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May 26, 2022

灯泡是一种用于产生光的电子设备。为此,可以使用不同的技术并具有不同的可能用途。

历史年表

以下是主要事件: 1802 年汉弗莱戴维演示了弧光灯在大气中的操作;1835 James Bowman Lindsay 展示了一个白炽灯照明系统;1841 台用于公共照明的实验弧光灯在巴黎安装;1856 玻璃吹制工 Heinrich Geissler 在管内制造出第一条电弧;1867 Antoine Henri Becquerel 提出了荧光灯的第一个例子;1875 年亨利伍德沃德获得电灯泡专利;1876 年 Pavel Jabločkov 在巴黎发明了 Yablochkov 蜡烛,这是第一个带有碳电极的弧光灯:垂直和平行,电极通过覆盖它们的石墨条作为桥梁连接并允许它们被点亮:实用使用,利用 使用交流电,保证电极的均匀磨损:这项发明使电灯的成本更便宜,从 1887 年开始在法国和英国传播,并在巴黎用于公共照明;1879 年,皮奥萨斯科 (TO) 的研究员亚历山德罗·克鲁托 (Alessandro Cruto) 在伽利略·费拉里斯 (Galileo Ferraris) 举办的一系列会议的推动下,致力于制造白炽灯泡灯丝,成功地在实验者中独树一帜,生产出具有正系数 (电阻随温度升高而增加),使用浸入乙烯气氛中的碳丝。这使得灯泡可以发光 500 小时,而 6 个月前提出的 Thomas Edison 原型则达到了 40 小时。克鲁托对碳的丰富知识是由于他多年尝试制造合成钻石的实验。尽管创造了一种能够超越美国人的灯丝,但由于缺乏金融家,克鲁托无法在全球范围内为这项发明申请专利。1880 尼古拉·特斯拉发明了碳丝白炽灯;1881 Lewis Latimer 获得电灯专利;1882 年 Lewis Latimer 为全球电灯泡持有人申请专利;1890 年 Alexander Lodygin 在白炽灯中使用钨丝获得专利;1893 尼古拉·特斯拉开发出感应放电灯,无电极,高频供电,并用它们照亮自己的实验室;1894 年 Daniel McFarlan Moore 发明了摩尔管,电流放电灯的前驱体;1894 Arturo Malignani 申请了一种系统专利,用于在灯的灯泡中产生真空,并快速(对工人危害更小)批量生产灯泡;1901 Peter Cooper Hewitt 开发出汞蒸气放电灯;1903 年威廉大卫柯立芝在商业上引入了钨丝的使用,在简单的双螺旋版本中,一直延续到今天,超越了生命的世纪;1910 年 Lewis Latimer 开发了一种生产白炽灯碳丝的新方法,可以使灯的使用寿命更长;1911 Georges Claude 创造了霓虹灯;1924 Phoebus 卡特尔成立,第一个灯泡制造公司卡特尔;1926 年 Edmund Germer 获得了荧光灯专利,该荧光灯将从 1938 年开始以带有外部点火和稳定电路(镇流器)的直管或环形管版本上市,并将在 1978 年推出带有 E27 插座和电子镇流器的紧凑型版本(当前所谓的低功耗灯泡);1962 年 Nick Holonyak Jr. 获得了第一个可见光 LED 发光半导体的专利,该半导体在 6 年后以用于印刷电路板的带有焊料引线的红色微型灯版本上市。在接下来的 30 年里,所有颜色的 LED 将逐渐普及,超越红外和紫外领域的可见光,而从 2000 年开始,将提供中高光强的白光 LED。建议作为白炽灯的低消耗替代品;2009 年 9 月 欧盟禁止生产等于或大于 100 W 的白炽灯泡和所有带接地灯泡的灯泡,以利于低消耗者;2010 年 9 月 欧盟禁止生产功率等于或大于 75 W 的白炽灯泡;2011 年 9 月 欧盟禁止生产功率等于或大于 60 W 的白炽灯泡;2012 年 9 月 欧盟禁止生产所有用于家用照明的白炽灯泡,将主要由低消耗灯泡替代,在较小程度上由 LED 分组和全玻璃卤素灯泡替代,无论如何都是有电的,与经典白炽灯兼容的格式和背面附件;2018 年 9 月 欧盟禁止生产能源等级低于 B 的传统卤素灯泡,将由能耗较低的 LED 灯取代。

