Luz elétrica inventada - História

Luz elétrica inventada - História

Thomas Edison superou o obstáculo de encontrar uma lâmpada que queimaria o suficiente para se tornar comercialmente viável, desenvolvendo uma lâmpada à base de algodão carbonizado. A invenção da lâmpada iniciou a revolução elétrica que logo varreu o país e o mundo.

A história da iluminação elétrica

Em nossa noite anual de perguntas sobre a aldeia, eu causei um pouco de confusão. A pergunta era bastante simples, ‘Quem inventou a lâmpada? & # 8217 A resposta, de acordo com o chefe, foi Edison. ‘Bem, na verdade & # 8217, receio não ter conseguido resistir à interrupção,‘ a iluminação elétrica é muito mais antiga & # 8217. Durante o século 19, 2 tipos de lâmpadas elétricas foram desenvolvidos, a lâmpada incandescente (luz criada pela passagem da corrente por um filamento) e a lâmpada de arco (onde a luz é criada pela eletricidade saltando a lacuna entre os eletrodos).

Humphry Davy demonstrou pela primeira vez uma lâmpada de arco em 1806, mas a luz ofuscante era impraticável e não podia ser ligada por mais de alguns minutos. Ele era um orador deslumbrante e apresentava palestras que se tornaram grandes eventos sociais em Londres. No entanto, demorou algum tempo para que a eletricidade se tornasse uma forma prática de iluminação.

Foi Joseph Swan, um inventor de Sunderland, que desenvolveu a primeira lâmpada prática e abriu o caminho na iluminação elétrica inicial. Swan forneceu lâmpadas de arco para iluminar a Galeria de Imagens em Cragside em Northumberland em 1878, a primeira casa a ser iluminada por eletricidade, e para Mosely Street em Newcastle, a primeira rua iluminada eletricamente em 1879. (1879 foi, incidentalmente, o ano em que Edison demonstrou pela primeira vez sua própria lâmpada nos EUA). Em 1881, Swan abriu a Benwell Lamps, a primeira fábrica de lâmpadas do mundo & # 8217s.

Então, se Edison não inventou a lâmpada, por que ele é famoso por isso? Bem, fiel às suas raízes americanas, ele o levou ao mercado! Ele registrou patentes com sucesso e tentou, mas não conseguiu, processar Swan, então o escolheu como parceiro de negócios. Em 1883, Edison e Swan foram formados e criaram lâmpadas que eram mais baratas e duravam mais do que qualquer outro & # 8217s. Edison foi um spin doctor muito bem-sucedido e sua visão de estações de fornecimento de eletricidade centralizadas foi fundamental para seu sucesso.

Ao longo da era vitoriana, a eletricidade permaneceu extremamente cara, deixando o gás como a escolha popular para a maioria das famílias de classe média. A maior disponibilidade de eletricidade coincidiu com a chegada da influência Arts and Crafts e, a partir do período eduardiano, começamos a ver uma proliferação de novos ‘eletroliers & # 8217 substituindo acessórios de gás (gasoliers).

Só depois da Primeira Guerra Mundial é que a eletricidade chegou às residências em grande escala. As lâmpadas de filamento metálico foram aperfeiçoadas em 1911 e a Lei de Eletricidade (Fornecimento) aprovada em 1926, levou ao estabelecimento da rede elétrica nacional. Finalmente tínhamos uma iluminação limpa e segura ao apertar de um botão, sem mais fumaça ou cheiros ruins.

Portanto, Edison pode não ter inventado a lâmpada. Davy pode reivindicar direitos sobre essa reivindicação. Ele nem mesmo projetou a primeira lâmpada prática ou registrou a patente da primeira lâmpada que cabia a Swan. O que Edison merece crédito é por disponibilizar iluminação elétrica. Quando ele viu que estava seguindo Swan, ele habilmente juntou forças com ele (se você não consegue vencê-los, junte-se a eles!) E desenvolveu a cadeia de suprimentos. Ele era dono de uma empresa de energia, mais tarde conhecida como General Electric e, vamos encarar os fatos, sem uma fonte de eletricidade para acendê-la, uma lâmpada é apenas uma lâmpada.

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Quando Edison transformou a noite em dia

Enquanto as horas restantes de 1879 diminuíam para poucas, um especial da ferrovia da Pensilvânia chegou a um vilarejo remoto de Nova Jersey. Dezenas de homens vestidos com trajes elegantes para a noite e mulheres envoltas em jaquetas curtas de pele e vestidos de seda desceram do trem noturno ansiosos por pisar no futuro. Embora vestidos para as celebrações da véspera de Ano Novo e # x2019, esses foliões se sentiram contentes em deixar que outros tocassem em uma nova década enquanto testemunhavam o lançamento de uma nova época na história humana.

A sonolenta vila de Menlo Park ostentava apenas uma dúzia de casas espalhadas, mas prometia um espetáculo luminoso de véspera de Ano Novo, incomparável até mesmo pela cosmopolita Manhattan, 20 milhas ao norte. Assim que os passageiros do trem desembarcaram e subiram as escadas salpicadas de neve, eles olharam para o céu maravilhados. Embora as nuvens de tempestade tenham bloqueado as estrelas cintilantes, o céu ainda brilhava, embora não da pirotecnia familiar, mas de algo estranho aos seus olhos do século 19: uma série de lâmpadas incandescentes brilhantes que banhavam a Christie Street em um esplendor artificial.

A trilha iluminada pelos pequenos globos de fogo assentados em postes delgados de madeira que se estendem em direção ao céu noturno levou as multidões geladas a um prédio de madeira de dois andares envolto em um brilho quente. No andar de cima em seu laboratório, Thomas Edison deslumbrou todos os convidados lotados dentro de sua & # x201Cinvention factory & # x201D com a primeira demonstração pública de sua mais recente maravilha & # x2014 a primeira lâmpada incandescente prática.

Já saudado como o & # x201CWizard of Menlo Park & ​​# x201D por sua invenção do fonógrafo e suas inovações telegráficas e telefônicas, Edison agora estava pronto para revolucionar a vida diária da maioria dos americanos que ainda dependiam de velas de sebo, querosene e até óleo de baleia para iluminação e para milhões adicionais dependentes de lâmpadas a gás nocivas, que enegreciam paredes e móveis, cheiravam a enxofre e amônia e tinham o potencial de explodir.

Desenho de patente para Edison e lâmpada # x2019s

Edison dificilmente foi o primeiro a desenvolver a luz incandescente, que foi patenteada pela primeira vez na Inglaterra em 1841 por Frederick de Moleyns. Nas quatro décadas seguintes, no entanto, vários inventores não conseguiram produzir uma lâmpada segura, brilhante e acessível que pudesse permanecer acesa por mais de alguns minutos de cada vez. Edison se lançou ao desafio de desenvolver uma luz incandescente comercialmente viável em 1878, e os investidores da Edison Electric Light Company forneceram-lhe o capital inicial necessário. O inventor de 31 anos buscou desenvolver não apenas uma lâmpada funcionando, mas todo um sistema de iluminação alimentado por um gerador.

