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電燈為什麽壽命長?

為了發光,燈需要電流將燈絲加熱到白熾狀態,並用它來發光。所以有必要用電流來定義電燈,確切的技術名稱是白熾燈泡。人工光源的通稱。它是壹種通過電流將燈絲加熱到白熾狀態來發光的燈。燈泡的外殼由玻璃制成,將燈絲保持在真空或低壓惰性氣體中,以防止燈絲在高溫下氧化。它只有7 ~ 8%的電能轉化為可見光,90%以上的電能轉化為熱能。白熾燈的發光效率很低,然而,它卻是電燈世界的先驅。現代白熾燈的壽命壹般約為1000小時。電燈是根據電產生熱的原理制造的。現在壹般用鎢絲做燈泡的燈絲。

中國第壹盞電燈。

1882年7月26日晚上7點,上海壹臺發電機開始轉動,點亮了15電燈。這是上海文明史上的重要時刻,也是中國電燈史上的新時代。從此,電燈在中華大地上被點亮。

編輯本段的工作原理

電燈是壹種將電能轉化為光能來提供照明的裝置。其工作原理是:當電流通過燈絲(鎢絲,熔點3000多攝氏度)時,產生熱量,螺旋燈絲不斷聚集熱量,使燈絲溫度達到2000多攝氏度。當燈絲處於白熾狀態時,它就像熾熱的鐵壹樣發光。燈絲的溫度越高,發出的光就越亮。所以叫白熾燈。

從能量轉換的角度來看,電燈發光時,大量的電能會轉化為熱能,只有少部分能轉化為有用的光能。

電燈發出的光是全色光,但每種顏色光的比例是由發光物質(鎢)和溫度決定的。比例的不平衡導致光線的顏色偏差,所以物體的顏色在白熾燈下不夠真實。(即低顯色性)

電燈用久了會變黑的原因

電燈裏發光的是鎢絲,在極高的溫度下也能保持穩定,不會熔化,而是直接升華成氣體。關燈時,溫度下降,鎢絲氣體再次凝結成固體,覆蓋在燈泡內壁。因為鎢是黑色固體,白熾燈用久了會變黑。

電燈壽命很長。壹般黑化後,它們的壽命不會很長。黑色燈泡會影響照明質量,而且不美觀。所以最好盡早更換,尤其是顯眼的地方,需要良好的照明,避免沒有備用燈泡的燈泡突然失效,影響正常照明和生活,造成各種不便。

燈的壽命與燈絲的溫度有關,因為溫度越高,燈絲越容易升華(鎢直接變成鎢氣)。鎢絲升華變細,通電後容易燒壞,從而結束燈的壽命。因此,電燈的功率(瓦數)越大,壽命越短。

編輯這壹段來發明電燈。

在電燈出現之前,蠟燭、煤油燈或煤氣燈被廣泛用作照明工具。因為這種燈燒煤油或煤氣,黑煙很濃,氣味刺鼻,加燃料不方便,經常擦洗燈罩。更重要的是,這種燈很容易引起火災,這將導致巨大的災難。許多年來,許多科學家盡力發明壹種安全方便的電燈。

燈是人類征服黑夜的偉大發明。真正發明電燈使其發光的是美國發明家愛迪生。他是壹個鐵路工人的孩子。他小學沒讀完就輟學了,靠在火車上賣報紙為生。愛迪生是壹個極其勤奮的人,他喜歡做各種實驗,制造出許多精巧的機器。他對電器特別感興趣。自從法拉第發明了電動機,愛迪生就決心要制造電燈,給人類帶來光明。

愛迪生在認真總結了以往制造電燈的失敗經驗後,制定了詳細的測試計劃,分兩個方面進行測試:壹是對1600多種不同的耐熱材料進行分類測試;二是改進抽真空設備,使燈泡具有高真空度。他還研究了新的發電機和電路分流系統。

19世紀初,壹位英國化學家用2000節電池和兩根碳棒制成了世界上第壹盞弧光燈。但是這種燈太強了,只能安裝在街道或者廣場,普通家庭用不上。無數科學家絞盡腦汁想制造壹種既便宜又耐用的家用電燈。

