书城童书走进电学世界(物理知识知道点)
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第70章 巧接电灯钨丝

小明一家丰盛的晚餐终于准备好了,天也完全暗了下来。全家人围坐在餐桌边,准备吃晚餐了,可是刚一开灯,电灯只闪了一下亮光,马上就熄灭了。看看厨房、卫生间的灯还是亮的,电冰箱的压缩机也在正常工作。爸爸在检查之后发现,原来是餐厅的白炽灯灯丝断了。家中没有备用灯泡,去商店也不方便,怎么办?上高中的哥哥大伟想出了办法:用手拿起灯泡,小心地转动,使断了的灯丝之间再搭接起来。这一下还真灵,电灯又亮了,而且比以前还更亮!一家人又重新坐下吃晚餐,可是好景不长,晚餐还没有吃完,电灯又灭了,检查之后发现,还是灯丝断了。可是这一次却不管怎样小心地转动灯泡,断了的灯丝也搭接不上去了:断了的灯丝都脱落下来了。

灯丝断了,搭接上再通电使用,为什么会比原来更亮?可是这种灯泡的使用寿命却又为什么这么短呢?

首先,这是因为灯丝断了再重新搭接上去,灯丝的电阻变小的缘故。

电阻是导体阻碍电流的一种性质,导体的电阻虽然不随导体两端电压和导体中电流强度而改变,但却要随温度而变化。金属导体的温度升高,它的电阻值一般都要增大。而在相同温度条件下,导体的电阻大小是由它组成的材料、它的长度和横截面积所决定:同一种材料制成的导体,它的电阻值和导体的长度成正比,和导体的横截面积成反比。

白炽灯的灯丝都是用耐高温的钨制成的,灯丝断了再重新搭接上去,它的粗细虽然没有改变,但长度却比原来缩短了,因此,重新搭接上去的灯丝电阻比原来减小了。

其次,搭接后灯丝的实际电功率比原来的额定电功率增大了。

电灯实际达到的功率,是由灯丝两端的电压和通过灯丝的电流强度共同决定的,其大小等于电压和电流强度相乘的积。

灯丝两端的外加电压,始终保持220伏特的照明电路电压不变,但是由于灯丝的电阻变小了,根据欧姆定律可知,通过灯丝的电流强度就比原来增大了,这样灯丝实际消耗的电功率就比原来的额定功率增加,灯丝在相同时间内消耗的电能增多,由电能转化成的热能和光能也相应增多,所以灯丝搭接后比原来更明亮了。

但是,由于搭接后的灯丝是在大于原来的额定功率的情况下工作的,电流通过灯丝时,单位时间内消耗的电能增加,电流在灯丝上产生的热量也相应增加,灯丝的温度便上升得更高,且大大超过了设计时的标准温度,导致了灯丝的升华现象加快。因此,搭接后的灯丝不能持久,很容易会再次熔断。此外,灯丝断头的搭接处并不牢固可靠,稍有振动,搭接处的断头也容易再次脱落。

灯丝断了,搭接后继续使用虽然更亮些,但却是权宜之计,还是应该在家中留有备用灯泡。