002 白炽灯.doc

白炽灯白 炽 灯 泡 为 最 早 成 熟 的 人 工 电 光 源 ， 它 是 利 用 灯 丝 通 电 发 热 发 光 的 原 理 发 光 一 般而 言 ， 白 炽 灯 泡 的 发 光 效 率 较 低 ， 寿 命 也 较 短 ， 但 使 用 上 较 方 便 概 述英 文 名 :incandescent lamp白炽灯将灯丝通电加热到白 炽 状 态 （物 体 温 度 达 到 1700℃ 以 上 就 发 白 光 ， 这 种 状态 叫 白 炽 状 态 白 炽 灯 （ 这 与 日 光 灯 原 理 不 同 ） 是 利 用 电 流 的 热 效 应 制 成 的 当 电流 通 过 灯 丝 时 ， 灯 丝 热 到 白 炽 状 态 ,就 发 出 很 亮 的 光 ， 可 以 供 我 们 照 明 ） ，利用热辐射发出可见光的电 光 源 自 1879 年，美国的 T.A.爱迪生制成了碳化纤维（即碳丝）白炽灯以来，经人们对灯丝材料、灯丝结构、充填气体的不断改进，白炽灯的发光效率也相应提高1959 年，美国在白炽灯的基础上发展了体积和衰光极小的卤 钨 灯 白炽灯的发展趋势主要是研制节能型灯泡不同用途和要求的白炽灯，其结构和部件不尽相同。

白炽灯的光效虽低，但光色和集光性能好，是产量最大，应用最广泛的电光源白炽状态）简 史19 世纪后半叶，人们开始试制用电流加热真空中灯丝的白炽电灯泡1879 年，美国的T.A.爱迪生制成了碳化纤维（即碳丝）白炽灯，率先将电光源送入家庭1907 年，A. 贾斯脱发明拉制钨丝，制成钨丝白炽灯随后不久，美国的 I.朗缪尔发明螺旋钨丝，并在玻壳内充入惰性气体氮,以抑制钨丝的蒸发;1915 年发展到充入氩氮混合气1912 年，日本的三浦顺一为使灯丝和气体的接触面尽量减小,将钨丝从单螺旋发展成双螺旋,发光效率有很大提高1935 年，法国的 A.克洛德在灯泡内充入氪气、氙气，进一步提高了发光效率1959年，美国在白炽灯的基础上发展了体积和光衰极小的卤钨灯白炽灯的发展史是提高灯泡发光效率的历史　白炽灯生产的效率也提高得很快80 年代，普通白炽灯高速生产线的产量已达 8000 只/小时,并已采用计算机进行质量控制发 明 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 个 把 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 同 ， 他 采 用 在 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 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 10 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 很 小 的部 分 ， 即 12％ － 18％ 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 近 期 澳 大 利 亚 政 府 推 出 了 一 项 逐 步 采 用 节 能 荧 光 照 明 设 备 ， 以 减 少 温 室 气 体 排 放 的计 划 ， 从 2010 年 开 始 将 禁 止 使 用 白 炽 灯 泡 　 　 这 是 世 界 上 第 一 个 打 算 淘 汰 白 炽 灯 泡 的 计 划 为 了 节 能 ， 为 了 环 保 ， 白 炽 灯 泡 将 要寿 终 正 寝 了 ！ 据 介 绍 ， 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 接 近 100%， 相 同 照明 效 果 比 传 统 光 源 节 能 80%以 上 人 类 使 用 白 炽 灯 泡 已 有 128 年 的 历 史 了 提 起 白 炽 灯 泡 ， 人 们 必 然 会 联 想 起 爱 迪生 实 际 上 早 在 爱 迪 生 之 前 ， 英 国 电 技 工 程 师 斯 旺 (j.Swan)从 40 年 代 末 即 开 始 进 行电 灯 的 研 究 经 过 近 30 年 的 努 力 ， 斯 旺 最 终 找 到 了 适 于 做 灯 丝 的 碳 丝 1878 年 12月 18 日 ， 斯 旺 试 制 成 功 了 第 一 只 白 炽 电 泡 。

此 后 不 久 ， 他 还 在 纽 卡 斯 尔 化 学 协 会 上 展示 过 他 的 碳 丝 灯 泡 而 当 他 的 有 关 白 炽 电 灯 的 实 验 报 道 在 美 国 发 表 之 后 ， 也 曾 给 爱 迪 生以 直 接 的 帮 助 与 爱 迪 生 不 同 的 是 ， 斯 旺 在 发 明 白 炽 电 灯 后 ， 直 到 1880 年 才 去 申 请专 利 ； 直 到 1881 年 才 正 式 投 产 而 在 灯 泡 投 产 之 后 ， 他 未 能 像 爱 迪 生 那 样 建 立 相 应 的发 电 站 和 输 电 网 这 样 就 使 得 爱 迪 生 后 来 居 上 ， 成 了 人 们 公 认 的 白 炽 电 灯 的 发 明 家 在 爱 迪 生 研 制 白 炽 灯 泡 灯 丝 材 料 的 过 程 中 ， 曾 试 验 过 棉 线 、 木 材 的 细 条 、 稻 草 、 纱纸 、 线 、 马 尼 拉 麻 绳 、 马 鬃 、 钓 鱼 线 、 麻 栗 、 硬 橡 皮 、 栓 木 、 藤 条 、 玉 蜀 黍 纤 维 ， 甚 至人 的 胡 须 、 头 发 在 1879 年 10 月 21 日 的 傍 晚 ， 。