簡介
白熾燈為提高白熾燈的發光效率，白熾燈的燈絲大都做成雙螺鏇型並充有氬氮混合氣，大功率的白熾燈還充有氪氣、氙氣等惰性氣體，以進一步提高白熾燈的發光效率或延長白熾燈的壽命。
歷史
19世紀後半葉，人們開始試製用電流加熱真空中燈絲的白熾電燈泡。
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，斯旺最終找到了適於做燈絲的碳絲。1878年12月18日，斯旺試製成功了第一隻白熾電泡。 1879年，美國的托馬斯·愛迪生製成了碳化纖維（即碳絲）白熾燈，率先將電光源送入家庭。
1907年，A·賈斯脫髮明拉制鎢絲，製成鎢絲白熾燈。隨後不久，美國的朗繆爾發明螺鏇鎢絲，並在玻殼內充入惰性氣體氮，以抑制鎢絲的蒸發；1915年發展到充入氬氮混合氣。1912年，日本的三浦順一為使燈絲和氣體的接觸面儘量減小，將鎢絲從單螺鏇發展成雙螺鏇，發光效率有很大提高。1935年，法國的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。
分類
白熾燈按用途可分為普通照明燈泡和專用照明燈泡。
普通照明燈泡
普通照明燈泡按其結構和外形又可分為無色（透明）燈泡、白色燈泡、乳白色燈泡、磨砂燈泡、彩色燈泡、單螺鏇燈泡、雙螺鏇燈泡、球形燈泡、蘑菇形燈泡、搖曵形燈泡、反射型燈泡、螺口燈泡（燈頭型號為E14、E27）、卡口（插口）燈泡（燈頭型號為B14、B22）等等。
專用照明燈泡
專用照明燈泡有裝飾燈泡、局部照明燈泡、道路機車燈泡、軍用燈泡、照相攝相燈泡、紅外線燈泡、無影燈泡、儀器燈泡、水下燈泡、指示燈泡、礦用燈泡、船用燈泡、飛機用燈泡、聚光燈泡、放映燈泡、勵光燈泡、印刷燈泡、防爆燈泡、小型燈泡、超小型燈泡（微型燈泡、米泡）等等。光電參數和外形尺寸極其繁多。
結構
不同用途和要求的白熾燈，其結構和部件不盡相同。
白熾燈普通白熾燈泡（見圖）的主要部件是玻殼和燈絲。
玻殼
一般用透明玻璃製成。為避免燈絲眩光，對玻殼可進行內塗覆或磨砂處理，以形成光的漫反射。透明玻璃燈泡的數量則已逐漸減少。為加強某一方向的發光強度，還在玻殼上蒸塗鋁反射層。一些特殊用途的燈泡採用彩色玻璃。
燈絲
又稱白熾體。是燈泡的發光體，常用鎢製成單螺鏇絲或雙螺鏇絲。鎢絲由芯柱上的鉬絲支架支撐，兩端與導絲連線。為安全起見，高電壓充氣白熾燈外導絲還接有保險絲。為提高燈絲的發光效率，燈泡內的空氣通過芯柱內的排氣管抽出，或是抽真空後再充進需要的惰性氣體。
燈絲有如下基本要求：
①熔點溫度高。燈絲的熔點溫度高則燈泡的放光效率也高。
②蒸發速率小。一般燈絲的壽命隨蒸發速率減小而延長。此外，蒸發還會引起玻殼內部污染而吸收可見光，減少光通量。
③輻射選擇性好。燈絲應能使大部分能量在可見光區域內輻射。
④機械加工性能好。燈絲材料用機械方法拉製成合格的細絲並能繞製成螺鏇狀。
⑤在高溫下能充分定型。螺鏇燈絲在高溫工作時由於本身重量出現下垂變形，會造成燈絲各段的溫度不勻，影響壽命。應儘量避免這種變形。
⑥有較大的電阻率。
鎢的上述性能較其他材料的好，因此在白熾燈中已普遍採用。鎢的熔點為3680±20K，此時發光效率可達52lm/W。白熾燈中鎢絲的實際工作溫度為2800～3000K。為了提高鎢絲的堅韌性，防止在高溫時變形，通常在鎢絲中加入微量氧化物，如氧化矽、氧化鋁、氧化鉀等。
燈絲
同炭絲一樣，白熾燈里的鎢絲也害怕空氣。如果玻殼裡充滿空氣，那么通電以後，鎢絲溫度升高到2000℃以上，空氣就會對它毫不留情地發動襲擊，使它很快被燒斷，同時生成一種黃白色的三氧化鎢，附著在玻殼內壁和燈內部件上。
要是玻殼裡殘留的空氣比較少，那么上面講的過程就會進行得慢一些，鎢跟空氣中的氧化合生成一薄層藍色的三氧化二鎢和氧化鎢的混合物。
這些都是空氣玩的把戲——空氣里的氧氣使高溫的鎢絲氧化了。
所以鎢絲燈泡要抽成真空，把空氣統統清除出去。
有時怕抽氣機抽不乾淨，還要在燈泡的感柱上塗一點紅磷。紅磷受熱會變成白磷，白磷很容易同氧氣反應，生成固態的五氧化二磷，把氧氣“吃掉”，這樣，玻殼裡殘留的氧氣也被消除了。
但是，這樣做還沒有解決全部問題。白熾燈用久了玻殼會變黑，再過一段時間會燒斷，你知道這是為什麼?
