หลอดไส้ร้อนแบบธรรมดา

หลอดไส้ร้อนแบบธรรมดา หรือ หลอดความร้อน หรือ หลอดไส้ () ให้แสงสว่างโดยการให้ความร้อนแก่ไส้หลอดที่เป็นลวดโลหะกระทั่งมีอุณหภูมิสูงและเปล่งแสง หลอดแก้วที่เติมแก๊สเฉื่อยหรือเป็นสุญญากาศป้องไม่ให้ไส้หลอดที่ร้อนสัมผัสอากาศ ในหลอดฮาโลเจน กระบวนการทางเคมีคืนให้โลหะเป็นไส้หลอด ซึ่งขยายอายุการใช้งาน หลอดไฟฟ้านี้ได้รับกระแสไฟฟ้าจากเทอร์มินอลต่อสายไฟ (feed-through terminal) หรือลวดที่ฝังในแก้ว หลอดไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้ในเต้ารับซึ่งสนับสนุนหลอดไฟฟ้าทางกลไกและเชื่อมกระแสไฟฟ้าเข้ากับเทอร์มินัลไฟฟ้าของหลอด

หลอดไส้ร้อนแบบธรรมดาผลิตออกมาหลายขนาด กำลังส่องสว่าง และอัตราทนความต่างศักย์ ตั้งแต่ 1.5 โวลต์ถึงราว 300 โวลต์ หลอดประเภทนี้ไม่ต้องอาศัยอุปกรณ์ควบคุมภายนอก มีค่าบำรุงรักษาต่ำ และทำงานได้ดีเท่ากันทั้งไฟฟ้ากระแสสลับหรือกระแสตรง ด้วยเหตุนี้ หลอดไส้ร้อนแบบธรรมดาจึงใช้กันอย่างกว้างขวางในครัวเรือนและไฟฟ้าใช้ในเชิงพาณิชย์ ตลอดจนไฟฟ้าแบบพกพา อย่างเช่น ไฟตั้งโต๊ะ ไฟหน้ารถยนต์ และไฟฉาย และไฟฟ้าสำหรับตกแต่งและโฆษณา

บ้างใช้ประโยชน์จากใช้ความร้อนที่เกิดขึ้นจากไส้หลอดของหลอดไส้ร้อนแบบธรรมดา อาทิ เครื่องฟักไข่ กล่องฟักไข่สำหรับสัตว์ปีก ไฟความร้อนสำหรับสวนจำลองสภาพแวดล้อม (vivarium) ของสัตว์เลื้อยคลาน การให้ความร้อนอินฟราเรดในกระบวนการให้ความร้อนและอบแห้งในอุตสาหกรรม ความร้อนส่วนเกินนี้เพิ่มพลังงานที่ต้องใช้ในระบบปรับอากาศของอาคาร

หลอดไฟฟ้าแบบอื่นค่อย ๆ แทนที่การใช้งานของหลอดไส้ร้อนแบบธรรมดาหลายด้าน อาทิ หลอดฟลูออเรสเซนต์, หลอดคอมแพคฟลูออเรสเซนต์ (หลอดตะเกียบ), หลอดฟลูออเรสเซนต์แคโทดเย็น, หลอดอัดก๊าซความดันสูง และไดโอดเปล่งแสง เทคโนโลยีที่ใหม่กว่าเหล่านี้พัฒนาอัตราส่วนแสงที่มองเห็นได้ต่อการผลิตความร้อน เขตอำนาจบางแห่ง เช่น สหภาพยุโรป อยู่ในระหว่างกระบวนการเลิกใช้หลอดไส้ร้อนแบบธรรมดาและหันไปใช้หลอดไฟที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานมากกว่า

ในการตอบคำถามว่าใครเป็นผู้ประดิษฐ์หลอดไส้ นักประวัติศาสตร์โรเบิร์ต ฟรีเดล และพอล อิสราเอล ทำรายการนักประดิษฐ์หลอดไส้ 22 คน ก่อนโจเซฟ สวอน และโทมัส เอดิสัน พวกเขาสรุปว่ารุ่นของเอดิสันนั้นล้ำหน้ากว่าของคนอื่น เพราะองค์ประกอบสามปัจจัย ได้แก่ (1) วัสดุเปล่งแสงที่มีประสิทธิภาพ, (2) สุญญากาศที่สูงกว่าที่คนอื่น ๆ สามารถทำสำเร็จ และ (3) ความต้านทานไฟฟ้าที่สูงซึ่งทำให้การแจกจ่ายพลังงานจากแหล่งกลางทำงานได้อย่างประหยัด

ค.ศ. 1802 ฮัมฟรี เดวี ได้ประดิษฐ์สิ่งที่ในขณะนั้นเป็นแบตเตอรีไฟฟ้าที่ทรงพลังที่สุดในโลกที่ราชสมาคมแห่งบริเตนใหญ่ ซึ่งเขาสร้างหลอดไส้โดยส่งกระแสไฟฟ้าผ่านแพลทินัมแถบบาง ซึ่งโลหะชนิดนี้ถูกเลือกเพราะมีจุดหลอมเหลวสูงอย่างยิ่ง แต่หลอดไส้นี้ไม่สว่างพอหรือทำงานได้นานพอที่จะนำไปใช้ได้จริง แต่ก็มีมาก่อนเบื้องหลังความพยายามการทดลองนับครั้งไม่ถ้วนอีก 75 ปีต่อมา

โจเซฟ สวอนและโทมัส เอดิสันนั้นเป็นบุคคลแรก ๆ ที่ทำหลอดไส้เป็นธุรกิจ โดยโทมัส เอดิสันเริ่มการวิจัยอย่างจริงจังในการพัฒนาหลอดไส้ที่ใช้การได้ใน ค.ศ. 1878 เอดิสันจดสิทธิบัตรสิ่งประดิษฐ์สำหรับ "การปรับปรุงหลอดไฟฟ้า" เมื่อวันที่ 14 ตุลาคม ค.ศ. 1878 หลังจากทดลองหลายครั้งด้วยไส้หลอดที่ทำจากแพลทินัมและโลหะอื่น เอดิสันได้หันกลับไปใช้ไส้คาร์บอน การทดลองที่ประสบความสำเร็จครั้งแรกเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 22 ตุลาคม ค.ศ. 1879 และใช้งานได้ 13.5 ชั่วโมง เอดิสันยังคงพัฒนาสิ่งประดิษฐ์ดังกล่าว และจนถึงวันที่ 4 พฤศจิกายน ค.ศ. 1879 จดสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกาสำหรับหลอดไฟฟ้าที่ใช้ "ไส้คาร์บอนหรือแถบขดและเชื่อม ... กับสายส่งแพลตินา" แม้สิทธิบัตรนั้นจะอธิบายหลายหนทางในการสร้างไส้คาร์บอนรวมทั้ง "เส้นใยฝ้ายและลินิน เศษไม้ กระดาษที่ขดในหลายวิธี" แต่กระทั่งอีกหลายเดือนต่อมาหลังได้รับสิทธิบัตรนั้นแล้ว เอดิสันและทีมของเขาจึงค้นพบว่า ไส้ไม้ไผ่ที่เปลี่ยนเป็นคาร์บอนสามารถใช้งานได้นานเกิน 1,200 ชั่วโมง