什么是白熾燈

　　白熾燈又叫做電燈泡，它的工作原理是電流通過燈絲（鎢絲，熔點達3000多攝氏度）時產生熱量，螺旋狀的燈絲不斷將熱量聚集，使得燈絲的溫度達2000攝氏度以上，燈絲在處于白熾狀態時，就象燒紅了的鐵能發光一樣而發出光來。燈絲的溫度越高，發出的光就越亮。故稱之為白熾燈。白熾燈發光時，大量的電能將轉化為熱能，只有極少一部分（可能不到1%，沒計算過）可以轉化為有用的光能。

　　白熾燈發出的光是全色光，但各種色光的成份比例是由發光物質（鎢）以及溫度決定的。比例不平衡就導致了光的顏色的偏色，所以在白熾燈下物體的顏色不夠真實。

　　白熾燈的壽命跟燈絲的溫度有關，因為溫度越高，燈絲就越容易升華。日光燈兩端發黑過程是：鎢絲的升華直接變成鎢氣，這些鎢氣體遇到溫度較低的燈管壁又凝華在燈管壁上而發黑的，當鎢絲升華到比較細瘦時，通電后就很容易燒斷，從而結束了燈的壽命。所以白熾燈的功率越大。

　　白熾燈是誰發明的？

　　白熾燈是將燈絲通電加熱到白熾狀態，利用熱輻射發出可見光的電光源。于1879年由美國發明家托馬斯·阿爾瓦·愛迪生發明。托馬斯·阿爾瓦·愛迪生（ThomasAlvaEdison，1847年2月11日—1931年10月18日），出生于美國俄亥俄州米蘭鎮，逝世于美國新澤西州西奧蘭治。發明家、企業家。

　　愛迪生是人類歷史上第一個利用大量生產原則和電氣工程研究的實驗室來進行從事發明專利而對世界產生重大深遠影響的人。他發明的留聲機、電影攝影機、電燈對世界有極大影響。他一生的發明共有兩千多項，擁有專利一千多項。

　　白熾燈的發明歷史

　　人類使用白熾燈泡已有130多年的歷史了。早在愛迪生之前，英國電技工程師斯旺（j.Swan）從19世紀40年代末即開始進行電燈的研究。經過近30年的努力，斯旺最終找到了適于做燈絲的碳絲。

　　白熾燈的發明，美國通常歸功于愛迪生，英國則歸功于斯旺。兩位發明家的競爭十分激烈，專利糾紛幾乎不可避免，后來，兩人達成協議，合資組建了愛迪生──斯旺電燈公司，在英國生產白熾燈。

　　1845年，辛辛那提的斯塔爾提出可以在真空泡內使用碳絲。英國的斯旺按照這種思路，用一條條碳化紙作燈絲，企圖使電流通過它來發光，但是，因當時抽真空的技術還很差，燈泡中的殘余空氣，使得燈絲很快燒斷。因此，這種燈的壽命相當短，僅有一兩個小時，不具有實用價值。

　　1878年，真空泵的出現，使斯旺有條件再度開展對白熾燈的研究。

　　1878年12月18日，斯旺試制成功了第一只白熾電泡。此后不久，他還在紐卡斯爾化學協會上展示過他的碳絲燈泡。而當他的有關白熾電燈的實驗報道在美國發表之后，也曾給愛迪生以直接的幫助。1879年1月，他發明的白熾燈當眾試驗成功，并獲得好評。

　　1879年，愛迪生也開始投入對電燈的研究，他認為，延長白熾燈壽命的關鍵是提高燈泡的真空度和采用耗電少，發光強、且價格便宜耐熱材料作燈絲，愛迪生先后試用了1600多種耐熱材料，結果都不理想。

　　1879年10月21日的傍晚，美國的T.A.愛迪生制成了碳化纖維（即碳絲）白熾燈，率先將電光源送入家庭。愛迪生采用碳化棉線作燈絲，把它放入玻璃球內，再啟動氣機將球內抽成真空。結果，碳化棉燈絲發出的光明亮而穩定，足足亮了10多個小時（45個小時）。就這樣，碳化棉絲白熾燈誕生了，愛迪生為此獲得了專利。

