白炽灯在灯丝烧断后重连,通电后会更亮,其中包含什么原理?

白炽灯在灯丝烧断后重连,通电后会更亮,其中包含什么原理?,第1张

灯泡灯丝烧断以后,重新搭接上,功率是否增加?电阻变大变小?这是一个源于生活的经典问题,这个问题诞生的时候,市面上还没有led灯,老百姓家里使用的基本上都是白炽灯

白炽灯灯泡里搭接钨丝(一般不是纯钨丝,里面还参有其它金属),然后把灯泡抽成近似真空,通过给钨丝两端通电来发光发热(由于高温钨丝会和氧气发生反应,把灯丝消耗掉,所以必须抽真空,把氧气抽走)。

一只点亮的白炽灯的灯丝温度可以达到3000℃左右,这个温度下,钨丝上的一部分原子会脱离出来(类似蒸发出来),在灯泡壁上遇冷累积,所以白炽灯用久了,灯泡会变黑。而灯丝也会越来越细,细到一定程度就会烧断。

白炽灯的灯丝特别细,一般比头发丝还细,但并不是一根简单拉直的细线,而是螺旋形状。

白炽灯寿命比较短,一般也就工作几百个小时,灯丝就会烧断。过去有的老百姓家庭为了省钱,会使用一种摇接的办法,通过摇晃灯泡把断的钨丝搭接上继续使用。因而也就诞生了我们今天讨论的问题。当然,这种摇接我只是听说过,未曾亲自动手尝试过。

灯丝断掉再接,其长度肯定是缩短了,但由于灯丝是螺旋形状,所以依旧有足够的长度可以搭起来。同时在搭接上的位置,由于是搭在一起,总横截面积肯定大于原来的灯丝横截面积。就好比一根木棍,掰成两段,然后搭在一起,那么搭接的部分总的横截面积是大于一根木棍的横截面积的。

由于一段材料的电阻与长度成正比,与横截面积成反比,我们可以判断出灯丝总电阻减小。由于家庭电路中各个用电器是并联状态,所以灯泡两端的电压始终都是额定电压220伏特。由此可判断出在灯丝重新搭接上以后,灯泡的功率变大,会更亮。

