白炽灯泡中蕴含的物理知识

摘 要：正固体被加热到很高的温度时，就会发出耀眼的白光，这种状态被称为白炽状态.利用这一原理制成的光源被称为白炽灯.白炽灯泡是我们每个家庭常用的照明灯具，仔细分析它的构造、原理和使用过程，就不难发现这里面包含着许多的物理知识。

关键词：白炽灯；物理知识

小小的白炽灯泡，现在虽然正在被节能灯、LED灯逐渐取代，但是从制作到工作过程的很多方面都用到了初中物理知识。如果能够详细了解，必定会对学生掌握初中物理知识有很多帮助。白炽灯如图1所示，本文将介绍其相关的物理知识。

一、白炽灯泡能够照明是利用了电流的热效应

白炽灯是根据电流的热效应原理制成的，通过白炽灯泡的电流越大，热效应越大，灯丝会白炽发热发光，能将电能转化为内能和光能，灯泡就越亮。

二、白炽灯组成既有导体也有绝缘体

白炽灯上的灯丝、尾部锡块、金属套或者螺旋套是导体。锡块与金属套之间的松香、玻璃是绝缘体。

三、白炽灯的灯丝应用了金属钨的物质特性

由热辐射理论可知，为了获得高发光效率，等死应选择熔点较高的材质，并需维持在尽可能高的工作温度之下。那什么材料最适于作白炽灯泡的灯丝？白炽灯泡的发明者，伟大的发明家爱迪生曾用不同材料做过一千多次实验，才选到了合适的材料。又经过大量的尝试和努力，才选用了钨。这取决于钨的两方面物质特性。首先，在热学方面，钨的熔点高，在灯丝通电时达到较高温度钨丝也不会熔化；其次，钨丝的电阻率比其它金属大，在一定的电压下，产生的热效应较大，利于自炽发光。

四、用久了的灯泡内壁变黑是由于钨的升华和凝华现象造成的

灯泡使用较长时间以后，内壁变黑，灯丝变细，这两个现象出现的成因是紧密联系的。白炽灯泡工作时温度很高，而钨丝在高温条件下会升华成气体的钨，灯丝升华后会逐步变细，在不工作时，灯泡内温度降低，气体的钨发生凝华现象，凝结在灯泡内壁上，使灯泡内壁变黑。这一样会影响照明效果及灯泡寿命。并且灯丝升华会变细后，电阻就会变大，在实际电压相同的情况下，电灯的实际功率变小，所以就会造成电灯的亮度会降低。

五、灯丝熔断与钨升华及电阻知识有关

在日常生活中当白炽灯用过一段时间后，有时会遇到灯丝熔断的情况。这是因为开灯的瞬间，灯丝的温度低，电阻小，电流大，特别是因为灯丝的升华造成灯丝的粗细不均匀，灯丝细处单位长度的电阻较粗处大，所以，细处产热较多，温度较高，并高于正常工作的温度达到熔点，所以易在细处熔断。

六、白炽灯的灯丝烧断后，重新搭上使用，会比之前的亮度高一些

因为白炽灯的灯丝烧断后重新搭上会使灯丝的长度变短，因此电阻会变小，而电源电压是保持不变的，通过公式：P=U?/R可知，此现象会造成灯泡的实际功率变大，所以灯泡的亮度会增高。

七、晚上用电高峰时，灯泡的亮度与平常不一样

晚上用电高峰时，同时使用的用电器比较多，干路中的电流较大，输电线上分去的电压较多，电灯上的得到的电压较小，电灯的实际功率较小，所以电灯较暗；而在平常或深夜时，同时使用的用电器较少，干路中的电流较小，输电线上分去的电压较少，电灯上得到的电流较大，电灯的实际功率较大，所以灯泡会比较亮。

八、延长灯泡使用寿命与电阻串联分压有关

由于灯丝会熔断等原因，每盏灯泡都会有自己的使用寿命。路灯在夜晚长明不熄，为了节能并延长灯泡使用寿命，在没有声控开关时，电工通常取两盏灯串联造成"串联灯"，或者给灯泡串联一个电阻的方法，这样，由于串联分压低于其额定电压220 V ，每个灯的时间电压都小于额定电压，每个灯的实际功率也小于额定功率，因此灯泡的电流小于其正常工作的电流，热效应变小，灯丝不易熔断，从而延长灯泡使用寿命。

九、白炽灯的安装过程用到了安全用电知识

螺丝口灯泡的灯丝两头各有一根金属导线， 它们分别接在灯泡尾部的中心的金属块和螺旋套上。在接入家庭电路时，螺丝口灯座的螺旋套只准接在零线上，不准接在火线上。因为螺丝口灯座的螺旋套是金属做的，其外表仅有一层电木包着，将螺旋套接到零线上后，假若电木破损，人手无意之中接触了金属螺旋套，也不会发生触电事故。假若螺旋套接火线，遇到上述情况时，就会触电。

由此看来，其实我们的日常生活中充满了科学知识，只要我们有善于观察的眼睛，认真思考相关的知识，努力探索相关的领域，就会有意想不到的收获。

参考文献：

[1]张开福.白炽灯泡的妙用[J].农村电工.1995（05）.

[2]廖琼方.浅谈白炽灯的性能与使用[J].电工技术.1990（01）.

[3]R银山.白炽灯中的物理知识[J].考试：中考版， 2007（12）.