措施

灯泡主要通过其两个最重要的参数进行分类: 电源电压(以 V 伏特表示) 网络吸收的功率(以 W 瓦特表示) 功率不是其产生的光通量的直接指标(以流明为单位) ),因为后者也由设备本身的发光效率决定,即由发射的可见光能量与吸收的电能之比决定。因此,损失的能量是未用于产生可见光的那部分能量消耗。在大多数情况下,这种损失的能量以热量的形式消散,或者在较小程度上以人眼无法察觉的电磁光谱区域中发射的光的形式消散:红外线和紫外线。灯泡也按其灯泡的形状分类: Drop(最常见的形式) Olive Tortiglione Sphere Peretta Flame Tubular Ellipsoidal 灯泡的另一个特定元素是它发出的光的色调,它可以更温暖或更冷。通常,此参数定义为色温,即理想黑体发出的光在加热到给定温度时所具有的色调,其值以开尔文表示。应该强调的是,与人们的想法相反,当我们谈论暖光时,我们指的是一种趋向于光谱中红色部分的光,因此是由色温较低的物体发出的。如果我们谈论“冷”光,推理正好相反,也就是说,倾向于蓝色。“自然”或“中性”光对应于灯泡发出的大约 4000K 的白色光。需要考虑的一个重要特征是灯泡附件的类型,称为 viróla,可以在各种形状和尺寸标准中加以区分: 螺钉:螺纹圆柱形,在欧洲大陆更为常见,通常称为 viróla 类型 E27 o E14( E是爱迪生的首字母,数字表示直径,以mm表示)。还有直径较大的套圈,用于街道照明(Goliath 攻击)或更小,用于袖珍手电筒(Lilliput 攻击);刺刀:圆柱形无螺纹,直径22毫米,多见于英国和法国部分地区,它被称为 B22 型 viróla(在标准 22 毫米刺刀的情况下);还有其他类型的直径较小的卡口,用于面板警示灯、汽车前灯等;全玻璃(或 Glassocket):viróla 的主体由灯泡本身的玻璃的挤压延伸部分构成,与它形成一个整体。在其表面上存在馈送灯丝所需的触点。它被称为 Tnn 类型的 viróla,其中表示附件大小(以毫米为单位)的数字代替 nn 必须被视为书面和发音;Bipin 或 bi-pin:灯泡,其中的接触线不是 viróla,而是直接从灯泡中直接平行伸出,类似于热电子阀的脚,特别用于卤素聚光灯或投影灯;鱼雷(或快艇):

攻击类型

(一般缩写中的数字以毫米为单位表示直径或端子之间的距离)

刺刀 (B)

一个邀请(E)

插件 (G)

缩略图 (M)

汽车 (P)

线性 (R)

管状 (T)

技术

有基于非常不同技术的灯泡:

拱形

这些灯是第一个被发明出来的,它们的工作原理是基于电弧的产生,电弧会产生光谱类似于太阳光的强光通量。最初,为了在空气气氛中产生电弧,需要高压和石墨电极,这些电极通过氧化和升华消耗自身,必须通过发条装置不断接近,以确保电弧不会熄灭。 . 这项技术由于其繁琐而几乎被放弃或保留在较少的应用中(通常是电影放映机),直到由于氙气灯泡的发展而重新引入,其中惰性气体插入玻璃罐中,

辉光

在白炽灯中,由于焦耳效应,使金属钨丝在 2700 K 的温度下达到白炽状态,从而产生光。钨丝放置在安瓿中,通常由玻璃或石英制成,充满惰性气体(氩气、氮气等),以避免灯丝氧化并限制其蒸发。灯丝的白炽表面的发射光谱近似于黑体的光谱。在白炽灯泡中,只有一小部分(通常约为 5%)供给它们的能量被转化为光,其余 95% 以热的形式扩散。2008 年 12 月 8 日,欧洲能源委员会批准在所有成员国禁止使用白炽灯,

卤素

卤素灯泡是一种特殊的白炽灯,其中灯泡中含有卤素气体(碘,有时是溴),以使灯丝从 3 000 加热到 4 000 K,以提高发光效率,并导致在色温上移;通过对灯泡进行表面处理,可以进一步改善这一结果,其中灯泡的色温通过蓝色调变为 4 500/5 000 K。继白炽灯已经发生的事情之后,从 9 月 1 日开始2018 年,向欧盟成员国生产或进口卤素灯的可能性再高。

