Antes da invenção da lâmpada elétrica, a iluminação era uma tarefa complicada. Para iluminar bem os ambientes, eram necessárias muitas velas ou tochas. Lampiões a óleo também iluminavam o suficiente, mas soltavam um resíduo que cobria de fuligem tudo o que estava por perto.
Desde o início do século XIX, vários inventores tentaram construir fontes de luz à base de energia elétrica. Humphry Davy, em 1802, construiu a primeira fonte luminosa com um filamento de platina, utilizando-se do efeito Joule, observado quando um resistor é aquecido pela passagem de uma corrente elétrica a ponto de emitir luz visível.
O desafio do autodidata Edison, era encontrar um filamento que ficasse incandescente durante a passagem da corrente elétrica.
Numa época onde os inventores trabalhavam sozinhos, Edison contava com mais de 60 pesquisadores sob seu comando. Testaram de tudo, até o fio de barba dos colegas. Durante mais de um ano, ele e seus assistentes faziam e testavam filamentos de todos os materiais possíveis e imagináveis. De experiência em experiência, chegaram ao fio de algodão carbonizado.
Edison utilizou uma haste de carvão (carbono) muito fina que, aquecida acima de aproximadamente 1.173°C, passa a emitir luz, inicialmente bastante avermelhada e fraca, passando ao alaranjado e alcançando o amarelo, com uma intensidade luminosa bem maior, ao atingir sua temperatura final, próximo do ponto de fusão do carbono, que é de aproximadamente 3.527 °C.
A haste era inserida numa ampola de vidro, que isolaria mais facilmente o oxigênio, fazendo a combustão mais rápida.
A primeira lâmpada de algodão carbonizado de Edison ficou acessa por mais de 40 horas seguidas e ininterruptas.
Em dezembro de 1879, Thomas Edison realizou a primeira demonstração pública da lâmpada após a instalação de um sistema completo de energia no laboratório Menlo Park.
Inicialmente, as redes elétricas de iluminação eram limitadas e concentradas nos centros urbanos, mas já era o bastante para fazer da eletricidade algo economicamente viável no dia-a-dia, nas comunicações e na metalurgia.
Como o filamento de carvão tinha pouca durabilidade, Edison começou a fazer experiências com ligas metálicas, pois a durabilidade das lâmpadas de carvão não passava de algumas horas de uso.
A lâmpada de filamento de bambu carbonizado foi a que teve melhor rendimento e durabilidade, sendo em seguida substituída pela de celulose, e finalmente a conhecida até hoje com filamento de tungstênio cuja temperatura de trabalho chega a 3.000°C.
Edison foi o fundador da Edison Eletric Light Company que mais tarde se transformaria na General Eletric - a grande GE.
Com a invenção da lâmpada, a luz dos lampiões a gás passou aos poucos a ser substituída por pequenas redes elétricas de iluminação, limitadas, inicialmente, aos centros urbanos.
Com isso, inaugurou-se uma nova época: a da utilização da eletricidade como energia economicamente viável, pois antes as necessidades da luz eram restritas, embora houvesse aplicação nas comunicações e na metalurgia.
Nos tempos atuais, os filamentos das lâmpadas incandescentes são feitos de tungstênio, um metal que só se funde numa temperatura de 3.422°C. Para que o filamento não entre em combustão e não se queime, na fabricação, retira-se todo o ar atmosférico presente nas lâmpadas, sendo substituídos por nitrogênio, argônio e criptônio.
A lâmpada moderna não mudou muito desde o modelo de Edison.
As lâmpadas elétricas têm uma estrutura muito simples. Na base, existem dois contatos de metal, que são ligados a dois fios rígidos, que são conectados ao filamento de metal fino.
O filamento fica no meio da lâmpada, protegido por uma cápsula de vidro. Os fios e o filamento estão dentro da lâmpada de vidro, que é cheia de gás inerte, como o argônio.
Quando a lâmpada é ligada a um sistema de energia, uma corrente elétrica flui de um contato para o outro, passando pelos fios e pelo filamento. A corrente elétrica em um condutor sólido é o fluxo de elétrons livres (elétrons que não estão fortemente presos a um átomo) de uma área carregada negativa para uma área carregada positivamente.
Como os elétrons movem-se rapidamente através do filamento, eles estão constantemente batendo nos átomos que compõem o filamento. A energia de cada impacto faz um átomo vibrar, ou seja, a corrente aquece o átomo.
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