关于电灯的电阻和亮度
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电阻知识介绍一、概述你知道吗?在我们日常生活中,电阻这个东西虽然不常挂在嘴边,但它可是电子世界里不可或缺的一部分。
它就像是我们电路中的“交通警察”,虽然它不会让电流直接停下来,但是它能控制好电流的流速和方向。
这就像有时候路上堵车了,交警就会疏导车辆绕开拥堵的地方一样。
电阻在电路中的作用就是调节电流的强弱,让我们的电器能够正常工作。
那么接下来我们就一起来了解一下关于电阻的知识吧!1. 简述电阻的重要性及其在我们日常生活中的应用电阻虽然听起来像是一个深奥的概念,但其实它在我们的生活中无处不在,起着非常重要的作用。
想象一下每次你打开家中的电灯,背后支撑这个简单动作的,就有电阻的一份功劳。
电阻的重要性体现在它能帮助我们控制电流,电流是电器工作的基础,但太强了也不行,这时候就需要电阻来平衡,确保电流在合适的范围内。
想象一下水流,如果水流过急,可能就会形成洪水,破坏我们的家园。
而电阻就像是水流中的闸门,调节着水流的快慢,防止洪水发生。
在我们日常生活中,电阻的应用十分广泛。
除了家里的电灯,还有电脑、手机、汽车等等,几乎一切电子设备都离不开电阻。
因为电阻可以帮助我们确保设备在合适的电流下工作,避免损坏。
同时电阻还可以帮助我们节省能源,比如说家里的节能灯就是通过电阻来减少电能的消耗。
电阻虽然是一个小小的元件,但却是支撑我们现代生活的重要基础。
每次你享受电子设备的便利时,背后都有电阻默默地工作着。
可以说电阻的存在让我们的电子设备更稳定、更节能,也让我们的生活更加美好。
2. 引出电阻的基本概念:电阻是电路中对电流的阻碍作用电阻啊其实就是电路里的一个很重要的“角色”哦。
当电流想要在电路里流动时,总会遇到一些阻碍,这时候电阻就出场啦。
它就像是一个守在路上的“交通警察”,不让电流随心所欲地通过,给它制造点小小的麻烦。
这可不是在为难电流,而是为了让电路工作得更稳定和安全。
所以呀电阻在电路里扮演着非常重要的角色,它帮助控制电流的大小和方向,确保电路正常工作。
电阻和灯泡亮度的关系
电阻与灯泡的亮度密不可分,在有限的电源电压情况下,灯泡的亮度取决于电阻的大小。
当电阻越小,电流越大,灯泡的亮度就越大,反之,当电阻越大,电流越小,灯泡的亮度就越小,最多只能流出有限的电流,从而使灯泡的亮度也就受到限制了。
电阻与灯泡亮度的关系是电路中最基本的理论之一,电路中由于电阻产生的阻力,使电流减少,灯泡亮度也就受到限制了。
因此,当电阻越小,电流越大,灯泡的亮度就越大;反之,当电阻越大,电流越小,灯泡的亮度就越小。
电路中的电阻与电流相互作用,产生特定的结果。
实际应用中,我们可以通过改变电阻来调节灯泡亮度。
这一调节技术广泛应用于家庭、商业、工业及娱乐等领域中。
例如,家庭照明系统中可以使用电阻来调节灯具的亮度,使得空间效果更加完美。
当调节灯泡亮度时,应注意谨慎操作,不要将电阻调节过小,以免导致灯泡过热而烧坏。
此外,在调节电阻的同时,可以将灯泡更换以获得最佳的效果。
综上所述,电阻与灯泡亮度的关系是电路中最基本的理论之一,在实际应用中,可以通过改变电阻来调节灯泡亮度,但同时也要注意不要调节电阻太小,以免灯泡烧坏,同时应考虑更换灯泡以获得最佳效果。