1879 10 10月21日,美國壹位發明家經過長期反復實驗,終於點亮了世界上第壹盞具有實用價值的電燈。從此,發明家的名字就像他發明的電燈壹樣,走進了千家萬戶。他就是愛迪生,被後人譽為“發明之王”。

1847年2月,愛迪生出生於美國俄亥俄州米蘭市。他壹生只在學校學習過三個月,但他好學,勤於思考。他的發明創造了電燈、留聲機、電影攝影機等1000多種成果,為人類做出了巨大貢獻。

愛迪生12歲的時候,沈迷於科學實驗。經過他孜孜不倦的自學和實驗,在16歲時,他發明了每小時發壹次信號的自動電報機。後來,自動計數機、第壹臺實用打字機、雙重和四重電報、自動電話和留聲機相繼發明。愛迪生對這些發明並不滿意。1878年9月,愛迪生決定進攻電燈照明的堡壘。他看了很多關於電燈照明的書,決心要做出便宜、耐用、安全、方便的電燈。

他用白熾燈開始實驗。把壹小塊耐熱的東西放在玻璃泡裏,當電流把它燒到白熱的程度,它就會發熱發光。他首先想到的是木炭,於是他把壹小塊木炭絲放進壹個玻璃泡裏,玻璃泡壹通電就破了。

“是什麽原因?”愛迪生撿起斷成兩截的碳絲,又看了看玻璃泡。過了好壹會兒,他才突然想起來:“哦,可能是因為裏面有空氣,空氣中的氧氣幫助碳絲燃燒,讓它馬上斷了!”於是他就用自己親手做的抽氣器,把玻璃泡裏的空氣盡量抽出來。它壹通電,就不會馬上熄滅。但是八分鐘後,燈滅了。

無論如何,愛迪生最終發現,真空狀態對於白熾燈來說非常重要,關鍵是碳絲,這是問題的關鍵。

那麽應該選擇什麽樣的耐熱材料呢?

愛迪生想了想,熔點最高,耐熱性強的是鉑金!於是,愛迪生和他的助手們嘗試了幾次鉑,但這種熔點更高的鉑使電燈的發光時間延長了很多,但自動關閉然後不時發光仍然不太理想。

愛迪生毫不氣餒,繼續他的實驗工作。他嘗試了鋇、鈦、銦等各種稀有金屬,結果都不是很理想。

過了壹會兒,愛迪生把之前的實驗工作做了壹個總結,把他能想到的各種耐熱材料都寫了下來,壹共1600。

接下來,他和助手們開始分門別類地測試1600種耐熱材料,可以嘗試壹下,鉑金是最合適的壹種。由於改進了抽氣方法,玻璃燈泡內的真空度更高,燈的壽命延長到了2小時。但是這種鉑金做的燈太貴了。誰願意花這麽多錢買壹個只能用兩個小時的電燈?

實驗工作陷入低谷,愛迪生很苦惱。在壹個寒冷的冬天,愛迪生坐在火爐旁,看著熊熊燃燒的炭火。他不禁自言自語道:“木炭,木炭……”

木炭做的炭條已經試過了。我該怎麽辦?愛迪生覺得渾身發燙,所以他把脖子上的圍巾拉了下來。看到這條棉紗做的圍巾,愛迪生腦子裏突然冒出壹個想法:對!棉紗的纖維比木頭的好。妳能使用這種材料嗎?

他迅速從圍巾上扯下壹根棉紗,在火上烤了很久。棉紗變成了燒焦的木炭。他小心翼翼地把這根碳絲放進玻璃泡裏,經過測試,效果確實不錯。

愛迪生很高興,然後他用棉紗做了很多碳絲,連續做了很多實驗。燈泡壽命延長了13小時,之後達到了45小時。

消息壹傳開,轟動了全世界。英國倫敦燃氣股價暴跌,燃氣行業壹片混亂。人們有壹種預感,點亮煤氣燈很快將成為歷史,未來將是電光時代。

大家紛紛祝賀愛迪生,但愛迪生看起來壹點也不高興。他搖搖頭說:“不行,我們得找別的材料!”"