Edison se gabou de que teria uma lâmpada viável pronta em poucos meses, mas logo se viu bloqueado como os inventores que vieram antes dele. Dentro do laboratório em seu campus de pesquisa e desenvolvimento de 34 acres em Menlo Park, o & # x201CWizard & # x201D e sua equipe de 20 a 30 pessoas de jovens assistentes conseguiram criar um vácuo com não mais do que 1 milionésima parte de ar que permitia que um filamento de platina se acendesse sem pegar fogo, mas Edison o mandou para o & # x201Cemitério de invenções & # x201D porque o metal era muito caro. Mudando-se para filamentos de carbono mais baratos, Edison testou seda crua, cortiça e até mesmo o cabelo da barba de dois de seus funcionários, com pouco sucesso. O grande avanço finalmente veio em outubro de 1879, quando um filamento de carbono de alta resistência queimou continuamente por mais de 13 horas.

Em 21 de dezembro de 1879, um artigo de página inteira no New York Herald anunciou & # x201Co grande inventor & # x2019s triunfo na iluminação elétrica & # x201D na produção de uma luz & # x201Clike o pôr do sol suave de um outono italiano. & # X201D Embora o O jornal anunciou que Edison faria sua primeira exibição pública de sua luz elétrica na véspera do Ano Novo & # x2019, o trabalho em Menlo Park foi paralisado nos 10 dias seguintes, quando um fluxo incessante de peregrinos superanxosos desceu sobre o laboratório para dar uma espiada .

Quando Edison finalmente abriu suas portas ao público em 31 de dezembro, uma onda humana surgiu no laboratório, em chamas com 25 brilhantes luzes elétricas que brilhavam nas centenas de garrafas de vidro alinhadas nas prateleiras nas paredes, bem como nos canos do lado de fora. órgão desafinado que o inventor mais famoso da América & # x2019 ocasionalmente tocava com suas mãos manchadas de fuligem. Centenas de pessoas se reuniram em torno de Edison enquanto ele explicava em linguagem simples e de maneira caseira como um fio de papelão carbonizado em formato de ferradura de 5 cm de comprimento podia brilhar por horas a fio dentro de uma lâmpada a vácuo em forma de pêra quando uma corrente elétrica passava por ela. Ele até mostrou como uma lâmpada ainda queimava por horas, mesmo depois de submersa na água. O público impressionado também percebeu que as lâmpadas incandescentes não piscavam como lâmpadas a gás e emitiam uma luz mais suave do que lâmpadas elétricas de arco elétrico.

Edison posa com uma lâmpada precoce, c. 1883 (crédito: Boyer / Roger Viollet / Getty Images)

A multidão que invadiu Edison & # x2019s santuário interno testou o inventor & # x2019s paciência, mas ele apertou a mão e respondeu a perguntas até mesmo de seus céticos que vieram para atormentá-lo. A equipe do laboratório, porém, passou tanto tempo guardando inutilmente seu frágil equipamento dos visitantes que realizavam seus próprios experimentos improvisados ​​quanto demonstrando a bomba de vácuo e o cozimento de filamentos de carbono. Os assistentes de Edison recusaram repetidamente os pedidos de compra de lâmpadas, mas oito foram roubados de qualquer maneira por convidados que partiram com um pedaço da história.

Não apenas uma nova década despontou em Menlo Park quando o relógio bateu meia-noite, mas também a era da eletricidade. Os únicos visitantes desapontados do laboratório Edison & # x2019s na véspera do Ano Novo & # x2019s podem ter sido os representantes desanimados da Brooklyn Gaslight Company, que perceberam com todos os outros que tinham acabado de ver a luz do futuro. Apenas os rumores da descoberta da Edison & # x2019 fizeram com que as ações das empresas de gás despencassem 15 por cento no mês passado, e isso foi apenas o começo. A sorte foi revertida para os acionistas da Edison Electric Light Company, cujas ações originais de US $ 100 agora eram vendidas por US $ 4.500, de acordo com o Boston Globe.

Em 27 de janeiro de 1880, Edison recebeu a patente de sua luz elétrica. Três décadas depois, quando solicitado a refletir sobre qual de suas invenções foi a maior, ele rabiscou na parte inferior de uma carta: & # x201C Iluminação Elétrica Incandescente e Sistema de Energia. & # X201D

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Edison e lâmpada # 039s

Thomas Alva Edison, nascido em Ohio em 11 de fevereiro de 1847, foi um dos inventores mais conhecidos de todos os tempos. Ele passou alguns de seus primeiros anos na escola formal, mas recebeu a maior parte de sua educação em casa. Thomas montou um laboratório no porão da casa de sua família em Michigan e passou a maior parte do tempo experimentando. A mãe de Edison, Nancy, sabia que seu filho gostava de química e eletrônica, então ela deu a ele livros para ler sobre o assunto. Um livro explicou como realizar experimentos de química em casa Thomas fez cada um no livro.

Um biógrafo de Edison certa vez observou: "Sua mãe havia realizado o que todos os professores verdadeiramente grandes fazem por seus alunos, ela o levou ao estágio de aprender coisas por si mesmo, aprender o que mais o divertia e interessava, e o encorajou a ir nesse caminho. Foi a melhor coisa que ela poderia ter feito por este menino singular. "

"Minha mãe foi a minha formação. Ela me entendeu, ela me deixou seguir minha tendência."

Em 1859, a Grand Trunk Railroad foi estendida para Port Huron, Michigan. Thomas conseguiu um emprego como jornaleiro para a viagem de um dia de ida e volta a Detroit. Como havia uma escala de cinco horas em Detroit, Edison pediu permissão para mover seu laboratório para o vagão de bagagem do trem para que ele pudesse continuar seus experimentos lá. Isso funcionou por um tempo, até que o trem deu uma guinada para a frente e derramou alguns produtos químicos, incendiando o laboratório. Enquanto trabalhava para a ferrovia, Thomas salvou a vida de um filho de um oficial da estação que havia caído nos trilhos de um trem que se aproximava. Como forma de agradecer por salvar a vida de seu filho, o pai ensinou Thomas a usar o telégrafo.

Thomas tornou-se tão bom no telégrafo que conseguiu um emprego como telégrafo, enviando sinais entre os Estados Unidos e o Canadá. Ele começou a experimentar maneiras de melhorar o telégrafo, o que o levou à invenção do telégrafo automático, do telégrafo duplex e da impressora de mensagens. Foi nessa época que Thomas dedicou sua vida a ser um inventor em tempo integral.

Thomas Edison mudou-se para Nova York e montou um pequeno laboratório em Newark, New Jersey. Ele continuou seu trabalho no telégrafo e suas idéias também deram origem ao relógio da bolsa universal. Em 1875, Edison queria construir um novo laboratório em Menlo Park, New Jersey. Seu pai Samuel supervisionou a construção do novo laboratório inaugurado em 1876.

No período de 1878 a 1880, Edison e seus associados trabalharam em pelo menos três mil teorias diferentes para desenvolver uma lâmpada incandescente eficiente. Lâmpadas incandescentes produzem luz usando eletricidade para aquecer uma fina tira de material (chamada de filamento) até que fique quente o suficiente para brilhar. Muitos inventores tentaram aperfeiçoar as lâmpadas incandescentes para "subdividir" a luz elétrica ou torná-la menor e mais fraca do que era nas lâmpadas de arco existentes, que eram muito brilhantes para serem usadas em pequenos espaços como os quartos de uma casa.

A lâmpada de Edison consistiria em um filamento alojado em uma lâmpada de vácuo de vidro. Ele tinha seu próprio galpão de sopro de vidro, onde as lâmpadas frágeis eram cuidadosamente confeccionadas para seus experimentos. Edison estava tentando criar um sistema de alta resistência que exigiria muito menos energia elétrica do que a usada para as lâmpadas de arco. Isso pode significar pequenas luzes elétricas adequadas para uso doméstico.

