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第30節(jié):電燈泡(1)

有趣的制造:從口紅到汽車 作者:(美)莎倫·羅斯


電燈泡

美國(guó)年銷售額:44300億美元

世界三大燈具生產(chǎn)商:GE照明,歐司朗·西凡尼亞公司,飛利浦照明

從人類歷史發(fā)展的最早期到19世紀(jì)初,火是人類基本的照明方式。人們?cè)谌粘I詈凸ぷ髦惺褂没鹁妗⑾灎T、煤油和煤氣燈提供照明。但是這樣的照明提供的光線十分有限。除了明火會(huì)造成的失火危險(xiǎn)外,其在戶內(nèi)使用時(shí),光線十分昏暗并且會(huì)產(chǎn)生很多有毒的煙霧。

第一次使用電光的嘗試是由英國(guó)化學(xué)家漢弗萊·戴維爵士進(jìn)行的。1802年,戴維發(fā)現(xiàn)電荷可以加熱薄鐵片到白熾狀態(tài),從而得到較好的照明效果。這就是白熾燈的起源。

接下來(lái)最重要的發(fā)明是弧光燈。這種燈的工作原理是將兩個(gè)用碳(非金屬元素)制成的電極相互分開(kāi)一點(diǎn),然后給其中一個(gè)電極通電,電流會(huì)擊穿電極間的空氣流到另一個(gè)電極,此時(shí)兩者之間會(huì)產(chǎn)生弧形的光線?;」鉄糁饕趹敉鈶?yīng)用。那個(gè)時(shí)候,發(fā)明家們正在進(jìn)行有效的室內(nèi)照明用具的發(fā)明競(jìng)賽。

商業(yè)用白熾燈發(fā)展的最大問(wèn)題是尋找合適的發(fā)光材料。戴維發(fā)現(xiàn)鉑金是唯一可以提供長(zhǎng)時(shí)間白熾光線的金屬材料。碳元素也同樣可以使用,但它很快會(huì)在空氣中氧化,接著就會(huì)被燒壞。解決這個(gè)問(wèn)題的辦法是把空氣抽離形成真空狀態(tài),保護(hù)產(chǎn)生光線的材料。

托馬斯·愛(ài)迪生,在新澤西州的門羅帕克工作的年輕發(fā)明家在19世紀(jì)70年代開(kāi)始了電燈的發(fā)明。1877年,愛(ài)迪生加入了發(fā)明實(shí)用電燈材料的競(jìng)爭(zhēng)行列中。他開(kāi)始對(duì)其他發(fā)明家的試驗(yàn)進(jìn)行分析,找出其他發(fā)明家失敗的原因。在這個(gè)過(guò)程中,他發(fā)現(xiàn)鉑金是比碳更好的發(fā)光材料。對(duì)鉑金進(jìn)行研究,愛(ài)迪生在1879年4月得到了他的有關(guān)電燈的第一項(xiàng)專利,盡管這項(xiàng)專利沒(méi)有多大實(shí)用價(jià)值。隨后他繼續(xù)研究,希望能找到有效加熱且不那么昂貴的照明材料。

愛(ài)迪生同樣改進(jìn)了照明系統(tǒng)的其他部件。他發(fā)明了自己的能源,并且設(shè)計(jì)出一個(gè)突破性的配線系統(tǒng)可以同時(shí)點(diǎn)亮多個(gè)燈泡。但是他最重要的發(fā)明是找到了合適的燈絲。這是一種細(xì)絲狀的線,能夠承載電流而且不會(huì)熔化或發(fā)生理化變化。大部分早期的燈絲燒壞的速度很快,所以很難投入實(shí)際應(yīng)用。為解決這個(gè)問(wèn)題,愛(ài)迪生又一次嘗試以碳作為燈絲的材料。


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