① 電燈是如何發明的
摘要:從理論上講,製作電燈並不難。在一個抽成真空的燈泡里裝上一根燈絲,讓電流通過燈絲就能發光。可是要選擇合適的燈泡和燈絲卻並不容易。 從理論上講,製作電燈並不難。在一個抽成真空的燈泡里裝上一根燈絲,讓電流通過燈絲就能發光。可是要選擇合適的燈泡和燈絲卻並不容易。
第一個環節是燈泡形狀和容積的設計,這個問題愛迪生很快就解決了。他設計了不同形狀的燈泡。由於有自己的玻璃工場,他根本不用繁復的數學公式來計算容積。他在一隻空燈泡里灌滿了水,隨手把水倒進量杯,然後讀出量杯的刻度,一下子就解決了燈泡容積的問題。接下來的問題當然就是選什麼材料做燈絲了。愛迪生最初選用的是炭,但是炭絲很快就斷裂了。這是什麼原因呢?愛迪生拿起燈泡反復察看。
「對了!燈泡裡面有空氣,而空氣中的氧有助燃作用。如果沒有氧,會不會好一點呢?」愛迪生思索著。他馬上把燈泡裡面的空氣抽掉,採用了新型的氣泵。
在1879年8月,他已經可以使燈泡的真空保持在十萬分之一個大氣壓了,這在當時的條件下是很不容易的。在這種真空度下面,再用炭做燈絲,電燈一下子就亮了。成功了嗎?不,八分鍾後,電燈就熄了。看來炭絲不是理想的材料,必須找另外的材料。用金屬怎樣?愛迪生先後試用了鉻、銥、鈦等金屬。只有鉑的效果還可以,但最後鉑絲還是燒斷了。他試著在鉑絲上面塗上其他材料,電燈發光的時間明顯地延長了,但電燈卻會不時地自動熄掉,繼而又自動地再亮起來。看來還得想別的辦法。一個月後,愛迪生製造出新的抽真空設備,使燈泡內的真空達到了百萬分之一個大氣壓,電燈的壽命也因此延長到兩個小時了。這不能不說是朝成功又邁近了一步,但在實用性方面還是遠遠不夠的。況且鉑的價格昂貴,一般人負擔不起,還得尋找其他的方法。
愛迪生向有機材料打起了主意。他開始試用麻繩、稻草、硬橡膠、馬鬃,甚至用人的頭發、胡須,能想到的似乎都想到了。有一天他清點了一下,選用過的材料已達一千六百種之多!但成功還是遙遙無期。
一天晚上,愛迪生一邊思考問題,一邊隨手拿起一塊被壓榨過的混有樹脂的碳黑,不經意地搓弄著,無意中把碳黑搓成了一條細線。他突然心中一動,為什麼不試試纖維化的碳黑呢?
他馬上精選了一段棉線,把它彎成馬蹄形,放進一隻金屬盒去進行碳化處理。幾個小時以後,世界上第一根正式的電燈燈絲做成了。「助手巴切勒極為小心地拿著這根寶貝向吹制車間走去,而我則像護送著無價之寶的護衛。」愛迪生事後回憶道。他們小心翼翼地把燈絲裝入燈泡,然後抽真空、封口、通電,剎那間,金色的光芒灑遍了車間,燈泡點亮了好幾個小時!接著再換上一個新燈泡,居然連續亮了四十個小時!成功了!這一天是1879年10月21日。
然而,點燃四十個小時的燈泡和愛迪生的設想相比還是遠遠不夠的。他又開始考慮新的材料。他受扇子的啟發,選用了碳化的竹絲;在全世界六千個竹子品種中一一篩選,最後選用了一種日本竹子做燈絲。又過了許多年,竹絲才為鎢絲所取代,漸漸演變成今天我們使用的電燈泡。後來,愛迪生又發明了中央配電系統,才使電燈走進千家萬戶,走遍了全世界。 愛迪生曾經說過:「天才就是九十九分血汗加一分靈感。」電燈的發明不正是這樣的嗎。
② 愛迪生發明電燈全過程
1878年9月,愛迪生開始研究電燈,但由於愛迪生經濟問題不得不尋找經濟資助,於是成立一家股份公司,以便為實驗提供經濟資助,不久洛雷找到了幾個股東,他們願意出錢資助愛迪生研究電燈。
但愛迪生屢屢失敗,很快用完了五萬美元用完了,一部分股東的信念開始搖動,愛迪生苦苦勸誘,股東們決定再拿五萬美元資助愛迪生。
