燈泡

燈泡的制作流程 標清燈泡是根據(jù)電流的熱效應(yīng)原理制成的。燈泡接上額定的電壓后，電流通過燈絲而被加熱到白熾狀態(tài)(2000C以上)，因而發(fā)熱發(fā)光.從而在工作時，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。

而光是能量的一種形式是由原子釋放出來的。它是由許多微小類似粒子的小團組成的，這些類似粒子的東西有能量和動量但沒有質(zhì)量。這些粒子叫做可見光子，是光的最基本單位。當電子受到激發(fā)的時候原子就會釋放出可見光子。如果你已經(jīng)知道原子是如何工作的話，那你也就知道電子是圍著原子核走來走去的負極電荷粒子。原子的電子有著不同等級的能量，主要取決幾個因素，包括它們的速度和離原子核的距離。電子不同的能量等級占有不同的軌函數(shù)和軌道。通常來說，有著大能量的電子就會離原子核更遠當原子得到或失去能量的時候，是以電子移動表示變化。當有某些東西將能量傳到原子的時候---以熱量為例子-電子可以暫時被推進到一個更高的軌道(遠離原子核)。電子只是在這一軌道位置停留極短時間:幾乎馬上就被退回到原子核，到達它的原始軌道上。這時電子就以光子的形式放出額外的能量。發(fā)光的波長取決于有多少能量被釋放出來，這也就取決于電子所在的軌道位置。因此，不同類的原子就會釋放出不同類的可見光子。換句話說就是光的顏色是由受激發(fā)的原子種類決定。

燈泡的結(jié)構(gòu)非常簡單。在它的底部有兩個金屬接觸點，是用來連接電的。金屬接觸點有兩條接觸到一個薄金屬燈絲的線。燈絲坐落在燈泡的中央，由一個玻璃支撐住的。線和燈絲都包在充滿惰性氣體的玻璃燈泡的里面，通常都是氬惰性氣體當燈泡連上電源的時候，電流就會從其 中一個接觸點流到另一個接觸點然后再流到線和燈絲。實心導(dǎo)體線電流中的大量自由電子從負極帶電區(qū)移動到正極帶電區(qū)。在振動原子的跳躍電子可能暫時被推到一個更高的能量位置。當它們落回原始正常位置時候，電子就會以光子形式釋放出額外能量。金屬原子釋放大部分的紅外線可見光子，人們的眼睛是可以看見的。但如果它們被加熱到大約4000華氏溫度的時候燈泡就會發(fā)出大量的可見光。幾乎在所有的白熾燈泡都用到鎢，因為它是最理想的燈絲材料。金屬必須要加熱到極高的溫度才會發(fā)出有用可見光。實際上大多數(shù)金屬在達到這個溫度之前都會熔化了，而鎢絲卻有著不尋常的高熔化溫度。但鎢絲在這么高的溫度時會起火，如果在條件允許下，兩種化學(xué)物之間就會產(chǎn)生反應(yīng)而引起燃燒，燈泡里的燈絲是由一個密封，無氧空間覆蓋來防止燃燒。把燈泡里的空氣都吸出來創(chuàng)造一個接近真空的狀態(tài)--就是說里面沒有任何物質(zhì)。由于幾乎沒有任何氣體特物質(zhì)在里面，所以物質(zhì)就不會燃燒。這個方法存在一個問題就是鎢原子蒸發(fā)作用。在這么高的溫度里，在一個真空燈泡里，自由鎢原子以直線射出。隨著越來越多的原子蒸發(fā)，燈絲就開始衰變并且玻璃開始變黑。這大大減少了燈泡的壽命。

在現(xiàn)代燈泡里使用了惰性氣體通常是氬氣，這大大減少了鎢的這種損失。 當一個鎢原子蒸發(fā)，它就會和一個氬原子碰撞并且由于惰性氣體通常都不和其它元素反應(yīng)，所以就沒有了燃燒反應(yīng)。便宜和容易使用，燈泡已經(jīng)證明了一個巨大成功。燈泡仍然是室內(nèi)最受歡迎的照明選擇。但它最終還是會讓位給更先進的技術(shù)，因為不夠節(jié)能。白熾燈泡所發(fā)出的大多數(shù)能量都是帶熱紅外線可見光子方式發(fā)出--產(chǎn)生的光大約只有10%是可見光譜。這浪費了很多電力。暖光源，比如熒光燈和LED燈，它們并不浪費大理能量產(chǎn)生熱并且發(fā)出大部分可見光。因此，它們會慢慢地取代燈泡。

燈泡最常見的功能是照明。伴隨社會的發(fā)展，對燈泡的利用也起著不同的變化，最初可能是為了生產(chǎn)生活提供便利，但隨著社會的進步，在燈泡的使用上也有了明顯的變化，開始有了"汽車、美化環(huán)境、裝飾"等等不同用途的功能性用燈。

