白(bai)熾(chi)燈(Incandescent Lamp,Incandescent light bulb)是(shi)將燈絲通電加熱到白(bai)熾(chi)狀態(tai),利用熱輻射發(fa)出(chu)可(ke)見光的(de)電光源(yuan)。于(yu)1879年由美(mei)國發(fa)明(ming)家托馬斯·阿爾瓦·愛迪生(sheng)發(fa)明(ming)。
制成碳化纖維(即碳絲(si))白(bai)(bai)熾(chi)燈(deng)(deng)(deng)以來,經人們對燈(deng)(deng)(deng)絲(si)材料、燈(deng)(deng)(deng)絲(si)結構、充填氣體的不斷改進,白(bai)(bai)熾(chi)燈(deng)(deng)(deng)的發光效(xiao)率也相(xiang)應(ying)提高。1959年,美國在白(bai)(bai)熾(chi)燈(deng)(deng)(deng)的基礎上發展(zhan)了體積和光衰極小的鹵鎢燈(deng)(deng)(deng)。白(bai)(bai)熾(chi)燈(deng)(deng)(deng)的發展(zhan)趨勢(shi)主(zhu)要是研制節(jie)能(neng)型燈(deng)(deng)(deng)泡(pao),不同用(yong)途和要求的白(bai)(bai)熾(chi)燈(deng)(deng)(deng),其結構和部件不盡相(xiang)同。白(bai)(bai)熾(chi)燈(deng)(deng)(deng)的光色和集(ji)光性(xing)能(neng)很好,但是因(yin)為光效(xiao)低,已逐(zhu)步退(tui)出生產和銷售環節(jie)。
白熾燈(deng)用耐熱(re)玻(bo)璃制成泡殼,內裝鎢(wu)絲(si)。泡殼內抽去空(kong)氣(qi),以免燈(deng)絲(si)氧化,或(huo)再充入惰(duo)性(xing)氣(qi)體(如氬),減少(shao)鎢(wu)絲(si)受熱(re)升(sheng)華。因燈(deng)絲(si)所耗電能僅一小部分轉為(wei)可(ke)見(jian)光,故發光效率(lv)低,一般為(wei)6.5~10流(liu)/瓦(wa)。
白熾燈(deng),主(zhu)要由(you)玻殼、燈(deng)絲、導線、感柱、燈(deng)頭等組成。
玻(bo)殼(ke)做成圓(yuan)球形,制作(zuo)材料是耐熱玻(bo)璃,它把燈(deng)絲(si)和空氣隔離,既能透光(guang),又起(qi)保護作(zuo)用。白熾燈(deng)工(gong)作(zuo)的時候(hou),玻(bo)殼(ke)的溫度(du)高可達100℃左(zuo)右。
燈絲:是用比(bi)頭(tou)發絲還細得多的鎢絲,做成螺旋形(xing)(xing)。看起來(lai)燈絲很短,其實把(ba)這種極(ji)細的螺旋形(xing)(xing)的鎢絲拉成一條(tiao)直線(xian),這條(tiao)直線(xian)竟有1米多長。
白熾燈(deng)里的鎢絲(si)害怕空(kong)氣。如果(guo)玻(bo)殼里充滿空(kong)氣,那么通電以后,鎢絲(si)溫(wen)度升高到2000℃以上,空(kong)氣就會對它(ta)(ta)毫(hao)不留(liu)情(qing)地發動(dong)襲(xi)擊,使它(ta)(ta)很快被燒(shao)斷,同時生成一(yi)種(zhong)黃(huang)白色的三氧化鎢,附著在玻(bo)殼內(nei)(nei)壁和燈(deng)內(nei)(nei)部件(jian)上。
導(dao)(dao)線(xian):兩條導(dao)(dao)線(xian)表面上很(hen)簡單,實(shi)際上由內導(dao)(dao)線(xian)、杜(du)美絲(si)和(he)外導(dao)(dao)線(xian)三部分(fen)組成。內導(dao)(dao)線(xian)用(yong)來導(dao)(dao)電和(he)固(gu)定(ding)燈絲(si),用(yong)銅絲(si)或鍍鎳鐵絲(si)制做(zuo);中(zhong)間(jian)一(yi)段很(hen)短的紅色金(jin)屬絲(si)叫杜(du)美絲(si),要求它同(tong)玻璃密切結合而(er)不漏(lou)氣;外導(dao)(dao)線(xian)是銅絲(si),任(ren)務就是連接燈頭用(yong)以通電。
感柱:一(yi)個喇叭形的(de)(de)玻璃零件(jian)就(jiu)是(shi)感柱,它連著玻殼,起(qi)著固定金(jin)屬部件(jian)的(de)(de)作(zuo)用。其中的(de)(de)排(pai)氣(qi)管用來把(ba)玻殼里的(de)(de)空(kong)氣(qi)抽走,然后將下(xia)端燒焊(han)密封,燈就(jiu)不(bu)漏(lou)氣(qi)了(le)。
