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 zbog zagrijavanja električnom strujom tijela sa žarnom niti, što je u pravilu spirala izrađena od legura volframa.
Lučne svjetiljke
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. Vjeruje se da je prvi koji je primijetio ovaj fenomen bio ruski znanstvenik Vasilij Petrov 1803. godine. Da bi dobio voltažni luk, upotrijebio je veliku bateriju ćelija i 2 šipke ugljena. Prošavši struju kroz šipke, spojio je njihove krajeve i odmaknuo ih, primivši 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 izgorile, dok su izgarale, morale su se neprestano pomicati jedna prema drugoj. Unatoč tome, mnogi su znanstvenici nastavili raditi na poboljšanju lučnih svjetiljki, ali nisu se uspjeli u potpunosti riješiti nedostataka svojstvenih lučnim svjetiljkama.
Žarulje sa žarnom niti
Smatra se da je prvu žarulju sa žarnom niti izradio 1809. godine znanstvenik Delarue; platinasta žica postala je žarno tijelo u toj svjetiljci. Ispostavilo se da je svjetiljka bila nepraktična i kratkotrajna, pa je na nju brzo zaboravljena. Sljedeći korak u širokoj distribuciji žarulja sa žarnom niti bio je patent za žarulju s žarnom niti, koji je dobio ruski izumitelj Lodygin 1874. godine. Ova se svjetiljka sastojala od evakuirane posude s užarenim tijelom u obliku tanke karbonske šipke rotora. Ali ova je svjetiljka još uvijek bila vrlo 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 je započeo posao svojim uobičajenim opsegom. U potrazi za najoptimalnijim materijalom za nit testirano je više od 6000 različitih spojeva i tvari na što je u to vrijeme potrošena ogromna svota od 100 tisuća dolara. Kao rezultat pokusa, smjestio se na niti pougljena bambusovih vlakana i na njihovoj osnovi izradio nekoliko desetaka svjetiljki.
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 postavljeno na podnožje s kontaktima. Proizvodnja takvih svjetiljki bila je vrlo komplicirana i skupa, što Edisona nije spriječilo da ih izrađuje nekoliko desetljeća.
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 žarna tijela. 1906. prodao je patent za volframovu nit američkoj tvrtki General Electric i u Sjedinjenim Državama sagradio pogon za elektrokemijsku proizvodnju titana, kroma i volframa. Prodani patent ograničene je upotrebe zbog visoke cijene volframa.
1909. Irving Langmuir, specijalist za područje tehnologije vakuuma iz General Electric-a, uvođenjem teških plemenitih plinova u tikvice, povećava vijek trajanja svjetiljki. 1910. volframova nit, zahvaljujući izumu poboljšane proizvodne metode Williama D. Coolidgea, zamjenjuje sve druge vrste niti. Žarulje sa žarnom niti su široko korištene u praksi, što je preživjelo do danas.
