白炽灯发光原理!

2013年11月13日|来源:优文文库

根据白炽灯技术,主要有四种灯泡形式,分别为钨丝灯(tungsten-filament)、卤钨灯(tungsten halogen)、石英卤素灯(quartz halogen)及红外线反射灯(infra-lamps,简称IR灯)。

白炽灯发光原理! 第1张

白炽灯的发光原理

白炽灯发光原理! 第2张

白炽灯的发光原理

白炽灯的发光原理

白炽灯是将电能转化为光能以提供照明的设备。其工作原理是:电首先被转化成了热,将灯丝加热至极高的温度(钨丝,熔点达3000℃多),这时候组成灯丝的元素的原子核外电子会被激发,从而使得其向较高能量的外层跃迁,当电子再次向低能量的电子层跃迁时,多余的能量便以光的形式放出来了。同时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得灯丝的温度达2000℃以上,灯丝在处于白炽状态时,就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。灯丝的温度越高,发出的光就越亮。故称之为白炽灯。

白炽灯是由发光用的金属钨丝、与外界电源相通的电极,尾部的密封部分组成。一般将灯泡里面抽成真空或充入其它惰性气体,利用钨的熔点高的特点,将其制造成丝状,通入电流后,钨丝便发光,并有一部分电能转化为热能。在使用白炽灯时,注意不要去处接触灯泡,第一,灯泡表面温度很高,容易烫着手;第二,灯泡在工作时,钨丝在很高的温度下变软,如果晃动灯泡,容易使灯泡损坏。在刚开关刚闭合时钨丝最容易烧断。

灯丝材料

做灯丝的材料要求具有一定的电阻率、机械强度、化学稳定性和低挥发(即高熔点)。钨满足以上这些基本要求,当然这并不是说只有这一种材料,事实上还有铼,钼,钽,锇以及金属碳化物。

为何选择钨丝?

一是因为其电阻大,当电流通过时钨丝时,就可以消耗电流,以发热,当达到一定温度时就可以发光,当然这个加热过程是非常快的。

二是因为其挥发的慢,同时,在灯泡里充满着惰性气体,可以有助于降低钨丝的挥发。为什么选钨丝,那时人们长久以来经验的结果。当爱迪生发明电灯的时候,传说他试验了包括植物纤维、动物毛发和人的头发在内的一千多种(也有说两千多种)材料,很多不适合作灯丝。主要原因是内阻小,或者熔点低,或者亮度不合适等等。最后爱迪生选择的并不是今天我们广泛采用的钨丝。后来人们经过多次改进才选择了钨作灯丝。

为何叫碘钨灯?

利用电流通过钨丝的时候产生几千度的高温并且发光,钨丝在高温下会挥发,并在温度较低的灯泡玻璃上凝结,导致透明度严重降低,照明效率下降,钨丝挥发严重时会断裂,完全损坏。为了解决钨丝高温下挥发的问题,现在普遍的做法是向灯泡内充入碘等卤素,碘会在高温下和钨原子结合,并在高温的钨丝上将碘化钨还原为钨,从而大大延长了灯泡的使用寿命。这也是现在很多灯泡简称碘钨灯的原因。卤素灯工作在高温下,很多电能白白的变成了热能,而没有转化为光能,因此,卤素灯发光效率低。灯丝工作在高温下,在车辆行驶中的颠簸十分不利,容易损毁。家里的灯泡更脆弱,碰几下就完蛋了。卤素灯丝工作在密闭的玻璃球或者管内,外壳一旦破损,灯泡就牺牲了。

白炽灯的显色性:白炽灯发出的光是全色光,但各种色光的成份比例是由发光物质(钨)以及温度决定的。比例不平衡就导致了光的颜色的偏色,所以在白炽灯下物体的颜色不够真实。(即显色性不高)在商场购衣物时很容易上当。

白炽的寿命与功率:白炽灯的寿命跟灯丝的温度有关,因为温度越高,灯丝就越容易升华(钨直接变成钨气)。所以,白炽灯的功率(瓦数)越大,寿命就越短。

以上就是小编带来的

白炽灯发光原理

的介绍了。希望可以帮助到大家。预知更多相关信息,敬请关注。

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