確實，鎢絲比起炭絲來，在真空里的蒸發速度要慢得多。但是，當白熾燈點亮溫度升得很高的時候，鎢的蒸發仍然十分嚴重。
長時間的高溫使鎢絲表面的鎢原子像水蒸汽一樣不斷地蒸發擴散，然後一層又一層地沉積到玻殼的內表面上，使玻殼慢慢黑化，越來越不透明。
鎢的蒸發也使鎢絲越來越細，最後燒斷。燈絲工作溫度越高鎢的蒸發越快，白熾燈的使用壽命就越短。
燈頭
是連線燈座和接通電源的金屬件，用焊泥把它同玻殼粘結在一起。
感柱
一個喇叭形的玻璃零件就是感柱，它連著玻殼，起著固定金屬部件的作用。其中的排氣管用來把玻殼裡的空氣抽走，然後將下端燒焊密封，燈就不漏氣了。
白熾燈的光電參數
通常製造廠給出一些參數(說明光源的特性)以便用戶選用光源。說明白熾燈光源特性的主要參數如下：1.額定電壓
燈泡的設計電壓稱為額定電壓。光源(燈泡)只能在額定電壓下工作才能獲得各種規定的特性。如果低於額定電壓使用，光源的壽命雖然可以延長，但發光強度不足，發光效率降低。如果在高於額定電壓下工作，發光強度變強，但壽命縮短，故要求電源電壓能達到規定值。
白熾燈照明
白熾燈照明
2.功率
燈的額定功率是指燈泡(管)的設計功率值，單位為W(給定某種氣體放電燈的額定功率與其鎮流器損耗功率之和稱為燈的全功率)。
3.額定光通量
在額定電壓下工作，燈泡輻射出的是額定光通量，一般是指點燃100h後的燈泡的初始光通量，以lm為單位。對於某些燈泡，例如反射型燈泡還應規定在一定方向的發光強度。
由於燈絲形狀的變化、真空度(或充氣純度)的下降、鎢絲蒸發粘附在燈泡內壁等因素，白熾燈在使用過程中光通量會衰減。充氣白熾燈內氣體的對流使蒸發的鎢不像真空白熾燈那樣均勻散布在玻殼內部，而集中在燈頭上方(指燈頭在上的安裝方式)，光通衰減情況較好。
燈在給定點燃時間後的光通量與其初始光通量之比，稱為光通量維持率，通常用百分比表示。
4.發光效率
燈泡的發光效率是指燈泡消耗單位電功率所發出的光通量(簡稱光效)，以lm/W為單位。
5.壽命
燈泡的壽命一般有兩種意義：(1)全壽命：指燈泡從開始使用到點燃失效，或者根據某種規定標準點到不能再使用的狀態的累計時間;(2)在規定條件下，同批壽命試驗燈所測得壽命的算術平均值稱為平均壽命。產品樣本上列出的光源壽命一般指平均壽命。白熾燈的平均壽命為1000h。
白熾燈的壽命受電源電壓的影響，電源電壓升高，燈泡壽命將大大降低。燈絲在工作過程中各處變細的速度不同(由於材料或製造方面的原因)，在局部地方蒸發加速，該處的溫度也就加速提高，甚至蒸發迅速而最終燒斷。燈絲溫度的變化使得燈的壽命和光效都會產生變化，同一個燈泡光效越高壽命就越短。
6.光譜能量(功率)分布
白熾燈是熱輻射光源，具有連續的光譜能量(功率)分布。
7.色溫、顯色指數
白熾燈是低色溫光源，一般為2400～2900K，顯色性很好，顯色指數99～100。
白熾燈當電源電壓變化時，除壽命有很大變化外，光通、光效、功率等也都有很大變化。
設計
燈泡的設計主要有3種方法：
①設計新燈泡時，使用建立在白熾燈內部能量平衡上的統一公式。
②修正燈泡參數時，使用外推公式。
③在實際生產中，常使用經驗公式。
設計燈泡時，應保證其能承受比額定值高15％的瞬時電壓而不致燒毀；在額定電壓下燃點時，其平均壽命不低於1000小時；壽終時，個別燈泡的光通不應低於初始光通的72％。
用途
白熾燈的光效雖低，但光色和集光性能好，易於大量生產、成本低、使用方便。因此，它始終是產量最大、套用最廣泛的電光源。除作普通照明燈外，還可作航空、車輛、船舶用燈，醫療衛生、儀器、信號指示燈，舞台、放映、照相用燈，紅外線加熱，礦用、農用、集魚和測游標準燈等。車輛用燈中汽車和拖拉機燈泡用得最多，有的是雙絲燈泡（遠光、近光），也有與反光罩整體結合的，電源電壓一般有6V和12V兩種，光強從3燭光到50燭光。
