物理小常識

全品初中優秀教師 2020-10-27


物理小常識


1、搭絲燈泡的壽命為何不長?

白熾燈泡的燈絲斷了,常常有人再搭上使用,但壽命卻不長,這是為什麼?

  白熾燈泡的鎢絲斷了之後再搭接上,這時鎢絲的總長度會縮短一些,鎢絲短了,它的電阻就會減小。如果外加電壓仍保持220伏不變。通過鎢絲的電流就比原來的大,實際消耗的電功率也就會增加,所以搭絲燈泡通電後會比以前明亮。但是,這時的燈泡是在大於原額定功率的情況下工作的,鎢絲的溫度就大大超過了設計的標準溫度,鎢絲昇華加快。所以,它不能持久,很容易再次燒斷。另外,搭接處的斷絲不能牢固地熔接在一起,稍有振動,搭接處容易再次脫落。


2、為何白熾電燈不宜頻繁開閉?

大家知道,白熾電燈是利用電流熱效應制成的。開關閉合時,燈絲中有電流通過,燈絲熱到白熾狀態就發出明亮的光。一般來說,國產白熾燈的平均使用壽命約1000小時。因為燈絲在白熾狀態下,金屬鎢要昇華,有固體微粒不斷從燈絲上跑出來。溫度越高,昇華越厲害。昇華的結果使燈絲逐漸變細,使用時間長了,燈絲細到一定程度,就容易燒斷。顯然,減少燈絲昇華,就等於延長了燈泡的壽命。

  一個“220V,100W”的白熾電燈,正常發光時,通過燈絲的電流I=P/U=100瓦/220伏=0.455安。這時,燈絲的電阻R=U/I=220伏/0.455安=484歐。可是,把燈泡從燈頭上取下來,在室溫下測量燈絲的電阻,只有40歐姆左右。就是說,白熾電燈不發光時電阻小、發光時電阻大。可以想到,開燈瞬間,通過燈絲的電流是由大變小的。

  不難計算,開關剛閉合時,通過燈絲的電流為:220伏/40歐=5.5安;這時的電功率為220伏×5.5=1210瓦,比燈泡正常發光時的額定功率100瓦大得多。這說明,開關閉合的瞬間,燈絲是在強電流、大功率下工作的,燈絲溫度便急劇升高。這時,燈絲的昇華比正常工作時要快些。看來,減少白熾電燈的開閉次數,對於延長它的使用壽命是很有好處的。

  同樣,電視機的顯像管、日光燈管裡也都裝有燈絲,在開關剛閉合的瞬間,通過燈絲的電流也都大於正常工作時的電流。所以頻繁地開關,對它們的使用壽命均有一定程度的影響。有人說,開閉一次,電視機或日光燈的壽命使減少幾小時,這話雖有些誇張,卻是頗有道理的。

  當然,白熾燈泡價格便宜,做到人走燈滅,節約用電是必要的。但對價格昂貴的電視機來說,在正常使用中,儘量減少開閉次數,確實是延長其使用壽命的重要措施。


3、你家的電度表走得準嗎?

現在,許多家庭都裝上了電度表。當你打開電燈或其他用電器時,電度表裡的圓間盤使轉起來,數字窗裡的讀數也慢慢增加。月底的時候查看電度表裡的數字,就能知道你家這月用了多少電。

  這種能夠測量用電多少的儀表叫電能表,又稱火表和電度表。

  使用電度表與使用手錶一樣,總希望它能計量準確。精確地校對電度表準不準,需由專業計量部門進行。不過,如果自己想大致估量一下家中的電度表走得準不準,用以下的方法做一個簡單的實驗還是很有意思的。

  首先還是要注意銘牌上的那些數字。其中1950r/KWh,叫做電度表常數,表示用電器消耗1度電,表中鋁盤旋轉1950圈。照此推算,100瓦的燈泡點亮1小時,消耗1/10度電,鉛盤旋轉的流數為1950×(1/10)=195(圈)。100瓦的燈泡點亮1分鐘,鋁盤旋轉的留數應為195÷60=3.3(圈)

  現在可以開始實驗了。關閉家中所有用電器,只點亮一個100瓦燈泡,使電度表鋁盤旋轉起來。等到鋁盤邊緣上醒目的紅漆段出現時,開始計時,並注意記錄下在1分鐘內鋁盤轉過的圈數(紅漆段重複出現的次數就是轉過的圈數)。如果測得的圈數大於3.3圈,說明電度表偏快;如果測得的圈數等於3.3圈,說陰電度表走得準;如果測得的圈數小於3.3圈,說明電度表偏慢。當然,實驗結果並不是精確的,因為沒有測量電壓是否是220伏,也沒有驗證燈泡是否實際消耗為100瓦。不過,作為一種極其簡便的校表方法,仍是很有實用價值的。

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