白熾燈，又稱電燈泡，是一種透過通電，利用電阻把幼細(xì)絲線(現(xiàn)代通常為鎢絲)加熱至白熾，用來發(fā)光的燈。那么你知道愛迪生發(fā)明白熾燈的故事嗎?下面是學(xué)習(xí)啦小編給您精心準(zhǔn)備的資料，歡迎閱讀!

　　愛迪生發(fā)明白熾燈的故事

　　一般人認(rèn)為電燈的發(fā)明者是發(fā)明大王愛迪生，實際上，這方面的試驗研究在愛迪生之前就已開始了。

　　在美國1845年的一份專利檔案中，辛辛那提的斯塔爾提出可以在真空泡內(nèi)使用碳絲。英國的斯旺按照這種思路，用一條條碳化紙作燈絲，企圖使電流通過它來發(fā)光，但是，因當(dāng)時抽真空的技術(shù)還很差，燈泡中的殘余空氣，使得燈絲很快燒斷。因此，這種燈的壽命相當(dāng)短，僅有一兩個小時，不具有實用價值。1878年，真空泵的出現(xiàn)，使斯旺有條件再度開展對白熾燈的研究。1879年1月，他發(fā)明的白熾燈當(dāng)眾試驗成功，并獲得好評。

　　1879年，愛迪生也開始投入對電燈的研究，他認(rèn)為 ，延長白熾燈壽命的關(guān)鍵是提高燈泡的真空度和采用耗電少，發(fā)光強(qiáng)、且價格便宜耐熱材料作燈絲，愛迪生先后試用了1600多種耐熱材料，結(jié)果都不理想，1879年10月21日，他采用碳化棉線作燈絲，把它放入玻璃球內(nèi)，再啟動氣機(jī)將球內(nèi)抽成真空。結(jié)果，碳化棉燈絲發(fā)出的光明亮而穩(wěn)定，足足亮了10多個小時(45個小時)。就這樣，碳化棉絲白熾燈誕生了，愛迪生為此獲得了專利。

　　成功并未使愛迪生停步，他在繼續(xù)尋找比碳化棉更堅固耐用的耐熱材料。1880年，愛迪生又研制出碳化竹絲燈，使燈絲壽命大大提高，同年十月，愛迪生在新澤西州自行設(shè)廠，開始進(jìn)行批量生產(chǎn)，這是世界最早的商品化白熾燈，英國的斯旺也于1881年在新堡郊外本威爾設(shè)廠。

　　白熾燈的發(fā)明，美國通常歸功于愛迪生，英國則歸功于斯旺。在英國，電燈發(fā)明百周年紀(jì)念于1978年10月舉行，而美國則于一年后的11月舉行。

　　兩位發(fā)明家的競爭十分激烈，專利糾紛幾乎不可避免，后來，兩人達(dá)成協(xié)議，合資組建了愛迪生──斯旺電燈公司，在英國生產(chǎn)白熾燈。

　　現(xiàn)代的鎢絲白熾燈到1908年才由美國發(fā)明家?guī)炖嬖囍瞥晒?。發(fā)光體是用金屬鎢拉制的燈絲，這種材料最可貴的特點是其熔點很高，即在高溫下仍能保持固態(tài)。事實上，一只點亮的白熾燈的燈絲溫度高達(dá)3000℃。正是由于熾熱的燈絲產(chǎn)生了光輻射，才使電燈發(fā)出了明亮的光芒。因為在高溫下一些鎢原子會蒸發(fā)成氣體，并在燈泡的玻璃表面上沉積，使燈泡變黑，所以白熾燈都被造成“大腹便便”的外型，這是為了使沉積下來的鎢原子能在一個比較大的表面上彌散開。否則的話，燈泡在很短的時間內(nèi)就會被熏黑了。由于燈絲在不斷地被升華，所以會逐漸變細(xì)，直至最后斷開，這時一只燈泡的壽命也就結(jié)束了。

