你知道节日彩灯的奥秘吗

在喜庆的日子我们中国的习惯除燃放烟花爆竹外，还在一些醒目的位置布置绚丽的节日彩灯(如图1)以渲染气氛；但是当你看到彩灯一闪一闪的时候，你思考过它其中的一些奥秘吗？

1同样的彩灯，为什么有的灯泡会闪烁而有的不能？

一般的彩灯它其实是由几小串彩灯并联而成.如果我们细心查看，就会发现其中的每一串中有两类灯泡：一类就是彩色的(红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫)、一类是白色的，这种白色灯泡一小串中只有一个.我们观察这两种灯泡结构，就会发现他们构造不同.如图2这是彩色灯泡的结构，它由灯丝、细金属丝、玻璃珠、实心玻璃、导电支架组成；图3是白色灯泡的结构简图，它是由双金属片、灯丝、倒L型引线组成.其实这种白色灯泡在常温下中间竖立的双金属片和旁边的倒L形引线接触在一起(如图3甲所示)，电流通过灯丝时，灯丝发热发光，右侧的双金属片受热膨胀向右弯曲(如图3乙所示)，使电路断开，整串彩灯都不发光；断电后，右侧双金属片受冷收缩后又向左侧弯曲，使电路变成通路，整串彩灯发光，就这样双金属片受热弯曲使彩灯熄灭，受冷后向左侧弯曲使电路接通.如果我们把其中一串中这种白色的灯泡换成图2中的彩色灯泡，我们就会发现该串灯泡不再闪烁，这就是同样的彩灯有的为何闪烁，而有的不闪烁的原因.

2为什么成串的彩灯闪烁时，其中的串与串之间快慢不同？

如图4，这是成串彩灯的电路图.如果A串与B串中的彩灯个数一样，根据Q=U2R·t可知：电路中的热功率一样，因此A串或B串中那个特殊的白色灯泡中双金属片受热或冷却的快慢程度也一样，所以，两串彩灯是同时亮，同时灭.但如果我们在A串中串入的灯泡比B串中的灯泡多，根据

并联电路的特点，结合Q=U2R·t可知，在相等的时间内QARB).因此，由于B串的热功率大，所以，其中的白色灯泡获得的热量也相应大，因此该灯泡中的双金属片膨胀或收缩频率快，因此，B串明显要比A串闪烁的快.

3如果彩灯中其中一个灯泡损坏，而整串彩灯还会亮吗？

彩灯的灯泡之间通过串联而成，而串与串之间是通过并联而组成的，如上图4所示.

因此取走其中一串中的一个彩灯会使电路发生断路，从而导致该串其余彩灯不亮.但是当其中一个小彩灯的灯丝熔断，其余的小彩灯不仅还能继续发光，并且会比原来更亮，这其中的奥妙源自小彩灯的特殊构造.如图2所示:在灯丝导电支架上除了有灯丝和起固定作用的小玻璃珠以外，还绕有几圈细金属丝.灯丝冷时电阻约为几欧姆，比较小；受热时电阻约为十几欧姆，比较大.细金属丝电阻很小大约为1欧姆，在正常(低压)情况下，由于支架表面有一层氧化铜涂层的缘故，它与灯丝支架是不导通的，没有电流流过.若加上较高的电压(如220V)时氧化层就可被击穿，它与灯丝支架间导通.如图4所示，小彩灯通过串联一定数量的小彩灯使单个小彩灯两端所加的电压比它的额定电压稍低，从而保证每个小彩灯都能基本正常发光.当某个小彩灯L(如图4)的灯丝烧毁时，MN间形成断路，220V电压就直接加到细金属丝与灯丝导电支架MN之间，瞬间击穿那段细金属丝的氧化铜涂层，细金属丝与灯丝导电支架导通，此时这个灯只相当于一段导线起到连接作用，这样其他小彩灯就能继续工作，这就是串联的小彩灯为什么其中有的灯丝熔断了而其他的还能继续工作的原因.由于彩灯熔断后击穿金属丝相当于短路，剩余灯泡两端各自分担的电压就变大，所以会比原来更亮.当然烧毁的小彩灯太多时，其余小彩灯也会因为电压过高而全部烧毁.

其实，只要大家勤思考、善观察，我们身边接触的好多现象都可用科学知识来解释.