bernie_photo / iStock
Ampul: Kim, Ne Zaman İcat Etti?
Günlük hayatta kullandığımız çoğu teknolojinin kim tarafından, ne zaman icat edildiğini pek düşünmeyiz. Bizim için önemli olan işimize yaramasıdır. Bu teknolojilerden biri de tek bir düğmeyle çalışan akkor lambalar yani ampuller. Ampulün icadı deyince hemen Thomas Edison’un ismi akla gelir. Peki gerçekten öyle mi? Ampulü Edison mu icat etti? Gelin şimdi hep birlikte geçmişin karanlığında biraz gezintiye çıkalım ve “Ampulü kim icat etti?” sorusunu aydınlatmaya çalışalım.
Ampul Nedir? Nasıl Çalışır?
İçinde, elektrik akımı ile akkor durumuna gelerek ışık verebilen bir iletken tel bulunan, havası boşaltılmış cam şişeye ampul diyoruz. Elektrik, ampulün içindeki iletken telin yani filamanın içinden geçer. Filaman elektriği çok iyi iletmeyen bir malzemeden yapıldığı için akıma direnç gösterir. Bu direnç elektrik akımının taşıdığı enerjinin bir kısmının ısıya dönüşmesine neden olur. Böylece iletken tel ısınır ve ışık yaymaya başlar. Filamanın alev almamasının sebebiyse, ampulün içinin yanma tepkimesi için gerekli olan oksijen yerine tepkimeye girmeyen gazlarla doldurulmasıdır.
Sjo / iStock
Ampulün içindeki iletken tel, filaman olarak adlandırılır.
Ampulün İcadı
Ampulün icadından önce insanlar hava karardığında aydınlatma aracı olarak mumları, meşaleleri ve gaz lambalarını kullanıyordu. Ancak bunlar çok da güvenli ve pratik aydınlatma yöntemleri değildi.
Çok daha güvenilir ve pratik bir aydınlatma aracına zemin hazırlayan gelişmelerden ilki 1800 yılında Alessandro Volta tarafından pilin icat edilmesi oldu. Voltaik pil olarak adlandırılan bu pilin iki ucuna bağlanan bakır teller hem elektriği iletiyor hem de az da olsa ışık veriyordu.
İngiliz kimyacı Humphry Davy 1807 yılında işlevsel ilk ampulü icat etti. Davy’nin ampulü iki kömür çubuğun bir pile bağlanmasıyla çalışıyordu. Ampulü çalıştırmak için çok fazla elektrik akımı gerekiyordu ve ışığı çok parlak olsa da kısa sürede sönüyordu. Bu yüzden evlerde kullanılamadı ancak madenlerde ve sokak aydınlatmalarında kısıtlı da olsa kendine yer buldu.
History & Art Collection / Alamy Stock Photo
Humphry Davy’nin icat ettiği ampul
Davy’nin öncül çalışmalarından sonra uzun süre aydınlatma sağlayabilen bir ampul için elektrik akımına maruz kaldığında sönmeden sürekli parlayabilen bir filaman bulmak gerektiği anlaşıldı ve bu konu üzerine yoğunlaşıldı. İskoç bilim insanı James Bowman Lindsay, 1835’te, bakır filamanlı bir ampul geliştirirken, İngiliz bilim insanı Warren de la Rue ise 1840’ta platin filamanlı bir ampul tanıttı. Ancak Lindsay’in bakır filamanı kısa sürede yanıyordu, Rue’nun platin filamanıysa erime noktası yüksek olmasına rağmen çok pahalıydı. Bu yüzden ticari açıdan başarısız oldular.
1860 yılında İngiliz kimyacı Joseph Swan karbonize kâğıt filamanları kullanarak bir ampul geliştirdi ve İngiltere’de patent aldı. Bu filamanlar ampulün aydınlatma ömrünü bir miktar daha uzattı. Hatta Joseph Swan’ın, İngiltere’nin Gateshead şehrindeki evi ampulle aydınlatılan ilk ev oldu. Yine de ampulün performansı istenilen seviyede değildi. Çünkü Swan ampulün içindeki havayı çıkarmak için vakum pompası kullanmıştı. Fakat o dönemki vakum pompaları çok da verimli değildi. Bu yüzden Swan’ın tasarımı da yaygın olarak kullanılamadı.
J J Osuna Caballero / iStock
Joseph Swan’ın geliştirdiği ampul
Swan’dan sonra da farklı bilim insanları ve mucitler ampulü sürdürebilir hâle getirmeye çalıştı ancak çok da başarılı olamadılar. Ta ki Thomas Edison sahneye çıkana kadar…
Thomas Edison, Swan’ın geliştirdiği ampuldeki asıl sorunun filaman olduğunu düşünüyordu. Elektrik direnci yüksek olan bir filaman bulabilirse ampulü uzun süreler boyunca yakabileceğini düşünüyordu. 1880 yılında karbon filamanlı bir ampul için patent aldı. Patentte pamuk, keten ve ahşap da dâhil olmak üzere filaman için kullanılabilecek çeşitli malzemeler listeleniyordu.
