灯泡

灯泡通过电力产生光线。除了照亮黑暗的空间之外,它们还可以用来显示电子设备的开启,指挥交通,供热,以及许多其他用途。数以亿计的人在使用,有些甚至在外太空

早期人们使用蜡烛和油灯来照明。在19世纪早期和中期,人们制造了粗糙的白炽灯,但用途不大。在本世纪末,改进的真空泵和更好的材料使它们的光照时间更长、更明亮。电站为城市和后来的农村地区带来了电力,为其提供动力。后来的气体放电灯,包括荧光灯,用更少的电来制造更多的光。

一个白炽灯泡Zoom
一个白炽灯泡

一个白炽灯泡的设计Zoom
一个白炽灯泡的设计

灯泡的类型

灯泡有几种。

  • 白炽灯泡--大约在2003-2010年之前是家里最常见的灯泡
    • 卤素灯"--一种更有效的白炽灯泡
  • 气体放电灯 - 一种包括荧光灯的灯泡。紧凑型荧光灯(或称节能灯)现在正在取代家中的白炽灯泡
  • 发光二极管--以前只用于低功率的地方,现在它们能够作为室内的灯泡使用了
  • 电弧灯,最早的一种,现在除了大型探照灯外,很少见了。

灯泡将电转化为光和热。除了热灯,热量被认为是废物。产生更多的光和更少的热的灯泡是更有效的。

白炽灯

]白炽灯泡通过将电流送过一根称为灯丝的细线,将电变成光。电灯丝主要由钨金属组成。灯丝的电阻会加热灯泡。最终,灯丝变得如此之热,以至于它发亮,产生光线。

灯丝需要受到保护,不受空气影响,所以它在灯泡内,而灯泡内的空气要么被移除(真空),要么更经常地被替换成不影响任何东西的惰性气体,如氖或氩。进入白炽灯泡的能量中,只有大约3%真正产生了光,其余的都是热。这就是LED更有效的原因之一。

这种类型的灯泡效果很差,很少有人使用,直到19世纪70年代约瑟夫-斯旺和托马斯-爱迪生对其进行了改进。这是第一个可以在家里使用的灯泡--它的成本不高,而且效果很好。人们第一次不需要用火(蜡烛、油灯、煤油灯等)来照明。它的亮度足以让人们在夜间轻松阅读或工作。它被用来照亮商店和街道,人们可以在天黑后出行。这开启了家庭和企业普遍使用电力的时代。在1900年代钨丝被开发出来之前,人们一直使用碳丝。它们的寿命更长,光线更明亮。

早期的真空管设备是在较低温度下工作的白炽灯泡,并增加了电子部件。

荧光灯泡

荧光灯是高效的,只发出白炽灯的1/4的热量。它们的寿命也比白炽灯长,但直到20世纪末,它们都比白炽灯大得多,不能像白炽灯那样装入小型顶灯和灯具的插座中。

荧光灯泡是一个玻璃管,通常充满氩气和少量的。当打开时,阴极加热并发出电子。这些电子碰到氩气和汞。氩气形成了一个等离子体,让电子更好地移动。当电子击中汞原子时,它使分子进入一种具有大量能量的状态(储存能量)。这种能量状态不会持续很久,当能量被释放时,它会放出一个光子。来自汞的光子不像其他一些光子那样可见,它们是紫外线。因此,在灯泡的墙壁上有一层荧光粉涂层。当光子击中一个荧光粉分子时,它反过来使该分子进入一个激发状态。当这个荧光粉释放能量时,它就会放出一个我们可以看到的光子,于是就产生了光。改变荧光粉的类型可以改变我们看到的颜色,但通常荧光灯泡比白炽灯泡更白,白炽灯泡略带黄色。

LED

一个LED(也被称为发光二极管)是像电子产品一样制成的。它是一个半导体材料的芯片。LED灯泡比白炽灯或荧光灯的效率更高,持续时间更长。与荧光灯泡不同,LED不使用汞,而汞是有毒的。几年来,LED灯泡的亮度不如其他种类的灯,而且成本也更高。

注意事项

  • 大多数灯泡都装在一个提供高电压水平的插座中。如果插座被打开,即使灯泡坏了,也有触电的真正危险。
  • 白炽灯泡在打开时变得非常热,需要一些时间来冷却。在热的时候触摸灯泡可能导致烧伤
  • 大多数灯泡是由玻璃制成的,这意味着它们很容易破碎。破碎的玻璃有锋利的边缘,可以划破皮肤
  • 如果荧光灯泡坏了,里面的汞会散发出蒸汽,如果吸入就会造成汞中毒

画廊

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