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人教版九年级全一册专题训练(八)灯泡亮度问题(154)1.“36V36W”的甲灯泡的电阻为Ω,“27V36W”的乙灯泡的电阻为Ω,将两灯泡串联在电路中,当通过它们的电流为1A时,甲灯泡的实际功率为W,乙灯泡的实际功率为W,正常发光的灯泡是,灯泡更亮一些。
(忽略温度对灯丝电阻的影响)2.将“36V36W”的甲灯泡和“27V36W”的乙灯泡并联在电路中,电源电压为27V,甲灯泡的实际功率为W,乙灯泡的实际功率为W,灯泡更亮一些,灯泡正常发光。
(忽略温度对灯丝电阻的影响)3.额定功率相同、额定电压不同的两盏电灯,额定电压大的电阻(选填“大”或“小”)。
当通过它们的电流相等时,额定电压大的实际功率(选填“大”或“小”);当加在它们两端的电压相等时,额定电压大的实际功率(选填“大”或“小”)。
(忽略温度对灯丝电阻的影响)4.有两只外形完全相同的灯泡,规格分别为“220V100W”“220V40W”,但铭牌已经模糊不清,请任用一种方法加以区分哪只灯泡的额定功率大。
5.把“220V100W”的灯L1和“220V400W”的灯L2串联接在220V的电路中,忽略温度对灯丝电阻的影响,额定功率大的一定亮吗?为什么?6.将“12V6W”的灯L1和“12V4W”的灯L2串联接在某电源上,已知其中一只灯泡恰好正常发光,而另一只比正常发光时暗。
(忽略温度对灯丝电阻的影响)(1)哪一只灯泡正常发光?(2)求电源电压的大小。
7.下列电路中,电源两端电压均为6V不变,小灯泡的额定电压均为6V。
当开关闭合时,小灯泡正常发光的电路是()A. B.C. D.8.家中有A、B两盏照明灯泡,其中A灯的灯丝比B灯的灯丝粗些、短些,则正常工作时()A.A灯的额定电功率较大B.B灯的额定电功率较大C.A、B两灯的额定电功率一样大D.无法判断9.A、B两个灯泡的额定电压相同,额定功率P A>P B。
它们的电阻关系是(忽略温度的影响)()A.R A>R BB.R A<R BC.R A=R BD.无法判断10.下面四只规格不同的灯泡分别接在电压为6V的电路中时,实际功率最大的是()A.“18V18W”B.“12V24W”C.“9V36W”D.“6V12W”11.两个电阻R1>R2,分别用P1和P2表示它们的电功率,下列说法中正确的是()A.当电阻R1和R2串联接入电路中时,电功率P1<P2B.当电阻R1和R2并联接入电路中时,电功率P1>P2C.电功率P1一定大于P2D.电功率P1可能小于P2,也可能大于P212.L1、L2两灯的额定功率相同,额定电压U1<U2,忽略温度的影响,则下列说法正确的是()A.正常工作时,电流I1<I2B.两灯电阻R1<R2C.两灯串联时,实际功率P1<P2D.两灯并联时,实际功率P1>P213.“220V40W”的灯泡(忽略温度对灯丝电阻的影响)的电阻为Ω。
白炽灯是怎么样发光的原理
白炽灯是一种通过加热导体使其发出光的电光源,又称为普通灯泡或炮弹灯。
其工作原理是在高温下通过导体的热辐射实现光的产生,主要采用的原理是电热效应和辐射效应。
1. 电热效应
在白炽灯中,电流通过金属导体时会产生电阻热效应,也就是说电阻会因电流通过而产生加热,从而将其自身的能量转化为热能。
如果金属导体足够长,经过加热后可以发出可见光,从而形成灯光。
2. 辐射效应
辐射效应是白炽灯发光的主要机制之一。
当金属导体温度升高时,其原子内部的电子会被激发到高能态,此时会产生电子跃迁,从而形成辐射。
这种辐射在可见光范围内,就会使金属导体发光。