　　之后愛迪生還一直致力于白熾燈的改進，為了提高燈泡的質量，延長燈泡的壽命，愛迪生想盡一切辦法尋找適合制燈絲的材料。在愛迪生研制白熾燈泡燈絲材料的過程中，曾試驗過棉線、木材的細條、稻草、紗紙、線、馬尼拉麻繩、馬鬃、釣魚線、麻栗、硬橡皮、栓木、藤條、玉蜀黍纖維，甚至人的胡須、頭發。

　　1880年，愛迪生又研制出碳化竹絲燈，使燈絲壽命大大提高，同年十月，愛迪生在新澤西州自行設廠，開始進行批量生產，這是世界最早的商品化白熾燈。

　　1880年，斯旺在發明白熾電燈后申請了專利。

　　1880年5月初，愛迪生試驗過的植物纖維材料共約6000種。在很長的一段時間里，愛迪生派遣了很多人前往世界各地尋找適合于制作燈絲的竹子。直至1908年的9年間，日本竹一直是供應碳絲的主要原料。

　　1881年，白織燈正式投產。而在燈泡投產之后，他未能像愛迪生那樣建立相應的發電站和輸電網。這樣就使得愛迪生后來居上，成了人們公認的白熾電燈的發明家。英國的斯旺也于1881年在新堡郊外本威爾設廠。

　　十九世紀后半葉，人們開始試制用電流加熱真空中燈絲的白熾電燈泡。

　　1907年，A.賈斯脫發明拉制鎢絲，制成鎢絲白熾燈。

　　1908年，現代的鎢絲白熾燈由美國發明家庫利奇試制成功。發光體是用金屬鎢拉制的燈絲，這種材料最可貴的特點是其熔點很高，即在高溫下仍能保持固態。

　　1913年，美國的I.朗繆爾發明螺旋鎢絲，并在玻殼內充入氮，以抑制鎢絲的揮發。這是繼燈絲由炭絲改鎢絲后白熾燈的又一重要革新。直到目前為止，充氣仍然是抑制鎢絲蒸發的基本措施。

　　1912年，日本的三浦順一為使燈絲和氣體的接觸面盡量減小，將鎢絲從單螺旋發展成雙螺旋，發光效率有很大提高。1915年發展到充入氬氮混合氣。

　　1935年，法國的A.克洛德在燈泡內充入氪氣、氙氣，進一步提高了發光效率。

　　1959年，美國在白熾燈的基礎上發展了體積和光衰極小的鹵鎢燈。白熾燈的發展史是提高燈泡發光效率的歷史。白熾燈生產的效率也提高得很快。

　　1978年10月，英國舉行電燈發明百周年紀念，而美國則于一年后的11月舉行。

　　20世紀80年代，普通白熾燈高速生產線的產量已達8000只/小時，并已采用計算機進行質量控制。

　　2010年，澳大利亞政府推出了一項逐步采用節能熒光照明設備，以減少溫室氣體排放的計劃，將禁止使用白熾燈泡。

　　白熾燈的發展現狀與前景預測

　　各國陸續禁用白熾燈

　　當白熾燈接入電路中，電流流過燈絲的熱效應，使白熾燈發出連續的可見光和紅外線。由于工作時燈絲溫度很高，大概只有10%的電能被轉化成為了光能，大部分的能量以紅外輻射的形式浪費掉了，電力消耗造成大量的二氧化碳等溫室氣體排放。同時，由于燈絲溫度很高，蒸發也很快，所以壽命大大的縮短了，大約只有2200小時左右。

　　為提倡減排溫室氣體，緩解全球變暖進程，各國陸續禁止生產、使用白熾燈。早在2007年，澳大利亞就首先出臺了禁止使用白熾燈的法規，隨后加拿大也宣布從2012年開始禁止銷售白熾燈，歐盟也于2009年3月通過了有關淘汰白熾燈的法規。

　　我國是照明產品的生產和消費大國，據測算，中國照明用電約占全社會用電量的12%左右，因此采用高效照明產品替代白熾燈，節能減排潛力巨大。2011年，國家發改委、商務部、海關總署、國家工商總局、國家質檢總局近日聯合印發《關于逐步禁止進口和銷售普通照明白熾燈的公告》（以下簡稱《公告》），決定按功率大小分階段逐步禁止進口和銷售普通照明白熾燈，計劃到2016年10月1日禁止進口和銷售15瓦及以上普通照明白熾燈。如今《公告》時限將到，我國節能燈普及率仍然偏低，尤其是在農村地區，使用白熾燈的比例更大。

