白熾燈的小秘密

2020-08-10 聞達布衣

白熾燈曾經輝煌過，現在正慢慢地退出歷史舞臺。

我們來回顧下在中學物理課上都學習了關於它的哪些知識。

白熾燈

1879年，愛迪生改進了白熾燈，這盞燈用碳化棉作燈絲，內部有較高的真空，一直工作了13.5個小時才燒毀。

大發明家愛迪生

愛迪生製作的第一盞電燈，用碳化棉作燈絲。

愛迪生1913年申請發明專利的鎢絲白熾燈

物體溫度達到1700℃時發出耀眼的白光，這種現象叫白熾狀態。

白熾燈，因此而得名。

白熾燈是利用電流的熱效應來工作的。

因為高溫輻射，白熾燈發出耀眼的光芒，同時向四周發射紅外線。

白熾燈發光也發熱

燈絲用鎢來製作，鎢絲溫度越高，電能轉化成光能就越多（實際上轉化的不到10%）。

為防止鎢絲在高溫（>2000℃）工作時氧化，所以，小功率的燈泡一般抽成真空，60瓦以上的燈泡一般充入氮氣或氬氣。

另外，燈絲一般繞製成（單、雙）螺旋形，以減少發熱，提高溫度。

根據銘牌標記計算出來的電阻值是燈光正常發光時的，例如，標「220V 60W」的燈泡，額定電壓220V，額定功率60W，由電功率的公式P=U²/R，可得此時的電阻

R=U²/P=(220)²/60=806.67歐姆

而常溫下的電阻大約為80歐姆。

白熾燈的伏安特性曲線，如圖所示：

白熾燈的伏安特性曲線

① 曲線表示白熾燈的電阻值並不是一成不變的，會隨著溫度的升高而增大。

② 曲線上切線的斜率表示燈絲電阻的變化趨勢，並不等於任意時刻的電阻值；任意一點的橫、縱坐標之比才是該時刻所對應的電阻值。

如圖中B點的切線為AB，B點所對應時刻的電阻值不等於切線的斜率k，而等於B點的橫、縱坐標之比。


燈光閃爍

我們在實驗室裡可以用下面的電路圖測量小燈泡的電壓和電流值，描繪出小燈泡的伏安特性曲線。

伏安法測量小燈泡的電阻

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