Uma olhada dentro da lâmpada.

O design exclusivo de topo pontiagudo de Edison.

Um close-up do soquete e dentro da lâmpada.

Vista de close-up do rótulo.

Vista da parte inferior da lâmpada.

Em janeiro de 1879, em seu laboratório em Menlo Park, Nova Jersey, Edison construiu sua primeira luz elétrica incandescente de alta resistência. Funcionava passando eletricidade por um fino filamento de platina na lâmpada de vácuo de vidro, o que atrasava o derretimento do filamento. Ainda assim, a lâmpada acendeu por apenas algumas horas. Para melhorar a lâmpada, Edison precisava de toda a persistência que aprendera anos antes em seu laboratório no porão. Ele testou milhares e milhares de outros materiais para usar no filamento. Ele até pensou em usar tungstênio, que é o metal usado para os filamentos das lâmpadas agora, mas ele não poderia trabalhar com ele devido às ferramentas disponíveis na época.

Um dia, Edison estava sentado em seu laboratório, distraidamente, enrolando um pedaço de carbono comprimido entre os dedos. Ele começou a carbonizar materiais a serem usados ​​no filamento. Ele testou os filamentos carbonizados de todas as plantas imagináveis, incluindo louro, buxo, nogueira, cedro, linho e bambu. Ele até contatou biólogos que lhe enviaram fibras vegetais de lugares dos trópicos. Edison reconheceu que o trabalho era entediante e muito exigente, especialmente para seus trabalhadores ajudando nos experimentos. Ele sempre reconheceu a importância do trabalho árduo e da determinação.

"Antes de terminar", lembrou ele, "testei nada menos que 6.000 crescimentos de vegetais e vasculhei o mundo em busca do material de filamento mais adequado."

"A luz elétrica me causou muitos estudos e exigiu os experimentos mais elaborados", escreveu ele. "Nunca me senti desanimado ou inclinado a perder a esperança de sucesso. Não posso dizer o mesmo de todos os meus associados."

"Genius é um por cento de inspiração e noventa e nove por cento de transpiração."

Edison decidiu experimentar um filamento de fio de algodão carbonizado. Quando a voltagem foi aplicada à lâmpada concluída, ela começou a irradiar um brilho laranja suave. Apenas cerca de quinze horas depois, o filamento finalmente queimou. Outras experiências produziram filamentos que podiam queimar cada vez mais com cada teste. A patente número 223.898 foi concedida à lâmpada elétrica de Edison.

A lâmpada Edison de nosso sótão é datada de 27 de janeiro de 1880. É um produto das melhorias contínuas que Edison fez na lâmpada de 1879. Embora tenha mais de cem anos, esta lâmpada se parece muito com as lâmpadas que iluminam sua casa agora. A base, ou soquete, desta lâmpada do século 19 é semelhante às usadas ainda hoje. Era uma das características mais importantes da lâmpada e do sistema elétrico de Edison. A etiqueta nesta lâmpada diz, "Novo tipo de lâmpada Edison. Patenteado em 27 de janeiro de 1880 OUTRAS PATENTES DA EDISON."

No início da década de 1880, Edison planejou e supervisionou a construção da primeira central elétrica comercial da cidade de Nova York. Em 1884, Edison iniciou a construção de um novo laboratório em West Orange, New Jersey, onde viveu e trabalhou pelo resto de sua vida. As instalações de West Orange agora fazem parte do Edison National Historic Site, administrado pelo National Park Service.

Antes de morrer em 1931, Edison patenteou 1.093 de suas invenções. As maravilhas de sua mente incluem o microfone, receptor de telefone, cotação universal da bolsa, fonógrafo, cinetoscópio (usado para visualizar imagens em movimento), bateria de armazenamento, caneta elétrica e mimeógrafo. Edison também aprimorou muitos outros dispositivos existentes. A partir de uma descoberta feita por um de seus associados, ele patenteou o efeito Edison (agora chamado de diodo termiônico), que é a base de todos os tubos de elétrons. Edison será para sempre lembrado por suas contribuições para a lâmpada incandescente. Mesmo que ele não tenha sonhado com a primeira lâmpada alguma vez fabricada e a tecnologia continue a mudar a cada dia, o trabalho de Edison com lâmpadas foi uma centelha de brilho na linha do tempo da invenção. No início de seus experimentos com a lâmpada incandescente em 1879, ele disse:

"Estamos impressionando muito com a luz elétrica, melhor do que minha vívida imaginação concebeu a princípio. Onde isso vai parar, só Deus sabe."

Observação: o objeto retratado acima faz parte da coleção de objetos protegidos do The Franklin Institute. As imagens são © The Franklin Institute. Todos os direitos são reservados.


Conteúdo

Lâmpada de arco Editar

Lâmpadas de arco aberto foram usadas no final do século 19 e no início do século 20 por muitas grandes cidades para iluminação pública. Sua luz forte exigia que as primeiras lâmpadas de arco fossem colocadas em torres bastante altas (60 a 150 pés), como tal, eles podem ser considerados os predecessores dos atuais sistemas de iluminação de alto mastro vistos ao longo das principais rodovias. Eles também foram amplamente usados ​​no cinema e no palco. Lâmpadas de arco usam alta corrente entre dois eletrodos (normalmente hastes de carbono) e requerem manutenção substancial. As luzes de arco têm sido usadas principalmente onde a luz de alto lúmen era necessária, como faróis. Hoje, muito poucas luzes de arco aberto permanecem em operação, principalmente em alguns faróis e alguns usos industriais. Os únicos exemplos restantes do uso de iluminação pública original são a torre do luar de Austin, Texas.

Uma lâmpada de xenônio é uma lâmpada de arco selado de alta pressão e é de uso comum hoje, onde o brilho extremo em um espaço relativamente pequeno é necessário, normalmente em projetores de cinema em cinemas e iluminação de palco e cinema. As lâmpadas de arco selado não sofrem com a ineficiência e os altos problemas de manutenção das lâmpadas de arco aberto originais, mas não são adequadas para a maioria dos usos de iluminação pública.

Edição de luz incandescente

Luzes incandescentes usando um filamento de tungstênio foram as primeiras luzes elétricas de baixa potência em cidades em todo o mundo e foram introduzidas cerca de 20 anos após as lâmpadas de arco aberto [ quando? ] Alguns ainda podem ser encontrados no serviço de iluminação pública. Outros foram instalados em áreas populares do centro das grandes cidades para causar um efeito de nostalgia. A luz incandescente tem excelente índice de renderização de cor avaliado em 100. A temperatura de cor é geralmente em torno de 2.000 a 3.200 K, dependendo do tipo de lâmpada e substituiu as lâmpadas de arco de maior manutenção.

Uma lâmpada incandescente é menos eficiente quando comparada com a lâmpada de descarga de alta intensidade e a iluminação de descarga de gás, como a luz de néon, e está sendo substituída por LEDs mais eficientes ou convertida em lâmpadas de tensão de rede. Luzes incandescentes de tungstênio-halogênio, que são mais brilhantes e mais eficientes e são muito comumente usadas em iluminação de cinema e teatro, e as melhores características de temperatura de cor são pouco usadas na iluminação pública devido à sua vida útil relativamente curta.

As lâmpadas incandescentes padrão também são muito utilizadas em sinais de trânsito, embora sejam cada vez mais substituídas por LEDs.

