白(bai)熾燈(deng)(Incandescent Lamp,Incandescent light bulb)是將燈(deng)絲通電(dian)加(jia)熱(re)到白(bai)熾狀態,利(li)用熱(re)輻射發出(chu)可見光(guang)的電(dian)光(guang)源。于1879年由美(mei)國發明家托馬斯·阿爾瓦(wa)·愛(ai)迪生發明。
制(zhi)成碳化纖維(即(ji)碳絲(si))白(bai)(bai)熾燈(deng)以來,經人們對(dui)燈(deng)絲(si)材料、燈(deng)絲(si)結(jie)構、充填氣(qi)體的不斷改進,白(bai)(bai)熾燈(deng)的發光(guang)(guang)(guang)效率(lv)也相(xiang)應提高。1959年,美國在白(bai)(bai)熾燈(deng)的基礎上(shang)發展(zhan)了體積和(he)光(guang)(guang)(guang)衰極小(xiao)的鹵(lu)鎢燈(deng)。白(bai)(bai)熾燈(deng)的發展(zhan)趨勢主(zhu)要(yao)是研制(zhi)節(jie)能型燈(deng)泡,不同(tong)用(yong)途和(he)要(yao)求(qiu)的白(bai)(bai)熾燈(deng),其(qi)結(jie)構和(he)部件(jian)不盡相(xiang)同(tong)。白(bai)(bai)熾燈(deng)的光(guang)(guang)(guang)色和(he)集光(guang)(guang)(guang)性能很好,但是因為(wei)光(guang)(guang)(guang)效低,已(yi)逐步(bu)退出生產和(he)銷售環節(jie)。
白熾(chi)燈(deng)用耐(nai)熱玻(bo)璃制成泡(pao)殼,內裝鎢絲。泡(pao)殼內抽去(qu)空氣,以(yi)免燈(deng)絲氧化,或再充入(ru)惰(duo)性氣體(如氬(ya)),減少鎢絲受熱升華。因燈(deng)絲所耗(hao)電能僅一小(xiao)部分轉(zhuan)為可見光,故(gu)發光效(xiao)率低,一般為6.5~10流/瓦。
白熾燈(deng)(deng),主要由玻殼、燈(deng)(deng)絲、導線、感柱、燈(deng)(deng)頭(tou)等組成(cheng)。
玻(bo)殼做成圓球(qiu)形,制作(zuo)材料是耐熱玻(bo)璃,它把燈絲和空氣(qi)隔離,既能透光,又起保護作(zuo)用。白熾燈工作(zuo)的時候,玻(bo)殼的溫度高可達100℃左(zuo)右(you)。
燈絲(si):是(shi)用(yong)比頭發絲(si)還細得多(duo)的(de)鎢絲(si),做成螺(luo)旋形。看起來燈絲(si)很短,其實把(ba)這種極(ji)細的(de)螺(luo)旋形的(de)鎢絲(si)拉成一條直線,這條直線竟有1米多(duo)長。
白熾燈(deng)里(li)的(de)鎢(wu)絲害怕(pa)空(kong)氣(qi)。如果(guo)玻殼里(li)充滿空(kong)氣(qi),那么(me)通電以后,鎢(wu)絲溫度升高到2000℃以上,空(kong)氣(qi)就(jiu)會對它(ta)毫不留情地發動(dong)襲(xi)擊(ji),使它(ta)很快被燒斷(duan),同時生成一(yi)種黃白色(se)的(de)三氧化鎢(wu),附著在玻殼內壁和(he)燈(deng)內部件(jian)上。
導線(xian)(xian):兩條導線(xian)(xian)表面上很簡單,實際(ji)上由內(nei)導線(xian)(xian)、杜美(mei)絲(si)(si)(si)和(he)外(wai)導線(xian)(xian)三部(bu)分組成。內(nei)導線(xian)(xian)用(yong)來(lai)導電和(he)固(gu)定燈絲(si)(si)(si),用(yong)銅絲(si)(si)(si)或(huo)鍍鎳鐵絲(si)(si)(si)制(zhi)做;中間一(yi)段(duan)很短的紅色金屬絲(si)(si)(si)叫杜美(mei)絲(si)(si)(si),要求(qiu)它同玻(bo)璃密切結合而不漏氣;外(wai)導線(xian)(xian)是銅絲(si)(si)(si),任務(wu)就是連(lian)接(jie)燈頭用(yong)以通電。
感(gan)柱:一個喇(la)叭(ba)形的玻璃零件就是感(gan)柱,它連著玻殼,起著固定(ding)金屬部(bu)件的作用(yong)。其中的排氣管用(yong)來(lai)把玻殼里的空氣抽走,然后將下端燒焊密(mi)封,燈就不漏氣了。