1879年10月21日,電燈研製成功,他為此試用了接近1600種材料進行試驗,連續用了45個小時之後這盞電燈的燈絲才被燒斷,這是人類第一盞有廣泛實用價值的電燈,這種電燈有「高阻力白熾燈」、「碳化棉絲燈」多種名稱,用碳化棉絲製成。
1880年,愛迪生派遣助手和專家們在世界各地尋找適用的竹子,有六千種左右,其中日本竹子所制碳絲最為實用,可持續點亮一千多個小時,達到了耐用的目的,這種燈稱之為「碳化竹絲燈」。
1881年,在巴黎世博會上,愛迪生展出一台重27噸、可供1200隻電燈照明的發電設備。
1883年,愛迪生在一次電燈試驗中觀察到在燈泡內另行封入一根銅線,認為可以阻止碳絲蒸發,延長燈泡壽命,
經過反復試驗,碳絲雖然蒸發如故,但他卻從這次失敗中發現碳絲加熱後,銅線上竟有微弱的電流通過,後來這種現象被稱之為「愛迪生效應」,1904年英國物理學家弗萊明根據「愛迪生效應」發明了電子管。
(2)電燈泡的發明過程擴展閱讀
愛迪生主要成就
1、留聲機
1877年,愛迪生發現電話傳話器里的膜板隨著說話聲會引起振動的現象,便拿短針作了試驗,從中得到很大的啟發。說話的快慢高低能使短針產生相應的不同顫動。那麼,反過來,這種顫動也一定能發出原先的說話聲音,於是他開始研究聲音重發的問題。
8月15日,愛迪生讓助手按圖樣制出一台由大圓筒、曲柄、受話機和膜板組成的「怪機器」,製成之後,愛迪生取出一張錫箔,卷在刻有螺旋槽紋的金屬圓筒上,讓針的一頭輕擦著錫箔轉動,
另一頭和受話機連接,然後愛迪生搖動曲柄,對著受話機唱歌,之後把針又放回原處,再搖動曲柄,接著機器就回放出愛迪生的聲音。12月,愛迪生公開展示這台「錫箔筒式留聲機」,轟動了全世界。
2、電燈
與人們通常的認識恰恰相反,最初電燈的發明者不是愛迪生,愛迪生是改進了電燈。早在1801年,英國一位名叫漢弗里·戴維的化學家就在實驗室中用鉑絲通電發光;1810年,他又發明了用兩根通電碳棒之間發生的電弧而照明的「電燭」,這算是是電燈的最早雛形。
另一位英國電技工程師約瑟夫·斯旺經過近30年的研究,於1878年12月製成了以碳絲通電發光的真空燈泡。
當年有關斯旺的電燈泡的報道給了愛迪生以很大啟發。1879年10月,愛迪生終於成功製成了以碳化纖維作為燈絲的白熾燈泡,稱之為「碳化棉絲白熾燈」,隨後大量投產,並成立公司設立發電站和輸電網等相應基礎設施,很快使電燈在美國被普遍使用。
期間,他不斷改進技術,最終確定以鎢絲作為燈絲,稱之為「鎢絲燈」,並定型使用至今,愛迪生也由此成為公認的電燈發明者。
3、電影方面
活動電影攝影機:1889年,愛迪生發明了一種活動電影攝影機,這種攝影機用一個尖形齒輪來帶動19毫米寬的沒打孔的膠帶,在棘輪的控制下,帶動膠帶間歇移動,同時打孔。這種攝影機由電機驅動,遮光器軸與一台留聲機連動,攝影機運轉時留聲機便將聲音記錄下來,並且可以連續拍攝圖像。
活動電影放映機:1891年,愛迪生發明了活動電影放映機,是早期電影顯示設備,引入了電影放映的基本方法,通過在光源前使用發動機來高速轉動帶有連續圖片的電影膠片條,從而產生活動的錯覺,光源將膠片上的圖片投射到銀幕。
有聲電影:1910年,愛迪生發明了一部由留聲機和攝影機組合而成的電影攝影機,在電機能量下,攝影機的遮光曲軸與留聲機連動,攝影機運轉時留聲機就能夠記錄下聲音。放映時,留聲機就隨畫面同步運轉,使得聲音和圖像實現同時出現。
③ 愛迪生發明燈泡的過程
愛迪生是一個異常勤奮的人,喜歡做各種實驗,製作出許多巧妙機械。他對電器特別感興趣,自從法拉第發明電機後,愛迪生就決心製造電燈,為人類帶來光明。
