1．初期的白熾燈

　　1820—1821年, G·德拉律次試制鉑絲白熾燈, 1841 年英國人摩雷取得過鉑絲白熾燈的個專利。但鉑的價格昂貴、電阻率小，如要增大電阻就必須做得很長。另外鉑絲的熔點低，還沒有達到白熾就熔斷了。所以，鉑絲白熾燈并無實用價值。

　　于是，人們將燈絲材料轉(zhuǎn)向價廉易得、熔點高的碳（無定形碳的熔點為 3652℃）。1838年，比利時若巴爾提出把碳塊置于真空環(huán)境里通電使其發(fā)光的設想。英國的斯旺按照這種思路，用一條碳化紙作燈絲，企圖使電流通過它來發(fā)光，但是，因當時抽真空的技術還很差，燈泡中的殘余空氣使得燈絲很快燒斷。1848 年移居美國的德國人海因里希·格貝爾把碳化的竹子纖維置于長玻璃管內(nèi)并抽空其內(nèi)氣體，接在伏打電池組上，制成碳絲白熾燈。但終因無大功率廉價電源及制造麻煩、壽命短而未得到推廣，被人遺忘。俄國亞·尼·羅德金把碳條置于密封的玻璃瓶內(nèi)，通電后靠碳本身的燃燒來消除其內(nèi)的氧氣，碳條剩余的部分就構(gòu)成了這種碳條白熾燈的燈絲。這是一種巧妙的除氣方法。1873 年7 月11日，曾用這種燈取代了幾盞煤氣路燈，照亮了彼得堡阿布拉日亨斯基廣場附近的街道，因此他還獲得過彼得堡科學院頒發(fā)的獎狀。但這種燈因玻璃瓶密封不嚴，有空氣進入而壽命不長，也未能推廣使用。

　　此后，俄國人雅布洛奇科夫(Jablochkoff)發(fā)明的“電燭”問世。它的做法是用絕緣的熟石膏將兩個炭極隔開。當“電燭”被點燃時，絕緣層就與炭棒同速燃燒發(fā)出白熾光。從本質(zhì)上看，這種“電燭”也是一種電弧燈，只是稍省些電。雅布洛奇科夫“電燭”在 1877 年被用作巴黎的歌劇院門前大道的照明，和倫敦泰晤士河岸的部分照明，但是這種“電燭”不能持久，最長也只能用兩個小時。

　　2．實用白熾燈的誕生

　　1878 年，真空泵的出現(xiàn)，使斯旺有條件再度開展對白熾燈的研究。1879 年 1 月，他發(fā)明的白熾燈試驗成功，并獲得好評。

　　托馬斯*愛迪生是一個社會發(fā)明家，他二十一歲就獲得了他的項專利——電傳投票尼錄器。1876 年春天，不滿三十歲的愛迪生帶著工人遷到新澤西州一個名叫門洛帕克的偏僻村莊，創(chuàng)辦門洛帕克實驗所時，已經(jīng)是公認的“發(fā)明家”了。

　　早在十九世紀六十年代，英國沿海的燈塔已使用弧光燈。1876 年，在費城舉行的美國建國百周年展覽會上，三盞露天的弧光燈放射出令人目眩的白色光芒。在 1878 年的巴黎博覽會上，明亮的電弧燈給西聯(lián)電報公司的總顧問留下了極為深刻的印象，他一回美國就勸愛迪生探索電弧燈運用在商業(yè)上的可能性。愛迪生以前也曾有很短一段時間試驗過利用電來照明，但當時他由于專心致力于搞留聲機而暫時將那工作擱在一邊罷了。

　　1878 年 9 月初，愛迪生訪問康涅狄克州的華萊士(BillWallace)。當時，華萊士在愛迪生面前把他的“遠距離發(fā)電機”連接起來，并且點亮了一盞弧光燈，由此激發(fā)了他發(fā)明電燈的欲望。1878 年 9 月，愛迪生開始投入對電燈的研究，門羅公園的研究所成了研究電燈的戰(zhàn)場。愛迪生是總指揮，有 7 個經(jīng)驗豐富的人當助手。