逐步淘汰
中國
2011年11月4日，國家發展和改革委員會等部門公布“按功率大小逐步淘汰白熾燈路線圖”，並決定自2012年10月1日起禁止進口和銷售100瓦以上普通照明白熾燈。
白熾燈退出歷史舞台發改委規定的淘汰白熾燈五個階段分別為：
1、2011年11月1日-2012年9月30日，企業在過渡期做好準備工作；
2、2012年10月1日起，禁止進口和銷售100瓦及以上普通照明白熾燈；
3、2014年10月1日起,禁止進口和銷售60瓦及以上普通照明白熾燈；
4、2015年10月1日-2016年9月30日中期評估；
5、2016年10月1日起，禁止進口和銷售15瓦及以上普通照明白熾燈，或視中期評估結果進行調整 。
通過實施路線圖，將有力促進中國照明電器行業健康發展，取得良好的節能減排效果，預計可新增照明電器行業產值約80億元(人民幣)、新增就業崗位約1.5萬個，形成年節電480億千瓦時、年減少二氧化碳排放4800萬噸的能力。
缺陷介紹
緊湊型螢光燈售價約是白熾燈泡的10倍，但壽命是後者的6倍，而且同等亮度的產品，螢光燈耗電量不足白熾燈泡的四分之一。隨著新產品的不斷出現，新型光源也不斷誕生，譬如LED發光二極體，是一種半導體固體發光器件，被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節能、環保、壽命長、體積小等特點，使用壽命可達6萬到10萬小時，比傳統光源壽命長10倍以上；電光功率轉換可超過10%，相同照明效果比傳統光源節能80%以上。人類使用白熾燈泡已有128年的歷史了。提起白熾燈泡，人們必然會聯想起愛迪生。實際上早在愛迪生之前，英國電技工程師斯旺(j.Swan)從40年代末即開始進行電燈的研究。經過近30年的努力，斯旺最終找到了適於做燈絲的碳絲。[1]
優點介紹
光源小、便宜。具有種類極多的燈罩形式，並配有輕便燈架、頂棚和牆上的安裝用具和隱蔽裝置。
通用性大，彩色品種多。
具有定向、散射、漫射等多種形式。
能用於加強物體立體感。
白熾燈的色光最接近於太陽光色。
日本
2007年，日本經濟產業省決定製訂燈泡節能新標準，以推動目前占照明市場份額30％的白熾燈逐漸走到幕後，由節能螢光燈控制市場，從而達到節約能源並且減排二氧化碳的目的。新標準將參照節能螢光燈的標準制訂，而白熾燈達到這一標準十分困難，因為要達到相同亮度，白熾燈的耗電量是節能螢光燈的數倍。新標準推出後，白熾燈的市場份額劇減。
2012年6月，日本環境部門下令，要各電器商停止售賣白熾燈泡，以便消費者改用節能的LED燈泡。對於當局的LED燈泡政策，日本主要電器商都抱支持態度。松下電器表示，年內全盤停止生產白熾燈泡。其他廠商如東芝、三菱，已在2011年停止生產。
歐洲政策
2007年3月，27個歐盟國通過了有關新能源及減排的計畫，其中包括淘汰舊式白熾燈泡，製造商將在2015年內轉為生產高效鹵鎢燈泡、緊湊型螢光燈及高效白熾燈泡。歐洲傳統白熾燈泡市場總量為21億，屆時，85%的市場需要轉為新節能型燈泡，功率為25~100瓦特的高瓦特燈泡也將被淘汰。
澳大利亞
澳大利亞是世界第一個計畫全面禁止使用傳統白熾燈的國家，在2009年已停止生產白熾燈，在2010年逐步禁止使用傳統白熾燈。
加拿大
加拿大於2012年禁止使用傳統白熾燈。
美國
美國從2012年到2014年1月間，逐步淘汰40W、60W、75W及100W白熾燈泡，以節能燈泡取代替換。
套用現狀
我國綠色照明工程的宗旨是推動節約能源、保護環境和提高照明質量，以適應和服務於我國社會進步和現代化進程。主要目標是
1·推廣套用高效照明產品；
2·推進照明節電，實現照明節電10%的目標，預期到2010年照明節電累計1032億kW·h；