同时,由于热辐射会随着温度的升高而显著增强,从而导致导体明显增加发光亮度,呈现红、黄、蓝等多种颜色。
辐射效应的发光特性与金属导体材料和温度有关,所以电灯的灯丝在使用过程中渐渐蒸发减小,光的亮度也会对应减小。
以上是白炽灯发光的基本原理,不过实际生产中,白炽灯的发光效果与许多因素
有关,其中最显著的因素是灯丝的材料。
灯丝的材料种类和其组成比例,会有着非常不同的发光效果。
以钨丝为例,由于钨的熔点达到6192摄氏度,使得它具有耐高温的特性,因此钨丝的耐用程度和灯泡寿命相较短的镉丝或是银丝更长。
此外,钨丝的发光色温(发光时主要颜色波长),也会更接近自然阳光的白色光。
总之,白炽灯利用导体通电发热,从而产生热辐射和辐射效应,进而形成可见光,这是目前最为理解和适用的电光源之一。
不过近年来随着LED光源的新兴和应用,白炽灯慢慢地退出了市场,但其原理和发明者爱迪生永载史册,具有重要的历史意义。
小灯泡测电阻实验报告小灯泡测电阻实验报告引言:在学习物理实验课程中,我们经常会进行各种实验来加深对物理原理的理解。
今天,我们进行了一项关于电阻的实验——小灯泡测电阻实验。
通过这个实验,我们可以更好地了解电阻的概念和测量方法。
实验目的:本实验的目的是通过测量小灯泡的电阻,了解电阻的特性,并学习使用万用表测量电阻的方法。
实验原理:电阻是指导体对电流流动的阻碍程度。
它的大小与导体的材料、长度、截面积以及温度等因素有关。
电阻的单位是欧姆(Ω)。
实验步骤:1. 首先,我们准备好实验所需的材料和仪器,包括小灯泡、电池、导线和万用表。
2. 将小灯泡与电池通过导线连接起来,组成一个电路。
3. 打开万用表的电阻档,将两个探针分别与电路中的两个端点相连。
4. 观察万用表上的数值,并记录下来。
实验结果:我们进行了多组实验,测得的小灯泡电阻分别为:2Ω、3Ω、4Ω、5Ω、6Ω。
通过计算平均值,我们得到小灯泡的电阻为4Ω。
实验讨论:通过实验结果我们可以看出,小灯泡的电阻并不是固定不变的,而是会随着电流的变化而变化。
这是因为小灯泡内部的材料会受到电流的作用而发热,导致电阻值的变化。
此外,小灯泡的电阻还与其长度、截面积以及材料的导电性质等因素有关。
在实验中,我们使用了万用表来测量电阻。
万用表是一种常用的电测仪器,可以测量电阻、电流和电压等参数。
在测量电阻时,我们需要将万用表的电阻档位调整到合适的范围,并将两个探针分别与电路的两个端点相连。
通过读取万用表上的数值,我们可以得到电阻的大小。
实验总结:通过这次小灯泡测电阻的实验,我们更加深入地了解了电阻的概念和测量方法。
电阻是导体对电流流动的阻碍程度,其大小与材料、长度、截面积和温度等因素有关。
在实验中,我们使用了万用表来测量电阻,通过将万用表与电路相连,并读取数值,我们可以准确地测量电阻的大小。
通过这个实验,我们不仅加深了对电阻的理解,还学会了使用万用表测量电阻的方法。
这对我们今后的学习和实践都有着重要的意义。
电压电流电阻的大小与灯泡亮度的关系首先我们可以知道在纯电阻电路中,电功率可以用以下公式表示:
P=UI=U²/R=I²R
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其次因为电灯泡是电热器,也就是纯电阻用电器,因此功率越大,其亮度也就越亮.
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由是根据公式推导出下列结果:
1)P=UI.[前提为同一小灯泡,或者两个电阻相同的小灯泡.]
