主要由玻殼、燈絲、導(dǎo)線、感柱、燈頭等組成。
玻殼做成圓球形,制作材料是耐熱玻璃,它把燈絲和空氣隔離,既能透光,又起保護(hù)作用。白熾燈工作的時(shí)候,玻殼的溫度最高可達(dá)100℃左右。
燈絲是用比頭發(fā)絲還細(xì)得多的鎢絲,做成螺旋形。看起來燈絲很短,其實(shí)把這種極細(xì)的螺旋形的鎢絲拉成一條直線,這條直線竟有1米多長。
導(dǎo)線兩條導(dǎo)線表面上很簡單,實(shí)際上由內(nèi)導(dǎo)線、杜美絲和外導(dǎo)線三部分組成。內(nèi)導(dǎo)線用來導(dǎo)電和固定燈絲,用銅絲或鍍鎳鐵絲制做;中間一段很短的紅色金屬絲叫杜美絲,要求它同玻璃密切結(jié)合而不漏氣;外導(dǎo)線是銅絲,任務(wù)就是連接燈頭用以通電。
感柱一個(gè)喇叭形的玻璃零件就是感柱,它連著玻殼,起著固定金屬部件的作用。其中的排氣管用來把玻殼里的空氣抽走,然后將下端燒焊密封,燈就不漏氣了。
燈頭是連接燈座和接通電源的金屬件,用焊泥把它同玻殼粘結(jié)在一起。
這里特別需要講講燈絲,因?yàn)殡姛粽且克鼇戆l(fā)光的。
同炭絲一樣,白熾燈里的鎢絲也害怕空氣。如果玻殼里充滿空氣,那么通電以后,鎢絲溫度升高到2000℃以上,空氣就會(huì)對它毫不留情地發(fā)動(dòng)襲擊,使它很快被燒斷,同時(shí)生成一種黃白色的三氧化鎢,附著在玻殼內(nèi)壁和燈內(nèi)部件上。
要是玻殼里殘留的空氣比較少,那么上面講的過程就會(huì)進(jìn)行得慢一些,鎢跟空氣中的氧化合生成一薄層藍(lán)色的三氧化二鎢和氧化鎢的混合物。
這些都是空氣玩的把戲——空氣里的氧氣使高溫的鎢絲氧化了。
所以鎢絲燈泡要抽成真空,把空氣統(tǒng)統(tǒng)清除出去。
有時(shí)怕抽氣機(jī)抽不干凈,還要在燈泡的感柱上涂一點(diǎn)紅磷。紅磷受熱會(huì)變成白磷,白磷很容易同氧氣反應(yīng),生成固態(tài)的五氧化二磷,把氧氣“吃掉”,這樣,玻殼里殘留的氧氣也被消除了。
但是,這樣做還沒有解決全部問題。白熾燈用久了玻殼會(huì)變黑,再過一段時(shí)間會(huì)燒斷,你知道這是為什么?
確實(shí),鎢絲比起炭絲來,在真空里的蒸發(fā)速度要慢得多。但是,當(dāng)白熾燈點(diǎn)亮溫度升得很高的時(shí)候,鎢的蒸發(fā)仍然十分嚴(yán)重。
長時(shí)間的高溫使鎢絲表面的鎢原子像水蒸汽一樣不斷地蒸發(fā)擴(kuò)散,然后一層又一層地沉積到玻殼的內(nèi)表面上,使玻殼慢慢黑化,越來越不透明。
鎢的蒸發(fā)也使鎢絲越來越細(xì),最后燒斷。燈絲工作溫度越高鎢的蒸發(fā)越快,白熾燈的使用壽命就越短。
同用途和要求的白熾燈,其結(jié)構(gòu)和部件不盡相同。普通白熾燈泡的主要部件是玻殼和燈絲。?
白熾燈
玻殼??一般用透明玻璃制成。為避免燈絲眩光,對玻殼可進(jìn)行內(nèi)涂覆或磨砂處理,以形成光的漫反射。透明玻璃燈泡的數(shù)量則已逐漸減少。為加強(qiáng)某一方向的發(fā)光強(qiáng)度,還在玻殼上蒸涂鋁反射層。一些特殊用途的燈泡采用彩色玻璃。??
燈絲??又稱白熾體。是燈泡的發(fā)光體,常用鎢制成單螺旋絲或雙螺旋絲。鎢絲由芯柱上的鉬絲支架支撐,兩端與導(dǎo)絲連接。為安全起見,高電壓充氣白熾燈外導(dǎo)絲還接有保險(xiǎn)絲。為提高燈絲的發(fā)光效率,燈泡內(nèi)的空氣通過芯柱內(nèi)的排氣管抽出,或是抽真空后再充進(jìn)需要的惰性氣體。?