LED相对白炽灯的优势
led灯虽然不像含氙或卤素的白炽灯那样明亮,而三四颗LED放在一起,产生的光亮却是普通蓄电池寿命的10—20倍,因而被广泛应用于汽车工业、交通信号灯、显示屏等领域。
相对于白炽灯而言,LED在摔或撞击等情况下更不易受损,它能持续发光100,000小时,而传统的白炽灯仅能维持几百个小时。基于这些优势,LED已经受到了骑车者和露营者的青睐,因为他们只需花10—100美元便能买到1—20颗LED,且方便随身携带。
值得注意的是,发光二极管真正的潜力在于数码电子领域的应用。作为二极体,在设计上,相对于19世纪托马斯·爱迪生发明的白炽灯而言,它们更接近于电脑奔腾处理器芯片的设计。LED特别适用于光电技术,因为白炽灯需要消耗大量能量方能达到温度要求,而LED则更亮、更快、更有效、更可靠、颜色更纯正地达到目标。
非常好我支持^^
(0) 000%
不好我反对
如果选用节能灯50瓦就够了,普通灯泡100w。选择LED灯具的时候可以参考一下:LED灯具与传统灯具的亮度和节能比较:1WLED=15W白炽灯=3WCFL(节能灯)3WLED=8WCFL(节能灯)=25W白炽灯4WLED=11WCFL(节能灯)=40W白炽灯8WLED=15WCFL(节能灯)=75W白炽灯
 LED 成为汽车照明选材中的新星
LED 灯的工作原理
LED 是特殊的二极管,是一种通过掺杂等手段形成PN 结的半导体器件。当满足二极管导通条件时,电流流过LED,以光和热的形式释放出能量。LED 是电流控制的电流型元件,其发光强度主要依据通过的电流大小,正向导通时,其压降非常高,而且本身具有一定的波动范围。
由于LED 没有红外线及紫外线的辐射,其消耗的能量除转换为光能外,几乎都是热能,且只能以热传导的形式传出,因此,LED 在工作时,结温会逐渐升高。而LED 是具有负温度系数的器件,流过LED 的电流会随温度升高而增大,这就形成了正反馈,造成结温的进一步升高,如不加控制,就会烧毁LED。LED 的热学参数与PN 结的结温有很大关系,主波长与温度的关系如下式:
mp(Tl) = m0(T0)+ 3Tg #01nm/°C
由上式可知,每当LED 结温升高10℃时,主波长 ( 人眼能够观察到的) 就会向长波漂移1nm(1nm=10-9m),导致LED 亮度下降,出现光衰。因此, 个别LED 过热,就会造成LED 阵列发光的均匀性变差。
LED 显着的照明优势
LED 被称为新光源,原因在于LED 具备点光源与固态光源的特性,因此具有其它照明光源无法比拟的优点。
(1)LED 寿命理论上可达10 万小时, 实际寿命也可达到2 万小时以上,比一般白炙灯泡的1 000 小时、日光灯具的1 万小时更具优势,在汽车使用寿命期间一般无须更换。
(2)点亮无延迟,响应时间更快。LED 的启动时间仅为几十纳秒,启动时间较白炽灯泡大大缩短。
(3)在光线亮度高、自然光线可见度低的情况下,大大降低汽车事故发生率;基本上无辐射,属于“绿色光源”。
(4)LED 占用体积小, 结构简单,高耐震,设计者可以随意变换灯具模式,令汽车造型多样化,满足不同消费者需求。
(5)LED 光源受电压变化的影响远远小于白炽灯泡,显示了卓越的安全性和可靠性,同时消耗的能量较同光效的白炽灯减少80%,非常节能。
基于上述优势,LED 可以在汽车照明中广泛应用,但单个LED 无法满足汽车照明强度的要求,必须多个串联、并联或串并联成LED 阵列使用
LED 驱动的设计及特点
LED 驱动方式可采用电阻限流、线性稳压器和开关型变换器3 类。电阻限流方案适用于效率低的应用场合,所以对效率要求极高,输入电压范围宽的汽车照明上不采用此方法;线性稳压器适应于低电流或LED 正向压降稍低于电源电压的场合,但同样存在效率和输入电压范围小的问题;开关型变换器具有电路拓扑灵活、效率高和输入电压宽的特性。因此,综合考虑工作效率、安装尺寸、静态电流、工作电压、噪声和输出调节等因素后,驱动电路多采用开关型变换器。开关变换器拓扑结构分为Buck、Boost 及Buck-Boos 等方式。目前来看,LED 应用在汽车照明上,其驱动电源必然是铅酸蓄电池。
因为蓄电池的输入电压范围会与正常的范围有很大的出入,因此驱动电路一般用Buck-Boost 拓扑结构满足LED阵列对电压要求。此电路拓扑结构直流增益 (输出电压与输入电压之比)与占空比D(一个开关周期内,开通时间与周期的比值)有关。当电池电压低于LED 所需电压时,调节D > 05,使电路处于升压状态;当电池电压高于LED 所需电压时,调节D < 05,使电路处于降压状态。LED 是电流控制的电流型元件,亮度与流过的电流成正比。如果LED 不是恒流驱动,通过的电流波动时,即使电压恒定也会造成LED 的亮度变化。为保证亮度稳定可靠,LED 需要恒定的电流来驱动,而且还需要在任何情况下都能将纹波电流控制在可接受的水平。所以,LED 驱动电路的输出必须是恒流输出而非恒压输出。
LED 的成本问题
一部车若把照明全部换成LED,内、外部大约各需用掉200 ~ 300 颗LED,和其他照明光源相比,成本显得相当高。尽管寿命长的优势能弥补其成本高昂的劣势,但是从总体上来看,其成本仍大大高于其他光源。这是目前LED性能突出但没有占据大量市场份额的主要原因。
但是各国政府对LED 技术十分重视,每年投入大量资金进行研究,相信这个问题在不远的将来必会圆满解决。
由于LED 成本较高,驱动技术比较复杂,现在还没有全面广泛地进入汽车市场。我国已经规定,凡是上高速公路的汽车必须装设LED 雾灯。未来,随着LED 价格逐渐下降,其车灯模块必将逐步使用高亮度LED 作为光源。自从奥迪第一款加装LED 前灯的车型R8 上市以来,国际上如凯迪拉克、宝马、丰田、奔驰和福特等知名汽车公司都纷纷推出配有五彩缤纷的LED 灯具的新款轿车以吸引顾客。随着汽车工业的不断发展,LED 必将在未来几年内广泛应用在汽车市场。整体看,汽车用灯LED化是车灯发展的一个大趋势,必将是汽车照明系统发展史上的一次飞跃。

