白熾燈的工作原理和白熾燈發光原理是什麼
白熾燈的發展歷史源遠流長,自1879年,美國的T。A。愛迪生製成了碳化纖維(即碳絲)白熾燈以來,人們都在不斷地尋求各種燈絲的材料,以獲得最好的照明效果與低度耗電。那麼究竟白熾燈的組成是什麼?它的發光原理又是什麼?下面就讓我們為大家一一講解吧!
發光原理
組成
這是一隻普通的白熾燈,主要由玻殼、燈絲、導線、感柱、燈頭等組成。
玻殼做成圓球形,製作材料是耐熱玻璃,它把燈絲和空氣隔離,既能透光,又起保護作用。白熾燈工作的時候,玻殼的溫度最高可達100℃左右。
燈絲是用比頭髮絲還細得多的鎢絲,做成螺旋形。看起來燈絲很短,其實把這種極細的螺旋形的鎢絲拉成一條直線,這條直線竟有1米多長。
導線兩條導線表面上很簡單,實際上由內導線、杜美絲和外導線三部分組成。內導線用來導電和固定燈絲,用銅絲或鍍鎳鐵絲制做;中間一段很短的紅色金屬絲叫杜美絲,要求它同玻璃密切結合而不漏氣;外導線是銅絲,任務就是連接燈頭用以通電。
感柱一個喇叭形的玻璃零件就是感柱,它連著玻殼,起著固定金屬部件的作用。其中的排氣管用來把玻殼裡的空氣抽走,然後將下端燒焊密封,燈就不漏氣了。
燈頭是連接燈座和接通電源的金屬件,用焊泥把它同玻殼粘結在一起。
這裡特別需要講講燈絲,因為電燈正是要靠它來發光的。
同炭絲一樣,白熾燈裡的鎢絲也害怕空氣。如果玻殼裡充滿空氣,那麼通電以後,鎢絲溫度升高到2000℃以上,空氣就會對它毫不留情地發動襲擊,使它很快被燒斷,同時生成一種黃白色的三氧化鎢,附著在玻殼內壁和燈內部件上。
要是玻殼裡殘留的空氣比較少,那麼上面講的過程就會進行得慢一些,鎢跟空氣中的氧化合生成一薄層藍色的三氧化二鎢和氧化鎢的混合物。
這些都是空氣玩的把戲——空氣裡的氧氣使高溫的鎢絲氧化了。
所以鎢絲燈泡要抽成真空,把空氣統統清除出去。
有時怕抽氣機抽不乾淨,還要在燈泡的感柱上塗一點紅磷。紅磷受熱會變成白磷,白磷很容易同氧氣反應,生成固態的五氧化二磷,把氧氣“吃掉”,這樣,玻殼裡殘留的氧氣也被消除了。
但是,這樣做還沒有解決全部問題。白熾燈用久了玻殼會變黑,再過一段時間會燒斷,你知道這是為什麼?
確實,鎢絲比起炭絲來,在真空裡的蒸發速度要慢得多。但是,當白熾燈點亮溫度升得很高的時候,鎢的蒸發仍然十分嚴重。
長時間的高溫使鎢絲表面的鎢原子像水蒸汽一樣不斷地蒸發擴散,然後一層又一層地沉積到玻殼的內表面上,使玻殼慢慢黑化,越來越不透明。
鎢的蒸發也使鎢絲越來越細,最後燒斷。燈絲工作溫度越高鎢的蒸發越快,白熾燈的使用壽命就越短。
白熾燈的發光原理在前人不斷地努力下逐漸開始發展出了其他種類的新型燈具,因此白熾燈不僅是燈飾時代的偉大創作,同時還是各大燈具的先驅。