现代灯具照明发展历史 (一)白炽灯,钨丝灯,卤素灯
此篇文章,是系统地介绍现代灯具的发展历史,代别。不包含上古时代开始到近代用火照明的历史。
现代灯具照明,大致有如下四代
现代灯具照明发展历史 (一)白炽灯,钨丝灯,卤素灯
现代灯具照明发展历史 (二)节能灯,荧光灯
现代灯具照明发展历史 (三)气体放电灯,金卤灯
现代灯具照明发展历史 (四)LED灯
本篇讲述第一阶段--白炽灯,钨丝灯,卤素灯
1.现代照明之父-爱迪生
与人们通常的认识恰恰相反,最初电灯的发明者不是爱迪生,爱迪生只是改进了电灯。早在1801年,英国一位名叫汉弗里·戴维的化学家就在实验室中用铂丝通电发光;1810年,他又发明了用两根通电碳棒之间发生的电弧而照明的“电烛”,这算是电灯的最早雏形。另一位英国技工约瑟夫·斯旺经过近30年的研究,于1878年12月制成了以碳丝通电发光的真空灯泡。
当年有关斯旺的电灯泡的报道给了爱迪生以很大启发。1879年10月,爱迪生终于成功制成了以碳化纤维作为灯丝的白炽灯泡,称之为“碳化棉丝白炽灯”,随后大量投产,并成立公司设立发电站和输电网等相应基础设施,很快使电灯在美国被普遍使用。期间,他不断改进技术,最终确定以钨丝作为灯丝,称之为“钨丝灯”,并定型使用至今,爱迪生也由此成为公认的电灯发明者
爱迪生
钨丝灯
2.白炽灯发光原理
早期的玻璃泡壳内部安装有金属钨(熔点达3000摄氏度)做的灯丝,内部被抽成真空或充入少量惰性气体,螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得灯丝的温度达2000摄氏度以上,灯丝在处于白炽状态时,就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。
钨丝灯结构图
3.白炽灯进化态-卤素灯
卤素灯就是在灯泡内充满卤素的钨丝白炽灯,现在常用的卤族元素有碘和溴。
原理:高温将钨加热升华,与卤族元素化合。但这种化合物不稳定,又会分解成卤族气体和钨,钨重新吸附到灯丝上,达到往复循环的动态平衡状态。
实际上,这两种灯泡的发光原理是一样的。都是钨丝在高热状态下发出光谱,但是,由于普通钨丝灯在受热升华后冷却后,中间没有介质,钨会吸附在灯泡壁,高温状态下,长久下去导致钨丝变细,灯泡发黑
卤素灯由于中间有卤素介质帮助形成化合物,冷却的钨回到钨丝上,即使是高温,也不容易流失钨元素。我们了解,钨丝受热越高,光谱激发亮度越大。这样既能保证好的亮度,又延长了使用时间。
卤素蜡烛泡
卤素G4G9光源
卤素GU10光源
最后,白炽灯具有制作简单、通用性强的特点,但相对的,它是所有用电的照明灯具中效率最低的,所消耗的电能只有约2%可以转化为光能,其余则以热能的形式消散了。
因此,白炽灯在慢慢地被淘汰。
PS:由于近年开始,复古流行的抬头,欧美众多国家又开始喜欢原始复古的爱迪生白炽灯泡造型,多用于酒吧,party,酒店等特定场所。但是其原理已经是第四代LED灯的范畴。非第一代白炽灯了。
复古爱迪生灯泡
下篇:现代灯具照明发展编年史 (二)节能灯,荧光灯
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