3·通過節電，減少溫室氣體排放，到2010年累計減排二氧化碳4130萬噸碳；
4·提高高效照明產品的質量和水平，擴大生產能力和出口量；
5·提高公眾節能環保意識，更清楚了解高效照明系統的好處。
其措施之一是嚴格限制低光效的普通白熾燈套用：這已成為全世界各國節能減排的共同要求。
一般應使用螢光燈，主要是自鎮流螢光燈代替白熾燈；在一些開關頻繁、要求調光、有特殊裝飾要求的場所，以及商場重點照明等，宜選用鹵素燈。
限制白熾燈套用，當前重點是賓館和家庭兩類場所：對賓館主要靠設計師、裝飾工程師和建設單位共同努力，增強節能觀念和責任來解決；對家庭主要靠政府運用價格政策引導。
選用指南
普通白熾燈：適用於需要調光、要求顯色性高、迅速點燃、頻繁開關及需要避免對測試設備產生高頻干擾的地方和禁止室等。因體積較小，並可製成各種功率的規格，同時易於控光、沒有附屬檔案、光色宜人等，故特別適於藝術照明和裝飾照明。小功率投光燈還適用於櫥窗展示照明和美術館陳列照明等。適用於事故照明。因白熾燈光效低，壽命短、電能消耗大、維護費用高，使用時間長的工廠車間照明不宜採用。
易燒燈絲
白熾燈泡內的燈絲，是用很細的鎢絲繞製成的。電燈正常工作時溫度達到2000℃以上，雖然還達不到鎢絲的熔點3370℃，但這樣的高溫卻可以使鎢絲表面的一部分原子蒸發出來。因此，燈泡用久後，玻璃泡會慢慢變黑，燈絲會慢慢變細，變得粗細不再那么均勻。由於導體的電阻與其橫截面積有關，細的地方單位長度的電阻比粗的地方單位長度電阻大，由知，細的地方發熱功率比粗的地方大，因此，越細的地方溫度就越高。發熱不均勻，不僅會使燈絲變形，而且還會使螺鏇形的燈絲匝數的間距不均勻，從而導致發熱更加不均勻，匝數越密的地方，溫度越高。而對於大多數導體來說，電阻與溫度有關，溫度越高，電阻越大。一般人認為:電燈開啟前，燈絲是冷的，它的電阻很小；在開燈的一瞬間，通過燈絲的電流很大，約是正常發光時電流的十倍左右。因此，開燈的一瞬間，燈絲的發熱功率比正常發光時要大得多，這就有可能使變細、變密部分的燈絲溫度達到或超過鎢絲的熔點，致使燈絲被熔化。所以燈泡用久了，在開燈的時候，燈絲易從變細、變密的地方燒斷。
但問題在於:開啟瞬間的溫度還未升高,,為何燈絲反而容易斷?其實這裡面還有一個重要原因:燈絲與引線支架的連線不牢,造成一定的接觸電阻,尤其在開燈瞬間其消耗的功率大幅增加,加上燈絲本身的熱量,就容易造成局部過熱而燒斷燈絲。
以上問題主要還是由於白熾燈生產技術的不足造成的,,相信如果能大幅度減少以上不足,造出更加燈絲直徑更加均勻,繞制螺距更加均勻,連線部分更加牢固的白熾燈,就可以進一步提高其壽命了。
退市受阻
“白熾燈的退市，對整個照明行業的發展是很有好處的。”家電分析師梁振鵬表示，未來照明燈肯定是節能燈的天下，不僅是在中國，在整個國際上，白熾燈也是處於一個市場萎縮的狀況。在當下電器節能化、環保化的時代，白熾燈必然要被淘汰。
業內專家普遍認為，想要徹底完成白熾燈退市計畫，必須要政府和企業聯合起來共同來推進。事實上，禁令的難以推進，很大程度上是因為照明行業混亂無序的市場環境以及過低的技術研發程度。政府應該制定行業轉型的標準規範，加大照明企業的技術研發投入，來提升產品的節能性，以規範行業的發展。白熾燈顯色性好，光譜均勻，更接近太陽光，無汞這些優點是其他替代光源所無法達到的，故在沒有更好的替代產品的情況下就退市白熾燈面臨著質疑。
物理學知識1
| 光學(optics)是研究光（電磁波）的行為和性質，以及光和物質相互作用的物理學科。傳統的光學只研究可見光，現代光學已擴展到對全波段電磁波的研究。力學是研究物質機械運動規律的科學。自然界物質有多種層次，從宇觀的宇宙體系，巨觀的天體和常規物體，細觀的顆粒、纖維、晶體，到微觀的分子. |
