白炽灯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。自1879年,美国发明家托马斯·阿尔瓦·爱迪生制成了碳化纤维(即碳丝)白炽灯以来,经人们对灯丝材料、灯丝结构、充填气体的不断改进,白炽灯的发光效率也相应提高。1959年,美国在白炽灯的基础上发展了体积和衰光极小的卤钨灯。白炽灯的发展趋势主要是研制节能型灯泡。不同用途和要求的白炽灯,其结构和部件不尽相同。白炽灯的光效虽低,但光色和集光性能很好,是产量比较大,应用相对普遍的电光源。
白炽灯的特性主要有能量特性、电压特性、工作特性、点燃与熄灭特性、寿命等。
能量特性可以用发光效率来描述。白炽灯所消耗的能量 其中只有一小部分转换为可见辐射光, 很大一部分转换为红外线或被损失掉。白炽灯的发光效率在13%左右。
电压特性
白炽灯的灯丝温度、电流、功率、光通量、光效和寿命均随所加电压的变化成指数函数变化,并用特征指数描述其变化规律。图3表示出白炽灯的电压变化特性曲线。
寿命
通常指新白炽灯开始使用到断丝为止的时间,或指灯保持在规定的光通量数值上的燃点时间。白炽灯的电源电压变化对灯寿命的影响,通常功率为30 W以上的灯,燃点750 h时,光通量维持率可在85%以上,在数百毫秒至数秒的开灯与关灯周期内的瞬时电流,可使灯的寿命缩短2%~8%。
白炽灯在点燃过程中,灯丝的变形、充填气体的纯度、灯内残余气体的成分、玻壳尺寸等都与灯的光通量变化有关。
因白炽灯的灯丝为热辐射体,灯丝达到一定温度需要有一个时间。开灯时,从对灯施加电压到发出额定光通量为止,需数百毫秒时间;在关灯时,情况相反。灯丝电流值愈大,熄灭所需时间愈长。在开灯的瞬间,流过灯丝的电流理论上可达到额定电流的13~16倍,实际上由于回路阻抗的制约,瞬间电流为额定电流的7~10倍。
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