole.
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doc-7867
Le lampade ad incandescenza sono carichi resistivi quasi puri con un fattore di potenza pari a 1. Ciò significa che la potenza effettivamente consumata (in watt) e la potenza apparente (in volt) sono uguali. Le lampadine a incandescenza sono di solito commercializzate in base all' energia elettrica consumata. Ciò si misura in watt e dipende principalmente dalla resistenza del filamento, che a sua volta dipende principalmente dalla lunghezza, dallo spessore e dal materiale del filamento. Per due lampadine della stessa tensione, tipo, colore e chiarezza, la lampadina di potenza superiore dà più luce.
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doc-7853
La maggior parte delle lampadine hanno vetro trasparente o rivestito. Le lampadine di vetro rivestite hanno all' interno una sostanza polverosa bianca chiamata caolino. Il caolino, o caolinite, è un' argilla bianca gessosa in polvere finissima, soffiata e depositata elettrostaticamente all' interno del bulbo. Diffonde la luce emessa dal filamento, producendo una luce più delicata ed uniformemente distribuita. I fabbricanti possono aggiungere pigmenti al caolino per regolare le caratteristiche della luce finale emessa dalla lampadina. Le lampadine Kaolin diffuse sono ampiamente utilizzate nell' illuminazione interna a causa della loro luce relativamente delicata. Altri tipi di lampadine colorate sono anche fatti, tra cui i vari colori utilizzati per "lampadine da festa", luci albero di Natale e altre luci decorative. Questi sono creati da colorare il vetro con un agente di drogaggio, che è spesso un metallo come il cobalto (blu) o cromo (verde). Il vetro contenente neodimio è talvolta utilizzato per fornire una luce più naturale.
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doc-7873
Nel caso delle lampade ad inondazione utilizzate per l' illuminazione fotografica, il compromesso è fatto nella direzione opposta. Rispetto alle lampadine di servizio generale, per la stessa potenza, queste lampadine producono molta più luce, e (più importante) luce ad una temperatura di colore più alta, a scapito della vita notevolmente ridotta (che può essere breve come due ore per una lampada di tipo P1). Il limite superiore di temperatura per il filamento è il punto di fusione del metallo. Il tungsteno è il metallo con il punto di fusione più alto, 3.695 K (6.191 °F). Ad esempio, una lampadina di proiezione della durata di 50 ore è progettata per funzionare a soli 50 °C (122 °F) al di sotto di tale punto di fusione. Tale lampada può raggiungere fino a 22 lumen per watt, rispetto ai 17,5 lumen per una lampada di servizio generale da 750 ore.
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doc-574
Bell e il suo assistente Charles Sumner Tainter hanno inventato congiuntamente un telefono senza fili, chiamato fotofono, che permetteva la trasmissione di suoni e normali conversazioni umane su un fascio di luce. Entrambi gli uomini divennero poi soci a pieno titolo nell' Associazione Volta Laboratori.
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