关于白炽灯泡的一些物理知识

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广东省博罗县铁场中学　赵凤池



　　白炽灯泡在我们生活中随处可见，如果我们仔细观察就会发现有很多我们学习的知识，这里根据我们初中阶段学习的有关物理知识，就白炽灯泡的几个常见问题同大家介绍如下：



　　【问1】自炽灯泡自哪几个部分组成？哪些是导体？哪些是绝缘体？



　　答：白炽灯泡主要由灯丝、玻璃壳体、灯头等几部分组成。灯泡中的金属材料都是导体，而玻璃壳体，灯头的塑料部分是绝缘体。



　　【问2】白炽灯泡是根据什么原理制成的？



　　答：白炽灯泡是根据电流的热效应原理制成的。灯泡接上电压后，电流通过灯丝而被加热到白炽状态，因而发热发光．白炽灯工作时，将电能转化为内能和光能。



　　【问3】灯丝由什么材料制成？



　　答：灯丝由电阻率大、熔点高的金属钨制成的。



　　【问4】选用钨作为灯丝，技术上需克服什么问题？



　　答：钨是一种金属元素，易氧化，且温度越高，氧化越快，为防止钨在高温下的氧化，灯泡都抽成真空。



　　另外，钨还能产生升华和凝华现象。60瓦以上的灯泡充入氮、氩等气体，可阻碍钨在高温下的升华。



　　【问5】灯丝的热是怎样向外传递的？



　　答：热传递的方式有传导、对流、辐射。白炽灯的灯丝产生的热是通过辐射的方式向外传递的。为提高灯丝的温度，增大灯丝的热辐射量，提高发光效率，白炽灯的额定功率越大，灯丝绕成的螺旋也就粗。



　　【问6】用久了的灯泡为什么会发黑变暗？



　　答：在技术上虽已采取了阻碍钨在高温下升华的措施，但事实上钨还能在高温下升华，由固态直接变为气态。热的钨蒸气遇冷后又凝华为固态晶体附在灯的内表面上。所以灯泡会发黑变暗。另外，升华和凝华的结果使得灯丝变细，灯丝电阻变大，而灯两端的电压不变，所以灯的功率变小，亮度变暗。



　　【问7】为什么灯泡总易在开灯的瞬间损坏？



　　答：导体的电阻与导体的材料、截面积、长度和温度有关。一般金属材料的电阻都随温度的升高而增大，灯丝钨也具有同样的性质。开灯的瞬间，灯丝温度低，电阻小，所以灯丝易出现过热而熔断。工作一段时间后，灯丝温度升高，阻值附温度的升高而增大，灯的电流和功率接近额定值，因而难损坏。一只“220V、60W”的白炽灯由公式计算得到的热态电阻是807，而不工作的冷态电阻实测值是63。



　　【问8】断丝的灯泡再搭上。为什么比原来亮，且更容易损坏？



　　答：断丝的灯泡再搭上，灯丝的长度减小，电阻变小。工作电压不变，因而工作电流、功率都增大，亮度比原来亮。由于此时灯的实际功率大于额定功率，因而灯丝过热更易熔断。



　　【问9】为什么白炽灯的外表面都是球形曲面？



　　答：真空件都有一个抗大气压强的问题。白炽灯的里面是真空，灯丝的热和光要透过玻璃向外辐射，玻璃不能很厚，凸形的玻璃曲面可以增强抵抗大气压的能力。



　　【问10】根据灯丝的长短和粗细，如何比较额定电压相同而额定功率不同的两只白炽灯泡？



　　答：照明电路中的白炽灯，额定电压都相同，根据公式和这两个公式可知道，灯丝粗面短，灯丝电阻小，额定功率大。



　　【问11】白炽灯和日光灯都是常用的照明灯，主要有什么区别？



　　答：白炽灯属于热辐射光源，在电流通过钨丝发热发光的过程中，只有一小部分电能转变为光能，大部分的电能转化为热能。因此，白炽灯又称为“热灯”，这种灯的特点是发光效率低、寿命短，但制造简单、价格低，使用方便。


　　日光灯属于气体放电光源。工作时，电能转化为紫外线，再由紫外线激发荧光粉发出光，因此又称为“冷光”，它的最大特点是发光效率高，灯管寿命长。



　　【问12】安装白炽灯要注意什么问题？



　　答：①安装白炽灯要注意灯泡不受外界干扰，要美观、实用、牢固、安全。



　　②导线的连接要规范合理。



　　③开关要控制火线。



　　④螺丝口灯座的螺旋套只准接在零线上。



　　⑤灯座中的两条导线要彼此绝缘，打上保险扣。