白炽灯研制遇到了什么挫折?
自从爱迪生开始从事科学发明以来,可以说卓有成效,而立之年的他确实感到欣慰。但有一个问题一直萦绕脑际,迟迟得不到解决,那就是如何使用电力来减轻人的劳动负担。
1878年夏末,爱迪生在门罗公园再次考虑电的潜在用途。早在1877年秋,他曾做过几次白炽灯的实验,但是由于那时许多人都在这一领域里进行探索,爱迪生就放弃了这方面的研究。当然留声机的发明也是他离开白炽灯研究的原因之一。
在爱迪生探索电灯的时期,社会的照明问题基本上是靠煤气灯来解决。然而煤气灯有其本身固有的缺点,如亮度不够,易泄漏,供应系统不畅通等等。后来有人研制了电弧灯,试图替代煤气灯,但经过实验发现它不能被普遍采用,其原因一是它的光芒刺眼;二是炭极之间的距离必须不断加以调整;三是炭极打火之后要冒出呛人的气味和黑烟。这就决定了它不能用于室内照明。但是尽管电弧灯有这些缺点,自从19世纪50年代以来,有些国家还是做了有限采用,如做航标灯,或者街道照明等。
试图打破煤气垄断照明的人,为数甚众。但是,他们全都面临着如何弥补理论与实践之间的巨大差距问题。从理论上讲,制造电灯只需要一根细灯丝,可以用炭制,也可以用其他材料。只要将灯丝封在玻璃容器内,抽掉空气,即可通过电流让灯丝发出白炽光。然而,实践起来却没有那么容易,既要找到一种不易烧断的制造灯丝的材料,又要保证玻璃容器是个良好的真空。即使明确了这些必要条件,在实验室的优越设备中也很难造出理想的电灯。更何况实行商业化大规模生产,还有许多其他问题亟待解决。
1878年秋,爱迪生在进行第一组试验时,着重测试了50多种不同原料经过制丝、炭化处理后在真空中发光的情况,最终得出结论,电灯问题的解决,只有一种方法,那就是灯丝的电阻要高,散热要慢。
之后,爱迪生又做出了很大努力,但炭丝试验并没有成功的迹象,于是他转向铂和类似铂的金属,因为这些材料符合电阻高、散热慢的要求。
经过无数次试验,铂做灯丝似乎是其他金属灯丝中最理想的一种。于是10月初,爱迪生便提出了一份关于铂丝“电灯”的专利申请。
第一份白炽灯专利提出以后,爱迪生便嗅到了胜利的气息。但他十分清楚面前还有许多困难,因此他开始加倍努力。他意识到自己的数学基础是不够的,若要成功地设计出白炽灯,使它成为照明系统中的关键部位,就必须进行一系列复杂的计算。因此,在年底以前,他雇用了两位数学家,经过他们严格的计算,证明了爱迪生直觉的正确:电灯必须具有100欧姆以上的电阻,才可能成为煤气灯的对手。
一两年之后,爱迪生已在白炽灯制造方面取得了初步成就。1879年秋,爱迪生得到了一种新型的斯普林格气泵,这种气泵可使他创造十万分之一大气压的真空。由于真空条件的改善,爱迪生本能地又把炭丝作为灯丝材料来做实验了。爱迪生从一开始就认为炭丝是最理想的灯丝材料,他放弃这种材料,只是因为以前的真空度不够,炭丝熔化过速。
从10月16日开始,经过5天的探索,出现了最终的突破。这次爱迪生使用的是棉线,他把棉线装入镍板上刻出的U型槽中,进行几个小时的炭化处理。他与助手巴切勒已连续在实验室工作了好几天,因为炭化后的炭丝又细又脆,在把它装入灯泡之前,曾不慎折断过两次。他们在第三次终于将炭丝装入了灯泡,然后抽去灯泡中的气体,将它封好,通入电流,盼望已久的情景出现了!
