La lampadina è un componente elettrico che converte l'energia elettrica in energia luminosa. A questo scopo si possono utilizzare differenti tecnologie e avere diversi possibili usi.
Cronologia storica Di seguito, i principali avvenimenti:
1802: Humphrey Davy dimostra il funzionamento della lampada ad arco in aria atmosferica; 1835: James Bowman Lindsay mostra un sistema di illuminazione con lampada a incandescenza; 1841: a Parigi vengono installate lampade ad arco sperimentali per l'illuminazione pubblica; 1856: il soffiatore di vetro Heinrich Geissler realizza il primo arco elettrico all'interno di un tubo; 1867: Antoine Henri Becquerel propone il primo esempio di lampada fluorescente; 1875: Henry Woodward brevetta la lampadina elettrica; 1876: Pavel Jabločkov, a Parigi, inventa la candela Yablochkov, la prima lampada ad arco con elettrodi in carbonio: verticali e paralleli, gli elettrodi erano collegati a ponte da una strisciolina di grafite che li sormontava e ne consentiva l'accensione; di pratico utilizzo, si avvantaggiava dell'uso di corrente alternata, che garantiva l'uniforme usura degli elettrodi.Jabločkov ‹i̯àblëčkëf›, Pavel Nicolaevič, Enciclopedia Biografica Universale, Istituto dell'Enciclopedia italiana Treccani L'invenzione, che rese più economico il costo dell'illuminazione elettrica, si diffuse in Francia e in Gran Bretagna a partire dal 1887 e fu utilizzata per l'illuminazione pubblica a Parigi; 1879: Alessandro Cruto, ricercatore di Piossasco (TO), stimolato da una serie di conferenze tenute da Galileo Ferraris, si dedica alla realizzazione di un filamento per lampadine a incandescenza, riuscendo, unico fra gli sperimentatori, a produrne uno con coefficiente positivo (resistenza elettrica che aumenta con l'aumentare della temperatura), utilizzando un filamento di carbonio immerso in un'atmosfera di etilene. Questo permetteva alla lampadina di brillare per ben 500 ore rispetto alle 40 raggiunte dai prototipi di Thomas Edison presentati 6 mesi prima. La grande conoscenza del carbonio da parte di Cruto era dovuta ai suoi anni di sperimentazione nel tentativo di creare diamanti sintetici. Pur avendo realizzato un filamento in grado di superare quello degli statunitensi, Cruto non fu in grado di brevettare l'invenzione su scala mondiale, per la mancanza di finanziatori. 1881: Lewis Latimer brevetta la lampadina elettrica (electric lamp); 1882: Lewis Latimer brevetta un supporto globale per lampadine elettriche;Latimer, Lewis Howard and Tregoning, John Globe supporter for electric lamps
Patent Number 255,212
Date: Tuesday, March 21, 1882 1890: Alexander Lodygin brevetta l'uso del filamento di tungsteno nelle lampade a incandescenza; 1893: Nikola Tesla sviluppa lampade a scarica a induzione, senza elettrodi, alimentate ad alta frequenza, e le usa per illuminare il proprio laboratorio; 1894: Daniel McFarlan Moore inventa il tubo di Moore, precursore delle attuali lampade a scarica; 1894: Arturo Malignani brevetta un sistema per creare il vuoto nel bulbo della lampada e la veloce (e meno nociva per i lavoratori) produzione in serie di lampadine; 1901: Peter Cooper Hewitt sviluppa la lampada a scarica a vapori di mercurio; 1903: William David Coolidge introduce commercialmente l'uso del filamento di tungsteno, che nelle versioni a semplice e poi a doppia spiralizzazione, è giunto fino ai giorni nostri, superando il secolo di vita; 1910: Lewis Latimer sviluppa un nuovo metodo per la produzione di filamenti di carbonio per le lampade a incandescenza che permette di avere lampade con durata maggiore; 1911: Georges Claude realizza la lampada al neon; 1924: Si costituisce il cartello Phoebus, il primo cartello di società costruttrici di lampadine; 1926: Edmund Germer brevetta la