B Christopher / Alamy Stock Photo
Thomas Edison’un 1880 yılında patentini aldığı ampul
Edison çalışmalarına devam etti ve hangi malzemenin en uzun süre yanacağını belirlemek için asistanlarıyla birlikte 6.000’den fazla malzemeyi test etti. Birkaç ay sonra karbonize edilmiş bir bambu filamanın 1.200 saatten fazla yanabileceğini keşfetti. Bambu, 1880’lerden 1900’lerin başına kadar daha uzun ömürlü malzemelerle değiştirilene kadar filaman olarak kullanıldı. Bu açıdan Edison’un tasarımı ticari olarak başarı sağlayan ilk ampul oldu. Edison ve Swan arasında bir süre patent tartışması yaşansa da ikili güçlerini birleştirerek hem ABD’de hem de İngiltere’de ortaklaşa şirket kurdular.
1910 yılında William David Coolidge bambu flamandan çok daha uzun ömürlü olan tungsten filamanları geliştirdi. Günümüzdeki ampullerin çoğunda filaman olarak tungsten kullanılıyor.
122 Yıldır Yanan Ampul!
Ampul demişken bir asırdan uzun süredir yanmaya devam eden ampulden bahsetmeden olmaz. ABD’nin Kaliforniya eyaletindeki Livermore İtfaiye İstasyonu’ndaki bir ampul 1901 yılından beri, evet yanlış duymadınız, bir asırdan uzun süredir yanmaya devam ediyor. 1895 yılında Shelby Elektrik isimli firmada çalışan Adolphe A. Chaillet tarafından üretilen ve itfaiye istasyonuna bağışlanan ampul ilk üretildiğinde 40-60 watt ışık verirken şu an 4-5 watt ışık veriyor. Bu da bir gece lambasının yaydığı ışığa eş değer. Ampul kısa süreli elektrik kesintisi ve sigorta arızası dışında hiç sönmedi. Bu özelliğiyle ampul Guiness Rekorlar Kitabı’na da girdi.
Gado Images / Alamy Stock Photo
Livermore İtfaiye İstasyonu’ndaki, 122 yıldır yanan ampul
Floresan Lambalar ve LED’ler
Sonraki yıllarda daha az enerji harcayan floresan lambalar geliştirildi. Günümüzde ise ampuller yerini hızlı bir şekilde LED’lere bırakıyor.
Ampuller elektrik akımının büyük kısmını ısı olarak yayar, bu da enerji verimini azaltır. Floresan lambalar ve LED’ler ise daha az enerji harcayarak daha fazla ışık yayar. Floresan lambalar ampullere göre, LED’ler ise hem ampul hem de floresan lambalara göre çok daha verimli ve uzun ömürlüdür.
Floresan Lamba Nedir, Nasıl Çalışır, Nerelerde Kullanılır?
Floresan lambalar içlerindeki gazların ve cıva buharının elektrik akımı ile uyarılması sonucu ultraviyole (UV) ışık yayar. UV ışık, lambanın iç yüzeyindeki fosfor kaplama tarafından soğurulur. Kaplama floresans yaparak ışığın görünür bölge dalga boyunda yayılmasını sağlar. Farklı boyut ve şekillerde üretilen floresan lambalar, ofislerden endüstriyel tesislere, evlerden alışveriş merkezlerine kadar birçok alanda yaygın olarak kullanılıyor.
Igors Aleksejevs / iStock
Floresan lamba
LED Nedir, Nasıl Çalışır, Nerelerde Kullanılır?
LED, yani ışık yayan diyot, elektrik akımının bir yarı iletken malzeme içerisinden geçirilmesiyle meydana gelen ve elektrolüminesans olarak adlandırılan bir süreç sayesinde ışık üretir. LED’ler çevre dostu ve uzun ömürlü olmaları, enerji tasarrufu sağlamaları, farklı renklerde üretilebilmeleri sayesinde aydınlatma, ekranlar, göstergeler, trafik işaretleri gibi birçok alanda kullanılıyor.
krolya25 / Alamy Stock Photo
LED ampul
Yazımızı sonlandırmadan önce en başta sorduğumuz soruya tekrar dönelim. Ampulü Thomas Edison icat etmedi ancak uzun ömürlü bir filaman bularak kullanışlı hâle getirdi. Böylece ampul evlerde ve iş yerlerinde yaygın şekilde kullanılamaya başlandı.
Kaynaklar:
- Turner, T., Mills, A., Gifford, C.,Tarih Yazan 100 İcat Dünyamızı Şekillendiren Parlak Buluşlar, Çev.: F. C. Dansuk, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, 2019.
- https://science.howstuffworks.com/innovation/famous-inventors/who-invented-light-bulb.htm
- https://www.fi.edu/en/history-resources/edisons-lightbulb
- https://www.energy.gov/articles/history-light-bulb
- https://www.britannica.com/video/226779/did-you-know-who-invented-the-light-bulb
- https://www.livescience.com/43424-who-invented-the-light-bulb.html
- https://blog.lightbulbs-direct.com/unfold-the-mystery-of-the-centennial-light-what-is-it-and-why-has-it-lasted-so-long/
- https://www.britannica.com/technology/fluorescent-lamp
- https://www.britannica.com/technology/LED