爱迪生加大了电流,灯泡仍然工作,第一只灯泡连续燃烧了几个小时,第二只灯泡燃烧了40个小时,又连续试验了两天,爱迪生知道已渡过难关。他说:“我认为我们发现了制造它的方法。如果它现在能坚持40个小时,再过些日子我就能让它持续100个小时。”
不出两周,爱迪生提出了炭丝电灯的专利申请。在其后的几个星期,门罗公园便投入了制造灯泡的工作。由于爱迪生还在继续他的试验——不断改变灯泡的尺寸和形状,变换引入灯丝和密封灯泡的方法,因此当时制造的灯泡并不是个个都一样。另外爱迪生的同事又仿照这些灯泡制造出许多复制品,一些悬挂在实验室,一些送入爱迪生的家、巴切勒先生的家及当地廉价旅馆中。然后竖起电线杆,将这些电灯与实验室的发电机相连。还有一些灯泡,被悬于街道上空。夜色降临后,只只电灯都发出明亮的光辉,四周乡下的人们,凡是能步行或骑马到这里来的,都前来欣赏这一新奇的景象。
爱迪生很善于为他的活动作宣传,这不仅是良好的商业家的本能,也是一种发自内心的热忱所致。当全美各大报纸对电灯的发明做了大量报道之后,爱迪生马上抓住时机,宣布圣诞节一过实验室将公开开放。于是,宾夕法尼亚铁路便在门罗公园设置了专线,不出数日,爱迪生的眼前就出现了非凡的景象。
由于来客络绎不绝,一个容纳二三十位技工工作的实验室已经停工一个星期了。这些参观者从四面八方赶来,使这个方圆数英里的小镇停满了形形色色的车辆,数以千计的男女老幼涌向这里。与此同时,火车上又走下银行家、掮客、资本家、观光者,以及急于要做生意的有关方面代理人。
还有许多参观者争先恐后地嚷着要和这位伟大的人物说句话。有些参观者则不顾“警告牌”上的劝阻,竟擅自摆弄起机器来,其中有台昂贵的气泵与其他一些设备就是在这种混乱中被搞坏了。到1月3日,已有13只灯泡丢失,于是爱迪生不得不宣布,从此以后,参观者没有获得特许不准进入实验室。
如果将这些枝节问题排除在外,门罗公园的大展可以说取得了一般展览无法取得的效果。它向人们证明,白炽灯的确可行,由它所引发的一场室内革命将不可避免,煤气灯和电弧灯照明的时代即将结束。夜晚,从此将变得绚丽多彩。
谁发明了耐用的白炽灯泡
价格相差不大。
1、制造工艺:LED灯的制造工艺比白炽灯更加复杂,需要使用更多的设备和材料,因此生产成本相对较高。
2、材料成本:LED灯的核心部件是LED芯片,其价格相对较高,而白炽灯的核心部件是灯丝,其价格相对较低。
3、能效比:LED灯的能效比白炽灯更高,可以节省更多的能源和电费,因此在长期使用中可以获得更多的节能效益,从而降低总体成本。
爱迪生。1879年10月21日,电灯研制成功,爱迪生为此试用了接近1600种材料进行试验,连续用了45个小时之后这盏电灯的灯丝才被烧断,这是人类第一盏有广泛实用价值的电灯,这种电灯有“高阻力白炽灯”、“碳化棉丝灯”多种名称,用碳化棉丝制成。
爱迪生。1879年10月21日,电灯研制成功,爱迪生为此试用了接近1600种材料进行试验,连续用了45个小时之后这盏电灯的灯丝才被烧断,这是人类第一盏有广泛实用价值的电灯,这种电灯有“高阻力白炽灯”、“碳化棉丝灯”多种名称,用碳化棉丝制成。
托马斯-阿尔瓦 爱迪生,出生于美国俄亥俄州,美国发明家、企业家,拥有众多重要的发明专利,有“门洛帕克的奇才”之称,是人类历史上第一个利用大量生产原则和电气工程研究的实验室来进行从事发明专利而对世界产生深远影响的人。1880年,爱迪生派遣助手和专家们在世界各地寻找适用的竹子,有六千种左右,其中日本竹子所制碳丝最为实用,可持续点亮一千多个小时,达到了耐用的目的,这种灯称之为“碳化竹丝灯”。1881年,在巴黎世博会上,爱迪生展出一台重27吨、可供1200只电灯照明的发电设备。1883年,爱迪生在一次电灯试验中观察到在灯泡内另行封入一根铜线,认为可以阻止碳丝蒸发,延长灯泡寿命,经过反复试验,碳丝虽然蒸发如故,但他却从这次失败中发现碳丝加热后,铜线上竟有微弱的电流通过,后来这种现象被称之为“爱迪生效应”,1904年英国物理学家弗莱明根据“爱迪生效应”发明了电子管。
本文由用户上传,如有侵权请联系删除!转转请注明出处:https://nongye.s666.cn/bk/6_6572062079.html