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白炽灯的工作原理是怎样的?

白炽灯的工作原理是怎样的?

电流有三大效应:1.导体中有电流通过时,导体都要发热,这种现象叫做电流的热效应。2.在导电的溶液里有电流通过时,溶液里要发生化学变化,这种现象叫做电流的化学效应。3.当导线中有电流通过时,在导线的周围就产生跟磁铁相同的作用,这种现象叫做电流的磁效应。

白炽灯就是利用电流的热效应制成的,电流通过白炽灯的灯丝时,消耗电能,转化成内能和光能,先转化内能,灯丝的原子获得内能后,使核外电子发生跃迁,从低能级跃迁到高能级,在从高能级返回低能级的过程中是放出光能。当灯丝达到白炽状态(物体的温度达到1700℃以上就发白光)就发出很亮的光。

实际上,白炽灯在发光时,温度都在2000℃以上,所以,用金属钨做灯丝,因为钨的熔点较高,为3410℃,白炽灯发光时不易熔断。为防止灯丝在高温下氧化,小功率的白炽灯都抽成真空。60W以上的白炽灯充入氮、氩等气体,充气灯泡里的气体可以阻碍灯丝在高温下的升华,灯丝的温度可提高到2400~2700℃,灯丝的温度越高,白炽灯消耗的电能中转化为光能的越多,灯泡就越亮。

由于灯丝温度是在太高,随采取一些防护措施,但灯丝升华不能绝对避免,所以,白炽灯用过一段时间以后,灯泡壁会发黑,就是因为灯丝在高温下升华成钨蒸汽,钨蒸汽遇到冷的玻璃壁又凝华成固体钨附着在玻璃壁上。其实,在制造白炽灯时对这个问题也考虑到了,所以白炽灯都制成梨形,这样升华的钨蒸汽上升就会凝华后附着在上部,以减小对灯泡的亮度影响。

白炽灯灯丝一般为金属钨,金属钨的熔点极高,当电流通过时因为“短路”作用,灯丝发热,随着温度升高,灯丝变成白炽状态,发出可见光。

就是电流通过灯丝,产生的热量使灯丝温度升高到灯丝发光。由于温度极高,一般物质都会氧化,所以爱迪生经过上千次实验才找到采用钨丝作为灯丝的方法。即便如此,也需要将钨丝封在玻璃泡里隔绝空气防止氧化。玻璃泡里的空气被抽空可以避免钨丝氧化,但在气压作用下容易发生破碎,所以玻璃泡里会冲入惰性气体以抵消大气压强。