白熾燈- 维基百科，自由的百科全书

白 熾 （ chì ） 燈，俗名鎢絲灯，是一種透過通電，利用電阻把幼細絲線（現代通常為鎢絲）加熱至白熾，用來發光的燈。

白熾燈的燈泡外圍由玻璃製造，把燈絲保持在真空， ... 白熾燈 維基百科，自由的百科全書 跳至導覽 跳至搜尋 白熾燈泡，E27螺旋型燈頭 白熾燈泡的鎢絲的掃描電子顯微鏡圖像。

愛迪生的燈泡草圖 白熾（ㄔˋ）燈，俗名鎢絲燈，是一種透過通電，利用電阻把幼細絲線（現代通常為鎢絲）加熱至白熾，用來發光的燈。

白熾燈的燈泡外圍由玻璃製造，把燈絲保持在真空，或低壓的惰性氣體（如鹵素燈）之下，作用是防止燈絲在高溫之下氧化。

目次 1歷史 2構造 3種類 3.1接口類型 3.2拋物面鍍鋁反射燈 3.3鹵素燈泡 4燈芯 5優缺點 5.1缺點 5.2優點 6參見 7參考文獻 歷史[編輯] 美國人亨利·戈培爾傳說比愛迪生早數十年已發明了相同原理和物料，而且可靠的電燈泡，而在愛迪生之前很多其他人亦對電燈的發明作出了不少貢獻。

[1] 1801年，英國化學家戴維將鉑絲通電發光。

他亦在1810年發明了電燭，利用兩根碳棒之間的電弧照明。

1854年亨利·戈培爾使用一根炭化的竹絲，放在真空的玻璃瓶下通電發光。

他的發明今天看來是首個有實際效用的白熾燈。

他當時試驗的燈泡已可維持400小時，但是並沒有即時申請設計專利。

[2] 1850年，英國人約瑟夫·威爾森·斯旺開始研究電燈。

1878年，他以真空下用碳絲通電的燈泡得到英國的專利，並開始在英國建立公司，在各家庭安裝電燈。

1874年，加拿大的兩名電氣技師（HenryWoodward、MatthewEvans）申請了一項電燈專利。

他們在玻璃泡之下充入氮氣，以通電的碳桿發光。

但是他們無足夠財力繼續發展這發明，於是在1875年把專利賣給愛迪生。

愛迪生購下專利後，嘗試改良使用的燈絲。

1879年他改以碳絲造燈泡，成功維持13個小時。

到了1880年，他造出的炭化竹絲燈泡曾成功在實驗室維持1200小時。

但是在英國，斯旺控告愛迪生侵犯專利，並且獲得勝訴。

愛迪生在英國的電燈公司被迫讓斯旺加入為合夥人。

但後來斯旺把他的權益及專利都賣了給愛迪生。

在美國，愛迪生的專利亦被挑戰。

美國專利局曾判決他的發明已有前科，屬於無效。

最後經過多年的官司，愛迪生才取得碳絲白熾燈的專利權。

匈牙利化學家約斯特（SándorJust）跟克羅埃西亞發明家哈那曼（FranjoHanaman）發現比起碳燈絲，使用鎢當作燈絲能夠使燈泡更亮並且壽命更長，他們兩人在1904年獲得了匈牙利的專利（No.34541），並且匈牙利的通斯朗公司（英語：Tungsram）開始在許多歐洲國家銷售鎢絲燈泡。

之後在1906年，奇異發明一種製造電燈鎢絲的方法。

最終廉價製造鎢絲的方法得到解決，鎢絲電燈泡被使用至今。

[3] 鎢絲燈的最大問題是燈絲的升華。

因為鎢絲上細微的電阻差別造成溫度不一，在電阻較大的地方，溫度升得較高，鎢絲亦升華得較快，於是造成鎢絲變細，電阻進一步增大的循環；最終令鎢絲燒斷。

後來發現以惰性氣體代替真空可以減慢鎢絲的升華。

今天多數的鎢絲燈內都是注入氮、氬或氪氣。

現代的白熾燈一般壽命為2,000小時左右。

構造[編輯] 白熾燈構造圖 白熾燈外形輪廓。

低壓惰性氣體。

燈絲，鎢絲。

細金屬線（連接至燈頭尖端） 細金屬線（連接至銅片） 支撐金屬線 支撐棒 細金屬線 銅片 絕緣體 燈頭尖端 種類[編輯] 介面類型[編輯] 拋物面鍍鋁反射燈[編輯] 鹵素燈泡[編輯] 主條目：鹵素燈泡 紫外線濾鏡下的鹵素燈泡 鹵素燈泡，亦稱鎢鹵燈泡，是白熾燈的一種。