　　在所有用電的照明燈具中，白熾燈的效率是最低的。它所消耗的電能只有約2%可轉(zhuǎn)化為光能，而其余部分都以熱能的形式散失了。至于照明時間，這種電燈的使用壽命通常不會超過1000小時。在這一點上，鹵素?zé)艟捅纫话愕陌谉霟粢L很多。鹵素?zé)舻耐庑我话愣际且粋€細(xì)小的石英玻璃管，和白熾燈相比，其特殊性就在于鎢絲可以“自我再生”。實際上，在這種燈的燈絲和玻璃外殼中充有一些鹵族元素，如碘和溴。當(dāng)燈絲發(fā)熱時，鎢原子被蒸發(fā)向玻璃管壁方向移動。在它們接近玻璃管時，鎢蒸氣被“冷卻”到大約800℃并和鹵素原子結(jié)合在一起，形成鹵化鎢(碘化鎢、溴化鎢)。鹵化鎢向玻璃管中央移動，又落到被腐蝕的燈絲上。因為鹵化鎢很不穩(wěn)定，遇熱后就會分解成鹵素蒸氣和鎢，這樣鎢又在燈絲上沉積下來，彌補(bǔ)了被蒸發(fā)的部分。如此循環(huán)，燈絲的使用壽命就會延長很多。所以，鹵素?zé)舻臒艚z就可以做的相對較小，燈體也很小巧。鹵素?zé)粢话阌迷谛枰饩€集中照射的地方，比如用于寫字臺或居室局部的照明。

　　澳大利亞政府推出了一項逐步采用節(jié)能熒光照明設(shè)備，以減少溫室氣體排放的計劃，從2010年開始將禁止使用白熾燈泡。

　　這是世界上第一個打算淘汰白熾燈泡的計劃。為了節(jié)能，為了環(huán)保。

　　擴(kuò)展：白熾燈相關(guān)信息

　　組成

　　這是一只普通的白熾燈，主要由玻殼、燈絲、導(dǎo)線、感柱、燈頭等組成。

　　玻殼做成圓球形，制作材料是耐熱玻璃，它把燈絲和空氣隔離，既能透光，又起保護(hù)作用。白熾燈工作的時候，玻殼的溫度最高可達(dá)100℃左右。

　　燈絲是用比頭發(fā)絲還細(xì)得多的鎢絲，做成螺旋形?？雌饋頍艚z很短，其實把這種極細(xì)的螺旋形的鎢絲拉成一條直線，這條直線竟有1米多長。

　　導(dǎo)線兩條導(dǎo)線表面上很簡單，實際上由內(nèi)導(dǎo)線、杜美絲和外導(dǎo)線三部分組成。內(nèi)導(dǎo)線用來導(dǎo)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(jié)合而不漏氣;外導(dǎo)線是銅絲，任務(wù)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里的空氣抽走，然后將下端燒焊密封，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(jié)在一起。

　　這里特別需要講講燈絲，因為電燈正是要靠它來發(fā)光的。

　　同炭絲一樣，白熾燈里的鎢絲也害怕空氣。如果玻殼里充滿空氣，那么通電以后，鎢絲溫度升高到2000℃以上，空氣就會對它毫不留情地發(fā)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(nèi)壁和燈內(nèi)部件上。

　　要是玻殼里殘留的空氣比較少，那么上面講的過程就會進(jìn)行得慢一些，鎢跟空氣中的氧化合生成一薄層藍(lán)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——空氣里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(tǒng)統(tǒng)清除出去。

　　有時怕抽氣機(jī)抽不干凈，還要在燈泡的感柱上涂一點紅磷。紅磷受熱會變成白磷，白磷很容易同氧氣反應(yīng)，生成固態(tài)的五氧化二磷，把氧氣“吃掉”，這樣，玻殼里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，

　　確實，鎢絲比起炭絲來，在真空里的蒸發(fā)速度要慢得多。但是，當(dāng)白熾燈點亮溫度升得很高的時候，鎢的蒸發(fā)仍然十分嚴(yán)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(fā)擴(kuò)散，然后一層又一層地沉積到玻殼的內(nèi)表面上，使玻殼慢慢黑化，越來越不透明。