　　個出面支持愛迪生的人，是西方聯(lián)合公司的總律師格羅斯維諾 p洛雷，很快又得到了西方聯(lián)合公司總裁諾爾文格林博士的支持，同時也得到黃金與股票行情電報公司的主要股東特雷西 R 愛迪生的支持以及與摩根(j．P．Morgan)合伙經(jīng)營企業(yè)的埃吉斯托 p 法布里(EgistoP．Fabbri)的支持。經(jīng)過磋商，成立了一家股份公司―――“愛迪生電燈公司”，以便為試驗提供經(jīng)濟援助和申請專利。他們拿出 30 萬元來支持愛迪生搞電燈發(fā)明，跟他合伙辦電燈公司，但持有愛迪生在電燈、電力和電熱等方面的一切發(fā)明專利，并有權(quán)將這些發(fā)明專利以頒發(fā)特許證的形式賣給他人。

　　愛迪生重新用“炭”進行試驗，原料是纖維或其他紙張。他在這些紙的表面涂上燈墨和瀝青的混合物，再卷成毛衣針狀，然后進行炭化處理。再把這種材料制作的燈絲連在線路上，它們在真空中發(fā)光，不過只能持續(xù)一、兩個小時。愛迪生試驗了 50 多種炭化紙，包括木制炭絲以及笤帚苗炭絲等等，都沒有取得突破性進展。于是愛迪生將目光轉(zhuǎn)向電阻要高、散熱慢的鋁和鉑等金屬，1878 年10月 5日，愛迪生提出了一份關于鉑絲電燈的專利申請，專利號碼是 214636。這種燈泡當時被稱作“燃燒器”。燈絲之間再加一支金屬棒。當燈絲熱度接近鉑絲的熔點時，金屬棒便膨脹造成短路，燈泡溫度降低，鉑絲冷卻的同時金屬棒也冷卻下來，于是電流再次通過。

　　愛迪生先后試用了包括各種金屬、石墨、木材、稻草、亞麻、竹子等在內(nèi)的 1600 多種耐熱材料，最終認為延長白熾燈壽命的關鍵是提高燈泡的真空度和采用耗電少、發(fā)光強的耐熱材料作燈絲。只要燈絲的價格足夠便宜，“大家就會歡迎它的” 。1879 年秋，他采納了助手阿普頓的建議，花巨資從英國買回一臺德國斯普林格在 1865 年發(fā)明的那種以其姓氏命名的抽氣機。利用這一先進的抽氣機，他將燈泡內(nèi)的空氣抽到約 1Pa，后又抽到 0.1Pa 的高真空。他還在英國史璜的碳燈絲實驗報告的啟發(fā)下，指示其助手白契勒在密封 U 形坩鍋內(nèi)將棉線碳化，作白熾燈的燈絲。

　　愛迪生從一開始就認為炭絲是最理想的燈絲材料，當初放棄這種材料，是因為以前的真空度不夠，炭絲熔化過速�，F(xiàn)在，他又回到了炭絲的試驗上，再次用各式各樣的線、纖維和類似的物質(zhì)作燈絲材料。這樣，1879 年 10 月 21 日，終于在新澤西州門羅公園內(nèi)，他的實驗室里制成一盞持續(xù)點亮 45 小時才燒毀的碳化棉線作燈絲制成的燈泡，這種燈于 1880 年12 月 7 日被授予專利，標志著世界上盞白熾電燈就這樣誕生了。接著，他將這種燈公開展出，曾照亮過他實驗室所在地新澤西州洛帕克的主要街道。雖然這種燈離實用還有很遠的距離，但后來人們?nèi)詫?1879 年 10 月21 日定為白熾燈的誕生日。

　　斯旺和愛迪生兩位發(fā)明家的競爭十分激烈，專利糾紛幾乎不可避免，后來，二個達成協(xié)議，合資組建了愛迪生－斯旺電燈公司，在英國生產(chǎn)白熾燈。白熾燈的發(fā)明，美國通常歸功于愛迪生，英國則歸功于斯旺。在英國，電燈發(fā)明一百周年紀念于 1978 年10 月舉行，而美國則于一年后的 11 月舉行。