当电压不变时,电流越大,功率越大,小灯越亮
当电流不变时,电压越大,功率越大,小灯越亮
2)P=U²/R[前提为电流相等]
当电压不变时,电阻越小,功率越大,小灯越亮
当电阻不变时,电压越大,功率越大,小灯越亮
3)P=I²R[前提为电压相等]
当电阻不变时,电流越大,功率越大,小灯越亮
当电流不变时,电阻越大,功率越大,小灯越亮
4)根据以上情况我们可以得到:
凡是电流\电压越大,小灯泡也就越亮
而电阻的话要依照2\3种情况进行讨论--------------------------------------
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“测量小灯泡的电阻”实验报告
班级 八( ) 姓名 小组 日期
(一)实验原理:要测定一只电阻的阻值,根据欧姆定律的变形公式 ,只要用电压表测出电阻两端的电压,用电流表测出通过电阻的电流,就可以算出电阻的阻值,这种测量电阻的方法叫伏安法。
(二)实验器材:
本实验选择的器材有电源、 、 、变阻器、开关、灯泡、导线若干,其中选择变阻器的目的是 。
根据实验原理将你设计的电路图画在下面的方框内,并用连线代替导线,连接实物图。
(三)实验步骤:
① 按设计的电路图连接好电路,闭合开关前应将变阻器的滑片滑到电阻 (填“最大”或“最小”)的位置,这样做的目的是使电路中的电流 (填“最大”或“最小”)
② 观察小灯泡的金属灯口上标着的额定电压值为 V ,接通电源后通过把小灯泡两端的电压调到额定电压,使小灯泡正常发光,将此时电压表和电流表的字数填入表格上。
③ 逐次降低灯泡两端电压,获得几组数据。
(1)在实验中能观察到的现象有:灯泡两端的电压逐渐降低时,通过灯泡的电流会 ,灯泡的亮度 ,用手触摸能感觉得到灯泡的温度 。
(2)分别计算出小灯泡的不同亮度时电阻值,发现的规律是 。
④ 评估:
本实验的误差主要来自于 。
初中物理电灯
电灯是一种通过电能转化为光能的装置,它利用电流通过灯丝产生热量,使灯丝温度达到2000摄氏度以上,发出可见光。
电灯的种类繁多,最常见的有白炽灯和荧光灯。
白炽灯是利用电流通过灯丝产生热量的原理,使灯丝温度升高到白炽状态,发出可见光。
荧光灯则是一种气体放电灯,利用荧光粉在电流的作用下发出可见光。
电灯的电压和功率也是我们需要考虑的因素。
电灯的额定电压和额定功率在生产厂家会标明,而实际电压和实际功率则受到电源的影响。
如果电源电压高于额定电压,则电灯的实际功率会高于额定功率,导致灯泡亮度过高,容易烧坏;如果电源电压低于额定电压,则电灯的实际功率会低于额定功率,导致灯泡亮度不足。
另外,家用电能表有一个功率容量值,它限制了同时工作的家用电器的功率总和。
因此,在使用电灯时,需要注意不要超过电能表的功率容量,以免造成安全事故。
总的来说,电灯是我们生活中必不可少的照明设备,在使用过程中需要注意电压和功率的问题,以确保安全和正常使用。
什么是电流的电功率和电阻之间的关系电流的电功率和电阻之间存在一定的关系。
电功率是指单位时间内电能转化和传输的能力,通常用符号P表示,单位为瓦特(W)。
而电阻是指电流在电路中流动时遇到的阻碍,通常用符号R表示,单位为欧姆(Ω)。
根据电路中电压、电流和电阻之间的关系,可以得出电功率与电流和电阻的关系公式:P = I^2 * R其中P表示电功率,I表示电流,R表示电阻。
从上述公式可以看出,电功率正比于电流的平方,反比于电阻。
当电流增大时,电功率也会增大;当电阻增大时,电功率减小。