愛迪生在認真總結了前人製造電燈的失敗經驗後,制定發詳細的試驗計劃,分別在兩方面進行試驗:一是分類試驗1600多種不同耐熱的材料;二是改進抽空設備,使燈泡有高真空度。他還對新型發電機和電路分路系統等進行了研究。
愛迪生將1600多種耐熱發光材料逐一地試驗下來,唯獨白金絲性能量好,但白金價格貴得驚人,必須找到更合適的材料來代替。1879年,幾經實驗,愛迪生最後決定用炭絲來作燈絲。
他把一截棉絲撒滿炭粉,彎成馬蹄形,裝到坩鍋中加熱,做成燈絲,放到燈泡中,再用抽氣機抽去燈泡內空氣,電燈亮了,竟能連續使用45個小時。就這樣,世界上第一批炭絲的白熾燈問世了。1879年除夕,愛迪生電燈公司所在地洛帕克街燈火通明。
為了研製電燈,愛迪生在實驗室里常常一天工作十幾個小時,有時連續幾天試驗,發明炭絲作燈絲後,他又接連試驗了6000多種植物纖維,最後又選用竹絲,通過高溫密閉爐燒焦,再加工,得到炭化竹絲,裝到燈泡里,再次提高了燈泡的真空度,電燈竟可連續點亮1200個小時。
(3)電燈泡的發明過程擴展閱讀:
燈泡發明歷程:
燈泡dēngpào(英Bulb),首次使用據悉是美國的亨利戈培爾。而最著名的發明人又莫過於美國科學家托馬斯·阿爾瓦·愛迪生,人盡皆知愛迪生於1879年10月21日試制燈泡成功。
在研製過程中,托馬斯·阿爾瓦·愛迪生仔細分析了當時的煤氣燈和弧光燈,他的主攻方向是尋找一種耐熱材料。由電流把它燒到白熱化程度而發出熾熱的光卻又不至於斷裂或熔化。
他偶然發現棉線在空氣中一下子燒成灰燼,而碳棉線放入處理過的玻璃球內則發出了熾光。很遺憾,光亮只維持了幾分鍾就消失了。他錯誤地放棄了這項試驗,轉而試用銫、鎳、鉑(白金)、鉑銥合金等1,600種不同的耐熱材料,收獲都甚微。
托馬斯·阿爾瓦·愛迪生重新回到了碳的研究上。那年10月他試驗了一段長20厘米、直徑為0.15厘米的碳棒,其耐熱力達到5.5小時,他又不斷改進著碳化方法和抽氣處理。
1879年10月21日那天,他把1根直徑為0.025厘米碳化了的棉線用作燈絲,其發出的光度明亮、穩定,它以4燭光的照明度,1小時、2小時……足足亮了45個小時。經過1年多的努力,數千次的試驗,人們盼望已久的電燈終於誕生了。
同年10月,托馬斯·阿爾瓦·愛迪生改用碳化了的卡紙大大改進電燈壽命後,生產商就迫不及待地把它投入生產。1880年除夕,3,000人走上紐約街頭觀賞這一新發明。
成功並未使托馬斯·阿爾瓦·愛迪生停步。第二年,他製造出能連續亮上1,200個小時的毛竹絲燈。直到1904年,奧地利人發明了比毛竹絲燈強3倍的鎢絲燈,前者才被取代。鎢絲燈從1907年起一直沿用至今。
在燈泡發明之前,在太陽下山後想要照明一個地方可是一個費勁而危險的事情,要用蠟燭或者火把來照明,雖然當時的油燈還算不錯,但它總是會留下煙灰。
在18世紀的中期電氣科學真正有了發展,當時到處的發明家都大聲疾呼要發明一個實用的家庭照明的裝置。英國發明家斯萬和美國發明家愛迪生在1897年發明了電燈泡,在現代的電燈泡與當年愛迪生發明的電燈泡沒有本質上的改變只是多了一些部件。
一般認為電燈是由美國人托馬斯·愛迪生所發明。但倘若認真的考據,另一美國人亨利·戈培爾(Henry goebbels )比愛迪生早數十年已發明了相同原理和物料,而且可靠的電燈泡,而在愛迪生之前很多其他人亦對電燈的發明作出了不少貢獻。
④ 關於燈泡的發明歷程
燈泡dēngpào(英Bulb),首次使用據悉是美國的亨利戈培爾。而最著名的發明人又莫過於美國科學家托馬斯·阿爾瓦·愛迪生,人盡皆知愛迪生於1879年10月21日試制燈泡成功。