以上的说法都不对。
的确是日光灯的大,因为日光灯的功率因数不为 1
日光灯是电感性电器,消耗的功率叫做有功功率,但是要达到这个功率,电源提供的功率看起来要大于这个功率,称为视在功率。也就造成了电流要更大。但是日光灯并没有把电源给的功率完全消耗,而是有一部分存储在了电感中。也就是电源实际不但要满足日光灯的消耗,还要给出多一些的功率给电感。给电感的功率叫做无功功率。 功率因数 = 有功功率/视在功率。
白炽灯可以认为是纯电阻,功率因数为1,可以按照电阻来算电流。
总之,在并联情况下 ,电压是相同的,但是电源供给日光灯的功率大,所以日光灯电流大。

解答:
灯泡是会变暗,但是,是在你察觉不到的时间内完成的。请看解释。
灯丝的电阻确实是温度越高电阻越大,但,钨丝的温度是瞬间升高的(白炽灯内部的钨丝通常在接通电源的1s内就可以达到2000度,我们通常开灯时,只要仔细观察还是可以感觉到白炽灯会闪一下,也就是开灯的瞬间灯最亮,在你没有反应过来时,温度已经恒定,也就进入了稳定的电阻阶段,也就是灯泡的额定功率,已经不在变化),然后在某温度下恒定。
对于额定功率一定的灯泡来说,其亮度取决于其实际功率,当然其实际功率不能超过额定功率太多,否则容易烧坏;在给定电压不变的条件下,对于白炽灯来说,确实是刚接通的瞬间,灯的电阻最小,电流最大,实际功率也最大但这个过程很短,灯丝的温度就升高到2000度左右,这时灯稳定地发出白光,我们会发现,灯丝烧断不是在工作的过程中,而往往是在开始接通电源的瞬间(就是因为这时温度低,电阻小,功率大,超过了其额定功率,最亮,闪一下,就正常工作了。)

解前分析:有关电功率的知识点:
① 物理电学中,电功的定义式为:W = U I t ,
意即 电流对导体做的功 与 加在导体两端的电压成正比、
与流过导体的电流大小成正比、与通电时间成正比;
② 功率是反映电流做功快慢的物理量,P = W / t = (U I t)/ t = U I
意即 电流对导体做功 的功率
等于 加在导体两端的电压 与 流过导体的电流 的乘积;

③ 由 P = U I 及 欧姆定律U = I R 可推得:P = I2 R , 该公式
适合串联电路中有关电功率的计算,因为串联电路中电流处处相等;
④ 由 P = U I 及 欧姆定律U = I R 的变形 I = U / R 可推得:P = U2 / R , 该公式
适合并联电路中有关电功率的计算,因为并联电路中各支路电压相等;
⑤ 由公式 P = U2 / R 可把其变形为 R = U2 / P ,故对于给定的白炽灯,
首先利用其额定电压U 和 额定电流 I 结合公式 R = U2 / P 算出其电阻R ,
R 作为一个 不变的量 参与以后的运算;
⑥ 一定注意:比较 灯的亮度大小,是让比较 灯的 实际电功率 的大小!
解:由公式 R = U2 / P 知:在额定电压相同的情况下,
额定功率较大的白炽灯 电阻较小, 额定功率较小的白炽灯 电阻较大。
两灯并联时,两灯的实际电压 U实 相等,
由 P实 = (U实)2 / R 得:电阻R越小,P实 越大。
即:额定功率较大的白炽灯( 电阻较小) 的实际功率P实 较大,即:较亮。
∴ 本题第一个空 填 ”并“ 字。
两灯串联时,两灯的实际电流 I 实 相等,
由 P实 = (I 实)2 R 得:电阻R越大,P实 越大。
即:额定功率较小的白炽灯( 电阻较大) 的实际功率P实 较大,即:较亮。
∴ 本题第二个空 填 ”串“ 字。
解答中的平方打得太大了,请见谅。


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