具体地说,当电流通过电阻时,会产生耗散能量,也就是电阻的阻力将电能转化为热能。
这时电流的电功率表示电流在电路中传输和消耗的功率。
当电流增大时,单位时间内通过电阻传输的电能增多,因此电功率也会增大。
另一方面,电阻的大小决定了电流流经电路时所遇到的阻碍程度。
当电阻增大时,单位电流通过电路时所需的电压也会增大,因此电功率减小。
这是因为根据功率公式P=VI,电压和电流是成正比的,而电功率与电压的平方成正比。
举个例子来说,假设有一台电灯,其额定功率为50W,接入220V 电源。
根据功率公式可以推导出电流的大小为:P = VI50W = 220V * II ≈ 0.227A这意味着电灯的电流约为0.227安培。
如果电阻发生变化,比如增加了一个外部电阻,那么根据电功率公式可以得出以下结论:P = I^2 * R如果电阻增加,而电流保持不变,那么电功率会减小,电灯的亮度也会降低。
反之亦然,如果电阻减小,电功率会增加,电灯的亮度也会增加。
综上所述,电流的电功率与电阻之间呈现一种相互关系。
电流增大时,电功率也随之增大;电阻增大时,电功率减小。
了解电流的电功率和电阻之间的关系,有助于我们更好地理解电路的工作原理和电能转化过程。
小灯泡电阻变化的原因
小灯泡电阻变化是一个比较复杂的话题,有许多原因可能会导致小灯泡的电阻变化。
下面将结合最常见的因素,来探究小灯泡电阻变化的原因。
首先,温度对小灯泡电阻变化非常敏感。
这是因为灯泡电阻主要由电阻器组成,而电阻器的电阻随温度的变化而变化。
当温度升高时,电阻器电阻会减小,从而导致小灯泡电阻变化;反之,温度降低时,小灯泡电阻会增加。
因此,一般来说,温度越高,小灯泡电阻越低;反之,温度越低,小灯泡电阻越高。
另外,电源也会影响小灯泡电阻的变化。
一般来说,当电源电压升高时,小灯泡电阻会减小;当电源电压降低时,小灯泡电阻会增加。
因此,当电压变化时,小灯泡电阻可能会发生变化。
此外,灯泡的类型也会影响小灯泡电阻的变化。
不同的小灯泡的结构和材料也不同,其电阻也各不相同。
因此,如果更换不同灯泡,小灯泡电阻也会发生变化。
最后,时间的推移也会影响小灯泡的电阻变化。
随着时间的推移,小灯泡中的导体和环境会不断变化,因而会产生变化。
由于这种变化,小灯泡的电阻也会发生变化。
总而言之,小灯泡电阻变化可能是由于温度、电源、灯泡类型以及时间的变化而引起的。
因此,如果要保证小灯泡的正常使用,就应该重视小灯泡电阻变化的原因。
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家用电灯的伏安特性实验课题研究山西省阳泉市平定一中357班刘子洲指导老师:王兴龙摘要:本实验通过描绘伏安特性曲线的方法来研究钨丝灯泡和节能灯泡在某一电压变化范围内阻值的变化,了解它的导电特性,从而指导居民合理选择照明工具,达到更好的节能效果。
关键字:电灯变暗伏安特性曲线节能原理节能用电方案在我们日常生活中,我们常常会发现:我们用的电灯随着使用时间的增长灯丝会变黑,而且亮度也会大幅度降低。
而市场上所卖的新型节能灯以使用寿命长、能耗低等优点受到了人们的欢迎。
我们不禁对这些现象产生疑问:是什么原因使得家用电灯在使用过程中变暗?而节能灯为什么能受到欢迎?为了解答这些疑问,我们查阅了一些资料:电灯的灯丝是用熔点高的钨丝做的,这是因为灯泡发光时灯丝的温度在2000摄氏度以上,用钨丝比较耐用;灯泡使用时,钨丝在高温下升华为钨蒸气。
关灯后,温度降低,钨蒸气凝华附着在灯泡壁上。
时间长了,灯泡壁就会变黑,从而使亮度降低。
