根據(jù)白熾燈技術(shù),主要有四種燈泡形式,分別為鎢絲燈(tungsten-filament)、鹵鎢燈(tungsten
halogen)、石英鹵素?zé)?quartz halogen)及紅外線反射燈(infra-lamps,簡(jiǎn)稱IR燈)。
白熾燈的發(fā)光原理
白熾燈的發(fā)光原理
白熾燈的發(fā)光原理
白熾燈是將電能轉(zhuǎn)化為光能以提供照明的設(shè)備。其工作原理是:電首先被轉(zhuǎn)化成了熱,將燈絲加熱至極高的溫度(鎢絲,熔點(diǎn)達(dá)3000℃多),這時(shí)候組成燈絲的元素的原子核外電子會(huì)被激發(fā),從而使得其向較高能量的外層躍遷,當(dāng)電子再次向低能量的電子層躍遷時(shí),多余的能量便以光的形式放出來了。同時(shí)產(chǎn)生熱量,螺旋狀的燈絲不斷將熱量聚集,使得燈絲的溫度達(dá)2000℃以上,燈絲在處于白熾狀態(tài)時(shí),就象燒紅了的鐵能發(fā)光一樣而發(fā)出光來。燈絲的溫度越高,發(fā)出的光就越亮。故稱之為白熾燈。
白熾燈是由發(fā)光用的金屬鎢絲、與外界電源相通的電極,尾部的密封部分組成。一般將燈泡里面抽成真空或充入其它惰性氣體,利用鎢的熔點(diǎn)高的特點(diǎn),將其制造成絲狀,通入電流后,鎢絲便發(fā)光,并有一部分電能轉(zhuǎn)化為熱能。在使用白熾燈時(shí),注意不要去處接觸燈泡,,燈泡表面溫度很高,容易燙著手;第二,燈泡在工作時(shí),鎢絲在很高的溫度下變軟,如果晃動(dòng)燈泡,容易使燈泡損壞。在剛開關(guān)剛閉合時(shí)鎢絲容易燒斷。
燈絲材料
做燈絲的材料要求具有一定的電阻率、機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性和低揮發(fā)(即高熔點(diǎn))。鎢滿足以上這些基本要求,當(dāng)然這并不是說只有這一種材料,事實(shí)上還有錸,鉬,鉭,鋨以及金屬碳化物。
為何選擇鎢絲?
一是因?yàn)槠潆娮璐?,?dāng)電流通過時(shí)鎢絲時(shí),就可以消耗電流,以發(fā)熱,當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)就可以發(fā)光,當(dāng)然這個(gè)加熱過程是非??斓?。
二是因?yàn)槠鋼]發(fā)的慢,同時(shí),在燈泡里充滿著惰性氣體,可以有助于降低鎢絲的揮發(fā)。為什么選鎢絲,那時(shí)人們長(zhǎng)久以來經(jīng)驗(yàn)的結(jié)果。當(dāng)愛迪生發(fā)明電燈的時(shí)候,傳說他試驗(yàn)了包括植物纖維、動(dòng)物毛發(fā)和人的頭發(fā)在內(nèi)的一千多種(也有說兩千多種)材料,很多不適合作燈絲。主要原因是內(nèi)阻小,或者熔點(diǎn)低,或者亮度不合適等等。愛迪生選擇的并不是我們廣泛采用的鎢絲。后來人們經(jīng)過多次改進(jìn)才選擇了鎢作燈絲。
為何叫碘鎢燈?
利用電流通過鎢絲的時(shí)候產(chǎn)生幾千度的高溫并且發(fā)光,鎢絲在高溫下會(huì)揮發(fā),并在溫度較低的燈泡玻璃上凝結(jié),導(dǎo)致透明度嚴(yán)重降低,照明效率下降,鎢絲揮發(fā)嚴(yán)重時(shí)會(huì)斷裂,完全損壞。為了解決鎢絲高溫下?lián)]發(fā)的問題,現(xiàn)在普遍的做法是向燈泡內(nèi)充入碘等鹵素,碘會(huì)在高溫下和鎢原子結(jié)合,并在高溫的鎢絲上將碘化鎢還原為鎢,從而大大延長(zhǎng)了燈泡的使用壽命。這也是現(xiàn)在很多燈泡簡(jiǎn)稱碘鎢燈的原因。鹵素?zé)艄ぷ髟诟邷叵?,很多電能白白的變成了熱能,而沒有轉(zhuǎn)化為光能,因此,鹵素?zé)舭l(fā)光效率低。燈絲工作在高溫下,在車輛行駛中的顛簸十分不利,容易損毀。家里的燈泡更脆弱,碰幾下就完蛋了。鹵素?zé)艚z工作在密閉的玻璃球或者管內(nèi),外殼一旦破損,燈泡就犧牲了。
白熾燈的顯色性:白熾燈發(fā)出的光是全色光,但各種色光的成份比例是由發(fā)光物質(zhì)(鎢)以及溫度決定的。比例不平衡就導(dǎo)致了光的顏色的偏色,所以在白熾燈下物體的顏色不夠真實(shí)。(即顯色性不高)在商場(chǎng)購(gòu)衣物時(shí)很容易上當(dāng)。
白熾的壽命與功率:白熾燈的壽命跟燈絲的溫度有關(guān),因?yàn)闇囟仍礁撸瑹艚z就越容易升華(鎢直接變成鎢氣)。所以,白熾燈的功率(瓦數(shù))越大,壽命就越短。
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