明末风云之天启大帝 第111章 电力研究，商行银行

电力研究部、机械研究部按照朱由校绘制的图纸，全力研制定子、转子、铜芯漆包线、铜芯电线以及白炽灯等零件。

白炽灯是根据电流的热效应原理，利用电流将灯丝加热到2000度以上的白炽状态，将电能转化为光能。

白炽灯泡主要由灯头、灯丝、玻璃壳体等几部分组成。灯泡中的金属材料都是导体，而玻璃壳体，灯头的塑料部分是绝缘体。

灯头底部有两个金属接触点，用来连接电流。灯头的上部安装由玻璃支撑并与金属接触点连通的灯丝，灯头上部以及灯丝置于玻璃壳体内密闭，灯泡里面充入氮氩氪氦等惰性气体。

电灯泡的最大问题是灯丝的升华。惰性气体代替真空可防止灯丝在高温之下氧化。现代的白炽灯一般寿命为1000小时左右。

1854年，美国人亨利戈培尔发明灯泡，但并没有及时申请专利。1879年，爱迪生经过数千次的试验，制造出能连续亮上1200个小时的毛竹丝灯。1910年，美国人库利厅用钨丝取代毛竹丝，发明钨丝灯泡，沿用至今。

20世纪60年代LED灯的发明，成为电灯泡发明以来，重新开启的一场巨大的光革命。

LED灯一般指发光二极管，是一种发光器件。

二极管是用半导体材料制成的一种电子器件。半导体材料是介于绝缘体与导体之间的材料，它可以在一定条件下既具有导电性质又具有绝缘性质。

常用的半导体材料是硅和锗。硅和锗在常温下是非常差的导电体，但是通过掺杂技术，可以提高硅的导电率。在硅和锗中添加硼、铝、镓三价元素可以制成P型半导体，在硅和锗中添加磷、砷、锑五价元素可以制成N型半导体。

P型半导体带正电，N型半导体带负电，把P型半导体和N型半导体放到一起，在交界处会形成一个静态平衡的内置电场，这就是经典的PN结。将电流的正极接到P型，负极接到N型，电流就可以正常流动，反之电流就不能流动。

二极管原理是利用PN结的单向导电性，在PN结上加上相应的电极引线及管壳封装而成。二极管就像一个电流的单向阀门，正向导通、反向截止。

发明二极管的人真是天才。二极管是最早诞生的半导体器件之一，其应用非常广泛。特别是在各种电子电路中，利用二极管和电阻、电容、电感等元器件进行合理的连接，构成不同功能的电路，可以实现对交流电整流、对调制信号检波、限幅和钳位以及对电源电压的稳压等多种功能。

无论是在常见的收音机电路还是在其他的家用电器产品或工业控制电路中，都可以找到二极管的踪迹。

三极管是电子电路的核心元件，是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号。

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。

发射区和集电区无论怎样连接电流，均是两个二极管P区或N区相连，阻碍电流，三极管始终处于关闭状态。

三极管在基区和集电区之间设置第二组电流，形成一个正向偏压二极管。这样三极管内流过基区的电流越大，相应的流向发射区的电流就越多。因此三极管中很少的基区电流，就可导致很大的集电区电流。这就是三极管的电流放大作用。

发光二极管和普通二极管相似，只不过在PN结掺杂了镓、磷、砷、氮等化合物，是一种将电能直接转换成光能的半导体固体显示器件。

发光二极管的PN结固定在反射帽里，反射帽功能为反射光线，外壳采用树脂、塑料等透明材料进行封装，外形有方形、矩形和圆形等。使用磷化镓材料发绿光，使用碳化硅材料发蓝光，使用磷砷化镓材料发红光

发光二极管的驱动电压低、工作电流小，具有很强的抗振动和冲击能力、体积小、可靠性高、耗电省和寿命长等优点。

发光二极管最初用途为指示灯，随着技术的不断进步，广泛地应用于交通信号灯、景观照明、车用照明、显示器等电路中。

1907年，科学家发现某些二极管在正向导通时有发光的物理现象。1962年，发红光的磷砷化镓半导体化合物发明，红光二极管问世。1965年，红色LED灯成为全球第一款商用发光二极管，其效果远超当时的白炽灯。

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