白(bai)熾燈(deng)(Incandescent Lamp,Incandescent light bulb)是將燈(deng)絲通電(dian)加熱(re)到白(bai)熾狀態,利(li)用熱(re)輻射發(fa)出可見光(guang)的電(dian)光(guang)源。于1879年(nian)由美國發(fa)明家托馬斯·阿爾瓦·愛迪生發(fa)明。
制成碳(tan)化纖維(即碳(tan)絲(si))白熾(chi)(chi)燈(deng)以來,經人們對燈(deng)絲(si)材料、燈(deng)絲(si)結(jie)構、充填氣體的(de)(de)不(bu)斷改進,白熾(chi)(chi)燈(deng)的(de)(de)發光效率(lv)也相應提(ti)高。1959年(nian),美國在白熾(chi)(chi)燈(deng)的(de)(de)基礎上發展了(le)體積和(he)光衰極(ji)小的(de)(de)鹵鎢燈(deng)。白熾(chi)(chi)燈(deng)的(de)(de)發展趨(qu)勢主要是(shi)研(yan)制節能型燈(deng)泡(pao),不(bu)同用途和(he)要求的(de)(de)白熾(chi)(chi)燈(deng),其結(jie)構和(he)部件不(bu)盡相同。白熾(chi)(chi)燈(deng)的(de)(de)光色和(he)集光性(xing)能很好,但(dan)是(shi)因為光效低,已(yi)逐步(bu)退(tui)出生產和(he)銷售環(huan)節。
白熾燈用耐熱玻(bo)璃制(zhi)成(cheng)泡殼,內裝鎢(wu)(wu)絲。泡殼內抽去空氣,以免燈絲氧(yang)化,或再充(chong)入(ru)惰性氣體(如氬),減少鎢(wu)(wu)絲受熱升華。因燈絲所耗電(dian)能(neng)僅一(yi)小部分(fen)轉為(wei)可見光,故發光效率低,一(yi)般為(wei)6.5~10流/瓦。
白熾燈,主(zhu)要由玻(bo)殼、燈絲(si)、導線(xian)、感柱、燈頭等(deng)組(zu)成(cheng)。
玻殼做成(cheng)圓(yuan)球(qiu)形,制作(zuo)(zuo)材料是耐熱玻璃,它把(ba)燈絲和空氣隔離,既能透光(guang),又起保(bao)護作(zuo)(zuo)用(yong)。白熾燈工作(zuo)(zuo)的時候,玻殼的溫(wen)度高可達100℃左右。
燈絲:是用比(bi)頭發絲還細得多的(de)鎢(wu)絲,做成螺(luo)旋(xuan)形。看(kan)起來(lai)燈絲很短,其(qi)實把這種極細的(de)螺(luo)旋(xuan)形的(de)鎢(wu)絲拉成一(yi)條(tiao)直線(xian),這條(tiao)直線(xian)竟有1米多長。
白(bai)熾燈(deng)里(li)的鎢(wu)絲(si)害(hai)怕空氣。如果(guo)玻殼里(li)充滿空氣,那么通電以后,鎢(wu)絲(si)溫度(du)升高到2000℃以上,空氣就會(hui)對它(ta)毫不留情地發動(dong)襲擊,使它(ta)很(hen)快被燒斷(duan),同(tong)時生成一種黃白(bai)色的三氧化鎢(wu),附(fu)著(zhu)在(zai)玻殼內壁(bi)和燈(deng)內部(bu)件上。
導線(xian)(xian):兩條導線(xian)(xian)表面上很簡單(dan),實際上由內導線(xian)(xian)、杜美絲(si)(si)(si)和(he)外導線(xian)(xian)三(san)部分組成。內導線(xian)(xian)用來導電和(he)固定燈絲(si)(si)(si),用銅絲(si)(si)(si)或(huo)鍍(du)鎳鐵絲(si)(si)(si)制做;中間(jian)一段很短的紅(hong)色金屬絲(si)(si)(si)叫杜美絲(si)(si)(si),要求它同玻璃(li)密切結合而不漏氣;外導線(xian)(xian)是銅絲(si)(si)(si),任務就是連接燈頭用以通電。
感柱:一(yi)個(ge)喇叭形的玻(bo)璃零件(jian)(jian)就是感柱,它連著玻(bo)殼(ke),起(qi)著固定金屬部件(jian)(jian)的作用(yong)。其中的排氣管用(yong)來(lai)把玻(bo)殼(ke)里的空氣抽(chou)走,然后(hou)將(jiang)下端燒焊密封,燈(deng)就不漏(lou)氣了。