我们将一个有一定使用寿命的白炽灯摘下来,拆去玻璃灯罩,发现在灯罩内壁果然有一层黑色粉末。
可是黑色粉末很薄,不足以影响电灯的亮度。
我们结合本学期所学的导体的电阻定律,猜想:可能是灯丝随着使用寿命的增长灯丝升华变细,电阻变大,由P=U2/R,则R变大,P变小,所以变暗了。
在实验之前,我们先用一个小的事例证明我们的观点:手电筒小电珠的灯丝电阻是多少?通过查阅资料,我们了解到,小电珠的灯丝电阻大约是2.5Ω左右。
两节干电池的提供的电压是3V。
所以一切问题迎刃而解:电流I==3/2.5=1.2(A)电功率P=IU=1.2×3=3.6(W)真的是这样吗?我们感到很奇怪,电珠上明明写着0.3A(二节电池,3伏特),功率当然是0.9W了。
那么问题出在哪里呢?让我们还是用实验来回答吧!【实验目的】通过实验来描绘小电珠的伏安特性曲线,分析变化规律。
【实验器材】手电筒小电珠(2.5V)、变阻器(50Ω)、直流毫安表(500mA)、直流电压表(3V)、20 V稳压电源、开关各一个、导线若干备用。
电容电灯电阻电路
电容电灯电阻电路是一种包含电容器、电灯和电阻器的电路。
在该电路中,电容器是用来储存电荷的元件,电灯是用来转换电能为光能的元件,而电阻器则是用来限制电流流过的元件。
当电路中有电流通过时,电荷会被储存在电容器中。
电容器的储能量取决于电容器的电容量和电压。
当电容器充电时,电流流经电阻器,同时也会通过电灯,使电灯发光。
当电容器充满电荷后,电流将不再流过电容器,导致电灯熄灭。
该电路可以用来演示电容器的充电和放电过程,以及电流通过电阻器和电灯时的情况。
电灯的工作原理1. 引言电灯作为现代社会中最重要的照明设备之一,被广泛应用于各个领域。
它的工作原理是基于电能转化为光能的原理。
本文将详细解释与电灯的工作原理相关的基本原理,包括发光原理、电路结构和控制方式等。
2. 发光原理2.1 发光材料传统的白炽灯使用钨丝作为发光材料,当通电时,钨丝受热发光。
然而,随着技术的进步,LED(Light Emitting Diode)逐渐取代了白炽灯成为主流。
LED使用半导体材料(如镓砷化物、氮化镓等)作为发光材料。
2.2 半导体发光原理LED是一种固态器件,其发光过程基于半导体材料内部能级跃迁。
当外加正向偏压时,P型半导体中的空穴和N型半导体中的自由电子会在P-N结附近重新组合。
这个过程中,能量差会以光子形式释放出来,产生可见光。
2.3 荧光粉发光原理除了LED之外,荧光灯等也是常见的电灯类型。
荧光灯内部涂有荧光粉,当电流通过荧光灯时,放电产生的紫外线会激发荧光粉发出可见光。
这种方式利用了材料的荧光性质来实现发光。
3. 电路结构3.1 白炽灯电路结构白炽灯的电路结构相对简单。
它通常由一个金属螺丝口和两个金属销子组成。
当将白炽灯连接到电源时,通过销子和螺丝口之间的接触,形成一个闭合回路,使电流通过钨丝,加热钨丝并使其发光。
3.2 LED电路结构LED通常需要辅助元件来控制亮度和保护。
最基本的LED电路包括LED、限流电阻和直流电源。
限流电阻用于限制通过LED的电流,以保护LED不受过大的电流损坏。
4. 控制方式4.1 开关控制最简单的控制方式是通过开关控制灯的开关状态,从而控制电流的通断。
当开关打开时,电路闭合,电流通过灯泡或LED,使其发光。
当开关关闭时,电路断开,灯泡或LED停止发光。
4.2 调光控制为了满足不同场景下的需求,人们常常需要控制灯的亮度。
对于白炽灯来说,可以通过改变通电时钨丝的温度来调节亮度。
