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白炽灯(炽,拼音chì),俗名钨丝灯,是一种透过通电,利用电阻把幼细丝线(现代通常为钨丝)加热至白炽,用来发光的灯。白炽灯灯泡外围由玻璃制造,把灯丝保持在真空,或低压的惰性气体(如卤素灯)之下,作用是防止灯丝在高温之下氧化。

历史

1801年,英国化学家戴维将铂丝通电发光。他亦在1810年发明了电烛,利用两根碳棒之间的电弧照明。1854年亨利·戈培尔使用一根炭化的竹丝,放在真空的玻璃瓶下通电发光。他的发明今天看来是首个有实际效用的白炽灯。他当时试验的灯泡已可维持400小时,但是并没有及时申请设计专利。

1850年,英国人约瑟夫·威尔森·斯旺开始研究电灯。1878年,他以真空下用碳丝通电的灯泡得到英国的专利,并开始在英国建立公司,在各家庭安装电灯。

1874年,加拿大的两名电气技师(Henry Woodward (inventor), Matthew Evans)申请了一项电灯专利。他们在玻璃泡之下充入氮气,以通电的碳杆发光。但是他们无足够财力继续发展这发明,于是在1875年把专利卖给爱迪生

爱迪生购下专利后,尝试改良使用的灯丝。1879年他改以碳丝造灯泡,成功维持13个小时。到了1880年,他造出的炭化竹丝灯泡曾成功在实验室维持1200小时。但是在英国,斯旺控告爱迪生侵犯专利,并且获得胜诉。爱迪生在英国的电灯公司被迫让斯旺加入为合伙人。但后来斯旺把他的权益及专利都卖了给爱迪生。在美国,爱迪生的专利亦被挑战。美国专利局曾判决他的发明已有前科,属于无效。最后经过多年的官司,爱迪生才取得碳丝白炽灯的专利权[1]

匈牙利化学家约斯特(Sándor Just)跟克罗地亚发明家哈那曼(Franjo Hanaman)发现使用钨当作灯丝能够使灯泡更亮并且寿命更长, 他们两人在1904年获得了匈牙利的专利(No. 34541), 并且匈牙利的通斯朗公司开始在许多欧洲国家销售钨丝灯泡。之后在1906年,通用电气发明一种制造电灯钨丝的方法。最终廉价制造钨丝的方法得到解决,钨丝电灯泡被使用至今。

钨丝灯的最大问题是灯丝的升华。因为钨丝上细微的电阻差别造成温度不一,在电阻较大的地方,温度升得较高,钨丝亦升华得较快,于是造成钨丝变细,电阻进一步增大的循环;最终令钨丝烧断。后来发现以惰性气体代替真空可以减慢钨丝的升华。今天多数的钨丝灯内都是注入氮、氩或氪气。

现代的白炽灯一般寿命为2,000小时左右。

构造

白炽灯外形轮廓。

  1. 低压惰性气体[2]
  1. 灯丝,钨丝。
  1. 金属线(连接至灯头尖端)
  1. 细金属线(连接至片)
  1. 支撑金属线
  1. 支撑棒
  1. 细金属线
  1. 铜片
  1. 绝缘体
  1. 灯头尖端

视频

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白炽灯结构历史介绍
你知道白炽灯灯泡是怎样做出来的吗?

参考文献

  1. 毁童年系列:灯泡居然不是爱迪生发明的……? ,搜狐网,2018-10-18
  2. 惰性气体的用途,佰佰安全网,2019-11-17