我们可以从基本原理和维修用设计特点两个方面来理解。
基本发光原理：电热效应与白炽发光
无论是哪种灯泡，其最核心的原理都是白炽发光。
这个过程可以分解为以下几个步骤：
-
电流通过灯丝：灯泡里有一根非常细的金属丝，叫做灯丝，当灯泡接入电路,电流就会从这根灯丝中流过。
-
灯丝发热（焦耳热效应）：电流在导体（灯丝）中流动时，会受到电阻的阻碍，电能会转化为热能，灯丝的电阻被设计得很大，所以当电流通过时，它会产生极高的温度，通常能达到2000°C - 3000°C，这个现象就是物理学上的焦耳热效应。
（图片来源网络，侵删） -
物体高温发光（黑体辐射）：任何有温度的物体都会向外辐射能量，在低温时，我们看不到光，只能感觉到热量（比如散热片），但当温度升高到一定程度（超过500°C），物体就会开始发出可见光，温度越高，发出的光就越亮，颜色也会从暗红色 -> 橙色 -> 黄色 -> 最终变为接近白色的亮光，灯丝就是这个被加热到极高温度而发光的“物体”。
-
保护与密封：
- 真空或惰性气体：为了避免灯丝在这么高的温度下迅速被氧化烧毁，灯泡的玻璃泡壳内部被抽成真空，或者充入不活泼的惰性气体（如氩气、氮气），惰性气体还能减缓灯丝的升华（从固态直接变成气态）,延长灯泡寿命。
- 玻璃泡壳：它起到两个作用，一是密封内部环境，二是将灯丝发出的光散射出去,形成我们看到的柔和光斑。
总结一下基本原理：电能 → 热能 → 光能。 这是一个将电能转化为光能的过程，但效率很低，大部分能量（约90%以上）都转化为了热量。
维修用灯泡的特殊设计特点
既然基本原理和普通灯泡一样，为什么维修用的灯泡那么耐用、亮度高、不怕震动呢？关键在于它的灯丝材料和结构设计。
-
更坚韧的灯丝材料：钨
- 普通灯泡和维修灯泡都用钨做灯丝，因为钨是熔点最高的金属（约3422°C）,非常耐高温。
- 但维修灯泡的钨丝纯度可能更高，或者经过了特殊的强化处理,使其在反复的冷热冲击和震动下不易断裂。
-
更粗、更坚固的灯丝结构
- 普通灯泡：灯丝又细又长，通常是单螺旋或双螺旋状，为了在有限空间内增加电阻，从而提高发光效率,但这种结构非常脆弱。
- 维修灯泡：为了抗震动，它的灯丝通常设计得更粗壮，结构更简单、更坚固，虽然这可能会牺牲一点点发光效率，但换来的是无与伦比的耐用性，想象一下，一根粗铁丝和一根细头发丝,哪个更能抗拉扯和震动？
-
更坚固的支撑结构
灯丝需要被支架固定在玻璃泡的中心，维修灯泡的支架通常使用更坚固的金属，并且设计得更牢固,能更好地吸收和抵抗外界的震动和冲击。
-
更厚的玻璃泡壳和灯头
- 玻璃泡壳：维修灯泡经常被掉落或碰撞，所以它的玻璃通常更厚,或者采用了更耐冲击的硬质玻璃。
- 灯头：维修灯泡的灯头（如E27、E14等螺纹口）通常也做得更厚实,不易在拧入灯座时损坏。
-
更高的功率和亮度
维修环境通常需要非常明亮的光线来看清零件的细节，维修灯泡的功率通常比普通家用灯泡高很多，常见的有60W、100W，甚至更高,更高的功率意味着更高的亮度和发热量。
-
特殊涂层（针对某些工作灯）
- 有些维修工作灯为了获得更集中的光束，会在玻璃泡的内壁做一层反光涂层（比如像汽车前灯那样），让光线向前方汇聚，形成一束“探照灯”一样的光,便于照亮特定区域。
与LED灯泡的对比（现代趋势）
越来越多的维修工具开始使用LED灯泡来替代传统的白炽灯泡,LED的原理完全不同：
- LED原理：电致发光，它是一种半导体器件，当电流通过时，半导体内的电子与空穴复合，直接将电能转化为光能,这个过程不产生或只产生极少量的热量。
- LED的优势：
- 极其耐用：没有灯丝，抗震动、抗冲击能力是白炽灯的几十倍。
- 寿命超长：使用寿命可达数万小时,而白炽灯通常只有1000小时左右。
- 节能高效：电能转化效率高,非常省电。
- 发热小：工作时温度低，更安全,不会烤到维修的手或零件。
- 光线可调：可以轻松做成聚光或泛光，光线颜色（色温）也可以选择。
维修用的传统白炽灯泡，其原理是通过电流加热灯丝至高温而发光，为了适应维修环境，它在灯丝的坚固性、整体结构的耐用性上做了特殊强化，而现在，LED灯泡因其压倒性的优势（耐用、节能、长寿、安全）已经成为维修工具照明的主流和更优选择。
