白熾燈是誰發明的 白織燈的發明歷史
白熾燈,又稱電燈泡,是一種透過通電,利用電阻把幼細絲線加熱至白熾,用來發光的燈,是大家日常生活中的必備物品。那么大家對于白熾燈了解嗎?知道是誰發明的嗎?知道當中的發明歷史嗎?
白熾燈的發明者以及發明歷史
一般人認為電燈的發明者是發明大王愛迪生,實際上,這方面的試驗研究在愛迪生之前就已開始了。
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光,但是,因當時抽真空的技術還很差,燈泡中的殘余空氣,使得燈絲很快燒斷。因此,這種燈的壽命相當短,僅有一兩個小時,不具有實用價值。1878年,真空泵的出現,使斯旺有條件再度開展對白熾燈的研究。1879年1月,他發明的白熾燈當眾試驗成功,并獲得好評。
1879年,愛迪生也開始投入對電燈的研究,他認為 ,延長白熾燈壽命的關鍵是提高燈泡的真空度和采用耗電少,發光強、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,結果都不理想,1879年10月21日,他采用碳化棉線作燈絲,把它放入玻璃球內,再啟動氣機將球內抽成真空。結果,碳化棉燈絲發出的光明亮而穩定,足足亮了10多個小時(45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。
成功并未使愛迪生停步,他在繼續尋找比碳化棉更堅固耐用的耐熱材料。1880年,愛迪生又研制出碳化竹絲燈,使燈絲壽命大大提高,同年十月,愛迪生在新澤西州自行設廠,開始進行批量生產,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廠。
白熾燈的發明,美國通常歸功于愛迪生,英國則歸功于斯旺。在英國,電燈發明百周年紀念于1978年10月舉行,而美國則于一年后的11月舉行。
兩位發明家的競爭十分激烈,專利糾紛幾乎不可避免,后來,兩人達成協議,合資組建了愛迪生──斯旺電燈公司,在英國生產白熾燈。
現代的鎢絲白熾燈到1908年才由美國發明家庫利奇試制成功。發光體是用金屬鎢拉制的燈絲,這種材料最可貴的特點是其熔點很高,即在高溫下仍能保持固態。事實上,一只點亮的白熾燈的燈絲溫度高達3000℃。正是由于熾熱的燈絲產生了光輻射,才使電燈發出了明亮的光芒。因為在高溫下一些鎢原子會蒸發成氣體,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就會被熏黑了。由于燈絲在不斷地被升華,所以會逐漸變細,直至最后斷開,這時一只燈泡的壽命也就結束了。
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約2%可轉化為光能,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。在這一點上,鹵素燈就比一般的白熾燈要長很多。鹵素燈的外形一般都是一個細小的石英玻璃管,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。當燈絲發熱時,鎢原子被蒸發向玻璃管壁方向移動。在它們接近玻璃管時,鎢蒸氣被“冷卻”到大約800℃并和鹵素原子結合在一起,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。因為鹵化鎢很不穩定,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,彌補了被蒸發的部分。如此循環,燈絲的使用壽命就會延長很多。所以,鹵素燈的燈絲就可以做的相對較小,燈體也很小巧。鹵素燈一般用在需要光線集中照射的地方,比如用于寫字臺或居室局部的照明。
白熾燈的優點
光源小、便宜。
具有種類極多的燈罩形式,并配有輕便燈架、頂棚和墻上的安裝用具和隱蔽裝置。
通用性大,彩色品種多。
具有定向、散射、漫射等多種形式。[1]
能用于加強物體立體感。
白熾燈的色光最接近于太陽光色,顯色性好,光譜均勻而不突兀。
白熾燈(包含鹵素燈)的光譜是連續而且平均的,擁有極佳演色性的優點;而熒光燈、LED是離散光譜,演色性低,低演色性光源不但會讓人覺得顏色不好看、對于健康及視力也有害。傳統燈泡還有可調光、耐點滅及無汞的優點。
補充
白熾燈有一個其他大部分類型發光產品不具備的優點,即適合頻繁啟動的場合。
白熾燈效能對比
緊湊型熒光燈售價約是白熾燈泡的10倍,但壽命是后者的6倍,而且同等亮度的產品,熒光燈耗電量不足白熾燈泡的四分之一。
隨著新產品的不斷出現,新型光源也不斷誕生,譬如LED發光二極管,是一種半導體固體發光器件,被稱為第四代照明光源或綠色光源,具有節能、環保、壽命長、體積小等特點,使用壽命可達6萬到10萬小時,比傳統光源壽命長10倍以上;電光功率轉換可超過10%,相同照明效果比傳統光源節能80%以上。
大部分白熾燈會把消耗能量中的98%轉化成無用的熱能,只有約2%的能量會成為光。相比之下,熒光燈(Fluorescent lamp,亦稱光管)的效率高很多,接近10%。故此很多地方,特別是夏天需要空氣調節的商場、大樓都會使用螢光燈照明以節省電力。小型的螢光燈(節能燈泡)把螢光燈及啟動電子結合,使用標準電燈泡的接口,用以替代普通白熾燈泡。例如一個26瓦的節能燈泡,發出的亮度為11瓦,熱量為15瓦。發出相同亮度11瓦的白熾燈泡耗電多四倍,達100瓦;放出熱量多六倍,達90瓦。
很多家居內的電燈仍然是以普通白熾燈為主。鹵素燈泡亦變得較為流行,特別是光源需要集中的情況,例如家居的射燈,汽車車頭燈,經常會使用鹵素燈泡。良好的鹵素燈泡可以達到3.5%的效率。例如一個60瓦的鹵素燈泡,亮度可等同一個100瓦的普通燈泡。但是鹵素燈泡體積細小,運作時溫度非常高。在家居應用時需要特別防護,防止引起火災。
至于而戶外的街燈照明,以鈉燈(Sodium vapor lamp)最為常見。低壓鈉燈發出的是單調的橙色光線,但是它的效率卻相對較高。高壓鈉燈色效率稍低,但顏色較為豐富。
2000年代起,則以發光二極管(LED)及高強度氣體放電燈(High Intensity Discharge,HID)照明開始發展流行。前者的優點是非常長壽,現已陸續地用于交通燈、手電筒、汽車上之剎車燈及指揮燈之上。后者其實是多種技術的統稱(鈉燈亦屬于HID)。很多最新汽車使用的氙氣車頭燈(Xenon HID)、放映機使用的金屬鹵化物燈(Metal Halide),都是屬于HID。
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