白炽灯原理及结构

根据白炽现象原理工作的电光源被称为白炽灯.也就是说,灯的工作是由于灯丝的发光引起的电流通过它,被称为白炽灯

白炽灯如何工作?

当一个物体变热时原子在物体内部变得热兴奋。如果物体不熔化,则外轨电子原子跳跃到更高的能量水平由于供应的能量。这些高能级上的电子是不稳定的,它们再次回落到低能级。当电子从高能级下降到低能级时,它们以光子的形式释放额外的能量。这些光子以电磁辐射的形式从物体表面发射出来。

该辐射将具有不同的波长。波长的一部分处于可见的波长范围内,并且有很大的波长部分是红外范围。具有红外线范围内的波长的电磁波是加热的,并且具有可见范围内的波长的电磁波是光能。

白炽灯是指通过加热物体而产生可见光。一个白炽灯工作在同样的原则。使用电力的最简单的人工光源是白炽灯。我们在这里使用电流流过细灯丝产生可见光。电流使灯丝的温度升高到一定程度,灯丝就会发光。

白炽灯的历史

人们通常认为爱迪生是白炽灯的发明者,但实际的历史并非如此。在爱迪生之前,有许多科学家工作并设计了白炽灯的原型。其中之一是英国物理学家约瑟夫·威尔逊·斯旺。据记载,他获得了白炽灯的第一个专利。后来,爱迪生和斯旺合并,以商业规模生产白炽灯。

白炽灯的构造

灯丝在两个引线上附接。一个引线连接到脚触头,并且其它终止于灯泡的金属底座上。这两种引线穿过安装在灯泡的下部中间的玻璃支架。两个也连接到玻璃支撑件的支撑丝,用于在其中间部分支撑长丝。脚接触通过绝缘材料与金属基底隔离。整个系统由彩色或斑点涂层或透明玻璃灯泡封装。玻璃灯泡可以填充有惰性气体,或者根据白炽灯的额定值保持真空。

的灯丝白炽灯用合适形状和大小的玻璃球紧密地排出空气。这种玻璃灯泡用于隔离灯丝与周围的空气,以防止灯丝氧化,并使灯丝周围的常规电流最小化,从而保持灯丝的温度高。

玻璃灯泡要么保持真空状态,要么充满惰性气体,如在低压下含少量氮气的氩气。惰性气体被用来减少灯丝在使用期间的蒸发。但由于灯泡内部惰性气体的对流流动,灯丝在运行过程中失去热量的可能性更大。

再次真空是热的绝缘绝缘,但它在操作期间加速了灯丝的蒸发。在气体填充的白炽灯的情况下,使用与15%氮气混合的85%的氩气。偶尔氪可以用于减少长丝蒸发,因为氪气的分子量相当高。

但它的成本更高。在大气压的约80%,将气体填充到灯泡中。气体填充在灯泡中,栅格超过40W。但灯泡少于40°;没有使用天气。

白炽灯的不同部分如下所示。
白炽灯

白炽灯灯

在现在,白炽灯在不同的瓦数额定值中可用,如25,40,60,75,100和200瓦等。存在不同的灯泡形状,但基本上,所有形状都是圆形的。主要有三种材料用于生产白炽灯的长丝,这些材料是碳,钽和钨。以前用于长丝材料的碳,但目前钨用于最具目的。

碳丝的熔点约为3500oC,这种灯丝的工作温度约为1800o因此蒸发的机会就少多了。因为有碳灯丝,白炽灯不会因灯丝蒸发而变暗。由于在操作过程中灯丝的蒸发,灯丝材料的分子沉积在玻璃灯泡的内壁上,灯丝灯就会变暗。

这种暗变在灯的长寿命后变得突出。碳白炽灯的效率不高,大约是每瓦4.5流明。钽被用作灯丝,但它的效率很低,大约是2流明每瓦。这是因为钽很少用作灯丝元件。

由于其高发光效率,现在使用最广泛的灯丝材料是钨。当它在2000时运行时,它可以为每瓦提供18个流明o当它在2500时,这种功效可以达到30流明每瓦o高熔点是灯丝材料的一个主要标准,因为它必须在非常高的温度下工作而不被蒸发。

虽然钨具有比碳的较差较差的较差点,但仍然钨更优选为灯丝材料。这是因为高效温度,这使得钨更加明亮。钨长丝的机械强度非常高,以承受机械振动。

白炽灯的寿命

无论是什么可能是制造技术,每种白炽灯都有一些近似的寿命。这是因为可以最小化但不能完全避免的丝状蒸发现象。

由于灯丝的蒸发,玻璃灯泡在一段时间内变暗。由于灯丝蒸发,灯丝变薄,使灯丝的发光效率降低,最后灯丝断裂。由于白炽灯是直接连接到供电线路上的,线路上的电压波动,影响灯泡的性能。

研究发现,白炽灯的发光效率与电源电压的平方成正比,同时,白炽灯的寿命与13成反比th到14.th电源电压的功率。白炽灯的主要优点是这些足够便宜,非常适合在小区域照明。但这些灯不是节能,大约90%的输入电能作为热量丢失。

市场上白炽灯泡的可用性

市场上有各种有吸引力的形状和尺寸的灯泡。PS30灯具具有梨形,T12灯泡是直径1.5英寸的管状,R40灯泡是具有直径为5英寸的反射器灯泡外壳。基于瓦数的可用性,灯泡在市场上很常见,有25,40,60,75,100,150和200W等。我们可以遵循下表以获得重要数据白炽灯
白炽灯

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