白炽灯的发明者是谁_白炽灯是爱迪生发明的吗

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  什么是白炽灯

  白炽灯又叫做电灯泡,它的工作原理是电流通过灯丝(钨丝,熔点达3000多摄氏度)时产生热量,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。灯丝的温度越高,发出的光就越亮。故称之为白炽灯。白炽灯发光时,大量的电能将转化为热能,只有极少一部分(可能不到1%,没计算过)可以转化为有用的光能。

  白炽灯发出的光是全色光,但各种色光的成份比例是由发光物质(钨)以及温度决定的。比例不平衡就导致了光的颜色的偏色,所以在白炽灯下物体的颜色不够真实。

  白炽灯的寿命跟灯丝的温度有关,因为温度越高,灯丝就越容易升华。日光灯两端发黑过程是:钨丝的升华直接变成钨气,这些钨气体遇到温度较低的灯管壁又凝华在灯管壁上而发黑的,当钨丝升华到比较细瘦时,通电后就很容易烧断,从而结束了灯的寿命。所以白炽灯的功率越大。

  白炽灯是谁发明的?

  白炽灯是将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源。于1879年由美国发明家托马斯·阿尔瓦·爱迪生发明。托马斯·阿尔瓦·爱迪生(ThomasAlvaEdison,1847年2月11日—1931年10月18日),出生于美国俄亥俄州米兰镇,逝世于美国新泽西州西奥兰治。发明家、企业家。

  爱迪生是人类历史上第一个利用大量生产原则和电气工程研究的实验室来进行从事发明专利而对世界产生重大深远影响的人。他发明的留声机、电影摄影机、电灯对世界有极大影响。他一生的发明共有两千多项,拥有专利一千多项。

  白炽灯的发明历史

  人类使用白炽灯泡已有130多年的历史了。早在爱迪生之前,英国电技工程师斯旺(j.Swan)从19世纪40年代末即开始进行电灯的研究。经过近30年的努力,斯旺最终找到了适于做灯丝的碳丝。

  白炽灯的发明,美国通常归功于爱迪生,英国则归功于斯旺。两位发明家的竞争十分激烈,专利纠纷几乎不可避免,后来,两人达成协议,合资组建了爱迪生──斯旺电灯公司,在英国生产白炽灯。

  1845年,辛辛那提的斯塔尔提出可以在真空泡内使用碳丝。英国的斯旺按照这种思路,用一条条碳化纸作灯丝,企图使电流通过它来发光,但是,因当时抽真空的技术还很差,灯泡中的残余空气,使得灯丝很快烧断。因此,这种灯的寿命相当短,仅有一两个小时,不具有实用价值。

  1878年,真空泵的出现,使斯旺有条件再度开展对白炽灯的研究。

  1878年12月18日,斯旺试制成功了第一只白炽电泡。此后不久,他还在纽卡斯尔化学协会上展示过他的碳丝灯泡。而当他的有关白炽电灯的实验报道在美国发表之后,也曾给爱迪生以直接的帮助。1879年1月,他发明的白炽灯当众试验成功,并获得好评。

  1879年,爱迪生也开始投入对电灯的研究,他认为,延长白炽灯寿命的关键是提高灯泡的真空度和采用耗电少,发光强、且价格便宜耐热材料作灯丝,爱迪生先后试用了1600多种耐热材料,结果都不理想。

  1879年10月21日的傍晚,美国的T.A.爱迪生制成了碳化纤维(即碳丝)白炽灯,率先将电光源送入家庭。爱迪生采用碳化棉线作灯丝,把它放入玻璃球内,再启动气机将球内抽成真空。结果,碳化棉灯丝发出的光明亮而稳定,足足亮了10多个小时(45个小时)。就这样,碳化棉丝白炽灯诞生了,爱迪生为此获得了专利。

  之后爱迪生还一直致力于白炽灯的改进,为了提高灯泡的质量,延长灯泡的寿命,爱迪生想尽一切办法寻找适合制灯丝的材料。在爱迪生研制白炽灯泡灯丝材料的过程中,曾试验过棉线、木材的细条、稻草、纱纸、线、马尼拉麻绳、马鬃、钓鱼线、麻栗、硬橡皮、栓木、藤条、玉蜀黍纤维,甚至人的胡须、头发。