　　鎢的蒸發(fā)也使鎢絲越來越細(xì)，最后燒斷。燈絲工作溫度越高鎢的蒸發(fā)越快，白熾燈的使用壽命就越短。

　　如何使燈絲減少蒸發(fā)和延長使用壽命

　　辦法只有降低溫度，降低燈絲溫度可以達(dá)到延年益壽的目的。鎢絲工作溫度高達(dá)2700℃時，燈泡點亮不到1個小時就熄滅;鎢絲工作溫度下降到1700℃，使用壽命可以延長到1000個小時以上。

　　可是，這并不是個好辦法。降低鎢絲的工作溫度，也就是降低它的白熾程度，會使白熾燈的發(fā)光效率降低，遠(yuǎn)不如溫度高時那么明亮。

　　于是，問題就這樣明明白白地擺在了人們的面前：要想白熾燈更多地發(fā)光，就得提高燈絲的工作溫度;要想減少鎢絲的蒸發(fā)以延長燈的壽命，又得降低它的體溫。這是矛盾的。

　　如何得到高的發(fā)光效率又減少鎢絲升華

　　經(jīng)過多年的研究，人們注意到，當(dāng)燈泡里充有空氣的時候，雖然燈絲很快會被氧化，但是鎢的蒸發(fā)卻變慢了。原因其實很簡單?？諝馐怯啥喾N成分組成的，使鎢氧化的只是占空氣總量1/5的氧氣;至于其余的大約占4/5的氮?dú)猓粌H沒有參與對鎢的破壞作用，相反地還干了好事——阻礙鎢分子的運(yùn)動，降低鎢的蒸發(fā)速度。

　　人們于是給鎢絲找到了一位保衛(wèi)它的好朋友——氮?dú)?。氮?dú)饩驮诳諝饫?，而且占了空氣的大多?shù)，真可謂“踏破鐵鞋無覓處，得來全不費(fèi)工夫”。

　　過去我們?yōu)榱吮ＷC白熾燈延年益壽，不得不把玻殼中的空氣抽走，抽得越干凈越好，而在為了同樣的目的，我們卻要做相反的工作，即把氣體——當(dāng)然是不會跟鎢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體充到玻殼里去。

　　氮?dú)馐莻€懶惰的家伙，好自個兒東游西逛，跟誰也不愛打交道。它在很多地方派不上用場，可在白熾燈里卻可一顯身手。

　　如果燈泡里是真空的，那么當(dāng)鎢絲接通電源，溫度升高后，鎢的分子就會“蠢蠢欲動”，大量地脫離燈絲，“如入無人之境”，到處亂跑，直到碰在玻殼壁上被吸著時為止。

　　玻殼里一旦充進(jìn)了氮?dú)?，白熾的燈絲周圍就會形成一薄層穩(wěn)定的氣體保護(hù)層，就像一道活的“籬笆”。每一個氮?dú)夥肿佣际且幻赂业膽?zhàn)士，守衛(wèi)在鎢絲的附近，對那些企圖脫離集體四處亂竄的鎢分子毫不客氣，狠狠地頂撞回去，叫它們重返工作崗位，繼續(xù)為光明服務(wù)。這樣一來，鎢絲的蒸發(fā)速度就慢得多了。結(jié)果是出現(xiàn)了充氮?dú)獾陌谉霟襞荨?/p>

　　1913年，蘭米爾首次往玻殼里充進(jìn)氮?dú)猓@是繼燈絲由炭絲改鎢絲后白熾燈的又一重要革新。直到目前為止，充氣仍然是抑制鎢絲蒸發(fā)的基本措施。

　　不過，有一點要注意，因為氧氣或水蒸汽都會在鎢絲工作時跟它起氧化反應(yīng)，所以對充氣的含氧量和含水量都有極嚴(yán)格的要求，不然的話，燈泡的壽命就會大大地縮短。

　　充氣使鎢絲的蒸發(fā)速度變慢，同樣的使用期限可以使燈絲在更高的溫度下工作，所以充氣燈泡的發(fā)光效率比真空燈泡要高。一般來說，充氣燈泡的發(fā)光效率要比真空燈泡高出1/3以上。