电灯泡是谁发明的?

如题所述

1854年亨利·戈培尔使用一根炭化的竹丝,放在真空的玻璃瓶下通电发光。

托马斯·爱迪生继此改良出钨丝灯泡,炽灯泡的改进从未停止,例如可以将红外线反射回灯丝、以减少能耗;还可以利用激光处理钨丝来节省能源。

历史

一般认为电灯是由美国人托马斯·阿尔瓦·爱迪生所发明。但倘若认真的考据,另一美国人亨利·戈培尔(Heinrich G)比爱迪生早数十年已发明了相同原理和物料,而且可靠的电灯泡,而在爱迪生之前很多其他人亦对电灯的发明作出了不少贡献。

1801年,英国化学家戴维将铂丝通电发光。他亦在1810年发明了电烛,利用两根碳棒之间的电弧照明。1854年亨利·戈培尔使用一根炭化的竹丝,放在真空的玻璃瓶下通电发光。他的发明今天看来是首个有实际效用的白炽灯。他当时试验的灯泡已可维持400小时,但是并没有及时申请设计专利。

1850年,英国人约瑟夫·威尔森·斯旺(Joseph Wilson Swan)开始研究电灯。1878年,他以真空下用碳丝通电的灯泡得到英国的专利,并开始在英国建立公司,在各家庭安装电灯。

1874年,加拿大的两名电气技师申请了一项电灯专利。他们在玻璃泡之下充入氮气,以通电的碳杆发光。但是他们无足够财力继续发展这发明,于是在1875年把专利卖给爱迪生。

爱迪生购下专利后,尝试改良使用的灯丝。1879年他改以碳丝造灯泡,成功维持13个小时。到了1880年,他造出的炭化竹丝灯泡曾成功在实验室维持1200小时。但是在英国,斯旺控告爱迪生侵犯专利,并且获得胜诉。爱迪生在英国的电灯公司被迫让斯旺加入为合伙人。

但后来斯旺把他的权益及专利都卖了给爱迪生。在美国,爱迪生的专利亦被挑战。美国专利局曾判决他的发明已有前科,属于无效。最后经过多年的官司,爱迪生才取得碳丝白炽灯的专利权

爱迪生的最大发现是使用钨代替碳作为灯丝。之后在1906年,通用电器发明一种制造电灯钨丝的方法。最终廉价制造钨丝的方法得到解决,钨丝电灯泡被使用至今。

电灯泡的最大问题是灯丝的升华。因为钨丝上细微的电阻差别造成温度不一,在电阻较大的地方,温度升得较高,钨丝亦升华得较快,于是造成钨丝变细,电阻进一步增大的循环;最终令钨丝烧断。后来发现以惰性气体代替真空可以减慢钨丝的升华。今天多数的电灯泡内都是注入氮、氩或氪气。

功效

一个典型的白炽灯泡消耗的功率中超过 95% 被转化为热量而不是可见光。其他电光源更有效。

对于给定的光量,白炽灯泡比荧光灯消耗更多的功率并发出更多的热量。在使用空调的建筑物中,白炽灯的热量输出会增加空调系统的负荷。虽然来自灯光的热量会减少运行建筑物供暖系统的需要,但后者通常可以以比白炽灯更低的成本产生相同数量的热量。

与其他白炽(非卤素)灯类型相比,白炽卤素灯将使用更少的功率发出相同数量的光,并且随着时间的推移更稳定的输出,几乎没有变暗。

光源的发光效率是可见光与输入到光源(例如灯)的总功率之比。可见光以流明为单位测量,流明部分由人眼对不同波长的光的不同敏感度定义(参见光度函数)。并非所有波长在刺激人眼方面都同样有效。发光效率的单位是流明每瓦(lpw)。

根据定义,单色绿光的最大光效为 683 lm/W。具有所有可见波长的白光源具有较低的效率,约为每瓦 250 流明。

发光效率定义为发光效率与绿光的理论最大发光效率683 lpw之比。

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