在研製過程中,托馬斯·阿爾瓦·愛迪生仔細分析了當時的煤氣燈和弧光燈,他的主攻方向是尋找一種耐熱材料。由電流把它燒到白熱化程度而發出熾熱的光卻又不至於斷裂或熔化。他偶然發現棉線在空氣中一下子燒成灰燼,而碳棉線放入處理過的玻璃球內則發出了熾光。很遺憾,光亮只維持了幾分鍾就消失了。他錯誤地放棄了這項試驗,轉而試用銫、鎳、鉑(白金)、鉑銥合金等1,600種不同的耐熱材料,收獲都甚微。
托馬斯·阿爾瓦·托馬斯·阿爾瓦·愛迪生重新回到了碳的研究上。那年10月他試驗了一段長20厘米、直徑為0.15厘米的碳棒,其耐熱力達到5.5小時,他又不斷改進著碳化方法和抽氣處理。
燈泡
1879年10月21日那天,他把1根直徑為0.025厘米碳化了的棉線用作燈絲,其發出的光度明亮、穩定,它以4燭光的照明度,1小時、2小時……足足亮了45個小時。經過1年多的努力,數千次的試驗,人們盼望已久的電燈終於誕生了。
同年10月,托馬斯·阿爾瓦·愛迪生改用碳化了的卡紙大大改進電燈壽命後,生產商就迫不及待地把它投入生產。1880年除夕,3,000人走上紐約街頭觀賞這一新發明。成功並未使托馬斯·阿爾瓦·愛迪生停步。第二年,他製造出能連續亮上1,200個小時的毛竹絲燈。直到1904年,奧地利人發明了比毛竹絲燈強3倍的鎢絲燈,前者才被取代。鎢絲燈從1907年起一直沿用至今。
在燈泡發明之前,在太陽下山後想要照明一個地方可是一個費勁而危險的事情,要用蠟燭或者火把來照明,雖然當時的油燈還算不錯,但它總是會留下煙灰。
在18世紀的中期電氣科學真正有了發展,當時到處的發明家都大聲疾呼要發明一個實用的家庭照明的裝置。英國發明家斯萬和美國發明家愛迪生在1897年發明了電燈泡,在現代的電燈泡與當年愛迪生發明的電燈泡沒有本質上的改變只是多了一些部件。
一般認為電燈是由美國人托馬斯·愛迪生所發明。但倘若認真的考據,另一美國人亨利·戈培爾(Henry goebbels )比愛迪生早數十年已發明了相同原理和物料,而且可靠的電燈泡,而在愛迪生之前很多其他人亦對電燈的發明作出了不少貢獻。
1801年,英國化學家戴維將鉑絲通電發光[1] 。
1810年,戴維發明了電燭,利用兩根碳棒之間的電弧照明[1] 。
1854年,亨利·戈培爾使用一根炭化的竹絲,放在真空的玻璃瓶下通電發光。他的發明今天看來是首個有實際效用的白熾燈。他當時試驗的燈泡已可維持400小時,但是並沒有即時申請設計專利。
1850年,英國人約瑟夫·威爾森·斯旺(Joseph Wilson Swan)開始研究電燈。
1878年,約瑟夫·威爾森·斯旺以真空下用碳絲通電的燈泡得到英國的專利,並開始在英國建立公司,在各家庭安裝電燈。
1874年,加拿大的兩名電氣技師申請了一項電燈專利。他們在玻璃泡之下充入氮氣,以通電的碳桿發光。但是他們無足夠財力繼續發展這發明,於1875年把專利賣給托馬斯·愛迪生。
1879年,愛迪生改以碳絲造燈泡,成功維持13個小時。
1880年,愛迪生的炭化竹絲燈泡曾成功在實驗室維持1200小時。但是在英國,斯旺控告愛迪生侵犯專利,並且獲得勝訴。愛迪生在英國的電燈公司被迫讓斯旺加入為合夥人。但後來斯旺把他的權益及專利都賣了給愛迪生。在美國,愛迪生的專利亦被挑戰。美國專利局曾判決他的發明已有前科,屬於無效。最後經過多年的官司,愛迪生得到碳絲白熾燈的專利權。
燈泡
1906年,通用電器發明一種製造電燈鎢絲的方法。最終廉價製造鎢絲的方法得到解決,鎢絲電燈泡被使用至今。
1910年,美國的庫利廳用鎢絲做燈絲,發明了鎢絲燈泡。
