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爱迪生电灯实验

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看看我们周围的照明工具吧,白炽灯、弧光灯、荧光灯、钠灯或者LED等各式各样的灯,那么我们今天动手做一些小实验来了解这些灯吧!

实验一 爱迪生电灯

实验器材

自动铅笔芯,导线,玻璃烧杯,足够的干电池,泡沫塑料,剪刀,小刀,胶带。

实验步骤

1. 把泡沫塑料中间刨出一定的凹槽,可以容纳8节干电池,准备做成有12伏电压的电池组。

2. 把电池放置在泡沫塑料凹槽中,一节节地串联起来,用胶带固定电池和泡沫。

3. 把第一节和最后一节电池分别用导线连出一个抽头。

4. 取一根长度适合的铅笔芯,为了确保导电性,把铅笔芯的表面用小刀轻轻刮去一层,特别是连接导线的两个接头处,这样可以去除铅笔芯上的加工涂层。

5. 将两根导线两头剥去胶皮,分别缠绕在铅笔芯两头;其中一根导线的另一端连接电源一极的抽头。

6. 把铅笔芯部分放进烧杯中,然后把剩下的导线一端连接电源另一极的抽头,接通电路,观察实验现象。

实验结果

在接通电路的一瞬间,铅笔芯就发出了耀眼得如同白炽灯般的黄色光,很快铅笔芯被烧断,刚才发光的部分变得像头发丝一般纤细。

接下来,重复做一次实验,我们发现这一次铅笔芯没有发出像第一次那样耀眼的光芒,而是呈现红色,如同烧红的铁一般。由此可以看出,电池的电量对实验效果的影响非常大。

实验二 钢丝灯芯

制作与实验一相同的电路,用超细的钢丝(直径0.02厘米)替换铅笔芯,重复实验一的步骤。

实验结果

钢丝发出了红色亮光,就像实验一的第二次重复实验结果一样。

实验分析

实验一模仿了爱迪生最早使用炭条做灯丝的实验,当时炭条灯丝亮了片刻就烧断了,因为电能转化为热能和光能,当灯丝亮度足够时,发出的热量就使灯丝被烧断了。其后他又用包括金属在内的各种细丝做了实验,效果都不理想,直到制作了极细的炭化竹丝,才得到了发光时间理想的电灯。

延伸实验 电弧

实验材料

铅笔芯,足够的干电池,小刀,导线,胶带,纸板。

实验步骤

1.重复实验一的步骤1至步骤4,准备两根铅笔芯。

2.将电源两极引出的两根导线头剥去胶皮,分别缠在两根铅笔芯上,使铅笔芯的两端带上极性相反的电。

3.让两根铅笔芯的尖端慢慢靠近,观察现象。

实验结果

两根铅笔芯极接近时,它们之间会产生放电现象,发出白光。

实验分析

铅笔芯并没有接触,而是间隙中的空气被电离,空气也变成了电路的一部分,因此而发光,这就是电弧光。

在爱迪生灯泡发明之前,人们使用的电弧灯,就是利用电极之间产生的电弧发光的原理制成的。只是电弧灯光太刺眼,使用寿命很短,因此在爱迪生灯泡问世后就被替代了。

电弧现在往往被用在金属切割或者熔铁技术上,具有一定的危险性。最早的家用电源开关在断开或接通电流时,很容易产生电弧,所以现在的电闸将接通部位设计在其内部,以避免电弧可能造成的危害。人体可承受的安全电压是36伏,一旦高于这个电压,人体就会受到伤害,严重的可能会触电身亡。因此在做这个实验时不要使用大于36伏的电压,8伏的电压已能达到理想的实验效果。