De booglamp, de eerste elektrische verlichting

De booglamp was de eerste vorm van verlichting die werkte op elektriciteit. Hij werd al in 1810 ontwikkeld door Sir Humphry Davy en was de gloeilamp dus meer dan 50 jaar voor. Hij was vooral geschikt voor de verlichting van straten en terreinen buitenshuis en werd daar sinds de helft van de 19de eeuw steeds vaker voor gebruikt. Later kwam de 'kaars van Jablochkoff', een booglamp die ook in grote ruimtes kon worden aangestoken. Tegenwoordig dreigen wij deze eerste elektrische lamp te vergeten. Artikelindeling (interne links)

• Uitvinding van de booglamp
• Eerste generatie booglampen (werking)
• Tweede generatie booglampen
• Gebruik van booglampen
• Kaars van Jablochkoff
• De booglamp door de tijd heen

Uitvinding van de booglamp

De Britse wetenschapper Sir Humphry Davy, die een paar jaar later ook de naar hem vernoemde mijnlamp zou ontwikkelen, kwam al in 1810 op het idee voor de booglamp. Dat idee werkte hij in zijn laboratorium uit tot een werkend resultaat. Daarmee vond hij de eerste lamp uit die werkte op elektriciteit.

Dat was relatief kort nadat er, rondom de eeuwwisseling, elektrische generators beschikbaar waren gekomen. Opmerkelijk, want dit was nog ruim voordat de gloeilamp werd ontdekt (lees hier meer over in het artikel: De uitvinding van de gloeilamp). Veel andere elektrische apparaten zouden nog een ruime eeuw op zich laten wachten. Sir Davy begreep echter al vroeg dat elektriciteit uitstekende mogelijkheden bood voor het creëren van goed werkende en goedkope verlichting. En zo werd hij verantwoordelijk voor de eerste generatie booglampen. Later zouden anderen deze verbeteren, maar het basisprincipe bleef hetzelfde.

Dit alles wilde trouwens niet zeggen dat de booglamp al meteen op grote schaal bruikbaar was. Dat kon nog niet omdat er nergens afdoende elektriciteit beschikbaar was. Pas vanaf het midden van de 19de eeuw waren er genoeg generatoren en leidingen beschikbaar om daadwerkelijk gebruik van de booglamp mogelijk te maken.

Eerste generatie booglampen (werking)

Davy's booglampen werkten met behulp van twee koolstaven (elektroden) die met de punten tegen elkaar werden gezet. Daarom wordt hij ook wel koolstavenlamp genoemd. Als men er spanning op zette, liep de stroom tussen beide koolstaven. Op de plaats waar ze elkaar raakten werd het dan zo heet dat het rood opgloeide. Als vervolgens met een schroef de afstand tussen de staven iets werd vergroot, ontstond er een boog van fel wit licht, de zogeheten vlamboog. Door de hitte verdampten de koolstaven, wat nog eens extra licht gaf. Dat betekende overigens wel dat de staven langzaam mee opbrandden en regelmatig vervangen moesten worden. Verse koolstaven gaven ongeveer zes uur licht.

Om de koolstaven te beschermen bestond de lamp zelf uit een grote glazen ballon. Dat hielp ook om verblinding door het bijzonder felle licht te voorkomen.

Het licht van de booglamp was niet stabiel en flikkerde altijd wat. Aangezien olie- en gaslampen ook veel flikkerden was dat lange tijd geen groot probleem. Wel problematisch waren de onwelriekende walmen die uit de lamp kwamen. Deze werden in belangrijke mate veroorzaakt door vrijkomende ozon. Ook was de lamp nogal brandgevaarlijk, maar evengoed niet meer dan andere lampen.

Tweede generatie booglampen

In het begin van de 20ste eeuw werd voor een betere werking van de gloeilamp de wisselstroom ingevoerd. Dat gaf problemen met de bestaande booglamp, want deze werkte namelijk het beste op 50 volt gelijkstroom; de stroomsoort waar gedurende de 19de eeuw alle elektriciteitsvoorzieningen op waren ingericht. De booglamp werkte wel op wisselstroom, maar bepaald niet optimaal. Het licht werd nog instabieler en bovendien produceerden de lampen een hinderlijk bromgeluid.

Daarop ontwikkelde Nikola Tesla een nieuwe booglamp die wel geschikt was voor wisselstroom. Door gebruik van elektromagneten wist hij de lamp weer het zwijgen op te leggen en bovendien het flakkeren te doen stoppen.

Gebruik van booglampen

Ondanks de onvolkomendheden kreeg de booglamp toch de nodige toepassingen. Dat kwam omdat het lange tijd op afstand de sterkste lamp was die er beschikbaar was. Vanwege de dampen was het wel grotendeels verlichting voor buitenshuis. De toepassingen waren de volgende:

• Verlichting van fabrieks- en rangeerterreinen.
• Als straatverlichting. Dit gebeurde wel in beperkte mate en alleen in het begin van de 20ste eeuw. Eerder was het niet mogelijk de booglamp als straatverlichting te gebruiken omdat er nog geen elektriciteitsnetten waren. Afgezien daarvan was het voor straatlantaarns wat onhandig dat de koolstaven na 6 uur alweer vervangen moesten worden. Daarom werden ze alleen gebruikt op plaatsen waar meer licht nodig was dan gemiddeldgenomen.

