19世紀(jì)后半葉,人們開始試制用電流加熱真空中燈絲的白熾電
燈泡。1879年,美國的T。A。愛迪生制成了白熾燈碳化纖維(即碳絲)白熾燈,率先將電
光源送入家庭。1907年,A。賈斯脫發(fā)明拉制鎢絲,制成鎢絲白熾燈。隨后不久,美國的I。朗繆爾發(fā)明螺旋鎢絲,并在玻殼內(nèi)充入惰性氣體氮,以抑制鎢絲的蒸發(fā);1915年發(fā)展到充入氬氮混合氣。1912年,日本的三浦順一為使燈絲和氣體的接觸面盡量減小,將鎢絲從單螺旋發(fā)展成雙螺旋,發(fā)光效率有很大提高。1935年,法國的A?寺宓略跓襞輧(nèi)充入氪氣、氙氣,進(jìn)一步提高了發(fā)光效率。1959年,美國在白熾燈的基礎(chǔ)上發(fā)展了體積和光衰極小的鹵鎢燈。白熾燈的發(fā)展史是提高燈泡發(fā)光效率的歷史。白熾燈生產(chǎn)的效率也提高得很快。80年代,普通白熾燈高速生產(chǎn)線的產(chǎn)量已達(dá)8000只/小時,并已采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行質(zhì)量控制。
NSa6\.W) 6ao~f?JZ 發(fā)明史
Q,K$)bM }?\^^v h7 一般人認(rèn)為電燈的發(fā)明者是發(fā)明大王愛迪生,實(shí)際上,這方面的試驗(yàn)研究在愛迪生之前就已開始了。
{E; bT|3z i;rcgd 白熾燈在美國1845年的一份
專利檔案中,辛辛那提的斯塔爾提出可以在真空泡內(nèi)使用碳絲。英國的斯旺按照這種思路,用一條條碳化紙作燈絲,企圖使電流通過它來發(fā)光,但是,因當(dāng)時抽真空的技術(shù)還很差,燈泡中的殘余空氣,使得燈絲很快燒斷。因此,這種燈的壽命相當(dāng)短,僅有一兩個小時,不具有實(shí)用價值。1878年,真空泵的出現(xiàn),使斯旺有條件再度開展對白熾燈的研究。1879年1月,他發(fā)明的白熾燈當(dāng)眾試驗(yàn)成功,并獲得好評。
PYBE?td ^T:L6: 1879年,愛迪生也開始投入對電燈的研究,他認(rèn)為,延長白熾燈壽命的關(guān)鍵是提高燈泡的真空度和采用耗電少,發(fā)光強(qiáng)、且價格便宜耐熱
材料作燈絲,愛迪生先后試用了1600多種耐熱材料,結(jié)果都不理想,1879年10月21日同,他采用在采用碳化棉線作燈絲,把它放入
玻璃球內(nèi),再啟動氣機(jī)將球內(nèi)抽成真空。結(jié)果,碳化棉燈絲發(fā)出的光明亮而穩(wěn)定,足足亮了10多個小時。就這樣,碳化棉絲白熾燈誕生了,愛迪生為此獲得了專利。
^@3,/dH1 t +h@.P B^`~ 成功并未使愛迪生停步,他在繼續(xù)尋找比碳化棉更堅(jiān)固耐用的耐熱材料。1880年,愛迪生又研制出碳化竹絲燈,使燈絲壽命大大提高,同年10月,愛迪生在新澤西州自行設(shè)廠,開始進(jìn)行批量生產(chǎn),這是世界最早的商品化白熾燈,英國的斯旺也于1881年在新堡郊外本威爾設(shè)廠。
X n8&&w" ollsB3]] 白熾燈的發(fā)明,美國通常歸功于愛迪生,英國則歸功于斯旺。在英國,電燈發(fā)明百周年紀(jì)念于1978年10月舉行,而美國則于一年后的11月舉行。
]1FLG*sB QM![tZt%; 兩位發(fā)明家的競爭十分激烈,專利糾紛幾乎不可避免,后來,兩人達(dá)成協(xié)議,合資組建了愛迪生──斯旺愛迪生電燈公司,在英國生產(chǎn)白熾燈。
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1fvN[ 現(xiàn)代的鎢絲白熾燈到1908年才由美國發(fā)明家?guī)炖嬖囍瞥晒。發(fā)光體是用
金屬鎢拉制的燈絲,這種材料最可貴的特點(diǎn)是其熔點(diǎn)很高,即在高溫下仍能保持固態(tài)。事實(shí)上,一只點(diǎn)亮的白熾燈的燈絲溫度高達(dá)3000℃。正是由于熾熱的燈絲產(chǎn)生了光輻射,才使電燈發(fā)出了明亮的光芒。因?yàn)樵诟邷叵乱恍╂u原子會蒸發(fā)成氣體,并在燈泡的玻璃表面上沉積,使燈泡變黑,所以白熾燈都被造成“大腹便便”的外型,這是為了使沉積下來的鎢原子能在一個比較大的表面上彌散開。否則的話,燈泡在很短的時間內(nèi)就會被熏黑了。由于燈絲在不斷地被升華,所以會逐漸變細(xì),直至最后斷開,這時一只燈泡的壽命也就結(jié)束了。
m]vS"AdX Y[l<fbh(} 在所有用電的
照明燈具中,白熾燈的效率是最低的,它所消耗的電能只有很小的部分,即12%-18%可轉(zhuǎn)化為光能,而其余部分都以熱能的形式散失了。至于照明時間,這種電燈的使用壽命通常不會超過1000小時。在這一點(diǎn)上,鹵素?zé)艟捅纫话愕陌谉霟粢L很多。鹵素?zé)舻耐庑我话愣际且粋細(xì)小的石英玻璃管,和白熾燈相比,其特殊性就在于鎢絲可以“自我再生”。實(shí)際上,在這種燈的燈絲和玻璃外殼中充有一些鹵族元素,如碘和溴。當(dāng)燈絲發(fā)熱時,鎢原子被蒸發(fā)向玻璃管壁方向移動。
l\F71pwSI 35Fxzj $ 白熾燈的燈芯為鎢絲們接近玻璃管時,鎢蒸氣被“冷卻”到大約800℃并和鹵素原子結(jié)合在一起,形成鹵化鎢(碘化鎢、溴化鎢)。鹵化鎢向玻璃管中央移動,又落到被腐蝕的燈絲上。因?yàn)辂u化鎢很不穩(wěn)定,遇熱后就會分解成鹵素蒸氣和鎢,這樣鎢又在燈絲上沉積下來,彌補(bǔ)了被蒸發(fā)的部分。如此循環(huán),燈絲的使用壽命就會延長很多。所以,鹵素?zé)舻臒艚z就可以做的相對較小,燈體也很小巧。鹵素?zé)粢话阌迷谛枰?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=光線',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_3">光線集中照射的地方,比如用于寫字臺或居室局部的照明。
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