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中学生物理小常识:为何白炽电灯不宜频繁开闭?

发布时间:2016-07-06 来源:新东方在线 发布人:tusya

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大家知道,白炽电灯是利用电流热效应制成的。开关闭合时,灯丝中有电流通过,灯丝热到白炽状态就发出明亮的光。一般来说,国产白炽灯的平均使用寿命约1000小时。因为灯丝在白炽状态下,全属钨要升华,有固体微粒不断从灯丝上跑出来。温度越高,升华越厉害。升华的结果使灯丝逐渐变细,使用时间长了,灯丝细到一定程度,就容易烧断。显然,减少灯丝升华,就等于延长了灯泡的寿命。

一个“220V,100W”的白炽电灯,正常发光时,通过灯丝的电流I=P/U=100瓦/220伏=0.455安。这时,灯丝的电阻R=U/I=220伏/0.455安=484欧。可是,把灯泡从灯头上取下来,在室温下测量灯丝的电阻,只有40欧姆左右。就是说,白炽电灯不发光时电阻小、发光时电阻大。可以想到,开灯瞬间,通过灯丝的电流是由大变小的。

不难计算,开关刚闭合时,通过灯丝的电流为:220伏/40欧=5.5安;这时的电功率为220伏×5.5=1210瓦,比灯泡正常发光时的额定功率100瓦大得多。这说明,开关闭合的瞬间,灯丝是在强电流、大功率下工作的,灯丝温度便急剧升高。这时,灯丝的升华比正常工作时要快些。看来,减少白炽电灯的开闭次数,对于延长它的使用寿命是很有好处的。

同样,电视机的显像管、日光灯管里也都装有灯丝,在开关刚闭合的瞬间,通过灯丝的电流也都大于正常工作时的电流。所以频繁地开关,对它们的使用寿命均有一定程度的影响。有人说,开闭一次,电视机或日光灯的寿命使减少几小时,这话虽有些夸张,却是颇有道理的。

当然,白炽灯泡价格便宜,做到人走灯灭,节约用电是必要的。但对价格昂贵的电视机来说,在正常使用中,尽量减少开闭次数,确实是延长其使用寿命的重要措施。


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