　　由于這個競爭者的崛起，全世界的煤氣公司的股票都嚴重地受到打擊。紐約《導報》上刊載了一段來自倫敦的電文：“自愛迪生宣布其電燈分布之發(fā)明后，煤氣股票一落千丈，竟暴跌票價 12%。倫敦注冊煤氣公司的股票竟跌落了 500 萬以至 1000 萬元。英國議院被這事弄得一籌莫展，只得召集會議，重新研究發(fā)光的整個問題�！�

　　后來，愛迪生又發(fā)明了一種“金化法”，即將粗制的碳絲用汽油蒸氣處理，使碳絲表面因碳氫化合物的分解而形成緊密的石墨層后，便變得更加均勻光滑，大大提高了碳絲的壽命。

　　成功并未使愛迪生停步，他繼續(xù)尋找比碳化棉更堅固耐用的耐熱材料。1880 年春天，他成功地用竹絲燒成的炭絲作為燈絲，使白熾電燈亮的時間延長到 1200 小時，這是只可以實用的白熾電燈。這種白熾燈和后來正式成功的電燈大致相同，只是發(fā)光的物質(zhì)有些不同罷了。

　　1831 年，法拉第關于電磁感應的發(fā)現(xiàn)為制造發(fā)電機提供了科學依據(jù)。在惠斯通、威爾德、西門子、格拉姆、帕契諾蒂、阿爾特涅克等前期工作基礎上，愛迪生于 1880 年已制出可為 1500 盞16 燭光燈泡供電的大型直流發(fā)電機，成功解決了電源問題。此后愛迪生又發(fā)明了配電盤、熔斷器（保險絲）、旋轉(zhuǎn)開關、螺口燈頭、燈座、各種插座、計量用電量的電表。

　　他還采用了他以前的助手舒克爾的將白熾燈并聯(lián)聯(lián)接的主張，以便一只開關控制一盞燈，一燈出故障不致影響另外的燈。1882 年秋，他在紐約帕爾街（意譯為“珍珠街”）建立了個發(fā)電廠，用六臺直流發(fā)電機，其中的一臺功率為 125馬力，正式向 59 家用戶的 300盞白熾燈供電。這是世界上個大型商用照明供電系統(tǒng)。從此，光明的使者來到了人間，白熾開始為千家萬戶帶來新的生活。因此，愛迪生不僅發(fā)明了白熾燈泡，而已為整個社會組織了一種新的電力照明系統(tǒng)。

　　植物碳化纖維為燈絲的白熾燈仍有三大缺點：燈絲易折斷，碳絲易耗蝕而短壽，發(fā)光強度和發(fā)光效率低下�？茖W家們的改進便針對著這三大缺點。

　　白熾燈工作原理是：電流通過燈絲（鎢絲，熔點達3000多攝氏度）時產(chǎn)生熱量，螺旋狀的燈絲不斷將熱量聚集，使得燈絲的溫度達2000攝氏度以上，燈絲在處于白熾狀態(tài)時，就象燒紅了的鐵能發(fā)光一樣而發(fā)出光來。燈絲的溫度越高，發(fā)出的光就越亮。故稱之為白熾燈。

　　1、輻射光譜連續(xù)；

　　2、顯色性好，近似Ra=100；

　　3、色溫低，約在2500K-3200K（普通型號在2700K-2900K）；

　　4、光效低，約在9-34lm/W；

　　5、散熱量大；

　　6、壽命短，約在1000h。

　　白熾燈按用途可分為普通照明燈泡和專用照明燈泡。普通照明燈泡按其結(jié)構(gòu)和外形又可分為無色（透明）燈泡、白色燈泡、乳白色燈泡、磨砂燈泡、彩色燈泡、單螺旋燈泡、雙螺旋燈泡、球形燈泡、蘑菇形燈泡、搖曵形燈泡、反射型燈泡、螺口燈泡（燈頭型號為E14、E27）、卡口（插口）燈泡（燈頭型號為B14、B22）等等。專用照明燈泡有裝飾燈泡、局部照明燈泡、道路機車燈泡、軍用燈泡、照相攝相燈泡、紅外線燈泡、無影燈泡、儀器燈泡、水下燈泡、指示燈泡、礦用燈泡、船用燈泡、飛機用燈泡、聚光燈泡、放映燈泡、勵光燈泡、印刷燈泡、防爆燈泡、小型燈泡、超小型燈泡（微型燈泡、米泡）等等。光電參數(shù)和外形尺寸極其繁多。