Lâmpada fluorescente Editar

A lâmpada fluorescente se tornou comum pela primeira vez no final dos anos 1930. Essas lâmpadas são uma forma de lâmpada de descarga em que uma pequena corrente faz com que um gás no tubo brilhe. O brilho típico é forte no ultravioleta, mas fraco na luz visível. O envelope de vidro é revestido por uma mistura de fósforos que são excitados pela luz ultravioleta e emitem luz visível. As lâmpadas fluorescentes são muito mais eficientes do que as incandescentes e, por um curto período, tornaram-se populares na iluminação pública tanto pela eficiência quanto pelo valor de novidade. As lâmpadas fluorescentes para iluminação pública foram apresentadas ao público pela primeira vez para uso comercial na Feira Mundial de 1939.

O principal problema com as lâmpadas fluorescentes padrão para iluminação pública é que elas são grandes e produzem uma luz difusa não direcional. Eles também são bastante frágeis. Portanto, as luminárias precisavam ser grandes e não podiam ser montadas a mais de 6 a 30 metros acima do pavimento para produzir um nível de luz aceitável.

As lâmpadas fluorescentes rapidamente caíram em desuso para a iluminação das ruas principais, mas permaneceram populares para a iluminação de estacionamentos e externas de prédios em estabelecimentos de beira de estrada.

Vapor de mercúrio Editar

Em 1948, o primeiro conjunto de luz de rua de vapor de mercúrio (MV) de produção regular foi desenvolvido. Foi considerada uma grande melhoria em relação à lâmpada incandescente e brilhou muito mais forte do que as lâmpadas incandescentes ou fluorescentes. Inicialmente, as pessoas não gostavam deles porque sua luz verde-azulada fazia parecer que o sangue deles havia sido drenado. Outras desvantagens são que uma parte significativa de sua emissão de luz é ultravioleta, e eles "depreciam", isto é, ficam cada vez mais escuros com a idade, enquanto usam a mesma quantidade de energia e, em alguns casos raros, eles também circulam no fim de seus ciclos de vida. Ainda mais raro é que eles podem queimar, especialmente quando a luz está sendo queimada enquanto está fraca (geralmente no final do ciclo de vida). As lâmpadas de mercúrio desenvolvidas em meados da década de 1960 foram revestidas com um material especial feito de fósforo dentro da lâmpada para ajudar a corrigir a falta de luz laranja / vermelha das lâmpadas de vapor de mercúrio (aumentando o índice de reprodução de cor (CRI)). A luz ultravioleta excita o fósforo, produzindo uma luz mais "branca". Estas são conhecidas como lâmpadas de "cor corrigida". A maioria usa a designação deluxe (DX) na lâmpada e tem uma aparência branca na lâmpada. As lâmpadas de vapor de mercúrio vêm transparentes ou revestidas com potências de 50, 75, 100, 175, 250, 400, 700 ou 1.000 Watts. A lâmpada Mercury Vapor é considerada obsoleta pelos padrões atuais e muitos lugares estão retirando-a de serviço.

Em 2008, a venda de novas lâmpadas de vapor de mercúrio e reatores foi proibida nos EUA pela Lei de Política Energética de 2005, embora a venda de novas lâmpadas para acessórios existentes continue, mas as lâmpadas também foram proibidas em 2015 na Europa. As luminárias de vapor de mercúrio podem ser operadas com reatores de lâmpada de iodetos metálicos (MH) e provavelmente serão reconectados com esses reatores nos próximos anos. Em resposta à proibição, alguns postes MV mais antigos provavelmente serão modificados para usar lâmpadas de sódio de alta pressão ou de iodetos metálicos em um futuro próximo, porque são conhecidas por durar mais do que as luminárias mais recentes. Em algumas áreas onde as luzes MV estão falhando ou sendo substituídas, elas estão sendo substituídas por HPS, LED ou luminárias de indução de saída de lúmen semelhante, mas também menores potências e consumo de energia.

Sódio de alta pressão Editar

Por volta de 1970, uma nova lâmpada foi inventada: a lâmpada de sódio de alta pressão (HPS). Eles se tornaram comuns no final dos anos 1980. A princípio não foi apreciado pela maioria dos residentes por causa de seu brilho laranja, mas a luz de vapor de sódio da rua desde então se tornou o tipo dominante nas estradas americanas e a maioria das pessoas se acostumou com o brilho laranja / amarelo. Existem lâmpadas de vapor de sódio com correção de cor, mas são caras. Essas lâmpadas HPS com "correção de cor" têm vida útil menor e são menos eficientes.

Existem dois tipos de postes de vapor de sódio: de alta pressão (HPS) e de baixa pressão (LPS). Dos dois, o HPS é o tipo mais comumente usado e é encontrado em muitos novos acessórios de iluminação pública. Às vezes, acessórios mais antigos (pré-1970) podem ser adaptados para usar também luzes HPS. Praticamente todos os aparelhos que são convertidos para HPS foram previamente acesos com vapor de mercúrio.

Luzes LPS são ainda mais eficientes do que HPS, mas produzem apenas um único comprimento de onda de luz amarela, resultando em um CRI de zero, o que significa que as cores não podem ser diferenciadas. Os tubos das lâmpadas LPS também são significativamente mais longos com uma saída de luz menos intensa do que os tubos HPS, portanto, são adequados para aplicações de baixa altura de montagem, como sob o convés de pontes e túneis internos, onde o controle de luz limitado é menos problemático e o brilho de uma lâmpada HPS intensa pode ser questionável. LPS geralmente eram raros nos Estados Unidos e comuns principalmente em países como o Havaí, onde existem vários observatórios famosos.

As lâmpadas HPS têm requisitos elétricos ligeiramente diferentes do que as lâmpadas MV mais antigas. Ambas as lâmpadas HPS e MV requerem um transformador ou reator para alterar a voltagem e regular a corrente; no entanto, as lâmpadas HPS também requerem um circuito elétrico de "partida" - muito parecido com as lâmpadas fluorescentes mais antigas de uso residencial. As lâmpadas MV não requerem um circuito de "partida" separado porque têm um elemento de partida especial dentro da lâmpada usado para abrir o arco. As lâmpadas MV escurecem lentamente com o tempo, e uma lâmpada de 20 anos pode emitir um brilho verde suave muito agradável, mas inútil, em vez da poderosa luz branco-azulada de uma nova lâmpada MV. As lâmpadas HPS de espectro amarelo também escurecem lentamente com o tempo, mas são conhecidas por "ciclar", em que a lâmpada liga e desliga quando chega ao fim de seu ciclo de vida. Durante o ciclo, o arco dentro da lâmpada se apaga e a lâmpada deve esfriar antes que o circuito de partida inicialize um novo arco. Esta foi a queda mais reconhecida do HPS. Algumas lâmpadas HPS começam a queimar uma cor rosada / avermelhada no final de sua vida (geralmente quando já estão em ciclo), ou começam a queimar uma cor rosada / branca e escurecem, ou também queimam no final de seu ciclo de vida, independentemente de ciclo ou não. Os acessórios HPS podem conter uma fotocélula ou reator especial que pode detectar uma lâmpada girando e desligar o dispositivo para evitar danos ao ignitor e ao reator.