燈泡主要由燈絲、玻璃殼體、燈頭等幾部分組成。燈泡中的金屬材料都是導(dǎo)體，而玻璃殼體，燈頭的塑料部分是絕緣體。

歷史 一般認為電燈是由美國人湯馬士·愛迪生所發(fā)明。但倘若認真的考據(jù)，另一美國人亨利·戈培爾（Heinrich Göbel）比愛迪生早數(shù)十年已發(fā)明了相同原理和物料，而且可靠的電燈泡，而在愛迪生之前很多其他人亦對電燈的發(fā)明作出了不少貢獻。

1801年，英國化學(xué)家戴維將鉑絲通電發(fā)光。他亦在1810年發(fā)明了電燭，利用兩根碳棒之間的電弧照明。1854年亨利·戈培爾使用一根炭化的竹絲，放在真空的玻璃瓶下通電發(fā)光。他的發(fā)明今天看來是首個有實際效用的白熾燈。他當時試驗的燈泡已可維持400小時，但是并沒有即時申請設(shè)計專利。 1850年，英國人約瑟夫·威爾森·斯旺（Joseph Wilson Swan）開始研究電燈。1878年，他以真空下用碳絲通電的燈泡得到英國的專利，并開始在英國建立公司，在各家庭安裝電燈。?

1874年，加拿大的兩名電氣技師申請了一項電燈專利。他們在玻璃泡之下充入氮氣，以通電的碳桿發(fā)光。但是他們無足夠財力繼續(xù)發(fā)展這發(fā)明，于是在1875年把專利賣給愛迪生。 愛迪生購下專利后，嘗試改良使用的燈絲。1879年他改以碳絲造燈泡，成功維持13個小時。到了1880年，他造出的炭化竹絲燈泡曾成功在實驗室維持1200小時。但是在英國，斯旺控告愛迪生侵犯專利，并且獲得勝訴。愛迪生在英國的電燈公司被迫讓斯旺加入為合伙人。但后來斯旺把他的權(quán)益及專利都賣了給愛迪生。在美國，愛迪生的專利亦被挑戰(zhàn)。美國專利局曾判決他的發(fā)明已有前科，屬于無效。最后經(jīng)過多年的官司，愛迪生才取得碳絲白熾燈的專利權(quán)。之后在1906年，通用電器發(fā)明一種制造電燈鎢絲的方法。最終廉價制造鎢絲的方法得到解決，鎢絲電燈泡被使用至今。 電燈泡的最大問題是燈絲的升華。因為鎢絲上細微的電阻差別造成溫度不一，在電阻較大的地方，溫度升得較高，鎢絲亦升華得較快，于是造成鎢絲變細，電阻進一步增大的循環(huán)；最終令鎢絲燒斷。后來發(fā)現(xiàn)以惰性氣體代替真空可以減慢鎢絲的升華。

今天多數(shù)的電燈泡內(nèi)都是注入氮、氬或氪氣。 現(xiàn)代的白熾燈一般壽命為1,000小時左右。 效能 大部分白熾燈會把消耗能量中的90%轉(zhuǎn)化成無用的熱能，只少于10%的能量會成為光。相比之下，螢光燈（Fluorescent lamp,亦稱光管）的效率高很多，接近40%，所產(chǎn)生的熱只是相同亮度的白熾燈的六分一。故此很多地方，特別是夏天需要空氣調(diào)節(jié)的商場、大樓都會使用螢光燈照明以節(jié)省電力。小型的螢光燈（節(jié)能燈泡）把螢光燈及啟動電子結(jié)合，使用標準電燈泡的接口，用以替代普通白熾燈泡。

例如一個26瓦的節(jié)能燈泡，發(fā)出的亮度為11瓦，熱量為15瓦。發(fā)出相同亮度11瓦的白熾燈泡耗電多四倍，達100瓦；放出熱量多六倍，達90瓦。 很多家居內(nèi)的電燈仍然是以普通白熾燈為主。鹵素?zé)襞萁暌嘧兊幂^為流行，特別是光源需要集中的情況，例如家居的射燈，汽車車頭燈，經(jīng)常會使用鹵素?zé)襞?。良好的鹵素?zé)襞菘梢赃_到15%的效率。

例如一個60瓦的鹵素?zé)襞?，亮度可等同一個100瓦的普通燈泡。但是鹵素?zé)襞蒹w積細小，運作時溫度非常高。在家居應(yīng)用時需要特別防護，防止引起火災(zāi)。 至于而戶外的街燈照明，以鈉燈（Sodium vapor lamp）最為常見。低壓鈉燈發(fā)出的是單調(diào)的橙色光線，但是它的效率卻非常高，比普通電燈泡高出約十五倍。高壓鈉燈色效率稍低，但顏色較為豐富。