1913年,美國的蘭米爾在玻殼里充入氣體以防止燈絲蒸發,發明了充氣鎢絲燈泡。
1925年,日本的不破橘三發明了內壁磨砂燈泡。
1932年,日本的三浦順一發明了雙螺旋鎢絲燈泡。
⑤ 誰發明了電燈,過程是怎麼樣的
愛迪生在認真總結了前人製造電燈的失敗經驗後,制定了詳細的試驗百計劃內,分別在兩方容面進行試驗:一是分類試驗1600多種不同耐熱的材料;二是改進抽空設備,使燈泡有高真空度。他還對新型發電機和電路分路系統等進行了研究。
他從白熱燈著手試驗。把一小截耐熱的東西裝在玻璃泡里,當電流把它燒到白熱化的程度時,便由熱而發光。他首先想度到炭,於是就把一小截炭絲裝進玻璃泡里,剛一通電可馬上就斷裂了。
愛迪生拿起斷成兩段的炭絲,再看知看玻璃泡,過了許久,才忽然想起,「噢,也許因為這裡面有空氣,空氣中的氧又幫助炭絲燃燒,致使它馬上斷掉!」於是他用道自己手制的抽氣機,盡可能地把玻璃泡里的空氣抽掉。一通電,果然沒有馬上熄掉。但8分鍾後,燈還是滅了
⑥ 電燈的發展史
最早實用的電燈是白熾燈,但早在白熾燈誕生之前,英國人漢弗萊·戴維用2000節電池和兩根炭棒製成了弧光燈,但這種弧光燈亮度太強產熱太多又不耐用,一般場所根本無法使用。
1854年,移民美國的德國鍾表匠亨利·戈貝爾用一根放在真空玻璃瓶里的碳化竹絲,製成了首個有實際效用的電燈,持續亮了400個小時,不過他並沒及時申請專利。
1860年,英國人約瑟夫·斯旺也製成了碳絲電燈,但他未能獲得使碳絲保持長時間工作的良好真空環境。
874年,加拿大的兩名電氣技師申請了一項電燈專利:在玻璃泡之下充入氮氣,以通電的碳桿發光,但他們沒有足夠財力繼續完善這項發明,於是在1875年把專利賣給了愛迪生。
愛迪生購入專利後嘗試改良燈絲,終於在1880年製造出能持續亮1200個小時的碳化竹絲燈。
20世紀初,碳化燈絲被鎢絲取代,鎢絲白熾燈沿用至今。
1938年,熒光燈誕生。1998年白光LED燈誕生。
(6)電燈泡的發明過程擴展閱讀:
電燈的主要種類:
1、白熾燈
普通白熾燈即一般常用的白熾燈泡,是我們大多數人所認為的燈泡。它的價格便宜,顯色性好(Ra=100)、開燈即亮、可連續調光、結構簡單。因此,鎢絲燈泡也具有多變的式樣以搭配不同的燈具。
2、鹵鎢燈
填充氣體內含有部分鹵族元素或鹵化物的充氣白熾燈。具有普通照明白熾燈的全部特點,光效和壽命比普通照明白熾燈提高一倍以上,且體積小。
3、熒光燈
特點:光效高、壽命長、光色好。熒光燈有直管型、環型、緊湊型等,是應用范圍十分廣泛的節能照明光源。用直管型熒光燈取代白熾燈,節電70~90%,壽命長5~10倍。
4、鹵素燈泡
鹵素燈(Halogen lamp),亦稱鎢鹵燈泡,是白熾燈的一種。原理是在燈泡內注入碘或溴等鹵素氣體。在高溫下,蒸發的鎢絲與鹵素進行化學作用,蒸發的鎢會重新凝固在鎢絲 上,形成平衡的循環,避免鎢絲過早斷裂。
5、LED燈
發光二極體的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片,在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層,稱為p-n結。在某些半導體材料的PN結中,注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多餘的能量以光的形式釋放出來,從而把電能直接轉換為光能。
參考資料來源:網路-電燈
⑦ 愛因斯坦發明電燈的故事是怎樣的
電燈是愛迪生發明的