As lâmpadas HPS geralmente têm a mesma vida útil nominal das lâmpadas MV e fornecem mais luz e eficiência com potências mais baixas. Normalmente, quando uma luz MV é substituída, ela é substituída por uma luz HPS de uma potência inferior, por exemplo, uma luminária MV de 175 watts será substituída por uma luminária HPS de 100 ou 150 watts, uma vez que atenderá ou excederá a saída de lúmen de a fixação MV de 175 watts. No final da vida útil, as lâmpadas MV tornam-se mais escuras e às vezes mudam de cor para a extremidade verde do espectro, mas continuam a consumir a mesma quantidade de eletricidade. As lâmpadas HPS começam a sofrer ciclos de fim de vida antes que a quantidade de luz útil se torne visivelmente diminuída ou simplesmente queime. As luzes HPS vêm em potências de 35, 50, 70, 100, 150, 200, 250, 310, 400, 600, 750 e 1.000 watts, enquanto as luzes LPS vêm em potências de 18, 35, 55, 90, 135, e tamanhos de 180 watts.

Embora o uso de HPS esteja diminuindo drasticamente em muitas cidades grandes, ainda é uma forma popular de uso em lâmpadas de cultivo, como visto em estufas.

Editar haleto de metal

Nos últimos anos, postes com lâmpadas de iodetos metálicos (MH) iluminaram estradas e estacionamentos. Os halogenetos metálicos são muito populares em instalações comerciais e podem ser encontrados em armazéns, escolas, hospitais e edifícios de escritórios. Ao contrário das velhas lâmpadas de mercúrio, o haleto de metal emite uma verdadeira luz branca. Não é tão popular quanto suas contrapartes de sódio, pois é mais novo e menos eficiente do que o sódio.

Luzes de iodetos metálicos também têm sido usadas para retrofit. Praticamente todos os aparelhos que são convertidos em iodetos metálicos foram previamente acesos com sódio de alta pressão (HPS). As lâmpadas MH sofrem mudança de cor à medida que envelhecem, embora isso tenha melhorado. A expectativa de vida real é de cerca de 10.000 a 12.000 horas, em média. Também houve um problema observado com as lâmpadas "explodindo / estilhaçando" durante uma falha. As lâmpadas de haleto de metal também tendem a diminuir e / ou piscar no final de seus ciclos de vida e, ocasionalmente, ciclo. Às vezes, eles emitem um brilho rosado no final ou perto do final de seu ciclo de vida que, neste caso, a lâmpada simplesmente queima. O alto custo e as baixas horas de vida os impediram de se tornar fontes de iluminação municipal populares, embora tenham um CRI muito melhorado em torno de 85. Portanto, o uso de iodetos metálicos é limitado principalmente à iluminação urbana e de alta qualidade. Eles estão disponíveis em lâmpadas transparentes ou revestidas. As luzes MH de início de sonda (que são menos eficientes e também serão banidas em breve, ao contrário das lâmpadas Mercury Vapor) vêm em potências de 50, 70, 100, 175, 250, 400 e 1000 watts, enquanto as luzes MH de início de pulso vêm em tamanhos de 50, 70, 100, 150, 200, 250, 320, 350, 400, 450, 750 e 1.000 watts. As potências das lâmpadas de halogeneto de metal com início pulsante são semelhantes às potências das lâmpadas HPS.

Lâmpada de iodetos metálicos de descarga de cerâmica Editar

As lâmpadas de iodetos metálicos de descarga de cerâmica prometiam ser o próximo passo na iluminação pública, substituindo as velhas lâmpadas de vapor de mercúrio e de sódio de alta pressão, especialmente onde um branco mais claro com melhor CRI (78-96) e retenção de cor clara era desejado. As lâmpadas de iodetos metálicos cerâmicos fornecem cinco vezes mais luz do que as lâmpadas incandescentes de tungstênio comparáveis ​​(80-117 lm / W). No entanto, os aprimoramentos contínuos na tecnologia LED já ultrapassaram a maioria dos outros tipos de iluminação.

Lâmpada de indução Editar

Uma lâmpada de indução apresenta uma vida útil extremamente longa (100.000 horas), eficiência energética, alto índice de reprodução de cores e uma temperatura de cor próxima às luzes incandescentes. A vida útil das lâmpadas de indução (também conhecida como fluorescente sem eletrodo) é afetada negativamente pelo calor, principalmente quando a temperatura ultrapassa os 35 graus Celsius (95 graus Fahrenheit). Uma vez que as temperaturas nesta faixa geralmente ocorrem durante as primeiras horas da noite no verão em grande parte dos Estados Unidos, as aplicações de lâmpadas de indução não se estenderam além de projetos de teste e demonstração para iluminação pública. O tamanho maior das lâmpadas de indução também inibe o controle efetivo da luz que emitem, limitando seu uso a aplicações de montagem inferior. [ de acordo com quem? ] In 2009, PSEG in New Jersey began using induction lighting to replace very old and even some pre-2008 mercury vapor lights, and have had success in their reliability and output of the fixtures. Unfortunately, some failed induction lights were spot replaced with the HPS lights that were being removed to begin with and many new installs, PSEG is still using HPS. An updated design of the induction lights is now being used and these seem more reliable and brighter than the original design. Beginning in September 2011 the City of San Diego, CA will replace some 35,000 street lights with induction lamps costing $16,000,000.00. [4] In Mexico, the city of Linares and Acapulco also have begun the replacement of 6,500 and 42,000 street lights with induction lamps, selected for their smart controls, since October 2011. A portion of these street lightswill feature smart grid compatibility to allow the lights to be remotely monitored and controlled via the Internet. [5] [6]

Compact fluorescent lamp Edit

Compact fluorescent lamps (CFL) have been used more frequently as time has improved the quality of these lamps. These lamps have been used on municipal walkways and street lighting though they are still rare at this time. Improvements in reliability still need to be made. Some issues with them are limited lumen output, high heat build up in the self-contained ballast, low life/burnout due to frequent cycling (on/off) of the lamp, and the problem where most fluorescent sources become dimmer in cold weather (or fail to start at all). CFL efficiency is high and CRI is excellent around 85. CFL produces a color temperature around 3000 K with its light being "soft white" around that color temperature. Higher color temperatures are available.

Light emitting diodes Edit

Light emitting diodes (LED) have virtually replaced both incandescent lamps and the occasional fluorescent lamp in traffic signal and crossing sign usage. They are rapidly developing in light output, color rendering, efficiency, and reliability. The cost of LED lighting is still high compared to an incandescent or arc-discharge lamp used for the same purpose, but the cost is decreasing rapidly. Even with the high per-unit cost, the increase in efficiency and increased lifespan make them very attractive for street lighting use. The reduced cost of electricity and maintenance in some cases can offset the increased cost of the lamp.

As with other semiconductors, heat buildup in an LED dramatically reduces its life. The temperature at which this reduction in life occurs is often very near summer evening ambient temperatures. [ citação necessária ] Many of the heat-removal technologies used for other semiconductor applications, such as air conditioning systems, fans, or thermal-transfer fluids, are impractical, maintenance-intensive, or cost-prohibitive for street lighting. Airborne dust from industrial and agricultural activities can impair the functioning of finned heat sinks. Achieving good maintenance-free thermal management in an often hostile environment while keeping product cost competitive is the largest hurdle to the widespread adoption of LED street lights. [ citação necessária ]


Electric Light Invented - History

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The Invention of the Light Bulb: Davy, Swan and Edison

The first electric light was made in 1800 by Humphry Davy , an English scientist. He experimented with electricity and invented an electric battery. When he connected wires to his battery and a piece of carbon, the carbon glowed, producing light. This is called an electric arc.