lampada fluorescente, che sarà commercializzata a partire dal 1938 nelle versioni a tubo dritto o anulare con circuito di accensione e stabilizzazione (ballast) esterno, e comparirà in versione compatta con attacco E27 e ballast elettronico incorporato nel 1978 (le attuali lampadine cosiddette a basso consumo); 1962: Nick Holonyak Jr. brevetta il primo semiconduttore fotoemittente LED a luce visibile, che viene commercializzato 6 anni più tardi nella versione microlampada di colore rosso con reofori a saldare per circuito stampato. Lungo i successivi 30 anni diverranno man mano disponibili LED di tutte le colorazioni, sconfinando oltre il visibile nei campi IR e UV, mentre a partire dal 2000 saranno disponibili LED bianchi a media e alta intensità luminosa, proposti come sostitutivi a basso consumo delle lampade a incandescenza; Settembre 2009: l'Unione europea mette al bando la produzione di lampadine a incandescenza pari o superiori a 100 W e di tutte quelle a bulbo smerigliato, a vantaggio di quelle a basso consumo; Settembre 2010: l'Unione europea mette al bando la produzione di lampadine a incandescenza di potenza pari o superiore a 75 W; Settembre 2011: l'Unione europea mette al bando la produzione di lampadine a incandescenza di potenza pari o superiore a 60 W; Settembre 2012: l'Unione europea mette al bando la produzione di tutte le lampadine a incandescenza per illuminazione domestica, che saranno sostituite principalmente da quelle a basso consumo e in misura minore da quelle a raggruppamento di LED e quelle alogene tutto vetro, tutte comunque con potenze, formati e attacchi retro compatibili con le classiche lampade a incandescenza; Settembre 2018: l'Unione europea mette al bando la produzione delle lampadine alogene tradizionali con classe energetica inferiore a B, che verranno sostituite dalle meno energivore lampade a LED.
Misure
Principalmente una lampadina viene classificata attraverso i suoi due parametri più importanti: Tensione di alimentazione (indicata in V = volt). Potenza assorbita dalla rete (indicata in W = watt). La potenza non è un indice diretto del flusso luminoso prodotto da essa (misurato in lumen), poiché quest'ultimo è determinato anche dall'efficienza luminosa dell'apparato stesso, ovvero dal rapporto tra l'energia luminosa visibile emessa e l'energia elettrica assorbita. L'energia perduta è pertanto quella parte di energia consumata che non serve alla produzione di luce visibile.
La potenza è legata, tramite la legge di Ohm, all'intensità di corrente (indicata in A = ampere).
Nella maggioranza dei casi questa energia perduta è dissipata sotto forma di calore oppure, in misura meno significativa, sotto forma di luce emessa in zone dello spettro elettromagnetico che non sono percepibili dall'occhio umano: infrarosso e ultravioletto.
Una lampadina viene anche catalogata attraverso la forma del suo bulbo: Goccia (la forma più comune). Oliva. Tortiglione. Sfera. Peretta. Fiamma. Tubolare. Ellissoidale.
Un altro elemento specifico di una lampadina è dato dalla tonalità della luce che emette, che può essere più calda o più fredda. Normalmente si definisce questo parametro come temperatura di colore, ovvero la tonalità che avrebbe la luce emessa da un corpo nero ideale, riscaldato alla temperatura data e il cui valore è espresso in kelvin. È da sottolineare che contrariamente a quanto si sarebbe portati a pensare, quando si parla di luce calda, si intende una luce tendente verso la parte rossa dello spettro luminoso e quindi emessa da un corpo a temperatura di colore più bassa. Il ragionamento è esattamente l'opposto se parliamo di luce "fredda", cioè tendente verso il blu. La luce "naturale" o "neutra" corrisponde al bianco emesso da una lampadina a circa 4000K.