燈(deng)頭是連接燈(deng)座(zuo)和接通電源(yuan)的金(jin)屬件,用焊(han)泥把它同玻殼(ke)粘結(jie)在一起。
白(bai)熾燈的(de)特(te)性(xing)(xing)主要有能量(liang)特(te)性(xing)(xing)、電壓特(te)性(xing)(xing)、工作(zuo)特(te)性(xing)(xing)、點燃(ran)與熄(xi)滅特(te)性(xing)(xing)、壽命等。
能量特性可(ke)以用(yong)發光效率來(lai)描述(shu)。白熾燈所消耗的能量 其(qi)中只有(you)一小部分轉(zhuan)換(huan)為可(ke)見輻射光, 很大一部分轉(zhuan)換(huan)為紅外線或(huo)被(bei)損(sun)失(shi)掉。白熾燈的發光效率在13%左(zuo)右。
白(bai)熾燈的燈絲溫度、電流、功率(lv)、光通量、光效和壽命(ming)均(jun)隨所加電壓的變(bian)化(hua)成指數(shu)函數(shu)變(bian)化(hua),并用特征指數(shu)描述(shu)其變(bian)化(hua)規律。圖3表示出白(bai)熾燈的電壓變(bian)化(hua)特性曲線。
通常(chang)指新(xin)白(bai)熾燈(deng)開(kai)始使用到斷絲為(wei)止(zhi)的(de)(de)時(shi)間,或指燈(deng)保持在規定的(de)(de)光通量(liang)數(shu)(shu)值(zhi)上(shang)(shang)的(de)(de)燃點時(shi)間。白(bai)熾燈(deng)的(de)(de)電(dian)(dian)源電(dian)(dian)壓變化對(dui)燈(deng)壽(shou)命(ming)的(de)(de)影(ying)響,通常(chang)功率為(wei)30 W以(yi)上(shang)(shang)的(de)(de)燈(deng),燃點750 h時(shi),光通量(liang)維持率可在85%以(yi)上(shang)(shang),在數(shu)(shu)百(bai)毫秒(miao)至數(shu)(shu)秒(miao)的(de)(de)開(kai)燈(deng)與關燈(deng)周期內的(de)(de)瞬時(shi)電(dian)(dian)流,可使燈(deng)的(de)(de)壽(shou)命(ming)縮短2%~8%。
白熾燈(deng)在點(dian)燃過程中,燈(deng)絲的變形、充填氣(qi)體的純度、燈(deng)內(nei)殘余氣(qi)體的成分(fen)、玻(bo)殼(ke)尺寸等都(dou)與(yu)燈(deng)的光通量(liang)變化有關。
因白熾(chi)燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)燈(deng)(deng)(deng)絲(si)(si)(si)為熱(re)輻射(she)體,燈(deng)(deng)(deng)絲(si)(si)(si)達到(dao)一定(ding)(ding)溫度需要有一個(ge)時間(jian)。開(kai)燈(deng)(deng)(deng)時,從對燈(deng)(deng)(deng)施(shi)加電(dian)(dian)壓到(dao)發(fa)出額(e)定(ding)(ding)光通量(liang)為止(zhi),需數(shu)百毫秒時間(jian);在關燈(deng)(deng)(deng)時,情況(kuang)相(xiang)反。燈(deng)(deng)(deng)絲(si)(si)(si)電(dian)(dian)流(liu)值愈大,熄滅所需時間(jian)愈長。在開(kai)燈(deng)(deng)(deng)的(de)(de)瞬間(jian),流(liu)過(guo)燈(deng)(deng)(deng)絲(si)(si)(si)的(de)(de)電(dian)(dian)流(liu)理論上可(ke)達到(dao)額(e)定(ding)(ding)電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)13~16倍,實際(ji)上由于回路阻(zu)抗的(de)(de)制約,瞬間(jian)電(dian)(dian)流(liu)為額(e)定(ding)(ding)電(dian)(dian)流(liu)的(de)(de)7~10倍。