下载

在放电灯中,光是由电离气体通过放电产生的。它们通常由玻璃或石英管组成,其中有特定的气体或蒸气(例如钠或汞),在其末端放置两个电极。合适的电位差导致在气体中形成等离子弧。发射对应于所用气体的典型吸收线。例如,在低压钠灯中,发射几乎是单色黄色。

荧光灯

大多数情况下,光是由荧光产生的,就像在普通荧光灯中一样,被错误地称为氖管,即使氖实际上并不是它们工作的基础。在这些灯泡中,放电发生在汞蒸气中,主要是在紫外光谱中。荧光材料沉积在管的内表面,吸收紫外线的能量并在可见光范围内重新发射。气体放电是在白炽灯泡出现之前实现的,但这种物理现象在灯泡中的实际应用只发生在 19 世纪上半叶。荧光灯泡将消耗的能量的 25% 转化为光。

引领

作为灯丝灯泡的替代品,它们由一个或多个 LED 二极管组成,由一个特殊的电子电路供电,其目的主要是将电源电压降低到 LED 所需的几伏电压。光是通过二极管结中的物理过程产生的,称为“电子-空穴复合”,它会发射光子,其颜色取决于复合中释放的能量。红色、黄色、绿色和蓝色等单色 LED 及其所有组合现已成熟。直到后来才有可能制造出产生白光的 LED。例如,旨在取代标准 MR16 卤素聚光灯的 MT-G Easy White 有 4 种白色可供选择,最新的 MK-R 具有 2700 到 4000 开尔文的色温,每瓦输出 200 流明,有 6 种白色可供选择。白光也可以通过混合 RGB LED 的发射来获得,这是 2000 年左右制造的设备,由三个发出绿色、蓝色和红色光的结组成;在这种情况下,通过添加三基色获得白光。或者,蓝色LED与发射黄光的磷光体层耦合,并且各自发射光谱的组合再次产生白光效果。一些 LED(尤其是较旧和较便宜的 LED)的发射光谱在蓝色方面过度失衡,令人担忧:最近的研究表明,由 过度或长时间暴露在蓝光下,对人群中最敏感的部分产生暂时的影响(难以入睡)或永久性的(光化学视网膜病变)。慢慢地,亮度损失降至 20-30%。从经济角度来看,LED 比灯丝灯泡更贵,但 LED 的使用寿命约为 60,000 小时,比传统灯泡的寿命要长得多。相反,对包含在灯泡中的电源电子设备的持续时间表示保留,这是打开和控制 LED 所必需的:尤其是在更便宜的产品中,电子元件的尺寸和灯体的设计并不完全适合散热,也会大大降低电源的使用寿命,从而缩短灯泡的使用寿命。从能量的角度来看,LED 比灯丝灯泡效率更高,因为 50% 的吸收能量产生照明,因此以红外线辐射和释放到环境中的热量形式浪费的能量与传统照明技术。

带 LED 灯丝的灯

另一项先进技术是 LED 灯丝灯,在美学上与白炽灯相似,但使用 LED 灯丝而不是钨丝。

LED灯管

LED管有荧光灯的外观,不同的是,它不是含有惰性气体,而是含有许多LED二极管。

有机聚合物

这项技术在未来可能成为主导技术,它基于塑料材料(聚合物),如果被电流通过,则能够通过电致发光发光。这些材料中的一类,但不是唯一一类是 OLED。主要优点在于操作的经济性、良好的发光效率以及将发光体加工成任意形状的片材的可能性。例如,它们可以覆盖天花板或墙壁,产生各种阴影的漫射光,不刺眼且没有阴影。使用这项技术,可以将超过 70% 的电力消耗转化为光,但目前该系统的每流明发射比其他系统要昂贵得多。

符号学

在接线图中,灯通常用图形符号表示,主要有两种符号,它们是:

笔记

相关项目

其他的项目

维基语录包含来自或关于灯泡的引用 维基词典包含字典引理 «灯泡» 维基共享资源包含灯泡上的图像或其他文件 维基新闻包含文章环境:欧盟批准禁止使用白炽灯泡,2008 年 12 月 9 日

外部链接

Amarcords:灯泡附件表,位于 amarcords.com。2021 年 9 月 1 日检索(从 2015 年 10 月 5 日的原始网址存档)。来自欧盟委员会的信息,位于 ec.europa.eu。