  1880年,爱迪生又研制出碳化竹丝灯,使灯丝寿命大大提高,同年十月,爱迪生在新泽西州自行设厂,开始进行批量生产,这是世界最早的商品化白炽灯。

  1880年,斯旺在发明白炽电灯后申请了专利。

  1880年5月初,爱迪生试验过的植物纤维材料共约6000种。在很长的一段时间里,爱迪生派遣了很多人前往世界各地寻找适合于制作灯丝的竹子。直至1908年的9年间,日本竹一直是供应碳丝的主要原料。

  1881年,白织灯正式投产。而在灯泡投产之后,他未能像爱迪生那样建立相应的发电站和输电网。这样就使得爱迪生后来居上,成了人们公认的白炽电灯的发明家。英国的斯旺也于1881年在新堡郊外本威尔设厂。

  十九世纪后半叶,人们开始试制用电流加热真空中灯丝的白炽电灯泡。

  1907年,A.贾斯脱发明拉制钨丝,制成钨丝白炽灯。

  1908年,现代的钨丝白炽灯由美国发明家库利奇试制成功。发光体是用金属钨拉制的灯丝,这种材料最可贵的特点是其熔点很高,即在高温下仍能保持固态。

  1913年,美国的I.朗缪尔发明螺旋钨丝,并在玻壳内充入氮,以抑制钨丝的挥发。这是继灯丝由炭丝改钨丝后白炽灯的又一重要革新。直到目前为止,充气仍然是抑制钨丝蒸发的基本措施。

  1912年,日本的三浦顺一为使灯丝和气体的接触面尽量减小,将钨丝从单螺旋发展成双螺旋,发光效率有很大提高。1915年发展到充入氩氮混合气。

  1935年,法国的A.克洛德在灯泡内充入氪气、氙气,进一步提高了发光效率。

  1959年,美国在白炽灯的基础上发展了体积和光衰极小的卤钨灯。白炽灯的发展史是提高灯泡发光效率的历史。白炽灯生产的效率也提高得很快。

  1978年10月,英国举行电灯发明百周年纪念,而美国则于一年后的11月举行。

  20世纪80年代,普通白炽灯高速生产线的产量已达8000只/小时,并已采用计算机进行质量控制。

  2010年,澳大利亚政府推出了一项逐步采用节能荧光照明设备,以减少温室气体排放的计划,将禁止使用白炽灯泡。

  白炽灯的发展现状与前景预测

  各国陆续禁用白炽灯

  当白炽灯接入电路中,电流流过灯丝的热效应,使白炽灯发出连续的可见光和红外线。由于工作时灯丝温度很高,大概只有10%的电能被转化成为了光能,大部分的能量以红外辐射的形式浪费掉了,电力消耗造成大量的二氧化碳等温室气体排放。同时,由于灯丝温度很高,蒸发也很快,所以寿命大大的缩短了,大约只有2200小时左右。

  为提倡减排温室气体,缓解全球变暖进程,各国陆续禁止生产、使用白炽灯。早在2007年,澳大利亚就首先出台了禁止使用白炽灯的法规,随后加拿大也宣布从2012年开始禁止销售白炽灯,欧盟也于2009年3月通过了有关淘汰白炽灯的法规。

  我国是照明产品的生产和消费大国,据测算,中国照明用电约占全社会用电量的12%左右,因此采用高效照明产品替代白炽灯,节能减排潜力巨大。2011年,国家发改委、商务部、海关总署、国家工商总局、国家质检总局近日联合印发《关于逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯的公告》(以下简称《公告》),决定按功率大小分阶段逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯,计划到2016年10月1日禁止进口和销售15瓦及以上普通照明白炽灯。如今《公告》时限将到,我国节能灯普及率仍然偏低,尤其是在农村地区,使用白炽灯的比例更大。