• Bij optische systemen als vuurtorens en schijnwerpers in theaters. De booglamp was bijzonder geschikt voor gebruik bij lampen die waren versterkt met spiegels of lenzen, omdat hij een hoge lichttoevoer levert vanuit een klein vlak.
• In combinatie met een zogeheten locomobiel. Een locomobiel was een verplaatsbare installatie waar stoom mee gegenereerd kon worden. Hij bestond uit een ketel met stoommachine en een dynamo en werd bijvoorbeeld gebruikt om landbouwmachines mee aan te drijven. In combinatie met een booglamp op een inklapbare mast kon de locomobiel gebruikt worden om festival- en feestterreinen mee te verlichten.

Omdat de booglamp zo vaak diende om grote terreinen te verlichten, stond hij vaak op een hoge mast. Om toch de koolstaven regelmatig te kunnen verwisselen had men kantelbare masten ontwikkeld, waarbij via een kartrolcontsructie de lamp naar beneden kon worden gehaald.

Kaars van Jablochkoff

In 1876 vond de Russische ingenieur Pavel Jablochkoff een goedkopere en in sommige opzichten gemakkelijker te gebruiken versie van de booglamp uit. Deze werd Jablochkoff-kaars genoemd naar zijn uitvinder.

De nieuwe lamp bestond uit twee parallel gemonteerde, dunne koolstaven (ongeveer 6 bij 12 mm) die gescheiden werden door een isolerend materiaal, meestal gips. De staven waren onderling verbonden met een klein stukje smeltdraad van koolstofpasta. Dit geheel noemde men de 'kaars'. Als er spanning op werd gezet ontstond de vlamboog door het 'springen' van de smeltdraad. Daarna bleef de vlamboog in stand door het uitgloeien van de koolstof.

Op deze manier produceerde de lamp meteen helder licht zonder dat daar gedoe met een schroef voor nodig was. Een ander voordeel was dat hij probleemloos kon worden aangesloten op wisselstroom. Het grootste voordeel was echter dat de kaars van Jablochkoff binnen gebruikt kon worden, omdat er geen nare walmen vrij kwamen.

Door deze voordelen werd de kaars een geduchte concurrent voor de gaslamp, vooral waar het ging om de verlichting van grotere ruimten. Voor kleine ruimtes als huiskamers was de lamp te fel. De kaarsen waren ook geschikt voor gebruik als straat- en theaterverlichting of de verlichting van grote zalen of hallen, maar moesten daar wel op worden aangepast. Ze bestonden dan uit grote ballonnen van geëmailleerd glas met in elke lamp vier tot twaalf kaarsen in serie geschakeld. Dit maakte de lamp voor dergelijke ruimten niet alleen tot een betere, maar minstens even sfeervolle lichtbron als de gaslamp.

Nadeliger was het feit dat de kaars nog minder branduren had dat de gewone booglamp. Na anderhalf tot twee uur licht waren de koolstaven alweer opgebrand. Ook kon men halfopgebrande staven niet opnieuw aansteken omdat er geen smeltdraad meer was. Wilde men de lamp aandoen, moesten eerst de koolstaven worden vervangen. Een ander nadeel was dat de vlamboog langzaam van plaats verschoof, waardoor de kaars niet geschikt was voor optische systemen.

De booglamp door de tijd heen

De verschillende typen booglamp zijn nog lang in gebruik geweest omdat andere lichtbronnen veel zwakker waren. Uiteindelijk zijn ze vroeg of laat toch allemaal vervangen. Bijvoorbeeld door de inmiddels sterk verbeterde gloeilamp of, vanaf de Tweede Wereldoorlog, door gasontladingslampen, zoals de Xenonlamp. Vaak wordt trouwens gedacht dat de booglamp ook een gasontladingslamp is, maar de werking is toch significant anders. Wel is het zo dat op het gebied van gebruik de booglamp duidelijk een voorganger is van de gasontladingslamp. Uiteindelijk zouden vuurtorens nog het langst gebruik blijven maken van booglampen. Sommige vuurtorens kwamen pas in de jaren '80 van de vorige eeuw aan vervanging toe.

Ondertussen is de booglamp weer een beetje terug van weg geweest. Een geheel nieuwe en moderne generatie van booglampen wordt tegenwoordig weer gebruikt in de filmindustrie als schijnwerper. Daarbij krijgt de booglamp soms een hoofdrol als zon. Geen enkele lamp weet namelijk zo goed de zon en het zonlicht na te bootsen als de booglamp.

Lees verder

• Straatverlichting door de eeuwen heen
• Geschiedenis van de straatlantaarn
• Een eeuw gaslicht