Una caratteristica importante da considerare è costituita dalla tipologia di attacco della lampadina, che si chiama viròla e che può distinguersi in vari standard per forma e misura:
a Vite: di forma cilindrica filettata, più comune nell'Europa continentale, convenzionalmente dette viròla tipo E27 o E14 (la E è l'iniziale di Edison, il numero indica il diametro espresso in millimetri). Esistono anche virole di diametro maggiore, per illuminazione stradale (attacco Goliath) o minore, per torce tascabili (attacco Lilliput); a Baionetta: di forma cilindrica senza filettatura, con diametro di 22 mm, più comune in Gran Bretagna, Irlanda e in alcune zone della Francia, viene detta viròla del tipo B22 (nel caso di baionetta standard da 22 mm); esistono altri tipi di baionetta di diametro inferiore per spie da pannello, fari automobilistici, ecc.; Tuttovetro (o Glassocket): il corpo della viròla è costituito dal prolungamento estruso del vetro del bulbo della lampadina stessa, formando un tutt'uno con essa. Sulla sua superficie si trovano i contatti necessari all'alimentazione del filamento. Viene detta viròla del tipo Tnn, dove al posto di nn deve intendersi scritta e pronunciata la cifra indicante la dimensione dell'attacco in millimetri; Bipin o bi-pin: lampadina in cui, al posto della viròla, i fili di contatto escono rettilinei e paralleli direttamente dal bulbo, similmente ai piedini di una valvola termoionica, particolarmente usata per faretti alogeni o lampade da proiettori; Siluro (o faston): lampadina dal bulbo a forma rettilinea, cilindrica e provvista di una doppia viròla conica, una per estremità del cilindro.
Riflettori Le lampadine a effetto riflettore sono quelle che riflettono la luce nella direzione voluta in modo da concentrare il fascio luminoso, mettendo in rilievo una certa zona delimitata. Questo è ottenuto grazie all'utilizzo di sostanze particolari che ricoprono parte del bulbo. Sono quelle usate, ad esempio, nelle vetrine dei negozi o nei musei o nei teatri ma pure nelle abitazioni (ad esempio nel mobile a specchio del bagno).
Medesimo risultato si può ottenere ricorrendo a portalampade che determinano lo stesso effetto, usando lampadine normali.
Angolo del fascio luminoso L'angolo del fascio luminoso di una lampadina è la misura dell'ampiezza dell'area illuminata; si esprime in gradi rilevati al centro del corpo illuminante. In pratica, questa caratteristica determina il cono di luce generato e, di conseguenza, di quanto sia più o meno concentrato il fascio. La schermatura applicata sul bulbo è uno dei mezzi principali per creare l'angolo (ad esempio nella lampadina per faretto).
Ad esempio, una lampadina con un angolo di 30° crea un fascio stretto e direzionato, mentre una con un angolo di 120° illumina un'area più ampia. Una lampadina da 180° forma un cono piuttosto largo mentre una da 360° sviluppa una sfera luminosa (cioè il fascio è irradadiato in ogni direzione). Forma della lampadina nonché eventuale incorporazione di lenti e riflettori influenzano l'angolo del fascio luminoso.
Solitamente sono espressi due angoli: l'angolo del fascio principale (l’angolo in cui l’intensità luminosa scende al 50% del valore massimo lungo l’asse centrale) e un altro, maggiore e con etichetta "lumen”, che indica la distribuzione totale della luce percepibile.
Tipi degli attacchi (generalmente le cifre nelle sigle indicano il diametro in millimetri o la distanza fra i terminali) A baionetta (B) nomenoteBa5s(singolo contatto)Ba7s(singolo contatto)Ba9s(singolo contatto)Ba10s(singolo contatto)Ba15d/19(doppio contatto)Ba15s(singolo contatto)Ba20d(doppio contatto)Ba20s(singolo contatto)Ba22d(doppio contatto)BaX15d(doppio contatto)BaX10s(singolo contatto)BaX10d(doppio contatto)BaY15d(doppio contatto)
Siluro (C) nomenoteC3131 mmC3636 mmC3939 mmC4141 mm
A vite (E) nomenoteE5/8"Lilliput"E10"Nano"E12(110 V)E14"Mignon"E14/25E16E17(110 V)E26(110 V)E27"Edison"E40/45"Goliath"
A innesto (G) nomenoteG4(pin sottili)G5.3(pin sottili)G9(pin tozzi)G17q(spinotti)G23(pin sottili distanziati)G24d(pin sottili distanziati)G40(prefocus)G53(lamelle)GR10Q(4 pin)GRY10Q3(4 pin)GU5.3(pin a chiodo distanziati)GU10(pin a chiodo)GX5.3(pin corte)GX6.35(pin sottili)GX53(pin a chiodo distanziati)GY6.35(pin sottili)GY9.5(pin disuguali)GZ10(pin a chiodo)
Subminiatura (M) nomenoteMF/USAMF/t 3/4MF/T1 3/4MG/T1 3/4
Automobilistici (P)