愛迪生這位偉大的發明家的一生中,發明了許多東西,然而,能夠立即得到人們熱烈歡迎的,卻只有電燈。因為電燈的好處是人們看得見摸得著的。它的出現,意味著人們又有一輪太陽,人們的活動不再受到黑夜物制約了。
早在1821年,英國的科學家戴維和法拉第就發明了一種叫電弧燈的電燈。這種電燈用炭棒作燈絲。它雖然能發出亮光,但是光線刺眼,耗電量大,壽命也不長,因此很不實用。
「電弧燈不實用,我一定要發明一種燈光柔和的電燈,讓千家萬戶都用得上。」愛迪生暗下決心。
於是,他開始試驗作為燈絲的材料:用傳統的炭條作燈絲,一通電燈絲就斷了。用釕、鉻等金屬作燈絲,通電後,亮了片刻就被燒斷。用白金絲作燈絲,效果也不理想。就這樣,愛迪生試驗了1600多種材料。一次次的試驗,一次次的失敗,很多專家都認為電燈的前途黯淡。英國一些著名專家甚至譏諷愛迪生的研究是「毫無意義的」。一些記者也報道:「愛迪生的理想已成泡影。」
面對失敗,面對有些人的冷嘲熱諷,愛迪生沒有退卻。他明白,每一次的失敗,意味著又向成功走近了一步。
一次,愛迪生的老朋友麥肯基來看望他。愛迪生望著麥肯基說話時一晃一晃的長胡須,突然眼睛一亮,說:「鬍子,先生,我要用您的鬍子。」麥肯基剪下一綹交給愛迪生。愛迪生滿懷信心地挑選了幾根粗鬍子,進行炭化處理,然後裝在燈泡里。可令人遺憾的是,試驗結果也不理想。「那就用我的頭發試試看,沒准還行。」麥肯基說。
愛迪生被老朋友的精神深深感動了,但他明白,頭發與胡須性質一樣,於是沒有採納老人的意見。愛迪生走身,准備為這位慈祥的老人送行。他下意思地幫老人拉平身上穿的棉線外套。突然,他又喊道:「棉線,為什麼不試棉線呢?」
麥肯基毫不猶豫地解開外套,撕下一片棉線織成的布,遞給愛迪生。愛迪生把棉線放在在U形密閉坩堝里,用高溫處理。愛迪生用鑷子夾住炭化棉線。准備將它裝在燈泡內。可由於炭化棉線又細又脆,加上愛迪生過於緊張,拿鑷子的手微微顫抖,因此棉線被夾斷了。最後,費了九牛二虎之力,愛迪生才把一根炭化棉線裝進了燈泡。
此時,夜幕降臨了,愛迪生的助手把燈泡里的空氣抽走,並將燈泡安在燈座上,一切工作就緒,大家靜靜地等待著結果。接通電源,燈泡發出金黃色的光輝,把整個實驗室照得通亮。13個月的艱苦奮斗,試用了6000多種材料,試驗了7000多次,終於有了突破性的進展。
但這燈究竟會亮多久呢?
1小時,2小時,3小時……這盞電燈足足亮了45小時,燈絲才被燒斷。這是人類第一盞有實用價值的電燈。這一天——1879年10月21日,後來被人們定為電燈發明日。
「45小時,還是太短了,必須把它的壽命延長到幾百小時,甚至幾千小時」愛迪生沒有陶醉於成功的喜悅之中,而是給自己提出更高的要求。
一天,天氣悶熱,他順手取來桌面上的竹扇面,一邊扇著,一邊考慮著問題。「也許千篇竹絲炭化後效果更好。」愛迪生簡直是見到什麼東西都想試一試。試驗結果表明,用竹絲作燈絲效果很好,燈絲耐用,燈泡可亮1200小時。
經過進一步試驗,愛迪生發現用炭化後的日本竹絲作燈絲效果最好。一於是,他開始大批量生產電燈。他把生產的第一批燈泡安裝在「佳內特號」考察船上,以便考察人員有更多的工作時間。此後,電燈開始進行尋常百姓家。
後來,人們便一直使用這種用竹絲作燈絲的燈泡。幾十年後,又對它進行了改進,即用鎢絲作燈絲,並在燈泡內充入隋性氣體氮或氬。這樣,燈泡的壽命又延長了許多。我們現在使用的這是這種燈泡。
⑧ 電燈的發明過程
