Lampada a incandescenza

Schema di una lampada a incandescenza:
1) Bulbo di vetro
2) Gas inerte o vuoto
3) Filamento di tungsteno
4) Filo di andata
5) Filo di ritorno
6) Supporto del filamento
7) Supporto della lampada
8) Contatto con la base
9) Base a vite
10) Isolante
11) Contatto sulla base

La lampada a incandescenza è una fonte luminosa artificiale, funzionante sul principio dell'irraggiamento di fotoni generato dal surriscaldamento di un elemento metallico.

Storia

Nel 1878 Thomas Alva Edison riuscì a costruire un modello di lampada sufficientemente durevole. Nel 1860 Joseph Wilson Swan aveva già costruito una simile lampadina che perfezionò fino al 1878, quando divenne partner di Edison. Il 31 dicembre 1879, sempre Edison, inaugurò in Menlo Park l'illuminazione a incandescenza. Poco prima della sua morte Heinrich Göbel riuscì a far valere i propri diritti d'inventore che furono poi acquistati da Edison dalla vedova di Göbel impoverita.

La lampadina era costituita da un bulbo di vetro vuoto dentro, al cui interno era contenuto un filo di cotone carbonizzato attraversato da corrente elettrica. Bisogna dire che molti inventori stavano lavorando all'idea, tra i quali il torinese Alessandro Cruto. Il problema dei primi modelli era la rapida distruzione del filamento.

Anche Arturo Malignani registrò diversi brevetti, tra cui il sistema per creare il vuoto nel bulbo della lampada e la veloce (e meno nociva per i lavoratori) produzione in serie di lampadine; il suo metodo per produrre il vuoto nelle lampade ad incandescenza è tutt'oggi impiegato sia in tutte le lampade a vuoto che in tutte quelle a gas rarefatti.

Nel 1903 lo statunitense William David Coolidge introduce l'uso del filamento di tungsteno, tuttora impiegato. L'uso di conduttori metallici con bassa resistenza elettrica a temperatura ambiente sfrutta l'effetto Joule per ottenere uno spettro di radiazione, approssimabile ad uno spettro di corpo nero, abbastanza ricco di componenti visibili.

Tecnica

Filamento di una lampada a incandescenza attraversato da una corrente ridotta

La lampada a incandescenza è una sorgente luminosa in cui la luce viene prodotta dal riscaldamento (fino a circa 2700) di un filamento di tungsteno attraverso cui passa la corrente elettrica.

Si sfrutta infatti l'effetto Joule per ottenere un forte riscaldamento del filamento, fino a portarlo a temperature tali che lo spettro di corpo nero corrispondente contenga componenti visibili sufficienti per illuminare; tale riscaldamento comporta, di conseguenza, un aumento della resistenza elettrica e quindi una diminuzione della corrente che vi scorre. Si giunge così ad un equilibrio dinamico in cui la resistenza elettrica opposta dal filamento di tungsteno al passaggio della corrente elettrica assume un valore stazionario che bilancia la potenza dissipata per effetto Joule.

Nelle lampadine moderne il bulbo di vetro non è vuoto ma contiene un gas inerte a bassa pressione, di solito argon, più raramente kripton. Quest'ultimo consente una resa superiore del 10% circa a parità di potenza. Questi gas riducono i rischi di implosione e prolungano la vita del filamento. Inoltre la presenza del gas argon/kripton riduce l'annerimento del bulbo dovuto al deposito del tungsteno che sublima.

Al momento dell'accensione della lampada, poiché il filamento è freddo e la sua resistenza è bassa, si determina un picco di assorbimento della durata di pochi decimi di secondo e del valore di 10-12 volte la corrente a regime.

Una variante di lampada a incandescenza è la lampada alogena.

Durata

Durante il funzionamento il tungsteno sublima ed il filamento diventa sempre più sottile, fino a spezzarsi generalmente dopo circa 1000 ore di funzionamento. Oltre che in calore l'energia elettrica viene convertita in luce, in una misura intorno al 10%; quindi si può affermare che circa il 90% del consumo elettrico si disperde come calore e luce non visibile.

Casi particolari

Esistono tuttavia rari casi (lampadine costruite prima che l' Obsolescenza programmata diventasse fondamentale per le industrie) in cui una lampadina funziona per molto più di 1000 ore; ciò può essere dovuto a condizioni particolari come un filamento più spesso, una regolarità di funzionamento (evitando i suddetti picchi di accensione) o una assenza di vibrazioni che potrebbero danneggiare il filamento.

In Europa

L'Unione Europea ha sancito la graduale messa al bando delle lampadine a incandescenza (per quanto riguarda la produzione ex-novo) con la seguente tabella di marcia:

• dal settembre 2009 è vietata la produzione di lampadine a incandescenza da 100 o di più e di tutte quelle a bulbo smerigliato o opalino;
• dal settembre 2010 di quelle da 75 W;
• dal settembre 2011 di quelle da 60 W;
• dal settembre 2012 di qualsiasi potenza.

Fanno eccezione le lampadine a incandescenza per usi specifici (ad esempio negli elettrodomestici).

Le scorte di tutte le lampadine incandescenti presso i rivenditori e i magazzini potranno essere comunque vendute fino ad esaurimento.

Voci correlate

• Cartello Phoebus
• Lampada alogena
• Lampada fluorescente
• Lampada a scarica
• Lampadina
• Lampadina centenaria
• Lampada a filamenti LED

Altri progetti

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• Wikinotizie contiene l'articolo Ambiente: l'UE approva il bando delle lampadine ad incandescenza, 9 dicembre 2008