Much later, in 1860, the English physicist Sir Joseph Wilson Swan (1828-1914) was determined to devise a practical, long-lasting electric light. He found that a carbon paper filament worked well, but burned up quickly. In 1878, he demonstrated his new electric lamps in Newcastle, England.

In 1877, the American Charles Francis Brush manufactured some carbon arcs to light a public square in Cleveland, Ohio, USA. These arcs were used on a few streets, in a few large office buildings, and even some stores. Electric lights were only used by a few people.

The inventor Thomas Alva Edison (in the USA) experimented with thousands of different filaments to find just the right materials to glow well and be long-lasting. In 1879, Edison discovered that a carbon filament in an oxygen-free bulb glowed but did not burn up for 40 hours. Edison eventually produced a bulb that could glow for over 1500 hours.

Lewis Howard Latimer (1848-1928) improved the bulb by inventing a carbon filament (patented in 1881) Latimer was a member of Edison's research team, which was called "Edison's Pioneers." In 1882, Latimer developed and patented a method of manufacturing his carbon filaments.

In 1903, Willis R. Whitney invented a treatment for the filament so that it wouldn't darken the inside of the bulb as it glowed. In 1910, William David Coolidge (1873-1975) invented a tungsten filament which lasted even longer than the older filaments. The incandescent bulb revolutionized the world.


Primeiros anos

In 1854 Samuel Edison became the lighthouse keeper and carpenter on the Fort Gratiot military post near Port Huron, Michigan, where the family lived in a substantial home. Alva, as the inventor was known until his second marriage, entered school there and attended sporadically for five years. He was imaginative and inquisitive, but, because much instruction was by rote and he had difficulty hearing, he was bored and was labeled a misfit. To compensate, he became an avid and omnivorous reader. Edison’s lack of formal schooling was not unusual. At the time of the Civil War the average American had attended school a total of 434 days—little more than two years’ schooling by today’s standards.

In 1859 Edison quit school and began working as a trainboy on the railroad between Detroit and Port Huron. Four years earlier, the Michigan Central had initiated the commercial application of the telegraph by using it to control the movement of its trains, and the Civil War brought a vast expansion of transportation and communication. Edison took advantage of the opportunity to learn telegraphy and in 1863 became an apprentice telegrapher.

Messages received on the initial Morse telegraph were inscribed as a series of dots and dashes on a strip of paper that was decoded and read, so Edison’s partial deafness was no handicap. Receivers were increasingly being equipped with a sounding key, however, enabling telegraphers to “read” messages by the clicks. The transformation of telegraphy to an auditory art left Edison more and more disadvantaged during his six-year career as an itinerant telegrapher in the Midwest, the South, Canada, and New England. Amply supplied with ingenuity and insight, he devoted much of his energy toward improving the inchoate equipment and inventing devices to facilitate some of the tasks that his physical limitations made difficult. By January 1869 he had made enough progress with a duplex telegraph (a device capable of transmitting two messages simultaneously on one wire) and a printer, which converted electrical signals to letters, that he abandoned telegraphy for full-time invention and entrepreneurship.

Edison moved to New York City, where he initially went into partnership with Frank L. Pope, a noted electrical expert, to produce the Edison Universal Stock Printer and other printing telegraphs. Between 1870 and 1875 he worked out of Newark, New Jersey, and was involved in a variety of partnerships and complex transactions in the fiercely competitive and convoluted telegraph industry, which was dominated by the Western Union Telegraph Company. As an independent entrepreneur he was available to the highest bidder and played both sides against the middle. During this period he worked on improving an automatic telegraph system for Western Union’s rivals. The automatic telegraph, which recorded messages by means of a chemical reaction engendered by the electrical transmissions, proved of limited commercial success, but the work advanced Edison’s knowledge of chemistry and laid the basis for his development of the electric pen and mimeograph, both important devices in the early office machine industry, and indirectly led to the discovery of the phonograph. Under the aegis of Western Union he devised the quadruplex, capable of transmitting four messages simultaneously over one wire, but railroad baron and Wall Street financier Jay Gould, Western Union’s bitter rival, snatched the quadruplex from the telegraph company’s grasp in December 1874 by paying Edison more than $100,000 in cash, bonds, and stock, one of the larger payments for any invention up to that time. Years of litigation followed.


History of Electricity

Affordable, reliable electricity is fundamental to modern life. Electricity provides clean, safe light around the clock, it cools our homes on hot summer days (and heats many of them in winter), and it quietly breathes life into the digital world we tap into with our smartphones and computers. Although hundreds of millions of Americans plug into the electric grid every day, most of us don’t give the history of electricity a second thought. Where does it come from? What’s its story?

When we take a fresh look at electricity, we see that keeping America powered up is actually an amazing feat—an everyday miracle. Here’s the Story of Electricity.

Revolutionary Power

Although people have known about electricity since ancient times, they’ve only been harnessing its power for about 250 years. Benjamin Franklin’s electricity experiments – including his famous kite experiment in 1752 – showed just how little we knew about electricity in the era of the American revolution and the first industrial revolution.[1] In the time since Franklin’s experiments, our grasp of electricity has grown tremendously, and we are constantly finding new ways to use it to improve our lives.

Ben Franklin’s famous kite experiment

One of the first major breakthroughs in electricity occurred in 1831, when British scientist Michael Faraday discovered the basic principles of electricity generation.[2] Building on the experiments of Franklin and others, he observed that he could create or “induce” electric current by moving magnets inside coils of copper wire. The discovery of electromagnetic induction revolutionized how we use energy. In fact, Faraday’s process is used in modern power production, although today’s power plants produce much stronger currents on a much larger scale than Faraday’s hand-held device.

In the era of modern power plants, coal has always generated more electricity in the U.S. than any other fuel source. In recent decades, we have seen other sources compete for second place: first hydroelectricity, then natural gas, nuclear power, and natural gas again.

Electricity generation mix by fuel type, 1949-2011

We also use electricity to power an increasing number of devices. Our modern electric world began with applications like the telegraph, light bulb, and telephone, and continued with radio, television, and many household appliances. Most recently, electrons have powered the digital age to create what energy expert Vaclav Smil calls our “instantaneously interconnected global civilization.”[3] Technology expert Mark Mills points out that electricity powers an increasing portion of our economy. The always-on data centers that support the internet and “cloud computing” will continue to increase demand for electricity, overwhelming the modest decreases in electricity use in other parts of the economy, such as manufacturing processes.[4][5]

The ever-growing applications of electricity explain the increasing use of fuels like natural gas, oil, and coal in power generation as opposed to direct uses such as heating or transportation. In 1900, for example, less than two percent of natural gas, oil, and coal were used to make electricity. A century later, 30 percent of our use of natural gas, oil, and coal was devoted to electric power.[6] Smil explains electricity’s appeal: “Electricity is the preferred form of energy because of its high efficiency, instant and effortless access, perfect and easily adjustable flow, cleanliness, and silence at the point of use.”[7]

Increased electricity access has lit corners of the world that were once dark. As international development groups and economists point out, access to electricity is a hallmark of advanced societies and a basic requirement for economic progress.[8] “Next to the increasing importance of hydrocarbons as sources of energy,” economist Erich Zimmermann wrote in 1951, “the rise of electricity is the most characteristic feature of the so-called second industrial revolution.”[9] In recent years, people in countries from China to Kenya have experienced rising living standards, as more people are able to use electricity to keep their homes and schools cool during torrid summers, to refrigerate food that would have otherwise spoiled, and to purify water that would have otherwise been unsafe to drink.