  节能灯省电省钱

  国家发改委能源研究所研究员姜克隽告诉笔者,在达到同样照明效果的前提下,节能灯耗电量为普通白炽灯的1/5,寿命却为其6倍,合格的节能灯使用寿命一般在6000小时以上。举个简单的例子,一只13瓦的节能灯,光效相当于60瓦的白炽灯,所以节能灯可以节省75%电量。一项由美国能源部和环保署共同设立,主要针对消费性电子产品的能源节约计划“能源之星”的报告称,如果所有的美国家庭将一只白炽灯更换成节能灯,其一年所节约的电量就够300万家庭使用,所减少的碳排放相当于80万辆汽车的排放量。

  相较于白炽灯,节能灯的价格稍高一些。因此有些人会有疑问:总的算下来节能灯真省钱吗?我们不妨来算一笔账:假设买一个100瓦的白炽灯泡,一天用8小时,一年就是292度电,按电费5角一度来算,一年电费就是146元。如果用节能灯,达到同样的亮度只需20瓦,同样如果一天用8小时,一年只需58.4度电,电费只要29.2元。每年节省下来的电费要远远高于灯的价格差,再加上节能灯寿命更长,长期来看,节能灯肯定更省钱。

  废旧节能灯成难题

  大力推广节能灯,节约资源、缓解环境压力,让不少人拍手叫好。然而,与国外“政府积极制定政策指导回收与处理,民众形成习惯并积极参与回收”的情况不同,我国对节能灯回收的工作还处于起步阶段,普通百姓对于废旧节能灯的环境危害也知之甚少。

  节能灯中含有汞,对此网络上有一些质疑声,认为节能灯可能会对身体健康有害,有网友甚至说:“摔碎节能灯产生的汞蒸气可以毒死人!”事实上,节能灯只是含有微量的汞,国家规定每只节能灯中注入的汞不超过5毫克,国家招标采购的每只节能灯汞含量不超过1毫克,而一根家用温度计的汞含量就可以达到节能灯的100~600倍。在使用过程中,一般不会危害人体健康。

  我们真正应该关注的问题是,大量破碎的节能灯随着生活垃圾被填埋或暴露在空气中,危害环境。废旧的节能灯破碎、焚烧后会产生原子态汞蒸气进入大气,然后沉降进入土壤或河流,与微生物作用成为有机汞化合物(如甲基汞),能溶解在脂肪中,容易被肠、肺、皮肤吸收,渗入血液,并累积在人体的肾、脑等器官中,导致慢性中毒。但是,节能灯的存在和使用都很分散,只要在回收过程中注意方法,就不会出现问题。日本回收节能灯的程序就很严格,以东京为例,政府要求将节能灯放入塑料垃圾袋,并在袋子上面写“有害性垃圾”,禁止与资源性垃圾混在一起。姜克隽表示,希望相关部门尽快出台相关政策,小区、超市中也可以设立废旧节能灯回收箱,还可以通过“以旧换新”或赠送小礼物的方式鼓励市民尽快养成回收意识。

  LED灯引领节能新趋势、白炽灯退出市场

  为解决电光源对环境的污染问题,科学家们一直在积极研制开发无汞灯。LED是20世纪中期发展起来的新技术,用LED灯作为替代光源成了照明行业的发展方向。LED节能灯是用高亮度白色发光二极管发光源,光效高、耗电少,可把90%的电能转化为可见光,消耗的能源仅是节能灯的25%;不含汞等可能危害健康的物质,废弃物可回收,没有污染;LED灯体积小、重量轻,可承受高强度机械冲击和震动,不易破碎,平均寿命达10万小时,使用寿命可达5~10年。降低单位使用成本的同时,也可节约大量能源,这对能源十分紧张的中国来说,无疑具有十分重要的意义。

  我国计划年从生产端开始,彻底淘汰白炽灯。现在,LED灯的价格已经近乎白炽灯,LED灯只需要四五块钱,而白炽灯也达到了三块钱,价钱的差别只需要两度电便能弥补,低价格很可能“催熟”智能照明市场。

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