白熾燈(Incandescent Lamp,Incandescent light bulb)是將燈絲(si)通電(dian)(dian)加熱到白熾狀態,利用(yong)熱輻射發出(chu)可見光(guang)的電(dian)(dian)光(guang)源。于1879年(nian)由美國發明(ming)家(jia)托馬斯(si)·阿爾瓦·愛迪(di)生發明(ming)。
制(zhi)成碳化纖維(即碳絲)白(bai)熾(chi)燈(deng)以來(lai),經人們對燈(deng)絲材(cai)料、燈(deng)絲結(jie)構、充填氣體的(de)不斷改進(jin),白(bai)熾(chi)燈(deng)的(de)發(fa)光(guang)效(xiao)率也相應提(ti)高。1959年,美國在白(bai)熾(chi)燈(deng)的(de)基礎上(shang)發(fa)展了體積和光(guang)衰(shuai)極小的(de)鹵鎢燈(deng)。白(bai)熾(chi)燈(deng)的(de)發(fa)展趨(qu)勢主要是(shi)研制(zhi)節(jie)能型(xing)燈(deng)泡,不同用途和要求的(de)白(bai)熾(chi)燈(deng),其結(jie)構和部件不盡相同。白(bai)熾(chi)燈(deng)的(de)光(guang)色和集光(guang)性能很(hen)好(hao),但是(shi)因為(wei)光(guang)效(xiao)低(di),已逐(zhu)步退出生產(chan)和銷售環節(jie)。
白(bai)熾燈(deng)用(yong)耐熱(re)玻璃制(zhi)成泡(pao)殼(ke),內裝鎢(wu)絲。泡(pao)殼(ke)內抽去(qu)空氣,以免(mian)燈(deng)絲氧化,或再充入惰性(xing)氣體(ti)(如氬),減少鎢(wu)絲受(shou)熱(re)升(sheng)華(hua)。因燈(deng)絲所耗電能(neng)僅(jin)一小(xiao)部分(fen)轉為可見光,故發光效率低,一般為6.5~10流/瓦。
白熾燈,主要(yao)由玻殼、燈絲(si)、導線、感柱、燈頭(tou)等組成。
玻(bo)殼做成(cheng)圓球形(xing),制作(zuo)(zuo)材料(liao)是耐熱(re)玻(bo)璃,它把燈絲和空氣(qi)隔(ge)離,既能(neng)透光,又(you)起保(bao)護作(zuo)(zuo)用。白熾燈工作(zuo)(zuo)的(de)時候,玻(bo)殼的(de)溫度高可達100℃左右。
燈絲(si)(si):是用比頭發絲(si)(si)還細(xi)得多(duo)的(de)鎢絲(si)(si),做成螺旋形(xing)。看起(qi)來燈絲(si)(si)很短,其實把這種極細(xi)的(de)螺旋形(xing)的(de)鎢絲(si)(si)拉成一條直(zhi)線(xian),這條直(zhi)線(xian)竟有1米多(duo)長。
白熾燈里(li)的鎢絲(si)害怕空(kong)氣。如果玻(bo)殼里(li)充滿空(kong)氣,那么(me)通電以后,鎢絲(si)溫(wen)度升高到2000℃以上(shang),空(kong)氣就會(hui)對它(ta)毫不(bu)留情地發動襲擊(ji),使它(ta)很快被燒斷,同時生(sheng)成(cheng)一種黃白色的三氧化鎢,附著在玻(bo)殼內壁和燈內部件上(shang)。
導線:兩條導線表(biao)面上很(hen)簡單,實際上由內(nei)導線、杜(du)美(mei)絲(si)和外(wai)導線三部分組(zu)成。內(nei)導線用來導電和固定燈絲(si),用銅絲(si)或鍍鎳鐵絲(si)制做(zuo);中間一段很(hen)短的紅色金屬絲(si)叫杜(du)美(mei)絲(si),要求(qiu)它同玻(bo)璃密切結合而不漏氣;外(wai)導線是(shi)銅絲(si),任務(wu)就(jiu)是(shi)連(lian)接(jie)燈頭用以通電。
感柱:一個(ge)喇叭形的玻(bo)璃零件就(jiu)是感柱,它連著玻(bo)殼,起著固定(ding)金屬部(bu)件的作用。其(qi)中的排氣(qi)(qi)管用來把玻(bo)殼里的空氣(qi)(qi)抽走,然后將下端燒焊(han)密封,燈(deng)就(jiu)不(bu)漏氣(qi)(qi)了。
燈頭是連接燈座和接通電源的金屬件,用焊(han)泥把它(ta)同玻殼粘結在(zai)一起。