最近數(shù)年的發(fā)展，則以發(fā)光二極管（LED）及高強度氣體放電燈（High Intensity Discharge HID)照明開始流行。前者的優(yōu)點是非常長壽，現(xiàn)已用在交通燈、以及手電筒之上。后者其實是多種技術(shù)的統(tǒng)稱(鈉燈亦屬于HID)。很多最新汽車使用的氙氣車頭燈(Xenon HID)、放映機使用的金屬鹵化物燈（Metal Halide），都是屬于HID。

其準確技術(shù)名稱為白熾燈，是一種透過通電，利用電阻把幼細絲線(現(xiàn)代通常為鎢絲)加熱至白熾，用來發(fā)光的燈。電燈泡外圍由玻璃制造，把燈絲保持在真空，或低壓的惰性氣體之下，作用是防止燈絲在高溫之下氧化。參照白熾燈。 一般認為電燈是由美國人湯馬士·愛迪生所發(fā)明。但倘若認真的考據(jù)，另一美國人亨利·戈培爾(Heinrich Göbel)比愛迪生早數(shù)十年已發(fā)明了相同原理和物料。1801年，英國化學(xué)家戴維將鉑絲通電發(fā)光。他亦在1810年發(fā)明了電燭，利用兩根碳棒之間的電弧照明。1854年亨利·戈培爾使用一根炭化的竹絲，放在真空的玻璃瓶下通電發(fā)光。他的發(fā)明在今天看來是首個有實際效用的白熾燈。他當時試驗的燈泡已經(jīng)可維持400小時，但是并沒有即時申請設(shè)計專利。

人們對燈泡的產(chǎn)品質(zhì)量和光電參數(shù)一致性的要求越來越高，而鎢絲性能的一致性又是保證燈泡性能的關(guān)鍵因素。

燈泡發(fā)黑

在技術(shù)上雖已采取了阻礙鎢在高溫下升華的措施，但事實上鎢還能在高溫下升華，由固態(tài)直接變?yōu)闅鈶B(tài)。熱的鎢蒸氣遇冷后又凝華為固態(tài)晶體附在燈的內(nèi)表面上。所以燈泡會發(fā)黑變暗。另外，升華和凝華的結(jié)果使得燈絲變細，由公式R=ρ(電阻率)L/S(π r2) 可分析得到，半徑r變小，燈絲電阻R變大，而燈兩端的電壓不變，P=U2/R ，所以燈的功率變小，亮度變暗。

燈的損壞

導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、截面積、長度和溫度有關(guān)。一般金屬材料的電阻都隨溫度的升高而增大，燈絲鎢也具有同樣的性質(zhì)。開燈的瞬間，燈絲溫度低，電阻小，所以燈絲易出現(xiàn)過熱而熔斷。工作一段時間后，燈絲溫度升高，阻值附溫度的升高而增大，燈的電流和功率接近額定值，因而難損壞。一只"220V、60W"的白熾燈由公式R=U2/P計算得到的熱態(tài)電阻是807歐,而不工作的冷態(tài)電阻實測值是63歐。

燈泡的保養(yǎng)方法主要有:

廣泛被人使用的一種光源，它能散發(fā)出溫暖暈黃的光線，是我們大多數(shù)人所認為的燈泡。它的價格便宜，因此，鎢絲燈泡也具有多變的式樣以搭配不同的燈具。然而，鎢絲燈泡的壽命并不長久，也不省電，它還會發(fā)出不低的溫度，所以不可以距離紙張、紡織品或朔膠制品太近。

W91型鎢絲適用于制造長絲，抗沖擊長絲和其他高溫電阻裝置。

W71型鎢絲適用于制造車燈燈絲和其他防震裝置。

W61型鎢絲適用于制造螺旋線圈燈絲。

W31型鎢絲適用于制作白熾燈等的螺旋形燈絲.

W41型鎢絲適用于制造滯留鎢絲，鎢加熱元件。

W42型鎢絲適用于制造滯留鎢絲，鎢加熱元件和其他沒有特殊溫度要求的設(shè)備。

W11型鎢絲適用于制造電極和鉛。

泡的壽命比一般的鎢絲燈泡來得長久，不過售價也比較昂貴。鎢絲鹵素?zé)羲a(chǎn)生的光線索也比普通的鎢絲燈泡要白得更貼近自然光。

鹵素?zé)粲袃煞N樣式:高伏特數(shù)型，它通常只用于朝天燈上;另一種是低伏特數(shù)型，多用于向下照明的投射燈。兩種燈泡都可以調(diào)整光線。

可調(diào)整光線強度的鹵素朝天燈對一般家庭而言顯得特實用，因為這些燈具造型流暢，光線向上投射至天花板或墻面后再反射下來，照明效果柔和。鹵至少燈泡較小而且也較為省電，所以經(jīng)常被使用于聚光燈，成向上或向下投射光線的燈具。

