真空燈泡與充氣燈泡的比較 - 燈泡內(nèi)的氣體作用

關(guān)于真空燈泡與充氣燈泡的比較

白熾燈泡在制造上分為真空白熾燈泡和充氣白熾燈泡。因?yàn)闇囟雀叩臒艚z在空氣中很快就會(huì)和氧氣、水蒸氣等活潑性氣體發(fā)生氧化作用而燒斷，所以要用玻殼使燈絲與空氣、水蒸氣等有害氣體隔絕，還要將玻殼中的氣體排掉。這樣制成的燈泡稱為真空白熾燈泡。

真空白熾燈泡的燈絲，除了在燈絲兩端有少量熱導(dǎo)能量損失（由燈絲支架引起的）之外，供給燈絲的電能全部以熱輻射能的形式發(fā)射出來(lái)。燈絲溫度越高，發(fā)光效率也越高。隨著燈絲溫度的增高，燈絲的鎢蒸發(fā)越快。鎢在真空玻殼內(nèi)蒸發(fā)出來(lái)的鎢原子，幾乎不和任何粒子相碰撞，直接飛到玻殼內(nèi)壁上，于是影響玻殼發(fā)黑，燈絲變細(xì)，光通量下降，壽命縮短。為了減少鎢的蒸發(fā)，燈泡充入某種氣體而制成充氣白熾燈泡。

一般充入與燈絲不起氧化作用的氮?dú)夂投栊詺怏w。燈泡內(nèi)充入氣體后，蒸發(fā)出來(lái)的鎢原予，在玻殼內(nèi)會(huì)與氣體分予發(fā)生頻繁的碰撞，其中一部分鎢原子就會(huì)因碰撞而受阻或反射回到燈絲表面，這就抑制了鎢的蒸發(fā)速率。抑制作用的大小與充入氣體的種類和壓力有關(guān)。充入氣體的分子量越大，抑制作用越大，充入氣體的壓力越大，氣體分子半徑越大，抑射作用也越大。燈泡充入氣體后，雖然對(duì)鎢的蒸發(fā)有所抑制，但所充氣體通過(guò)熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流，將燈絲的熱能傳遞給玻殼，這會(huì)損失部分燈絲功率。燈絲的熱損失會(huì)使光效下降。所充氣體引起的熱損失與充氣壓力和燈絲結(jié)構(gòu)有關(guān)。充入的氣體不同，熱傳導(dǎo)損失也不同。由于將燈絲繞制成螺旋形，減少了燈絲支架，又充入熱傳導(dǎo)系數(shù)小的氬氮或氪氦混合氣體，從而減少了氣體的熱傳導(dǎo)損失。因而充氣燈泡能夠在燈絲溫度增高時(shí)，相應(yīng)地增加光效。

一般充氣白熾燈泡的燈絲工作溫度比真空白熾燈泡的燈絲工作溫度約提高300K，光效約增加6bn/w，壽命并不減少。但一般小功率的白熾燈（15N25W），因燈絲較長(zhǎng)，均可制成真空燈泡。4 0W的白熾燈可制成真空燈泡，也可制成充氣燈泡。功率大于60W的白熾燈，一般都制成充氣燈泡。