There is, of course, still much more to be done. In 2009, the International Energy Agency estimated that nearly 70 percent of people in Sub-Saharan Africa lacked access to electricity. That means 585.2 million people remain in the dark.[10]

Many parts of the world remain in the dark.

The Dawn of Electric Light in the U.S.

One of the greatest pioneers in electricity was Thomas Edison, who saw electricity as his “field of fields” to “reorganize the life of the world.” Working tirelessly on electricity from his laboratory in New Jersey in the 1870s, America’s greatest inventor brought the incandescent electric light bulb into practical use by the end of that decade and patented the incandescent light bulb in 1880.[11] “When Edison…snatched up the spark of Prometheus in his little pear-shaped glass bulb, ”German historian Emil Ludwig observed, “it meant that fire had been discovered for the second time, that mankind had been delivered again from the curse of night.”[12] Yet Edison’s electric light was even better than fire—it was brighter, more consistent, and safer than the flame of candles or lamps.

Edison’s light bulb was one of the first applications of electricity to modern life. He initially worked with J. P. Morgan and a few privileged customers in New York City in the 1880s to light their homes, pairing his new incandescent bulbs with small generators. Edison’s electric lighting systems were basic by today’s standards but bold at the time—they not only threatened the existing gas lighting industry but radically challenged the status quo by introducing people to an entirely new type of energy. In a few short years, Edison transformed electricity from a science experiment into an exciting, safe, and coveted luxury.

The light bulb—a symbol of innovation and the invention that sparked the electricity revolution.

The Rise of an Industry

In order for the magic of electricity to truly take hold in American life, new industries were needed to build the generators to supply electric power, as well as the new appliances and electric lights that used it. In 1882, with J.P. Morgan funding his efforts, Edison launched the businesses that would later be known as General Electric. In September of that year, he opened the United States’ first central power plant in lower Manhattan—the Pearl Street Station.

Pearl Street was a stroke of genius. Edison connected a large bank of generators to homes and businesses (including the New York Times) in the immediate area through a network of buried copper wires. At that time, there was no “electric grid.” Before Pearl Street, customers who wanted power for electric lights or motors relied on generators located on-site, typically in the basement. Pearl Street’s “central” power plant design was an important shift from small-scale, on-site generation to industrial-scale power, and soon became the model for the entire power generation industry.[13]

The Dynamo Room at the Pearl Street Station, the first power plant in the U.S.

Enter Samuel Insull

Although Edison was a brilliant inventor, he was a disorganized businessman. His inventions came to him faster than the financial capital necessary to carry them out, and Edison preferred to focus on the inventions themselves rather than the paperwork they created. The inventor needed a managerial counterpart. That counterpart arrived in 1881, in the form of a promising 21-year-old from England. Samuel Insull, who began his career in the U.S. as a personal assistant to Edison, astounded the inventor with his business prowess—so much so that Edison soon granted Insull power of attorney over his businesses.[14] But the work with Edison would be just the beginning for Insull—over the next four decades, he built an electricity business that made him the Henry Ford of the modern electricity industry.

Electricity required a different business model because it was different than virtually every other commodity. Electricity had to be consumed the moment it was produced. (Storage was very costly and limited—and still is.) In order for electricity to become accessible and affordable, someone needed to bring together mass efficiencies in production and consumption. Insull saw the opportunities in front of him. Whoever mastered the engineering and the economics of the power grid could take the reins of the rising electricity industry—an industry that was already toppling the stocks of gas light companies and attracting big investors like J.P. Morgan. In 1892, Insull left his job as an executive at the lighting company Edison started (General Electric near New York City) for Chicago Edison (an electricity generation/distribution company, later known as Commonwealth Edison).[15] It was a move that would indelibly change the industry.

Early transmission lines in rural America. Photo Credit: Towers

Insull Builds the Modern Power Grid

Insull was able to achieve what economists call “economies of scale” (cost savings from large-scale operations) by consolidating the mom-and-pop electricity providers and closing small generators in favor of larger, more efficient units manufactured by General Electric. He also found efficiencies in customer sales—the more customers he had, the more efficiently he could run his generators, and the cheaper it was to provide power. As Insull’s business grew, he was able to find better ways of providing electricity to more and more people.

1903 turbine hall at Fisk Street Station

Insull became a master salesman for all things electric. In order to use his generators more efficiently (i.e., run them at full capacity for more hours of the day), he offered to power elevators and streetcars during the daytime when there was less demand for electric lighting.

Insull also used high-voltage transmission lines to spread electricity to the suburbs and then to the countryside. Because customers inside and outside cities used power at different times, Insull was able to provide power to both types of customers more efficiently than if he had served them independently. Such diversification, served by ever-larger and more efficient generators, brought the price of a kilowatt-hour down. Electricity prices fell year after year as the young industry grew between 1902 to 1930.


Insull also created new electricity pricing schemes. For example, he introduced two-part pricing to handle customers whose electricity use fluctuated widely or spiked for brief periods. Given that electricity has to be produced and consumed simultaneously, providing power to a customer who demanded electricity in large surges could be unprofitable—new generators built to meet the intermittent surges in demand would only run a fraction of the time, but would have to remain constantly at the ready. Examples of customers that have “peaky” demand[16] include metal-smelting factories that use huge amounts of power in brief bursts to run electric furnaces.

To be able to provide power for “peaky” customers, Insull implemented a demand charge (a fixed fee) in addition to the typical usage charge. That way, the customer paid for the privilege to use a lot of electricity in a little time. In this way, Insull could profitably expand his business to include all types of customers.

Lastly, Insull found efficiencies by interconnecting or “networking” power grids for backup and reliability, eliminating the need to build (redundant) generation in the same service area.

Consolidation. Mass production. Mass consumption. Rural electrification. Two-part pricing. Networked power. Samuel Insull did for electricity what Henry Ford did for the automobile—he turned a luxury product into an affordable part of everyday life for millions of Americans. Where Edison provided the novelty of electric light to Manhattan’s upper class, Insull’s innovations made electricity accessible to all.

Electricity Becomes Politicized

The electricity industry in the U.S. was intertwined with politics from the beginning. Before Pearl Street ever opened, Edison had to bribe New York politicians just to begin laying the foundations of his work. Como Tempo magazine recounts, Edison “obtained with great difficulty the consent of New York’s famously corrupt city government to build his proposed network on the southern tip of Manhattan. (He got their approval in part by plying them with a lavish champagne dinner at Menlo Park catered by Delmonico’s, then New York’s finest restaurant.)”[17] As the early electricity industry grew, it became more involved with city politics over lighting contracts. Electricity providers had to receive franchise rights from city officials in order to serve local areas, opening the door for those officials to extort power companies for campaign contributions or personal bribes.


Early on, electricity pioneers faced two populist threats from local governments. One was rate ordinances that could arbitrarily require rate rollbacks or impose rate ceilings, thus ruining profitability. The second was municipalization, whereby private investments in electricity infrastructure would be taken over by city or county government.[18] This was the political environment that Samuel Insull found in Chicago and other electricity entrepreneurs faced across the country.