愛迪生這位偉大的發明家的一生中,發明了許多東西,然而,能夠立即得到人們熱烈歡迎的,卻只有電燈。因為電燈的好處是人們看得見摸得著的。它的出現,意味著人們又有一輪太陽,人們的活動不再受到黑夜物制約了。早在1821年,英國的科學家戴維和法拉第就發明了一種叫電弧燈的電燈。這種電燈用炭棒作燈絲。它雖然能發出亮光,但是光線刺眼,耗電量大,壽命也不長,因此很不實用。「電弧燈不實用,我一定要發明一種燈光柔和的電燈,讓千家萬戶都用得上。」愛迪生暗下決心。於是,他開始試驗作為燈絲的材料:用傳統的炭條作燈絲,一通電燈絲就斷了。用釕、鉻等金屬作燈絲,通電後,亮了片刻就被燒斷。用白金絲作燈絲,效果也不理想。就這樣,愛迪生試驗了1600多種材料。一次次的試驗,一次次的失敗,很多專家都認為電燈的前途黯淡。英國一些著名專家甚至譏諷愛迪生的研究是「毫無意義的」。一些記者也報道:「愛迪生的理想已成泡影。」面對失敗,面對有些人的冷嘲熱諷,愛迪生沒有退卻。他明白,每一次的失敗,意味著又向成功走近了一步。一次,愛迪生的老朋友麥肯基來看望他。愛迪生望著麥肯基說話時一晃一晃的長胡須,突然眼睛一亮,說:「鬍子,先生,我要用您的鬍子。」麥肯基剪下一綹交給愛迪生。愛迪生滿懷信心地挑選了幾根粗鬍子,進行炭化處理,然後裝在燈泡里。可令人遺憾的是,試驗結果也不理想。「那就用我的頭發試試看,沒准還行。」麥肯基說。愛迪生被老朋友的精神深深感動了,但他明白,頭發與胡須性質一樣,於是沒有採納老人的意見。愛迪生走身,准備為這位慈祥的老人送行。他下意思地幫老人拉平身上穿的棉線外套。突然,他又喊道:「棉線,為什麼不試棉線呢?」麥肯基毫不猶豫地解開外套,撕下一片棉線織成的布,遞給愛迪生。愛迪生把棉線放在在U形密閉坩堝里,用高溫處理。愛迪生用鑷子夾住炭化棉線。准備將它裝在燈泡內。可由於炭化棉線又細又脆,加上愛迪生過於緊張,拿鑷子的手微微顫抖,因此棉線被夾斷了。最後,費了九牛二虎之力,愛迪生才把一根炭化棉線裝進了燈泡。此時,夜幕降臨了,愛迪生的助手把燈泡里的空氣抽走,並將燈泡安在燈座上,一切工作就緒,大家靜靜地等待著結果。接通電源,燈泡發出金黃色的光輝,把整個實驗室照得通亮。13個月的艱苦奮斗,試用了6000多種材料,試驗了7000多次,終於有了突破性的進展。但這燈究竟會亮多久呢?1小時,2小時,3小時……這盞電燈足足亮了45小時,燈絲才被燒斷。這是人類第一盞有實用價值的電燈。這一天——1879年10月21日,後來被人們定為電燈發明日。「45小時,還是太短了,必須把它的壽命延長到幾百小時,甚至幾千小時」愛迪生沒有陶醉於成功的喜悅之中,而是給自己提出更高的要求。一天,天氣悶熱,他順手取來桌面上的竹扇面,一邊扇著,一邊考慮著問題。「也許千篇竹絲炭化後效果更好。」愛迪生簡直是見到什麼東西都想試一試。試驗結果表明,用竹絲作燈絲效果很好,燈絲耐用,燈泡可亮1200小時。經過進一步試驗,愛迪生發現用炭化後的日本竹絲作燈絲效果最好。一於是,他開始大批量生產電燈。他把生產的第一批燈泡安裝在「佳內特號」考察船上,以便考察人員有更多的工作時間。此後,電燈開始進行尋常百姓家。後來,人們便一直使用這種用竹絲作燈絲的燈泡。幾十年後,又對它進行了改進,即用鎢絲作燈絲,並在燈泡內充入隋性氣體氮或氬。這樣,燈泡的壽命又延長了許多。我們現在使用的這是這種燈泡
⑨ 電燈泡是怎麼發明出來的