　　白熾燈的光效雖低,但光色和集光性能好,易于大量生產(chǎn)、成本低、使用方便。因此，它始終是產(chǎn)量、應用最廣泛的電光源。除作普通照明燈外，還可作航空、車輛、船舶用燈，醫(yī)療衛(wèi)生、儀器、信號指示燈，舞臺、放映、照相用燈，紅外線加熱，礦用、農(nóng)用、集魚和測光標準燈等。車輛用燈中汽車和拖拉機燈泡用得最多，有的是雙絲燈泡（遠光、近光），也有與反光罩整體結(jié)合的，電源電壓一般有6V和12V兩種，光強從3燭光到50燭光。目前很多類型的白熾燈已向鹵鎢燈發(fā)展。

　　美國

　　2012年1月到2014年1月。大多數(shù)白熾燈泡將于2014年在美國市場上禁止銷售。 2007能源獨立和安全法案規(guī)定：從2012年1月到2014年1月間，美國要逐步淘汰40W、60W、75W及100W白熾燈泡，以節(jié)能燈泡取代替換。

　　澳大利亞

　　2009年停止生產(chǎn)，最晚在2010年逐步禁止使用傳統(tǒng)的白熾燈。 澳大利亞是世界上個計劃全面禁止使用傳統(tǒng)白熾燈的國家。澳大利亞政府20日宣布一項計劃，將最晚在2010年開始逐步禁止使用傳統(tǒng)的白熾燈，代之以更加節(jié)能的日光燈等節(jié)能燈具。這是澳大利亞倡議的減排溫室氣體以阻止全球氣候變暖的措施之一。

　　加拿大

　　2012年前禁用白熾燈 加拿大自然資源部部長加里.倫恩2007年4月25日宣布，加拿大定于2012年開始禁止銷售白熾燈。加拿大是繼澳洲后第二個宣布將禁用白熾燈的國家。

　　日本

　　到2012年止，停止制造銷售高能耗白熾燈 日本政府日前宣布截至2012年，日本將全面禁止使用白熾燈。專家預計，該禁令將使熒光燈、緊湊型熒光燈的使用數(shù)量大幅增加，并最終隨著LED效率的提高以及成本的降低，增加LED照明的需求。

　　中國

　　目前初步計劃是，到2015年以后100瓦以上的白熾燈不再生產(chǎn)，2018年起國內(nèi)基本不再使用白熾燈。為加快推進節(jié)能減排，逐步淘汰白熾燈，加快推廣節(jié)能燈，國家發(fā)改委日前與聯(lián)合國開發(fā)計劃署（UNDP）、全球環(huán)境基金（GEF）合作共同開展“中國逐步淘汰白熾燈、加快推廣節(jié)能燈”項目，支持研究編制《中國逐步淘汰白熾燈、加快推廣節(jié)能燈行動計劃》。

　　歐盟各國

　　歐洲聯(lián)盟2009年9月起禁止銷售100瓦傳統(tǒng)燈泡，2012年起禁用使用瓦數(shù)的傳統(tǒng)燈泡。 歐盟將于2009年9月起禁止銷售100瓦傳統(tǒng)燈泡，2012起禁用所有瓦數(shù)的傳統(tǒng)燈泡。英國首相布朗2007年上任后也宣布英國將一體遵行，改用省電日光燈。2008年，零售商開始停賣150瓦燈泡，2009年將停賣60瓦燈泡。目前，零售賣場就開始停止100瓦燈泡補貨，自愿停售期到2012年結(jié)束，之后政府才頒懲罰規(guī)則。

　　韓國

　　2013年底前禁止使用白熾燈 南韓[第四次能源利用合理化基本計劃]決定，將階段性地調(diào)高光能源僅占5%，而熱散發(fā)量高達95%的白熾燈的能耗標準，并在2013年底前予以淘汰。