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電燈泡是誰發明的?

1854年亨利·戈培爾使用壹根炭化的竹絲,放在真空的玻璃瓶下通電發光。

托馬斯·愛迪生繼此改良出鎢絲燈泡,熾燈泡的改進從未停止,例如可以將紅外線反射回燈絲、以減少能耗;還可以利用激光處理鎢絲來節省能源。

歷史

壹般認為電燈是由美國人托馬斯·阿爾瓦·愛迪生所發明。但倘若認真的考據,另壹美國人亨利·戈培爾(Heinrich G)比愛迪生早數十年已發明了相同原理和物料,而且可靠的電燈泡,而在愛迪生之前很多其他人亦對電燈的發明作出了不少貢獻。

1801年,英國化學家戴維將鉑絲通電發光。他亦在1810年發明了電燭,利用兩根碳棒之間的電弧照明。1854年亨利·戈培爾使用壹根炭化的竹絲,放在真空的玻璃瓶下通電發光。他的發明今天看來是首個有實際效用的白熾燈。他當時試驗的燈泡已可維持400小時,但是並沒有及時申請設計專利。

1850年,英國人約瑟夫·威爾森·斯旺(Joseph Wilson Swan)開始研究電燈。1878年,他以真空下用碳絲通電的燈泡得到英國的專利,並開始在英國建立公司,在各家庭安裝電燈。

1874年,加拿大的兩名電氣技師申請了壹項電燈專利。他們在玻璃泡之下充入氮氣,以通電的碳桿發光。但是他們無足夠財力繼續發展這發明,於是在1875年把專利賣給愛迪生。

愛迪生購下專利後,嘗試改良使用的燈絲。1879年他改以碳絲造燈泡,成功維持13個小時。到了1880年,他造出的炭化竹絲燈泡曾成功在實驗室維持1200小時。但是在英國,斯旺控告愛迪生侵犯專利,並且獲得勝訴。愛迪生在英國的電燈公司被迫讓斯旺加入為合夥人。

但後來斯旺把他的權益及專利都賣了給愛迪生。在美國,愛迪生的專利亦被挑戰。美國專利局曾判決他的發明已有前科,屬於無效。最後經過多年的官司,愛迪生才取得碳絲白熾燈的專利權。

愛迪生的最大發現是使用鎢代替碳作為燈絲。之後在1906年,通用電器發明壹種制造電燈鎢絲的方法。最終廉價制造鎢絲的方法得到解決,鎢絲電燈泡被使用至今。

電燈泡的最大問題是燈絲的升華。因為鎢絲上細微的電阻差別造成溫度不壹,在電阻較大的地方,溫度升得較高,鎢絲亦升華得較快,於是造成鎢絲變細,電阻進壹步增大的循環;最終令鎢絲燒斷。後來發現以惰性氣體代替真空可以減慢鎢絲的升華。今天多數的電燈泡內都是註入氮、氬或氪氣。

功效

壹個典型的白熾燈泡消耗的功率中超過 95% 被轉化為熱量而不是可見光。其他電光源更有效。

對於給定的光量,白熾燈泡比熒光燈消耗更多的功率並發出更多的熱量。在使用空調的建築物中,白熾燈的熱量輸出會增加空調系統的負荷。雖然來自燈光的熱量會減少運行建築物供暖系統的需要,但後者通常可以以比白熾燈更低的成本產生相同數量的熱量。

與其他白熾(非鹵素)燈類型相比,白熾鹵素燈將使用更少的功率發出相同數量的光,並且隨著時間的推移更穩定的輸出,幾乎沒有變暗。

光源的發光效率是可見光與輸入到光源(例如燈)的總功率之比。可見光以流明為單位測量,流明部分由人眼對不同波長的光的不同敏感度定義(參見光度函數)。並非所有波長在刺激人眼方面都同樣有效。發光效率的單位是流明每瓦(lpw)。

根據定義,單色綠光的最大光效為 683 lm/W。具有所有可見波長的白光源具有較低的效率,約為每瓦 250 流明。

發光效率定義為發光效率與綠光的理論最大發光效率683 lpw之比。

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