Žarulja sa žarnom niti je izvor svjetlosti koji se sastoji od prozirne vakuumirane posude koja se može napuniti inertnim plinom i u nju smještenog tijela sa žarnom niti. Takva svjetiljka emitira vidljivu svjetlost uslijed zagrijavanja električnom strujom tijela sa žarnom niti, što je u pravilu spirala izrađena od legura volframa.
Lučne lampe
Predak žarulje sa žarnom niti može se smatrati lučnim žaruljama, koje su se pojavile nešto ranije. Izvor svjetlosti u takvim svjetiljkama bio je fenomen voltaičnog luka. Smatra se da je prvi taj fenomen primijetio ruski naučnik Vasilij Petrov 1803. godine. Da bi dobio voltažni luk, koristio je veliku bateriju ćelija i 2 šipke ugljena. Prošavši struju kroz šipke, spojio je njihove krajeve i odmaknuo ih, dobivši luk. 1810. godine engleski je fizičar Devi učinio isto. Oboje znanstvenika napisali su znanstvene članke u kojima su tvrdili da bi voltažni luk mogao imati praktičnu primjenu u svrhe osvjetljenja.
Lučne lampe na bazi ugljena imale su ozbiljnih nedostataka: šipke su vrlo brzo sagorjele, dok su gorjele, morale su se neprestano pomicati jedna prema drugoj. Uprkos tome, mnogi su naučnici nastavili raditi na poboljšanju lučnih svjetiljki, ali nisu se uspjeli potpuno riješiti nedostataka svojstvenih lučnim svjetiljkama.
Žarulje sa žarnom niti
Smatra se da je prvu žarulju sa žarnom niti izradio 1809. godine naučnik Delarue; platinasta žica je postala žarno tijelo te lampe. Ispostavilo se da je lampa bila nepraktična i kratkotrajna, pa je na nju brzo zaboravljena. Sljedeći korak u širokoj distribuciji žarulja sa žarnom niti bio je patent za žarulju sa žarnom niti, koji je dobio ruski pronalazač Lodygin 1874. godine. Ova svjetiljka sastojala se od evakuirane posude sa žarnom niti u obliku tanke karbonske šipke rotora. Ali ova je svjetiljka još uvijek bila daleko od savršenstva, iako je imala malo praktične koristi.
To se nastavilo sve dok se slavni i nadareni američki izumitelj Edison nije pridružio procesu sredinom 1870-ih. Izumitelj se bavio svojim uobičajenim delovanjem. U potrazi za najoptimalnijim materijalom za nit testirano je više od 6.000 različitih jedinjenja i supstanci, na što je u to vrijeme potrošena ogromna suma od 100 hiljada dolara. Kao rezultat eksperimenata, zaustavio se na niti ugljenisanih bambusovih vlakana i na njihovoj osnovi izradio nekoliko desetina lampi.
Ali lampe koje su koristile bambusove niti bile su vrlo skupe za proizvodnju, pa su istraživanja nastavljena. U konačnoj verziji, žarulja sa žarnom niti sastojala se od: evakuirane staklene kapice, u kojoj je nit od pamuka izrađen složenim operacijama postavljen između dvije platinaste elektrode, a sve je to bilo postavljeno na podnožje s kontaktima. Proizvodnja takvih svjetiljki bila je vrlo komplicirana i skupa, što Edisona nije spriječilo da ih izrađuje nekoliko decenija.
Sve to vrijeme, Lodygin je nastavio svoj rad, zahvaljujući kojem je 1890-ih uspio izumiti i patentirati nekoliko vrsta svjetiljki, u kojima su vlakna vatrostalnih metala postala užarena tijela. 1906. godine prodao je patent za volframovu nit američkoj kompaniji General Electric i sagradio pogon u Sjedinjenim Državama za elektrohemijsku proizvodnju titana, hroma i volframa. Prodani patent je ograničene upotrebe zbog visoke cijene volframa.
1909. Irving Langmuir, specijalista za područje tehnologije vakuuma iz General Electric-a, uvođenjem teških plemenitih plinova u tikvice, povećava vijek trajanja lampi. 1910. volframova nit zahvaljujući izumu William D. Coolidgea izuma poboljšane proizvodne metode zamjenjuje sve druge vrste niti. Žarulje sa žarnom niti se široko koriste u praksi, koja je opstala do danas.