鹵素?zé)舻囊粋€最主要的優(yōu)點是:最大的光線能量竟可以從小若針頭的燈絲中散發(fā)出來。因此，燈具的造型可以變得非常流暢、迷你，節(jié)省出更多的空間。

因為它很省電，所以鹵素?zé)襞荼粡V泛運用在商店的照明設(shè)備中--你可以從那些微小閃爍的燈泡中辨視出它們。

它所散發(fā)來的光線比鎢絲燈泡來得冷、粗糙而帶青色，但是燈管卻非常省電，也很耐用，因此是人們經(jīng)濟實惠的選擇。它們在當前也有了許多改良，可造用于較小的燈具中。此外，這些改良后的燈管所產(chǎn)生的光線也比舊型的溫暖，所以成為廚房與工作室的最佳選擇。但總括來說，這種燈管對于家中氣氛的營造是有幫助的。

這是當前研發(fā)制造出來的光源，不但售價便宜，而且也不會破壞屋里的色調(diào)。它最常被使用于花園這種需要高亮度的地方。因為內(nèi)含鈉的成分，會散發(fā)出淡橘色的光芒。如今，最廣泛使用金屬鹵素?zé)舻牡胤奖闶墙譄?，其省電的?yōu)點是最主要的考慮因素。但是也漸漸有人將它們運用在室內(nèi)的照明中。

LED將是繼愛迪生發(fā)明電燈泡以來重新將開始巨大的光革命。

LED燈泡當前現(xiàn)狀LED照明燈主要還是以大功率白光LED單燈為主，當前世界前三的LED照明燈生產(chǎn)廠家 質(zhì)保三年，大顆粒每瓦大于等于100流明，小顆粒每瓦大于等于110流明。光衰大顆粒小于3%每年，光衰小顆粒小于3%每年。

LED太陽能路燈，LED投光燈，LED吊頂燈，LED日光燈都已經(jīng)可以批量生產(chǎn)了。例如10瓦的LED日光燈就可以替換40瓦的普通日光燈或者節(jié)能燈。

氙氣燈，也叫HID氣體放電式頭燈。是用包裹在石英管內(nèi)的高壓氙氣替代傳統(tǒng)的鎢絲，提供更高色溫、更聚集的照明。

發(fā)光原理是在UV-cut抗紫外線水晶石英玻璃管內(nèi)，以多種化學(xué)氣體充填，其中大部份為氙氣(Xenon)與碘化物等，然后再透過增壓器(Ballast)將車上12伏特的直流電壓瞬間增壓至23000伏特的電壓，經(jīng)過高壓震幅激發(fā)石英管內(nèi)的氙氣電子游離，在兩電極之間產(chǎn)生光源，這就是所謂的氣體放電。而由氙氣所產(chǎn)生的白色超強電弧光，可提高光線色溫值，類似白晝的太陽光芒，HID工作時所需的電流量僅為3.5A，亮度是傳統(tǒng)鹵素?zé)襞莸娜?，使用壽命比傳統(tǒng)鹵素?zé)襞蓍L10倍。

要注意先斷電，并保證燈泡不受外界干擾，要美觀、實用、牢固、安全。

緊湊，節(jié)能，高亮—愛普生公司創(chuàng)新研發(fā)的E-TORL燈泡

愛普生研發(fā)的既小又高效的E-TORL燈泡(E-TORL: Epson-Twin Optimize Reflection Lamp)，通過光線的高效聚集和投射有效地消除了光線的泄漏，并減少了光線的衍射。這個系統(tǒng)在橢圓形反射鏡的基礎(chǔ)上結(jié)合了一個非球面的透鏡和一個半球形的鏡面。這種設(shè)計使得燈泡體積很小，但光功率很高，從而大大提高了燈泡的使用壽命。

5000小時燈泡壽命，燈泡和過濾網(wǎng)的更換更加簡便。

新技術(shù)的運用使燈泡壽命進一步延長

燈泡壽命增加從而降低了使用成本。

通常一只燈泡的使用壽命只有幾年，但令人難以置信的是，美國加州利佛摩爾市消防隊第6分局的一枚4瓦的小燈泡自1901年起點亮之后，迄今已連續(xù)使用了110年，并且依然在正常發(fā)光。在長達110年中，它只熄滅過22分鐘，據(jù)悉，這枚110歲高齡的燈泡已經(jīng)被吉尼斯世界紀錄確認是"全球最長壽電燈泡"，而它的"長壽秘訣"目前仍是一個謎。