而对于LED来说,则可以通过改变通电时的电流强度来调节亮度。
电灯的原理
电灯的原理是利用导电材料的电阻发热现象和电的能量转化为光的能力。
电灯的主要构成部分是灯泡,灯泡内部有一个薄丝状的金属丝,通常使用钨丝作为电灯的发光元件。
当电流通过灯泡的金属丝时,会产生大量的热能,使金属丝的温度升高到很高的程度。
在高温下,金属丝会发出白热光,即产生光线。
电灯的工作过程如下:当电灯接通电源时,电流会通过灯泡中的金属丝。
由于金属丝的电阻,电流通过后会产生较大的热量,使金属丝加热。
当金属丝的温度升高到一定程度时(通常为几千摄氏度),金属丝会发出光线。
这时,金属丝发出的光线会通过透明的灯罩或灯泡外壳散发出来,形成我们常见的白炽灯。
电灯的发光过程是通过热辐射产生的。
当金属丝受热到高温时,它的原子会发生振动,原子之间的电子会受到激发,跃升到较高的能级。
随后,电子重新回到较低的能级时会放出光子,即发出光线。
这个过程中,金属丝通过辐射将电能转化为光能。
需要注意的是,电灯发出的光线并非所有的电能都被转化为光能,一部分电能会以热的形式散失掉,所以电灯的电效率并不高。
随着技术的发展,人们也研发出了更加节能高效的电灯,如荧光灯、LED灯等,这些灯具有更高的光电转换效率,能
够更好地满足实际照明需求。
电灯工作原理
电灯是一种利用电的能量来产生可见光的装置。
它的工作原理是基于电流通过一条导线并通过灯丝或者其他电阻性材料时产生的热能。
当电流通过导线时,导线内的电子会受到电场力的作用而移动。
在电灯的导线中,经过高低压电源的加持,电子会从低电压端或者阴极移向高电压端或者阳极。
这个过程中,电子受到电场力的加速,并与导线碰撞,产生热能。
电灯中的灯丝是一个特殊的导线,通常由钨或其他高熔点金属制成。
当电流通过灯丝时,由于电阻,灯丝会受到电流的加热,进而发出热能。
当灯丝加热到一定温度时,灯丝发出的热能会引起灯丝中的原子或分子跃迁。
在这个过程中,原子或分子从一个能级跃迁到另一个能级,释放出能量。
这些能量的特性决定了它们的颜色。
灯丝的温度越高,跃迁产生的能量就越高,发出的光的频率(颜色)也就越高。
因此,通过控制电流的大小可以调节灯丝的温度,从而改变灯光的亮度和颜色。
此外,在电灯中常常会加入一个灯泡外壳,用来保护灯丝和灯泡的内部结构。
灯泡外壳通常采用玻璃或者其他透光材料制成,可以让灯光透出,并且具有一定的隔热和绝缘性能。
综上所述,电灯的工作原理是通过电流在导线中流动时产生的热能,使灯丝加热并发出可见光,最终实现照明的目的。
关于电灯的电阻和亮度
【摘要】伏安特性曲线描述了电灯泡的电阻随电压和电流而变化;研究电灯的亮度,不仅要考虑电功率,还要考虑光的能量随频率的分布、视见函数等因素。
我们必须用事物互相联系,不断发展变化的观点分析和解决问题。
【关键词】电灯伏安特性曲线亮度因素变化
电灯是大家很熟悉的生活用品,电灯泡透明度高,内部结构一目了然。
学生在初中阶段就学习了与电灯相关的物理知识。
初中《科学》将电灯描述为电阻不变的纯电阻。
电流通过灯泡灯丝发热,温度升高到三千摄氏度以上,灯丝处于白炽状态,发出白光。
所以电灯也称白炽灯。
对于电灯的电流、电功率的计算,基于电灯泡是恒值电阻。
到了高中阶段,学生再学电灯,发现初中阶段对电灯的描述跟事实相差实在太远。
例如标着“220v 60w”的灯泡,当它在220v 电压下工作时,电阻为807ω,若用欧姆表直接测量电阻,即在电压不超过1.5v的情况下测得的电阻约52ω,两者相差15倍以上。
所以我们必须重新认识电灯。
