En este ligero artículo, entenderéis el funcionamiento de una bombilla incandescente, es decir, la bombilla clásica.
La bombilla tiene dos elementos clave: alambre y vidrio. La idea es sencilla, una corriente pasa a través del alambre, este se calienta y emite luz. Ahora bien, ¿por qué al calentarse emite luz? A este fenómeno se le llama incandescencia. Cuando un material alcanza una temperatura determinada, brilla, o dicho de manera técnica, emite radiación electromagnética en el espectro visible. Dependiendo de la temperatura a la que esté el material vemos una luz distinta.
Por ejemplo: cuando se forja una espada vemos el metal emitiendo luz roja por lo caliente que está, pero si se calentara aún más (cientos de grados), la podríamos llegar a ver incluso azul o blanca. A medida que aumenta la temperatura la radiación emitida es cada vez de longitudes de onda menores. A mayor longitud de onda más rojizo, a menor más azulado/claro, y a su vez más energético. Pero eso es otro tema.
¿Por qué se calienta el alambre?
Por el Efecto Joule. La corriente eléctrica que pasa por él lo calienta debido a la fricción de los electrones con el metal. (Recordad que una corriente eléctrica no es más que un flujo de electrones).
Por ejemplo: si ponemos un cable fino y un cable gordo de la misma longitud y pasamos la misma corriente por ellos, se calentará más el fino, pues los electrones tienen menos espacio para circular en comparación con el otro. ¿Y si tienen el mismo grosor y distinta longitud? Se calentará el más largo, pues de nuevo, los electrones tendrán más resistencia para llegar al otro lado. Es cómo si lanzaras piedras al mar, empezarías a sudar antes lanzándolas lejos que cerca.
Por esa razón los filamentos son muy largos (hasta 2 metros) y súper súper delgados, para dar la máxima luz posible a una habitación. Se enrollan en espiral.
Eso sí, no todos los materiales soportan los casi 3000ºC que pueden alcanzar estos filamentos (la temperatura óptima de funcionamiento es de 2500ºC).
Para que os hagáis una idea: la superficie del Sol está a unos 5500 ºC y la lava volcánica entre 700 y 1300 ºC. El material más utilizado entonces, es el Wolframio (o Tungsteno), cuya temperatura de fusión es muy alta. Los demás materiales como el acero, el aluminio, el plomo, se derretirían enseguida (la mayoría entre los 300 y 2000 ºC).
¿Y dentro del vidrio qué hay?
A la cúpula de vidrio se le llama comúnmente ampolla. Dentro de la ampolla puede haberse hecho el vacío, lo cual es caro, o haberse insertado un gas inerte (argón, nitrógeno, criptón), no reactivo, sustituyendo el aire de dentro. ¡LO MÁS IMPORTANTE ES QUE NO HAYA OXÍGENO! Porque sino el cable se quemaría. Literalmente acabaría en llamas. La reacción de combustión (fuego) no se puede dar si no hay oxígeno.
La ampolla también se calienta, disipando parte del calor generado por el filamento. A eso se llaman pérdidas.
¿Pero por qué se va oscureciendo la bombilla?
Pues lo creáis o no, eso oscurito es el filamento. Se va desgastando con el tiempo y queda depositado en las paredes de la ampolla.
Cuando se “funde” una bombilla, quiere decir, generalmente, que el filamento se ha desgastado casi por completo.
¿Y el color de la luz?
Viene determinado por las propiedades del vidrio.
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EXTRA
Fue Thomas Alva Edison en 1879 quién se dio cuenta que las bombilla de aquel entonces no funcionaban porque había aire en su interior.
El primer alambre que se utilizó fue de algodón carbonizado. El algodón se quema condiciones de baja en oxígeno, y tiene una combustión mucho mayor al algodón normal. Comúnmente se utiliza como yesca para encender hogueras.
La primera bombilla lució durante dos días.
La idea que Edison realmente la inventó no es algo del todo seguro. Por lo visto debía ser un hombre despierto con algunas cosas y se dio prisa para patentarla. No podemos asegurar nada, pues a veces el difícil conocer la realidad del pasado, pero aquí os dejo el link a un artículo donde Miguel Ángel Sabadell escribe sobre ello.