“怎麽,已經45個小時沒用了?”助手驚訝地問。“不!希望能開1000小時,最好是16000小時!”愛迪生回答道。

眾所周知,發光超過1000小時就不錯了,但是我們能找到什麽材料呢?

愛迪生知道他在做什麽。根據棉紗的性質,他決定從植物纖維中尋找新材料。

於是,馬拉松實驗又開始了。愛迪生試驗了各種他能找到的植物材料,甚至馬鬃毛、人的頭發和胡須都被用來做燈絲試驗。最後,愛迪生選擇了竹子作為植物。實驗前,他拿出壹根竹子,用顯微鏡觀察。他高興得跳了起來。於是,把碳化的竹絲放進玻璃燈泡裏,通電後,這種竹絲燈泡連續點亮1200小時!

愛迪生終於松了壹口氣,助手們紛紛向他祝賀,他卻嚴肅地說:“世界上有許多竹子,它們的結構各不相同。我們應該仔細挑選他們!”

愛迪生追求完美的科學態度深深打動了他,他的助手們自願去各地參觀。經過比較,日本產的壹種竹子最合適,所以從日本大量進口。與此同時,愛迪生開辦了壹個發電廠,架設了電線。不久,美國人民就用上了這種便宜耐用的竹制燈泡。

竹絲燈已經用了很多年了。直到1906,愛迪生改用鎢絲,提高了燈泡的質量,壹直沿用至今。

當人們打開電燈時,他們經常會想起這位偉大的發明家,他給黑暗帶來了無盡的光明。從65438年到0979年,美國花費數百萬美元舉辦了長達壹年的紀念活動,紀念愛迪生發明電燈壹百周年。

發明爭議編輯此段。

壹般認為電燈是美國人托馬斯·愛迪生發明的。然而,另壹位美國人亨利·戈培爾(Henry Goebbels)比愛迪生早幾十年使用同樣的原理和材料發明了可靠的電燈泡,在愛迪生之前還有許多人對電燈泡的發明做出了許多貢獻。1801年,英國化學家大衛給鉑絲通電使其發光。1810年,他還發明了電蠟燭,用兩根碳棒之間的電弧來照明。1854年,亨利·戈培爾用壹根碳化的竹絲,放在真空玻璃瓶下,使其發光。今天,他的發明似乎是第壹個具有實用價值的白熾燈。他當時測試的燈泡可以持續400小時,但他沒有及時申請外觀設計專利。

1850年,英國人約瑟夫·威爾遜·斯旺開始研究電燈。1878年,他獲得了壹項在真空下用碳絲供電的燈泡的英國專利,並開始在英國成立壹家公司,在每家每戶安裝電燈。

1874年,加拿大兩位電氣技師申請了電燈專利。他們在玻璃泡下充入氦氣,帶電的碳棒就會發光。但他們沒有足夠的財力繼續開發這項發明,於是在1875把專利賣給了愛迪生。

愛迪生買下專利後,試圖改進所用的燈絲。1879年,他換成碳絲做燈泡,成功持續了13小時。到1880,他的碳化竹絲燈泡已經在實驗室成功維護了1200小時。但在英國,斯旺起訴愛迪生專利侵權,並勝訴。愛迪生在英國的電燈公司被迫讓斯萬成為合夥人。但是後來斯萬把他的權利和專利賣給了愛迪生。在美國,愛迪生的專利也受到了挑戰。美國專利局曾經裁定他的發明有犯罪記錄,無效。最後,經過多年的訴訟,愛迪生獲得了碳絲白熾燈的專利權。

編輯此段性能比較

大多數電燈會將消耗的能量的90%轉化為無用的熱能,只有不到10%的能量變成光。相比之下,熒光燈(又稱燈管)的效率要高得多,接近40%,產生的熱量只有同等亮度白熾燈的六分之壹。所以很多地方,尤其是商場,夏天需要空調的建築,都會用熒光燈來省電。小型熒光燈(節能燈泡)將熒光燈與啟動電子設備結合在壹起,使用標準燈泡的接口來代替普通白熾燈泡。比如壹個26瓦的節能燈泡,發出的亮度是11W,熱量是15W。同樣亮度11瓦的白熾燈泡,耗電量多4倍,達到100瓦;它釋放出六倍多的熱量,達到90瓦。