白熾燈(deng)的特(te)性(xing)主要有能量特(te)性(xing)、電壓特(te)性(xing)、工作特(te)性(xing)、點燃(ran)與熄滅特(te)性(xing)、壽(shou)命等。
能量特性可(ke)(ke)以用發光效率(lv)來描述。白熾燈所消耗的能量 其中只有一小(xiao)部分轉換為可(ke)(ke)見輻射光, 很大一部分轉換為紅外線或被損失掉。白熾燈的發光效率(lv)在13%左右。
白熾燈的(de)(de)燈絲溫度、電(dian)流、功率、光(guang)通量、光(guang)效和壽(shou)命均(jun)隨所加(jia)電(dian)壓的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)成指數(shu)函數(shu)變(bian)(bian)化(hua)(hua),并用特征(zheng)指數(shu)描述(shu)其變(bian)(bian)化(hua)(hua)規律。圖(tu)3表示出(chu)白熾燈的(de)(de)電(dian)壓變(bian)(bian)化(hua)(hua)特性曲線(xian)。
通(tong)常指(zhi)新白熾(chi)(chi)燈開(kai)始(shi)使(shi)(shi)用到斷絲為止的(de)(de)時(shi)間(jian),或指(zhi)燈保持(chi)在規定的(de)(de)光通(tong)量數值(zhi)上(shang)的(de)(de)燃點時(shi)間(jian)。白熾(chi)(chi)燈的(de)(de)電(dian)源電(dian)壓變化對燈壽命的(de)(de)影響,通(tong)常功率(lv)為30 W以上(shang)的(de)(de)燈,燃點750 h時(shi),光通(tong)量維持(chi)率(lv)可在85%以上(shang),在數百毫秒至(zhi)數秒的(de)(de)開(kai)燈與(yu)關燈周期內(nei)的(de)(de)瞬時(shi)電(dian)流(liu),可使(shi)(shi)燈的(de)(de)壽命縮短2%~8%。
白熾(chi)燈(deng)在點燃(ran)過程中,燈(deng)絲(si)的(de)(de)變形、充(chong)填氣(qi)體(ti)的(de)(de)純度、燈(deng)內殘(can)余(yu)氣(qi)體(ti)的(de)(de)成分、玻殼尺寸等(deng)都與燈(deng)的(de)(de)光(guang)通(tong)量變化有(you)關。
因白熾(chi)燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)(de)燈(deng)(deng)(deng)絲(si)為熱輻射(she)體,燈(deng)(deng)(deng)絲(si)達(da)到一定(ding)溫度需要(yao)有一個時間(jian)(jian)。開燈(deng)(deng)(deng)時,從對燈(deng)(deng)(deng)施加電(dian)(dian)(dian)壓(ya)到發(fa)出額定(ding)光通量(liang)為止,需數百毫秒時間(jian)(jian);在關燈(deng)(deng)(deng)時,情(qing)況相(xiang)反(fan)。燈(deng)(deng)(deng)絲(si)電(dian)(dian)(dian)流值愈(yu)大,熄滅所需時間(jian)(jian)愈(yu)長。在開燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)(de)瞬間(jian)(jian),流過(guo)燈(deng)(deng)(deng)絲(si)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流理論上可達(da)到額定(ding)電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)13~16倍,實(shi)際(ji)上由于回路阻抗的(de)(de)(de)制約,瞬間(jian)(jian)電(dian)(dian)(dian)流為額定(ding)電(dian)(dian)(dian)流的(de)(de)(de)7~10倍。