• Maurizio Recchi

Fiat Lux!

Edison e la Lampadina

[Fonte e link: WeSchool]

La lampadina elettrica a filamento è una delle più importanti invenzioni della storia: grazie ad essa l’uomo si è affrancato dal buio della notte e oggi può svolgere le sue attività lungo tutte le 24 ore della giornata. In questo video abbiamo costruito una rudimentale lampadina servendoci di una mina di grafite e di un generatore di corrente.

Questo dispositivo è nato piuttosto recentemente: fu brevettato da Thomas A. Edison solo nel 1879, e solo ora, per questioni di efficienza energetica, si necessita di un sostituto.

Una lampadina, per funzionare, deve essere collegata ad un generatore di differenza di potenziale elettrico, ed è costituita da un tratto di materiale conduttore che sia anche combustibile: dal punto di vista dei circuiti, una lampadina non è altro che un resistore. Il suo scopo però è differente: il principio chiave che la lampadina sfrutta per funzionare è l’effetto Joule, che prende il nome dallo scienziato inglese James Prescott Joule, il quale lo descrisse nel 1848. Un componente resistivo, di resistenza R, attraversato da una corrente di intensità i, o ai cui capi sia applica una differenza di potenziale V, sviluppa una potenza P = i^2 R = V^2 / R. ​Questa potenza può essere usata per convertire l’energia elettrica che la sviluppa in altri tipi di energia: in particolare, nel caso della lampadina, se svilluppata in un intervallo di tempo di durata Δt, è responsabile di uno scambio di calore Q = PΔt = i^2 R Δt, il quale innalzerà la temperatura del conduttore che costituisce la resistenza. Il materiale del filamento della lampadina, essendo un combustibile, diventerà incandescente, illuminando l’ambiente circostante.

A questo punto è necessario sottolineare che, se il materiale incandescente fosse in contatto con l’aria, reagirebbe con l’ossigeno presente in essa, iniziando a bruciare, e, in ultima analisi, distruggerebbe il circuito che costituisce la lampadina. È di fondamentale importanza, quindi, che il filamento combustibile sia posto nel vuoto, o in un gas inerte (ossia non in grado di reagire con il combustibile e produrre una fiamma): difatti, le lampadine sono circondate da dei bulbi di vetro all’interno dei quali è stato fatto il vuoto spinto. Con questo accorgimento, una lampadina può durare anche per centinaia di ore, senza che il suo filamento si spezzi.


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