燈頭是連接(jie)燈座(zuo)和(he)接(jie)通電源的金屬件,用焊泥(ni)把它同玻殼粘結在一起(qi)。
白熾燈的特(te)性(xing)(xing)主(zhu)要有能(neng)量(liang)特(te)性(xing)(xing)、電壓特(te)性(xing)(xing)、工(gong)作(zuo)特(te)性(xing)(xing)、點燃與(yu)熄滅特(te)性(xing)(xing)、壽命等。
能量(liang)特性可以用發光效率來描述。白(bai)熾燈所消(xiao)耗的(de)能量(liang) 其中只(zhi)有一小部分轉(zhuan)換為(wei)可見輻(fu)射光, 很大一部分轉(zhuan)換為(wei)紅外線或被損失掉。白(bai)熾燈的(de)發光效率在(zai)13%左右。
白熾燈的燈絲(si)溫度、電流(liu)、功率、光(guang)通(tong)量(liang)、光(guang)效和壽命均隨(sui)所加電壓的變(bian)化(hua)成指(zhi)(zhi)數(shu)函數(shu)變(bian)化(hua),并用(yong)特征指(zhi)(zhi)數(shu)描述其變(bian)化(hua)規律。圖(tu)3表示出白熾燈的電壓變(bian)化(hua)特性曲線(xian)。
通(tong)常(chang)指新(xin)白熾燈開始使用到斷(duan)絲(si)為止的(de)(de)(de)時間,或指燈保(bao)持在規定的(de)(de)(de)光通(tong)量數值上(shang)的(de)(de)(de)燃點時間。白熾燈的(de)(de)(de)電源電壓變化對燈壽(shou)命(ming)的(de)(de)(de)影響,通(tong)常(chang)功率為30 W以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)燈,燃點750 h時,光通(tong)量維持率可在85%以(yi)上(shang),在數百毫秒至(zhi)數秒的(de)(de)(de)開燈與關燈周期內的(de)(de)(de)瞬時電流,可使燈的(de)(de)(de)壽(shou)命(ming)縮短(duan)2%~8%。
白熾(chi)燈(deng)在點燃過(guo)程中(zhong),燈(deng)絲的(de)變(bian)形、充填氣(qi)體的(de)純度、燈(deng)內殘余(yu)氣(qi)體的(de)成(cheng)分、玻(bo)殼尺寸(cun)等都與燈(deng)的(de)光通(tong)量變(bian)化有(you)關。
因白熾燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)(de)燈(deng)(deng)(deng)絲(si)為熱輻(fu)射體,燈(deng)(deng)(deng)絲(si)達到(dao)一(yi)定溫度需要有一(yi)個時(shi)間。開燈(deng)(deng)(deng)時(shi),從(cong)對(dui)燈(deng)(deng)(deng)施加電(dian)壓到(dao)發出額(e)定光通量為止,需數(shu)百毫秒時(shi)間;在(zai)關燈(deng)(deng)(deng)時(shi),情(qing)況相反。燈(deng)(deng)(deng)絲(si)電(dian)流(liu)值(zhi)愈大,熄滅所需時(shi)間愈長(chang)。在(zai)開燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)(de)瞬間,流(liu)過燈(deng)(deng)(deng)絲(si)的(de)(de)(de)電(dian)流(liu)理(li)論上可達到(dao)額(e)定電(dian)流(liu)的(de)(de)(de)13~16倍,實(shi)際上由于(yu)回路阻抗的(de)(de)(de)制(zhi)約,瞬間電(dian)流(liu)為額(e)定電(dian)流(liu)的(de)(de)(de)7~10倍。