灯泡的灯丝是一段均匀的螺旋状的钨丝,它的电阻随电压变化。
它的电阻有如此大的变化,我们不能将它看成是恒值电阻。
由于电阻随电压连续变化,可用新的数学工具——图象描述电灯。
最常用的图象就是伏安特性曲线。
如图1所示,伏安特性曲线上每点都表示电灯在某一电压下工作时通过的电流。
该状态下的电阻大小可通过电压与电流的比值即确定。
也可以画通过原点的割线,求割线斜
率减小,表明电阻增大。
这样描述,培养学生用变化的思想去思考问题。
随着电压、电流的增大,电灯的电功率增大,温度升高,灯丝的导电性能发生变化。
温度升高,金属的电阻率增大引起电阻的增大。
图1
电灯泡有时被当成电阻接在电路中起降压或限流作用。
例如在电烙铁使用时,常串联一只灯泡。
如图2所示,当开关s断开时,电烙铁r由于灯泡l的分压处于保温状态,消耗的电功率较小。
当开关s闭合时,电烙铁r处于额定电压,电功率增大。
如何计算保温状态时电烙铁的电功率?初中阶段,将灯泡、电烙铁都视为恒定电阻,根据串联电路特点计算出电烙铁的电功率,所得结果跟事实相差甚远。
正确计算须用电烙铁和灯泡的伏安特性曲线。
图3是电烙铁和电灯的伏安特性曲线。
根据串联电路电流处处相同的特点,可在图中画平行于横轴的直线ab,找到跟伏安特性曲线的交点c和d,求出c和d对应的电压值u1和u2,将u1和u2值相加,看是否等于电路的路端电压u。
如不相同可上下平移ab直线,改变与曲线的交点,直到满足u1+u2=u,这就是电烙铁和电灯串联时的工作状态。
通过图象求出电路的电流即可求出电烙铁处于保温状态时的电功率,伏安特性曲线提供了解决多因素变化的问题的方法。
我们常常讨论的有关电灯另一个问题是所谓“亮度”问题。
“亮度”本是光度学的专有名词,牵涉到好多光度学的概念。
我们通常谈电灯的“亮度”是一个较模糊的概念,实质是光通量。
光通量是
人眼所能感觉的辐射能量,它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的视见函数的乘积。
视见函数描绘了不同波长的光对人眼的视觉灵敏度,如图4所示。
正常视力的人,对波长550nm的黄绿色光最敏感,视见函数定为1。
对红光和紫光较不敏感,视见函数较小。
对红外光和紫外光则无视觉反应。
所以对辐射能量相同的不同颜色的光,人眼感觉的亮度就不相同。
初中《科学》将电灯的亮度跟电灯的电功率等同看待,认为电功率越大亮度越大。
例如电灯在额定电压下亮度为i,若电压减为一半,灯丝电阻不变,电功率就减为四分之一,亮度也就为i,这不符合实际情况。
由于电压减小一半,灯丝电阻大大减小,功率就超过额定功率的四分之一,但电灯的亮度却远小于i。
电灯灯丝在高温下所发出的光并不是单色光,而是由频率连续变化的无限种单色光合成的复色光,且分布如图5所示。
其中有一个能量最大的光的频率,称最可几频率。
当温度较高时,电灯辐射光的总能量较大,最可几频率较高,接近视见函数最大的黄绿色光,如图5实线所示。
所有不同频率的光合成接近白光,亮度较大。
温度较低时,辐射光的总能量较小,最可几频率向频率较低的一边移动,远离视见函数最大的黄绿色光,如图5虚线所示。
由于最可几频率靠近红光频段,所以灯光偏红色且亮度较小。
图5
在物理教学中,我们应培养学生用各种因素相互联系的,事物在不断变化发展的观点看待问题,研究问题,并找出相应的解决问
题的方法。
切不可将物理问题简单化,用静止的观点看待问题,用一成不变的模式解决问题。
因为这违背了唯物辩证法。
参考文献
[1] 《中学物理教师手册》上海教育出版社.。