Insull’s solution was new legislation that would replace local regulation with statewide regulation of power companies by public utility commissions (modeled after state railroad commissions). In this arrangement, the state commissions would establish a maximum rate for the power company to charge its customers based on the company’s cost of providing electric service (plus a reasonable rate of return).

In exchange for such rate regulation, the state commissions gave the power company an exclusive franchise to serve a given geographical area (a legal monopoly). The early electricity industry was a natural monopoly (according to many economists and regulators, and Insull himself) which turned out to be a self-fulfilling prophecy: state regulators assumed power companies were bound to be monopolies, so they regulated them accordingly and gave them legal monopoly status. The prospect of a true, laissez-faire electricity market was never on the table.

Insull needed time and a huge public relations effort to convince the industry that statewide public utility regulation was the best way to provide low-cost power and dodge harsh local regulation or takeover. Wisconsin and New York were the first states to extend state-level rate regulation to the electricity industry in 1907. By 1914, forty-three other states had followed suit and created state-level commissions to oversee electric utilities.[19]

These state public utility commissions, formed in the early 20 th century, still regulate utilities. In theory, their rate regulation is supposed to protect the consumer, but in practice it often benefits other interest groups—or the utilities themselves—at the expense of consumers. Despite these regulations, Insull continued to provide inexpensive power to a greater number of customers through the first three decades of the 20 th century.

Tragically, the Great Depression financially ruined Insull’s expanding enterprises. His indebted holding company collapsed and legal battles ensued. Facing trial in 1934, he was quoted in newspapers as saying “I am fighting not only for freedom but for complete vindication. I have erred, but my greatest error was in underestimating the effects of the financial panic on American securities, and particularly on the companies I was trying to build. I worked with all my energy to save those companies.”[20]

Insull was acquitted but lost his companies and wealth, and fell into disrepute and obscurity. Public knowledge of his contributions as a pioneer of the modern power grid seems to have died along with him in 1938. As Forrest McDonald wrote of the acquittal in Insull’s biography, “For his fifty-three years of labor to make electric power universally cheap and abundant, Insull had his reward from a grateful people: He was allowed to die outside prison.”[21]

State regulation and Insull’s tragic fall ultimately led to federal intervention into electricity beyond hydroelectric licensing, the founding job of the Federal Power Commission (est. 1920.) In 1935, the Federal Power Act authorized the Federal Power Commission—now the Federal Energy Regulatory Commission (FERC)—to apply “just and reasonable” cost-based rate regulation to the wholesale power market (along the same lines as state-level regulation of retail rates). Another law, the Public Utility Holding Company Act of 1935, required multi-state companies to divest properties to operate in only one state.[22]

Federal intervention grew again in the energy-troubled 1970s. The Public Utility Regulatory Policies Act of 1978 required electric utilities to buy power from independent generators, successfully creating a new industry segment but also opening the door for intermittent generation from renewable sources to enter—and even destabilize—the growing grid. 23] In fear of using up limited energy and natural resources, Congress also passed new legislation designed to curb electricity use and promote environmental goals. New agencies such as the Environmental Protection Agency (1970) and the Department of Energy (1977) were created to regulate different aspects of electricity, including generation from coal-burning power plants.

In the 1990s, federal regulation of electricity shifted towards a market-based approach.[24] Deregulation had proven beneficial in reducing the cost and improving the quality of tightly regulated areas like the airline industry, and regulators were interested in bringing the same benefits to the electricity industry.

In 1996, FERC attempted to restructure the industry by imposing an “open access” model[25] on utilities.[26] FERC’s intent was to “remove impediments to competition in the wholesale bulk power marketplace.” Despite FERC’s focus on competition, electricity transmission remains heavily regulated. Hence, the “deregulation” of electricity in the 1990s was in fact “re-regulation.” Wholesale electricity markets continue to evolve, with market forces and federal regulations colliding at each step.

Currently, the electric power sector faces an unprecedented amount of federal intervention from several different agencies. Some of the most active are the Environmental Protection Agency (EPA), FERC, and the Department of Energy.[27]

The EPA proposed a new rule in 2014 to limit carbon dioxide emissions from existing power plants. The rule threatens to close a large portion of the reliable coal-fired electricity supply in the U.S. As a result, the rule will undercut power companies’ ability to meet electricity demand safely and reliably.[28] The EPA rule also comes at huge cost to American families and businesses that use electricity every day—by 2030, the rule is estimated to increase electricity bills by a combined $290 billion.[29]

FERC, with its mandate to ensure just and reasonable wholesale rates, has long been involved in every aspect of wholesale electricity markets. In 2005, it received increased authority from Congress to further regulate the reliability of the power grid, and to oversee wholesale electricity markets. Recent FERC rules favoring renewable sources of electricity have made the agency more political than ever before and raised its profile. Conflicts over FERC leadership—between Congress, the White House, and policy and industry groups—reached a fever pitch in 2013 and 2014 with two nominees to chair the agency being denied the job by Congress.

Meanwhile, the Department of Energy has also encouraged renewable sources of electricity through its national laboratories and essentially banned the use of certain technologies—such as the familiar incandescent light bulb—by establishing energy efficiency mandates. In short, nearly every aspect of electricity is now heavily regulated by multiple federal agencies.

A Powerful Vision

Electricity remains a growth industry today, in spite of political meddling at the local, state, and federal level. New vistas for electricity will always be there for people to discover, but that discovery will require the freedom to inspire new inventions. Let the next generation of electricity entrepreneurs be driven—like Edison and Insull—by the productive forces of human ingenuity and healthy competition.

Electricity is modern life. Without access to reliable power, our lives would be much more like they were before the industrial revolution (to quote Thomas Hobbes): “solitary, poor, nasty, brutish, and short.”[30] Nearly every feature of modern civilization depends on affordable, reliable electricity and the things it powers—lamps and heaters to safely keep our homes well-lit and comfortable, smart phones to stay in touch with loved ones, and always-on data centers to give us a reliable Internet—among countless others. It is so crucial to modern life, in fact, that the history of electricity is really the history of the modern world.


The Electric Light System

Replica of Thomas Edison's first lightbulb.

Thomas Alva Edison did not invent the first light bulb. Surprised? Even before Edison was born, scientists had experimented with making light bulbs. These bulbs burned out after a few minutes.

What Edison invented was the first incandescent light that was practical, that would light for hours and hours. He and his "muckers" also had to invent hundreds of other parts to make the light bulbs in your home work. Light switches, electric meters, wiring--all these had to be invented too. This took several years of experiments. Ludwig Boehm of Germany carefully blew the glass to make light bulbs. Charles Batchelor of Great Britain tested one thing after another to make the filament, the tiny thread that glows inside a light bulb. Platinum, rubber, even the black soot from kerosene lamps--Batchelor tried thousands of materials. The lights still would not burn long enough.In the fall of 1879, the muckers tested a small cotton thread as a filament. (Some books give the date as October 21, but new research has proven this to be false.) First they carbonized it, burning it to make it hard. They placed it inside the glass, carefully forced the air out with a special vacuum pump and sealed the bulb. All the months of experiments paid off! The bulb burned at least 13 hours. (Some books say it burned even longer.)

Edison and his muckers had a long lasting light bulb. For the next several years the muckers built and tested the different parts of the electric power system. John Kruesi of Switzerland designed the dynamo that generated electric power, the "Long-Waisted Mary Ann." Batchelor found an even better filament than the cotton thread--bamboo from Japan.


Assista o vídeo: A invenção da lâmpada elétrica como ela era? #EP1