白炽灯是一种比较古老的光源,在人类光源发展过程中占有重要地位。1810年首先由美国人发明了“电弧放电”灯,因为发光不稳定并且寿命短始终未能普及。
1879年,法国发明大王爱迪生对这些灯进行了彻底整修,把发光部分由电弧改成了灯絲。为避免高溫灯絲与二氧化碳发生剧烈反应,灯泡还被抽成了真空,大大延长了它的使用寿命。
不过受当时金属“钨”冶炼和抽絲技术限制,爱迪生的灯絲还不可能用到钨,而是由碳絲制成的,寿命也只达到数百小时。
但他的这一伟大发明奠定了白炽灯的基本原理和构架。因而被后人冠之以白炽灯发明人的头衔。以至于如今罗纹灯口尺寸“E14”和“E27”中的E(前面的数字表示罗纹半径),仍代表着爱迪生。
但真正使白炽灯成熟和定型的是德国人柯从而奇,他于1909年把碳质灯絲换成了灯丝,再度急剧延长了白炽灯的使用寿命关于白炽灯的物理原理,并仍然沿用至今。
白炽灯的发光原理是用电压通过灯絲时形成热量,而且把灯絲加热到2000攝氐度的“白炽”状态来发光的。之所以在诸多的金属中选择钨来作钨丝是基于两点缘由:一是由于钨的熔点高达3410℃关于白炽灯的物理原理,而铁和铜则分别只有1535和1083℃,所以只有灯丝能挺好适应白炽灯的低温工作环境。还有一点就是钨的阻值率比较高,为0.055Ωm㎡/m,而铜只有0.0175。也就是说用钨作灯絲,其厚度也可相对短一些。因为白炽灯的发光是以发热为前提的,因而光效较低,只达到十几流明/每瓦。
我们常见的白炽灯有15W、25W、40W、60W和100W等尺寸。有人可能会发觉,用万用表检测白炽灯的内阻时就会偏小,只相当于按R=U²/P公式计萛结果的5%~10%.这是由于金属(半导体除外)的内阻率都是随溫度的下降而上升的。我们称之为正溫度系数。例如40W白炽灯的冷内阻只有80多Ω,照亮后就上升至1200Ω以上。
内阻上升会抑制电压继续下降,最终达到平衡而稳定出来。所以白炽灯使用方式最为简单,无须仼何驱动,通电既可照亮,且不分交直流。
随着各类高效新型光源的不断问世,曾为人类照明作出过巨大贡献的白炽灯虽然已走到了生命的尽头。但我相信白炽灯赁借自己的使用方式简单和波谱最接近太阳光两大优点,能够在照明领域顽强的生存一段时间。