原理是在燈泡內注入碘或溴等鹵素氣體。

在高溫下，蒸發的鎢絲與鹵素進行化學作用，蒸發的鎢會重新凝固在鎢絲上，形成平衡的循環，避免鎢絲過早斷裂。

因此鹵素燈泡比白熾燈更長壽。

此外，鹵素燈泡亦能以比一般白熾燈更高的溫度運作，它們的亮度及效率亦更高。

不過在這溫度下，普通玻璃可能會軟化。

因此鹵素燈泡需要採用熔點更高的熔凝石英或硬的玻璃。

鹵素燈泡上的水晶玻璃如果有油，會造成玻璃上溫度不一，減低燈泡的壽命。

因此換鹵素燈泡時要避免人手觸及燈泡的玻璃。

如果手指摸到應以消毒酒精清潔。

燈芯[編輯] 200瓦白熾燈的燈芯 電燈的燈芯或燈絲指的是通過電流或燃燒時，發出光芒的金屬纖維，通常是用鎢來作為燈絲轉換電能為光能，和真空管元件轉換電能為熱能之用。

而白熾燈是由亞歷山大·洛地均（AlexanderLodygin，於1874年）與約瑟夫·威爾森·斯旺（JosephWilsonSwan，於1878年）所發展。

最早發展成功的燈芯是由來自竹子的碳所製成，後來由鎢取代。

優缺點[編輯] 缺點[編輯] 由於白熾燈只有少於10%的能量會成為光。

各光源的光效及使用開支比較如下： 燈泡性能與開支比較（美國電價，相當於60瓦白熾燈亮度） 白熾燈[4] 鹵素燈[5] 省電燈泡[6] LED[7] 售價 $0.41 $1.17 $0.99 $3.99 功率（瓦特） 60 43 14 8.5 平均光通（流明） 860 750 775[8] 800 光效（流明/瓦特） 14.3 17.4 55.4 94.1 色溫（開爾文） 2700 2920 2700 2700 演色性（CRI） 100 100 82 80 壽命（小時） 1,000 1,000 10,000 15,000 可用年數（每天6小時） 0.46 0.46 4.6 6.8 20年電費（0.11美元/KWh） $289 $207 $67 $41 20年總開支 $307 $259 $70 $53 （按白熾燈亮度比例折合） $307 $297 $78 $57 基於每日六小時用量計算（20年共43,800小時） 許多地方已經開始淘汰白熾燈泡，以下是時間表： 白熾燈淘汰進度 歐盟 2012年 愛爾蘭 2009年初 澳大利亞 2010年 阿根廷 2010年 義大利 2010年 法國 宣稱2010年但無進一步訊息 英國 零售商2011年不再販售 荷蘭 自願於2011年 台灣 2012年 日本 2012年1月[9] 加拿大 2012年 美國 2014年 中國大陸 2012年-2017年逐步淘汰[10] 香港 2015年[11] 大部分白熾燈會把消耗能量中的90%轉化成無用的熱能，只少於10%的能量會成為光。

相比之下，螢光燈的效率高很多，接近40%，所產生的熱只是相同亮度的白熾燈的六分一。

故此很多地方，特別是夏天需要空氣調節的商場、大樓都會使用螢光燈照明以節省電力。

小型的螢光燈（節能燈泡）把螢光燈及啟動電子結合，使用標準電燈泡的愛迪生螺旋接口，用以替代普通白熾燈泡。

例如一個26瓦的節能燈泡，發出的亮度為11瓦，熱量為15瓦。

發出相同亮度11瓦的白熾燈泡耗電多四倍，達100瓦；放出熱量多六倍，達90瓦。

很多家居內的電燈仍然是以普通白熾燈為主。

鹵素燈泡近年亦變得較為流行，特別是光源需要集中的情況，例如家居的射燈，汽車車頭燈，經常會使用鹵素燈泡。

良好的鹵素燈泡可以達到15%的效率。

例如一個60瓦的鹵素燈泡，亮度可等同一個100瓦的普通燈泡。

但是鹵素燈泡體積細小，運作時溫度非常高。

在家居應用時需要特別防護，防止引起火災。

至於戶外的街燈照明，以鈉燈最為常見。

低壓鈉燈發出的是單調的橙色光線，但是它的效率卻非常高，比鎢絲燈高出約十五倍。

高壓鈉燈效率稍低，但顏色較為豐富。

2000年代起，則以發光二極體及高強度氣體放電燈照明開始發展流行。

前者的優點是非常長壽，現已陸續地用於交通燈、手電筒、汽車上之剎車燈及指揮燈之上。

後者其實是多種技術的統稱（鈉燈亦屬於HID）。

很多最新汽車使用的氙氣車頭燈（XenonHID）、放映機使用的金屬鹵化物燈（MetalHalide），都是屬於HID。

型式 光源效率（LM/W） 平均壽命（小時） 特性 使用範圍 普通燈泡NormalIncandescent 8--20 1500-2000 安裝及使用容易，立即可以啟動，成本低 住宅之基本照明及裝飾性照明 反射燈泡Reflector 8--25 1500-2000 反射燈泡可以做聚光投射 反射燈泡可用於重點照明 一般鹵素燈和特殊儀器用鹵素燈Halogen 12–35 4000-10000以上 體積小，亮度高，光色較白，安裝易，壽命較普通燈光超長，釋出紫外線較多，部分甚至會超過太陽，需選用帶有紫外線濾鏡的產品。

