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白炽灯是谁发明的 白织灯的发明历史

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  白炽灯,又称电灯泡,是一种透过通电,利用电阻把幼细丝线加热至白炽,用来发光的灯,是大家日常生活中的必备物品。那么大家对于白炽灯了解吗?知道是谁发明的吗?知道当中的发明历史吗?

  白炽灯的发明者以及发明历史

  一般人认为电灯的发明者是发明大王爱迪生,实际上,这方面的试验研究在爱迪生之前就已开始了。

  在美国1845年的一份专利档案中,辛辛那提的斯塔尔提出可以在真空泡内使用碳丝。英国的斯旺按照这种思路,用一条条碳化纸作灯丝,企图使电流通过它来发光,但是,因当时抽真空的技术还很差,灯泡中的残余空气,使得灯丝很快烧断。因此,这种灯的寿命相当短,仅有一两个小时,不具有实用价值。1878年,真空泵的出现,使斯旺有条件再度开展对白炽灯的研究。1879年1月,他发明的白炽灯当众试验成功,并获得好评。

  1879年,爱迪生也开始投入对电灯的研究,他认为 ,延长白炽灯寿命的关键是提高灯泡的真空度和采用耗电少,发光强、且价格便宜耐热材料作灯丝,爱迪生先后试用了1600多种耐热材料,结果都不理想,1879年10月21日,他采用碳化棉线作灯丝,把它放入玻璃球内,再启动气机将球内抽成真空。结果,碳化棉灯丝发出的光明亮而稳定,足足亮了10多个小时(45个小时)。就这样,碳化棉丝白炽灯诞生了,爱迪生为此获得了专利。

  成功并未使爱迪生停步,他在继续寻找比碳化棉更坚固耐用的耐热材料。1880年,爱迪生又研制出碳化竹丝灯,使灯丝寿命大大提高,同年十月,爱迪生在新泽西州自行设厂,开始进行批量生产,这是世界最早的商品化白炽灯,英国的斯旺也于1881年在新堡郊外本威尔设厂。

  白炽灯的发明,美国通常归功于爱迪生,英国则归功于斯旺。在英国,电灯发明百周年纪念于1978年10月举行,而美国则于一年后的11月举行。

  两位发明家的竞争十分激烈,专利纠纷几乎不可避免,后来,两人达成协议,合资组建了爱迪生──斯旺电灯公司,在英国生产白炽灯。

  现代的钨丝白炽灯到1908年才由美国发明家库利奇试制成功。发光体是用金属钨拉制的灯丝,这种材料最可贵的特点是其熔点很高,即在高温下仍能保持固态。事实上,一只点亮的白炽灯的灯丝温度高达3000℃。正是由于炽热的灯丝产生了光辐射,才使电灯发出了明亮的光芒。因为在高温下一些钨原子会蒸发成气体,并在灯泡的玻璃表面上沉积,使灯泡变黑,所以白炽灯都被造成“大腹便便”的外型,这是为了使沉积下来的钨原子能在一个比较大的表面上弥散开。否则的话,灯泡在很短的时间内就会被熏黑了。由于灯丝在不断地被升华,所以会逐渐变细,直至最后断开,这时一只灯泡的寿命也就结束了。

  在所有用电的照明灯具中,白炽灯的效率是最低的。它所消耗的电能只有约2%可转化为光能,而其余部分都以热能的形式散失了。至于照明时间,这种电灯的使用寿命通常不会超过1000小时。在这一点上,卤素灯就比一般的白炽灯要长很多。卤素灯的外形一般都是一个细小的石英玻璃管,和白炽灯相比,其特殊性就在于钨丝可以“自我再生”。实际上,在这种灯的灯丝和玻璃外壳中充有一些卤族元素,如碘和溴。当灯丝发热时,钨原子被蒸发向玻璃管壁方向移动。在它们接近玻璃管时,钨蒸气被“冷却”到大约800℃并和卤素原子结合在一起,形成卤化钨(碘化钨、溴化钨)。卤化钨向玻璃管中央移动,又落到被腐蚀的灯丝上。因为卤化钨很不稳定,遇热后就会分解成卤素蒸气和钨,这样钨又在灯丝上沉积下来,弥补了被蒸发的部分。如此循环,灯丝的使用寿命就会延长很多。所以,卤素灯的灯丝就可以做的相对较小,灯体也很小巧。卤素灯一般用在需要光线集中照射的地方,比如用于写字台或居室局部的照明。

  白炽灯的优点

  光源小、便宜。

  具有种类极多的灯罩形式,并配有轻便灯架、顶棚和墙上的安装用具和隐蔽装置。

  通用性大,彩色品种多。

  具有定向、散射、漫射等多种形式。[1]

  能用于加强物体立体感。

  白炽灯的色光最接近于太阳光色,显色性好,光谱均匀而不突兀。

  白炽灯(包含卤素灯)的光谱是连续而且平均的,拥有极佳演色性的优点;而荧光灯、LED是离散光谱,演色性低,低演色性光源不但会让人觉得颜色不好看、对于健康及视力也有害。传统灯泡还有可调光、耐点灭及无汞的优点。

  补充

  白炽灯有一个其他大部分类型发光产品不具备的优点,即适合频繁启动的场合。

  白炽灯效能对比

  紧凑型荧光灯售价约是白炽灯泡的10倍,但寿命是后者的6倍,而且同等亮度的产品,荧光灯耗电量不足白炽灯泡的四分之一。

  随着新产品的不断出现,新型光源也不断诞生,譬如LED发光二极管,是一种半导体固体发光器件,被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上;电光功率转换可超过10%,相同照明效果比传统光源节能80%以上。

  大部分白炽灯会把消耗能量中的98%转化成无用的热能,只有约2%的能量会成为光。相比之下,荧光灯(Fluorescent lamp,亦称光管)的效率高很多,接近10%。故此很多地方,特别是夏天需要空气调节的商场、大楼都会使用萤光灯照明以节省电力。小型的萤光灯(节能灯泡)把萤光灯及启动电子结合,使用标准电灯泡的接口,用以替代普通白炽灯泡。例如一个26瓦的节能灯泡,发出的亮度为11瓦,热量为15瓦。发出相同亮度11瓦的白炽灯泡耗电多四倍,达100瓦;放出热量多六倍,达90瓦。

  很多家居内的电灯仍然是以普通白炽灯为主。卤素灯泡亦变得较为流行,特别是光源需要集中的情况,例如家居的射灯,汽车车头灯,经常会使用卤素灯泡。良好的卤素灯泡可以达到3.5%的效率。例如一个60瓦的卤素灯泡,亮度可等同一个100瓦的普通灯泡。但是卤素灯泡体积细小,运作时温度非常高。在家居应用时需要特别防护,防止引起火灾。

  至于而户外的街灯照明,以钠灯(Sodium vapor lamp)最为常见。低压钠灯发出的是单调的橙色光线,但是它的效率却相对较高。高压钠灯色效率稍低,但颜色较为丰富。

  2000年代起,则以发光二极管(LED)及高强度气体放电灯(High Intensity Discharge,HID)照明开始发展流行。前者的优点是非常长寿,现已陆续地用于交通灯、手电筒、汽车上之刹车灯及指挥灯之上。后者其实是多种技术的统称(钠灯亦属于HID)。很多最新汽车使用的氙气车头灯(Xenon HID)、放映机使用的金属卤化物灯(Metal Halide),都是属于HID。
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