Clase 009 – La Bombilla
Contenido teórico
Resumen
La bombilla incandescente tiene un funcionamiento muy simple: la corriente eléctrica circula a través de un filamento, el cual se calienta al rojo blanco (que quiere decir que se calienta mucho más que al rojo vivo), provocando la emisión de luz. Como el principio de la bombilla es el calentamiento del filamento con la intensidad eléctrica, da igual la polaridad de la bombilla, pues el filamento se va a calentar igual.
Introducción
En la cultura popular se reconoce al inventor americano Thomas Edison el mérito al inventor de la bombilla. Sin embargo, hubo importantes figuras antes que él quienes pusieron su granito de arena para que este invento se hiciera realidad.
Primero, vamos a ver como funciona la bombilla eléctrica y después veremos como el concepto fue evolucionando hasta llegar a lo que es hoy día.
Cómo funciona una bombilla
La bombilla incandescente tiene un funcionamiento muy simple: la corriente eléctrica circula a través de un filamento, el cual se calienta al rojo blanco (que quiere decir que se calienta mucho más que al rojo vivo), provocando la emisión de luz.
Si utilizamos un filamento de cualquier material, podría pasar dos cosas: la primera es que tanta temperatura provoque que el material se funda y se rompa, y la segunda es que la luz producida por el filamento caliente no sea la suficiente.
Debido a esto, el filamento utilizado es el tungsteno, pues tiene un alto punto de fusión (necesita mucha temperatura para que el material se rompa) y emite bastante luz cuando se pone al rojo blanco.
Otro problema es que, con tanta temperatura (el filamento de tungsteno dentro de una bombilla se puede poner hasta casi 3000ºC), haga reacción química con el oxígeno del aire, provocando una combustión. Por tanto, en un principio se comenzó a probar con extraer el aire de dentro de las bombillas para evitar la presencia de oxígeno. Sin embargo, esto no evita que, con una temperatura tan alta, se produzca la evaporación de los átomos de tungsteno, por lo que en las bombillas modernas se introduce un gas noble (como el argón). Cuando los átomos de tungsteno se evaporan, estos chocan con una átomo de este gas noble y rebotan, volviendo al filamento.
El casquillo de la bombilla también se conoce como Rosca Edison, en honor a su inventor: Thomas Edison. Tiene un funcionamiento muy simple: los dos conductores de que unen el filamento van a parar al casquillo. Uno de ellos hace contacto con la rosca (en la foto, el Contacto A), y el otro, hace contacto con la parte inferior de la bombilla (Contacto B). Esta bombilla se enrosca en un casquillo que hará contacto eléctrico con el Contacto A y el contacto B:
Como hemos dicho, el casquillo de la bombilla también se conoce como Rosca Edison. Debido a esto, los diferentes tamaños de las roscas son llamados de la siguiente forma: EXX (E en honor a Edison y XX será el diámetro de la rosca):
El objetivo del filamento es que adquiera temperatura con el paso de la corriente, debido a esto, da igual como conectemos la bombilla (da igual si conectamos el contacto A con el polo positivo y el contacto B con el polo negativo de la fuente de alimentación o al revés). Por tanto, se dice que que el componente eléctrico, en este caso, la bombilla, no tiene polaridad.
Cuando se habla de las características eléctricas de una bombilla se habla del voltaje para el que está diseñado y la intensidad máxima que soporta. Hay veces que no especifica la intensidad que soporta y, en su lugar, el fabricante proporciona la potencia que consume la bombilla.
Como ya sabemos de la entrada sobre la potencia, podemos obtener la intensidad que consume el componente electrónico a partir de la potencia y del voltaje:
Supongamos que un fabricante de bombillas nos dice que tiene un modelo que está diseñado para 5V y que consume 10W. Gracias a la fórmula anterior, podemos obtener la intensidad que consume la bombilla.
\[I= \frac{P}{V} = \frac{10W}{5V}=2A\]
Símbolo eléctrico
Como hemos comentado, la bombilla es un componente electrónico y, como tal, tiene un símbolo para poder representarlo en los esquemáticos de los circuitos eléctricos:
Un poco de historia
Humphrey Davy investigó hace más de 200 años la idea de utilizar la corriente eléctrica para crear luz. Llegó a crear una bombilla incandescente funcional, pero esta solo duraba unas horas, pues el filamento utilizado se fundía.
Warren de la Rue resolvió el problema utilizando un filamento de platino y creando un vacío alrededor del filamento para evitar que se produjera combustión con el oxígeno del aire. Sin embargo, esta solución era demasiado costosa como para llevarla al gran público.
En 1878, Joseph Swan utilizó un filamento de carbón, que hacía de esta una opción comercial. Sin embargo, el filamento se fundía muy rápido.
Finalmente fue Thomas Edison quien combinó el filamento de carbono y el vacío para diseñar y crear la bombilla.
Por último, en 1904, William Coolidge cambió el carbono por tungsteno, pues puede soportar más temperatura (por lo que brilla más) y dura más que el carbono (alarga la vida útil de la bombilla).
Conclusión
Actualmente, estas bombillas están cada vez más en desuso, pues están siendo reemplazadas por bombillas LED, ya que consumen mucho menos energía que las anteriores. Sin embargo, hemos considerado oportuno explicar el funcionamiento de las bombillas incandescentes, ya que su invención provocó una revolución socio-económica a nivel global.