电灯从古至今有多少年的历史?
历史
一般认为电灯是美国人托马斯?6?1是爱迪生发明的。但如果仔细考察证据,另一个美国人亨利?6?1戈培尔(海因里希G?0?2bel)比爱迪生早几十年就用同样的原理和材料发明了可靠的电灯泡,在爱迪生之前还有很多人对电灯泡的发明做出了很多贡献。1801年,英国化学家大卫给铂丝通电使其发光。1810年,他还发明了电蜡烛,用两根碳棒之间的电弧来照明。1854亨利?6?1戈培尔用一根碳化的竹丝,放在真空玻璃瓶下,使其发光。今天,他的发明似乎是第一个具有实用价值的白炽灯。他当时测试的灯泡可以持续使用400个小时,但他并没有立即申请外观设计专利。
1850,英语约瑟夫?6?1威尔逊?6?1约瑟夫·威尔逊·斯旺开始研究电灯。1878年,他获得了一项在真空下用碳丝供电的灯泡的英国专利,并开始在英国成立一家公司,在每家每户安装电灯。
1874年,加拿大两位电气技师申请了电灯专利。他们在玻璃泡下充入氦气,带电的碳棒就会发光。但他们没有足够的财力继续开发这项发明,于是在1875把专利卖给了爱迪生。
爱迪生买下专利后,试图改进所用的灯丝。1879年,他换成碳丝做灯泡,成功持续了13小时。到1880年,他的碳化竹丝灯泡已经在实验室成功维护了1200小时。但在英国,斯旺起诉爱迪生专利侵权,并胜诉。爱迪生在英国的电灯公司被迫让斯万成为合伙人。但是后来斯万把他的权利和专利卖给了爱迪生。在美国,爱迪生的专利也受到了挑战。美国专利局曾经裁定他的发明有犯罪记录,无效。最后,经过多年的诉讼,爱迪生获得了碳丝白炽灯的专利权。
爱迪生最伟大的发现是用钨代替碳做灯丝。后来在1906年,通用电气发明了电灯用钨丝的制造方法。最后解决了廉价制造钨丝的方法,钨丝灯泡一直沿用至今。
电灯泡最大的问题是灯丝的蒸发。由于钨丝上的微小电阻差异,温度会发生变化。电阻大的地方,温度升高,钨丝蒸发快,导致钨丝变年轻,电阻进一步增大。最后钨丝烧断。后来发现用惰性气体代替真空可以减缓钨丝的蒸发。今天,大多数灯泡都充有氦气、氩气或氪气。
现代白炽灯的寿命一般约为1,000小时。
卤素灯
紫外线滤光器下的卤素灯泡
增强
紫外线滤光器下的卤素灯泡
卤素灯,又称钨卤素灯,是白炽灯的一种。原理是将碘或溴等卤素气体注入灯泡。在高温下,蒸发出来的钨丝与卤素发生化学反应,蒸发出来的钨会在钨丝上再次凝固,形成平衡循环,避免钨丝过早断裂。因此,卤素灯泡比白炽灯寿命长。此外,卤素灯泡可以在比普通白炽灯更高的温度下工作,亮度和效率也更高。然而,在这个温度下,普通玻璃可能会软化。因此,卤素灯泡需要使用熔点更高的应时玻璃。因为应时玻璃不能阻挡紫外线,卤素灯泡通常需要使用额外的紫外线过滤器。
如果卤素灯泡上的水晶玻璃中有油,会造成玻璃上的温度不同,降低灯泡的寿命。因此,在更换卤素灯泡时,人们应该避免接触灯泡的玻璃。如果手指碰到了,要用酒精清洗。
功效
大部分白炽灯会将90%的消耗能量转化为无用的热能,只有不到10%变成光。相比之下,荧光灯(又称灯管)的效率要高得多,接近40%,产生的热量只有同等亮度白炽灯的六分之一。所以很多地方,尤其是商场,夏天需要空调的建筑,都会用荧光灯来省电。小型荧光灯(节能灯泡)将荧光灯与启动电子设备结合在一起,使用标准灯泡的接口来代替普通白炽灯泡。比如一个26瓦的节能灯泡,发出的亮度是11W,热量是15W。同样亮度11瓦的白炽灯泡,耗电量多4倍,达到100瓦;它释放出六倍多的热量,达到90瓦。
很多家庭用灯还是以普通白炽灯为主。卤素灯泡近年来也越来越受欢迎,尤其是光源需要集中的时候,比如家里的射灯,汽车的大灯,经常会用到卤素灯泡。好的卤素灯泡可以达到15%的效率。比如60瓦的卤素灯泡,亮度和100瓦的普通灯泡一样。然而,卤素灯泡体积小,工作温度很高。在家里使用时,需要特别保护,以防火灾。
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