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燈泡發光原理

2022-12-28 十萬個為什麼

  燈泡是一種利用電阻將幼細線(現代通常是鎢絲)加熱到白熾燈發光的燈。那么為什么燈泡會發光呢?以下是關于燈泡發光泡發光原理。歡迎閱讀和參考。

  燈泡發光的原理

  燈泡中能發光的主要裝置是燈絲,用細鎢絲包裹。在玻璃制成的燈泡中,取出空氣,加入氮、氬等不燃氣體,然后密封。當電流從電線傳輸到燈絲時,由于燈絲的電阻很大,會產生高熱,熱到一定程度就會發光。

  電燈泡的歷史起源

  一般認為電燈是美國人湯馬士·愛迪生發明。但如果是認真的,另一個美國人亨利·戈培爾(Heinrich Göbel)比愛迪生早幾十年就發明了同樣的原理和材料,可靠的燈泡,在愛迪生之前,許多其他人也為燈的發明做出了很大的貢獻。英國化學家戴維在1801年發光了鉑絲。他還在1810年發明了電燭,用兩根碳棒之間的電弧照明。1854年亨利·戈培爾用炭化竹絲在真空玻璃瓶下通電發光。今天,他的發明似乎是第一個實用的白熾燈。當時他測試的燈泡已經持續了400小時,但沒有及時申請設計專利。

  1850年,英國約瑟夫·威爾森·斯旺(Joseph Wilson Swan)開始研究電燈。1878年,他獲得了英國真空下碳絲燈泡的專利,并開始在英國建立一家公司,庭中安裝電燈。

  1874年,加拿大的兩名電氣技術人員申請了一項電燈專利。他們在玻璃泡下充滿氮氣,用碳桿發光。但他們沒有足夠的資金繼續發展這項發明,所以他們在1875年把專利賣給了愛迪生。

  購買專利后,愛迪生嘗試改進燈絲。1879年,他改用碳絲做燈泡,成功維持了13個小時。1880年,他制作的炭化竹絲燈泡在實驗室成功維持了1200小時。但在英國,斯旺指控愛迪生侵犯專利并獲勝。愛迪生在英國的電燈公司被迫讓斯旺加入合作伙伴。但后來斯旺把他的權益和專利賣給了愛迪生。愛迪生的專利在美國也受到了挑戰。美國專利局曾裁定他的發明有前科,無效。經過多年的訴訟,愛迪生獲得了碳絲白熾燈的專利權。

  愛迪生最大的發現是用鎢代替碳作為燈絲。1906年,通用電器發明了一種制造電燈鎢絲的方法。最后,解決了制造鎢絲的廉價方法,并使用了鎢絲燈泡。

  燈泡最大的問題是燈絲的升華。由于鎢絲上的微小電阻差異導致溫度不同,在電阻較大的地方,溫度升高較高,鎢絲升華較快,導致鎢絲變薄,電阻進一步增加循環;最終燒毀鎢絲。后來發現,用惰性氣體代替真空可以減緩鎢絲的升華。今天,大多數燈泡都注入了氮、氬或氪氣。

  現代白熾燈的使用壽命一般在1000小時左右。

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