　　節能燈省電省錢

　　國家發改委能源研究所研究員姜克雋告訴筆者，在達到同樣照明效果的前提下，節能燈耗電量為普通白熾燈的1/5，壽命卻為其6倍，合格的節能燈使用壽命一般在6000小時以上。舉個簡單的例子，一只13瓦的節能燈，光效相當于60瓦的白熾燈，所以節能燈可以節省75%電量。一項由美國能源部和環保署共同設立，主要針對消費性電子產品的能源節約計劃“能源之星”的報告稱，如果所有的美國家庭將一只白熾燈更換成節能燈，其一年所節約的電量就夠300萬家庭使用，所減少的碳排放相當于80萬輛汽車的排放量。

　　相較于白熾燈，節能燈的價格稍高一些。因此有些人會有疑問：總的算下來節能燈真省錢嗎？我們不妨來算一筆賬：假設買一個100瓦的白熾燈泡，一天用8小時，一年就是292度電，按電費5角一度來算，一年電費就是146元。如果用節能燈，達到同樣的亮度只需20瓦，同樣如果一天用8小時，一年只需58.4度電，電費只要29.2元。每年節省下來的電費要遠遠高于燈的價格差，再加上節能燈壽命更長，長期來看，節能燈肯定更省錢。

　　廢舊節能燈成難題

　　大力推廣節能燈，節約資源、緩解環境壓力，讓不少人拍手叫好。然而，與國外“政府積極制定政策指導回收與處理，民眾形成習慣并積極參與回收”的情況不同，我國對節能燈回收的工作還處于起步階段，普通百姓對于廢舊節能燈的環境危害也知之甚少。

　　節能燈中含有汞，對此網絡上有一些質疑聲，認為節能燈可能會對身體健康有害，有網友甚至說：“摔碎節能燈產生的汞蒸氣可以毒死人！”事實上，節能燈只是含有微量的汞，國家規定每只節能燈中注入的汞不超過5毫克，國家招標采購的每只節能燈汞含量不超過1毫克，而一根家用溫度計的汞含量就可以達到節能燈的100~600倍。在使用過程中，一般不會危害人體健康。

　　我們真正應該關注的問題是，大量破碎的節能燈隨著生活垃圾被填埋或暴露在空氣中，危害環境。廢舊的節能燈破碎、焚燒后會產生原子態汞蒸氣進入大氣，然后沉降進入土壤或河流，與微生物作用成為有機汞化合物（如甲基汞），能溶解在脂肪中，容易被腸、肺、皮膚吸收，滲入血液，并累積在人體的腎、腦等器官中，導致慢性中毒。但是，節能燈的存在和使用都很分散，只要在回收過程中注意方法，就不會出現問題。日本回收節能燈的程序就很嚴格，以東京為例，政府要求將節能燈放入塑料垃圾袋，并在袋子上面寫“有害性垃圾”，禁止與資源性垃圾混在一起。姜克雋表示，希望相關部門盡快出臺相關政策，小區、超市中也可以設立廢舊節能燈回收箱，還可以通過“以舊換新”或贈送小禮物的方式鼓勵市民盡快養成回收意識。

　　LED燈引領節能新趨勢、白熾燈退出市場

　　為解決電光源對環境的污染問題，科學家們一直在積極研制開發無汞燈。LED是20世紀中期發展起來的新技術，用LED燈作為替代光源成了照明行業的發展方向。LED節能燈是用高亮度白色發光二極管發光源，光效高、耗電少，可把90%的電能轉化為可見光，消耗的能源僅是節能燈的25%;不含汞等可能危害健康的物質，廢棄物可回收，沒有污染;LED燈體積小、重量輕，可承受高強度機械沖擊和震動，不易破碎，平均壽命達10萬小時，使用壽命可達5～10年。降低單位使用成本的同時，也可節約大量能源，這對能源十分緊張的中國來說，無疑具有十分重要的意義。

　　我國計劃年從生產端開始，徹底淘汰白熾燈。現在，LED燈的價格已經近乎白熾燈，LED燈只需要四五塊錢，而白熾燈也達到了三塊錢，價錢的差別只需要兩度電便能彌補，低價格很可能“催熟”智能照明市場。