燈頭是連(lian)接燈座(zuo)和接通電源的(de)金(jin)屬件,用(yong)焊泥把它同玻殼粘結(jie)在一(yi)起。
白熾燈的(de)特(te)性主要有能量特(te)性、電壓特(te)性、工(gong)作特(te)性、點燃與熄滅(mie)特(te)性、壽(shou)命等。
能(neng)量特性可以用發光(guang)(guang)效率(lv)來描(miao)述。白(bai)(bai)熾(chi)燈所(suo)消耗(hao)的(de)能(neng)量 其(qi)中只(zhi)有一(yi)(yi)小部分轉換(huan)為可見輻射光(guang)(guang), 很大一(yi)(yi)部分轉換(huan)為紅(hong)外線(xian)或被損失掉。白(bai)(bai)熾(chi)燈的(de)發光(guang)(guang)效率(lv)在13%左右。
白熾(chi)燈的燈絲溫度、電流、功(gong)率、光(guang)通量、光(guang)效和(he)壽命均隨所加電壓的變化成指(zhi)數(shu)(shu)函數(shu)(shu)變化,并(bing)用特征(zheng)指(zhi)數(shu)(shu)描(miao)述其(qi)變化規律。圖3表示出(chu)白熾(chi)燈的電壓變化特性曲線。
通(tong)常指新白熾(chi)燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)開始使用到斷(duan)絲(si)為止的(de)(de)時(shi)間,或指燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)保(bao)持在規(gui)定的(de)(de)光通(tong)量數值上的(de)(de)燃(ran)點(dian)(dian)時(shi)間。白熾(chi)燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)的(de)(de)電源電壓變化對燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)壽(shou)(shou)命的(de)(de)影響,通(tong)常功率為30 W以(yi)上的(de)(de)燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng),燃(ran)點(dian)(dian)750 h時(shi),光通(tong)量維持率可在85%以(yi)上,在數百毫秒至數秒的(de)(de)開燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)與關燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)周期內的(de)(de)瞬時(shi)電流,可使燈(deng)(deng)(deng)(deng)(deng)的(de)(de)壽(shou)(shou)命縮短(duan)2%~8%。
白熾燈(deng)在點(dian)燃(ran)過程中(zhong),燈(deng)絲的(de)變形、充填氣體(ti)的(de)純度、燈(deng)內殘余氣體(ti)的(de)成分、玻殼(ke)尺寸等都與燈(deng)的(de)光通量變化有關。
因白熾燈(deng)(deng)的(de)燈(deng)(deng)絲(si)(si)為(wei)熱輻射(she)體,燈(deng)(deng)絲(si)(si)達到一定(ding)(ding)溫(wen)度需要有一個時(shi)(shi)(shi)間(jian)。開燈(deng)(deng)時(shi)(shi)(shi),從對燈(deng)(deng)施加電壓到發出額(e)定(ding)(ding)光通量為(wei)止,需數百毫(hao)秒時(shi)(shi)(shi)間(jian);在關燈(deng)(deng)時(shi)(shi)(shi),情況相反。燈(deng)(deng)絲(si)(si)電流(liu)(liu)值(zhi)愈(yu)大,熄滅(mie)所(suo)需時(shi)(shi)(shi)間(jian)愈(yu)長。在開燈(deng)(deng)的(de)瞬間(jian),流(liu)(liu)過燈(deng)(deng)絲(si)(si)的(de)電流(liu)(liu)理論上可達到額(e)定(ding)(ding)電流(liu)(liu)的(de)13~16倍,實際(ji)上由(you)于回路阻抗(kang)的(de)制約(yue),瞬間(jian)電流(liu)(liu)為(wei)額(e)定(ding)(ding)電流(liu)(liu)的(de)7~10倍。