商業空間之重點照明， 不易更換或高階產品 優點[編輯] 傳統省電燈泡並不耐經常點滅及潮濕，對於需要經常點滅的場所，白熾燈及LED照明較為合適；對於潮濕的場所（例如：浴室、廁所、陽台），白熾燈較省電燈泡及沒有防水防潮設計的LED燈更為適合。

光線不會閃爍 參見：脈衝寬度調變§ 亮度調節 白熾燈的光線不會閃爍、這是因為交流電的電壓震盪只會讓鎢絲的溫度有些微震盪，但許多低價的LED產品及螢光燈，是採用低頻PWM的方式來調節亮度，螢光燈使用這種調光方式比較不傷眼，因為螢光燈有餘輝效應，但是沒有餘輝效應的LED燈使用低頻PWM調光就很傷眼。

許多無法調整亮度的低價LED照明及低價螢光燈，內部電路過於簡陋、造成無法察覺但很強烈的低頻閃爍，也是很傷眼。

色彩表現極佳 參見：演色性 白熾燈（包含鹵素燈）的光譜是連續而且平均的，擁有極佳演色性的優點；而螢光燈、LED是離散光譜，演色性低，低演色性光源不但會讓人覺得顏色不好看、對於健康及視力也有害。

傳統燈泡還有可調光、耐點滅及無汞的優點。

目前的解決方案如下： 採用鹵素燈：用鹵素燈取代白熾燈大約能減少30%的電力、且鹵素燈演色性及色溫與白熾燈幾乎相同，代表光線品質足以全面取代白熾燈，因此國際大廠有推出接頭與白熾燈一樣的鹵素燈。

只是鹵素燈壽命的延長比價格的增加少。

改進白熾燈泡：可以將紅外線反射回燈絲、以減少能耗，目前已推出的產品可以節省30%的能耗[12]，研發中的產品則可以減少50%能耗；但這種燈泡的問題在無法降低整體成本。

另外的方法則是利用雷射處理鎢絲，也可以節省相當能源[13]。

以CCFL省電燈泡取代傳統使用螢光燈的省電燈泡，可以大幅減少汞使用量；LED燈泡則是無汞、但LED目前有演色性差、不耐熱的問題。

高演色性省電燈泡：若能提高傳統螢光燈的演色性，可以讓更多人願意淘汰白熾燈，但高演色性產品仍然不夠普及，而光線品質能完全取代白熾燈的螢光燈/CCFL/LED則在等待技術上的大突破。

CCFL/LED：傳統省電燈泡並不耐經常點滅，對於需要經常點滅、又不嚴格要求演色性的場合，CCFL、LED技術的省電燈泡較為適合。

目前CCFL/螢光燈管/LED雖然可以調光、但大多不能使用傳統白熾燈的調光器、而且調光成本高；若調光頻率不高、很傷眼。

參見[編輯] 百年燈泡 太陽神卡特爾 參考文獻[編輯] ^ISBN978-3-86674-006-8 ^Josephson,Matthew.Edison:abiography.McGrawHill.1959.  ^TheHistoryofTungsram(PDF).（原始內容(PDF)存檔於30May2005）.  ^Philips60-WattHouseholdIncandescentLightBulb.HomeDepot.  ^EcoSmart60-WattEquivalentEco-IncandescentA19HouseholdLightBulb(4-Pack).HomeDepot.[5March2017].  ^EcoSmart60WEquivalentSoftWhite(2700K)TwisterCFLLightBulb(4-pack).[20January2014].  ^EcoSmart60WEquivalentSoftWhiteA19EnergyStarandDimmableLEDLightBulb(4-Pack).HomeDepot.[12March2017].  ^Lightbulbs–LEDsandCFLsoffermorechoicesandsavings(PDF).ConsumerReports.2011[21January2014].  ^白熾燈倒數計時節能照明起飛韓婷婷/台北/中央社2011/11/2615:33網際網路檔案館的存檔，存檔日期2016-03-04. ^中國逐步淘汰白熾燈路線圖2011年第28號公告[永久失效連結]發改委公告->2011年 ^淘汰鎢絲燈泡改善能源效益.HongKong'sInformationServicesDepartment.[2017-03-27]（中文（香港））.  ^HalogenáEnergySaver網際網路檔案館的存檔，存檔日期2011-12-20. ^Laserboostslightbulbefficiency 閱論編湯馬士·愛迪生發現和發明 愛迪生專利列表（英語：ListofEdisonpatents） 碳粒式麥克風 愛迪生留聲娃娃 愛迪生螺旋 Ethericforce（英語：Ethericforce） 活動電影放映機 留聲機 聲動機（英語：Phonomotor） 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