電燈泡(或稱電球),其准確技術名稱為白熾燈,是一種透過通電,利用電阻把幼細絲線(現代通常為鎢絲)加熱至白熾,用來發光的燈。電燈泡外圍由玻璃製造,把燈絲保持在真空,或低壓的惰性氣體之下,作用是防止燈絲在高溫之下氧化。參照白熾燈。 歷史 一般認為電燈是由美國人湯馬士·愛迪生所發明。但倘若認真的考據,另一美國人亨利·戈培爾(Heinrich Göbel)比愛迪生早數十年已發明了相同原理和物料,而且可靠的電燈泡,而在愛迪生之前很多其他人亦對電燈的發明作出了不少貢獻。1801年,英國化學家戴維將鉑絲通電發光。他亦在1810年發明了電燭,利用兩根碳棒之間的電弧照明。1854年亨利·戈培爾使用一根炭化的竹絲,放在真空的玻璃瓶下通電發光。他的發明今天看來是首個有實際效用的白熾燈。他當時試驗的燈泡已可維持400小時,但是並沒有即時申請設計專利。 1850年,英國人約瑟夫·威爾森·斯旺(Joseph Wilson Swan)開始研究電燈。1878年,他以真空下用碳絲通電的燈泡得到英國的專利,並開始在英國建立公司,在各家庭安裝電燈。 1874年,加拿大的兩名電氣技師申請了一項電燈專利。他們在玻璃泡之下充入氮氣,以通電的碳桿發光。但是他們無足夠財力繼續發展這發明,於是在1875年把專利賣給愛迪生。 愛迪生購下專利後,嘗試改良使用的燈絲。1879年他改以碳絲造燈泡,成功維持13個小時。到了1880年,他造出的炭化竹絲燈泡曾成功在實驗室維持1200小時。但是在英國,斯旺控告愛迪生侵犯專利,並且獲得勝訴。愛迪生在英國的電燈公司被迫讓斯旺加入為合夥人。但後來斯旺把他的權益及專利都賣了給愛迪生。在美國,愛迪生的專利亦被挑戰。美國專利局曾判決他的發明已有前科,屬於無效。最後經過多年的官司,愛迪生才取得碳絲白熾燈的專利權。 愛迪生的最大發現是使用鎢代替碳作為燈絲。之後在1906年,通用電器發明一種製造電燈鎢絲的方法。最終廉價製造鎢絲的方法得到解決,鎢絲電燈泡被使用至今。 電燈泡的最大問題是燈絲的升華。因為鎢絲上細微的電阻差別造成溫度不一,在電阻較大的地方,溫度升得較高,鎢絲亦升華得較快,於是造成鎢絲變細,電阻進一步增大的循環;最終令鎢絲燒斷。後來發現以惰性氣體代替真空可以減慢鎢絲的升華。今天多數的電燈泡內都是注入氮、氬或氪氣。 現代的白熾燈一般壽命為1,000小時左右。 效能 大部分白熾燈會把消耗能量中的90%轉化成無用的熱能,只少於10%的能量會成為光。相比之下,螢光燈(Fluorescent lamp,亦稱光管)的效率高很多,接近40%,所產生的熱只是相同亮度的白熾燈的六分一。故此很多地方,特別是夏天需要空氣調節的商場、大樓都會使用螢光燈照明以節省電力。小型的螢光燈(節能燈泡)把螢光燈及啟動電子結合,使用標准電燈泡的介面,用以替代普通白熾燈泡。例如一個26瓦的節能燈泡,發出的亮度為11瓦,熱量為15瓦。發出相同亮度11瓦的白熾燈泡耗電多四倍,達100瓦;放出熱量多六倍,達90瓦。 很多家居內的電燈仍然是以普通白熾燈為主。鹵素燈泡近年亦變得較為流行,特別是光源需要集中的情況,例如家居的射燈,汽車車頭燈,經常會使用鹵素燈泡。良好的鹵素燈泡可以達到15%的效率。例如一個60瓦的鹵素燈泡,亮度可等同一個100瓦的普通燈泡。但是鹵素燈泡體積細小,運作時溫度非常高。在家居應用時需要特別防護,防止引起火災。 至於而戶外的街燈照明,以鈉燈(Sodium vapor lamp)最為常見。低壓鈉燈發出的是單調的橙色光線,但是它的效率卻非常高,比普通電燈泡高出約十五倍。高壓鈉燈色效率稍低,但顏色較為豐富。 最近數年的發展,則以發光二極體(LED)及高強度氣體放電燈(High Intensity Discharge HID)照明開始流行。前者的優點是非常長壽,現已用在交通燈、以及手電筒之上。後者其實是多種技術的統稱(鈉燈亦屬於HID)。很多最新汽車使用的氙氣車頭燈(Xenon HID)、放映機使用的金屬鹵化物燈(Metal Halide),都是屬於HID。