白熾燈是一種比較古老的光源,在人類光源發展過程中占有重要地位。1810年首先由美國人發明了“電弧放電”燈,因為發光不穩定并且壽命短始終未能普及。
1879年,法國發明大王愛迪生對這些燈進行了徹底整修,把發光部分由電弧改成了燈絲。為避免高溫燈絲與二氧化碳發生劇烈反應,燈泡還被抽成了真空,大大延長了它的使用壽命。
不過受當時金屬“鎢”冶煉和抽絲技術限制,愛迪生的燈絲還不可能用到鎢,而是由碳絲制成的,壽命也只達到數百小時。
但他的這一偉大發明奠定了白熾燈的基本原理和構架。因而被后人冠之以白熾燈發明人的頭銜。以至于如今羅紋燈口尺寸“E14”和“E27”中的E(前面的數字表示羅紋半徑),仍代表著愛迪生。
但真正使白熾燈成熟和定型的是德國人柯從而奇,他于1909年把碳質燈絲換成了燈絲,再度急劇延長了白熾燈的使用壽命關于白熾燈的物理原理,并仍然沿用至今。
白熾燈的發光原理是用電壓通過燈絲時形成熱量,而且把燈絲加熱到2000攝氐度的“白熾”狀態來發光的。之所以在諸多的金屬中選擇鎢來作鎢絲是基于兩點緣由:一是由于鎢的熔點高達3410℃關于白熾燈的物理原理,而鐵和銅則分別只有1535和1083℃,所以只有燈絲能挺好適應白熾燈的低溫工作環境。還有一點就是鎢的阻值率比較高,為0.055Ωm㎡/m,而銅只有0.0175。也就是說用鎢作燈絲,其厚度也可相對短一些。因為白熾燈的發光是以發熱為前提的,因而光效較低,只達到十幾流明/每瓦。
我們常見的白熾燈有15W、25W、40W、60W和100W等尺寸。有人可能會發覺,用萬用表檢測白熾燈的內阻時就會偏小,只相當于按R=U2/P公式計萛結果的5%~10%.這是由于金屬(半導體除外)的內阻率都是隨溫度的下降而上升的。我們稱之為正溫度系數。例如40W白熾燈的冷內阻只有80多Ω,照亮后就上升至1200Ω以上。
內阻上升會抑制電壓繼續下降,最終達到平衡而穩定出來。所以白熾燈使用方式最為簡單,無須仼何驅動,通電既可照亮,且不分交直流。
隨著各類高效新型光源的不斷問世,曾為人類照明作出過巨大貢獻的白熾燈雖然已走到了生命的盡頭。但我相信白熾燈賃借自己的使用方式簡單和波譜最接近太陽光兩大優點,能夠在照明領域頑強的生存一段時間。