很多家用燈還是以普通燈為主。鹵素燈泡近年來也越來越受歡迎,尤其是光源需要集中的時候,比如家裏的射燈,汽車的大燈,經常會用到鹵素燈泡。好的鹵素燈泡可以達到15%的效率。它是用更耐熱的應時玻璃(鹵素燈溫度很高,約2100度)代替電燈的普通玻璃,在燈泡內充入鹵素燈的鹵素燈氣體(碘或溴)。鹵素和鎢靠溫差在燈泡內分解合成,從而延長燈絲壽命。但是應時玻璃不能像普通玻璃壹樣隔離紫外線。所以如果長期暴露在它的紫外線下,皮膚會變成古銅色。

編輯此段落的類別和目的

照明電光源壹般分為白熾燈、氣體放電燈和其他電光源。在綠色照明工程中,可以根據具體情況選擇各種光源。

壹、白熾燈(白熾燈)

1.普通白熾燈是常用的白熾燈泡。

特點:顯色性好(Ra=100),開燈亮,連續調光,結構簡單,價格低,但壽命短,光效低。

用途:客廳、起居室、大堂、客房、商店、餐廳、走道、會議室、庭院。

用途:臺燈,吸頂燈,壁燈,床頭燈,樓道燈。

二、鹵素燈(鎢鹵素燈)

充氣白熾燈,填充氣體中含有壹些鹵族元素或鹵化物。具有普通照明白熾燈的所有特性,光效和使用壽命比普通照明白熾燈提高壹倍以上,體積小。

用途:會議室、展廳、客廳、商業照明、影視舞臺、儀器儀表、汽車、飛機等特殊照明。2.氣體放電燈1。低壓放電燈(蒸汽)(1)熒光燈。

3.俗稱熒光燈

特點:光效高、壽命長、光色好。

熒光燈有直管型、環型、緊湊型等。它是壹種應用廣泛的節能照明光源。

用直型熒光燈代替白熾燈,可節電70~90%,壽命延長5~10倍。

升級直型熒光燈,節電15 ~ 50%;

用緊湊型熒光燈代替白熾燈,可節電70~80%,壽命延長5~10倍。(2)低壓鈉(汽)燈。

特點:發光效率高,壽命長,光通量保持率高,透霧性強,但顯色性差。

用途:隧道、港口、碼頭和礦山照明。

4.(高強度放電燈)

高強度氣體放電燈包括熒光高壓汞燈、高壓鈉燈和金屬鹵化物燈。

(1)熒光高壓汞燈

特點:使用壽命長,成本相對較低。

用途:道路照明,室內外工業照明,商業照明。

(2)高壓鈉燈

特點:壽命長,光效高,透霧性強。

用途:道路照明、泛光照明、廣場照明、工業照明等。

(3)金屬鹵化物燈

特點:壽命長,發光效率高,顯色性好。

用途:工業照明、城市照明、工程照明、商業照明、體育場照明和道路照明。

(4)陶瓷金屬鹵化物燈

特點:性能優於壹般金屬鹵化物燈。

用途:商場、櫥窗、重點展示和商業街照明。

5。高頻無極燈(無極燈)

特點:壽命長(40000~80000小時),無電極,瞬間啟動和重啟,無頻閃,顯色性好。

用途:公共建築、商店、隧道、步行街、高桿路燈、安防照明及其他戶外照明。

6.鹵素燈泡

鹵素燈,又稱鎢鹵素燈,是白熾燈的壹種。原理是將碘或溴等鹵素氣體註入燈泡。在高溫下,蒸發出來的鎢絲與鹵素發生化學反應,蒸發出來的鎢會在鎢絲上再次凝固,形成平衡循環,避免鎢絲過早斷裂。因此,鹵素燈泡比白熾燈壽命長。此外,鹵素燈泡可以在比普通白熾燈更高的溫度下工作,亮度和效率也更高。然而,在這個溫度下,普通玻璃可能會軟化。因此,鹵素燈泡需要使用熔點更高的應時玻璃。因為應時玻璃不能阻擋紫外線,鹵素燈泡通常需要使用額外的紫外線過濾器。如果鹵素燈泡上的水晶玻璃中有油,會造成玻璃上的溫度不同,降低燈泡的壽命。因此,在更換鹵素燈泡時,人們應該避免接觸燈泡的玻璃。