燈絲有如下基本要求:①熔點(diǎn)溫度高。燈絲的熔點(diǎn)溫度高則燈泡的放光效率也高。②蒸發(fā)速率小。一般燈絲的壽?
白熾燈命隨蒸發(fā)速率減小而延長。此外,蒸發(fā)還會(huì)引起玻殼內(nèi)部污染而吸收可見光,減少光通量。③輻射選擇性好。燈絲應(yīng)能使大部分能量在可見光區(qū)域內(nèi)輻射。④機(jī)械加工性能好。燈絲材料用機(jī)械方法拉制成合格的細(xì)絲并能繞制成螺旋狀。⑤在高溫下能充分定型。螺旋燈絲在高溫工作時(shí)由于本身重量出現(xiàn)下垂變形,會(huì)造成燈絲各段的溫度不勻,影響壽命。應(yīng)盡量避免這種變形。⑥有較大的電阻率。鎢的上述性能較其他材料的好,因此在白熾燈中已普遍采用。鎢的熔點(diǎn)為3680±20K,此時(shí)發(fā)光效率可達(dá)52lm/W。白熾燈中鎢絲的實(shí)際工作溫度為2800~3000K。為了提高鎢絲的堅(jiān)韌性,防止在高溫時(shí)變形,通常在鎢絲中加入微量氧化物,如氧化硅、氧化鋁、氧化鉀等。?
工作原理:白熾燈是將燈絲通電加熱到白熾狀態(tài)而發(fā)光
用通電的方法加熱玻璃燈泡殼內(nèi)的燈絲,導(dǎo)致燈絲產(chǎn)生熱輻射而發(fā)光的光源,稱為白熾燈。
白熾燈的主要部件為燈絲,支架,泡殼,填充氣體和燈頭。
燈絲是白熾燈的發(fā)光部件,由鎢絲制成。為減少鎢絲與燈中填充氣體的接觸面積,從而減少由于熱傳導(dǎo)所引起的熱損失,常將直線狀鎢絲饒成螺旋狀,采用雙重螺旋燈絲的白熾燈,光效更高。燈絲形狀和尺寸對于燈的壽命,光效和光利用率都有直接的影響。
芯珠由鉛玻璃制成。這不僅由于鉛玻璃有很好的絕緣性,還由于它能很好地與電導(dǎo)絲真空密封接。電導(dǎo)絲由三部分組成。上面的部分即內(nèi)導(dǎo)絲,用來與燈絲焊接(或夾接),中間的部分是杜美絲,與鉛玻璃進(jìn)行氣密封接;電導(dǎo)絲的下部,即外導(dǎo)絲,熔點(diǎn)較低,可起保險(xiǎn)絲的作用。也可以用銅或鍍銅鐵為外導(dǎo)絲,在其上再串接鎳合金保險(xiǎn)絲。壓封在燈柱上部的支架由鉬絲做成,用于固定燈絲。
白熾燈的燈絲被包圍在一個(gè)密封的的玻殼內(nèi),從而與外界隔絕,避免因氧化而燒毀。玻殼通常采用鈉鈣玻璃,大功率燈用耐熱性能好的硼硅酸鹽玻璃。除普通照明燈泡以外,還根據(jù)不同的應(yīng)用情況,對玻殼進(jìn)行一些處理。可以采用傾氟酸或靜電噴鍍對玻殼內(nèi)壁進(jìn)行磨砂處理,以減少眩光。用彩色玻璃或采用內(nèi)涂,外涂的方法使玻殼著色,可以做成彩色燈泡。
為了減少燈絲的蒸發(fā),從而提高燈絲的工作溫度和光效,必須在燈泡內(nèi)充入合適的惰性氣體。在普通白熾燈內(nèi)充氬氮混合氣。氮的主要作用是防止燈泡產(chǎn)生放電。混合氣的比例根據(jù)工作電壓,燈絲溫度和導(dǎo)入線之間的的距離而定。希望提高燈的光效或延長燈的壽命時(shí),可充氪氣或氙氣。
燈頭是白熾燈電連接和機(jī)械連接部分。按形式和用途主要分為螺口式燈頭,插腳式燈頭,預(yù)聚集焦式燈頭及各種特種燈頭。在普通白熾燈中最常用的燈頭為E14,E27;最常用的插口燈頭為B15,B22。
選擇白熾燈的秘訣:燈泡的透光性,安全性及制作工藝。