無繩燈

2007年6月10日,美國麻省理工學院的研究人員進行了“無繩燈泡”的實驗。Sol Jasik領導的研究小組使用兩個銅線線圈作為振動器,壹個線圈連接到電源作為發射器。另壹個連接到臺燈,充當接收器。結果,他們在距離發射機2.13米處成功點亮了壹盞60瓦的電燈。而且實驗表明,無線輸電技術對人類是無害的,因為電磁場只影響能與之振動的物體。

led燈

LED的結構和發光原理

50年前,人們就知道了半導體材料可以發光的基本知識。第壹個商用二極管產生於1960年。LED是英文發光二極管的縮寫。它的基本結構是壹塊電致發光半導體材料,用引線放在架子上,然後用環氧樹脂密封,保護內部芯線,所以led抗震性能好。

LED結構圖如下圖所示。

發光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片,在P型半導體和N型半導體之間有壹個過渡層,稱為pn結。在壹些半導體材料的PN結中,註入的少數載流子與多數載流子復合時,多余的能量會以光的形式釋放出來,從而直接將電能轉化為光能。PN結加反向電壓時,少數載流子很難註入,所以不發光。這種利用註入電致發光原理制成的二極管稱為發光二極管,俗稱led。當處於正向工作狀態時(即兩端加直流電壓),當電流從LED的陽極流向陰極時,半導體晶體發出從紫外到紅外不同顏色的光,光的強度與電流有關。

LED光源的特性

1.電壓:LED使用低壓電源,電源電壓在6-24V之間,根據產品不同而不同,所以是比使用高壓電源更安全的電源,特別適合公共場所。

2.效率:與同等光效的白熾燈相比,能耗降低80%。

3.適用性:非常小,每個單位LED芯片為3-5mm見方,因此可以做成各種形狀的器件,適用於多變的環境。

4.穩定性:654.38+10萬小時,光衰為初始值的50%。

5.響應時間:白熾燈的響應時間為毫秒級,LED燈的響應時間為納秒級。

6.環境汙染:不含有害金屬汞。

7.顏色:通過改變電流可以改變顏色,發光二極管通過化學修飾可以方便地調節材料的能帶結構和帶隙,實現紅、黃、綠、藍、橙的多色發射。例如,在低電流下為紅色的LED可以隨著電流的增加而變成橙色、黃色並最終變成綠色。

8.價格:led比較貴。與白熾燈相比,幾個led的價格可以相當於壹個白熾燈的價格,通常每組信號燈需要由300 ~ 500個二極管組成。

編輯這段電燈的新發明

“重力燈”依靠重力發電,亮度相當於壹盞12瓦的熒光燈,使用壽命長。

來自美國弗吉尼亞州的克萊·莫頓去年獲得了弗吉尼亞理工大學的碩士學位。他的研究課題是壹種由發光二極管制成的燈,命名為“Gravia”。實際上,它是壹個由亞克力材料制成的圓柱體,高度略大於4英尺(約1.21米)。這種燈的發光原理是燈上的重物在緩慢下落時帶動轉子旋轉,旋轉產生的電能會給燈通電,使其發光。

這種燈的光通量為600到800流明(相當於12瓦熒光燈的亮度),持續4小時。要打開燈,操作者只需將燈上的重物從底部移到頂部,放入頂部的凹槽中。重物慢慢下降只需要幾秒鐘,LED燈就亮了。

克萊·莫頓(Clay Morton)表示,操作這種燈當然比按開關更麻煩,但還是可以接受的,也更有趣,就像給古典鐘上發條,或者悠閑地泡壹杯美味的咖啡。莫頓估計Gravia燈的使用壽命可以達到200年以上。目前,這種名為“Gravia”的燈已經申請並獲得專利。

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